JPH11324214A

JPH11324214A - 補強コンクリート材

Info

Publication number: JPH11324214A
Application number: JP15194298A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yoshizawa; 弘之吉澤; Masahiko Uemura; 政彦植村; Taketaru Sakae; 毅熾栄; Isao Dobashi; 功土橋
Original assignee: Taisei Corp; Tonen Corp
Current assignee: Taisei Corp; Tonen General Sekiyu KK
Priority date: 1998-05-18
Filing date: 1998-05-18
Publication date: 1999-11-26

Abstract

(57)【要約】【課題】コンクリートと補強部材とのせん断付着を十
分に取ることが可能なシート状ＦＲＰ部材により補強さ
れた補強コンクリート材を提供する。【解決手段】補強コンクリート材１は、シート状のＦ
ＲＰ部材３がコンクリート２に埋設されて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般には、シート
状の繊維強化樹脂部材（以下「ＦＲＰ部材」という。）
を内部に埋め込むことにより補強された補強コンクリー
ト材に関するものであり、特に、シールド掘削機が発進
及び到着する立坑壁として、更には、コンクリートアン
カー部材、通常の梁、柱、桁、壁、床版、煙突、トンネ
ル覆工部材、給水槽部材等として好適に使用し得るシー
ト状ＦＲＰ部材が埋め込まれた補強コンクリート材に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３に示すように、従来、シールド掘削
機２００が発進及び到着する立坑１００の側壁（山止め
壁）は、鉄筋や鉄骨構造による地中連続壁１０１により
構成されている。

【０００３】そのために、シールド掘削機２００が立坑
１００の側壁１０１ａを貫通して発進及び到達する場
合、立坑外側の地盤改良を行い、地山を安定させると共
に、立坑１００の側壁１０１ａに配置された鉄筋や鉄骨
造を人力により撤去することが必要であった。

【０００４】しかしながら、従来の方法によれば、上述
のように、立坑外側の地盤改良、地山の安定化、立坑１
００の側壁１０１ａに配置された鉄筋や鉄骨造の人力に
よる撤去が必要とされ、多大の労力を要するだけでな
く、危険な作業を伴い、経済性、安全性において問題が
あった。

【０００５】本発明者らは、多くの研究実験を行った結
果、地中連続壁１０１のうちシールド掘削機２００が発
進する立坑１００の一側壁１０１ａだけをＦＲＰ部材に
て補強することを考えた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来、コンクリート表
面に強化繊維シートを樹脂により接着し、コンクリート
構造物を補強する方法が知られている。この方法は、コ
ンクリート構造物への強化繊維シートの接着に手間がか
かるといった問題の他に、この方法を、立坑の側壁など
の新設の構造物に適用するのは困難であるといった問題
がある。

【０００７】又、樹脂により硬化させた補強繊維を棒
状、撚り線状若しくはメッシュ状に配列し、コンクリー
ト材に埋め込む補強方法もあるが、この方法は、樹脂硬
化補強繊維の断面積を大きくすることが困難で、表面積
が小さいため樹脂硬化補強繊維とコンクリートとのせん
断付着を十分に取りにくいといった問題がある。

【０００８】本発明者らは、多くの研究実験の結果、シ
ート状強化繊維シートに樹脂を含浸させて硬化したＦＲ
Ｐ部材を補強部材とすることにより、補強部材の表面積
を増加させることができ、更に、補強部材の表面に硅砂
等を接着することにより、コンクリートと補強部材のせ
ん断付着を十分に取ることが可能となることを見い出し
た。

【０００９】又、例えば上記立坑の側壁などを、このよ
うなシート状補強部材により補強されたコンクリート材
で構築することにより、コンクリートと補強部材のせん
断付着を十分に取ることができ、しかも補強部材がシー
ルド掘削機により切削可能であり、且つ耐食性に優れて
いることが分かった。本発明は斯かる本発明者らの新規
な知見に基づくものである。

【００１０】従って、本発明の目的は、コンクリートと
補強部材とのせん断付着を十分に取ることが可能な、耐
食性に優れたシート状ＦＲＰ部材により補強された補強
コンクリート材を提供することである。

【００１１】本発明の他の目的は、シールド掘削機によ
る切削が可能であり、シールド立坑壁として、更には、
コンクリートアンカー部材、通常の梁、柱、桁、壁、床
版、煙突、トンネル覆工部材、給水槽部材として使用す
ることが可能な、シート状ＦＲＰ部材により補強された
補強コンクリート材を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
補強コンクリート部材にて達成される。要約すれば、本
発明は、シート状のＦＲＰ部材がコンクリートに埋設さ
れたことを特徴とする補強コンクリート材である。好ま
しくは、前記ＦＲＰ部材は、厚さ（Ｔ）に対する幅
（Ｗ）の比（Ｗ／Ｔ）が１０以上である。

【００１３】本発明の一実施態様によると、前記ＦＲＰ
部材は、強化繊維シートにマトリクス樹脂を含浸し、硬
化したものであり、又、他の実施態様によると、前記Ｆ
ＲＰ部材は、強化繊維シートにマトリクス樹脂を含浸
し、硬化し、この硬化したシート状ＦＲＰ部材の少なく
とも片面に粒状物を接着して一体化される。好ましく
は、前記粒状物は、硅砂、白竜採石、川砂、海砂、山
砂、金剛砂、ガラスビーズであり、好ましくは、前記粒
状物の粒径は、平均直径が０．５ｍｍ〜３０ｍｍであ
る。

【００１４】本発明の他の実施態様によると、前記強化
繊維シートは、シート状に強化繊維を一方向或いは多方
向に配列したシートであるか、強化繊維を織成したクロ
スであるか、又はマットであり、前記強化繊維は、炭素
繊維；ガラス繊維；ボロン、チタン、スチールなどの金
属繊維；アラミド、ポリエステル、ナイロン、ＰＢＯ、
高強度ポリプロピレンなどの有機繊維；などから選択さ
れるいずれかの繊維であるか、或いは、前記繊維を複数
種混入したハイブリッドタイプとされ、更に、前記マト
リクス樹脂は、少なくとも常温硬化型エポキシ樹脂、熱
硬化型エポキシ樹脂若しくはポリエステル系樹脂；ポリ
アミド樹脂若しくはポリカーボネート樹脂；又は、ＭＭ
Ａなどのラジカル反応系樹脂を少なくとも一種以上含ん
で使用する。

【００１５】本発明の補強コンクリート材は、シールド
掘削機が発進及び到着する立坑壁、コンクリートアンカ
ー部材、通常の梁、柱、桁、壁、床版、煙突、トンネル
覆工部材、給水槽部材として好適に使用される。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るシート状ＦＲ
Ｐ部材により補強された補強コンクリート材を図面に則
して更に詳しく説明する。以下の説明では、本発明の補
強コンクリート材をシールド掘削機が発進する立坑の地
中連続壁の一側壁に具現化した態様について説明する
が、本発明の補強コンクリート材はこれに限定されるも
のではなく、その他に、コンクリートアンカー部材、通
常の梁、柱、桁、壁、床版、煙突、トンネル覆工部材、
給水槽梁等の材料にも有効に適用し得るものである。

【００１７】図３は、上述のように、立坑１００を地中
連続壁１０１で構築し、シールド掘削機２００が立坑内
から発進する状態を示す。地中連続壁１０１は、公知の
方法で複数に分割されたエレメントから構成され、立坑
１００の地中連続壁１０１の中シールド掘削機２００が
発進する地中連続壁１０１の一部分１０１ａだけが本発
明に従った補強コンクリート材で構築されている。

【００１８】次に、本発明の補強コンクリート材につい
て説明する。図１に、壁部材とされる本発明の補強コン
クリート１の一実施例を示す。補強コンクリート１は、
コンクリート２の内部にシート状のＦＲＰ部材３が埋め
込まれている。ＦＲＰ部材３は、種々の方法にて作製し
得るが、強化繊維を所定方向に配列した強化繊維シート
１０を使用した場合について次に説明する。

【００１９】強化繊維シート１０は、図２（Ａ）及び
（Ｂ）にその一実施例が示されるが、支持シート１１上
に炭素繊維のような強化繊維１２を、例えば接着剤１３
を介して一方向に、或いは二方向に、更にはそれ以上の
多方向に配列して形成される。

【００２０】支持シート１１としては、ガラスクロス、
ガラスペーパ（不織布）、アラミド繊維クロス、或いは
アラミド不織布などが使用される。支持シート１１の厚
さ（ｔ₁ ）は、１〜５００μｍ、好ましくは５〜１００
μｍ、接着剤１３の厚さ（ｔ₂ ）は１〜１００μｍ、好
ましくは１０〜３０μｍとされる。強化繊維シート全体
の厚さ（ｔ）は１０〜１００μｍ程度である。

【００２１】強化繊維シート１０の表面にマトリクス樹
脂を塗布し、強化繊維１２に樹脂を含浸させる。樹脂含
浸された強化繊維シート１０は、必要に応じて複数枚積
層し、加熱することにより、硬化され、ＦＲＰ部材３と
される。このとき、複数枚の強化繊維シート１０は、強
化繊維１２の方向が互いに異なるように積層し、その後
加熱硬化してＦＲＰ部材３を形成することもできる。

【００２２】強化繊維１２としての炭素繊維は、ＰＡＮ
系繊維、ピッチ系繊維などを使用することができ、炭素
繊維の物性は、好ましくは、弾性率は１．５×１０⁶ 〜
７．０×１０⁶ ｋｇｆ／ｃｍ² 、引張強度は５０００〜
７００００ｋｇｆ／ｃｍ² とされ、炭素繊維の目付量
は、好ましくは１０〜１０００ｇ／ｍ² とされる。

【００２３】強化繊維１２は、炭素繊維のみに限定され
るものではなく、その他に、ガラス繊維；ボロン、チタ
ン、スチールなどの金属繊維；アラミド、ポリエステ
ル、ナイロン、ＰＢＯ、高強度ポリプロピレンなどの有
機繊維；などを使用することもできる。又、必要に応じ
て、斯かる繊維を複数種混入してハイブリッドタイプと
して使用することも可能である。又、マトリクス樹脂と
しては、常温硬化型或は熱硬化型のエポキシ樹脂、ポリ
エステル系樹脂などの熱硬化性樹脂、又、所望に応じて
ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂などの熱可塑性
樹脂、更にはＭＭＡなどのラジカル反応系樹脂を少なく
とも一種以上含むものを使用することができる。強化繊
維シート１０に対する樹脂含浸量は、５０〜３０００ｇ
／ｍ² とされる。

【００２４】上述のようにして作製された硬化済みのシ
ート状のＦＲＰ部材３は、図２（Ｃ）に示すように、そ
の両面に接着剤１４を塗布し、その後、砂（硅砂）のよ
うな粒状物１５を散布してＦＲＰ部材３の表面上に接着
させ、ＦＲＰ部材３の両面に粒状物による凹凸を形成す
る。粒状物１５としては、上記硅砂の他、白竜採石、川
砂、海砂、山砂、金剛砂、ガラスビーズなどとすること
ができる。

【００２５】上記の接着剤１４としては、砂などの粒状
物１５とＦＲＰ部材３との高い接着強度を得るために、
好ましくはエポキシ樹脂がよい。接着剤１４の塗布量
は、ＦＲＰ部材３の表面積当たり０．１〜５．０ｋｇ／
ｍ² 程度がよい。接着剤１４の塗布量が０．１ｋｇ／ｍ
² 未満では、ＦＲＰ部材３の表面に対する粒状物１５の
接着力が不十分となり、粒状物１５がＦＲＰ部材３の表
面から剥れて、ＦＲＰ部材３の面とコンクリート２との
付着強度を十分に確保できない。接着剤１４の塗布量が
５．０ｋｇ／ｍ² を超えると、粒状物１５が接着剤１４
中に埋没して、ＦＲＰ部材３の面に十分な凹凸が形成さ
れない。

【００２６】砂などの粒状物１５は、濡れていると接着
強度が低下するので乾燥しているほど良いが、加熱乾燥
するまでには及ばず、自然乾燥している程度で十分であ
る。粒状物１５の平均粒径は０．５〜３０ｍｍ位がよ
く、平均粒径が０．５ｍｍ未満では、粒状物１５による
十分大きな凹凸を形成できず、逆に３０ｍｍを超える
と、ＦＲＰ部材３と粒状物１５の一体化が難しくなる。
粒状物１５の散布量は、ＦＲＰ部材３の表面積当たり
０．５〜５．０ｋｇ／ｍ² 程度が好ましい。粒状物１５
の散布量が０．５ｋｇ／ｍ² 未満では、凹凸を十分に多
く形成できず、５．０ｋｇ／ｍ² を超えると、未接着の
粒状物１５が多く生成し、コンクリート２との付着力を
確保するのに悪影響を与える。

【００２７】接着剤１４が硬化してＦＲＰ部材３の少な
くとも一面に粒状物１５が一体化したら、粒状物１５と
コンクリート２との馴染みをよくするために、粒状物１
５の上から溶剤系のプライマを塗布することもできる。

【００２８】溶剤系のプライマとしては、クロロプレン
系ゴム、アスゴム等を使用できる。このプライマの塗布
量は好ましくは、ＦＲＰ部材３の表面積当たり不揮発分
量で０．０２〜１．２ｋｇ／ｍ² であり、０．０２ｋｇ
／ｍ² 未満ではＦＲＰ部材３の面に接着した粒状物１５
の表面を十分に覆うことができず、コンクリート２との
馴染みが悪くなる。プライマの塗布量が１．２ｋｇ／ｍ
² を超えると、プライマ層が厚すぎて、コンクリート２
の付着強度をかえって低下させることになる。

【００２９】硅砂等の粒状物１５を接着し、必要に応じ
てプライマが塗布されたＦＲＰ部材３は、次いで、所定
の寸法に裁断する。補強コンクリート材１を、例えば、
立坑１００の地中連続壁１０１の一側壁１０１ａとして
使用する場合には、ＦＲＰ部材３は、幅（Ｗ）が２０〜
１０００ｍｍ、長さ（Ｌ₁ ）が１００〜１００，０００
ｍｍとなるように裁断される。又、この場合には、ＦＲ
Ｐ部材３の厚さ（Ｔ）は、０．１〜２０ｍｍとなるよう
に調整される。

【００３０】又、本発明によれば、ＦＲＰ部材３は、厚
さ（Ｔ）に対する幅（Ｗ）の比（Ｗ／Ｔ）は、１０以
上、実際には、比（Ｗ／Ｔ）＝１０〜１０００とされ
る。この比（Ｗ／Ｔ）が１０未満であると、ＦＲＰ部材
３の面とコンクリート２との付着強度を十分に確保でき
ない。地中連続壁１０１の一部分１０１ａとして使用す
る場合には、上記比（Ｗ／Ｔ）＝１０〜５００とされ
る。

【００３１】上記実施例では、ＦＲＰ部材３を作製する
のに、マトリクス樹脂が含浸されていない強化繊維シー
ト１０を使用する態様について説明したが、上記強化繊
維シート１０において上記支持シート１１の代わりに離
型紙（図示せず）を使用し、この離型紙の上に強化繊維
１２を一方向に、或いは多方向に配列し、次いで、予め
マトリクス樹脂を含浸し、半硬化状態とした当業者には
周知の繊維強化プリプレグシート（図示せず）を使用す
ることもできる。

【００３２】繊維強化プリプレグシートは、強化繊維シ
ート１０の場合と同様に、所定枚数だけ、必要に応じ
て、複数層となるように積層して、所定の寸法に裁断し
て使用することができる。

【００３３】強化繊維１２に含浸された半硬化状態のマ
トリクス樹脂は、硬化され、ＦＲＰ部材３とされる。そ
の後は、上述と同様にして、ＦＲＰ部材３の少なくとも
一面に粒状物１５が接着剤１４により一体に接着され
る。

【００３４】強化繊維１２は、先に説明したと同じもの
を使用することができ、マトリクス樹脂としては、、少
なくとも常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹
脂若しくはポリエステル系樹脂等の熱硬化性マトリクス
樹脂が好適である。

【００３５】更には、上記強化繊維シート１０或いはプ
リプレグの代わりに、繊維に樹脂を含浸させたものを熱
硬化させながら引き抜いてシート状に成形することによ
ってもＦＲＰ部材３を作製することができる。

【００３６】上述のようにして、その表面に粒状物１５
が一体的に付着されたＦＲＰ部材３は、型枠内の所定位
置に配置され、引き続いて型枠内にコンクリート２が打
設される。

【００３７】コンクリート２としては、通常、普通コン
クリートがを使用されるが、泥水コンクリート、短繊維
補強コンクリート、軽量コンクリート、高強度コンクリ
ートなどの使用も可能である。

【００３８】以上説明したように、シート状ＦＲＰ部材
３にて補強されたコンクリート材１は、内部に埋め込ま
れたＦＲＰ部材３の少なくとも一面には接着剤１４によ
り一体化した粒状物１５により凹凸が形成されているの
で、ＦＲＰ部材３の回りのコンクリート２との機械的結
合力及び付着面積を大きくして付着でき、ＦＲＰ部材３
とコンクリート２との付着強度を十分に確保することが
できる。

【００３９】又、上記構成の本発明の補強コンクリート
材１を、シールド掘削機２００が発進、通過する立坑１
００の地中連続壁１０１の側壁１０１ａとして使用した
場合には、この側壁１０１ａが、鉄筋を有していないた
めに、シールド掘削機は容易にコンクリート壁を貫通す
ることができる。従って、シールド掘削機２００がコン
クリート壁を貫通する際は、通常の地中を掘進する操作
と同様でよい。そのために、従来行っていた貫通壁の鉄
筋コンクリートのはつり作業や、そのための周辺地盤改
良作業などによる地山の安定化は不要である。

【００４０】上記実施例では、本発明の補強コンクリー
ト材１は、立坑１００の地中連続壁１０１の側壁１０１
ａとして使用するものとして説明したが、上述のよう
に、本発明の補強コンクリート材１はこれに限定される
ものではなく、梁等の材料としても有効に具現化し得
る。

【００４１】次に、本発明の補強コンクリートを実施例
について更に詳しく説明する。

【００４２】実施例１本実施例では、先ず、図２に示す炭素繊維シート１０を
作製した。強化繊維１２としては弾性率は２，３５０，
０００ｋｇｆ／ｃｍ² 、引張強度は４２，０００ｋｇｆ
／ｃｍ² の炭素繊維を使用し、この炭素繊維をガラスク
ロスとされる支持シート１１上に目付量３００ｇ／ｍ²
にて一方向に配列した。接着剤１３としてエポキシ樹脂
を使用した。

【００４３】このようにして作製した高強度炭素繊維シ
ート１０には、１ｍ² 当たり常温硬化型エポキシ樹脂４
００ｇを含浸させ、８層積層し、硬化させ、シート状炭
素繊維シート硬化板、即ち、ＦＲＰ部材３を形成した。
このＦＲＰ部材３の厚み（Ｔ）は約４．０ｍｍであっ
た。

【００４４】このＦＲＰ部材３に常温硬化型エポキシ樹
脂を４００ｇ／ｍ² の量にてＦＲＰ部材３の両面に塗布
し、２号硅砂をＦＲＰ部材３の両面に０．５ｋｇ／ｍ²
の量にて接着させた。

【００４５】硅砂を接着させたＦＲＰ部材３を幅（Ｗ）
１６０ｍｍ、長さ（Ｌ₁ ）２２００ｍｍにカットし、コ
ンクリート２内に埋め込んで、図４及び図５に示す梁を
想定した断面形状の炭素繊維補強コンクリート１を作製
した。補強コンクリート梁１の寸法は、幅（Ｗ₁ ）２０
０ｍｍ、高さ（Ｈ₁ ）３００ｍｍとされ、ＦＲＰ部材３
は、補強コンクリート梁１の上面より距離（Ｈ₂ ）２６
０ｍｍの位置に配置した。

【００４６】コンクリート２は、Ｇｍａｘ＝２０ｍｍ、
水セメント比５９％であり、打設後２８日の強度は４０
０ｋｇｆ／ｃｍ² であった。

【００４７】この補強コンクリート梁１を、図５に示す
ようにして４点曲げを行い、ＦＲＰ部材３の表面の歪み
及び荷重を測定した。その結果得られたＦＲＰ部材３の
表面歪みと荷重の関係を図６に示す。尚、図５にて、支
点間距離Ｌ_S ＝２０００ｍｍ、荷重間距離Ｌ_P ＝２００
０ｍｍとした。

【００４８】図６から理解されるように、上記実験にて
得られた実験値と、ＦＲＰ部材３の表面とコンクリート
２との間に滑りがないと仮定した計算値とはよく一致
し、平面保持の仮定が満足され、炭素繊維補強コンクリ
ート梁１が十分な曲げ耐力を保持していることが判明し
た。

【００４９】試験後、梁１の一部をカットしてＦＲＰ部
材３とコンクリート２の付着面を観察した結果、両者の
間に滑りのないことが観察され、ＦＲＰ部材３とコンク
リート２の付着が十分であることが確認された。

【００５０】実施例２本発明の補強コンクリート材１の付着特性を把握するた
めに引抜試験を行った。図７及び図８に、本発明として
のＦＲＰ部材３を使用した供試体３０と、比較例として
の鉄筋５１を使用した供試体５０との形状をそれぞれ示
す。

【００５１】ＦＲＰ部材３は、強化繊維１２として炭素
繊維を使用した。ＦＲＰ部材３は厚さ（Ｔ）が２ｍｍ、
幅（Ｗ）が４０ｍｍとされ、従って、ＦＲＰ部材３の公
称周長は、厚さを無視する８０ｍｍであり、換算径は、ｄ＝８０／π≒２５ｍｍとなる。そこで、比較例としての鉄筋５１としては異形
鉄筋Ｄ２５を用いた。

【００５２】ＦＲＰ部材３を作製するに際し、図２に示
す構成の炭素繊維シート１０を使用した。強化繊維１２
としては弾性率は２，３５０，０００ｋｇｆ／ｃｍ² 、
引張強度は４２，０００ｋｇｆ／ｃｍ² の炭素繊維を使
用し、この炭素繊維をガラスクロスとされる支持シート
１１上に目付量３００ｇ／ｍ² にて一方向に配列した。
接着剤１３としてエポキシ樹脂を使用した。

【００５３】このようにして作製した高強度炭素繊維シ
ート１０には、１ｍ² 当たり常温硬化型エポキシ樹脂４
００ｇを含浸させ、複数層積層し、硬化させ、シート状
炭素繊維シート硬化板、即ち、ＦＲＰ部材３を形成し
た。

【００５４】このＦＲＰ部材３の両面に、常温硬化型エ
ポキシ樹脂１４を４００ｇ／ｍ² の量にて厚さ（ｔ₂ ）
＝０．５ｍｍに塗布し、粒状物１５としての２号硅砂を
ＦＲＰ部材３の両面に０．５ｋｇ／ｍ² の量にて接着さ
せた。

【００５５】コンクリート供試体５０の形状寸法は、表
１に示す通りであった。

【００５６】

【表１】

【００５７】尚、型枠３５、５５内にはスパイラル筋
（Ｄ６）３６、５６をピッチ４０ｍｍにて配設し、その
両端部３６ａ、３６ｂ；５６ａ、５６ｂは型枠３５、５
５に溶接した。尚、型枠３５、５５の内側幅（Ｗ_M ）が
１２０ｍｍ、内側高さ（Ｈ_M ）が１５０ｍｍであった。

【００５８】これらの供試体３０、５０は、コンクリー
ト２中での付着を除去する区間（絶縁区間）を設けるた
めに発泡スチロール３２、５２を予めＦＲＰ部材３及び
異形鉄筋５１に巻き付けた。又、自由端での変位を測定
するために、ＦＲＰ部材３及び異形鉄筋５１をそれぞれ
コンクリート端面２ａから距離Ｓ＝１０ｍｍだけ突出さ
せ、この部分に変位計３４、５４を設置した。ＦＲＰ部
材３及び異形鉄筋５１の全長（Ｌ_S ）は共に１０００ｍ
ｍとした。

【００５９】尚、ＦＲＰ部材３の引っ張り側端部付近の
２０ｃｍ部分には、引張試験装置のチャックによる破断
を防止するため厚さ２ｍｍ程度のアルミ板３３をＦＲＰ
部材３の両面に接着した。

【００６０】本実験では、実施工を想定し、泥水中での
ＦＲＰ部材３の付着特性を評価することとし、泥水がＦ
ＲＰ部材３に付着した状態になるようにした。即ち、型
枠３５、５５へのコンクリート打設に先立ち、表２に示
す配合（水１ｍ３当たり）の泥水を型枠３５、５５内に
満たし、一日静置した後、泥水を排出してからコンクリ
ート２を打設した。

【００６１】ＦＲＰ部材３及び鉄筋５１等の補強材は、
実構造物と同様に垂直方向の状態で泥水中静置し、コン
クリート打設を行った。

【００６２】

【表２】

【００６３】引張試験装置による載荷方法を図９を参照
して簡単に説明すると、荷重は、供試体３０、５０を球
座６０上に載せ、偏心して荷重がかからないようにし
た。載荷速度は、５０Ｎ／ｍｍ² ／ｍｉｎとした。

【００６４】このようにして測定した引っ張り荷重及び
自由端部での変位の測定結果を図１０に示す。図１０か
ら、補強材としてＦＲＰ部材３を使用した本発明の補強
コンクリート材１の付着特性が、補強材として鉄筋５１
を使用した補強コンクリート材より優れていることが分
かる。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の補強コン
クリート材は、シート状のＦＲＰ部材がコンクリートに
埋設された構成とされ、好ましくは、ＦＲＰ部材は、厚
さ（Ｔ）に対する幅（Ｗ）の比（Ｗ／Ｔ）が１０以上と
し、更には、シート状ＦＲＰ部材の少なくとも片面に粒
状物を接着して一体化した構成とされるので、コンクリ
ートと補強部材とのせん断付着を十分に取ることが可能
であり、特に、シールド掘削機が発進及び到着する立坑
壁として使用した場合には、シールド掘削機による切削
が可能であり、且つ耐食性にも優れている。更には、本
発明の補強コンクリート材は、上記シールド立坑壁の他
に、コンクリートアンカー部材、通常の梁、柱、桁、
壁、床版、煙突、トンネル覆工部材、給水槽部材等とし
て好適に使用することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る補強コンクリート材の斜視図であ
る。

【図２】ＦＲＰ部材を作製するための強化繊維シートの
一実施例を示すもので、図２（Ａ）は正面図であり、図
２（Ｂ）は斜視図であり、図２（Ｃ）はＦＲＰ部材の構
成を示す図である。

【図３】立坑を地中連続壁で構築し、シールド掘削機が
立坑内から発信する状態を示す斜視図である。

【図４】本発明に係る補強コンクリート材の一実施例で
ある梁の正面図である。

【図５】図４の梁の４点曲げ試験態様を説明する図であ
る。

【図６】ＦＲＰ部材の歪みと荷重との関係を示す図であ
る。

【図７】ＦＲＰ部材供試体の概略構成図である。

【図８】鉄筋供試体の概略構成図である。

【図９】供試体の載荷方法を説明するための図である。

【図１０】ＦＲＰ部材及び鉄筋供試体の付着特性を示す
図である。

【符号の説明】

１補強コンクリート材２コンクリート３ＦＲＰ部材１０強化繊維シート１１支持シート１２強化繊維１３、１４接着剤１５粒状物１００立坑１０１地中連続壁２００シールド掘削機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者植村政彦東京都渋谷区広尾一丁目１番39号恵比寿プライムスクェアタワー東燃株式会社内 (72)発明者栄毅熾東京都新宿区西新宿一丁目25番１号大成建設株式会社内 (72)発明者土橋功東京都新宿区西新宿一丁目25番１号大成建設株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シート状のＦＲＰ部材がコンクリートに
埋設されたことを特徴とする補強コンクリート材。
【請求項２】前記ＦＲＰ部材は、厚さ（Ｔ）に対する
幅（Ｗ）の比（Ｗ／Ｔ）が１０以上であることを特徴と
する請求項１の補強コンクリート材。
【請求項３】前記ＦＲＰ部材は、強化繊維シートにマ
トリクス樹脂を含浸し、硬化したものであることを特徴
とする請求項２の補強コンクリート材。
【請求項４】前記ＦＲＰ部材は、強化繊維シートにマ
トリクス樹脂を含浸し、硬化し、この硬化したシート状
ＦＲＰ部材の少なくとも片面に粒状物を接着して一体化
したことを特徴とする請求項２の補強コンクリート材。
【請求項５】前記粒状物は、硅砂、白竜採石、川砂、
海砂、山砂、金剛砂、ガラスビーズであることを特徴と
する請求項４の補強コンクリート材。
【請求項６】前記粒状物の粒径は、平均直径が０．５
ｍｍ〜３０ｍｍであることを特徴とする請求項５の補強
コンクリート材。
【請求項７】前記強化繊維シートは、シート状に強化
繊維を一方向或いは多方向に配列したシートであるか、
強化繊維を織成したクロスであるか、又はマットである
ことを特徴とする請求項３又は４の補強コンクリート
材。
【請求項８】前記強化繊維は、炭素繊維；ガラス繊
維；ボロン、チタン、スチールなどの金属繊維；アラミ
ド、ポリエステル、ナイロン、ＰＢＯ、高強度ポリプロ
ピレンなどの有機繊維；などから選択されるいずれかの
繊維であるか、或いは、前記繊維を複数種混入したハイ
ブリッドタイプとされることを特徴とする請求項７の補
強コンクリート材。
【請求項９】前記マトリクス樹脂は、少なくとも常温
硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹脂若しくはポ
リエステル系樹脂；ポリアミド樹脂若しくはポリカーボ
ネート樹脂；又は、ＭＭＡなどのラジカル反応系樹脂を
少なくとも一種以上含んで使用することを特徴とする請
求項８の補強コンクリート材。
【請求項１０】前記補強コンクリート材は、シールド
立坑壁、コンクリートアンカー部材、梁、柱、桁、壁、
床版、煙突、トンネル覆工部材又は給水槽部材として使
用することを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか
の項に記載の補強コンクリート材。