JPH0978853A - Method of reinforcing concrete structure - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[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で補強する方法に関するもので
ある。更に詳しくは、既存コンクリート構造物を繊維強
化熱硬化性樹脂で補強する際、マトリックス樹脂を含ま
ない強化繊維シートと未硬化の熱硬化性樹脂を含浸した
強化繊維シートいわゆるプリプレグとを配し、マトリッ
クス樹脂を含浸・硬化させて補強する方法に関するもの
である。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method of reinforcing an existing concrete structure with a fiber reinforced resin. More specifically, when reinforcing an existing concrete structure with a fiber-reinforced thermosetting resin, a reinforcing fiber sheet containing no matrix resin and a reinforced fiber sheet so-called prepreg impregnated with an uncured thermosetting resin are arranged to form a matrix. The present invention relates to a method of impregnating and curing a resin for reinforcement.
【０００２】[0002]
【従来の技術】既存のコンクリート構造物は、長年にわ
たる使用とともに老朽・劣化したり、或いは地震等の罹
災により強度低下するため、補強・補修の必要が生じ
る。2. Description of the Related Art Existing concrete structures deteriorate or deteriorate with the use for many years, or their strength decreases due to damage such as an earthquake. Therefore, reinforcement and repair are required.
【０００３】旧来、このような既存のコンクリート構造
物の強化には強度低下を防ぐ目的で、補強材料として鉄
板が使用されていたが、鉄板は大重量であり、取り付け
時の作業性が劣る等の問題があった。In the past, an iron plate was used as a reinforcing material for the purpose of preventing a decrease in strength for the purpose of strengthening such an existing concrete structure, but the iron plate is heavy and the workability at the time of mounting is poor. There was a problem.
【０００４】このような問題を解決するべく、近年、強
化繊維シートに樹脂を含浸させたいわゆるプリプレグを
補強材料として用いる補強・補修方法や、それを硬化成
型してなるＦＲＰを補強材料として用いる補修・補強方
法が提案されており、補強材料の軽量化や施工性の向上
に寄与している。In order to solve such a problem, in recent years, a reinforcing and repairing method using a so-called prepreg obtained by impregnating a reinforcing fiber sheet with a resin as a reinforcing material, and a repair using FRP obtained by curing and molding the same as a reinforcing material. -Reinforcement methods have been proposed, which contribute to weight reduction of reinforcement materials and improvement of workability.
【０００５】従来、繊維強化樹脂材によるコンクリート
構造物への適用方法には、（１）強化繊維シートにマト
リックス樹脂成分を含浸した後、該樹脂成分を硬化、成
型して製造された、いわゆるＦＲＰをコンクリート構造
物に接着する方法（例えば、特開昭６３−３５９６７号
公報参照）、或いは、（２）強化繊維シートにマトリッ
クス樹脂成分を含浸させ、この樹脂成分の硬化を抑制す
ることにより硬化していない状態（未硬化状態、半硬化
状態）のプリプレグとし、これをコンクリート構造物に
接着させ、次いでマトリックス樹脂を硬化させる方法
（例えば、特開平３−２２４９６６号公報、特開昭６３
−３５９６７号公報、特開平７−３４６７７号公報参
照）、或いは、（３）施工現場にて接着剤層を介して支
持体に接着された強化繊維シートにマトリックス樹脂を
含浸させてコンクリート構造物に接着及び樹脂を硬化さ
せる方法（例えば、特開平３−２２２７３４号公報参
照）、或いは、（４）強化繊維の織物シートをコンクリ
ート構造物の要補強箇所に巻き付けて、それに室温硬化
型のマトリックス樹脂を含浸して、硬化させる方法、等
が知られている。Conventionally, a method of applying a fiber-reinforced resin material to a concrete structure is as follows: (1) A so-called FRP manufactured by impregnating a matrix resin component into a reinforcing fiber sheet and then curing and molding the resin component. Is adhered to a concrete structure (see, for example, JP-A-63-35967), or (2) a reinforcing fiber sheet is impregnated with a matrix resin component and cured by suppressing the curing of the resin component. A method of forming a prepreg in an unhardened state (unhardened state, semi-hardened state), adhering this to a concrete structure, and then hardening the matrix resin (for example, JP-A-3-224966 and JP-A-63).
No. 35967, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-34677), or (3) a concrete structure is obtained by impregnating a reinforcing resin sheet adhered to a support through an adhesive layer with a matrix resin at a construction site. A method of adhering and curing the resin (see, for example, JP-A-3-222734), or (4) wrapping a reinforcing fiber woven sheet around a required reinforcement portion of a concrete structure, and applying a room temperature curable matrix resin thereto. A method of impregnating and hardening is known.
【０００６】一方、ＦＲＰの強度や、プリプレグの性能
をより向上させるために、一方向性繊維シートを一枚以
上積層してなる強化繊維シートをＦＲＰや、プリプレグ
に使用することが行われている。On the other hand, in order to further improve the strength of the FRP and the performance of the prepreg, a reinforcing fiber sheet obtained by laminating one or more unidirectional fiber sheets is used for the FRP and the prepreg. .
【０００７】一方向性繊維シートはスクリムクロス、ガ
ラスクロス、離型紙、ナイロンフィルム等の支持体シー
ト上に担持された状態で保存されているが、シート状態
が乱れやすく、その取扱い性が悪い。このため、一方向
性繊維シートをコンクリート構造物に適用する場合に
は、前記（２）及び（３）で説明したように予めプリプ
レグ化して、得られたプリプレグをコンクリート構造物
に適用する方法が採用されている。The unidirectional fiber sheet is stored in a state of being carried on a support sheet such as scrim cloth, glass cloth, release paper, nylon film, etc., but the sheet state is easily disturbed and its handling property is poor. Therefore, when applying the unidirectional fiber sheet to a concrete structure, there is a method of applying prepreg to the concrete structure in advance as described in (2) and (3) above. Has been adopted.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記
（１）のＦＲＰを用いる方法は、予め工場で成型された
ＦＲＰが使用されるため、コンクリート構造物の要補強
部の表面構造に追従した形状、強度にすることが困難で
あるという不都合や、コンクリート構造物の形状によっ
て施工が複雑になったりしていた。However, in the method (1) using the FRP, since the FRP molded in the factory is used, the shape following the surface structure of the reinforcing portion of the concrete structure, The construction was complicated due to the inconvenience that it was difficult to increase the strength and the shape of the concrete structure.
【０００９】前記（２）及び（３）のプリプレグを用い
る方法では、プリプレグ中にはマトリックス樹脂成分
が、８〜４０重量％、通常、３０〜４０重量％含まれて
いるので、樹脂を含浸していない強化繊維シートに比べ
て重量が大きく、現場で施工する場合の作業性が悪いと
いう問題を有する。In the method using the prepreg of the above (2) and (3), since the matrix resin component is contained in the prepreg at 8 to 40% by weight, usually 30 to 40% by weight, the resin is impregnated. There is a problem that the weight is larger than that of the unreinforced fiber sheet, and the workability in the case of construction on site is poor.
【００１０】特に、梁や天井に施工するごとき、施工作
業が上向きで行うことを要求される場合には、その重量
の大きさは作業員に大きな負担となる。In particular, when the construction work is required to be performed upwards, such as when the construction is performed on a beam or a ceiling, the weight of the construction work imposes a heavy burden on the worker.
【００１１】また、プリプレグを用いる方法では、プリ
プレグ中にマトリックス樹脂が含まれているために、マ
トリックス樹脂を含浸していない強化繊維シートに比べ
て、ドレープ性が悪く、そのために、プリプレグシート
をコンクリート構造物の形状に追従させることが困難で
あるという欠点がある。In the method using a prepreg, since the matrix resin is contained in the prepreg, the drape property is worse than that of the reinforcing fiber sheet which is not impregnated with the matrix resin. There is a drawback that it is difficult to follow the shape of the structure.
【００１２】そしてプリプレグ中に含まれるマトリック
ス樹脂は半硬化状態の樹脂となっているため、寒冷時に
は硬くなり、ドレープ性に欠け、コンクリート構造物に
フィットさせにくいといった温度依存性が高いために生
ずる問題がある。Since the matrix resin contained in the prepreg is a semi-cured resin, it becomes hard in cold weather, lacks drape, and has a high temperature dependency that it is difficult to fit into a concrete structure. There is.
【００１３】その一方において、プリプレグの製造は、
工程管理された状態で工場で製造されるためマトリック
ス樹脂の均一含浸性、大量生産性に優れているという利
点がある。しかもプリプレグの使用は、施工現場でのマ
トリックス樹脂の追加付与の場合にも塗布が短時間且つ
均一性が高いという利点もある。On the other hand, the manufacture of prepreg is
Since it is manufactured in a factory under process control, it has the advantages of excellent uniform impregnation of matrix resin and excellent mass productivity. Moreover, the use of prepreg has the advantage that the application is short and the uniformity is high even when the matrix resin is additionally applied at the construction site.
【００１４】そこで本発明の目的は、既存のコンクリー
ト構造物に対して熱硬化性樹脂含浸プリプレグを用いて
補強する方法において、プリプレグの前記利点を利用す
ると同時に、プリプレグの前記欠点を改善し、コンクリ
ート構造物に高強度を与えることができ、マトリックス
樹脂を含有する場合に生起するドレープ性の低下、これ
にもとずくコンクリート構造物面への追従性を改善した
方法を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to utilize the above advantages of prepregs in a method of reinforcing existing concrete structures with thermosetting resin-impregnated prepregs, and at the same time improve the above-mentioned drawbacks of prepregs. It is an object of the present invention to provide a method capable of imparting a high strength to a structure, reducing the drape property that occurs when a matrix resin is contained, and improving the conformability to the surface of a concrete structure based on this.
【００１５】本発明の他の目的は、コンクリート構造物
の表面で熱硬化性樹脂をコンクリート構造物補強用強化
繊維材に含浸させるのに、その含浸を容易に行うことが
でき、既存コンクリート構造物への現場での適用に好適
なコンクリート構造物の補強方法を提供することにあ
る。Another object of the present invention is to impregnate a reinforcing fiber material for reinforcing a concrete structure with a thermosetting resin on the surface of the concrete structure, so that the impregnation can be easily performed. It is to provide a method for reinforcing a concrete structure suitable for application in the field.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】前記した問題点を解決す
るために、コンクリート構造物の補強方法において、コ
ンクリート構造物面に一方向に引き揃えられた熱硬化性
樹脂を含まない通液性を有する強化繊維シートを、接着
性を有する熱硬化性樹脂マトリックス樹脂を介して接着
させ、更に熱硬化性樹脂含浸プリプレグを配し、必要に
応じマトリックス樹脂を塗布し、次いで、熱硬化性樹脂
全体を硬化し一体化させることを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, in a method of reinforcing a concrete structure, liquid permeability which does not include thermosetting resin aligned in one direction on the surface of the concrete structure is provided. The reinforced fiber sheet having is adhered via a thermosetting resin matrix resin having adhesiveness, a thermosetting resin-impregnated prepreg is further arranged, the matrix resin is applied if necessary, and then the whole thermosetting resin is applied. It is characterized by being cured and integrated.
【００１７】本発明によると、従来のプリプレグ使用の
利点を生かし、しかも形成されたＦＲＰ材が既設コンク
リート構造物の面に良く追従し、好適な補強効果を得る
ことができる。According to the present invention, the advantage of using the conventional prepreg can be utilized, and the formed FRP material can well follow the surface of the existing concrete structure, and a suitable reinforcing effect can be obtained.
【００１８】本明細書中において、「一方向に引き揃え
られた熱硬化性樹脂を含まない通液性を有する強化繊維
シート」は、以下、「ドライシート」と略す。In the present specification, "a liquid-permeable reinforcing fiber sheet that does not contain thermosetting resin aligned in one direction" is hereinafter abbreviated as "dry sheet".
【００１９】本明細書において「熱硬化性樹脂含浸プリ
プレグ」は、以下プリプレグと略す。In the present specification, the "thermosetting resin-impregnated prepreg" is hereinafter abbreviated as "prepreg".
【００２０】本発明において使用されるドライシート
は、マトリックス樹脂となる樹脂成分は含まないため柔
軟であり、温度依存性がなくコンクリート構造物面に凹
凸があってもこれに高い追従性でフィットすることがで
きる。The dry sheet used in the present invention is flexible because it does not contain a resin component serving as a matrix resin, and has a high temperature followability even if there is unevenness on the concrete structure surface without temperature dependency. be able to.
【００２１】このため、本発明方法によると、コンクリ
ート構造物に接する面にドライシートが配され、次いで
プリプレグが配されるためコンクリート面とドライシー
トがよく追従しドライシートの緩衝作用によってプリプ
レグがよくコンクリート面に接着されることになる。Therefore, according to the method of the present invention, the dry sheet is arranged on the surface in contact with the concrete structure, and then the prepreg is arranged, so that the concrete surface and the dry sheet follow each other well, and the prepreg improves due to the cushioning action of the dry sheet. It will be glued to the concrete surface.
【００２２】[0022]
【発明の実施の形態】本発明の方法で使用される「ドラ
イシート」及び「プリプレグ」の原材料として使用可能
な強化繊維の種類は、炭素繊維、硝子繊維、アラミド繊
維などの有機もしくは無機繊維の単独又は２種以上の組
合せである。コンクリート構造物に高強度を与える上
で、特に、好ましくは炭素繊維が使用され、炭素繊維と
してはアクリル系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維等が挙げ
られる。これらの炭素繊維は、樹脂等の親和性を増すた
めに表面処理による表面が活性化されたものが好まし
い。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The types of reinforcing fibers that can be used as raw materials for "dry sheets" and "prepregs" used in the method of the present invention include organic or inorganic fibers such as carbon fibers, glass fibers and aramid fibers. A single type or a combination of two or more types. In order to give high strength to the concrete structure, carbon fiber is particularly preferably used, and examples of the carbon fiber include acrylic carbon fiber and pitch carbon fiber. It is preferable that the surface of these carbon fibers is activated by a surface treatment in order to increase the affinity for resins and the like.
【００２３】マトリックス樹脂の種類は特に制限されな
いが、好ましくはエポキシ樹脂が挙げられる。The type of matrix resin is not particularly limited, but an epoxy resin is preferable.
【００２４】本発明において好ましく用いられるエポキ
シ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビ
スフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エ
ポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ク
レゾールノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹
脂、ハロゲン化エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポ
キシ樹脂等が挙げられる。As the epoxy resin preferably used in the present invention, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, alicyclic epoxy resin, Examples thereof include halogenated epoxy resins and glycidyl amine type epoxy resins.
【００２５】エポキシ樹脂の反応性希釈剤として、ｎ−
ブチルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテ
ル、２−エチルヘキシルグリシジルエーテル、スチレン
オキサイド、フェニルグリシジルエーテル、クレジルグ
リシジルエーテル、グリシジルメタクリレートから選ば
れた少なくとも１種が併用でき、無溶剤で適度の粘度に
調整するのに有効である。As a reactive diluent for epoxy resin, n-
At least one selected from butyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, 2-ethylhexyl glycidyl ether, styrene oxide, phenyl glycidyl ether, cresyl glycidyl ether, and glycidyl methacrylate can be used in combination, and to adjust the viscosity to a suitable level without solvent. It is valid.
【００２６】エポキシ樹脂の硬化剤及び硬化促進剤とし
ては、通常エポキシ樹脂に用いられている種類のものが
適用できる。マトリックス樹脂がエポキシ樹脂で反応性
希釈剤がフェニルグリシジルエーテルの場合、例えばポ
リアミドアミン、アミドアミン、ジエチレントリアミン
等の脂肪族ポリアミン、メタキシレンジアミン等の芳香
族ポリアミン、メンセンジアミン等の脂環族ポリアミ
ン、変性ポリアミン、ベンジルメチルアミン等の第三ア
ミン、２−メチルイミダゾール等のイミダゾール類、ポ
リメルカプタン類、ポリチオール類、三フッ化ホウ素ア
ミン錯体等を例示できる。As the curing agent and the curing accelerator for the epoxy resin, the types commonly used for epoxy resins can be applied. When the matrix resin is an epoxy resin and the reactive diluent is phenyl glycidyl ether, for example, polyamidoamine, amidoamine, diethylenetriamine and other aliphatic polyamines, metaxylenediamine and other aromatic polyamines, menthenediamine and other alicyclic polyamines, modified Examples include polyamines, tertiary amines such as benzylmethylamine, imidazoles such as 2-methylimidazole, polymercaptans, polythiols, and boron trifluoride amine complexes.
【００２７】硬化剤及び硬化促進剤の選択は、マトリッ
クス樹脂の硬化温度が１０〜４０℃程度の常温で数日以
内に硬化する様に選定するのが、硬化時に特に加熱装置
を必要としないので、現場施工において好ましく、上記
に列挙した硬化剤及び硬化促進剤はこの基準に合致す
る。The curing agent and the curing accelerator are selected so that the matrix resin is cured within a few days at a room temperature such as 10 to 40 ° C., but a heating device is not required at the time of curing. Preferred for on-site construction, the hardeners and accelerators listed above meet this criterion.
【００２８】塗布されるマトリックス樹脂としては、硬
化剤成分と樹脂成分とを含み、強化材繊維層への含浸性
を考慮し、樹脂粘度が１００〜１００，０００センチポ
イズ（２５℃）となるよう調整されていることが好まし
い。特に好ましくは５００〜５０，０００センチポイズ
（２５℃）である。マトリックス樹脂をこのような粘度
に調整するためには、溶媒を使用することもできるが、
作業環境を考慮すると、できるだけ無溶剤であることが
好ましい。また、プリプレグに含まれるマトリックス樹
脂の硬化および硬化促進のために、硬化剤および硬化促
進剤を調整して含ませることも必要に応じ採用される。The matrix resin to be applied contains a curing agent component and a resin component, and is adjusted so that the resin viscosity is 100 to 100,000 centipoise (25 ° C.) in consideration of the impregnating ability into the reinforcing fiber layer. Is preferably provided. Particularly preferably, it is 500 to 50,000 centipoise (25 ° C). A solvent can be used to adjust the matrix resin to have such a viscosity,
Considering the working environment, it is preferable to be solvent-free as much as possible. Further, in order to cure and accelerate the curing of the matrix resin contained in the prepreg, it is also adopted to adjust and include a curing agent and a curing accelerator, if necessary.
【００２９】ドライシートの形態は、コンクリート構造
物に高強度を与える上で、連続繊維の一方向配向体が好
ましいが、短繊維が一方向配向に配列したシート状物で
あっても良い。The form of the dry sheet is preferably a unidirectionally oriented body of continuous fibers in order to give high strength to the concrete structure, but may be a sheet-like article in which short fibers are arranged in a unidirectional orientation.
【００３０】このドライシートの強化繊維相互は互いに
拘束され、シート状を形成している。強化繊維相互の拘
束は、例えば、一方向に引き揃えられた強化繊維シート
の少なくとも一方の面に不織布やネットのような熱可塑
性樹脂繊維シートを載置し、熱融着することにより、互
いの強化繊維を拘束するか、或いは一方向に引き揃えら
れた強化繊維シートに熱可塑性樹脂繊維を緯糸として打
ち込みすだれ状の織物とし、熱融着することにより、互
いの強化繊維を拘束するか、或いは熱可塑性樹脂バイン
ダーで強化繊維相互を部分的に接着することにより、互
いの強化繊維を拘束することができる。The reinforcing fibers of the dry sheet are bound to each other to form a sheet. The mutual restraint of the reinforcing fibers is performed, for example, by placing a thermoplastic resin fiber sheet such as a nonwoven fabric or a net on at least one surface of the reinforcing fiber sheets aligned in one direction and heat-sealing them. Bind the reinforcing fibers, or form a comb-shaped woven fabric in which thermoplastic resin fibers are driven as wefts into a reinforced fiber sheet that is aligned in one direction, and heat bond to bind the reinforcing fibers to each other, or By partially adhering the reinforcing fibers to each other with a thermoplastic resin binder, the reinforcing fibers can be bound to each other.
【００３１】熱可塑性樹脂繊維シートの成分は、ポリア
ミド系、ポリエステル系などが挙げられ、特に溶融温度
が７０〜２００℃のものが好適である。その理由は、７
０℃未満で溶融する繊維では気温が高くなる夏場には形
態保持性が乏しくなり、一方、溶融温度が２００℃を越
えるものであれば熱融着に多くのエネルギーが必要とな
るためである。Examples of components of the thermoplastic resin fiber sheet include polyamide type and polyester type, and those having a melting temperature of 70 to 200 ° C. are particularly preferable. The reason is 7
This is because a fiber that melts at less than 0 ° C. has poor shape retention in the summer when the temperature rises, while if the melting temperature exceeds 200 ° C., a large amount of energy is required for heat fusion.
【００３２】熱可塑性樹脂繊維シートの形態は、不織
布、フリース、ネット、組布等でもよく、特に制限され
ないが、樹脂を通過させることができる通孔を有するシ
ート形態であり、本発明の強化繊維材にマトリックス樹
脂を含浸した場合に、マトリックス樹脂が熱可塑性樹脂
繊維シートの通孔を通って強化繊維シートに含浸出来る
ものであれば何でもよい。The form of the thermoplastic resin fiber sheet may be a non-woven fabric, a fleece, a net, a braided fabric, etc., but is not particularly limited, and is a sheet form having a through hole through which the resin can pass, and the reinforcing fiber of the present invention. Any material can be used as long as the matrix resin can be impregnated into the reinforcing fiber sheet through the through holes of the thermoplastic resin fiber sheet when the material is impregnated with the matrix resin.
【００３３】このような通孔を繊維目付で規定すれば、
１０〜１００ｇ／ｍ2 、好ましくは２０〜８０ｇ／ｍ2
の通気性の高い熱可塑性樹脂繊維シートである。このよ
うな組織の熱可塑性樹脂繊維シートは、一般に市販され
ているものが使用可能である。熱可塑性樹脂繊維不織布
は、通気抵抗が低い物を得ることができるので、特に好
適である。If such a through hole is defined by the fiber areal weight,
10 to 100 g / m 2 , preferably 20 to 80 g / m 2.
Is a highly breathable thermoplastic resin fiber sheet. As the thermoplastic resin fiber sheet having such a structure, a commercially available one can be used. The thermoplastic resin fiber non-woven fabric is particularly suitable because a material having low airflow resistance can be obtained.
【００３４】本発明の方法に使用されるドライシート
は、一方向引き揃え強化繊維シートの片面或いは両面
に、前記熱可塑性樹脂繊維シートが配され、両者が界面
において熱融着されて一体となっている。強化繊維シー
トと熱可塑性樹脂繊維シートとの熱融着の程度は、熱可
塑性樹脂繊維シートが繊維の状態を維持している程度
に、溶融して両者が接着しているのが良い。熱可塑性樹
脂繊維シートが完全に溶融し、膜状を形成してしまう
と、熱可塑性樹脂繊維シートの通孔が完全に塞がれたり
或いは通孔の径が減少するため、マトリックス樹脂の含
浸性に欠けるようになるからである。In the dry sheet used in the method of the present invention, the thermoplastic resin fiber sheet is arranged on one side or both sides of the unidirectionally aligned reinforcing fiber sheet, and both are heat-fused at the interface to be integrated. ing. The degree of heat fusion between the reinforcing fiber sheet and the thermoplastic resin fiber sheet is preferably such that the thermoplastic resin fiber sheet is melted and adhered to the extent that the thermoplastic resin fiber sheet maintains the fiber state. When the thermoplastic resin fiber sheet is completely melted and forms a film, the through holes of the thermoplastic resin fiber sheet are completely blocked or the diameter of the through holes is reduced, so that the matrix resin impregnation property Because it will be lacking.
【００３５】本発明の方法に使用されるドライシート
は、従来のマトリックス樹脂が含浸したプリプレグタイ
プの強化繊維材とは異なり、マトリックス樹脂成分を含
浸しておらず、完全なドライタイプとなっており、従っ
て、軽量であり、ドレープ性がある。そして、該ドライ
シートは、強化繊維材をコンクリート構造物に配設する
ときにはマトリックス樹脂を含浸していない状態のもの
を使用するので、作業性に優れ、コンクリート構造物の
表面の複雑な形状にも追従させて貼着することができ
る。Unlike the conventional prepreg type reinforcing fiber material impregnated with a matrix resin, the dry sheet used in the method of the present invention is not impregnated with a matrix resin component and is a complete dry type. Therefore, it is lightweight and drapeable. Further, since the dry sheet is used in a state in which the matrix resin is not impregnated when the reinforcing fiber material is arranged in the concrete structure, it is excellent in workability and can be applied to the complicated shape of the surface of the concrete structure. It can be made to follow and stick.
【００３６】本発明の方法に使用されるドライシート
は、マトリックス樹脂を含まないため、高い保存性を有
する。The dry sheet used in the method of the present invention does not contain a matrix resin and thus has a high storability.
【００３７】また、このドライシートは、従来行われて
いたような強化繊維シートが支持体に接着剤で接着され
る製造工程を経ていないので、接着剤により通孔が塞が
れるような不都合がなく、現場での施工時、マトリック
ス樹脂の含浸性は極めて高く、繊維目付は、広い範囲で
選定できる。In addition, since this dry sheet has not undergone the manufacturing process in which the reinforcing fiber sheet is conventionally adhered to the support with an adhesive, there is a disadvantage that the through holes are blocked by the adhesive. In addition, the matrix resin impregnability is extremely high during construction on site, and the fiber areal weight can be selected in a wide range.
【００３８】ドライシートの目付の下限は、通常、５０
ｇ／ｍ2 以上、特に２００ｇ／ｍ2以上とするのが、積
層工程を減少させる観点から好ましく、一方、目付の上
限は、目付が大きくなるとマトリックス樹脂の含浸性が
劣る等の理由で、８００ｇ／ｍ2 を越えない方が良い。The lower limit of the basis weight of dry sheet is usually 50.
g / m 2 or more, and particularly to a 200 g / m 2 or more, from the viewpoint of reducing the laminating process, whereas, the upper limit of the basis weight, because such impregnation of the matrix resin when the basis weight is large is inferior, 800 g It is better not to exceed / m 2 .
【００３９】本発明の方法に使用されるプリプレグは、
熱硬化性樹脂を５乃至４０重量％含むシートであり、こ
のようなプリプレグは、繊維強化熱硬化性樹脂成形物の
原料として通常使用されている。The prepreg used in the method of the present invention is
It is a sheet containing 5 to 40% by weight of a thermosetting resin, and such a prepreg is usually used as a raw material for a fiber-reinforced thermosetting resin molding.
【００４０】プリプレグにおける繊維の形態は、一方向
配向、織物等があるが補強効果の観点から一方向配向材
が特に好ましい。The fibers in the prepreg may be unidirectionally oriented, woven, or the like, but a unidirectionally oriented material is particularly preferable from the viewpoint of reinforcing effect.
【００４１】マトリックス樹脂の硬化は、既設コンクリ
ート面に両者を配設後上記の工程を経た後硬化させる。
マトリックス樹脂の硬化は、加熱条件下で硬化を行うこ
ともできるが、常温硬化で行うことが好適である。この
ためにはプリプレグに、常温硬化の硬化剤・硬化促進剤
を加えておくこともできるが、このようなプリプレグは
保存期間を短くする原因になるので、マトリックス樹脂
に硬化剤等を含ませないか、高温硬化剤を含ませてお
き、マトリックス樹脂の硬化を実質的に制御し、保存を
長時間安定に維持することが好ましい。The matrix resin is hardened by arranging both on the existing concrete surface and then going through the above steps and then hardening.
The matrix resin can be cured under heating conditions, but it is preferably cured at room temperature. For this purpose, it is possible to add a curing agent / curing accelerator that cures at room temperature to the prepreg, but such a prepreg causes the storage period to be shortened. Therefore, do not include a curing agent in the matrix resin. Alternatively, it is preferable to include a high-temperature curing agent to substantially control the curing of the matrix resin and maintain the storage stably for a long time.
【００４２】このようなプリプレグを使用した場合、硬
化剤成分を塗布しコンクリート面でプリプレグのマトリ
ックス樹脂と混合し硬化反応を完結させる様にするのが
よい。硬化剤成分の塗布は、溶剤に溶解させた状態で塗
布することもできるが、施工現場での作業環境を考慮
し、溶剤を含まず、反応性希釈剤を含む低粘度状態で付
与されることが好ましい。When such a prepreg is used, it is preferable to apply a curing agent component and mix it with the matrix resin of the prepreg on the concrete surface to complete the curing reaction. The curing agent component can be applied in a state of being dissolved in a solvent, but in consideration of the working environment at the construction site, it should be applied in a low viscosity state that does not contain a solvent and contains a reactive diluent. Is preferred.
【００４３】本発明のコンクリート構造物の補強方法
は、具体的には次の工程により行われる。即ち、既存の
コンクリート構造物の表面を予め必要な前処理を施した
のち、（１）コンクリート構造物の面にマトリックス樹
脂を塗布し、（２）マトリックス樹脂を含まないドライ
シートをマトリックス樹脂の塗布面に配設し、（３）該
コンクリート構造物のドライシートの層にマトリックス
樹脂を塗布し、或いは塗布しないでそのまま、該ドライ
シートを圧着させることにより、下層のマトリックス樹
脂を湧き上げて該ドライシートに含まれる気泡を追い出
しつつ、該ドライシートにマトリックス樹脂を含浸さ
せ、（４）次いでプリプレグを配設し全体を圧着してマ
トリックス樹脂を均質含浸させる。プリプレグの配設
は、補強部位の状況により必要な強度が得られるよう、
強化繊維方向を考慮し行われるのは、従来のプリプレグ
使用の方法と変わらない。（５）マトリックス樹脂を硬
化させる。ここで、（３）と（４）の工程は各々繰り返
すことができる。The concrete structure reinforcing method of the present invention is specifically carried out by the following steps. That is, the surface of an existing concrete structure is subjected to necessary pretreatment in advance, (1) the matrix resin is applied to the surface of the concrete structure, and (2) a dry sheet containing no matrix resin is applied to the matrix resin. (3) The matrix resin is applied to the layer of the dry sheet of the concrete structure, or the dry sheet is pressure-bonded as it is without applying the resin, so that the matrix resin of the lower layer is raised to dry the matrix resin. While excluding the air bubbles contained in the sheet, the dry sheet is impregnated with the matrix resin, and (4) a prepreg is provided and the whole is pressure-bonded to uniformly impregnate the matrix resin. The prepreg is arranged so that the required strength can be obtained depending on the condition of the reinforced part.
The fact that the direction of the reinforcing fiber is taken into consideration is the same as the conventional method of using prepreg. (5) The matrix resin is cured. Here, the steps (3) and (4) can be respectively repeated.
【００４４】[0044]
〔実施例１〕アクリル系炭素繊維（強度４００ｋｇｆ／
ｍｍ2 ，弾性率２４ｔ／ｍｍ2 ，繊維直径７μｍ）の長
繊維を一方向配向した、繊維目付３００ｇ／ｍ2 の炭素
繊維シートの片面に、融点１１５℃の変性ポリエステル
不織布（繊維目付２５ｇ／ｍ2 、三井東圧化学（株）
製）を配し、設定温度１１３℃の熱ローラー間を線圧力
３ｋｇ／ｃｍにて通過させ、一体化させ本実施例１のド
ライシートを得た。このドライシートは、柔軟であり、
直径３００ｍｍのドラムに巻き取ることが可能であっ
た。このドライシートのドレープ性は、天然繊維や合成
繊維の風合度を測定するために用いられる風合メーター
を用いて評価したところ、２５℃における風合メーター
による風合度は２０ｇ、１０℃における風合度は３０ｇ
であり、ドレープ性に優れていた。[Example 1] Acrylic carbon fiber (strength 400 kgf /
mm2, elastic modulus 24 t / mm2, fiber diameter 7 μm) unidirectionally oriented long-sided carbon fiber sheet with a fiber weight of 300 g / m2, modified polyester nonwoven fabric with a melting point of 115 ° C. (fiber weight of 25 g / m2, Mitsui East) Pressure Chemical Co., Ltd.
Manufactured) was passed through a heat roller having a set temperature of 113 ° C. at a linear pressure of 3 kg / cm to integrate them to obtain a dry sheet of Example 1. This dry sheet is flexible,
It was possible to wind it up on a drum with a diameter of 300 mm. The drapeability of this dry sheet was evaluated using a feel meter used to measure the feel of natural fibers and synthetic fibers. The feel measured by the feel meter at 25 ° C was 20 g and the feel at 10 ° C. Is 30g
It was excellent in drapeability.
【００４５】マトリックス樹脂を次のようにして調製し
た。エピコート８３４（商品名、油化シェルエポキシ
（株）製、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、粘度 約
２５，０００センチポイズ）及びＹＥＤ２０５（商品
名、油化シェルエポキシ（株）製、ポリグリコールジグ
リシジルエーテル、粘度 約２５センチポイズ）を用
い、硬化剤として２Ｅ４ＭＺ（商品名、四国化成工業
（株）製の２−エチル−４−メチルイミダゾール）を用
い、粘度が４，０００センチポイズ（２５℃）になるよ
うに調整してマトリックス樹脂とした。The matrix resin was prepared as follows. Epicoat 834 (trade name, manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd., bisphenol A type epoxy resin, viscosity about 25,000 centipoise) and YED205 (trade name, manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd., polyglycol diglycidyl ether, viscosity About 25 centipoise) and 2E4MZ (trade name, 2-ethyl-4-methylimidazole manufactured by Shikoku Chemicals Co., Ltd.) as a curing agent, and the viscosity is adjusted to 4,000 centipoise (25 ° C). To obtain a matrix resin.
【００４６】コンクリート部材に下地処理を実施した後
に、前記マトリックス樹脂を室温で約４００／ｍ2 にな
るよう塗布した。この上に、上記製造方法により得られ
た本実施例１のドライシートを、長手方向が繊維軸方向
と一致するように配置（０度配置）し、ハンドローラー
にて押圧転動を繰り返し、下面よりマトリックス樹脂を
湧き出させるようにして、ドライシートに含まれていた
空気を追い出し、ドライシートに樹脂を含浸させた。After subjecting the concrete member to the base treatment, the matrix resin was applied at a room temperature to about 400 / m 2 . On this, the dry sheet of the present Example 1 obtained by the above-mentioned manufacturing method was arranged (0 degree arrangement) so that the longitudinal direction coincided with the fiber axis direction, and pressing rolling was repeated with a hand roller to form a lower surface. The air contained in the dry sheet was expelled by further letting out the matrix resin, and the dry sheet was impregnated with the resin.
【００４７】一方、アラルダイトＥＰＮ１１３８（商品
名、旭チバ（株）製のフェノールノボラック型エポキシ
樹脂）７０重量部、エピコート１００１（商品名、油化
シェルエポキシ（株）製のビスフェノールＡ型エポキシ
樹脂）３０重量部を均一に混練したものをフィルムコー
ターを用いて樹脂フィルムにした。この樹脂フィルム
を、一方向に引き揃えた炭素繊維ＨＴＡ（商品名、東邦
レーヨン（株）製、引張強度４００キロ、引張弾性率２
４トン）の両面に圧着含浸させた、繊維目付３００ｇ／
ｍ2 、樹脂含有率３３％のプリプレグとした。On the other hand, 70 parts by weight of Araldite EPN1138 (trade name, phenol novolac type epoxy resin manufactured by Asahi Ciba Co., Ltd.), Epicoat 1001 (trade name, bisphenol A type epoxy resin manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.) 30 A resin film was prepared by uniformly kneading parts by weight and using a film coater. This resin film is aligned in one direction with carbon fibers HTA (trade name, manufactured by Toho Rayon Co., Ltd., tensile strength 400 kg, tensile elastic modulus 2
(4 tons), both sides of which are crimped and impregnated with a fiber weight of 300 g /
A prepreg with m2 and a resin content of 33% was prepared.
【００４８】このプリプレグを前記ドライシートの上に
配設した。This prepreg was placed on the dry sheet.
【００４９】硬化剤として、２−メチルイミダゾール５
重量部をクレグシジルエーテル（坂本薬品工業（株）
製）で７センチポイズになるよう粘度を調整して硬化剤
成分を調製した。As a curing agent, 2-methylimidazole 5
Parts by weight of cregcidyl ether (Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd.)
The viscosity was adjusted to 7 centipoise to prepare a curing agent component.
【００５０】この硬化剤成分を前記プリプレグ上に塗布
し全体を均一に含浸させ、２５℃で１２日間放置してマ
トリックス樹脂を硬化させ、コンクリート面を補強し
た。This hardener component was applied onto the prepreg to uniformly impregnate the whole, and allowed to stand at 25 ° C. for 12 days to harden the matrix resin to reinforce the concrete surface.
【００５１】以上の結果、ドライシートはコンクリート
面に均一に接着しており、接着状態は良好であった。As a result of the above, the dry sheet was uniformly adhered to the concrete surface, and the adhered state was good.
【００５２】[0052]
【発明の効果】本発明によれば、コンクリート構造物
に、熱硬化性樹脂マトリックス樹脂を介して接着させ、
直接、一方向に引き揃えられた熱硬化性樹脂を含まない
通液性を有する強化繊維シートを接着し、この後に熱硬
化性樹脂含浸プリプレグを配しているので、プリプレグ
を直接コンクリート面に接着する従来のコンクリート構
造物の補強方法に比べて、コンクリート構造物の形状に
忠実に追従させることに優れ、しかも、本発明では熱硬
化性樹脂含浸プリプレグも併用しているので、現場施工
における樹脂含浸の追加付与が短時間にできる効果を合
わせ持つ。According to the present invention, a concrete structure is adhered through a thermosetting resin matrix resin,
The reinforced prepreg sheet that does not contain thermosetting resin and is aligned in one direction is directly bonded, and the thermosetting resin-impregnated prepreg is placed after this, so the prepreg is directly bonded to the concrete surface. Compared with the conventional method of reinforcing concrete structures, it is excellent in faithfully following the shape of concrete structures, and since the present invention also uses a thermosetting resin-impregnated prepreg, resin impregnation in on-site construction is possible. It also has the effect that additional addition of can be done in a short time.
【００５３】本発明で使用するドライシートは、マトリ
ックス樹脂の含浸性に優れ、強化繊維層に含まれる気泡
がマトリックス樹脂成分の含浸工程において、下面に塗
布されたマトリックス樹脂の湧き出現象によって追い出
され、気泡の減少した強度の高いコンクリート構造物の
補強構造を提供することができる。The dry sheet used in the present invention is excellent in the impregnation property of the matrix resin, and the bubbles contained in the reinforcing fiber layer are expelled by the swelling phenomenon of the matrix resin applied to the lower surface in the step of impregnating the matrix resin component, It is possible to provide a high-strength reinforcing structure for a concrete structure with reduced bubbles.
【００５４】本発明で使用するドライシートは、強化材
繊維相互が拘束されているため、樹脂含浸時表面をロー
ラーが押圧転動しても強化繊維の毛羽立ちがなく作業性
に優れている。Since the reinforcing sheet fibers are bound to each other in the dry sheet used in the present invention, the reinforcing fibers do not fluff even when the roller presses and rolls the surface during resin impregnation, and is excellent in workability.
フロントページの続き (72)発明者 安藤 正人 静岡県駿東郡長泉町上土狩字高石234番地 東邦レーヨン株式会社研究所内 (72)発明者 浅野 幸雄 新潟県上越市大字中田原１番地 株式会社 有沢製作所中田原工場内 (72)発明者 加藤 武彦 茨城県つくば市大字鬼ヶ窪字下山1043番１ 株式会社熊谷組技術研究所内 (72)発明者 林田 則光 茨城県つくば市大字鬼ヶ窪字下山1043番１ 株式会社熊谷組技術研究所内 (72)発明者 辻村 知明 茨城県つくば市大字鬼ヶ窪字下山1043番１ 株式会社熊谷組技術研究所内Front page continuation (72) Masato Ando, Masato Ando, 234 Takaishi, Uechikari, Nagaizumi-cho, Sunto-gun, Shizuoka Toho Rayon Co., Ltd. (72) Inventor, Yukio Asano, No. 1, Nakatawara, Joetsu City, Niigata Prefecture Nakatawara Nakatahara Co., Ltd. In the factory (72) Inventor Takehiko Kato 1043-1, Shimoyama, Onigakushi, Tsukuba, Ibaraki Prefecture Kumagai Gumi Technical Research Institute, Ltd. (72) Norimitsu Hayashida 1043-1, Shimoyama, Onigabo, Tsukuba, Ibaraki Kumagai Gumi Engineering Laboratory Co., Ltd. (72) Inventor Tomoaki Tsujimura 1043-1, Shimoyama Shimoyama, Onigakubo, Tsukuba, Ibaraki Prefecture
Claims (3)
コンクリート構造物面に、一方向に引き揃えられた熱硬
化性樹脂を含まない通液性を有する強化繊維シートを熱
硬化性樹脂マトリックス樹脂を介して接着させ、更に熱
硬化性樹脂含浸プリプレグを配し、必要に応じマトリッ
クス樹脂を追加塗布し、次いで、熱硬化性樹脂全体を硬
化し一体化させることを特徴とするコンクリート構造物
の補強方法。1. A method for reinforcing a concrete structure, comprising:
On the surface of the concrete structure, a reinforced fiber sheet that does not contain thermosetting resin and is aligned in one direction is attached via a thermosetting resin matrix resin, and a thermosetting resin-impregnated prepreg is arranged. Then, a matrix resin is additionally applied, if necessary, and then the whole thermosetting resin is cured and integrated, whereby a method for reinforcing a concrete structure.
脂を含まない通液性を有する強化繊維シートは、熱可塑
性樹脂で強化繊維相互が拘束されていることを特徴とす
る請求項１記載のコンクリート構造物の補強方法。2. The liquid-permeable reinforced fiber sheet that does not contain thermosetting resin aligned in one direction is characterized in that the reinforced fibers are bound together by a thermoplastic resin. A method for reinforcing a concrete structure as described.
方向に引き揃えられた強化繊維に５乃至４０重量％の熱
硬化性樹脂を含むことを特徴とする請求項１、２又は３
記載のコンクリート構造物の補強方法。3. The thermosetting resin-impregnated prepreg contains 5 to 40% by weight of the thermosetting resin in the unidirectionally aligned reinforcing fibers.
A method for reinforcing a concrete structure as described.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7258194A JPH0978853A (en) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | Method of reinforcing concrete structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7258194A JPH0978853A (en) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | Method of reinforcing concrete structure |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0978853A true JPH0978853A (en) | 1997-03-25 |
Family
ID=17316823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7258194A Withdrawn JPH0978853A (en) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | Method of reinforcing concrete structure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0978853A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102979315A (en) * | 2011-09-07 | 2013-03-20 | 辽宁辽杰科技有限公司 | Method of reinforcing concrete component |
-
1995
- 1995-09-11 JP JP7258194A patent/JPH0978853A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102979315A (en) * | 2011-09-07 | 2013-03-20 | 辽宁辽杰科技有限公司 | Method of reinforcing concrete component |
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