JPH06193281A - 一方向配列強化繊維シートによるコンクリート補修方法 - Google Patents

一方向配列強化繊維シートによるコンクリート補修方法

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JPH06193281A
JPH06193281A JP4359044A JP35904492A JPH06193281A JP H06193281 A JPH06193281 A JP H06193281A JP 4359044 A JP4359044 A JP 4359044A JP 35904492 A JP35904492 A JP 35904492A JP H06193281 A JPH06193281 A JP H06193281A
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JP
Japan
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reinforcing
sheet
fiber sheet
reinforcing fiber
concrete
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JP4359044A
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Yoshinori Tanaka
良典 田中
Makoto Saito
誠 斉藤
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Tonen General Sekiyu KK
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Tonen Corp
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Publication date
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04GSCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G23/00Working measures on existing buildings
    • E04G23/02Repairing, e.g. filling cracks; Restoring; Altering; Enlarging
    • E04G23/0218Increasing or restoring the load-bearing capacity of building construction elements
    • E04G2023/0251Increasing or restoring the load-bearing capacity of building construction elements by using fiber reinforced plastic elements
    • E04G2023/0262Devices specifically adapted for anchoring the fiber reinforced plastic elements, e.g. to avoid peeling off

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  • Bridges Or Land Bridges (AREA)
  • Working Measures On Existing Buildindgs (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一方向配列強化繊維シートにより橋梁や高架
道路などを初めとする構築物の補修をするに際し、十分
な貼付け面積を確保し得ない場合においても、強化繊維
シートのコンクリート補修面に対する接着強度を向上さ
せ、補修強度を増大することのできるコンクリート補修
方法を提供する。 【構成】 コンクリート面5aに強化繊維シート1を貼
り付ける。次いで、強化繊維シート1の繊維配列方向と
は直交する方向に配列された強化繊維を有する補強用シ
ート10を強化繊維シート1の両端部に重ねて配置し、
更に、補強用プリプレグシート1及び強化繊維シート1
を貫通して止めピン13をコンクリート面5aに植設す
る.

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一方向に配列した強化
繊維を有する強化繊維シートをコンクリート補修面に適
合し、この強化繊維にマトリクス樹脂を含浸させて硬化
することによりコンクリート面を補修する方法に関する
ものであり、特に、強化繊維シートのコンクリート面に
対する接着強度を向上させ、補修強度を増大することの
できるコンクリート補修方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、橋梁や高架道路などの橋脚を繊維
強化プラスチックにより補修することが行なわれてい
る。本出願人は、特開平3−222734号公報、特開
平3−224901号公報などに記載されるように、補
修現場で施工性良く補修を行なうことができ且つ補修後
の強度も向上した構築物の補修のための強化繊維シート
を提案した。図5にこの一方向配列強化繊維シートの概
略を示す。
【0003】つまり、強化繊維シート1は、接着剤層3
が設けられた支持体2と、接着剤層3を介して支持体2
上に一方向に配列して接着された強化繊維4とからな
る。又、この強化繊維シート1は、橋梁や高架道路など
の補修現場で強化繊維4にマトリクス樹脂を含浸させ
て、補修面に貼り付けた後硬化される。
【0004】この強化繊維シ−ト1上の強化繊維4への
マトリクス樹脂の含浸は、シ−ト1を補修面に貼り付け
る前に行なうか、或は、補修面にマトリクス樹脂を塗布
し、その上からシ−ト1を貼り付けて押し付けることに
よりマトリクス樹脂を強化繊維に含浸させることが行な
われている。又、よりマトリクス樹脂の強化繊維への含
浸性を良くするために、強化繊維シ−ト1の支持体2を
ガラス繊維クロスシートなどで作製し、強化繊維シ−ト
1を補修面に貼り付けた後、支持体2側からマトリクス
樹脂を塗布し、マトリクス樹脂を強化繊維へと含浸させ
ることが行なわれている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者らの研究実験の結果によると、補修面が橋梁や高架道
路のコンクリート面であり、しかも物理的に長さが十分
に採れず、強化繊維シートのための貼付け面積を十分に
確保し得ないような補強箇所の場合には、上記いずれの
方法にて強化繊維シート1をコンクリート面に貼り付け
たとしても、図3に示すように、矢印M方向に曲げ応力
が加わる場合には、梁5のコンクリート補修面5aと強
化繊維シート1との間の接着面に発生する剪断応力によ
り、先ず、強化繊維シート1のいずれかの端部が剥離
し、その後この剥離が強化繊維シート1全体へと波及
し、強化繊維シート1による補強効果が急激に低下する
ことが分かった。
【0006】従って、本発明の目的は、一方向配列強化
繊維シートにより橋梁や高架道路などを初めとする構築
物の補修をするに際し、十分な貼付け面積を確保し得な
い場合においても、強化繊維シートのコンクリート補修
面に対する接着強度を向上させ、補修強度を増大するこ
とのできるコンクリート補修方法を提供することであ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
一方向配列強化繊維シートによるコンクリート補修方法
にて達成される。要約すれば本発明は、一方向に配列し
た強化繊維を有する強化繊維シートをコンクリート補修
面に適合し、この強化繊維にマトリクス樹脂を含浸させ
て硬化することによりコンクリート面を補修する方法に
おいて、強化繊維を有する補強用シートを前記強化繊維
シートの両端部に重ねて配置し、更に、前記補強用シー
ト及び前記強化繊維シートを貫通して止めピンをコンク
リート面に植設することを特徴とする一方向配列強化繊
維シートによるコンクリート補修方法である。
【0008】
【実施例】図1は本発明に係る補修方法の一実施例を示
すものであって、本実施例では、一方向配列強化繊維シ
ート1を使用して梁5などを補修する場合を示す断面図
である。
【0009】本発明に使用される一方向配列強化繊維シ
ート1は、任意の構成のものを使用し得るが、例えば、
図5に示されるように、支持体2と、接着剤層3を介し
てこの支持体2上に一方向に配列して接着された強化繊
維4とにて構成される。
【0010】支持体2は、補修時における強化繊維4へ
のマトリクス樹脂の含浸性を良くするために、スクリム
クロス、ガラスペーパー、ガラス不織布、ガラス繊維ク
ロス、ポリアミド、PPS(ポリフェニレンサルファイ
ド)などの各種ポリマーの不織布などを使用するのが好
ましい。
【0011】又、接着剤層3を形成する接着剤として
は、原則として支持体2上に強化繊維4を一時的に接着
できるものならば何でもよいが、好ましくは接着剤はマ
トリクス樹脂との相溶性のよい樹脂を使用することが良
く、例えばマトリクス樹脂としてエポキシ樹脂を使用す
るときには、エポキシ系の接着剤を用いることがよい。
接着剤層3の厚みとしては、強化繊維4を支持体2上に
一時的に接着できればよいことから、1〜50μm、好
ましくは3〜20μm程度あればよい。
【0012】強化繊維4としては、ピッチ系炭素繊維、
ボロン繊維、PAN系炭素繊維、アラミド繊維、ガラス
繊維、スチール繊維、ポリエステル繊維、ポリエチレン
繊維など各種の繊維を使用することができる。又、これ
らの繊維は単独で使用する他、2種以上を組合せて繊維
をハイブリッド化して使用することもできる。
【0013】強化繊維4は、これをフィラメントとして
収束剤で多数本収束した繊維束又は軽度に撚りをかけて
収束した繊維束を接着剤層3上に並べて上方から押し潰
すことにより軽度にバラされ、これにより強化繊維4は
収束剤または撚りによる結合により複数層に積層した状
態で、支持体2上に接着剤層3を介して一方向に配列し
て接着される。
【0014】このような一方向配列の強化繊維シート1
は、図1に示すように、橋梁や高架道路の梁などの構築
物の補修現場で、ローラ、刷毛、吹付け等の適宜な塗布
手段により強化繊維シート1の強化繊維4にマトリクス
樹脂を塗布して含浸させ、強化繊維4の側を構築物の補
修箇所側として補修されるコンクリート面に貼り付け
る。必要に応じて、強化繊維シート1は所望の数だけ積
層される。好ましくは、積層の度ごとに、支持体2の側
からハンドローラ等でマトリクス樹脂の含浸操作を行な
う。その後、その上にカバーを行い、その後そのまま放
置して、或は加熱して、マトリクス樹脂を硬化する。
【0015】このように、本発明の強化繊維シート1
は、補修に用いる際、補修現場で強化繊維4にマトリク
ス樹脂を含浸させて使用されるが、補修箇所へのシート
1の貼り付け後そのまま放置することにより、マトリク
ス樹脂を硬化することができるようにするために、マト
リクス樹脂は室温硬化型の樹脂を使用するのが好まし
い。
【0016】室温硬化型樹脂としては、硬化剤及び硬化
促進剤の配合を調節して室温で硬化するようにしたエポ
キシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等が使用できる。
【0017】別法として、補修箇所に室温硬化型のマト
リクス樹脂を例えば100μm程度の厚みに塗布し、次
いで強化繊維4の側を補修箇所側として強化繊維シート
1を貼り付ける。必要に応じて、引き続き、同じ手順に
て、強化繊維シート1を所望の数だけ積層し、最後に支
持体2の側から強化繊維4にマトリクス樹脂30を含浸
させる。又、このとき、各シート1を積層する度に、支
持体2の側から強化繊維4にマトリクス樹脂を含浸させ
ることもできる。その後は、上記と同様に、シート1上
にカバーを行い、その後そのまま放置してマトリクス樹
脂を硬化させる。
【0018】本発明によると、強化繊維シート1をコン
クリート面5aに貼り付けた後、強化繊維シート1が硬
化する前に、更に、所定の幅W及び厚さを有した補強用
シート10が強化繊維シート1の両端部に重ねて配置さ
れる。この補強用シート10は、必要に応じて、更にそ
の他の箇所にも配置することができる。補強用シート1
0の幅Wは、後で詳しく説明する止めピン13の直径に
より任意に設定されるが、一般に10〜200mm、通
常50mm程度とされ、厚さは0.2〜2.0mm程度
にて十分である補強用シート10は、繊維強化樹脂シー
トとされ、その強化繊維11が強化繊維シート1の繊維
配列方向とは直交する方向に配列された一方向配列繊維
強化樹脂シートとされる。又、場合によっては、強化繊
維がクロス或はマット状になったものを使用することも
可能である。強化繊維11は、通常の繊維強化樹脂シー
トと同じく、例えばマトリクス樹脂12に対して40〜
60vol%程度とされる。
【0019】強化繊維11としては、ピッチ系炭素繊
維、ボロン繊維、PAN系炭素繊維、アラミド繊維、ガ
ラス繊維、スチール繊維、ポリエステル繊維、ポリエチ
レン繊維など各種の繊維を使用することができる。又、
これらの繊維は単独で使用する他、2種以上を組合せて
繊維をハイブリッド化して使用することもできる。
【0020】本発明によれば、更に、補強用シート10
及び強化繊維シート1を貫通して止めピン13がコンク
リート面5aに植設、即ち、エアガンなどにて打ち込ま
れる。別法として、コンクリート面5aの止めピン13
が植設される部位に、予め孔を穿設しておき、この孔に
直接に、或は接着剤を充填した後、この孔に止めピン1
3を挿入することも可能である。
【0021】止めピン13は、通常、コンクリート打込
み用として使用されている打込みピンを使用することが
できる。一般に、ピン直径は4mm、長さ10mm程度
のものが好適に使用される。止めピン13の植設間隔
は、任意に設定し得るが、通常、100〜200mm間
隔とされるであろう。
【0022】本発明者らは、強化繊維4として炭素繊維
を使用し、支持体2としてガラス繊維クロスシートを使
用した強化繊維シート1を作製した。炭素繊維糸目付け
は175g/m2 であった。又、強化繊維シート1はそ
の長さが135mm、幅が150mmであり、強化繊維
4は長手方向に配列された。補強用シート10として
は、強化繊維11として炭素繊維を使用し、マトリクス
樹脂12としてエポキシ樹脂を使用した、炭素繊維糸目
付け175g/m2 の繊維強化樹脂シートを、強化繊維
11が長手方向に配列されるようにして長さ150m
m、幅10mmに切断して使用した。補強シート10の
厚さは0.17mmであった。
【0023】図4に示すように、試験片Sは、厚さ50
mm、幅150mm、長さ400mmの断面が矩形とさ
れるコンクリート片であり、強化繊維シート1が貼り付
けられるコンクリート面はサンダーがけを行ない、その
後、プライマーを塗布して下地処理を行なった。又、コ
ンクリート面の止めピン13が植設される部位には、予
め孔を穿設しておき、この孔にエポキシ系接着剤を充填
した。
【0024】下地処理したコンクリート面に、マトリク
ス樹脂としてのエポキシ樹脂を含浸した強化繊維シート
1を貼り付け、更に、強化繊維シート1の両端部に補強
用シート10を重ねて貼り付けた。次いで、補強用シー
ト10及び強化繊維シート1を貫通して止めピン13を
突き刺し、止めピン13の軸部をコンクリート面に植設
した孔内に適合した。そして、強化繊維シート1の樹脂
などを完全に硬化した。
【0025】図4に示すように、上記試験片Sを、互い
に300mm離隔した支点Fにて支持し、試験片Sの中
央部に押圧荷重Pを付与した。
【0026】図3に示す従来の補修方法では、押圧荷重
Pが850Kg、変形量0.45mmにて試験片Sの中
央部に亀裂が発生し、同時に、強化繊維シート1は一方
の端部から剥離し、十分な強化繊維シート1による補強
効果が得られなかった。
【0027】一方、図1に示す本発明の補修方法によれ
ば、押圧荷重Pが850Kg、変形量0.45mmにて
試験片Sの中央部に亀裂が発生し始めたが、脆性的破壊
に至ることはなかった。更に押圧荷重を増大したとこ
ろ、押圧荷重Pが1160Kg、変形量1.0mmにて
試験片Sは中央部より破壊した。しかしながら、強化繊
維シート1の両端部がコンクリート面から剥離すること
はなく、従来の補修方法より約35%程度補修強度が増
大した。
【0028】又、比較例として、補強用シート10を強
化繊維シート1の両端部に配置せず、直接止めピン13
を強化繊維シート1の両端部に植設して実験を行なっ
た。この場合には、押圧荷重Pが860Kg、変形量
0.45mmにて試験片Sの中央部に亀裂が発生し、同
時に、強化繊維シート1は一方の端部から剥離した。止
めピンを打設した部位の強化繊維シート1は繊維方向に
裂けていた。このように、この比較例では、十分な強化
繊維シート1による補強効果が得られなかった。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る一方
向配列強化繊維シートによるコンクリート補修方法によ
れば、強化繊維を有する補強用シートを強化繊維シート
の両端部に重ねて配置し、更に、補強用シート及び強化
繊維シートを貫通して止めピンをコンクリート面に植設
する構成とされるので、一方向配列強化繊維シートによ
り橋梁や高架道路などを初めとする構築物の補修をする
に際し、強化繊維シートのコンクリート補修面に対する
接着強度が向上し、その結果、補修効果が増大する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のコンクリート面補修方法の一実施例を
説明する断面図である。
【図2】本発明のコンクリート面補修方法の一実施例を
説明する、図1の下方より見た図である。
【図3】従来のコンクリート面補修方法を説明する図で
ある。
【図4】試験片による補強試験方法を説明する斜視図で
ある。
【図5】本発明に使用し得る強化繊維シートの一実施例
を説明する図である。
【符号の説明】
1 強化繊維シート 2 支持体 3 接着剤層 4 強化繊維 5 被補強体 10 補強用シート 13 止めピン

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一方向に配列した強化繊維を有する強化
    繊維シートをコンクリート補修面に適合し、この強化繊
    維にマトリクス樹脂を含浸させて硬化することによりコ
    ンクリート面を補修する方法において、強化繊維を有す
    る補強用シートを前記強化繊維シートの両端部に重ねて
    配置し、更に、前記補強用シート及び前記強化繊維シー
    トを貫通して止めピンをコンクリート面に植設すること
    を特徴とする一方向配列強化繊維シートによるコンクリ
    ート補修方法。
JP4359044A 1992-12-25 1992-12-25 一方向配列強化繊維シートによるコンクリート補修方法 Pending JPH06193281A (ja)

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