JP2014208954A - コンクリート構造物の補強構造及び補強工法 - Google Patents

Abstract

【課題】含浸による強度と接着強度の双方において優れた特性を最大限発揮することができるコンクリート構造物の補強構造を提供する。【解決手段】コンクリート構造物１０の表面１０ａに接着される接着層１と、接着層１に接着されるセパレーター２と、セパレーター２の接着層１と逆側の面に積層して設けられる略平面状の補強繊維部３と、補強繊維部３を含浸する含浸層４を備え、セパレーター２が接着層１側と含浸層４側を浸透不能に分離するコンクリート構造物の補強構造。【選択図】図１

Description

本発明は、例えばトンネル、橋梁、橋脚、高架道路、建築物等のコンクリート構造物を補強するコンクリート構造物の補強構造及び補強工法に関する。

トンネル等のコンクリート構造物では、経年劣化によりひび割れや内蔵している鉄筋の腐食が進行すると、耐力が低下してコンクリート塊の剥離や剥落の事故を招くことがある。そのため、従来からコンクリート構造物の補強が行われており、その代表的な方法としてＣＦＲＰ工法がある。

ＣＦＲＰ工法は、コンクリート構造物の表面に、炭素繊維シートにエポキシ樹脂等の含浸接着剤を含浸させながら、この含浸接着剤で炭素繊維シートを接着して一体化するものであり、炭素繊維シートの含浸と接着、強化プラスチック化を同時に実施する工法である。

更に、補強層の強度向上を目的としてＣＦＲＰ工法を変形した工法として特許文献１の工法がある。この工法は、不織布と炭素繊維等の繊維糸ネットで構成される保護シートを用い、コンクリート構造物の表面に第１層として含浸接着剤を塗布し、第２層として不織布面が表面側、繊維糸ネットがコンクリート側になるように保護シートを配置して第１層の含浸接着剤を含浸させて貼り合わせ、第３層として含浸接着剤を塗布して保護シート内に含浸させると共に第１層の含浸接着剤と接着させ、第１層から第３層までが一体化した補強層を形成するものである。

特開２０１３−１９１４６号公報

ところで、ＣＦＲＰ工法や特許文献１の工法は、含浸性と接着性を有する含浸接着剤により、「炭素繊維等の含浸」と「炭素繊維等の接着」を同時に行うものであるが、含浸性向上に求められる性状と接着性向上に求められる性状では、硬化速度、粘度等で相反する部分があるため、使用される接着剤は含浸性と接着性の両方を許容範囲で発揮できる性状のものに制限される。即ち、含浸による強度と接着強度のいずれか或いは双方に犠牲になっている部分がある。

本発明は上記課題に鑑み提案するものであり、含浸による強度と接着強度の双方において優れた特性を最大限発揮することができるコンクリート構造物の補強構造及び補強工法を提供することを目的とする。

本発明のコンクリート構造物の補強構造は、コンクリート構造物の表面に接着される接着層と、前記接着層に接着されるセパレーターと、前記セパレーターの前記接着層と逆側の面に積層して設けられる略平面状の補強繊維部と、前記補強繊維部を含浸させる含浸層とを備え、前記セパレーターが、前記接着層側と前記含浸層側を浸透不能に分離することを特徴とする。
これによれば、セパレーターが接着層側と含浸層側を浸透不能に分離することにより、含浸性に非常に優れる性状の含浸剤で高強度の含浸状態の補強繊維部及び含浸層を形成することが可能となると共に、接着性に非常に優れる性状の接着剤でセパレーターを高い接着強度でコンクリート構造物の表面に接着することが可能となる。従って、含浸による強度と接着強度の双方において優れた特性を最大限発揮することができる。更に、補強繊維部の含浸に含浸性に優れる含浸剤の使用が可能であることから、より多くの目付の繊維で補強繊維部を形成することができ、補強繊維部自体の強度も高めることができる。更に、接着層側と含浸層側を分離することにより、硬化速度の早い接着剤を用い必要に応じて速く安定した接着状態を得ることができる、ダレ難い接着剤を用いて作業性を高められる、所要の接着剤により接着面で剪断接着剥離がおきにくくすることができる、所要の含浸剤により補強繊維固有の引っ張り強さを導出しやすくすることできるという効果も得られる。

本発明のコンクリート構造物の補強構造は、前記補強繊維部の前記セパレーター側の一部が前記セパレーターに部分接着されていることを特徴とする。
これによれば、補強繊維部をセパレーターに安定して固着することができると共に、部分接着により補強繊維部の所要の含浸性を確保することができる。

本発明のコンクリート構造物の補強構造は、前記セパレーターが、分離層の両面に不織布が積層されている構成であることを特徴とする。
これによれば、分離層のコンクリート構造物側の面の不織布により、接着層との接着強度を高めることができると共に、分離層の補強繊維部側の面の不織布により、補強繊維部との接着強度を高めることができる。

本発明のコンクリート構造物の補強構造は、前記セパレーターが、不織布と、前記不織布の一部を含浸した状態で硬化した樹脂からなる分離層とで構成されることを特徴とする。
これによれば、分離層のコンクリート構造物側の面に不織布を設けた場合には、接着層との接着強度を高めることができ、又、分離層の補強繊維部側の面に不織布を設けた場合には、補強繊維部との接着強度を高めることができ、又、その双方に不織布を設けた場合には、接着層と補強繊維部の双方に対する接着強度を高めることができる。また、分離層に不織布の一部が含浸した状態で硬化させることにより、分離層と不織布を強固に固着することができる。また、分離層と不織布の固着にラミネート接着剤やその塗布が不要となり、コスト低減やセパレーターの製造効率の向上を図ることができる。

本発明のコンクリート構造物の補強構造は、前記補強繊維部が前記セパレーターに縫い付けられていることを特徴とする。
これによれば、補強繊維部をセパレーターに部分接着する構成に対し接着剤による部分接着層を省略することが出来、硬化した接着剤に形状を制限されることなく補強繊維部やセパレーターをよりしなやかで非常に柔軟性に富むものとすることができ、さまざまな形状に屈曲、湾曲させ、構造物の凹凸箇所や湾曲箇所にも馴染むように確実に設置することができる。

本発明のコンクリート構造物の補強構造は、前記セパレーターが、分離層の少なくとも前記接着層側の面に不織布が積層されている構成であり、前記補強繊維部が、前記セパレーターの前記分離層を貫通して前記接着層側の不織布に通される縫製糸で縫い付けられていることを特徴とする。
これによれば、分離層のコンクリート構造物側の面の不織布により、接着層との接着強度を高めつつ、これを利用して補強繊維部を高い強度と安定性で縫い付けることができる。

本発明のコンクリート構造物の補強構造は、前記分離層の前記補強繊維部側の面にも不織布が積層されている構成であることを特徴とする。
これによれば、含浸剤を補強繊維部に含浸する際に、補強繊維部側の面の不織布に含浸剤を吸着させて補強繊維部とセパレーターに含浸剤を確実に留まらせることができ、空隙が発生することを確実に防止することができる。

本発明のコンクリート構造物の補強構造は、前記補強繊維部が、トウ若しくはフィラメントで構成されていることを特徴とする。
これによれば、予め補強繊維量が定まっているファブリックを用いずに、所望量のトウ若しくはフィラメントを縫い付けて補強繊維部を形成することが可能となり、自由に補強繊維量を調整して所要強度等の補強繊維部の柔軟に得ることができる。

本発明のコンクリート構造物の補強構造は、前記分離層の厚さが１２〜２５０μｍであることを特徴とする。
これによれば、分離層の厚さを１２〜２５０μｍとすることにより、所要の強度や耐久性を確保することができると共に、コンクリート構造物にセパレーター或いはセパレーターと補強繊維部から構成される補強シートを設置する際に所要の柔軟性、追従性を確保することができる。

本発明のコンクリート構造物の補強構造は、前記不織布の各々の目付が１０〜５０ｇ／ｍ^２であることを特徴とする。
これによれば、不織布の目付を１０〜５０ｇ／ｍ^２とすることにより、コンクリート構造物側の接着層或いは補強繊維部を接着する部分接着層に対する所要の接着強度を確実に得ることができると共に、コンクリート構造物側の接着層或いは補強繊維部を接着する部分接着層を不織布に十分含浸させて接着することが可能となり、含浸が不十分で空隙が発生し、空隙から剥離や破壊が生ずることを防止できる。或いは所要の固着強度をより確実に得ることができると共に、含浸剤を不織布の繊維により一層確実に吸着させるようにして留まり易くし、空隙の発生、空隙からの剥離や破壊の発生をより確実に防止することができる。

本発明のコンクリート構造物の補強工法は、コンクリート構造物の表面に接着剤を塗布する工程と、前記接着剤と含浸剤が浸透不能であるセパレーターの片面に略平面状の補強繊維部が積層して設けられている補強シートを、前記セパレーターを前記接着剤で接着して貼り付ける工程と、前記補強シートの前記補強繊維部に含浸剤を塗布して前記補強繊維部を含浸させる工程とを備えることを特徴とする。
これによれば、セパレーターでコンクリート構造物側の接着剤とその逆側の含浸剤を浸透不能にし、含浸性に非常に優れる性状の含浸剤で高強度の含浸状態の補強繊維部及び含浸層を形成することが可能となると共に、接着性に非常に優れる性状の接着剤でセパレーターを高い接着強度でコンクリート構造物の表面に接着することが可能となる。従って、含浸による強度と接着強度の双方において優れた特性を最大限発揮することができる。更に、補強繊維部の含浸に含浸性に優れる含浸剤の使用が可能であることから、より多くの目付の繊維で補強繊維部を形成することができ、補強繊維部自体の強度も高めることができる。更に、接着剤と含浸剤を浸透不能に分離することにより、硬化速度の早い接着剤を用い必要に応じて速く安定した接着状態を得ることができる、ダレ難い接着剤を用いて作業性を高められる、所要の接着剤により接着面で剪断接着剥離がおきにくくすることができる、所要の含浸剤により補強繊維固有の引っ張り強さを導出しやすくすることできるという効果も得られる。

本発明によれば、含浸による強度と接着強度の双方において優れた特性を最大限発揮することができる。

本発明による第１実施形態のコンクリート構造物の補強構造を示す模式断面図。 第１実施形態のコンクリート構造物の補強構造における補強シートを示す模式部分断面図。 （ａ）〜（ｃ）は第１実施形態のコンクリート構造物の補強工法の施工手順を示す模式断面説明図。 本発明による第２実施形態のコンクリート構造物の補強構造を示す模式断面図。 第２実施形態のコンクリート構造物の補強構造における補強シートを示す模式部分断面図。 第２実施形態のコンクリート構造物の補強構造における補強シートを示す斜視説明図。 （ａ）は第２実施形態における補強繊維部の構成材の例を説明する部分断面説明図、（ｂ）はその別例を説明する部分断面説明図。 （ａ）〜（ｃ）は第２実施形態のコンクリート構造物の補強工法の施工手順を示す模式断面説明図。 第２実施形態における補強シートの変形例を示す斜視説明図。

〔第１実施形態のコンクリート構造物の補強構造及び補強工法〕
本発明による第１実施形態のコンクリート構造物の補強構造は、図１に示すように、トンネル等のコンクリート構造物１０の表面１０ａに接着される接着層１と、接着層１に接着されるセパレーター２と、セパレーター２の接着層１と逆側の面に積層して設けられる略平面状の補強繊維部３と、補強繊維部３を含浸させる含浸層４を備え、セパレーター２が接着層１側と含浸層４側を浸透不能に分離するようになっている。

接着層１は、コンクリート構造物１０の表面１０ａに必要に応じてプライマーを塗布した後、接着剤を塗布して形成される。接着層１を形成する接着剤には、例えばエポキシ樹脂系やアクリル樹脂系の接着剤等で、高い接着強度が得られるように、接着性に優れる硬化速度、粘度等の性状を有するものが用いられる。また、本例の接着層１は、後述するセパレーター２の一方の面の不織布２２を含浸させるようにして形成され、セパレーター２との接着強度が高められている。

セパレーター２は、後述する補強繊維部３と供に補強シートを構成し、図２に示すように、本例では分離層に相当する分離フィルム２１の両面に不織布２２、２３がそれぞれ積層、固着されて構成されている。不織布２２、２３の分離フィルム２１に対する固着方法は接着など適宜であるが、例えば不織布２２、２３の一部に含浸した状態で樹脂を硬化させ、この硬化した樹脂を分離フィルム２１とし、分離フィルム２１の硬化によって不織布２２、２３が固着されるようにすると、分離フィルム２１と不織布２２、２３を強固に固着することができると共に、分離フィルム２１と不織布２２、２３の固着にラミネート接着剤やその塗布が不要となり、コスト低減やセパレーター２の製造効率の向上を図ることができて好適である。

分離フィルム２１は、接着層１を形成する接着剤と後述する含浸層４を形成する含浸剤を浸透不能に分離できる適宜の素材で形成することが可能であり、例えばポリエステルフィルム等で形成される。ポリエステルフィルム等の分離フィルム２１の厚さは、１２μｍ未満では所要の強度や耐久性の確保が難しくなり、又、５００μｍ超ではコンクリート構造物１０の表面１０ａに設置する際に所要の柔軟性、追従性を確保することが難しくなることから、１２μｍ〜５００μｍとすることが好ましく、より好適には１２〜２５０μｍとするとよい。

不織布２２、２３は、接着層１等に含浸して接着強度を高められる適宜の素材、目付で構成することが可能であり、例えばポリエステル繊維等の不織布２２、２３とすることができる。ポリエステル繊維等の不織布２２、２３の目付は、１０ｇ／ｍ^２未満では接着層１或いは後述する補強繊維部３を接着する部分接着層５に対する所要の接着強度の確保が難しくなり、又、１００ｇ／ｍ^２超では接着層１或いは補強繊維部３を接着する部分接着層５を不織布に十分含浸させ、剥離や破壊の原因となる空隙を抑制して接着することが難しくなることから、１０ｇ／ｍ^２〜１００ｇ／ｍ^２とすることが好ましく、より好適には１０〜５０ｇ／ｍ^２とするとよい。

略平面状の補強繊維部３は、含浸性に優れる含浸剤の含浸を確保可能に、且つ所要の強度を有する適宜の繊維で形成されており、例えば１方向繊維シート又は２方向繊維シート等で構成される。補強繊維部３の素材例としては、例えば炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、ＰＢＯ繊維、或いは超高強度ポリエチレン繊維等とすることが可能である。図２の例の補強繊維部３は、炭素繊維等を素材とする一方向繊維シートになっている。

また、補強繊維部３の目付は、含浸性に優れる含浸剤の含浸を確保可能な目付であれば適宜であり、例えば通常の含浸接着剤を用いた場合における含浸性を確保するための炭素繊維の最大目付量：６００ｇ／ｍ^２を超える目付とすることが可能である。更に、短時間でより均一な含浸ができるように、補強繊維部３に開繊繊維を用いることも可能である。

補強繊維部３は、図１及び図２に示すように、セパレーター２側の一部がセパレーター２に部分接着され、セパレーター２の片面に部分接着層５によって固着されている。本例の部分接着層５は、セパレーター２の他方の面の不織布２３を含浸させるようにして形成され、セパレーター２と補強繊維部３との接着強度が高められている。

部分接着層５は、例えばエポキシ樹脂系の接着剤等で、セパレーター２と補強繊維部３を所要の接着強度で接着可能な適宜の接着剤が用いられる。部分接着層５の目付は、補強繊維部３の目付に対して、１０％未満ではマテリアルハンドリング時に剥離する恐れがあり、又、３５０％超では補強繊維部３が部分接着層５で全体が含浸してしまうことから、１０％〜３５０％とすることが好ましく、より好適には２５％〜２５０％とするとよい。例として補強繊維部３の目付が炭素繊維２００ｇ／ｍ^２である場合、２０ｇ／ｍ^２未満だとマテリアルハンドリング時に剥離する恐れがあり、又、７００ｇ／ｍ^２超では補強繊維部３が部分接着層５で全体が含浸してしまうことから、２０ｇ／ｍ^２〜７００ｇ／ｍ^２とすることが好ましく、より好適には５０〜５００ｇ／ｍ^２とするとよい。

含浸層４は、図１に示すように、補強繊維部３を含浸させるように形成され、その含浸剤としては、例えばエポキシ樹脂系やアクリル樹脂系の含浸剤等で、高い含浸による強度が得られるように、含浸性に優れる硬化速度、粘度等の性状を有するものが用いられる。そして、合成樹脂で形成される含浸層４と含浸層４で含浸された補強繊維部３は一体化して繊維強化プラスチックを構成する。

尚、含浸層４と接着層１の材質は異なっても良く、例えば接着層１の接着剤をアクリル樹脂系、含浸層４の含浸剤をエポキシ樹脂系等とすることが可能である。また、含浸層４となる含浸剤の粘度は、１０ｍＰａ・ｓ未満だと補強繊維に含浸して硬化する前に流れ落ちてしまう場合があり、又、１００，０００ｍＰａ・ｓを超えると補強繊維に含浸剤が含浸しない場合があることから、１０ｍＰａ・ｓ〜１００，０００ｍＰａ・ｓとすることが好ましく、より好適には１００〜５０，０００ｍＰａ・ｓとするとよい。

次に、第１実施形態のコンクリート構造物の補強構造を施工する補強工法について説明する。先ず、図３（ａ）に示すように、コンクリート構造物１０の表面１０ａに接着性に優れる性状の接着剤１ａを塗布する。

そして、接着剤１ａと含浸剤が浸透不能であるセパレーター２の片面に、セパレーター２側の一部を部分接着層５で部分接着して略平面状の補強繊維部３が積層して設けられている上述の構成の補強シートを用い、図３（ｂ）に示すように、接着剤１ａが硬化する前に、補強シートの補強繊維部３が積層されていない側のセパレーター２の面を接着剤１ａに付けることにより、本例ではセパレーター２を不織布２２を含浸させるように接着剤１ａで接着して貼り付けることにより、補強シートを貼り付ける。尚、接着剤１ａが硬化して接着層１になると、セパレーター２が接着層１で接着された状態となる。

その後、図３（ｃ）に示すように、補強シートの補強繊維部３に含浸性に優れる性状の含浸剤をローラー等で塗布して補強繊維部３を含浸させ、補強繊維部３を含浸させた含浸層４を形成する。この際、セパレーター２の分離フィルム２１は含浸剤を浸透させないことから、接着層１と含浸層４は分離された状態で形成される。

第１実施形態のコンクリート構造物の補強構造或いは補強工法によれば、含浸性に非常に優れる性状の含浸剤で高強度の含浸状態の補強繊維部３及び含浸層４を形成することが可能となると共に、接着性に非常に優れる性状の接着剤で接着層１を形成し、セパレーター２を高い接着強度でコンクリート構造物１０の表面１０ａに接着することが可能となる。従って、含浸による強度と接着強度の双方において優れた特性を最大限発揮することができる。更に、補強繊維部３の含浸に含浸性に優れる含浸剤の使用が可能であることから、より多くの目付の繊維で補強繊維部３を形成することができ、補強繊維部３自体の強度も高めることができる。

更に、接着剤と含浸剤を浸透不能に分離することにより、硬化速度の早い接着剤を用い必要に応じて速く安定した接着状態を得ることができる、ダレ難い接着剤を用いて作業性を高められる、所要の接着剤により接着面で剪断接着剥離がおきにくくすることができる、所要の含浸剤により補強繊維固有の引っ張り強さを導出しやすくすることできるという効果も得られる。例えば鉄道トンネルの補強など作業時間が限られ、作業終了直後に大きな風圧等の力を受ける場合でも、硬化速度の速い接着剤で接着層１を形成して補強シートを早く安定して接着することも可能となり、柔軟な作業で容易に対応することが可能となる。

また、補強繊維部３のセパレーター２側の一部をセパレーター２に部分接着することにより、補強繊維部３をセパレーター２に安定して固着することができると共に、部分接着により補強繊維部３の所要の含浸性を確保することができる。また、分離フィルム２１のコンクリート構造物１０側の面の不織布２２により、セパレーター２と接着層１との接着強度を高めることができると共に、分離フィルム２１の補強繊維部３側の面の不織布２３により、セパレーター２の補強繊維部３との接着強度を高めることができる。

〔第２実施形態のコンクリート構造物の補強構造及び補強工法〕
本発明による第２実施形態のコンクリート構造物の補強構造も第１実施形態と同様、図４に示すように、トンネル等のコンクリート構造物１０の表面１０ａに接着される接着層１と、接着層１に接着されるセパレーター２と、セパレーター２の接着層１と逆側の面に積層して設けられる略平面状の補強繊維部３と、補強繊維部３を含浸させる含浸層４を備え、セパレーター２が接着層１側と含浸層４側を浸透不能に分離するようになっている。

第２実施形態における接着層１、セパレーター２及びセパレーター２を構成する分離層に相当する分離フィルム２１、不織布２２、２３、含浸層４は第１実施形態のものと基本的に同一である（図４、図５参照）。尚、ポリエステル繊維等の不織布２３の目付は、１０ｇ／ｍ^２未満では含浸層４に対する所要の固着強度を確実に得ることが難しくなり、又、１００ｇ／ｍ^２超では含浸層４となる含浸剤を不織布に十分含浸させて留まらせ、剥離や破壊の原因となる空隙を抑制して接着することが難しくなることから、１０ｇ／ｍ^２〜１００ｇ／ｍ^２とすることが好ましく、より好適には１０〜５０ｇ／ｍ^２とするとよい。

略平面状の補強繊維部３は、含浸性に優れる含浸剤の含浸を確保可能に、且つ所要の強度を有する適宜の繊維で形成されており、素材例としては、例えば炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、ＰＢＯ繊維、或いは超高強度ポリエチレン繊維等とすることが可能である。そして、第２実施形態における補強繊維部３は、図４〜図６に示すように、セパレーター２に縫い付けるようにして設けられている。

図示例の補強繊維部３は、セパレーター２の分離フィルム２１を貫通して接着層１側の不織布２２に通される縫製糸６で縫い付けられている。即ち、接着層１側の不織布２２の面に沿って不織布２２に通され、両端部が分離フィルム２１内に配置される上糸６１と、補強繊維部３の繊維の下側を支えるように周り込んで不織布２３を貫通して通され、両端部が分離フィルム２１内に配置される下糸６２とで縫い付けられ、上糸６１の両端部と下糸６２の両端部が結ばれて分離フィルム２１内に配置されて、補強繊維部３が厚さ方向、幅方向に縫製糸６で固定される。更に、図６に示すように、一方向に並ぶ繊維と直交する方向に縫製糸６で縫われている。

第２実施形態における補強繊維部３は、第１実施形態と同様に、１方向繊維シート又は２方向繊維シートのファブリック等で適宜構成することが可能であるが、図７に示すように、トウ３１ｍ又はフィラメント３１ｎで構成すると良好である。

トウ３１ｍは、フィラメント３１１ｍを集束材３１２ｍである程度の太さに固めたものであり、例えば炭素繊維等のトウ３１ｍを一方向に揃えて並べて配置し、これらのトウ３１ｍを縫製糸６で縫い付けることにより、セパレーター２に積層する（図７（ａ）参照）。また、フィラメント３１ｎは、例えば炭素繊維等のフィラメント３１ｎをある程度の量をまとめて一方向に揃え、更にまとめたフィラメント３１ｎを一方向に並べて配置し、これらのフィラメント３１ｎを縫製糸６で縫い付けることにより、セパレーター２に積層する（図７（ｂ）参照）。

トウ３１ｍ或いはフィラメント３１ｎ等の補強繊維部３の目付も、含浸性に優れる含浸剤の含浸を確保可能な目付であれば適宜であり、例えば通常の含浸接着剤を用いた場合における含浸性を確保するための炭素繊維の最大目付量：６００ｇ／ｍ^２を超える目付とすることが可能である。更に、短時間でより均一な含浸ができるように、補強繊維部３に開繊繊維を用いることも可能である。

次に、第２実施形態のコンクリート構造物の補強構造を施工する補強工法について説明する。先ず、図８（ａ）に示すように、コンクリート構造物１０の表面１０ａに接着性に優れる性状の接着剤１ａを塗布する。

そして、接着剤１ａと含浸剤が浸透不能であるセパレーター２の片面に、略平面状の補強繊維部３が縫い付けて積層されている上述の構成の補強シートを用い、図８（ｂ）に示すように、接着剤１ａが硬化する前に、補強シートの補強繊維部３が積層されていない側のセパレーター２の面を接着剤１ａに付けることにより、本例ではセパレーター２を不織布２２を含浸させるように接着剤１ａで接着して貼り付けることにより、補強シートを貼り付ける。尚、接着剤１ａが硬化して接着層１になると、セパレーター２が接着層１で接着された状態となる。

その後、図８（ｃ）に示すように、補強シートの補強繊維部３に含浸性に優れる性状の含浸剤をローラー等で塗布して補強繊維部３を含浸させ、補強繊維部３を含浸させた含浸層４を形成する。この際、セパレーター２の分離フィルム２１は含浸剤を浸透させないことから、接着層１と含浸層４は分離された状態で形成される。

第２実施形態のコンクリート構造物の補強構造或いは補強工法によれば、第１実施形態と対応する構成により対応する効果が得られると共に、補強繊維部３をセパレーター２に縫い付ける構成により、補強繊維部３をセパレーター２に部分接着する構成よりも、補強繊維部３やセパレーター２をよりしなやかで非常に柔軟性に富むものとすることができる。従って、補強繊維部３やセパレーター２或いは補強シートをさまざまな形状に屈曲、湾曲させ、構造物の凹凸箇所や湾曲箇所にも馴染むように確実に設置することができる。

また、分離フィルム２１のコンクリート構造物１０側の面の不織布２２により、接着層１との接着強度を高めつつ、これを利用して補強繊維部５を高い強度と安定性で縫い付けることができる。また、分離フィルム２１の補強繊維部５側の面の不織布２３により、含浸剤を補強繊維部５に含浸する際に、補強繊維部５側の面の不織布２３に含浸剤を吸着させて補強繊維部５とセパレーター２に含浸剤を確実に留まらせることができ、空隙が発生することを確実に防止することができる。

また、補強繊維部５をトウ３１ｍ又はフィラメント３１ｎで構成する場合には、予め補強繊維量が定まっている織物・編物・不織布等のファブリックを用いずに、所望量のトウ３１ｍ又は３１ｎフィラメントを縫い付けて補強繊維部５を形成することが可能となり、自由に補強繊維量を調整して所要強度等の補強繊維部５の柔軟に得ることができる。

更に、補強繊維部５をトウ３１ｍで構成する場合には、ある程度の太さでまとまりを有するトウ３１ｍを配置して加工することが可能となるから、加工、施工の効率を高めることができる。また、補強繊維部５をフィラメント３１ｎで構成する場合には、トウ３１ｍの集束材３１２ｍに相当する領域まで含浸剤を含浸させて含浸層４を形成することが可能となり、個々のフィラメント３１ｎの周囲にまで含浸剤を含浸させてより一層確実に固定し補強効果を高めることができると共に、トウ３１ｍ或いはファブリックに比べて同じ補強繊維量で比較した補強強度を高めることができる。

〔実施形態の変形例等〕
本明細書開示の発明は、各発明、各実施形態の他に、適用可能な範囲で、これらの部分的な構成を本明細書開示の他の構成に変更して特定したもの、或いはこれらの構成に本明細書開示の他の構成を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な構成を部分的な作用効果が得られる限度で削除して特定した上位概念化したものを含むものであり、下記変形例も包含する。

例えば本発明におけるセパレーターは、接着剤と含浸剤を浸透不能な分離フィルム２１の両面に不織布２２、２３を固着したセパレーター２に限定されず、接着層側と含浸層側を浸透不能に分離できるものであれば適宜であり、例えば分離フィルム等の分離層に対して接着層１側又は補強繊維部３側のいずれか一方側に不織布が配置されるセパレーターとしてもよい。これにより、補強繊維部５をセパレーター２に部分接着する場合には、接着層１若しくは補強繊維部３に対する接着強度を高めることができ、又、補強繊維部５をセパレーター２に縫い付ける場合には、接着層１との接着強度を高めつつ、これを利用して補強繊維部５を高い強度と安定性で縫い付けることができる、若しくは補強繊維部５側の面の不織布２３に含浸剤を吸着させて補強繊維部５とセパレーター２に含浸剤を確実に留まらせ、空隙が発生することを確実に防止することができる。

更に、いずれか一方側に不織布が配置されるセパレーターでは、例えば補強繊維部３にラミネート接着剤を塗布して不織布を接着し、このラミネート接着剤による接着層を分離層とする等、不織布の一部が含浸した状態で樹脂を硬化させ、この硬化した樹脂を分離層として構成すると、分離層と不織布を強固に固着することができると共に、分離層と不織布の固着に別途にラミネート接着剤やその塗布が不要となり、コスト低減やセパレーターの製造効率の向上を図ることができて好適である。尚、分離フィルム等の分離層に対して接着層１側又は補強繊維部３側のいずれか一方側に不織布が配置されるセパレーターも基本的に上記第１、第２実施形態と同様の施工手順で施工することが可能である。

また、接着層１を形成する接着剤は合成樹脂系接着剤の他にも適宜であり、例えばポリエステル繊維不織布、ガラス繊維不織布、アスベスト紙、炭酸カルシウム・パルプ・ガラス混抄紙等のセメント成分とよく付着する薄層物をセパレーター２の分離フィルム２１の片面に固着させ、薄層物の固着面をセメントモルタルやコンクリート等を接着剤として接着するようにすること等も可能である。

また、補強繊維部３を縫製糸６で縫い付ける場合、その縫い付け方は第２実施形態の例示以外にも適宜であり、例えば図９に示すように、一方向に並ぶ繊維に対して斜め格子状に２方向に縫製糸６ｍで縫い付ける構成等とすることが可能である。

第１実施形態の実験例に関し、セパレーター２として、厚さ３８μｍのポリエステルフィルムの両面に、各々目付３０ｇ／ｍ^２のポリエステル不織布を積層して固着したものを用い、そのセパレーター２の片面に部分接着層５を形成するラミネート用エポキシ接着剤（コニシ株式会社製のボンドＥ２５００）を２００ｇ／ｍ^２塗布し、補強繊維部３として一方向繊維シートの炭素繊維２００ｇ／ｍ^２を積層して部分接着層５により接着して補強シートを形成した。

そして、３点曲げにより予めほぼ中央部で割裂したコンクリート試験体（１００×１００×４００ｍｍ）にプライマーを塗布して、接着層１となるエポキシパテ状接着剤（大日本塗料株式会社製のレジガードボンドＪＨ）を５００ｇ／ｍ^２塗布し、形成した補強シートを接着した。その後、含浸剤として粘度７００ｍＰａ・ｓのエポキシ接着剤（コニシ株式会社製のボンドＥ２０６）を補強シートの炭素繊維に３００ｇ／ｍ^２塗布して含浸させた。この試験体は３つ形成した。

その後、接着剤、含浸剤がそれぞれ硬化して接着層１、含浸層４が完成した後、３点曲げ試験を実施した。その結果、破壊強度：４６．８ｋＮ、３５．５ｋＮ、３９．８ｋＮで平均破壊強度４０．７ｋＮとなり、本発明による補強構造が優れた強度を有することが確認された。この破壊はいずれもコンクリート凝集破壊であり、補強シートと接着層１の界面では破壊されなかった。

尚、比較のため、一方向繊維シートの炭素繊維２００ｇ／ｍ^２に含浸接着剤（コニシ株式会社製のボンドＥ２５００）を含浸させながら、この含浸接着剤で炭素繊維シートを同じコンクリート試験体に接着した試験体（ＣＦＲＰ工法に対応する試験体）について３点曲げ試験を実施した。その結果、破壊強度：３０．０ｋＮ、３３．５ｋＮ、３１．８ｋＮで平均破壊強度３１．８ｋＮとなり、この破壊はいずれも含浸接着剤の凝集破壊であった。

第２実施形態の実験例に関し、セパレーター２として、厚さ３８μｍのポリエステルフィルムの両面に、各々目付３０ｇ／ｍ^２のポリエステル不織布を積層して固着したものを用い、補強繊維部５として、縦糸：炭素繊維、横糸：ガラス繊維の２方向繊維シートで秤量２００ｇ／ｍ^２のファブリックを用いて積層配置し、これにポリエステル糸８番を縫製糸６として、針足間隔５ｍｍで１５ｍｍおきに炭素繊維と直交するように縫製して、補強シートを形成した。

そして、３点曲げにより予めほぼ中央部で割裂したコンクリート試験体（１００×１００×４００ｍｍ）にプライマーを塗布して、接着層１となるエポキシパテ状接着剤（大日本塗料株式会社製のレジガードボンドＪＨ）を５００ｇ／ｍ^２塗布し、形成した補強シートを接着した。その後、含浸剤として粘度７００ｍＰａ・ｓのエポキシ接着剤（コニシ株式会社製のボンドＥ２０６）を補強シートの炭素繊維、ガラス繊維に３００ｇ／ｍ^２塗布して含浸させた。この試験体は３つ形成した。

その後、接着剤、含浸剤がそれぞれ硬化して接着層１、含浸層４が完成した後、３点曲げ試験を実施した。その結果、破壊強度：４２．４ｋＮ、３５．５ｋＮ、３９．８ｋＮで平均破壊強度４０．２ｋＮとなり、本発明による補強構造が優れた強度を有することが確認された。この破壊はいずれもコンクリート凝集破壊であり、補強シートと接着層１の界面では破壊されなかった。

本発明は、例えばトンネル、橋梁、橋脚、高架道路、建築物等のコンクリート構造物を補強する際に利用することができる。

１…接着層 １ａ…接着剤 ２…セパレーター ２１…分離フィルム ２２、２３…不織布 ３…補強繊維部 ３１ｍ…トウ ３１１ｍ、３１ｎ…フィラメント ３１２ｍ…集束材 ４…含浸層 ５…部分接着層 ６、６ｍ…縫製糸 ６１…上糸 ６２…下糸 １０…コンクリート構造物 １０ａ…コンクリート構造物の表面

Claims (11)

1. コンクリート構造物の表面に接着される接着層と、
   前記接着層に接着されるセパレーターと、
   前記セパレーターの前記接着層と逆側の面に積層して設けられる略平面状の補強繊維部と、
   前記補強繊維部を含浸させる含浸層とを備え、
   前記セパレーターが、前記接着層側と前記含浸層側を浸透不能に分離することを特徴とするコンクリート構造物の補強構造。
2. 前記補強繊維部の前記セパレーター側の一部が前記セパレーターに部分接着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構造。
3. 前記セパレーターが、分離層の両面に不織布が積層されている構成であることを特徴とする請求項２記載のコンクリート構造物の補強構造。
4. 前記セパレーターが、不織布と、前記不織布の一部を含浸した状態で硬化した樹脂からなる分離層とで構成されることを特徴とする請求項２記載のコンクリート構造物の補強構造。
5. 前記補強繊維部が前記セパレーターに縫い付けら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構造。
6. 前記セパレーターが、分離層の少なくとも前記接着層側の面に不織布が積層されている構成であり、
   前記補強繊維部が、前記セパレーターの前記分離層を貫通して前記接着層側の不織布に通される縫製糸で縫い付けられていることを特徴とする請求項５記載のコンクリート構造物の補強構造。
7. 前記分離層の前記補強繊維部側の面にも不織布が積層されている構成であることを特徴とする請求項６記載のコンクリート構造物の補強構造。
8. 前記補強繊維部が、トウ若しくはフィラメントで構成されていることを特徴とする請求項５〜７の何れかに記載のコンクリート構造物の補強構造。
9. 前記分離層の厚さが１２〜２５０μｍであることを特徴とする請求項３、４、６又は７記載のコンクリート構造物の補強構造。
10. 前記不織布の各々の目付が１０〜５０ｇ／ｍ^２であることを特徴とする請求項３、４、６又は７記載のコンクリート構造物の補強構造。
11. コンクリート構造物の表面に接着剤を塗布する工程と、
    前記接着剤と含浸剤が浸透不能であるセパレーターの片面に略平面状の補強繊維部が積層して設けられている補強シートを、前記セパレーターを前記接着剤で接着して貼り付ける工程と、
    前記補強シートの前記補強繊維部に含浸剤を塗布して前記補強繊維部を含浸させる工程と、
    を備えることを特徴とするコンクリート構造物の補強工法。
    
    

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