JP3582804B2

JP3582804B2 - Unidirectional reinforced fiber material for repair and reinforcement of concrete structures, repair and reinforcement method for concrete structures, and its repair and reinforcement structure

Info

Publication number: JP3582804B2
Application number: JP24672695A
Authority: JP
Inventors: 猛内藤; 正人安藤; 幸雄浅野; 武彦加藤; 則光林田; 知明辻村
Original assignee: Toho Rayon Co Ltd; Kumagai Gumi Co Ltd
Current assignee: Toho Rayon Co Ltd; Kumagai Gumi Co Ltd
Priority date: 1995-08-31
Filing date: 1995-08-31
Publication date: 2004-10-27
Anticipated expiration: 2015-08-31
Also published as: JPH0967946A

Description

【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修・補強する際に使用されるコンクリート構造物補修・補強用一方向強化繊維材、該コンクリート構造物補修・補強用一方向強化繊維材を用いたコンクリート構造物の補修・補強方法並びにコンクリート構造物の補修・補強構造に関する。
【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、高速道路や一般道路における高架部分の床版、橋脚では、交通量の激増、車両の大型化に伴い、設計当時の安全率を超え、補強を必要とする箇所が急増している。一方、一般のコンクリート構造物においても、長年の使用による老朽・劣化や、地震の罹災によって強度が低下し、補強・補修を必要とする例が増えている。
【０００３】
旧来このような構造物の強化には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、躯体の複雑形状に鉄板が追従できないため、鉄板取り付け後に、鉄板と躯体との間にグラウトを充填しなくてはならない等の問題があった。
【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。
【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。
【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。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。
【０００７】
【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。
【０００８】
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。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。
【０００９】
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り、特に、コンクリート等の欠落した所謂不陸部分にプリプレグを追従させて貼るには、プリプレグのドレープ性を更に向上させる必要のあることなどの問題点も指摘されている。また、躯体とプリプレグの間にエアを噛みやすく、エア抜きに時間が掛かる等の欠点がある。
【００１０】
前記特開平７−３４６７７号公報には、このようなエアの噛み込み、ドレープ性不十分といった問題の改善対策として、樹脂含有量が１５重量％以下（好ましくは、８〜１２重量％）のプリプレグが提案されているが、マトリックス樹脂含有量を少なくすると、プリプレグを離型シートから剥がす際や所定寸法に裁断する際に強化繊維がバラバラになっり形状安定性が悪くなるという、取扱性の面で新たな問題が生じている。さらに、このような、樹脂含有量が１５重量％以下（好ましくは、８〜１２重量％）のプリプレグでも、マトリックス樹脂を完全に排除したものではないので、一般のプリプレグ同様に、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、高温時には柔らかく、夏期には接着効果が乏しくなって強化繊維シートが支持体シートから脱落したり、一方、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。
【００１１】
更に、プリプレグは、一般的に樹脂成分中に硬化剤を含み、経時的に樹脂の硬化が進み、このため保存期間（可使時間）に制限がある。この対策として、高温硬化の硬化剤を使用する対策が採られるが、やはり、樹脂の硬化の進行は避けがたい問題となっている。
【００１２】
また、高温硬化の硬化剤を使用したプリプレグ及び硬化剤を含まないプリプレグを使用する場合も、共に硬化剤を後から付与する方法が採られ、この硬化剤を後から付与する方法では、硬化剤成分を有機溶剤に溶解させたものが塗布されるが、この場合は、施工現場で有機溶剤が蒸発し作業環境を悪化させるという問題を伴う。
【００１３】
前記（４）の強化繊維の織物シートを用いる方法では、強化繊維自体が織物であるため、経糸と緯糸の交差部分が存在するので、強化繊維である経糸にクリンプが入り、直線性を確保できず、このような織物シートにマトリックス樹脂を含浸して硬化させたものは強度が弱くなるという問題がある。特に、コンクリート構造物の梁や柱等においては、強度が要求されるため、強化繊維シート自体にも強度の高いものが要求される。なお、所謂ノンクリンプ織物の使用も考えられるが、ノンクリンプ織物においても、貼付する躯体の形状に合わせてカットした際、織物端部が徐々に解れ取扱性が悪化する。また、緯糸の打込み本数が多すぎると、織糸交点での樹脂含浸性が損なわれ、一方少なすぎると施工時に強化繊維がズレて強化繊維の直線性が保てない、取扱性が悪化するといった問題が生じやすい。
【００１４】
そこで本発明の目的は、既存のコンクリート構造物を繊維強化樹脂で補強する際に使用されるコンクリート構造物補修・補強用一方向強化繊維材において、強化繊維の直線性に優れ、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保存時間（可使時間）が短くなるといった問題がなく、その施工時において軽量であり且つドレープ性に優れ、躯体との間にエアの噛み込みがなく、不陸部分にも追従することができ、施工時の環境によっても温度依存性がなく、作業性に優れたコンクリート構造物補修・補強用一方向強化繊維材を提供することにある。
【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修・補強用一方向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、しかも、含浸の際に強化繊維自体が損傷を受けず、且つ強化繊維の平行性が乱れず、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補修・補強用一方向強化繊維材を提供することにある。
【００１６】
また本発明は、このようなコンクリート構造物補修・補強用一方向強化繊維材を使用した、コンクリート構造物の補修・補強方法及びその補修・補強構造を提供することにある。
【００１７】
【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、本発明のコンクリート構造物補修・補強用一方向強化繊維材は、一方向に引き揃えられた、目付が５０〜８００ｇ／ｍ ^２の強化繊維シートの少なくとも一方の面に、熱可塑性樹脂繊維組布（そふ）が配され、両者が熱融着されていることを特徴とする。
【００１８】
本発明のコンクリート構造物の補修・補強方法は、（１）コンクリート構造物の面に、２５℃における粘度が１００〜１００００センチポイズに調整されている、接着剤或いは接着性を有するマトリックス樹脂を塗布し、（２）前記本発明のコンクリート構造物補修・補強用一方向強化繊維材を前記接着剤或いは接着性を有する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補修・補強用一方向強化繊維材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、該コンクリート構造物補修・補強用一方向強化繊維材を圧着させることにより、下層の接着剤或いはマトリックス樹脂を湧き上げて該コンクリート構造物補修・補強用一方向強化繊維材に含まれる気泡を追い出しつつ、該コンクリート構造物補修・補強用一方向強化繊維材中に接着剤或いはマトリックス樹脂を含浸させ、次いで硬化させることを特徴とする。
【００１９】
本発明のコンクリート構造物の補修・補強構造は、前記本発明のコンクリート構造物補修・補強用一方向強化繊維材が、コンクリート構造物表面に所定枚数積層され、熱硬化性樹脂のマトリックスによってコンクリート躯体と一体になっていることを特徴とする。
【００２０】
本明細書中において、「コンクリート構造物補修・補強用一方向強化繊維材」は、以下、「一方向強化繊維材」と略す。
【００２１】
本発明の一方向強化繊維材は、上記したように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、熱可塑性樹脂繊維組布（そふ）が配され、両者が熱融着されたシートであり、マトリックス樹脂を含んでいない。そして、該一方向強化繊維材を用いた本発明のコンクリート構造物の補修・補強方法によれば、一方向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、その重量は、マトリックス樹脂を含浸しているものに比べ軽量であり、作業性に優れる。しかも、マトリックス樹脂が含浸されていないのでドレープ性に優れ、コンクリート躯体と一方向強化繊維材の間にエアを噛み込むことがなく、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。
【００２２】
本発明の一方向強化繊維材は、マトリックス樹脂を施工現場において含浸させるため、一方向強化繊維材の保存性は特に考慮する必要がない。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の一方向強化繊維材におい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。
【００２４】
強化繊維を２種以上使用する場合には、例えば、炭素繊維を主体として一定間隔、例えば、５ｃｍ間隔でガラス繊維を配することで、現場でシートを裁断する際の目安とすることができる。また、ガラス繊維は樹脂を含浸させると透明になるため、強化繊維シートへの樹脂含浸性を確認することにも使用できる。また、炭素繊維とアラミド繊維を組み合わせたり、破断伸度の異なる炭素繊維を組み合わせて使用することで、繊維破断を一度に起こさないようにし、コンクリート構造物のタフネスを向上させることも可能である。これらの強化繊維の形態は、連続繊維の一方向配向体が好ましいが、単繊維が一方向に配列したシート状物であってもよい。
【００２５】
組布とは、糸をたて、よこ、あるいは斜めに組んで接着剤を用いて、あるいは熱融着することで固定したメッシュ状のシートである。組布の形態は、高分子学会編、先端高分子材料シリーズ４「高性能高分子複合材料」、丸善（１９９０）等に例示されている面状織物、三軸織物、四軸織物と同様である。しかし、組布は製織しただけの織物と異なり糸の交点が固定されているので、上述の一方向強化繊維材と熱融着する際、組布の目ずれがなく、生産性がよい。
【００２６】
なお、接着剤で糸を固定するような組布は日東紡（株）から市販されている。
【００２７】
本発明に使用される一方向に引き揃えられた強化繊維シートに融着される組布は、熱可塑性樹脂繊維から製造されたものであり、例えば、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維などであり、特に溶融温度が７０〜２００℃の繊維から製造された組布が好適である。その理由は、７０℃以下で溶融する熱可塑性樹脂繊維では気温が高くなる夏場には形態保持効果が乏しくなり、溶融温度が２００℃以上では熱融着させるのに多くのエネルギーが必要となるためである。
【００２８】
本発明で使用される組布の一例を図１、図２に示す。図１、図２に示されるように、熱可塑性樹脂繊維組布は３軸（図１）或いは４軸（図２）以上の組布で本発明に使用される。その格子目の間隔（Ｌ）は２〜５０ｍｍが好ましい。Ｌが２ｍｍ未満の場合には格子目が小さすぎて組布側から効率よくマトリックス樹脂を強化繊維へ含浸させることが困難となり、Ｌが５０ｍｍを越えると強化繊維を組布に保持するのが困難となり、強化繊維シートの取扱性の点で問題を生じるからである。一方、繊維目付で見れば、目付が、１０〜１００ｇ／ｍ^２、好ましくは２０〜８０ｇ／ｍ^２の通気性の高い組布が本発明には好ましい。
【００２９】
本発明の一方向強化繊維材は、一方向に引き揃えられた強化繊維シートの片面或いは両面に、熱可塑性樹脂繊維組布が配され、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組布との熱融着の程度は、熱可塑性樹脂繊維組布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。熱可塑性樹脂繊維組布が完全に溶融し、膜状を形成してしまうと、熱可塑性樹脂繊維組布の格子目が完全に塞がれたり或いは格子目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り、好ましくない。
【００３０】
本発明の一方向強化繊維材の製造において、強化繊維シートの両面を２枚の熱可塑性樹脂繊維組布により挟み込むように配置して熱融着しても良い。強化繊維シートと熱可塑性樹脂繊維組布との界面における融着は、両者を重ね合わせた状態で、熱ローラー間を通過させることによって、或いは熱板に挟み、加熱することによって行うことができる。
【００３１】
強化繊維シート材が炭素繊維である場合、通電して炭素繊維の通電抵抗を利用して炭素繊維を発熱させ、この間に熱ローラ間を通すと、炭素繊維に接触している熱可塑性樹脂繊維組布が軟化し、効率的なピンポイント接着を行うことができる。このような方法の採用は、強化繊維シートと熱可塑性樹脂繊維組布を多層に積層し、同時に接着する場合に特に有効である。
【００３２】
本発明の一方向強化繊維材は、従来の樹脂を含浸したプリプレグタイプの一方向強化繊維材とは異なり、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、したがって、軽量であり、ドレープ性がある。
【００３３】
また、本発明の一方向強化繊維材は、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、接着剤により樹脂が通過する格子目が塞がれるような不都合がなく、したがって、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。
【００３４】
強化繊維シートの目付の下限は、通常、５０ｇ／ｍ^２以上、特に２００ｇ／ｍ^２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／ｍ^２を越えない方が良い。
【００３５】
本発明の一方向強化繊維材のコンクリート構造物面への施工は、コンクリート構造物の面に予め通常の下地処理を施した後、接着剤或いは接着性を有するマトリックス樹脂を塗布し、一方向強化繊維材を配設し、この一方向強化繊維材の繊維層の厚さと樹脂量に応じ、さらにマトリックス樹脂を塗布し、或いはそのままで、ローラー等の圧着具により、一方向強化繊維材を押さえつけて、下層に塗布されている接着剤やマトリックス樹脂を湧き出すようにし、一方向強化繊維材の繊維層に含まれる空気等の気泡を追い出しつつ、繊維層に接着剤を充分に含浸させる。この際適用される接着剤は、接着性を有するならば、マトリックス樹脂と同一成分であってもよく、或いは、マトリックス樹脂と親和性を有し、マトリックス樹脂を兼ねるものが好ましい。
【００３６】
本発明の一方向強化繊維材を、コンクリート構造物面上に多重積層する場合は、各層ごとに、マトリックス樹脂の塗布と一方向強化繊維材の配置を行い、ローラー等の圧着具による樹脂含浸をその都度行うのが良い。一方向強化繊維材にマトリックス樹脂を含浸させる際、ローラーによる毛羽立ちを無くするために、本発明の一方向強化繊維材のコンクリート構造物に対する貼着は、熱可塑性樹脂繊維組布の面が外になるように配置することが望ましい。
【００３７】
また、一方向強化繊維材における熱可塑性樹脂繊維組布の無い強化繊維の剥き出し面とコンクリート構造物面とが接するように配置した場合、コンクリート構造物面の凹凸に繊維が追従し易く、このため下地処理も簡単でよいという利点がある。
【００３８】
しかしながら、形態安定性、取扱い性の面からは、強化材シートの両面に熱可塑性樹脂繊維組布が融着されていることが好ましい。
【００３９】
図３はコンクリート構造物に本発明の一方向強化繊維材を適用した場合の補修・補強構造の断面を示す。１はコンクリート構造物であり、コンクリート構造物１の梁部分に、強化繊維シートの片面に熱可塑性樹脂繊維組布が融着された本発明の一方向強化繊維材２が、連続的に貼着されており、そのコンクリート構造物１側に、一方向強化繊維材２の強化繊維の剥き出し面が貼着されている。
【００４０】
接着剤およびマトリックス樹脂は、硬化剤成分と樹脂成分とを含み、強化繊維層への含浸性を考慮し、樹脂粘度が１００〜１００００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５００〜５０００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。
【００４１】
接着剤および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。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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
【実施例】
〔実施例１〕
アクリル系炭素繊維（強度４００ｋｇｆ／ｍｍ^２、弾性率２４ｔ／ｍｍ^２、繊維直径７μｍ）の長繊維を一方向配向した、目付３００ｇ／ｍ^２の炭素繊維シートの片面に、融点１１５℃の変性ポリエステルを組んだ３軸組布（Ｌ＝２０ｍｍ）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、融着・一体化させて本実施例１の一方向強化繊維材を得た。
【００４６】
得られた一方向強化繊維材は、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。この一方向強化繊維材のドレープ性は、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、風合メーターによる２５℃における風合度は２５ｇ、１０℃における風合度は３６ｇであり、ドレープ性に優れたものだった。
【００４７】
コンクリート部材（長さ４００ｍｍ、幅１００ｍｍ、厚さ１００ｍ）の底面にしかるべき前処理を実施した後に、ビスフェノールＡ系エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ（株）製エピコート８２５）に硬化剤として２−エチル−４−メチルイミダゾール（四国化成工業（株）製）を１０ｐｈｒ混合させたエポキシ樹脂組成物（粘度：４０ポイズ，２５℃）を約４００／ｍ^２になるよう塗布した。
【００４８】
この上に、上記本実施例１の一方向強化繊維材を、長手方向が強化繊維の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、下面より樹脂を湧き出させ、繊維層に含浸させた。
【００４９】
ついで、２５℃の雰囲気で４８時間静置し、マトリックス樹脂を硬化させた。この硬化物と、一方向強化繊維材（ＣＦシート）による補強を施していないコンクリート部材（比較例１）についての最大荷重の比較テスト結果を下記の表１に示す。
【００５０】
【表１】

【００５１】
〔実施例２〕
アクリル系炭素繊維（強度４００ｋｇｆ／ｍｍ^２、弾性率２４ｔ／ｍｍ^２、繊維直径７μｍ）の長繊維を一方向配向した、目付３００ｇ／ｍ^２の炭素繊維シートの片面に、融点１３０℃の変性ポリアミドを組んだ３軸組布を配し、設定温度１２７℃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２のコンクリート構造物補修・補強用一方向強化繊維材を得た。このシートは、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。
【００５２】
〔比較例２〕
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２４トン）の両面に圧着させ、繊維目付３００ｇ／ｍ^２，樹脂含有率３３％の比較例２の一方向強化繊維材を作製した。
【００５３】
この一方向強化繊維材の風合メーターによる２５℃における風合度は７５ｇ、１０℃においては樹脂が固化して風合度は１５０ｇを示し、全くドレープ性はなかった。
【００５４】
【発明の効果】
本発明のコンクリート構造物補修・補強用一方向強化繊維材は、マトリックス樹脂を含有しないので、通常のプリプレグを使用した場合におけるコンクリート躯体への貼付時のエア噛込みや不陸部分に追従できないドレープ性不足などの問題を解決することができ、また保存時間（可使時間）が短くなるといった問題がなく、その施工時において軽量であり、且つ施工時の環境によっても温度依存性が小さく、作業性に優れる。
【００５５】
本発明のコンクリート構造物補修・補強用一方向強化繊維材は、強化繊維シートの少なくとも一方の面に、熱可塑性樹脂繊維組布（そふ）が配され、両者が熱融着されているため、強化繊維がバラバラになることがなく、樹脂含有率の低いプリプレグや強化繊維を支持体シート上に接着して支持した強化繊維シートに見られるような形態安定性不足による取扱性の不都合がない。
【００５６】
本発明のコンクリート構造物補修・補強用一方向強化繊維材は、強化繊維シートの少なくとも一方の面に、熱可塑性樹脂繊維組布（そふ）が配され、両者が熱融着されているため、躯体の形状に合わせてカットしても、端部が解れるといった問題が生じない。また、強化繊維の直線性が確保できるので、強度が高い。
【００５７】
本発明のコンクリート構造物補修・補強用一方向強化繊維材は、強化繊維シートの少なくとも一方の面に、熱可塑性樹脂繊維組布（そふ）が配され、両者が熱融着されているため、樹脂の含浸性に優れ、且つ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時、下面からの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修・補強構造を提供することができる。このため、現場施工時の作業性に優れ、コンクリート構造物の梁、柱及び床版（スラブ）等の補修・補強に好適である。
【００５８】
本発明のコンクリート構造物補修・補強用一方向強化繊維材は前記のように含浸性が良いので、マトリックス樹脂を含まない本発明の軽量なコンクリート構造物補修・補強用一方向強化繊維材をコンクリート構造物に接着した後に、マトリックス樹脂の含浸工程を行うことが可能となったので、接着時の作業性が大幅に向上する。
【００５９】
本発明のコンクリート構造物補修・補強用一方向強化繊維材は、強化繊維シートの少なくとも一方の面に、熱可塑性樹脂繊維組布（そふ）が配され、両者が熱融着されているため、形態保持性が良く、樹脂を含浸する際にローラー等の圧着具を用いて行っても、圧着具による毛羽立ちが無い。
【００６０】
熱硬化性の樹脂成分を含む、従来タイプのコンクリート構造物補修・補強用強化繊維シートは、樹脂成分と硬化剤成分とを個別に供給することが要求されていたが、本発明のコンクリート構造物補修・補強用一方向強化繊維材を使用する場合は、硬化剤成分を含むマトリックス樹脂成分を同時に含浸することができ、施工が簡素化される。
【００６１】
本発明のコンクリート構造物補修・補強用一方向強化繊維材は、マトリックス樹脂を含有しない状態でコンクリート構造物面に直接接着しているので、既にマトリックス樹脂を含有しているプリプレグを利用した場合に比べ高い剥離強度を有し、したがって、コンクリート構造物への補修・補強効果に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で使用される組布の一例であり、３軸組布を示す。
【図２】本発明で使用される組布の一例であり、４軸組布を示す。
【図３】コンクリート構造物に本発明の一方向強化繊維材を適用した場合の補修・補強構造の断面を示す。
【符号の説明】
１コンクリート構造物
２一方向強化繊維材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a unidirectional reinforced fiber material for repair / reinforcement of a concrete structure used when repairing / reinforcing an existing concrete structure with a fiber reinforced resin, and a unidirectional reinforced fiber material for repair / reinforcement of a concrete structure. The present invention relates to a repair / reinforcement method for a concrete structure used and a repair / reinforcement structure for a concrete structure.
[0002]
[Prior art]
Existing concrete structures have deteriorated and deteriorated with years of use, and the floor slabs and piers of elevated sections on expressways and general roads have experienced a sudden increase in traffic volume and the size of vehicles. The number of locations that need to be reinforced is increasing rapidly. On the other hand, general concrete structures have been deteriorated due to long-term use, and their strength has been reduced due to earthquake damage.
[0003]
In the past, iron plates were used as a reinforcing material to strengthen such structures, but iron plates are heavy and workability at the time of installation is inferior, because iron plates can not follow the complicated shape of the frame, There was a problem that grout had to be filled between the iron plate and the frame.
[0004]
In order to solve such a problem, in recent years, a reinforcing / repairing method using a so-called prepreg obtained by impregnating a resin into a reinforcing fiber sheet as a reinforcing material, or a repairing / reinforcing method using FRP obtained by curing and molding the same as a reinforcing material Has been proposed, which contributes to weight reduction of the reinforcing material and improvement of workability.
[0005]
Conventionally, methods of applying fiber-reinforced resin materials to concrete structures include:
(1) A method in which a so-called FRP produced by impregnating a reinforcing fiber sheet with a matrix resin component and then curing and molding the resin component is bonded to a concrete structure (for example, see JP-A-63-35967). ) Or
(2) A matrix resin component is impregnated into a reinforcing fiber sheet, and a cured (uncured, semi-cured) prepreg is formed by suppressing the curing of the resin component, which is bonded to a concrete structure. Then, a method of curing the matrix resin (see, for example, JP-A-3-224966, JP-A-63-35967, and JP-A-7-34677), or
(3) A method in which a matrix resin is impregnated in a reinforcing fiber sheet adhered to a support via an adhesive layer at a construction site to adhere to a concrete structure and cure the resin (for example, JP-A-3-222732) See) or
(4) a method in which a woven sheet of reinforcing fibers is wound around a portion of the concrete structure to be reinforced, and is impregnated with a room temperature-curable matrix resin and cured.
Etc. are known.
[0006]
On the other hand, in order to further improve the strength of FRP and the performance of prepreg, a reinforcing fiber sheet formed by laminating one or more unidirectional fiber sheets is used for FRP and prepreg. The unidirectional fiber sheet is stored in a state of being supported on a support sheet such as scrim cloth, glass cloth, release paper, nylon film or the like, but the state of the sheet is easily disturbed and its handling is poor. For this reason, when applying a unidirectional fiber sheet to a concrete structure, as described in the above (2) and (3), there is a method in which the prepreg is formed in advance and the obtained prepreg is applied to the concrete structure. Has been adopted.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method using FRP of the above (1), it is difficult to obtain a shape and strength that follow the surface structure of the required reinforcing portion of the concrete structure because the FRP molded in advance in the factory is used. The construction was complicated due to inconvenience and the shape of the concrete structure.
[0008]
In the method using the prepreg of the above (2) and (3), the matrix resin component is contained in the prepreg in an amount of 8 to 40% by weight, usually 30 to 40% by weight. There is a problem that the weight is larger than that of the fiber sheet, and the workability at the time of construction on site is poor. In particular, when the work is required to be performed upward, such as when the work is performed on a beam or a ceiling, the weight of the work places a heavy burden on the worker.
[0009]
In addition, in the method using a prepreg, since the matrix resin is contained in the prepreg, the drapability is poor as compared with a reinforced fiber sheet not impregnated with the matrix resin. It is difficult to follow the shape, and in particular, problems have been pointed out, such as the need to further improve the drapability of the prepreg in order to adhere the prepreg to a so-called non-land part where concrete or the like is missing. ing. In addition, there is a drawback that air is easily caught between the skeleton and the prepreg, and it takes time to release air.
[0010]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-34677 discloses a prepreg having a resin content of 15% by weight or less (preferably 8 to 12% by weight) as a countermeasure against such problems as air entrapment and insufficient drapability. However, when the matrix resin content is reduced, when the prepreg is peeled off from the release sheet or cut into a predetermined size, the reinforcing fibers are scattered and the shape stability is deteriorated. A new problem has arisen. Further, such a prepreg having a resin content of 15% by weight or less (preferably, 8 to 12% by weight) does not completely eliminate the matrix resin, and thus is contained in the prepreg similarly to a general prepreg. Since the matrix resin is a semi-cured resin, it is soft at high temperatures, has a poor adhesive effect in summer, and the reinforcing fiber sheet falls off the support sheet, and on the other hand, becomes harder in cold weather and has a drape property. There is a problem that occurs due to high temperature dependency such as chipping and difficulty in fitting to a concrete structure.
[0011]
Further, the prepreg generally contains a curing agent in a resin component, and the curing of the resin progresses with time, so that there is a limitation on the storage period (usable time). As a countermeasure, a countermeasure using a high-temperature curing agent is employed, but the progress of curing of the resin is still an unavoidable problem.
[0012]
Also, when using a prepreg using a high-temperature curing curing agent and a prepreg containing no curing agent, a method of applying the curing agent later is adopted, and in the method of applying the curing agent later, the curing agent is used. A solution obtained by dissolving the components in an organic solvent is applied. However, in this case, there is a problem that the organic solvent evaporates at the construction site and deteriorates the working environment.
[0013]
In the method (4) using a woven sheet of reinforcing fibers, since the reinforcing fibers themselves are woven fabrics, there is an intersection between the warp and the weft, so that the warp as the reinforcing fibers is crimped and linearity can be secured. However, such a fabric sheet impregnated with a matrix resin and cured has a problem in that the strength is weakened. In particular, beams and columns of concrete structures are required to have high strength, and therefore the reinforcing fiber sheet itself is required to have high strength. In addition, although the use of a so-called non-crimp fabric is also conceivable, the non-crimp fabric also gradually loses the fabric end when cut according to the shape of the frame to be attached, and the handleability deteriorates. Also, if the number of wefts is too large, the resin impregnation at the intersection of the yarns is impaired, while if too small, the reinforcing fibers are displaced at the time of construction and the linearity of the reinforcing fibers cannot be maintained, and the handleability is deteriorated. Problems are easy to occur.
[0014]
Therefore, an object of the present invention is to provide a unidirectional reinforcing fiber material for repairing and reinforcing concrete structures used when reinforcing an existing concrete structure with a fiber-reinforced resin, which has excellent linearity of reinforcing fibers and is suitable for concrete structures. High strength can be given, and there is no problem that the storage time (usable time) that occurs when matrix resin is included is shortened. Provide unidirectional reinforced fiber material for repair and reinforcement of concrete structures with excellent workability, without air entrapment, capable of following uneven areas, independent of temperature depending on the construction environment, and excellent in workability It is in.
[0015]
Another object of the present invention is to impregnate a thermosetting resin into a unidirectional reinforcing fiber material for repair / reinforcement of a concrete structure on the surface of the concrete structure. Provided is a unidirectional reinforcing fiber material for repair and reinforcement of concrete structures suitable for on-site application to existing concrete structures, without the reinforcing fibers themselves being damaged at the time and the parallelism of the reinforcing fibers being disturbed. It is in.
[0016]
The present invention, using such concrete structures repair and reinforcement for unidirectional reinforcing fiber material to provide a repair and reinforcement method and repair and reinforcement structure of the concrete structure.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the unidirectional reinforcing fiber material for repairing and reinforcing concrete structures of the present invention has at least one of a reinforcing fiber sheet having a basis weight of 50 to 800 g / m ² aligned in one direction. Characterized in that a thermoplastic resin fiber cloth (soft) is disposed on the surface, and both are heat-sealed.
[0018]
The method for repairing / reinforcing a concrete structure according to the present invention comprises the steps of (1) applying an adhesive or a matrix resin having an adhesive property , the viscosity of which is adjusted to 100 to 10,000 centipoise at 25 ° C., on the surface of the concrete structure. (2) disposing the unidirectional reinforcing fiber material for repair / reinforcement of the concrete structure of the present invention on the surface to which the adhesive or the matrix resin having adhesiveness is applied, and (3) repairing / reinforcing the concrete structure. A matrix resin is applied to the unidirectional reinforcing fiber material, or the unidirectional reinforcing fiber material for repair / reinforcement of the concrete structure is pressure-bonded as it is, without applying the matrix resin, so that an adhesive or matrix resin of a lower layer is sprinkled to form the concrete. For repairing and reinforcing concrete structures, expelling air bubbles contained in unidirectional reinforcing fiber materials, and repairing and reinforcing concrete structures. Impregnated with adhesive or the matrix resin in the direction the reinforcing fiber material, and then characterized by curing.
[0019]
The concrete structure repair / reinforcement structure according to the present invention is a concrete structure repair / reinforcement unidirectional reinforcing fiber material according to the present invention, a predetermined number of layers are laminated on the concrete structure surface, and a concrete frame is formed by a matrix of a thermosetting resin. It is characterized by being integrated with
[0020]
In the present specification, "one-way reinforced fiber material for repair / reinforcement of a concrete structure" is hereinafter abbreviated as "one-way reinforced fiber material".
[0021]
In the unidirectional reinforcing fiber material of the present invention, a thermoplastic resin fiber cloth (soft) is disposed on at least one surface of the reinforcing fiber sheet aligned in one direction as described above, and both are heat-sealed. This sheet does not contain a matrix resin. According to the method for repairing and reinforcing a concrete structure of the present invention using the one-way reinforcing fiber material, when the one-way reinforcing fiber material is disposed on the concrete structure, the one without the matrix resin impregnated. Is used, its weight is lighter than that impregnated with the matrix resin, and the workability is excellent. Moreover, excellent drapability because the matrix resin is not impregnated, without biting air between the concrete skeleton and unidirectional reinforcing fiber material, to follow even a complex shape of the surface of the concrete structure by sticking can do.
[0022]
Since the unidirectional reinforced fiber material of the present invention is impregnated with a matrix resin at a construction site, it is not necessary to particularly consider the preservability of the unidirectional reinforced fiber material.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The types of reinforcing fibers that can be used in the unidirectional reinforcing fiber material of the present invention are single or a combination of two or more organic or inorganic fibers such as carbon fibers, glass fibers, and aramid fibers. For imparting high strength to the concrete structure, carbon fibers are particularly preferably used. Examples of the carbon fibers include acrylic carbon fibers and pitch carbon fibers. These carbon fibers are preferably those whose surfaces have been activated by a surface treatment in order to increase the affinity of a resin or the like.
[0024]
When two or more types of reinforcing fibers are used, for example, by arranging glass fibers at regular intervals, for example, at intervals of 5 cm mainly using carbon fibers, it can be used as a standard when cutting the sheet on site. Further, since the glass fiber becomes transparent when impregnated with a resin, it can be used to confirm the resin impregnation property of the reinforcing fiber sheet. Further, by combining carbon fibers with aramid fibers or using carbon fibers having different breaking elongations, it is possible to prevent fiber breakage at one time and to improve the toughness of the concrete structure. The form of these reinforcing fibers is preferably a unidirectionally oriented continuous fiber, but may be a sheet in which single fibers are arranged in one direction.
[0025]
The set fabric, vertical yarn, lateral, or in partnership diagonally using an adhesive, or a fixed mesh sheet by heat sealing. The form of the braided fabric is the same as the planar woven fabric, triaxial woven fabric, and quadriaxial woven fabric exemplified in the advanced polymer material series 4 “High performance polymer composite material” edited by The Society of Polymer Science, Maruzen (1990) and the like. is there. However, unlike the woven fabric which is simply woven, the intersections of the yarns are fixed, and therefore, when heat-sealing with the above-described unidirectional reinforcing fiber material, there is no misalignment of the braided fabric and the productivity is good.
[0026]
In addition, a braid for fixing the yarn with an adhesive is commercially available from Nitto Boseki.
[0027]
The braid fused to the unidirectionally aligned reinforcing fiber sheet used in the present invention is manufactured from thermoplastic resin fibers, and is, for example, polyamide fiber, polyester fiber, and the like. Fabrics made from fibers having a temperature of 70-200 ° C are preferred. The reason is that thermoplastic resin fibers that melt at 70 ° C. or less have a poor shape retention effect in summer when the temperature is high, and a melting temperature of 200 ° C. or more requires a large amount of energy for heat fusion. It is.
[0028]
FIGS. 1 and 2 show an example of the fabric used in the present invention. As shown in FIGS. 1 and 2, a thermoplastic resin fiber fabric is used in the present invention in a fabric having three axes (FIG. 1) or four axes (FIG. 2) or more. The lattice spacing (L) is preferably 2 to 50 mm. When L is less than 2 mm, the lattice is too small to impregnate the matrix resin into the reinforcing fibers efficiently from the fabric side, and when L exceeds 50 mm, it is difficult to hold the reinforcing fibers in the fabric. This causes a problem in handling of the reinforcing fiber sheet. On the other hand, in terms of fiber basis weight, a highly permeable braided fabric having a basis weight of 10 to 100 g / m ² , preferably 20 to 80 g / m ² is preferred for the present invention.
[0029]
In the unidirectional reinforcing fiber material of the present invention, a thermoplastic resin fiber fabric is disposed on one side or both sides of a reinforcing fiber sheet aligned in one direction, and both are thermally fused at an interface to be integrated. . The degree of heat fusion between the reinforcing fiber sheet and the thermoplastic resin fiber fabric is preferably such that the thermoplastic resin fiber fabric is melted and adhered to the extent that the thermoplastic resin fiber fabric maintains a fiber state. When the thermoplastic resin fiber braid completely melts and forms a film, the grids of the thermoplastic resin fiber braid are completely closed or the diameter of the grids decreases, so that the matrix resin It is not preferable because of impregnating property.
[0030]
In the production of the unidirectional reinforcing fiber material of the present invention, both sides of the reinforcing fiber sheet may be disposed so as to be sandwiched between two thermoplastic resin fiber fabrics, and may be thermally fused. The fusion at the interface between the reinforcing fiber sheet and the thermoplastic resin fiber braid can be performed by passing between heat rollers in a state where both are superimposed, or by sandwiching between heat plates and heating.
[0031]
When the reinforcing fiber sheet material is a carbon fiber, a current is applied to the carbon fiber to generate heat using the current-carrying resistance of the carbon fiber. The fabric softens, and efficient pinpoint bonding can be performed. The adoption of such a method is particularly effective when the reinforcing fiber sheet and the thermoplastic resin fiber braid are laminated in multiple layers and simultaneously bonded.
[0032]
First direction reinforcing fiber material of the present invention, unlike the unidirectional reinforcing fiber material impregnated with a conventional resin prepreg type, has a contact Razz complete dry type impregnated with the resin component, therefore, a lightweight Yes, drapeable.
[0033]
Another aspect direction reinforcing fiber material of the present invention, since the reinforcing fiber sheet as is done conventionally not subjected to the manufacturing process that is adhesively bonded to a support, grid eyes resin passes by adhesive busy There is no inconvenience such as peeling, and therefore, at the time of construction on site, the impregnating property of the matrix resin is extremely high, and the fiber weight can be selected in a wide range.
[0034]
The lower limit of the basis weight of the reinforcing fiber sheet is usually preferably at least 50 g / m ² , particularly preferably at least 200 g / m ² , from the viewpoint of reducing the number of laminating steps. It is better not to exceed 800 g / m ² , for example, because of impaired impregnation.
[0035]
The unidirectional reinforcing fiber material of the present invention is applied to the surface of a concrete structure by subjecting the surface of the concrete structure to a normal ground treatment in advance, and then applying an adhesive or a matrix resin having an adhesive property to unidirectionally reinforcing the surface. According to the thickness and the amount of resin of the fiber layer of the one-way reinforcing fiber material, a fiber material is arranged, and further, a matrix resin is applied, or as it is, the one-way reinforcing fiber material is pressed down by a crimping tool such as a roller. The adhesive and the matrix resin applied to the lower layer are made to flow out, and the adhesive is sufficiently impregnated into the fiber layer while expelling bubbles such as air contained in the fiber layer of the one-way reinforcing fiber material. The adhesive applied at this time may be the same component as the matrix resin as long as it has adhesiveness, or preferably has an affinity with the matrix resin and also serves as the matrix resin.
[0036]
When the unidirectional reinforcing fiber material of the present invention is multiply laminated on the surface of a concrete structure, the application of a matrix resin and the arrangement of the unidirectional reinforcing fiber material are performed for each layer, and the resin is impregnated with a pressing tool such as a roller. It is better to do it each time. When impregnating the unidirectional reinforcing fiber material with the matrix resin, in order to eliminate fuzzing by the roller, the sticking of the unidirectional reinforcing fiber material of the present invention to the concrete structure is performed with the surface of the thermoplastic resin fiber braided cloth facing out. It is desirable to arrange them so that
[0037]
In addition, when the exposed surface of the reinforcing fiber without the thermoplastic resin fiber braided fabric in the unidirectional reinforcing fiber material is arranged so that the exposed surface of the reinforcing fiber is in contact with the surface of the concrete structure, the fiber easily follows irregularities on the surface of the concrete structure. There is an advantage that the underlying processing can be simple.
[0038]
However, shape stability, from the viewpoint of handling property, it is preferable that the thermoplastic resin fibers set cloth is fused on both sides of the reinforcement sheet.
[0039]
FIG. 3 shows a cross section of the repair / reinforcement structure when the unidirectional reinforcing fiber material of the present invention is applied to a concrete structure. Reference numeral 1 denotes a concrete structure, and the unidirectional reinforcing fiber material 2 of the present invention, in which a thermoplastic resin fiber fabric is fused to one surface of a reinforcing fiber sheet, is continuously attached to a beam portion of the concrete structure 1. The exposed surface of the reinforcing fibers of the one-way reinforcing fiber material 2 is adhered to the concrete structure 1 side.
[0040]
The adhesive and the matrix resin preferably contain a curing agent component and a resin component, and are preferably adjusted to have a resin viscosity of 100 to 10000 centipoise (25 ° C.) in consideration of the impregnation property of the reinforcing fiber layer. Especially preferably, it is 500-5000 centipoise (25 degreeC). To adjust the viscosity of the matrix resin to such a viscosity, a solvent can be used. However, considering the working environment, it is preferable that the solvent be as solvent-free as possible.
[0041]
The types of the adhesive and the matrix resin are not particularly limited, but preferably an epoxy resin. Examples of the epoxy resin preferably used in the present invention include bisphenol A epoxy resin, bisphenol F epoxy resin, bisphenol S epoxy resin, phenol novolak epoxy resin, cresol novolak epoxy resin, alicyclic epoxy resin, and halogenated epoxy resin. Resins, glycidylamine type epoxy resins and the like.
[0042]
As a reactive diluent for the epoxy resin, n-butyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, 2-ethylhexyl glycidyl ether, styrene oxide, phenyl glycidyl ether, cresyl glycidyl ether, at least one selected from glycidyl methacrylate can be used in combination, It is effective for adjusting the viscosity to an appropriate level without solvent.
[0043]
As the curing agent and the curing accelerator for the epoxy resin, those commonly used for epoxy resins can be used. When the matrix resin is an epoxy resin and the reactive diluent is phenylglycidyl ether, for example, polyamidoamine, amidoamine, aliphatic polyamine such as diethylenetriamine, aromatic polyamine such as meta-xylenediamine, alicyclic polyamine such as mensendiamine, modified Examples thereof include tertiary amines such as polyamine and benzylmethylamine, imidazoles such as 2-methylimidazole, polymercaptans, polythiols, and boron trifluoride amine complex.
[0044]
The selection of a curing agent and a curing accelerator is selected so that the curing temperature of the matrix resin is cured at room temperature of about 10 to 40 ° C., since a heating device is not particularly required at the time of curing, it is preferable for on-site construction. The curing agents and accelerators listed in the above meet this criterion.
[0045]
【Example】
[Example 1]
A modified polyester having a melting point of 115 ° C. is formed on one surface of a carbon fiber sheet having a basis weight of 300 g / m ² in which long fibers of acrylic carbon fibers (strength 400 kgf / mm ² , elastic modulus 24 t / mm ² , fiber diameter 7 μm) are unidirectionally oriented. Is arranged at a linear pressure of 3 kg / cm between heat rollers at a set temperature of 113 ° C., and is fused and integrated to unidirectionally strengthen the first embodiment. A fiber material was obtained.
[0046]
The obtained unidirectional reinforcing fiber material was flexible and could be wound on a drum having a diameter of 300 mm. The drape property of the unidirectional reinforcing fiber material was evaluated using a feel meter used to measure the feel of natural fibers and synthetic fibers. The degree of feel at 25 ° C. by the feel meter was 25 g and 10 ° C. Was 36 g, which was excellent in drape property.
[0047]
After performing appropriate pretreatment on the bottom surface of the concrete member (400 mm in length, 100 mm in width, and 100 m in thickness), 2-ethyl as a curing agent was applied to a bisphenol A-based epoxy resin (Epicoat 825 manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.). An epoxy resin composition (viscosity: 40 poise, 25 ° C.) in which 10 phr of 4-methylimidazole (manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.) was mixed was applied so as to be about 400 / m ² .
[0048]
On this, the unidirectional reinforcing fiber material of Example 1 is arranged (0 degree arrangement) so that the longitudinal direction is coincident with the axial direction of the reinforcing fiber, and pressing and rolling is repeated with a hand roller. The resin was spouted and impregnated into the fiber layer.
[0049]
Next, the matrix resin was allowed to stand for 48 hours in an atmosphere of 25 ° C. to cure the matrix resin. Table 1 below shows the results of a comparison test of the maximum load between the cured product and a concrete member (Comparative Example 1) not reinforced by the unidirectional reinforcing fiber material (CF sheet).
[0050]
[Table 1]

[0051]
[Example 2]
A modified polyamide having a melting point of 130 ° C. is formed on one surface of a carbon fiber sheet having a basis weight of 300 g / m ² in which long fibers of acrylic carbon fibers (strength 400 kgf / mm ² , elastic modulus 24 t / mm ² , fiber diameter 7 μm) are unidirectionally oriented. A unidirectional reinforced fiber material for repairing and reinforcing concrete structures according to the second embodiment is provided by disposing a triaxial braided fabric, which is set at a temperature of 127 ° C., at a linear pressure of 3 kg / cm through a heat roller at a set pressure of 3 kg / cm. Got. The sheet was flexible and could be wound on a 300 mm diameter drum.
[0052]
[Comparative Example 2]
70 parts by weight of Araldite EPN1138 (trade name, phenol novolak type epoxy resin manufactured by Asahi Ciba Co., Ltd.) and 30 parts by weight of Epicoat 1001 (trade name, bisphenol A type epoxy resin manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.) The kneaded product was formed into a resin film using a film coater. This resin film was pressed against both surfaces of carbon fiber HTA (trade name, manufactured by Toho Rayon Co., Ltd., tensile strength 400 kg, tensile modulus of elasticity 24 tons) aligned in one direction to obtain a fiber weight of 300 g / m ² and resin. A unidirectional reinforcing fiber material having a content of 33% in Comparative Example 2 was produced.
[0053]
The degree of feel at 25 ° C. of the unidirectional reinforcing fiber material at 25 ° C. was 75 g at 10 ° C., and at 10 ° C., the resin was solidified and the degree of feel was 150 g, and there was no drapability at all.
[0054]
【The invention's effect】
Concrete structures repair and reinforcement for unidirectional reinforcing fiber material of the present invention does not contain a matrix resin, can not follow the air bite Miya Furiku portion during application of the concrete skeleton in the case of using the conventional prepreg drape It can solve problems such as lack of workability, and has no problems such as shortened storage time (usable time), it is lightweight at the time of construction, and has small temperature dependence depending on the environment at the time of construction. Excellent in nature.
[0055]
In the unidirectional reinforcing fiber material for repairing and reinforcing concrete structures of the present invention, a thermoplastic resin fiber braid (soft) is disposed on at least one surface of the reinforcing fiber sheet, and both are thermally fused. The reinforcing fibers do not fall apart, and there is no inconvenience in handling due to lack of form stability as seen in a reinforced fiber sheet in which a prepreg having a low resin content or a reinforcing fiber is bonded and supported on a support sheet. .
[0056]
In the unidirectional reinforcing fiber material for repairing and reinforcing concrete structures of the present invention, a thermoplastic resin fiber braid (soft) is disposed on at least one surface of the reinforcing fiber sheet, and both are thermally fused. However, even if it is cut in accordance with the shape of the skeleton, there is no problem that the ends are loosened. Further, since the linearity of the reinforcing fiber can be ensured, the strength is high.
[0057]
In the unidirectional reinforcing fiber material for repairing and reinforcing concrete structures of the present invention, a thermoplastic resin fiber braid (soft) is disposed on at least one surface of the reinforcing fiber sheet, and both are thermally fused. Excellent in resin impregnating properties, and bubbles contained in the reinforcing fiber layer are expelled by the resin seeping out from the lower surface when the matrix resin component is impregnated, repairing and reinforcing structure of high strength concrete structures with reduced bubbles. Can be provided. For this reason, it is excellent in workability at the time of on-site construction, and is suitable for repair and reinforcement of beams, columns, slabs, and the like of concrete structures.
[0058]
Since the unidirectional reinforced fiber material for repair / reinforcement of concrete structures of the present invention has good impregnation as described above, the unidirectional reinforced fiber material for repair / reinforcement of lightweight concrete structures of the present invention which does not contain a matrix resin is used for concrete. Since the matrix resin impregnation step can be performed after bonding to the structure, workability at the time of bonding is greatly improved.
[0059]
In the unidirectional reinforcing fiber material for repairing and reinforcing concrete structures of the present invention, a thermoplastic resin fiber braid (soft) is disposed on at least one surface of the reinforcing fiber sheet, and both are thermally fused. It has good shape retention, and does not fluff due to the crimping tool even when it is impregnated with a resin using a crimping tool such as a roller.
[0060]
The conventional reinforcing fiber sheet for repair / reinforcement of a concrete structure containing a thermosetting resin component was required to separately supply the resin component and the hardener component. When a unidirectional reinforcing fiber material for repair / reinforcement is used, a matrix resin component including a curing agent component can be simultaneously impregnated, thereby simplifying the construction.
[0061]
Since the unidirectional reinforcing fiber material for repair / reinforcement of the concrete structure of the present invention is directly bonded to the concrete structure surface without containing the matrix resin, the prepreg that already contains the matrix resin is used. It has a higher peel strength and is therefore excellent in the effect of repairing and reinforcing concrete structures.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an example of a braid used in the present invention, showing a triaxial braid.
FIG. 2 is an example of a braided fabric used in the present invention, and shows a four-axis braided fabric.
FIG. 3 shows a cross section of a repair / reinforcement structure when the unidirectional reinforcing fiber material of the present invention is applied to a concrete structure.
[Explanation of symbols]
1 concrete structure 2 unidirectional reinforcing fiber material

Claims

一方向に引き揃えられた、目付が５０〜８００ｇ／ｍ ^２の強化繊維シートの少なくとも一方の面に、熱可塑性樹脂繊維組布（そふ）が配され、両者が熱融着されているコンクリート構造物補修・補強用一方向強化繊維材。Concrete in which a thermoplastic resin fiber cloth (soft) is disposed on at least one surface of a reinforcing fiber sheet having a basis weight of 50 to 800 g / m ² , which is aligned in one direction, and both are heat-sealed. One-way reinforced fiber material for structural repair and reinforcement.

前記強化繊維シートが炭素繊維シートである請求項１のコンクリート補修・補強用一方向強化繊維材。The unidirectional reinforcing fiber material for concrete repair / reinforcement according to claim 1, wherein the reinforcing fiber sheet is a carbon fiber sheet.

前記熱可塑性樹脂繊維組布が７０℃以上で溶融して強化繊維シートと部分的に融着したものである請求項１又は２記載のコンクリート構造物補修・補強用一方向強化繊維材。The unidirectional reinforced fiber material for repair / reinforcement of a concrete structure according to claim 1 or 2, wherein the thermoplastic resin fiber fabric is melted at 70 ° C or higher and partially fused with a reinforcing fiber sheet.

前記熱可塑性樹脂繊維組布のシート目付が１００ｇ／ｍ^２以下であり、かつ格子目の間隔が２〜５０ｍｍである請求項１、２又は３記載のコンクリート構造物補修・補強用一方向強化繊維材。4. The unidirectional reinforcing fiber for repairing and reinforcing concrete structures according to claim 1, 2 or 3, wherein the sheet weight of the thermoplastic resin fiber braided fabric is 100 g / m < ² > or less, and the grid spacing is 2 to 50 mm. Wood.

（１）コンクリート構造物の面に、２５℃における粘度が１００〜１００００センチポイズに調整されている、接着剤或いは接着性を有するマトリックス樹脂を塗布し、
（２）請求項１、２、３又は４記載のコンクリート構造物補修・補強用一方向強化繊維材を前記接着剤或いは接着性を有する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補修・補強用一方向強化繊維材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、該コンクリート構造物補修・補強用一方向強化繊維材を圧着させることにより、下層の接着剤或いはマトリックス樹脂を湧き上げて該コンクリート構造物補修・補強用一方向強化繊維材に含まれる気泡を追い出しつつ、該コンクリート構造物補修・補強用一方向強化繊維材中に接着剤或いはマトリックス樹脂を含浸させ、次いで硬化させることを特徴とするコンクリート構造物の補修・補強方法。(1) An adhesive or a matrix resin having an adhesive property whose viscosity at 25 ° C. is adjusted to 100 to 10,000 centipoise is applied to the surface of the concrete structure,
(2) The unidirectional reinforcing fiber material for repair / reinforcement of a concrete structure according to claim 1, 2, 3, or 4 is disposed on the surface of the adhesive or the matrix resin having adhesiveness,
(3) A matrix resin is applied to the one-way reinforcing fiber material for repair / reinforcement of the concrete structure, or the one-way reinforcing fiber material for repair / reinforcement of the concrete structure is pressure-bonded as it is without application, thereby forming a lower layer of the lower layer. The adhesive or matrix resin is poured into the one-way reinforcing fiber material for repair / reinforcement of the concrete structure while the air bubbles contained in the one-way reinforcing fiber material for repair / reinforcement of the concrete structure are driven out by blowing up the adhesive or the matrix resin. A method for repairing and reinforcing concrete structures, characterized by impregnating and then hardening.

請求項５記載のコンクリート構造物の補修・補強方法において、マトリックス樹脂の塗布、コンクリート構造物補修・補強用一方向強化繊維材の配設、及びコンクリート構造物補修・補強用一方向強化繊維材の圧着からなる工程を、複数回繰り返すことを特徴とするコンクリート構造物の補修・補強方法。The method for repairing / reinforcing a concrete structure according to claim 5, wherein the application of a matrix resin, the provision of a unidirectional reinforcing fiber material for repair / reinforcement of a concrete structure, and the use of a unidirectional reinforcing fiber material for repair / reinforcement of a concrete structure. A method for repairing / reinforcing a concrete structure, characterized by repeating a step consisting of crimping a plurality of times.

請求項１、２、３又は４記載のコンクリート構造物補修・補強用一方向強化繊維材が、コンクリート構造物表面に所定枚数積層され、熱硬化性樹脂のマトリックスによってコンクリート躯体と一体になっていることを特徴とするコンクリート構造物の補修・補強構造。The unidirectional reinforcing fiber material for repair / reinforcement of a concrete structure according to claim 1, 2, 3, or 4 is laminated on a surface of the concrete structure in a predetermined number, and is integrated with the concrete body by a matrix of a thermosetting resin. Repair / reinforcement structure for concrete structures.