JPH05269726A - 土木建築構造物補強材 - Google Patents
土木建築構造物補強材Info
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- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
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- E04G23/02—Repairing, e.g. filling cracks; Restoring; Altering; Enlarging
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 防蝕のためのコーティングが不要でしかも重
量の増加が少ない土木建築物用の補強材を提供するこ
と、及び、簡単に補修箇所に巻き付けでき再補修を必要
としない補強材を提供すること 【構成】 補強用繊維の繊維束を組紐状繊維体に編成し
て構成される構造物補強材に於いて、該組紐状繊維体を
該補強用繊維よりも低い温度で可塑性になる熱可塑性繊
維との混成体で構成した 【効果】 比較的柔軟で構造物の補強すべき箇所に容易
に巻き付けることができ、その作業の終了後に該熱可塑
性繊維を加熱して可塑性状態とすることにより補強用繊
維同士を結着し、その後の硬化で補強材に剛性を保有さ
せて所定の位置に固定状態とすることができるので、補
強作業が容易になり、鉄筋よりも軽量で腐蝕性がないか
ら防蝕のためのコーティングが不要で構造物に与える重
量の増加の不都合が解消され、再補修も不要になる
量の増加が少ない土木建築物用の補強材を提供するこ
と、及び、簡単に補修箇所に巻き付けでき再補修を必要
としない補強材を提供すること 【構成】 補強用繊維の繊維束を組紐状繊維体に編成し
て構成される構造物補強材に於いて、該組紐状繊維体を
該補強用繊維よりも低い温度で可塑性になる熱可塑性繊
維との混成体で構成した 【効果】 比較的柔軟で構造物の補強すべき箇所に容易
に巻き付けることができ、その作業の終了後に該熱可塑
性繊維を加熱して可塑性状態とすることにより補強用繊
維同士を結着し、その後の硬化で補強材に剛性を保有さ
せて所定の位置に固定状態とすることができるので、補
強作業が容易になり、鉄筋よりも軽量で腐蝕性がないか
ら防蝕のためのコーティングが不要で構造物に与える重
量の増加の不都合が解消され、再補修も不要になる
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、建物の梁や柱等、或い
は、橋脚、煙突等の構造物の補強に使用される土木建築
構造物補強材に関する。
は、橋脚、煙突等の構造物の補強に使用される土木建築
構造物補強材に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、既存の土木建築構造物、例えば建
物の柱や梁、煙突等を補強する場合、構造物の補強箇所
に鉄筋又はワイヤーを巻き付けて補強した後、これらの
鉄筋等の防蝕のためにその箇所の表面にモルタル又は塗
装によるコーティングを施している。
物の柱や梁、煙突等を補強する場合、構造物の補強箇所
に鉄筋又はワイヤーを巻き付けて補強した後、これらの
鉄筋等の防蝕のためにその箇所の表面にモルタル又は塗
装によるコーティングを施している。
【０００３】また、出願人は、土木建築構造物に使用さ
れる鉄筋やワイヤーが腐蝕しやすく重量が大きい不都合
を改善するために、炭素繊維、ガラス繊維、芳香族ポリ
アミド繊維等の引張強度の大きい化学繊維を組紐状に編
成し、これに熱可塑性樹脂を含浸させて硬化した土木建
築構造物用の補強材を先に幾つか提案した（特開昭６１
−２９０１５０、特開昭６２−７６５５号公報、米国特
許第４６８４５６７号）。
れる鉄筋やワイヤーが腐蝕しやすく重量が大きい不都合
を改善するために、炭素繊維、ガラス繊維、芳香族ポリ
アミド繊維等の引張強度の大きい化学繊維を組紐状に編
成し、これに熱可塑性樹脂を含浸させて硬化した土木建
築構造物用の補強材を先に幾つか提案した（特開昭６１
−２９０１５０、特開昭６２−７６５５号公報、米国特
許第４６８４５６７号）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のような鉄筋等を
補強箇所に巻き付ける補強方法は、防蝕のためのコーテ
ィング作業に時間と工費が掛かって経済的でなく、コー
ティングの耐用年数も短いために後日に再補修が必要に
なり、鉄筋やワイヤーの重量のために補修箇所の重量が
増大しすぎてかえって構造物が破損しやすくなる不都合
があった。
補強箇所に巻き付ける補強方法は、防蝕のためのコーテ
ィング作業に時間と工費が掛かって経済的でなく、コー
ティングの耐用年数も短いために後日に再補修が必要に
なり、鉄筋やワイヤーの重量のために補修箇所の重量が
増大しすぎてかえって構造物が破損しやすくなる不都合
があった。
【０００５】また、鉄筋やワイヤーの代わりに上記の化
学繊維の補強用繊維から成る補強材を使用すれば、補修
した構造物の重量の増大が最小限に止めることができる
利点があると考えたが、該補強材は樹脂を含浸させて硬
化した棒状体であるために、補修する構造物の例えば柱
に巻き付けることは困難である。
学繊維の補強用繊維から成る補強材を使用すれば、補修
した構造物の重量の増大が最小限に止めることができる
利点があると考えたが、該補強材は樹脂を含浸させて硬
化した棒状体であるために、補修する構造物の例えば柱
に巻き付けることは困難である。
【０００６】本発明は、防蝕のためのコーティングが不
要でしかも重量の増加が少ない土木建築物用の補強材を
提供することを目的とするものである。本発明の他の目
的は、簡単に補修箇所に巻き付けでき再補修を必要とし
ない補強材を提供することにある。
要でしかも重量の増加が少ない土木建築物用の補強材を
提供することを目的とするものである。本発明の他の目
的は、簡単に補修箇所に巻き付けでき再補修を必要とし
ない補強材を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明では、補強用繊維
の繊維束を組紐状繊維体に編成して構成される構造物補
強材に於いて、該組紐状繊維体を該補強用繊維よりも低
い温度で可塑性になる熱可塑性繊維との混成体で構成す
ることにより、上記の目的を達成するようにした。
の繊維束を組紐状繊維体に編成して構成される構造物補
強材に於いて、該組紐状繊維体を該補強用繊維よりも低
い温度で可塑性になる熱可塑性繊維との混成体で構成す
ることにより、上記の目的を達成するようにした。
【０００８】該混成体を請求項２以下に記載された構成
とすることが有利であり、巻き付けた形状で組紐状繊維
体を硬化させることが可能になる。
とすることが有利であり、巻き付けた形状で組紐状繊維
体を硬化させることが可能になる。
【０００９】
【作用】構造物の例えば柱を補強する場合、上記構成の
補強材は繊維束で構成されているので、比較的柔軟で可
撓性が良く、簡単に柱に巻き付けることができ、巻き付
けたあと該補強材の両端を該柱に固定する。その後、適
当な加熱器により或いは該組紐状繊維体に混入した通電
発熱性線材への通電により該補強材に熱を加えると、組
紐状繊維体に混入した熱可塑性繊維が融解して補強用繊
維内に浸透し、そのまま放置しておくと補強材全体が柱
に巻き付いた状態で硬化して位置ずれが生じない安定状
態になる。この硬化した補強材は、柱に巻き付けた鉄筋
と同様の作用を営み、柱に例えば半径方向の膨脹力が発
生する場合、その力を該補強材の引張力の大きい補強用
繊維が支え、該柱の半径方向への変形を阻止する。
補強材は繊維束で構成されているので、比較的柔軟で可
撓性が良く、簡単に柱に巻き付けることができ、巻き付
けたあと該補強材の両端を該柱に固定する。その後、適
当な加熱器により或いは該組紐状繊維体に混入した通電
発熱性線材への通電により該補強材に熱を加えると、組
紐状繊維体に混入した熱可塑性繊維が融解して補強用繊
維内に浸透し、そのまま放置しておくと補強材全体が柱
に巻き付いた状態で硬化して位置ずれが生じない安定状
態になる。この硬化した補強材は、柱に巻き付けた鉄筋
と同様の作用を営み、柱に例えば半径方向の膨脹力が発
生する場合、その力を該補強材の引張力の大きい補強用
繊維が支え、該柱の半径方向への変形を阻止する。
【００１０】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づき説明すると、
図１に於いて、符号１は本発明の土木建築構造物補強材
を示す。該土木建築構造物補強材１は、例えば１００ｋ
ｇ／ｍｍ2以上の引張強度の大きい複数本の補強用繊維
と複数本の熱可塑性繊維とを混成し、これを軸方向に引
き揃えて形成した繊維束２を８本使用したもので、これ
らの繊維束２を図示のように組紐状繊維体に編成して該
補強材１を得た。該補強用繊維としては、例えば、炭素
繊維、ガラス繊維、セラミック繊維等の無機繊維、芳香
族ポリアミド繊維、ポリアミド繊維等の有機繊維を単独
で或いはこれらを組合わせたものが使用される。また、
熱可塑性繊維としては、例えば、ナイロン、ポリエステ
ル、ポリエチレン等の２００℃を少し越える程度の比較
的低い温度で可塑性を持つようになる繊維が使用される
が、該補強用繊維の耐熱温度を考慮し、その温度よりも
低い温度で熱可塑性になる熱可塑性繊維が選択される。
好ましくは、補強用繊維の耐熱温度よりも１００℃以上
低い温度で熱可塑性を持つように成る繊維が該熱可塑性
繊維として選択される。
図１に於いて、符号１は本発明の土木建築構造物補強材
を示す。該土木建築構造物補強材１は、例えば１００ｋ
ｇ／ｍｍ2以上の引張強度の大きい複数本の補強用繊維
と複数本の熱可塑性繊維とを混成し、これを軸方向に引
き揃えて形成した繊維束２を８本使用したもので、これ
らの繊維束２を図示のように組紐状繊維体に編成して該
補強材１を得た。該補強用繊維としては、例えば、炭素
繊維、ガラス繊維、セラミック繊維等の無機繊維、芳香
族ポリアミド繊維、ポリアミド繊維等の有機繊維を単独
で或いはこれらを組合わせたものが使用される。また、
熱可塑性繊維としては、例えば、ナイロン、ポリエステ
ル、ポリエチレン等の２００℃を少し越える程度の比較
的低い温度で可塑性を持つようになる繊維が使用される
が、該補強用繊維の耐熱温度を考慮し、その温度よりも
低い温度で熱可塑性になる熱可塑性繊維が選択される。
好ましくは、補強用繊維の耐熱温度よりも１００℃以上
低い温度で熱可塑性を持つように成る繊維が該熱可塑性
繊維として選択される。
【００１１】更に詳細には、炭素繊維、ガラス繊維、セ
ラミック繊維あるいはポリアミド繊維は、一般に４００
℃以上でないと可塑性にはならないので、これらの繊維
が補強用繊維として使用されるときは、約２００℃前後
で可塑性を持つようになるナイロン、２３０℃程度で可
塑性を持つようになるポリエステル、１１０℃程度で可
塑性を持つようになるポリエチレンのうち、どれでも熱
可塑性繊維として該補強用繊維と混成させることができ
る。
ラミック繊維あるいはポリアミド繊維は、一般に４００
℃以上でないと可塑性にはならないので、これらの繊維
が補強用繊維として使用されるときは、約２００℃前後
で可塑性を持つようになるナイロン、２３０℃程度で可
塑性を持つようになるポリエステル、１１０℃程度で可
塑性を持つようになるポリエチレンのうち、どれでも熱
可塑性繊維として該補強用繊維と混成させることができ
る。
【００１２】以上の構成を有する土木建築構造物補強材
１は比較的柔軟性に富み、例えば図２に示すような円柱
３を補強する場合、該補強材１を適当なピッチで張力を
与えながら該円柱３の周囲に巻き付け、その両端１ａ，
１ａを適当な手段で固定する。そして、その外周面に、
例えば図３に示すようなベルト状ヒーターから成る加熱
器４を巻き付け、これに電源５から通電して該補強材１
内の熱可塑性繊維が可塑性を持つようになる温度にまで
昇温させると、それまで図４の模式図に示すように補強
用繊維６と熱可塑性繊維７とが単に接していた状態か
ら、図５のように該熱可塑性繊維７の可塑性でその周囲
の補強用繊維６を結着するようになる。この状態になっ
てから、該加熱器４への通電を止めると、熱可塑性繊維
７は周囲に補強用繊維６を結着したまま冷却硬化して剛
性を持つようになり、補強材１が円柱３に巻き付けた位
置から容易にずれることがなくなる。尚、加熱器４には
ベルト状ヒーター以外の赤外線ランプ等の公知の加熱手
段を使用することも可能である。
１は比較的柔軟性に富み、例えば図２に示すような円柱
３を補強する場合、該補強材１を適当なピッチで張力を
与えながら該円柱３の周囲に巻き付け、その両端１ａ，
１ａを適当な手段で固定する。そして、その外周面に、
例えば図３に示すようなベルト状ヒーターから成る加熱
器４を巻き付け、これに電源５から通電して該補強材１
内の熱可塑性繊維が可塑性を持つようになる温度にまで
昇温させると、それまで図４の模式図に示すように補強
用繊維６と熱可塑性繊維７とが単に接していた状態か
ら、図５のように該熱可塑性繊維７の可塑性でその周囲
の補強用繊維６を結着するようになる。この状態になっ
てから、該加熱器４への通電を止めると、熱可塑性繊維
７は周囲に補強用繊維６を結着したまま冷却硬化して剛
性を持つようになり、補強材１が円柱３に巻き付けた位
置から容易にずれることがなくなる。尚、加熱器４には
ベルト状ヒーター以外の赤外線ランプ等の公知の加熱手
段を使用することも可能である。
【００１３】該加熱器４が熱可塑性繊維を加熱する温度
は、補強用繊維を軟化させない温度の範囲に制御され、
この温度範囲内でしかも該熱可塑性繊維が溶解する温度
に制御すると、溶解した熱可塑性繊維の樹脂が補強用繊
維間に広く浸透し、補強用繊維の結着性が向上して好ま
しい。
は、補強用繊維を軟化させない温度の範囲に制御され、
この温度範囲内でしかも該熱可塑性繊維が溶解する温度
に制御すると、溶解した熱可塑性繊維の樹脂が補強用繊
維間に広く浸透し、補強用繊維の結着性が向上して好ま
しい。
【００１４】図６に示した本発明の第２実施例は、補強
用繊維の繊維束８と熱可塑性繊維の繊維束９とを組紐状
繊維体に編成して補強材１としたもので、この場合も該
補強材１は前記の例と同様に構造物の補強に使用するこ
とができる。
用繊維の繊維束８と熱可塑性繊維の繊維束９とを組紐状
繊維体に編成して補強材１としたもので、この場合も該
補強材１は前記の例と同様に構造物の補強に使用するこ
とができる。
【００１５】図７に模式的に示した本発明の第３実施例
は、図４に示した補強用繊維６と熱可塑性繊維７との混
成の繊維束２に更に一本若しくは複数本の炭素繊維、ニ
クロム線等の電気抵抗発熱体から成る通電発熱性線材１
０を混成させ、該繊維束２を図１に示すような組紐状繊
維体に編成して補強材１としたものである。この補強材
１も図２に示すように構造物に巻き付けてその補強に使
用されるが、通電発熱性線材１０がその両端に図示して
ない電源からの通電で発熱すると、熱可塑性繊維７が可
塑性或いは溶解してその周囲の補強用繊維６を結着し、
硬化する。この実施例の場合、前記の実施例のような補
強作業時に加熱器４が不要で、作業が容易になる。該通
電発熱性線材１０の発熱温度は、これへの通電量で制御
でき、炭素繊維の場合１００〜２５０℃に発熱する。
は、図４に示した補強用繊維６と熱可塑性繊維７との混
成の繊維束２に更に一本若しくは複数本の炭素繊維、ニ
クロム線等の電気抵抗発熱体から成る通電発熱性線材１
０を混成させ、該繊維束２を図１に示すような組紐状繊
維体に編成して補強材１としたものである。この補強材
１も図２に示すように構造物に巻き付けてその補強に使
用されるが、通電発熱性線材１０がその両端に図示して
ない電源からの通電で発熱すると、熱可塑性繊維７が可
塑性或いは溶解してその周囲の補強用繊維６を結着し、
硬化する。この実施例の場合、前記の実施例のような補
強作業時に加熱器４が不要で、作業が容易になる。該通
電発熱性線材１０の発熱温度は、これへの通電量で制御
でき、炭素繊維の場合１００〜２５０℃に発熱する。
【００１６】該通電発熱性線材１０を、図８の第４実施
例に示すように、熱可塑性繊維と混成して繊維束１１と
し、これを補強用繊維のみの繊維束８と組紐状繊維体に
編成して補強材１に構成することも可能である。
例に示すように、熱可塑性繊維と混成して繊維束１１と
し、これを補強用繊維のみの繊維束８と組紐状繊維体に
編成して補強材１に構成することも可能である。
【００１７】何組みかの繊維束を組紐状に編成する場
合、中心部に中空部を形成して編成することが可能であ
るが、この場合、図９の第５実施例のように、その中空
部１３に一本若しくは複数本の通電発熱性線材１０を挿
通することが可能である。この例では、繊維束１４に
は、補強用繊維に熱可塑性繊維を混成させたものを使用
するか、或いは補強用繊維の繊維束と熱可塑性繊維の繊
維束の２種類が使用される。この第５実施例及び前記第
４実施例の場合も通電発熱性線材への通電で補強用繊維
を結着でき、別個の加熱器が不要になる。
合、中心部に中空部を形成して編成することが可能であ
るが、この場合、図９の第５実施例のように、その中空
部１３に一本若しくは複数本の通電発熱性線材１０を挿
通することが可能である。この例では、繊維束１４に
は、補強用繊維に熱可塑性繊維を混成させたものを使用
するか、或いは補強用繊維の繊維束と熱可塑性繊維の繊
維束の２種類が使用される。この第５実施例及び前記第
４実施例の場合も通電発熱性線材への通電で補強用繊維
を結着でき、別個の加熱器が不要になる。
【００１８】これらの実施例に使用した補強用繊維の直
径は６〜１０μｍ、熱可塑性繊維の直径は６〜１０μｍ
で、図１の実施例では補強用繊維と熱可塑性繊維を同本
数で合計６０００デニールとし、これを束ねて繊維束と
し、その繊維束の８束を直径約８ｍｍの組紐状繊維体に
編成した。
径は６〜１０μｍ、熱可塑性繊維の直径は６〜１０μｍ
で、図１の実施例では補強用繊維と熱可塑性繊維を同本
数で合計６０００デニールとし、これを束ねて繊維束と
し、その繊維束の８束を直径約８ｍｍの組紐状繊維体に
編成した。
【００１９】
【発明の効果】以上のように本発明に於いては、補強用
繊維の組紐状繊維体を熱可塑性繊維との混成体で構成し
たので、比較的柔軟で構造物の補強すべき箇所に容易に
巻き付けることができ、その作業の終了後に該熱可塑性
繊維を加熱して可塑性状態とすることにより補強用繊維
同士を結着し、その後の硬化で補強材に剛性を保有させ
て所定の位置に固定状態とすることができるので、補強
作業が容易になり、鉄筋よりも軽量で腐蝕性がないから
防蝕のためのコーティングが不要で構造物に与える重量
の増加の不都合が解消され、再補修も不要になる等の効
果がある。
繊維の組紐状繊維体を熱可塑性繊維との混成体で構成し
たので、比較的柔軟で構造物の補強すべき箇所に容易に
巻き付けることができ、その作業の終了後に該熱可塑性
繊維を加熱して可塑性状態とすることにより補強用繊維
同士を結着し、その後の硬化で補強材に剛性を保有させ
て所定の位置に固定状態とすることができるので、補強
作業が容易になり、鉄筋よりも軽量で腐蝕性がないから
防蝕のためのコーティングが不要で構造物に与える重量
の増加の不都合が解消され、再補修も不要になる等の効
果がある。
【図１】本発明の第１実施例の斜視図
【図２】本発明の土木建築構造物補強材の使用状態の斜
視図
視図
【図３】本発明の土木建築構造物補強材の使用状態の斜
視図
視図
【図４】本発明の第１実施例の模式図
【図５】本発明の第１実施例の使用状態の模式図
【図６】本発明の第２実施例の斜視図
【図７】本発明の第３実施例の模式図
【図８】本発明の第４実施例の斜視図
【図９】本発明の第５実施例の斜視図
１ 土木建築構造物補強材 ２ 繊維束 ４ 加熱器 ６ 補強用
繊維 ７ 熱可塑性繊維 ８ 補強用
繊維の繊維束 ９ 熱可塑性繊維の繊維束 １０ 通電発
熱性線材 １１ 通電発熱性線材と熱可塑性繊維とを混成した繊維
束 １３ 中空部 １４ 繊維
束
繊維 ７ 熱可塑性繊維 ８ 補強用
繊維の繊維束 ９ 熱可塑性繊維の繊維束 １０ 通電発
熱性線材 １１ 通電発熱性線材と熱可塑性繊維とを混成した繊維
束 １３ 中空部 １４ 繊維
束
Claims (6)
- 【請求項１】補強用繊維の繊維束を組紐状繊維体に編成
して構成される構造物補強材に於いて、該組紐状繊維体
を該補強用繊維よりも低い温度で可塑性になる熱可塑性
繊維との混成体で構成したことを特徴とする土木建築構
造物補強材。 - 【請求項２】補強用繊維の繊維束に熱可塑性繊維を混入
して組紐状繊維体に編成することにより上記混成体とし
たことを特徴とする請求項１に記載の土木建築構造物補
強材。 - 【請求項３】補強用繊維の繊維束と熱可塑性繊維の繊維
束を組紐状繊維体に編成して上記混成体としたことを特
徴とする請求項１に記載の土木建築構造物補強材。 - 【請求項４】補強用繊維の繊維束に熱可塑性繊維と通電
発熱性線材を混入して組紐状繊維体に編成することによ
り上記混成体としたことを特徴とする請求項２に記載の
土木建築構造物補強材。 - 【請求項５】補強用繊維の繊維束と通電発熱性線材を混
入した熱可塑性繊維の繊維束を組紐状繊維体に編成して
上記混成体としたことを特徴とする請求項３に記載の土
木建築構造物補強材。 - 【請求項６】上記組紐状繊維体はその中心部に中空部を
有する中空組紐に編成され、その中空部に通電発熱性線
材を挿通したことを特徴とする請求項１乃至３に記載の
土木建築構造物補強材。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4067563A JPH05269726A (ja) | 1992-03-25 | 1992-03-25 | 土木建築構造物補強材 |
| US08/261,013 US5580642A (en) | 1992-03-25 | 1994-06-14 | Reinforcing member for civil and architectural structures |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4067563A JPH05269726A (ja) | 1992-03-25 | 1992-03-25 | 土木建築構造物補強材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05269726A true JPH05269726A (ja) | 1993-10-19 |
Family
ID=13348558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4067563A Pending JPH05269726A (ja) | 1992-03-25 | 1992-03-25 | 土木建築構造物補強材 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5580642A (ja) |
| JP (1) | JPH05269726A (ja) |
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| JP2015101792A (ja) * | 2013-11-20 | 2015-06-04 | 旭化成ケミカルズ株式会社 | 組紐 |
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