JP5042457B2 - Cement-based structure reinforcing multilayer sheet and method for reinforcing cement-based structure using the sheet - Google Patents
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Description
本発明はセメント系構造物補強用多層シートおよび該シートを用いたセメント系構造物の補強方法に関する。 The present invention relates to a multilayer sheet for reinforcing a cement-based structure and a method for reinforcing a cement-based structure using the sheet.
従来より、セメント系構造物の補強強度を単に向上させるためのセメント系構造物補強用多層シートおよびセメント系構造物の補強方法に関する提案は数多くなされている。しかしながら、地震等によりセメント系構造物に想定値以上の圧縮荷重がかかり、破壊が起きた場合に、セメント破片が飛び散って周辺の住民や建築物に被害を及ぼす破片飛散現象（二次災害）を防止する観点からの提案はほとんどなされていないのが現状である。 Conventionally, many proposals have been made regarding a multilayer sheet for reinforcing a cement-based structure and a method for reinforcing the cement-based structure for simply improving the reinforcing strength of the cement-based structure. However, when a compressive load exceeding the expected value is applied to a cement-based structure due to an earthquake, etc., and the debris breaks down, the debris scattering phenomenon (secondary disaster) that causes the cement debris to scatter and damage surrounding residents and buildings. At present, there are few proposals from the viewpoint of prevention.
例えば、セメント系構造物の補修補強に使用される補強用強化繊維シート基材として、強化繊維を一方向に引き揃えた強化繊維束が低融点ポリマーからなる不織布またはメッシュ状体によって集束、固定されて一方向配列強化繊維シートとされるとともに、この一方向配列強化繊維シートがシート状支持体に接着されてなる補強用強化繊維シート基材が提案されている（特許文献１）。しかしながら、上記シート基材を用いた場合、セメント系構造物に過度の圧縮荷重がかかって破壊が一旦、起きると、セメント破片が飛び散る破片飛散現象が生じた。また、耐荷性能に急激な低下も見られた。 For example, as a reinforcing reinforcing fiber sheet base material used for repair and reinforcement of cement-based structures, a reinforcing fiber bundle in which reinforcing fibers are aligned in one direction is focused and fixed by a nonwoven fabric or a mesh-like body made of a low melting point polymer. In addition, a reinforcing reinforcing fiber sheet base material has been proposed in which a unidirectionally arranged reinforcing fiber sheet is bonded to a sheet-like support (Patent Document 1). However, when the above-mentioned sheet base material is used, once the destruction is caused by applying an excessive compressive load to the cement-based structure, a fragment scattering phenomenon in which the cement fragments are scattered occurs. In addition, there was a sharp drop in load bearing performance.
さらに例えば、連続した樹脂透過性支持体シートと、実質的に一定長さの長繊維とされる強化繊維が前記樹脂透過性支持体シートの長手方向に対して所定の角度をもって且つ前記樹脂透過性支持体シートの長手方向に沿って配列され、前記樹脂透過性支持体シートに保持された強化繊維層とを有することを特徴とする連続したシート形状を成す樹脂未含浸の連続強化繊維シートが提案されている。しかしながら、そのようなシートを用いても、過度の圧縮荷重によるセメント系構造物の破壊時において、破片飛散現象がやはり起こった。
本発明は、優れた補強を達成するだけでなく、過度の圧縮荷重によるセメント系構造物の破片飛散を防止するセメント系構造物補強用多層シートおよびセメント系構造物の補強方法を提供することを目的とする。 The present invention provides a multilayer sheet for reinforcing a cement-based structure and a method for reinforcing the cement-based structure, which not only achieve excellent reinforcement but also prevent scattering of fragments of the cement-based structure due to excessive compressive load. Objective.
本発明は、糸を引き揃えた糸シートが２層以上積層されてなるセメント系構造物補強用多層シートであって、最上層または最下層の少なくとも一方の最外層の糸シートが有機系繊維糸からなることを特徴とするセメント系構造物補強用多層シートに関する。 The present invention relates to a cement-based structure reinforcing multilayer sheet in which two or more layers of yarn sheets in which yarns are aligned are laminated, wherein the outermost layer yarn sheet of the uppermost layer or the lowermost layer is an organic fiber yarn The present invention relates to a multilayer sheet for reinforcing a cement-type structure.
本発明はまた、上記セメント系構造物補強用多層シートを、有機系繊維糸の糸シートからなる最外層が外側に位置するように、セメント系構造物に被覆することを特徴とするセメント系構造物の補強方法に関する。 The present invention also provides the cement-based structure, wherein the cement-based structure is coated with the above-mentioned multilayer sheet for reinforcing the cement-based structure so that the outermost layer composed of the yarn sheet of the organic fiber yarn is located outside. The present invention relates to a method for reinforcing objects.
本明細書中、セメント系構造物とは、比較的粒度の大きな砂利とセメントを主成分とした、いわゆるコンクリートからなる構造物、および比較的粒度の小さな砂利とセメントを主成分とした、いわゆるモルタルからなる構造物を包含して意味するものとする。 In this specification, the cement-based structure is a so-called concrete structure mainly composed of gravel and cement having a relatively large particle size, and a so-called mortar composed mainly of gravel and cement having a relatively small particle size. It is meant to include a structure consisting of
本発明によれば、セメント系構造物の優れた補強を達成できるだけでなく、セメント系構造物に過度の圧縮荷重が付与されてもセメント系構造物の破片飛散を有効に防止できる。よって、セメント系構造物周辺の住民や建築物に対する二次災害を防ぐことができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, not only the reinforcement | strengthening of a cement-type structure can be achieved, but even if an excessive compressive load is provided to a cement-type structure, the fragment | piece scattering of a cement-type structure can be prevented effectively. Therefore, it is possible to prevent secondary disasters for residents and buildings around cement-based structures.
（セメント系構造物補強用多層シート）
本発明のセメント系構造物補強用多層シート（以下、単に多層シートという）は、糸を引き揃えた糸シートが２層以上積層されてなるものであり、例えば図１に示すような糸シート（３ａ、３ｂ、３ｃ）が積層されてなっている。図１は本発明の多層シートの構成と製造方法を示すための多層シート製造工程図の一例である。
(Multilayer sheet for cement structure reinforcement)
A multilayer sheet for reinforcing a cement-based structure of the present invention (hereinafter simply referred to as a multilayer sheet) is formed by laminating two or more layers of yarn sheets in which yarns are aligned. For example, a yarn sheet as shown in FIG. 3a, 3b, 3c) are laminated. FIG. 1 is an example of a multilayer sheet manufacturing process diagram for illustrating the structure and manufacturing method of the multilayer sheet of the present invention.
本発明において多層シートは、セメント系構造物への被覆時において最も外側に位置する層の糸シートが有機系繊維糸からなるように、最上層（図１中、３ａ）または最下層（図１中、３ｃ）の少なくとも一方の最外層の糸シートが有機系繊維糸からなっている。本明細書中、最外層は最上層および最下層を包含する概念で用いるものとし、それらの層のうち、有機系繊維糸の糸シートからなる最外層を特に「有機系最外層」と呼ぶこととする。すなわち本発明の多層シートは有機系最外層を最上層または最下層の一方の位置に有していても良いし、または両方の位置に有していても良い。 In the present invention, the multilayer sheet is composed of the uppermost layer (3a in FIG. 1) or the lowermost layer (FIG. 1) so that the yarn sheet of the outermost layer at the time of coating on the cementitious structure is composed of organic fiber yarns. At least one of the outermost yarn sheets of 3c) is made of an organic fiber yarn. In the present specification, the outermost layer is used in a concept including the uppermost layer and the lowermost layer, and among these layers, the outermost layer composed of a yarn sheet of organic fiber yarn is particularly referred to as an “organic outermost layer”. And That is, the multilayer sheet of the present invention may have the organic outermost layer at one position of the uppermost layer or the lowermost layer, or may have it at both positions.
多層シートが有機系繊維糸からなる有機系最外層を最上層または最下層の少なくとも一方の位置に有することにより、有機系最外層が外側に位置するように、多層シートをセメント系構造物に被覆することができる。これによって、セメント系構造物の補強を達成できるとともに、急激な耐荷性能の低下を防止できるとともに過度の圧縮荷重によるセメント系構造物の破壊時において、セメント系構造物破片が飛び散る破片飛散を有効に防止できる。破片飛散を防止するメカニズムの詳細は明らかではないが、以下のメカニズムに基づくものと考えられる。すなわち、有機系最外層が外側に位置するように多層シートを被覆すると、当該有機系最外層のさらに外側に層は存在しない。そのような状態において当該有機系最外層の有機系繊維糸はセメント系構造物破片の飛散エネルギーを最も有効に吸収できるため、破片飛散を防止できるものと考えられる。最上層および最下層のいずれも有機系繊維糸から構成されず、例えば、無機系繊維糸から構成されると、被覆時において外側に位置する層の糸シートが有機系繊維糸より構成されることはない。その場合、たとえ、他の層の糸シートが有機系繊維糸からなっていても、セメント系構造物破片の飛散エネルギーは有効に吸収されず、破片飛散を防止できない。 The multilayer sheet covers the cementitious structure so that the organic outermost layer is located on the outside by having the organic outermost layer composed of organic fiber yarns in at least one position of the uppermost layer or the lowermost layer. can do. This makes it possible to reinforce the cementitious structure, prevent a sudden drop in load-bearing performance, and effectively prevent the fragmentation of cementitious structure fragments when the cementitious structure breaks down due to excessive compressive load. Can be prevented. The details of the mechanism for preventing fragment scattering are not clear, but are thought to be based on the following mechanism. That is, when the multilayer sheet is coated so that the organic outermost layer is located on the outer side, no layer exists on the outer side of the organic outermost layer. In such a state, since the organic fiber yarn of the organic outermost layer can absorb the scattering energy of the cement-based structure fragment most effectively, it is considered that the fragment scattering can be prevented. Neither the uppermost layer nor the lowermost layer is composed of organic fiber yarns. For example, when composed of inorganic fiber yarns, the yarn sheet of the layer located on the outside at the time of coating is composed of organic fiber yarns. There is no. In that case, even if the yarn sheet of the other layer is made of organic fiber yarns, the scattering energy of the cementitious structure fragments is not effectively absorbed, and the fragment scattering cannot be prevented.
図１において各層を構成する糸２は模式的に示されており、すなわち当該糸を構成する個々の繊維が示されていないが、通常はマルチフィラメント（繊維の束）であり、撚りが加えられていても加えられていなくても良い。
In FIG. 1, the
例えば、有機系最外層の糸シートを構成する有機系繊維糸は有機系繊維のマルチフィラメントである。有機系繊維としては、例えば、高強度ポリエチレン繊維、アラミド繊維、ビニロン繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、ポリアリレート繊維、ＰＢＯ（ポリフェニレンベンゾビスオキサゾール）繊維、またはそれらの混合繊維等が使用可能である。使用する有機繊維糸の引張強度は、セメント系構造体補強の観点から１．０ＧＰａ以上が好ましい。より好ましくは、引張強度が１．８ＧＰａ以上の有機系強化繊維糸である。材質的に好ましくは高強度ポリエチレン繊維、アラミド繊維、ビニロン繊維であり、特に破片飛散防止の観点から好ましくは高強度ポリエチレン繊維である。有機系繊維の太さは本発明の目的が達成される限り特に制限されず、例えば高強度ポリエチレン繊維の場合、通常は５５ｄｔｅｘ〜５２８０ｄｔｅｘ、好ましくは４４０ｄｔｅｘ〜２６４０ｄｔｅｘである。アラミド繊維の場合、通常は２８ｄｔｅｘ〜８３３０ｄｔｅｘ、好ましくは４４０ｄｔｅｘ〜３３４０ｄｅｔｅｘである。ビニロン繊維の場合、好ましくは１１００ｄｔｅｘ〜１９８０ｄｔｅｘである。
本明細書中、有機系繊維糸の引張強度は、ＪＩＳ Ｌ １０１３：１９９９の８．５．１に記載される標準時試験に準じて測定された値を用いている。
For example, the organic fiber yarn constituting the organic outermost layer yarn sheet is a multifilament of organic fibers. As the organic fiber, for example, high-strength polyethylene fiber, aramid fiber, vinylon fiber, nylon fiber, polyester fiber, polyarylate fiber, PBO (polyphenylenebenzobisoxazole) fiber, or a mixed fiber thereof can be used. The tensile strength of the organic fiber yarn used is preferably 1.0 GPa or more from the viewpoint of reinforcing the cement-based structure. More preferably, the organic reinforcing fiber yarn has a tensile strength of 1.8 GPa or more. The material is preferably high-strength polyethylene fiber, aramid fiber, or vinylon fiber, and particularly preferably high-strength polyethylene fiber from the viewpoint of preventing fragment scattering. The thickness of the organic fiber is not particularly limited as long as the object of the present invention is achieved. For example, in the case of a high-strength polyethylene fiber, the thickness is usually 55 dtex to 5280 dtex, preferably 440 dtex to 2640 dtex. In the case of an aramid fiber, it is usually 28 dtex to 8330 dtex, preferably 440 dtex to 3340 detex. In the case of vinylon fiber, it is preferably 1100 dtex to 1980 dtex.
In the present specification, the tensile strength of the organic fiber yarn is a value measured according to the standard time test described in JIS L 1013: 1999, 8.5.1.
有機系最外層以外の層の糸シートは本発明の目的を達成できる限りいかなる糸からなっていてもよいが、破片飛散をより有効に防止する観点から好ましくは有機系繊維糸または無機系繊維糸からなっている。有機系繊維糸からなる糸シートを複数層積層する場合は、有機系最外層の糸シートを構成する有機系繊維糸と有機系最外層以外の層の糸シートを構成する有機系繊維糸について、異なる材質または同材質であっても引張強度等の物性に異なるものを用いるのが好ましい。 The yarn sheet of the layer other than the organic outermost layer may be composed of any yarn as long as the object of the present invention can be achieved. However, from the viewpoint of more effectively preventing fragment scattering, an organic fiber yarn or an inorganic fiber yarn is preferable. It is made up of. When laminating a plurality of yarn sheets made of organic fiber yarns, for the organic fiber yarns constituting the organic fiber yarns constituting the organic outermost layer yarn sheet and the yarn sheets of layers other than the organic outermost layer, It is preferable to use different materials or materials having different physical properties such as tensile strength.
有機系最外層以外の層の糸シートを構成し得る無機系繊維糸は無機系繊維のマルチフィラメントである。無機系繊維としては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、ボロン繊維、鋼繊維またはそれらの混合繊維等が使用可能である。使用する無機繊維糸の引張強度は、セメント系構造体補強の観点から１．５ＧＰａ以上が好ましい。より好ましくは、引張強度が１．８ＧＰａ以上の無機系強化繊維糸である。材質的に好ましくは炭素繊維、ガラス繊維であり、強度面から特に好ましくは３．０ＧＰａ以上の引張強度を有する炭素繊維である。無機系繊維の太さは本発明の目的が達成される限り特に制限されず、炭素繊維の場合、１Ｋ〜２４Ｋであり、ガラス繊維の場合、通常は３３ｔｅｘ〜４４００ｔｅｘ、好ましくは５７５ｔｅｘ〜２２００ｔｅｘである。
本明細書中、炭素繊維の引張強度は、ＪＩＳ Ｒ ７６０１：１９８６に記載される試験に準じて測定された値を用いている。
またガラス繊維の引張強度はＪＩＳ Ｒ ３４２０：１９９９に記載されるガラスロービングに関する試験に準じて測定された値を用いている。
The inorganic fiber yarn that can constitute a yarn sheet of a layer other than the organic outermost layer is a multifilament of inorganic fibers. As the inorganic fiber, for example, carbon fiber, glass fiber, boron fiber, steel fiber, or a mixed fiber thereof can be used. The tensile strength of the inorganic fiber yarn used is preferably 1.5 GPa or more from the viewpoint of reinforcing the cement-based structure. More preferably, the inorganic reinforcing fiber yarn has a tensile strength of 1.8 GPa or more. The material is preferably carbon fiber or glass fiber, and particularly preferably carbon fiber having a tensile strength of 3.0 GPa or more from the viewpoint of strength. The thickness of the inorganic fiber is not particularly limited as long as the object of the present invention is achieved. In the case of carbon fiber, it is 1K to 24K, and in the case of glass fiber, it is usually 33 tex to 4400 tex, preferably 575 tex to 2200 tex. .
In this specification, the value measured according to the test described in JISR7601: 1986 is used for the tensile strength of carbon fiber.
Moreover, the value measured according to the test regarding the glass roving described in JISR3420: 1999 is used for the tensile strength of glass fiber.
構造物に対する補強効果を向上させる観点から好ましくは、有機系最外層以外の層のうち少なくとも１の層の糸シートは無機系繊維糸からなるものである。 Preferably, the yarn sheet of at least one layer among the layers other than the organic outermost layer is composed of inorganic fiber yarns from the viewpoint of improving the reinforcing effect on the structure.
本発明の多層シートにおいて、各層の糸シートを構成する糸は各糸シートごとに同一方向に引き揃えられている。多層シートを構成する糸シートの目付は、例えば、有機系繊維糸の糸シートで２０〜４００ｇ／ｍ２が好適であり、より好ましくは、５０〜２００ｇ／ｍ２である。無機系繊維糸の糸シートで５０〜８００ｇ／ｍ２が好適であり、より好ましくは、１００〜４００ｇ／ｍ２である。なお、構造物の補強の目的を達する限り、目開きのあるネット状シートでもよく、また密に引き揃えられたシートであっても良い。 In the multilayer sheet of the present invention, the yarns constituting the yarn sheets of each layer are aligned in the same direction for each yarn sheet. The basis weight of the yarn sheet constituting the multilayer sheet is, for example, preferably 20 to 400 g / m 2 , more preferably 50 to 200 g / m 2 for a yarn sheet of organic fiber yarn. 50 to 800 g / m 2 is suitable for the inorganic fiber yarn sheet, and more preferably 100 to 400 g / m 2 . As long as the purpose of reinforcing the structure is achieved, it may be a net-like sheet with openings, or a sheet that is closely arranged.
本発明の多層シートは当該多層シートを構成する全ての糸シートの糸引き揃え方向が同一であってもよいが、糸の引き揃え方向が異なる少なくとも２層の糸シートが積層されてなることが好ましく、より好ましくは糸の引き揃え方向は、図１に示すように、隣接する糸シート間で異なる。 In the multilayer sheet of the present invention, the yarn aligning directions of all the yarn sheets constituting the multilayer sheet may be the same, but at least two yarn sheets having different yarn aligning directions may be laminated. More preferably, the alignment direction of the yarns is different between adjacent yarn sheets as shown in FIG.
例えば、図１に示す多層シート１では、シートの長手方向αを０°としたとき、糸シート３ａの糸引き揃え方向は０°、糸シート３ｂの糸引き揃え方向はβ１°（０＜β１＜９０）、糸シート３ｃの糸引き揃え方向はβ２°（−９０＜β２＜０）であり、隣接する糸シート間（３ａと３ｂ、３ｂと３ｃ）で糸の引き揃え方向が異なっている。
For example, in the
図１では３層積層型多層シートが示されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、２層積層型であっても、４層以上の多層積層型であってもよい。積層数、各層の糸引き揃え方向および各層の構成糸の種類に関する好ましい組み合わせの具体例を以下に示す。本明細書中、ｎ層型（ｎは２以上の整数）の場合、γｋ（ｋは１〜ｎの整数）は最上層からｋ番目の層を構成する糸シートの糸引き揃え方向を意味する。またγｋの後の括弧内に記載の糸は最上層からｋ番目の層の糸シートを構成する糸を意味する。なお、糸引き揃え方向は図１に示すように、シートの長手方向αを０°（基準）として、反時計回りの方向を正の角度で、時計回りの方向を負の角度で示すものとする。 Although FIG. 1 shows a three-layer laminated type multilayer sheet, the present invention is not limited to this, and it may be a two-layer laminated type or a multilayer laminated type having four or more layers. Specific examples of preferred combinations relating to the number of stacked layers, the yarn alignment direction of each layer, and the types of constituent yarns of each layer are shown below. In this specification, in the case of the n-layer type (n is an integer of 2 or more), γ k (k is an integer of 1 to n) means the yarn alignment direction of the yarn sheet constituting the k-th layer from the top layer. To do. The yarn described in parentheses after γ k means a yarn constituting the k-th layer yarn sheet from the uppermost layer. As shown in FIG. 1, the yarn alignment direction is as follows: the longitudinal direction α of the sheet is 0 ° (reference), the counterclockwise direction is a positive angle, and the clockwise direction is a negative angle. To do.
（１）２層型；γ１＝０°または９０°（有機系強化繊維糸）、γ２＝０または９０°（無機系強化繊維糸）；
（２）３層型；γ１＝０°または９０°（有機系強化繊維糸）、γ２＝３０〜６０°（無機系強化繊維糸または有機系強化繊維糸）、γ３＝−３０〜−６０°（無機系強化繊維糸）、かつγ２＝−γ３；
（３）３層型；γ１＝０°または９０°（有機系強化繊維糸）、γ２＝３０〜６０°（無機系強化繊維糸）、γ３＝−３０〜−６０°（有機系強化繊維糸）、かつγ２＝−γ３；
（４）３層型；γ１＝０°または９０°（有機系強化繊維糸）、γ２＝−３０〜−６０°（無機系強化繊維糸または有機系強化繊維糸）、γ３＝３０〜６０°（無機系強化繊維糸）、かつγ２＝−γ３；
（５）３層型；γ１＝０°または９０°（有機系強化繊維糸）、γ２＝−３０〜−６０°（無機系強化繊維糸）、γ３＝３０〜６０°（有機系強化繊維糸）、かつγ２＝−γ３；
（６）３層型；γ１＝３０〜６０°（有機系強化繊維糸）、γ２＝０°または９０°（無機系強化繊維糸または有機系強化繊維糸）、γ３＝−３０〜−６０°（無機系強化繊維糸）、かつγ１＝−γ３；
（７）３層型；γ１＝３０〜６０°（有機系強化繊維糸）、γ２＝０°または９０°（無機系強化繊維糸）、γ３＝−３０〜−６０°（有機系強化繊維糸）、かつγ１＝−γ３；
（８）３層型；γ１＝−３０〜−６０°（有機系強化繊維糸）、γ２＝０°または９０°（無機系強化繊維糸または有機系強化繊維糸）、γ３＝３０〜６０°（無機系強化繊維糸）、かつγ１＝−γ３；
（９）３層型；γ１＝−３０〜−６０°（有機系強化繊維糸）、γ２＝０°または９０°（無機系強化繊維糸）、γ３＝３０〜６０°（有機系強化繊維糸）、かつγ１＝−γ３；
（１０）３層型；γ１＝−３０〜−６０°（有機系強化繊維糸）、γ２＝３０〜６０°（無機系強化繊維糸または有機系強化繊維糸）、γ３＝０°または９０°（無機系強化繊維糸）、かつ−γ１＝γ２；
（１１）４層型；γ１＝０°または９０°（有機系強化繊維糸）、γ２＝−３０〜−６０°（無機系強化繊維糸または有機系強化繊維糸）、γ３＝３０〜６０°（無機系強化繊維糸または有機系強化繊維糸）、γ４＝０°または９０°（無機系強化繊維糸）、かつγ２＝−γ３；
（１２）４層型；γ１＝０°または９０°（有機系強化繊維糸）、γ２＝−３０〜−６０°（無機系強化繊維糸）、γ３＝３０〜６０°（無機系強化繊維糸）、γ４＝０°または９０°（有機系強化繊維糸）、かつγ２＝−γ３；
（１３）４層型；γ１＝０°または９０°（有機系強化繊維糸）、γ２＝−３０〜−６０°（無機系強化繊維糸）、γ３＝３０〜６０°（無機系強化繊維糸）、γ４＝０°または９０°（無機系強化繊維糸）、かつγ２＝−γ３。
(1) Two-layer type; γ 1 = 0 ° or 90 ° (organic reinforcing fiber yarn), γ 2 = 0 or 90 ° (inorganic reinforcing fiber yarn);
(2) Three-layer type: γ 1 = 0 ° or 90 ° (organic reinforced fiber yarn), γ 2 = 30 to 60 ° (inorganic reinforced fiber yarn or organic reinforced fiber yarn), γ 3 = −30 −60 ° (inorganic reinforcing fiber yarn), and γ 2 = −γ 3 ;
(3) Three-layer type: γ 1 = 0 ° or 90 ° (organic reinforced fiber yarn), γ 2 = 30 to 60 ° (inorganic reinforced fiber yarn), γ 3 = -30 to -60 ° (organic type) Reinforcing fiber yarn), and γ 2 = −γ 3 ;
(4) Three-layer type: γ 1 = 0 ° or 90 ° (organic reinforced fiber yarn), γ 2 = -30 to -60 ° (inorganic reinforced fiber yarn or organic reinforced fiber yarn), γ 3 = 30 ~ 60 ° (inorganic reinforcing fiber yarn), and γ 2 = -γ 3 ;
(5) Three-layer type: γ 1 = 0 ° or 90 ° (organic reinforced fiber yarn), γ 2 = -30 to -60 ° (inorganic reinforced fiber yarn), γ 3 = 30 to 60 ° (organic type) Reinforcing fiber yarn), and γ 2 = −γ 3 ;
(6) Three-layer type; γ 1 = 30 to 60 ° (organic reinforced fiber yarn), γ 2 = 0 ° or 90 ° (inorganic reinforced fiber yarn or organic reinforced fiber yarn), γ 3 = -30 to 30 −60 ° (inorganic reinforcing fiber yarn), and γ 1 = −γ 3 ;
(7) Three-layer type: γ 1 = 30 to 60 ° (organic reinforcing fiber yarn), γ 2 = 0 ° or 90 ° (inorganic reinforcing fiber yarn), γ 3 = -30 to -60 ° (organic type) Reinforcing fiber yarn), and γ 1 = −γ 3 ;
(8) Three-layer type; γ 1 = −30 to −60 ° (organic reinforcing fiber yarn), γ 2 = 0 ° or 90 ° (inorganic reinforcing fiber yarn or organic reinforcing fiber yarn), γ 3 = 30 ~ 60 ° (inorganic reinforcing fiber yarn), and γ 1 = −γ 3 ;
(9) Three-layer type; γ 1 = −30 to −60 ° (organic reinforcing fiber yarn), γ 2 = 0 ° or 90 ° (inorganic reinforcing fiber yarn), γ 3 = 30 to 60 ° (organic type) Reinforcing fiber yarn), and γ 1 = −γ 3 ;
(10) Three-layer type; γ 1 = −30 to −60 ° (organic reinforcing fiber yarn), γ 2 = 30 to 60 ° (inorganic reinforcing fiber yarn or organic reinforcing fiber yarn), γ 3 = 0 ° Or 90 ° (inorganic reinforcing fiber yarn), and -γ 1 = γ 2 ;
(11) Four-layer type; γ 1 = 0 ° or 90 ° (organic reinforced fiber yarn), γ 2 = -30 to -60 ° (inorganic reinforced fiber yarn or organic reinforced fiber yarn), γ 3 = 30 ~ 60 ° (inorganic reinforcing fiber yarn or organic reinforcing fiber yarn), γ 4 = 0 ° or 90 ° (inorganic reinforcing fiber yarn), and γ 2 = -γ 3 ;
(12) Four-layer type; γ 1 = 0 ° or 90 ° (organic reinforcing fiber yarn), γ 2 = −30 to −60 ° (inorganic reinforcing fiber yarn), γ 3 = 30 to 60 ° (inorganic type) Reinforcing fiber yarn), γ 4 = 0 ° or 90 ° (organic reinforcing fiber yarn), and γ 2 = −γ 3 ;
(13) Four-layer type; γ 1 = 0 ° or 90 ° (organic reinforced fiber yarn), γ 2 = -30 to -60 ° (inorganic reinforced fiber yarn), γ 3 = 30 to 60 ° (inorganic type) Reinforcing fiber yarn), γ 4 = 0 ° or 90 ° (inorganic reinforcing fiber yarn), and γ 2 = −γ 3 .
本発明の多層シートにおいて隣接する糸シート間および同一の糸シートにおいて糸は一体化されている。図１において、糸２は編み針４を用いて編成糸５によって一体化されているが、その方法は多層シートの持ち運び時において分解されない程度に一体化されれば特に制限されない。例えば、低融点ポリマーからなる網状またはシート状の熱融着材を糸シート間に挟み、それらの積層体に熱および圧力を付与して当該ポリマーの溶融・融着によって一体化を達成してもよく、また、補強効果を損なわない範囲で構成糸の一部に保形用熱融着糸を使用しても良い。
In the multilayer sheet of the present invention, the yarns are integrated between adjacent yarn sheets and in the same yarn sheet. In FIG. 1, the
編み針を用いて一体化するときの編成糸は、一体化を達成できる限り特に制限されず、例えば、ポリエステル繊維、ナイロン繊維等が使用される。 The knitting yarn when integrating using a knitting needle is not particularly limited as long as integration can be achieved, and for example, polyester fiber, nylon fiber or the like is used.
（セメント系構造物の補強方法）
本発明のセメント系構造物の補強方法は、前記多層シートを、有機系繊維糸の糸シートからなる最外層（前記有機系最外層）が外側に位置するように、セメント系構造物に被覆することを特徴とする。
(Reinforcement method for cement-based structures)
In the method for reinforcing a cementitious structure according to the present invention, the multilayered sheet is coated on the cementitious structure such that the outermost layer (the organic outermost layer) made of an organic fiber yarn sheet is located outside. It is characterized by that.
有機系最外層が多層シートの最上層または最下層のいずれの層に相当する場合であっても、多層シートの有機系最外層が外側に位置するように、多層シートをセメント系構造物に被覆する限り、被覆時における多層シートの表裏は問わない。
例えば、図１に示すような多層シートにおいて最上層（３ａ）が有機系繊維糸からなり、最下層（３ｃ）が無機系繊維糸からなる場合、当該多層シートは最下層（３ｃ）がセメント系構造物側に、最上層（３ａ）が外側に位置するように、セメント系構造物に被覆する。
また例えば、図１に示すような多層シートにおいて最上層（３ａ）が無機系繊維糸からなり、最下層（３ｃ）が有機系繊維糸からなる場合、当該多層シートは最上層（３ａ）がセメント系構造物側に、最下層（３ｃ）が外側に位置するように、セメント系構造物に被覆する。
また例えば、図１に示すような多層シートにおいて最上層（３ａ）および最下層（３ｃ）が共に有機系繊維糸からなる場合、当該多層シートは最上層（３ａ）または最下層（３ｃ）のいずれの層が外側に位置するように、セメント系構造物に被覆してもよい。
Even if the organic outermost layer corresponds to either the uppermost layer or the lowermost layer of the multilayer sheet, the multilayered sheet is coated on the cementitious structure so that the organic outermost layer of the multilayer sheet is located outside. As long as it does, the front and back of the multilayer sheet at the time of covering are not ask | required.
For example, when the uppermost layer (3a) is made of organic fiber yarns and the lowermost layer (3c) is made of inorganic fiber yarns in the multilayer sheet as shown in FIG. 1, the lowermost layer (3c) is cemented. The cement-based structure is coated so that the uppermost layer (3a) is located on the outer side on the structure side.
Further, for example, in the multilayer sheet as shown in FIG. 1, when the uppermost layer (3a) is made of inorganic fiber yarns and the lowermost layer (3c) is made of organic fiber yarns, the uppermost layer (3a) is made of cement. The cementitious structure is coated so that the lowermost layer (3c) is located outside on the system structure side.
Further, for example, in the multilayer sheet as shown in FIG. 1, when both the uppermost layer (3a) and the lowermost layer (3c) are made of organic fiber yarns, the multilayer sheet is either the uppermost layer (3a) or the lowermost layer (3c). The cementitious structure may be coated so that the layer of the material is located outside.
多層シートの被覆方法としては、有機系最外層が外側に位置するように、多層シートを被覆できる限り特に制限されるものではない。多層シートの被覆方法の具体例を図２を用いて簡単に説明する。例えば、図２（Ａ）に示すように、多層シート１０の長手方向αがセメント系構造物１１の周囲方向（水平方向）を向くように多層シートを被覆してもよい。また例えば、図２（Ｂ）に示すように、多層シート１０の長手方向αがセメント系構造物１１の高さ方向（鉛直方向）を向くように多層シートを被覆してもよい。また例えば、図２（Ｃ）に示すように、多層シート１０の長手方向αが螺旋形状を描くように多層シートを被覆しても良い。図２（Ａ）〜（Ｃ）は鉛直方向に構築されたセメント系構造物１１に多層シート１０（各層は図示せず）を被覆したときの状態の具体例を示す概略見取り図であり、１２は多層シートの継ぎ目（切れ目）を示す。図２（Ａ）〜（Ｃ）において多層シート１０は一重でセメント系構造物１１に被覆しているが、２またはそれ以上重ねて被覆しても良い。
The method for coating the multilayer sheet is not particularly limited as long as the multilayer sheet can be coated so that the organic outermost layer is located outside. A specific example of the multilayer sheet coating method will be briefly described with reference to FIG. For example, as shown in FIG. 2A, the multilayer sheet may be coated such that the longitudinal direction α of the
本発明においてはセメント系構造物の補強効果をさらに向上させる観点から、多層シートを構成するいずれかの糸シートの糸引き揃え方向が、セメント系構造物が受ける圧縮荷重方向に対する垂直面に沿うように、多層シートをセメント系構造物に被覆することがより好ましい。なお、補強強化に優れる無機系繊維、特に炭素繊維の糸引き揃え方向が圧縮荷重方向に対する垂直面に沿うように被覆するのが、好ましい態様である。 In the present invention, from the viewpoint of further improving the reinforcing effect of the cement-based structure, the yarn alignment direction of any of the yarn sheets constituting the multilayer sheet is along a plane perpendicular to the compressive load direction received by the cement-based structure. Furthermore, it is more preferable to coat the multilayer sheet on the cementitious structure. In addition, it is a preferable aspect that the inorganic fiber, which is excellent in reinforcing reinforcement, particularly the carbon fiber, is coated so that the yarn alignment direction is along a plane perpendicular to the compression load direction.
糸シートの糸引き揃え方向が、セメント系構造物が受ける圧縮荷重方向に対する垂直面に沿うとは、例えば、図２（Ａ）〜（Ｃ）において、セメント系構造物１１が受ける圧縮荷重方向Ｘに対する垂直面Ｙと、多層シート１０を構成する糸シートの糸引き揃え方向Ｚとが、糸引き揃え方向Ｚの始点が垂直面Ｙ上にないとき、交わらないことを意味する。本発明の多層シートは、当該多層シートを構成するいずれかの糸シートがそのような関係を満たすようにセメント系構造物に被覆することが好ましい。
For example, in FIGS. 2 (A) to 2 (C), the yarn alignment direction of the yarn sheet is along the plane perpendicular to the compression load direction received by the cement-based structure. This means that the vertical plane Y with respect to the yarn alignment direction Z of the yarn sheets constituting the
多層シートを被覆するに際しては、通常、多層シートをセメント系構造物に固定できる手段を用いる。そのような固定手段としては特に制限されるものではないが、多層シートをセメント系構造物との接触面全面において固定可能な手段、例えば、接着剤を用いる等すればよい。 When coating the multilayer sheet, a means capable of fixing the multilayer sheet to the cementitious structure is usually used. Such fixing means is not particularly limited, and means capable of fixing the multilayer sheet over the entire contact surface with the cementitious structure, for example, an adhesive may be used.
接着剤としては、例えば、エポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等が使用可能である。エポキシ系樹脂等の接着剤を用いる場合は、セメント系構造物表面へのエポキシ樹脂等の下塗りに先立ってプライマーを塗布しておくことが、セメント系構造物との接着性向上の観点から好ましい。 Examples of the adhesive that can be used include epoxy resins, unsaturated polyester resins, vinyl ester resins, acrylic resins, and urethane resins. In the case of using an adhesive such as an epoxy resin, it is preferable to apply a primer prior to undercoating the epoxy resin or the like on the surface of the cement-based structure from the viewpoint of improving adhesiveness with the cement-based structure.
本発明のセメント系構造物の補強方法において、多層シートは通常、持ち運び容易性と作業容易性の観点からロール形態で使用されるが、所定の寸法に分割された形態で使用されてもよい。 In the method for reinforcing a cement-based structure of the present invention, the multilayer sheet is usually used in the form of a roll from the viewpoint of easy carrying and workability, but may be used in a form divided into predetermined dimensions.
＜実施例、参考例および比較例＞
（多層シートの製造）
図１に示すような多層シート製造工程によって、表１および表２に示す多層シートを幅２００ｍｍで製造した。なお、比較例１および２においては表２に示す繊維からなる単層シートを幅２００ｍｍで製造した。編成糸としてはポリエステル繊維糸を用いた。
<Examples , reference examples and comparative examples>
(Manufacture of multilayer sheets)
The multilayer sheets shown in Table 1 and Table 2 were manufactured with a width of 200 mm by the multilayer sheet manufacturing process as shown in FIG. In Comparative Examples 1 and 2, single-layer sheets made of the fibers shown in Table 2 were produced with a width of 200 mm. Polyester fiber yarn was used as the knitting yarn.
（評価サンプルの作製）
まず、コンクリート供試体を作製した。詳しくは、普通ポルトランドセメント３６０重量部に、細骨材７８２重量部、最大寸法２０ｍｍの粗骨材９７０重量部を加えて粉体混合した。粉体混合を続けながら水／セメント比５０％となるように水を加え混合し、型枠に打設した。２４時間養生後、脱型し、２８日間の水中養生により、直径１００ｍｍ×高さ２００ｍｍの円柱状コンクリート供試体を得た。なお、コンクリート供試体の表面をグラインダーにて表面処理した。比較例３においては、このときの状態のコンクリート供試体を評価に供した。
(Preparation of evaluation sample)
First, a concrete specimen was prepared. Specifically, 782 parts by weight of fine aggregate and 970 parts by weight of coarse aggregate having a maximum size of 20 mm were added to 360 parts by weight of ordinary Portland cement and mixed with powder. While continuing the powder mixing, water was added and mixed so that the water / cement ratio was 50%, and the mixture was placed in a mold. After curing for 24 hours, the mold was removed, and a columnar concrete specimen having a diameter of 100 mm and a height of 200 mm was obtained by water curing for 28 days. The surface of the concrete specimen was surface treated with a grinder. In Comparative Example 3, the concrete specimen in this state was used for evaluation.
表面処理したコンクリート供試体の側面にエポキシ樹脂系プライマー（品名：ボンドＥ８１０Ｌ、コニシ（株））を塗布し、２４時間静置養生した。その後、コンクリート供試体の側面に、表１に示す多層シートまたは単層シートを、エポキシ樹脂（品名：ボンドＥ２５００、コニシ（株））により図２（Ａ）に示すように被覆した。詳しくは、コンクリート供試体の側面にエポキシ樹脂を下塗りした後、シートを一重で巻き付け、その上にさらにエポキシ樹脂を上塗りした。上塗りは、シートにエポキシ樹脂が十分に含浸するようにローラーにより行った。多層シートの巻き付けは、多層シートの最上層が供試体側に、最下層が外側に位置するように、しかもシートの長手方向（図１中、αの方向）がコンクリート供試体の円周方向（水平方向）に向くように、行った。なお、単層シートの巻き付けは、シートの表裏に関係なく、シートの長手方向（図１中、αの方向）がコンクリート供試体の円周方向（水平方向）に向くように、行った。
シートをコンクリート供試体に被覆した後は、７日間静置養生し、評価した。
An epoxy resin primer (product name: Bond E810L, Konishi Co., Ltd.) was applied to the side surface of the surface-treated concrete specimen, followed by standing curing for 24 hours. Thereafter, a multilayer sheet or a single layer sheet shown in Table 1 was coated on the side surface of the concrete specimen with an epoxy resin (product name: Bond E2500, Konishi Co., Ltd.) as shown in FIG. Specifically, after the epoxy resin was primed on the side surface of the concrete specimen, the sheet was wound in a single layer, and the epoxy resin was further overcoated thereon. The top coating was performed with a roller so that the sheet was sufficiently impregnated with the epoxy resin. The multilayer sheet is wound so that the uppermost layer of the multilayer sheet is on the specimen side and the lowermost layer is on the outer side, and the longitudinal direction of the sheet (direction α in FIG. 1) is the circumferential direction of the concrete specimen ( (Horizontal direction). The single-layer sheet was wound so that the longitudinal direction of the sheet (direction α in FIG. 1) was directed to the circumferential direction (horizontal direction) of the concrete specimen, regardless of the front and back of the sheet.
After the sheet was coated on the concrete specimen, it was allowed to stand for 7 days and evaluated.
（評価方法）
ＪＩＳ Ａ １１０８：１９９９「コンクリートの圧縮強度試験方法」に準じて載荷試験を行った。
試験手順は以下のとおりである。
1）供試体の上下面及び上下の加圧板の圧縮面を清掃する。
2）供試体を、その中心軸が加圧板の中心と一致するように置く
3）試験機の加圧板と供試体の端面とは、直接密着させる。
4）供試体に衝撃を与えないように一様な速度で荷重を加える（圧縮応力度の増加が毎秒０．６±０．４Ｎ／ｍｍ２になるようにする）。
5）供試体が破壊するまで荷重を加え続ける。
(Evaluation method)
A loading test was conducted in accordance with JIS A 1108: 1999 “Method for testing compressive strength of concrete”.
The test procedure is as follows.
1) Clean the upper and lower surfaces of the specimen and the compression surfaces of the upper and lower pressure plates.
2) Place the specimen so that its central axis coincides with the center of the pressure plate
3) The pressure plate of the testing machine and the end face of the specimen are in direct contact.
4) A load is applied at a uniform speed so as not to give an impact to the specimen (the increase in compressive stress level is 0.6 ± 0.4 N / mm 2 per second).
5) Continue applying the load until the specimen breaks.
以上の試験において破壊したときの荷重（最大荷重）を測定し、その結果を破壊状態とともに表１および表２にまとめて示した。 The load (maximum load) at the time of breaking in the above test was measured, and the results are shown in Table 1 and Table 2 together with the broken state.
表中、多層シートの列において、角度は図１においてと同様に、シートの長手方向αを０°（基準）とした値であり、反時計回りの方向を正の角度で、時計回りの方向を負の角度で示すものである。また括弧内には各層の目付を示す。
炭素繊維糸は１２Ｋのマルチフィラメントを使用する。引張強度は４．１ＧＰａである。
高強度ポリエチレン繊維糸は２６４０ｄｔｅｘのマルチフィラメントを使用する。引張強度は２．７ＧＰａである。
In the table, in the multilayer sheet row, the angle is a value in which the longitudinal direction α of the sheet is 0 ° (reference) as in FIG. 1, the counterclockwise direction is a positive angle, and the clockwise direction Is indicated by a negative angle. The weight of each layer is shown in parentheses.
The carbon fiber yarn uses a 12K multifilament. The tensile strength is 4.1 GPa.
The high-strength polyethylene fiber yarn uses 2640 dtex multifilament. The tensile strength is 2.7 GPa.
本発明のセメント系構造物補強用多層シートおよびセメント系構造物の補強方法は、例えば高架橋の橋脚のようなセメント系構造物、特に柱状の構造物の補強用シートに適用可能で、補強効果だけでなく、二次災害の防止効果も得られる。 The multilayer sheet for reinforcing a cement-based structure and the method for reinforcing a cement-based structure according to the present invention can be applied to a cement-based structure such as a viaduct of a viaduct, particularly a reinforcing sheet for a columnar structure. In addition, secondary disaster prevention effects can be obtained.
１：多層シート、２：糸、３ａ：糸シート（最上層）、３ｂ：糸シート（中間層）、３ｃ：糸シート（最下層）、４：編み針、５：編成糸、１０：多層シート、１１：セメント系構造物、１２：継ぎ目（切れ目）、α：多層シートの長手方向。
1: multilayer sheet, 2: yarn, 3a: yarn sheet (uppermost layer), 3b: yarn sheet (intermediate layer), 3c: yarn sheet (lowermost layer), 4: knitting needle, 5: knitting yarn, 10: multilayer sheet, 11: Cement-based structure, 12: seam (cut), α: longitudinal direction of multilayer sheet.
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