JPH0978848A - コンクリート構造物の補強方法およびそれに用いるコンクリート構造物補強用シート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高剛性・高強度でありながら鉄板に比べきわ
めて軽量で絶大な拘束力を発揮し、かつコンクリート構
造物の歪が補強層に伝達することがなく周囲から拘束し
て高圧縮力に耐えうる補強層を形成できるコンクリート
構造物の補強方法およびそれに用いるコンクリート構造
物補強用シートを提供する。 【解決手段】 コンクリート構造物の側面に緩衝材層を
設け、その上から複数枚の、あらかじめ強化繊維に樹脂
を含浸したシート状物を貼り付け積層するか、または強
化繊維に樹脂を含浸したシート状物の片面に緩衝材層を
形成したシート状物を緩衝材層がコンクリート構造物側
にくるように積層した後、樹脂を硬化して繊維強化樹脂
とすることを特徴とするコンクリート構造物の補強方法
とこの補強方法に好適に用いることができる、強化繊維
に樹脂を含浸したシート状物の片面に緩衝材層を形成し
たコンクリート構造物補強用シートである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は既存のコンクリート
構造物を繊維強化樹脂により補強する方法とこれに好適
に用いることができるコンクリート補強用シートに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】既存のコンクリート構造物を耐震補強し
たり、経年劣化による崩壊を防止するため補修を行う場
合、構造物の周囲を鋼板や鉄筋篭で囲むことに代えて、
近年、高強度強化繊維を捲回して補強する方法が提案さ
れている。例えば、特開昭６２−３３９７３号公報に
は、コンクリート構造物との間に絶縁部材を介在させて
補強する方法が、特開昭６２−１３３２２３号公報には
コンクリート柱に強化繊維を捲回した後ぜい弱性の樹脂
を塗布し固化させる方法が、また、特開平１−８３７６
８号公報には、一体的な結合を避けるためにコンクリー
ト軸方向と周方向で異なる樹脂を用いて塗布し接着させ
る補強方法がそれぞれ開示されている。

【０００３】特開昭６１−２０７７５１号公報に開示さ
れているように、コンクリート構造物と補強層の間を縁
切りし、外力に対して別個のものとして作用させること
が、補強層に拘束力を与えコンクリート構造物に靭性を
付与する上で重要であることが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、補強層
としての複合材成型物においては、高強度繊維層が補強
層として充分な拘束力を発揮するためにはマトリックス
樹脂として充分なせん断剛性と大きな伸度を有すること
が必要で、ぜい弱な樹脂では複合材としての特性が得ら
れず補強層としての効果が出てこない。又、複合材中に
気泡による大きな欠陥や強化繊維の配向の乱れやたるみ
があっては予想外の低応力で破壊に至り複合材の静的疲
労を誘起させることが知られており、この気泡を除くた
めにはマトリックス樹脂が完全に強化繊維間に浸透して
いること、高張力下で繊維配向を揃えることが必要であ
るが現場でのハンドレイアップで樹脂を塗布する方法で
は気泡をなくし張力をかけるのは難かしく熟練を要す
る。

【０００５】そこで、本発明の目的は、高剛性・高強度
でありながら鉄板に比べきわめて軽量で絶大な拘束力を
発揮し、かつコンクリート構造物の歪が補強層に伝達す
ることがなく周囲から拘束して高圧縮力に耐えうる補強
層を形成できるコンクリート構造物の補強方法およびそ
れに用いるコンクリート構造物補強用シートを提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の要旨は、
コンクリート構造物の側面に緩衝材層を設け、その上か
ら複数枚の、あらかじめ強化繊維に樹脂を含浸したシー
ト状物を貼り付け積層するか、または強化繊維に樹脂を
含浸したシート状物の片面に緩衝材層を形成したシート
状物を緩衝材層がコンクリート構造物側にくるように積
層した後、樹脂を硬化して繊維強化樹脂とすることを特
徴とするコンクリート構造物の補強方法にあり、第二の
要旨は、強化繊維に樹脂を含浸したシート状物の片面に
緩衝材層を形成したコンクリート構造物補強用シートに
ある。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明のコンクリート構造物の補
強方法において使用する緩衝材層としては、後述する強
化繊維に含浸する樹脂に実質的に溶解したり混り合った
りすることがないものであれば使用可能であり、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリクロロビ
ニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル等の有機高分子樹
脂からなる発泡体・不織布・格子状メッシュなどの形態
に賦型された面状体あるいはロックウール、ガラスウー
ル等のフェルト、マット、不織布等の形態物更にはアス
ファルト等ぜい弱固型物等が挙げられる。後述する強化
繊維を含む補強層との間に弱い付着性を示すものが特に
好ましい。緩衝材層は、コンクリート構造物にかけられ
た軸力を複合材成型物に伝波させない効果を持つことで
複合材成型物に補強層として大きな拘束力を付与するこ
とになる。

【０００８】これら緩衝材は強化繊維に樹脂を含浸した
シート状物を貼り付けるに先立ってコンクリート構造物
に付着設置されるか、あるいは強化繊維に樹脂を含浸し
たシート状物の片側表面に付着貼り合わせた後、緩衝材
層がコンクリート構造物の外周に当るように貼り付ける
ことにより付設される。

【０００９】本発明のコンクリート構造物の補強方法に
おいて使用する強化繊維としては、炭素繊維、ガラス繊
維あるいはアラミド繊維およびこれらのハイブリッドが
挙げられるが、軽量高剛性である炭素繊維が好適に用い
られる。その強化繊維の集合形態としては、強化繊維が
一方向に引き揃えられた一方向材もしくは二次元的に配
向された織物・編物更にはノンクリンプクロス等の材、
或はこれらの材をガラス繊維或は有機繊維で目止め又は
裏打ち拘束した形態のものが例示可能である。

【００１０】強化繊維集合体の繊維目付は、５０〜８０
０ｇ／ｍ²が一般的ではあるが、後述の樹脂がその内部
まで均一に浸透し実質的に脱気・脱泡のされ易いもので
あれば特に限定しない。

【００１１】強化繊維のコンクリート構造物に対する配
向角度は特に限定しないが、コンクリート構造物の長手
方向と周方向は、コンクリート構造物の補強する見地か
ら特に好ましい。コンクリート構造物の崩壊を防止し構
造物を高靭性化させるために、強化繊維がコンクリート
構造物の周方向に捲回して繊維強化樹脂の拘束力を高め
ることが特に重要である。

【００１２】上記の強化繊維に含浸する樹脂としては、
室温放置もしくは加熱により反応硬化しうる熱硬化性樹
脂が一般に用いられ、その代表的なものとしてエポキシ
樹脂が挙げられる。本発明では特に硬化物の力学的特性
において、充分な弾性率と伸度を発現する樹脂系が望ま
しい。

【００１３】シート状の強化繊維集合体に含浸する樹脂
の割合としては、３０〜８０重量％である。硬化剤、硬
化触媒の配合された樹脂を含浸して施工に際して樹脂の
垂れ落ちがなく、しかも適度なタック性とドレープ性を
有していることが望ましい。これら強化繊維に樹脂を含
浸したシート状物は、工場で生産されたもの、可使時間
の制約により施工現場において使用直前に作成されたも
のでもよい。これらシート状物の一例として１１０〜１
２０℃以下で数分間で硬化する三菱レイヨン株式会社製
パイロフィルプリプレグ＃８３０や油化シェルエポキシ
株式会社製エピコート８２８に酸無水物とイミダゾール
触媒の配合された組成物を浸漬−絞り出し方法にて現場
で強化繊維に含浸したシート状物、反応性希釈剤を含ん
だ油化シェルエポキシ株式会社製エピコート８２８にジ
アミン類の混合された樹脂組成物を三菱レイヨン株式会
社製炭素繊維平織りクロスＴＲ３１２０に含浸したシー
ト状物が挙げられる。

【００１４】さらに上記の緩衝材層、シート状物をコン
クリート構造物に配置する方法について図面を用いて説
明する。図１は本発明のコンクリート構造物の補強方法
により補強されたコンクリート構造物の断面の概念図で
ある。図２、３は本発明のコンクリート構造物の補強方
法の施工途中のコンクリート構造物の断面を示した概念
図である。コンクリート構造物は円筒状コンクリート柱
として図示した。

【００１５】図１において、コンクリート構造物１と繊
維強化樹脂補強層２の間には、緩衝材層３が設けられ、
縁切りされている。繊維強化樹脂補強層２は強化繊維の
配向が異なった層２ａ、２ｂ、２ｃから構成されてお
り、２ａはコンクリート構造物の長手方向に、２ｃはコ
ンクリート構造物の周方向に強化繊維が配向しており、
２ｂはクロス材を使用しコンクリート構造物の長手方向
に対して＋／−４５°方向に強化繊維を配向させたシー
ト状物が積層されている。

【００１６】緩衝材層３の外周にシート状物を貼り付け
積層するに際して、上の例のようにコンクリート構造物
の長手方向および周方向にシート状物中の強化繊維を配
向させることが基本であるが＋／−４５°方向に配向を
加えることも可能であり、補強の目的に応じて任意に繊
維の配向と積層数の変えられることが本発明の利点の一
つである。図２、３においては、強化繊維に樹脂を含浸
したシート状物の片面に緩衝材層を形成したコンクリー
ト構造物補強用シート４を緩衝材層３がコンクリート構
造物１側にくるように捲回、配置した上からさらに強化
繊維に樹脂を含浸したシート状物（２ｂ、２ｃ）（２ｃ
は図示せず）を順次捲回、配置している。

【００１７】この後、必要に応じてローラーがけした
後、含浸した樹脂の硬化方法に従って室温放置もしくは
必要に応じて加熱することにより硬化を促進させ繊維強
化樹脂を得る。

【００１８】本実施例の目的においては、室温放置で樹
脂を硬化させる方法が特別な装置を必要とせず作業上簡
便ではあるが、使用する樹脂の反応性に依っては加熱に
より反応を促進させる方法がより経済的であり且つ得ら
れる複合材成型物の耐久性の向上が期待される。

【００１９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明をさらに具体的
に説明する。強化繊維に樹脂を含浸したシート状物とし
て、一方向に引き揃えた三菱レイヨン株式会社製炭素繊
維ＴＲ３０に反応希釈剤の入ったエピコート８０１（油
化シェルエポキシ株式会社製）に複素環ジアミンの硬化
剤エポメートＢ００２Ｗ（同社製）を混合した組成物を
樹脂含有率が５０重量％となるように含浸したシート状
物（Ａ）と同じく三菱レイヨン株式会社製炭素繊維ＴＲ
４０（フィラメント数３０００本）を製織（１２．５本
／インチ経緯糸とも）してなる炭素繊維平織りクロスに
同じ樹脂を樹脂含有率が５０重量％となるように含浸し
たシート状物（Ｂ）をどちらも現場でブラシロールを用
いて含浸して用意した。

【００２０】シート状物（Ｂ）には、片面に厚み１ｍｍ
のポリスチレン発泡体を貼り合せた後、プライマー処理
を施したコンクリート構造物１に、ポリスチレン発泡体
がコンクリート構造物側になり、強化繊維がコンクリー
ト構造物の長手方向となるように捲回し貼り付けた（図
２）。

【００２１】次に第２層目としてシート状物（Ｂ）を強
化繊維の配向角がコンクリート構造物の長手方向に対し
て＋／−４５゜となるように捲回し貼り付けた（図
３）。そして、最後にシート状物（Ａ）を強化繊維の配
向角がコンクリート構造物の周方向となるように捲回し
貼り付け（図示せず）、室温で１０時間放置し樹脂を硬
化した。本実施例で補強したコンクリート構造物は、緩
衝材層により完全に繊維強化樹脂補強層と縁切りされて
おり、その圧縮耐力は緩衝材層のないものに比べ、優れ
たものであった。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明のコンクリート構造
物の補強方法によって得られる補強層は、樹脂を含浸し
た強化繊維のシート状物を積層硬化させた繊維強化樹脂
であるので、樹脂の剛性・伸度が大きく気泡や繊維たる
みによる欠陥が入り難く、強化繊維の強度利用率がきわ
めて高い補強効果を発揮する。そして、補強層は緩衝材
層を介してコンクリート構造物と一体化されておりアン
ボンド効果により破壊に抗する拘束力を持つためにコン
クリート構造物の圧縮耐力はきわめて大きなものとな
る。さらに本発明のコンクリート構造物の補強方法によ
って得られる補強層は軽量で錆びないため、長期間にわ
たって上述した性能を保持する。また、本発明のコンク
リート構造物補強用シートは、現場での施工が容易で上
記のコンクリート構造物の補強方法に好適に用いること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコンクリート構造物の補強方法により
補強されたコンクリート構造物の断面の概念図である。

【図２】本発明のコンクリート構造物の補強方法の施工
途中のコンクリート構造物の断面を示した概念図であ
る。

【図３】本発明のコンクリート構造物の補強方法の施工
途中のコンクリート構造物の断面を示した概念図であ
る。

【符号の説明】

１ コンクリート構造物 ２ 繊維強化樹脂補強層 ２ａ 長手方向配向層 ２ｂ ＋／−４５°方向配向層 ２ｃ 周方向配向層 ３ 緩衝材層 ４ シート状物の片面に緩衝材層を形成したコンクリ
ート構造物補強用シート

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンクリート構造物の側面に緩衝材層を
   設け、その上から複数枚の、あらかじめ強化繊維に樹脂
   を含浸したシート状物を貼り付け積層するか、または強
   化繊維に樹脂を含浸したシート状物の片面に緩衝材層を
   形成したシート状物を緩衝材層がコンクリート構造物側
   にくるように積層した後、樹脂を硬化して繊維強化樹脂
   とすることを特徴とするコンクリート構造物の補強方
   法。
2. 【請求項２】 強化繊維に樹脂を含浸したシート状物の
   片面に緩衝材層を形成したコンクリート構造物補強用シ
   ート。