JP6174508B2 - Reinforcement panel, method for manufacturing reinforcement panel, concrete structure, and method for constructing concrete structure - Google Patents
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Description
本発明は、土木工事や建設工事において、コンクリート構造物の強度や耐久性を向上させるなどの目的でコンクリートに結合される合成樹脂製の補強パネルと、該補強パネルの製造方法と、該補強パネルを利用して構築されるコンクリート構造物と、該コンクリート構造物の施工方法に関する。 The present invention relates to a synthetic resin reinforcing panel bonded to concrete for the purpose of improving the strength and durability of a concrete structure in civil engineering work and construction work, a method for manufacturing the reinforcing panel, and the reinforcing panel The present invention relates to a concrete structure constructed by using the method and a construction method of the concrete structure.
臨海構造物、橋梁、上下水道施設、液体の貯留施設、廃棄物の処理施設など、各種の接水環境下で利用されるコンクリート構造物においては、コンクリートに接触する水その他の液体成分によってコンクリートや内部の鉄筋に腐食、脆化、崩壊等が生じやすくなる。そこで、これを防ぐため、コンクリート構造物の表面を板状の被覆材でライニングすることにより、水その他の液体成分の影響を低減させて、該構造物の耐久性を向上させようとする技術が普及している。 In concrete structures used in various water contact environments such as coastal structures, bridges, water and sewage facilities, liquid storage facilities, and waste treatment facilities, concrete or water Corrosion, embrittlement, collapse, etc. are likely to occur in the internal reinforcing bars. Therefore, in order to prevent this, there is a technique for improving the durability of the structure by lining the surface of the concrete structure with a plate-shaped covering material to reduce the influence of water and other liquid components. It is popular.
かかる被覆材には、強度や耐水・耐食性に優れたFRP(繊維強化プラスチック)板がよく利用される。その種の被覆材の具体的構成や、該被覆材をコンクリート構造物の表面に結合させる技術が、特許文献1〜5等に提案されている。図8に、これらの従来技術を一覧的に示す。
As such a covering material, an FRP (fiber reinforced plastic) plate excellent in strength, water resistance and corrosion resistance is often used.
図8(a)および(b)は、特許文献1に開示された防食板を示す。これらの防食板9a、9bは、板状をなすFRP層92の片面(コンクリートCに接する面)に、コンクリートCへのアンカー効果を奏する立体編物層93を積層したものである。
8A and 8B show the anticorrosion plate disclosed in
この防食板におけるFRP層92は、例えば不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂、あるいはポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂等の熱可塑性樹脂からなる母材(マトリクス)に、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、ポリエチレン繊維、金属繊維、セラミックス繊維等からなる強化繊維を加えて形成される。
The
また、この防食板における立体編物層93については、(a)に示すように、六角形等の網目状に編成された表裏2枚のメッシュシート931、931の間を連結糸932で厚み方向に連結したもの(これを便宜的に「複層メッシュ編物93a」という。)と、(b)に示すように、前記複層メッシュ編物93aの連結糸932を厚み方向の中間部分で切断して、片側1枚のメッシュシート931から連結糸932の切片が起立した状態にしたもの(同じく、「単層メッシュ編物93b」という。)との2種類が例示されている。これらの立体編物層93は、FRP層92を型枠で成形する際に、強化繊維を分散させた母材が溶融している状態で、その上に立体編物層93を載せ、メッシュシート931を母材に浸漬させた後、母材を加熱硬化させる、といった方法でFRP層92と一体化される。そして、前者の複層メッシュ編物93aにあっては、FRP層92から突出する連結糸932と、FRP層92に一体化されていない側のメッシュシート931とが、コンクリートCに対するアンカー部材として働き、また後者の単層メッシュ編物93bにあっては、FRP層92から突出する連結糸932の切片が、コンクリートCに対するアンカー部材となって、コンクリートCとの定着強度を向上させる作用をなす。
Moreover, about the solid knitted
図8(c)は、特許文献2に開示された防食パネルを示す。この防食パネル9cは、板状のFRP層92を芯材として、その両面に耐食性樹脂フィルム94、94を積層し、さらに、その片面(コンクリートCに接する面)に、コンクリート構造物の表面に施工されるモルタルに対してアンカー効果を奏するアンカー素材93cを一体化したものである。
FIG. 8C shows the anticorrosion panel disclosed in
この防食パネル9cにおけるFRP層92は、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂(熱可塑性樹脂)からなる母材に、ガラス繊維や炭素繊維等の無機繊維を加えて形成される。
The
また、この防食パネル9cにおける耐食性樹脂フィルム94については、耐薬品性、特に耐酸性に優れたポリエチレン、ポリプロピレンその他の共重合フィルム・シート、あるいはフッ素系樹脂からなるフィルム・シートが利用され、その厚みが0.1〜1.5mm程度に形成される。この耐食性樹脂フィルム94は、FRP層92の熱プレス時に、FRP層92に重ねて一体成形される。
The corrosion
また、アンカー素材93cについては、特に耐アルカリ性を有する繊維素材(ビニロン、ナイロン系繊維、ポリオレフィン系繊維等)を、平織物、編物、メッシュ状物、三次元織物等に形成したものが例示されている。このアンカー素材93cは、例えばホットメルト樹脂の溶融ラミネート等によって耐食性樹脂フィルム94の表面に接着される。
The
図8(d)は、特許文献3に開示された防食パネルを示す。この防食パネル9dは、板状のFRP層92に、シート状の基材95を介して、ポリマーセメント層96を一体化したものである。
FIG. 8D shows the anticorrosion panel disclosed in
この防食パネル9dにおけるシート状の基材95は、ポリマーセメント層96を担持してFRP層92に接合させるための部材であって、例えばポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリエチレン繊維、アクリル繊維などの耐アルカリ性繊維材料からなる不織布や織布、あるいは耐アルカリ性樹脂材料からなるシートやフィルムに前記耐アルカリ性繊維材料をニードルパンチして両面に突出させたものとして構成される。
The sheet-
ポリマーセメント層96は、コンクリート、セメント、モルタル等に対する接着性を高めるための部位であって、シート状の基材95の片面にポリアクリル酸エステル共重合体エマルジョンやエチレン酢酸ビニル共重合体エマルジョンなどのポリマーセメント液を塗布して乾燥させることにより、0.5〜3mm程度の厚さになるように形成される。
The
基材95の他面に接合されるFRP層92は、例えば不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素ホルマリン樹脂、ビニルエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリルウレタン樹脂等からなる母材に、ガラス繊維、炭素繊維、水酸化アルミニウム繊維等の無機繊維、あるいはビニロン繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維等の有機繊維を加えて形成される。このFRP層92と基材95とは、接着剤を用いて接合するか、またはFRP層92を成形する際に、強化繊維を分散させた溶融状態の母材に基材95を浸漬させ、加熱硬化させる、といった方法により一体化される。
The
図8(e)は、特許文献4に開示された構造物被覆用板状積層体を示す。この構造物被覆用板状積層体9eは、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を母材とするFRP板、あるいはその他の耐熱性材料(耐熱ゴム、ポリマーコンクリート、無機酸化物等)からなる板体によって構成される耐熱材料層92eを、該耐熱材料層92eの片面に積層した有機繊維層93eを介して構造物の表面に結合するように構成したものである。
FIG. 8E shows a plate laminate for covering a structure disclosed in Patent Document 4. The structure-covering plate-
この板状積層体における有機繊維層93eは、熱溶融可能な合成繊維を含み、耐熱材料層92eに対向している面が耐熱材料層92e中に取り込まれて、耐熱材料層92eと一体化するように形成される。
The
そして、被覆されるべきコンクリートCその他の構造物の表面に有機繊維層93eを当てがい、該構造物の表面にあらかじめ配置した金属メッシュ97等を耐熱材料層92eの反対側から高周波誘導加熱することにより、有機繊維層93e中の合成繊維を構造物に溶融接着させる、という方法で、この板状積層体9eが構造物の表面に結合される。
Then, the
図8(f)は、特許文献5に開示された防食板を示す。この防食板9fは、フィルム層935を間に挟んで2層の不織布層(第1不織布層936および第2不織布層937)を重ねた多層シート材93fを利用して、FRP層92をコンクリート構造物の表面に結合するように構成したものである。
FIG. 8F shows the anticorrosion plate disclosed in Patent Document 5. The
この防食板9fにおいて、多層シート材93fのフィルム層935は、コンクリートCに起因するアルカリ水溶液の滲出に対してバリヤー効果を奏するポリオレフィン樹脂(ポリビニルアルコール、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリエステル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、それらの共重合体等)により形成される。
In this
多層シート材93fの第1不織布層936は、例えばビニロン等の耐アルカリ性を有する繊維素材をニードルパンチ加工して、直径0.15φmm以上のニードルパンチ孔が開いている短繊維不織布となしたものである。この第1不織布層936が、フィルム層935の片側(コンクリートCに接する面)に積層されて、コンクリートCに対するアンカー効果を発揮する。
The first
多層シート材93fの第2不織布層937は、第1不織布層936を構成する繊維素材を含む一般的な熱可塑性樹脂繊維を、短繊維不織布、長繊維不織布、あるいはスパンボンド不織布となしたものである。
The second
フィルム層935と、第1不織布層936および第2不織布層937とは、例えばフィルム層935を押出成形する際、その両面に各不織布層935、936を積層して加圧、冷却するか、あるいはフィルム層935の両面にホットメルト接着剤を塗布し、各不織布層935、936を積層して加圧、加熱する、といった方法で一体化される。
The
さらに、FRP層92を成形する際に、強化繊維を分散させた溶融状態の母材に多層シート材93fの第2不織布層937側を浸漬させ、加熱硬化させる、といった方法で、多層シート材93fとFRP層92とが一体化される。
Further, when the
前記各特許文献に記載された従来の被覆材等は、それぞれ次のような点で、改善・改良の余地がある。 The conventional coating materials described in the patent documents have room for improvement and improvement in the following points.
すなわち、特許文献1に開示された防食板(図8(a)、(b))にあっては、コンクリートCに対してのアンカー部材となる立体編物層93が、表裏2枚のメッシュシート931、931の間を連結糸932で厚み方向に連結した複層メッシュ編物93aを利用して形成される。この複層メッシュ編物93aは、ダブルラッセルと呼ばれる複雑な二重構造の編地であり、その製造には比較的大型の二重編機が必要で、製造コストも嵩む。
That is, in the anticorrosion plate disclosed in Patent Document 1 (FIGS. 8A and 8B), the three-dimensional knitted
しかも、この編地は、単位面積当たりに編み込まれる繊維量が比較的多く、一般的には繊維の目が詰まった状態に編み上がる。この編地構造を採用して、繊維の間にコンクリートCが浸入しやすい隙間を形成するとなると、コンクリートCに接する側のメッシュシート931の網目を大きくするとともに、メッシュシート931の対向間隔や連結糸932のピッチを拡げるなどの配慮が必要になる。しかし、そのようにして繊維の密度を小さくすると、編地全体が特に厚み方向に潰れやすくなって、コンクリートCとの定着厚が小さくなり、アンカー効果が十分に得られなくなるおそれがある。これを防ぐには、メッシュシート931及び連結糸932を構成する繊維材料に剛性や反撥性の大きいものを用いたり、場合によっては編地全体に樹脂コーティングを施して編地の剛性を保持したりする必要が生じるので、さらにコストが嵩んでしまう。
In addition, this knitted fabric has a relatively large amount of fibers knitted per unit area, and is generally knitted in a state where the fibers are clogged. When this knitted fabric structure is used to form a gap in which the concrete C easily enters between the fibers, the
また、複層メッシュ編物93aの連結糸932を厚み方向の中間部分で切断して、片側1枚のメッシュシート931に連結糸932の切片を起立させた単層メッシュ編物bとする場合は、連結糸932の切片が切り放し状態になっているのでコンクリートCに対する定着強度が低くなり、この場合もアンカー効果が十分に得られない、という問題がある。
When the connecting
特許文献2に開示された防食パネル9c(図8(c))にあっては、コンクリートC(モルタル)に対するアンカー素材93cとして、織物、編物、メッシュ状物および三次元織物が挙げられ、その具体例としてビニロン平織クロスが記載されている。しかし、平織クロスではコンクリートCとの十分な定着厚が得られにくく、その他の繊維製品についても好適な形態が具体的に説明されているわけではないので、コンクリートCに対するアンカー素材93cの定着強度が十分に検討されているとは言い難い。
In the
また、FRP層92の表面に一体化した耐食性樹脂フィルム94にアンカー素材93cを接着する方法についても、平織クロスをホットメルト樹脂で溶融ラミネーションすることしか記載されていないが、このような接着方法で、防食パネル9cの全体的な強度(特に各層の剥離方向における引張強度)が十分に担保されるとも言い難い。
In addition, as for the method of adhering the
さらに、芯材となるFRP層92についても、補強用短繊維と粉体のマトリクス樹脂を湿式抄紙法で原料シートに抄造し、該原料シートを脱水、乾燥させた後、マトリクス樹脂の溶融温度で熱プレスする、という製造方法を採用しているが、この製造方法では粉体のマトリクス樹脂の溶融が不完全になって十分な水密成や気密性が得られない、という問題もある。これを補うために、熱プレス時に耐食性樹脂フィルム94を重ねて溶着しているが、耐食性樹脂フィルム94自体は薄すぎて強度や耐久性の向上に寄与しない。
Further, for the
特許文献3に開示された防食パネル9d(図8(d))は、コンクリート、セメント、モルタル等に対する接着性を高めるためにポリマーセメント層96を採用しているが、このポリマーセメント層96はシート状の基材95に塗布したポリマーセメント液を乾燥させて形成するため、その硬化までに時間がかかる。したがって、この防食パネル9dを製造するには、あらかじめシート状の基材95にポリマーセメント層96を塗布して乾燥硬化させた前段積層体を製造し、次いで、その前段積層体の他面にFRP層92を積層する、という段階的な工程が必要になる。このとき、前工程で製造される前段積層体は、後工程に利用するまでの間、長尺のロール状に巻き取って保管することになるので、そのための保管スペースが必要になる。
The
また、後工程においては、ロール状に巻き取った前段積層体をFRP層92への積層ラインに繰り出す際、ポリマーセメント層96に欠落が生じて粉塵が発生し、作業環境が悪化するという問題がある。さらに、防食パネル9dの完成後も、現場施工までの間にポリマーセメント層96が風化、崩落しやすいので、それによってコンクリートCとの定着強度が低下するおそれもある。
Further, in the post-process, when the former layered product wound up in a roll shape is fed out to the lamination line to the
特許文献4に記載された構造物被覆用板状積層体9e(図8(e))は、その有機繊維層93eをコンクリート構造物等の表面に溶融接着することにより、該構造物等を水分から遮蔽しようとするものである。つまり、構造物等を水分等から化学的に保護するものではあるが、外的な荷重や衝撃に対する物理的な強度を高める効果はあまり期待できない。
The structure-coated plate-
コンクリート構造物等の表面に溶融接着される有機繊維層93eの形態については、編織物、不織布、ウェブ状シートのいずれであってもよいと説明されており、好ましい例としてフェルト状シートや、特許文献1に記載された立体編物層93に類似する経パイル織物構造が例示されてはいる。しかし、それらの詳細は不明であり、コンクリートCとの定着強度を高める上で、さらに詳細な工夫改良の余地がある。
Regarding the form of the
特許文献5に記載された防食板9f(図8(f))にあっては、2層の不織布層935、936を重ねた多層シート材93fのうち、コンクリート構造物に結合される第1不織布層936が、耐アルカリ性を有する繊維素材のニードルパンチ加工によって形成される。しかし、ニードルパンチ加工では一般的に厚みのある不織布を作りにくく、また、表面にケバ立ちが生じやすいので、コンクリートCに対する定着強度が十分に得られにくい。
In the
さらに、コンクリートC側に接着される第1不織布層936と、FRP側に接着される第2不織布層937との間にフィルム層935が挟み込まれて、フィルム層935近傍にはコンクリートCもFRP層92の母材樹脂も浸入しない空隙が残される。この文献では、空隙内の繊維がコンクリートCの変位に追従して変形することにより外的衝撃に対する優れた緩衝性が得られると説明されているが、これは反対に、コンクリート構造体に外的な荷重や衝撃が作用したとき、FRP層92がコンクリートCの変形を拘束できず、コンクリートCのせん断破壊等を招いてしまいかねないことを意味する。
Further, a
本発明は、前記のような諸事情に鑑みてなされたものであって、特にコンクリートに対して強固に結合され、コンクリートの化学的な腐食や脆化を防止するだけでなく、物理的な外力に対しても高い強度(主として引張耐力及びせん断耐力)を発揮することのできる補強パネルを、廉価な製法で得ることを目的としている。併せて本発明は、かかる補強パネルの効率的な製造方法と、かかる補強パネルの特性を生かした強固なコンクリート構造物と、該構造物の合理的な施工方法とを提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and is particularly firmly bonded to concrete, not only preventing chemical corrosion and embrittlement of concrete, but also physical external force. In view of this, it is an object to obtain a reinforcing panel capable of exhibiting high strength (mainly tensile strength and shear strength) by an inexpensive manufacturing method. In addition, an object of the present invention is to provide an efficient manufacturing method of such a reinforcing panel, a strong concrete structure utilizing the characteristics of the reinforcing panel, and a rational construction method of the structure. .
本発明の補強パネルは、コンクリートの表面に結合される補強パネルであって、熱硬化性樹脂からなる母材に強化繊維を加えて成形されたFRP層と、前記FRP層の片側全面に積層された、耐アルカリ性繊維からなるアンカー繊維層と、を具備し、前記アンカー繊維層は、多角形状の網目開口を有するメッシュ編物の片面に、高さ及び向きの不揃いなアンカットパイルを編み込んで形成され、前記FRP層と前記アンカー繊維層とが、前記メッシュ編物の厚みの過半部分を前記FRP層の母材中に浸漬させた状態で、板状に一体成形されたことを特徴とする。 The reinforcing panel of the present invention is a reinforcing panel bonded to the concrete surface, and is laminated on the entire surface of one side of the FRP layer formed by adding reinforcing fibers to a base material made of a thermosetting resin. An anchor fiber layer made of alkali-resistant fibers, and the anchor fiber layer is formed by weaving an uncut pile with uneven height and orientation on one side of a mesh knitted fabric having a polygonal mesh opening. The FRP layer and the anchor fiber layer are integrally formed in a plate shape in a state where a majority of the thickness of the mesh knitted fabric is immersed in the base material of the FRP layer.
この補強パネルにおいては、コンクリートとFRP層とを結合させるためのアンカー繊維層が、メッシュ編物の片面にアンカットパイルを編み込んで形成されている。基材となるメッシュ編物は、特許文献1に記載されたようなダブルラッセルの編地ではなく、シングルラッセルの編地として編成される。網目開口の形状については、四角目、菱目、六角目など公知の形状が利用される。
In this reinforcing panel, an anchor fiber layer for bonding the concrete and the FRP layer is formed by weaving an uncut pile on one side of the mesh knitted fabric. The mesh knitted fabric as the base material is knitted as a single raschel knitted fabric, not a double raschel knitted fabric as described in
アンカットパイルとは、カットされていない輪奈状のパイル(ループ)である。このアンカットパイルがメッシュ編物の片面に、高さ及び向きを不揃いにして編み込まれることにより、コンクリートが浸入しやすい大小様々の隙間が無数に形成される。パイルがカットされていないので、繊維自体の剛性や反撥弾性によって個々のパイルに好ましい張力が付与され、パイルが潰れにくくなる。このようなパイルの隙間にコンクリートが密実に浸入して硬化することにより、コンクリートとの定着厚が良好に保持されることとなり、例えば単純な凹凸面や起毛織物等によるアンカー効果に比べて遥かに強固な定着力が得られる。 An uncut pile is an uncut pile (loop). The uncut pile is knitted on one side of the mesh knitted fabric with irregular heights and directions, thereby forming innumerable gaps of various sizes, in which concrete easily enters. Since the pile is not cut, a preferable tension is applied to each pile due to the rigidity and rebound resilience of the fiber itself, and the pile is not easily crushed. By allowing concrete to infiltrate and harden into the pile gaps in this way, the fixing thickness with the concrete will be maintained well, for example, far more than the anchor effect due to, for example, a simple uneven surface or brushed fabric. Strong fixing power can be obtained.
このように、本発明は、コンクリートへの定着力を向上させるアンカー繊維層の具体的構成として、メッシュ編物にアンカットパイルを編み込んだものを採用した点に最大の特徴を有する。シングルラッセル編地の製造や、シングルラッセル編地にアンカットパイルを編み込む加工は、従来の一般な編機を利用して廉価に行うことができるので、製造コストも抑制することができる。 As described above, the present invention has the greatest feature in that an anchor fiber layer in which an uncut pile is knitted into a mesh knitted fabric is adopted as a specific configuration of the anchor fiber layer that improves the fixing force to concrete. The production of the single raschel knitted fabric and the process of knitting the uncut pile into the single raschel knitted fabric can be performed at low cost using a conventional general knitting machine, and thus the production cost can be suppressed.
さらに、本発明の補強パネルにおいては、アンカー繊維層を構成するメッシュ編物の過半部分(厚み方向における半分強〜略全部)がFRP層の母材中に浸漬した状態で、FRP層とアンカー繊維層とが一体成形される。メッシュ編物には、溶融状態にあるFRP層の母材樹脂が含浸され易いので、メッシュ編物の厚みの半分強をFRP層内に取り込むことにより、母材樹脂の硬化によってFRP層とアンカー繊維層とが強固に一体化される。かかる構成を採用すれば、FRP層およびアンカー繊維層を必要以上に厚くせずとも、FRP層自体の材料的強度、FRP層とアンカー繊維層との結合強度、およびアンカー繊維層とコンクリートとの結合強度、をそれぞれ実用レベルで好適に確保することができる。 Furthermore, in the reinforcing panel of the present invention, the FRP layer and the anchor fiber layer in a state in which the majority of the mesh knitted fabric constituting the anchor fiber layer (a little more than half of the thickness in the thickness direction) is immersed in the base material of the FRP layer. And are integrally molded. Since the mesh knitted fabric is easily impregnated with the base material resin of the FRP layer in a molten state, by incorporating a little more than half of the thickness of the mesh knitted fabric into the FRP layer, the FRP layer and the anchor fiber layer are formed by curing the base material resin. Is firmly integrated. By adopting such a configuration, the material strength of the FRP layer itself, the bond strength between the FRP layer and the anchor fiber layer, and the bond between the anchor fiber layer and the concrete can be obtained without making the FRP layer and the anchor fiber layer thicker than necessary. The strength can be suitably secured at a practical level.
また、本発明にかかる前記補強パネルの製造方法は、あらかじめ、多角形状の網目開口を有するメッシュ編物の片面に、高さ及び向きの不揃いなアンカットパイルを編み込んでなる耐アルカリ性繊維製のアンカー繊維層を用意しておき、所定形状の成形型または成形フィルム上に未硬化の熱硬化性樹脂液を供給して、該樹脂液を所定の厚さに調整し、前記熱硬化性樹脂液上に強化繊維を散布または載置して、該強化繊維に該樹脂液を含浸させることにより、強化繊維混合樹脂液層を形成し、次いで、前記強化繊維混合樹脂液層の上に、前記アンカー繊維層を前記メッシュ編物が下向きになるように重ねて、前記メッシュ編物に前記熱硬化性樹脂液を含浸させ、それらの積層体を加熱することにより熱硬化性樹脂を硬化させて、FRP層とアンカー繊維層との一体的な積層体を得ることを特徴とする。この製造方法により、所定形状の補強パネルを効率よく製造することができる。 In addition, the reinforcing panel manufacturing method according to the present invention includes an anchor fiber made of an alkali-resistant fiber, in which an uncut pile having uneven height and orientation is knitted in advance on one side of a mesh knitted fabric having a polygonal mesh opening. A layer is prepared, an uncured thermosetting resin liquid is supplied onto a mold or a film having a predetermined shape, the resin liquid is adjusted to a predetermined thickness, and the thermosetting resin liquid is placed on the thermosetting resin liquid. A reinforcing fiber mixed resin liquid layer is formed by spraying or placing reinforcing fibers and impregnating the reinforcing fibers with the resin liquid, and then the anchor fiber layer on the reinforcing fiber mixed resin liquid layer. The mesh knitted fabric is layered so that the mesh knitted fabric faces downward, the mesh knitted fabric is impregnated with the thermosetting resin liquid, and the laminate is heated to cure the thermosetting resin, so that the FRP layer and the unwoven fabric are unloaded. Characterized in that to obtain an integral laminate of over fiber layer. With this manufacturing method, it is possible to efficiently manufacture a reinforcing panel having a predetermined shape.
また、本発明にかかる前記補強パネルの他の製造方法は、あらかじめ、多角形状の網目開口を有するメッシュ編物の片面に、高さ及び向きの不揃いなアンカットパイルを編み込んでなる耐アルカリ性繊維製のアンカー繊維層の長尺体を用意しておき、連続的に繰り出される下キャリアフィルム上に未硬化の熱硬化性樹脂液を供給して、該樹脂液を所定の厚さに調整し、前記熱硬化性樹脂液上に強化繊維を散布または載置して、該強化繊維に該樹脂液を含浸させることにより、強化繊維混合樹脂液層を形成し、次いで、前記強化繊維混合樹脂液層の上に、前記アンカー繊維層を前記メッシュ編物が下向きになるように重ねて、前記メッシュ編物に前記熱硬化性樹脂液を含浸させ、それらの積層体に上キャリアフィルムを重ねて硬化炉内で加熱することにより熱硬化性樹脂を硬化させて、FRP層とアンカー繊維層との一体的な積層体を連続的に得ることを特徴とする。この製造方法により、長尺状の補強パネルを連続的に効率よく製造することができる。 In addition, another method for manufacturing the reinforcing panel according to the present invention is, in advance, made of an alkali-resistant fiber formed by weaving an uncut pile with uneven height and orientation on one side of a mesh knitted fabric having a polygonal mesh opening. A long body of the anchor fiber layer is prepared, an uncured thermosetting resin liquid is supplied onto the lower carrier film that is continuously drawn out, the resin liquid is adjusted to a predetermined thickness, and the heat A reinforcing fiber mixed resin liquid layer is formed by spreading or placing reinforcing fibers on a curable resin liquid and impregnating the reinforcing fiber with the resin liquid, and then forming a reinforcing fiber mixed resin liquid layer on the reinforcing fiber mixed resin liquid layer. In addition, the anchor fiber layer is overlapped so that the mesh knitted fabric faces downward, the mesh knitted fabric is impregnated with the thermosetting resin liquid, and the upper carrier film is stacked on the laminate and heated in a curing furnace. It by curing the thermosetting resin, characterized in that to obtain a unitary laminate of the FRP layer and the anchor fiber layer continuously. By this manufacturing method, a long reinforcing panel can be continuously and efficiently manufactured.
また、本発明のコンクリート構造物は、適宜の厚さの壁体を有して、該壁体の表裏両面が前記補強パネルにより被覆されたコンクリート構造物であって、前記壁体が無筋コンクリートにより形成され、前記壁体の表裏両面全体に前記補強パネルが隙間なく張設され、前記壁体を形成するコンクリート成分またはモルタル成分が、前記補強パネルのアンカー繊維層に浸入して硬化することにより、前記壁体と前記補強パネルとが一体的に結合され、外力によって該壁体に生じる引張方向およびせん断方向の応力が、主として前記補強パネルにより負担されることを特徴とする。 Further, the concrete structure of the present invention is a concrete structure having a wall body of an appropriate thickness, and both the front and back surfaces of the wall body are covered with the reinforcing panel, and the wall body is unreinforced concrete. The reinforcing panel is stretched across the entire front and back surfaces of the wall body without any gap, and the concrete component or mortar component forming the wall body penetrates into the anchor fiber layer of the reinforcing panel and is cured. The wall body and the reinforcing panel are integrally coupled, and stress in a tensile direction and a shearing direction generated in the wall body by an external force is mainly borne by the reinforcing panel.
すなわち、このコンクリート構造物は、壁体の表裏両面全体に強固に結合された補強パネルが、一般的なコンクリート構造物の内部に配設される鉄筋に替わって、引張方向およびせん断方向の応力を負担するように構成されている。壁体に生じる引張方向およびせん断方向の応力が、「主として」補強パネルにより負担されるとは、無筋コンクリート自体も一定の範囲までは引張方向およびせん断方向の外力に抵抗するが、その一般的な限界強度よりも補強パネル(FRP層)の限界強度のほうが十分に大きくなるように設計されている、という意味である。このような構造を採用すれば、補強のための鉄筋が不要になるので、例えば海水や強酸性の液体に触れるような環境下においても、水分や塩分による鉄筋の腐食を心配する必要がなくなり、優れた強度と長期間にわたる耐久性が得られる。設計強度は、FRP層の厚さを増すことによって容易に増大させることも可能である。また、型枠内に鉄筋がなければコンクリートの充填性も向上するので、通常よりも水セメント比が小さくて粗骨材の多い生コンクリートを用いて、より密実で高強度の構造物を構築することができる。 In other words, in this concrete structure, the reinforcing panel firmly bonded to both the front and back surfaces of the wall is replaced with a reinforcing bar arranged inside a general concrete structure, and stress in the tensile and shear directions is applied. It is configured to bear. The stress in the tensile and shear directions that occurs in the wall is `` mainly '' borne by the reinforcing panel, but unreinforced concrete itself resists external forces in the tensile and shear directions to a certain extent. This means that the limit strength of the reinforcing panel (FRP layer) is designed to be sufficiently larger than the limit strength. Adopting such a structure eliminates the need for reinforcing reinforcing bars, so you don't have to worry about corrosion of reinforcing bars due to moisture or salt, for example, even in environments where you touch seawater or strongly acidic liquids. Excellent strength and long-term durability can be obtained. Design strength can also be easily increased by increasing the thickness of the FRP layer. Also, if there are no reinforcing bars in the formwork, the filling of the concrete will also improve, so a more solid and high-strength structure will be constructed using raw concrete with a smaller water-cement ratio and more coarse aggregate than usual. can do.
なお、前記コンクリート構造物においては、さらに適宜の厚さの床版が無筋コンクリートにより前記壁体と一体的に設けられ、前記床版の底面全体にも前記補強パネルが隙間なく張設されてもよい。この場合も、前記床版を形成するコンクリート成分またはモルタル成分が、前記補強パネルのアンカー繊維層に浸入して硬化することにより、前記床版と前記補強パネルとが一体的に結合され、外力によって該床版に生じる引張方向およびせん断方向の応力が、主として前記補強パネルにより負担されるように構成することができる。 In the concrete structure, a floor slab of an appropriate thickness is provided integrally with the wall body by unreinforced concrete, and the reinforcing panel is stretched without gaps on the entire bottom surface of the floor slab. Also good. Also in this case, the concrete component or the mortar component forming the floor slab penetrates into the anchor fiber layer of the reinforcing panel and hardens, whereby the floor slab and the reinforcing panel are integrally coupled, and by external force It can be configured such that stress in the tensile direction and shear direction generated in the slab is mainly borne by the reinforcing panel.
また、本発明のコンクリート構造物の施工方法は、壁体の表裏両面を規定する位置に前記補強パネルを対置するとともに、各補強パネルの外側に適宜の支保工を設けて該壁体の厚さに相当する対向間隔を保持した後、前記補強パネルによって囲まれた領域内に生コンクリートを打設して充填し、前記生コンクリートの硬化後に前記支保工を撤去することを特徴とする。 Further, the concrete structure construction method of the present invention is such that the reinforcing panel is placed at a position that defines both the front and back surfaces of the wall body, and an appropriate support is provided on the outside of each reinforcing panel to provide a thickness of the wall body. After maintaining the facing interval corresponding to the above, the ready concrete is cast and filled in the region surrounded by the reinforcing panel, and the support is removed after the ready concrete is hardened.
このように、補強パネルを残存型枠(脱型しない永久型枠)に用いてコンクリートを打設する施工方法により、壁体の表裏両面表面に補強パネルが隙間なく張設されて、壁体を形成するコンクリートと補強パネルとが強固に結合されたコンクリート構造物を得ることができる。支保工には、従来公知の金属製、木製、合成樹脂製などの各種桟材、管材、サポート部材などを利用することができる。 In this way, the reinforcement panel is stretched between the front and back surfaces of the wall body without any gap by the construction method in which the reinforcement panel is used for the remaining formwork (permanent formwork not to be removed), and the wall body is A concrete structure in which the concrete to be formed and the reinforcing panel are firmly bonded can be obtained. For the support work, conventionally known various bars such as metal, wood, and synthetic resin, pipes, support members, and the like can be used.
さらに、本発明の発展的構成として、補強パネルの両面にアンカー繊維層を設けることもできる。すなわち、その補強パネルは、コンクリート構造物の表面ではなく内部に埋設される補強パネルであって、熱硬化性樹脂からなる母材に強化繊維を加えて成形されたFRP層と、前記FRP層の表裏両面にそれぞれ積層された、耐アルカリ性繊維からなるアンカー繊維層と、を具備し、前記各アンカー繊維層は、多角形状の網目開口を有するメッシュ編物の片面に、高さ及び向きの不揃いなアンカットパイルを編み込んで形成され、前記FRP層と前記各アンカー繊維層とが、前記メッシュ編物の厚みの過半部分を前記FRP層の母材中に浸漬させた状態で、板状に一体成形されたものとして特徴づけられる。 Furthermore, as a developmental configuration of the present invention, anchor fiber layers can be provided on both sides of the reinforcing panel. That is, the reinforcing panel is a reinforcing panel embedded in the concrete structure, not on the surface thereof. The FRP layer is formed by adding reinforcing fibers to a base material made of a thermosetting resin, and the FRP layer. Anchor fiber layers made of alkali-resistant fibers, which are laminated on both the front and back surfaces, each anchor fiber layer having an irregularly arranged height and direction on one side of a mesh knitted fabric having a polygonal mesh opening. Cut pile is knitted, and the FRP layer and each anchor fiber layer are integrally formed in a plate shape in a state where a majority of the thickness of the mesh knitted fabric is immersed in the base material of the FRP layer. Characterized as a thing.
そして、両面にアンカー繊維層を設けたこの補強パネルを利用するコンクリート構造物は、少なくとも壁体の表裏両面が、片面にアンカー繊維層を具備する前述の補強パネルにより被覆されたコンクリート構造物において、無筋コンクリートにより形成される壁体または床版の内部に、両面にアンカー繊維層を設けた補強パネルが埋設されたものとして特徴づけられる。このようにして、鉄筋の替わりに樹脂製の補強パネルを利用することにより、前述のコンクリート構造物を必要に応じて部分的に補強することができる。 And the concrete structure using this reinforcing panel provided with anchor fiber layers on both sides is a concrete structure in which at least both the front and back surfaces of the wall body are covered with the above-described reinforcing panel having the anchor fiber layers on one side, It is characterized as a reinforcing panel having anchor fiber layers on both sides embedded in a wall or floor slab formed of unreinforced concrete. Thus, the above-mentioned concrete structure can be partially reinforced as needed by using a resin-made reinforcing panel instead of a reinforcing bar.
上述のように構成される本発明の補強パネルは、コンクリートとFRP層とを結合させるためのアンカー繊維層が、メッシュ編物の片面に高さ及び向きの不揃いなアンカットパイルを編み込んで形成されているので、コンクリートに対する強固な定着力が得られる。また、メッシュ編物の過半部分がFRP層の母材中に浸漬した状態でFRP層に一体化されているので、FRP層とアンカー繊維層も強固に結合される。 In the reinforcing panel of the present invention configured as described above, the anchor fiber layer for bonding the concrete and the FRP layer is formed by weaving an uncut pile with uneven height and orientation on one side of the mesh knitted fabric. Therefore, a strong fixing power to concrete can be obtained. In addition, since the majority of the mesh knitted fabric is integrated with the FRP layer while being immersed in the base material of the FRP layer, the FRP layer and the anchor fiber layer are also firmly bonded.
したがって、この補強パネルによって表面が被覆されたコンクリート構造物は、FRP層の耐水性や耐薬品性によって化学的な腐食や脆化から保護されるだけでなく、FRP層の物理的な強度によって、補強用の鉄筋がなくても外的荷重や衝撃に対し高い剛性や耐力を発揮する。 Therefore, the concrete structure whose surface is covered with this reinforcing panel is not only protected from chemical corrosion and embrittlement by the water resistance and chemical resistance of the FRP layer, but also by the physical strength of the FRP layer, Even without reinforcing bars, it exhibits high rigidity and strength against external loads and impacts.
また、本発明の補強パネルの製造方法により、コンクリート構造物の保護及び補強に好適な補強パネルを廉価で効率的に製造することができる。 Moreover, the reinforcement panel suitable for protection and reinforcement of a concrete structure can be manufactured inexpensively and efficiently by the method for producing a reinforcement panel of the present invention.
また、本発明のコンクリート構造物の施工方法により、強固で耐久性に優れたコンクリート構造物を合理的に施工することができる。 Moreover, the concrete structure construction method of the present invention can reasonably construct a strong and durable concrete structure.
以下、本発明の実施の形態について、図を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(補強パネル)
図1は、本発明の実施の形態にかかる補強パネルの断面構造を示し、図2は、該補強パネルに採用されるアンカー繊維層の構成を示す。本発明の補強パネル1は、熱硬化性樹脂からなる母材に強化繊維を加えて成形されたFRP層2と、FRP層2の片側全面に積層された、耐アルカリ性繊維からなるアンカー繊維層3と、を具備する。そして、アンカー繊維層3が、多角形状の網目開口を有するメッシュ編物31の片面に、高さ及び向きの不揃いなアンカットパイル(輪奈状のループ)32を編み込んで形成され、FRP層2とアンカー繊維層3とが、メッシュ編物31の厚みの過半部分をFRP層2の母材中に浸漬させた状態で、板状に一体成形されたものとして構成される。これらの構成要素の詳細について以下に説明する。
(Reinforcement panel)
FIG. 1 shows a cross-sectional structure of a reinforcing panel according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a configuration of an anchor fiber layer employed in the reinforcing panel. The reinforcing
FRP層2を構成する母材樹脂には、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂の中から、構造物の設置環境等に応じた材料を選択して利用することができる。この母材樹脂には、意匠性や平滑性を向上させるため、あるいは製造コストを抑制するために、炭酸カルシウムや水酸化アルミニウム等の骨材を混入したり、着色剤や低収縮材を加えたりしてもよい。
For the base material resin constituting the
母材樹脂に加える強化繊維には、ガラス繊維、アラミド繊維、炭素繊維、ポリビニルアルコール繊維、バサルト繊維等の無機繊維または有機繊維の中から、少なくとも1種類を選択して利用することができる。これらの強化繊維の形態は特に限定されるものではなく、好ましい補強効果が得られるならば、例えばマット状でもよいし、チョップなどの短繊維や、織物などの長繊維であってもよい。 As the reinforcing fiber added to the base material resin, at least one kind can be selected and used from inorganic fibers or organic fibers such as glass fibers, aramid fibers, carbon fibers, polyvinyl alcohol fibers, and basalt fibers. The form of these reinforcing fibers is not particularly limited, and may be, for example, a mat shape, a short fiber such as a chop, or a long fiber such as a woven fabric as long as a preferable reinforcing effect is obtained.
FRP層2の成形厚さや、強化繊維の種類、含有率などは、補強すべき構造体が、特に物理的な外力に対して所望の強度を発揮しうるように適宜、設計される。その実用的な目安としては、FRP層2の厚さが2〜10mm、強化繊維の含有率が20〜50重量パーセントとなるように成形されるのが好ましい。さらに、取扱いのし易さやコストなどを考慮すると、FRP層2の厚さが厚さ2〜5mm、強化繊維の含有率が25〜40重量パーセントとなるように成形されるのが特に好ましい。
The molding thickness of the
アンカー繊維層3は、図2に示すように、メッシュ編物31の片面にアンカットパイル32を編み込んで形成される。基材となるメッシュ編物31には、四角目、菱目、六角目などの網目開口を有するシングルラッセルの編地を利用することができる。メッシュ編物31およびアンカットパイル32を構成する繊維材料には、繊維自体が柔軟かつ強靭であり、耐水性や耐アルカリ性に優れるなどの点から、ビニロン、ナイロン、ポリエステル、ポリプロピレンなどの有機繊維、あるいは炭素繊維やガラス繊維などの無機繊維を好適に利用することができる。メッシュ編物31を構成する繊維材料とアンカットパイル32を構成する繊維材料とは同じでもよいし、異なっていてもよい。実用的な目安として、繊維の太さは0.1〜0.4mm、アンカットパイル32の高さ(厚さ)は2〜20mm、アンカットパイル32の目付は100〜800g/m2 の範囲に設定されるのが好ましい。さらに、アンカットパイル32の高さ及び向きはランダムであるほうが、コンクリートに対する定着性がよい。
As shown in FIG. 2, the
(補強パネルの製造方法)
次に、補強パネル1の製造方法について説明する。補強パネル1の製造方法には、大別して、所定形状の補強パネル1を所定枚数ずつ成形する定形製法と、長尺の連続体を成形して所定形状に切断する連続製法との二種類がある。いずれの製法による場合でも、基本的にアンカー繊維層3については、あらかじめ多角形状の網目開口を有するメッシュ編物31の片面に、高さ及び向きの不揃いなアンカットパイル32を編み込んだアンカー繊維層3の長尺連続体を製造して用意しておく。
(Reinforcement panel manufacturing method)
Next, the manufacturing method of the
定形製法では、まず常温下で、ガラスやステンレス等からなる所定形状の成形型、あるいはペットフィルム等からなる所定形状の成形フィルムの上に、硬化剤その他の必要な添加剤を配合した未硬化の熱硬化性樹脂液を所定量、供給して、該樹脂液を所定の厚さに調整する。 In the standard manufacturing method, first, at room temperature, an uncured composition in which a curing agent and other necessary additives are blended on a molding mold having a predetermined shape made of glass or stainless steel, or a molding film having a predetermined shape made of pet film or the like. A predetermined amount of a thermosetting resin liquid is supplied to adjust the resin liquid to a predetermined thickness.
そして、熱硬化性樹脂液の上に適宜の強化繊維を散布または載置し、含浸・脱泡ローラで軽く加圧するなどしながら、強化繊維に該樹脂液を含浸させるとともに、該樹脂液中の気泡を除去して、強化繊維混合樹脂液層を形成する。板厚が厚い場合は、この手順を所望の厚さになるまで複数回、繰り返す。 Then, an appropriate reinforcing fiber is sprayed or placed on the thermosetting resin liquid, and the resin liquid is impregnated into the reinforcing fiber while being lightly pressed with an impregnation / defoaming roller. Bubbles are removed to form a reinforced fiber mixed resin liquid layer. If the plate is thick, repeat this procedure multiple times until the desired thickness is reached.
次いで、強化繊維混合樹脂液層の上に、アンカー繊維層3を、メッシュ編物31が下向きになるように重ねる。ここでも再度、含浸ローラで軽く加圧するなどしながら、メッシュ編物31に未硬化の熱硬化性樹脂液を含浸させる。このとき、メッシュ編物31に編み込まれたアンカットパイル32の根元の一部が熱硬化性樹脂液中に浸漬されても差し支えはないが、アンカットパイル32の高さの大部分が熱硬化性樹脂液中に沈積してしまうことは不適である。好ましくは、メッシュ編物31の厚みの過半部分(厚み方向における半分強〜略全部)が熱硬化性樹脂液に浸漬した状態にする。
Next, the
こうして形成された熱硬化性樹脂液と強化繊維とアンカー繊維層3との積層体を、40〜170℃に加熱して熱硬化性樹脂を硬化させる。常温で硬化させることも可能であるが、硬化に時間がかかるので、加熱するほうか効率的である。これにより、FRP層2とアンカー繊維層3とが一体的に積層された所定形状の補強パネル1が得られる。
連続製法では、図3に示すような連続成形装置を使用する。まず常温下で、下キャリアフィルムロール51から連続的に繰り出される下キャリアフィルム52上に、樹脂配合タンク53から、硬化剤その他の必要な添加剤を配合した未硬化の熱硬化性樹脂液54を定量ずつ供給し、ナイフコータ55等を用いて該樹脂液54を所定の厚さに調整する。
The laminated body of the thermosetting resin liquid, the reinforcing fiber, and the
In the continuous production method, a continuous molding apparatus as shown in FIG. 3 is used. First, an uncured
そして、例えばラインの上方に設置したガラスロービング装置56において強化繊維となるガラス繊維ロービングを製造し、該ガラス繊維ロービングのチョップドストランド57を熱硬化性樹脂液54の上に散布する。さらに、含浸・脱泡ローラ58で軽く加圧するなどして、強化繊維を該樹脂液54中に沈積させるとともに、該樹脂液54中の気泡を除去して、強化繊維混合樹脂液層59を形成する。なお、熱硬化性樹脂液54に加える強化繊維の種類や形態については、前述したガラス繊維のチョップドストランド57に限らず、織布や、短繊維または長繊維の不織布、組布等も利用可能である。
Then, for example, a glass fiber roving which is a reinforcing fiber is manufactured in a glass
次いで、ロール状に巻き回したアンカー繊維層3を連続的に繰り出し、メッシュ編物31が下向きになるようにして強化繊維混合樹脂液層59の上に重ねる。ここでも再度、含浸ローラで軽く加圧するなどしながら、メッシュ編物31に未硬化の熱硬化性樹脂液54を含浸させる。このときも前記定形製法と同様に、メッシュ編物31の厚みの過半部分(厚み方向における半分強〜略全部)が熱硬化性樹脂液54に浸漬した状態に調整する。
Next, the
こうして形成された強化繊維混合樹脂液層59とアンカー繊維層3との積層体の上に、上キャリアフィルムロール61から繰り出した上キャリアフィルム62を重ねて硬化炉63に送り込み、40〜170℃に加熱して熱硬化性樹脂を硬化させる。これにより、FRP層2とアンカー繊維層3とが一体的に積層された補強パネル1の連続体が得られる。この連続体から下キャリアフィルム52及び上キャリアフィルム62を剥取するとともに、例えばウォータージェット裁断装置63等を利用して連続体を裁断し、所定寸法の補強パネル1を得る。
The
(コンクリート構造物)
次に、前述の補強パネル1によって被覆・補強されたコンクリート構造物と、その施工方法について説明する。図4は、本発明の実施の形態にかかるコンクリート構造物の断面構造を示す。本発明のコンクリート構造物は、適宜の厚さ(概ね100〜300mm程度)の壁体4を備え、該壁体4の表裏両面が前述の補強パネル1により被覆されたものとして構成される。壁体4は、補強用の鉄筋が組み込まれていない無筋コンクリートCによって形成される。この壁体4の表裏両面全体に、補強パネル1が隙間なく張設される。
(Concrete structure)
Next, a concrete structure covered and reinforced by the above-described reinforcing
壁体4を形成するコンクリート成分またはモルタル成分は、アンカー繊維層3のアンカットパイル32の隙間に浸入して硬化する。パイルがカットされていないので、繊維自体の剛性や反撥弾性によって個々のパイルに好ましい張力が付与され、パイルが潰れにくくなる。高さおよび向きを不揃いにして形成されたアンカットパイル32の根元までコンクリートCが密実に浸入して硬化することにより、コンクリートCとの定着厚が良好に保持されて、強固な定着力が得られる。
The concrete component or mortar component forming the wall body 4 penetrates into the gaps between the
コンクリートCとアンカー繊維層3とがこのような状態に結合されると、外的な荷重や衝撃を受けた場合でも、壁体4(無筋コンクリートC)の変位とFRP層2の変位との間に遊び(乖離)が生じにくくなる。これにより、特に引張強度およびせん断強度に優れたFRP層2が、該方向の応力を効率よく負担し、構造体全体として高い強度が得られこととなる。
When the concrete C and the
このコンクリート構造物は、例えば以下のようにして施工される。 This concrete structure is constructed as follows, for example.
まず、コンクリート構造物の壁体4の表裏両面を規定する位置に、該壁体4の厚さに相当する対向間隔を挟むようにして補強パネル1を建て込む。このとき、補強パネル1のアンカー繊維層3を壁体4の内側に向けておく。
First, the reinforcing
壁体4の底面部分や端面部分も囲む必要があれば、あらかじめそれらの部分にも補強パネル、あるいはこれに類するFRP製や金属製などの堰板パネル(図示せず)を建て込んでおく。さらに、壁体4と一体的に連続する床版(図示せず)を設ける場合には、あらかじめ該床版の底面を規定する位置にも補強パネルを設置する。 If it is necessary to enclose the bottom surface portion and the end surface portion of the wall body 4, a reinforcing panel or a similar dam plate panel (not shown) made of FRP or metal is also built in these portions in advance. Further, when a floor slab (not shown) continuous with the wall body 4 is provided, a reinforcing panel is also installed at a position that preliminarily defines the bottom surface of the floor slab.
各補強パネル1は、その外側または下側に支保工を設けて固定する。支保工については、鋼製、木製、合成樹脂製などのバタ材(縦バタ、横バタ)や振れ止め、それらを連結するクランプ類、垂直方向や斜め方向のパイプサポート、補強パネル1同士の対向間隔を固定するセパレータ、コーン、フォームタイ(登録商標:型枠締付金具)など、一般的なコンクリート工事に用いられる各種の支保工部材を、コンクリート構造物の形状や施工環境に応じて適宜、利用することができる。また、補強パネル1をそれらの支保工に仮固定するための手段についても、ビス、ボルト・ナット、リベット、両面テープなど、各種の固定手段を適宜、利用することができる。
Each reinforcing
固定のための孔部や、補強パネル1同士の継ぎ目など、止水を必要とする箇所については、補強パネル1のFRP層2と同様の材質からなる添え板(図示せず)を接着剤で張り重ねたり、該材質との結合性に優れるシーリング材を孔部や隙間に充填したりして封止する。なお、添え板を張り重ねる場合には、重なり幅を片側10cm以上確保することが好ましい。また、接着面にはあらかじめ下地荒らし処理を施して、接着力を向上させることが好ましい。
For places that require water stoppage, such as holes for fixing and joints between the reinforcing
こうして補強パネル1により囲まれた領域内に、生コンクリートを打設する。さらに、バイブレータや突き棒などを用いて生コンクリートを隅々まで密実に充填する。
Thus, the ready-mixed concrete is placed in the area surrounded by the reinforcing
少なくとも1日以上、好ましくは数日程度の養生期間を経て生コンクリートが硬化したならば、支保工を撤去する。こうして、補強パネル1を残存型枠とするコンクリート構造体が構築される。
If the ready-mixed concrete hardens after a curing period of at least one day, preferably several days, the support work is removed. In this way, a concrete structure using the reinforcing
本発明の補強パネルが表面に結合されたコンクリート構造体の強度を検証するために、下記実施例にかかる試験体を製造した。 In order to verify the strength of the concrete structure in which the reinforcing panel of the present invention was bonded to the surface, a test body according to the following example was manufactured.
図3のように構成された連続成形装置において、ライン速度2.5m/分で走行するビニロンフィルム(株式会社クラレ製)の上に、未硬化の不飽和ポリエステル樹脂液(ディエイチマテリアル株式会社製)を平均4100g/m2 塗布した。 In the continuous molding apparatus configured as shown in FIG. 3, an uncured unsaturated polyester resin liquid (manufactured by DH Material Co., Ltd.) is placed on a vinylon film (manufactured by Kuraray Co., Ltd.) that runs at a line speed of 2.5 m / min. ) Was applied at an average of 4100 g / m 2 .
その上に、ガラス繊維ロービング(セントラル硝子株式会社製)のチョップドストランドを平均1740g/m2 散布し、含浸ロールで押さえて、ガラス繊維に樹脂液を含浸させた。
On top of that, chopped strands of glass fiber roving (manufactured by Central Glass Co., Ltd.) were sprayed on average at 1740 g /
続いて、ナイロン製のアンカー繊維層(株式会社ユニチカテクノス製、商品名「キュービックアイ」、目付310g/m2 、厚さ4mm、片面メッシュ/片面ループ)を、メッシュ側が下になるようにして積層し、含浸ロールで押さえて、メッシュ部分を樹脂液中に浸漬させた。 Subsequently, a nylon anchor fiber layer (manufactured by Unitika Technos Co., Ltd., trade name “Cubic Eye”, basis weight 310 g / m 2 , thickness 4 mm, single-sided mesh / single-sided loop) is laminated with the mesh side down. Then, the mesh part was immersed in the resin liquid by pressing with an impregnation roll.
前記積層体の上面をPETフィルム(ユニチカ株式会社製)で覆い、50℃から100℃へと段階的に昇温させて樹脂液を硬化させることにより、厚さが4.0mm、強化繊維の含有率が30重量パーセントのFRP層を有する補強パネルを製造した。 The upper surface of the laminate is covered with a PET film (manufactured by Unitika Co., Ltd.), and the resin solution is cured by gradually raising the temperature from 50 ° C. to 100 ° C. A reinforced panel was produced having a FRP layer with a rate of 30 weight percent.
前記補強パネルを下記4種類のサイズの長方形状にカットした。 The reinforcing panel was cut into rectangular shapes having the following four sizes.
A:幅100mm×長さ480mm
B:幅150mm×長さ650mm
C:幅200mm×長さ780mm
D:幅250mm×長さ950mm
さらに、これらA〜Dとサイズを合わせて、両面が平滑な離型用FRPパネルも用意した。
A: Width 100mm x Length 480mm
B: Width 150mm x Length 650mm
C: 200 mm wide x 780 mm long
D: Width 250mm x Length 950mm
Furthermore, the FRP panel for mold release with smooth both sides was prepared by combining these sizes A to D.
そして、図5に示すように、同サイズの補強用パネル1および離型用FRPパネル7を、それぞれ2枚ずつ一組にして、同種のパネル同士が互いに対向するように角筒状に枠組みした。このとき、補強パネル1のアンカー繊維層3を内側に向けるとともに、枠体の片側の開口端はFRP板(図示せず)で封止した。
Then, as shown in FIG. 5, the reinforcing
セメントの種類記号N(普通ポルトランドセメント)、呼び強度24、スランプ18cm、粗骨材の最大寸法が25mmの生コンクリートを配合し、前記枠体の中に充填して硬化させた。1週間の養生後、離型用FRPパネル7を脱型して、対向2面が補強パネル1によってサンドイッチ状に被覆された角柱状の実施例試験体Tを、下記4種類のサイズで得た。
Cement type symbol N (ordinary Portland cement), nominal strength 24, slump 18 cm, coarse aggregate with a maximum size of 25 mm was blended, filled into the frame and cured. After curing for one week, the mold
実施例試験体A:厚さ100mm×幅100mm×長さ480mm
実施例試験体B:厚さ150mm×幅150mm×長さ650mm
実施例試験体C:厚さ200mm×幅200mm×長さ780mm
実施例試験体D:厚さ250mm×幅250mm×長さ950mm
また、比較対象として、同サイズの離型用FRPパネル7を4枚一組にして角筒状に枠組みし、片側の開口端はFRP板で封止して、その枠体の中に実施例試験体Tと同配合の生コンクリートを充填して硬化させた。1週間の養生後、離型用FRPパネル7を4枚とも脱型して、表面が被覆されていない角柱状の比較例試験体Sを、下記4種類のサイズで得た。
Example Specimen A: Thickness 100 mm × Width 100 mm × Length 480 mm
Example Specimen B: Thickness 150 mm × width 150 mm × length 650 mm
Example test body C: thickness 200 mm × width 200 mm × length 780 mm
Example test body D: thickness 250 mm × width 250 mm × length 950 mm
Further, as a comparison object, a set of four
比較例試験体A:厚さ100mm×幅100mm×長さ480mm
比較例試験体B:厚さ150mm×幅150mm×長さ650mm
比較例試験体C:厚さ200mm×幅200mm×長さ780mm
比較例試験体D:厚さ250mm×幅250mm×長さ950mm
前記実施例試験体(A〜D)および比較例試験体(A〜D)を、JIS_A1106(2006)「コンクリートの曲げ強度試験方法」に則って試験した。実施例試験体(A〜D)については、荷重を加える方向(鉛直方向)に対して補強パネル1が直交するように、コンクリートCと補強パネル1との結合面を上下に配置して試験を実施した。その試験結果を表1に示す。
Comparative Example Specimen A: Thickness 100 mm × Width 100 mm × Length 480 mm
Comparative Example Specimen B: Thickness 150 mm × width 150 mm × length 650 mm
Comparative Example Specimen C: Thickness 200 mm × Width 200 mm × Length 780 mm
Comparative Example Specimen D: Thickness 250 mm × width 250 mm × length 950 mm
The Example test bodies (A to D) and the comparative example test bodies (A to D) were tested in accordance with JIS_A1106 (2006) “Bending strength test method for concrete”. For the test specimens (A to D), the test is performed by arranging the joint surfaces of the concrete C and the reinforcing
表1より、実施例試験体は比較例試験体の約2倍〜3倍の曲げ荷重に耐えることが確認できる。この試験結果より、本発明にかかるコンクリート構造体は、鉄筋がなくても外的荷重に対し格段に優れた強度を発揮することが裏付けられた。 From Table 1, it can be confirmed that the example test specimen can withstand bending load of about 2 to 3 times that of the comparative example test specimen. From this test result, it was confirmed that the concrete structure according to the present invention exhibits a remarkably excellent strength against an external load even without a reinforcing bar.
(本発明の発展的構成)
さらに、本発明の発展的構成として、補強パネルの両面にアンカー繊維層3を設けることもできる。図7に示すように、その補強パネル10は、熱硬化性樹脂からなる母材に強化繊維を加えて成形されたFRP層2と、FRP層2の表裏両面にそれぞれ積層された、耐アルカリ性繊維からなるアンカー繊維層3、3と、を具備する。FRP層2および各アンカー繊維層3、3のそれぞれの詳細な構成については、片面にアンカー繊維層3を具備する前述の補強パネル1と同様である。FRP層2と表裏2層のアンカー繊維層3、3とは同時に、または一連の工程によって一体成形されてもよいし、片面にアンカー繊維層3を設けた前述の補強パネル1を2枚用意し、互いのFRP層2を接着するなどして一体化してもよい。
(Development configuration of the present invention)
Furthermore, as an advanced configuration of the present invention, the
両面にアンカー繊維層3、3を設けたこの補強パネル10は、片面にアンカー繊維層3を設けた前述の補強パネル1によって壁体4の表裏両面が被覆されたコンクリート構造物において、無筋コンクリートにより形成される壁体4または床版の内部に埋設される。より詳細には、両面にアンカー繊維層3、3を設けた補強パネル10は、例えば適宜の幅と長さを有する帯板状に形成されて、特に引張力やせん断力、曲げモーメントが集中する箇所に、部分的な補強部材として埋設され、応力を負担する。このようにして、鉄筋の替わりに樹脂製の補強パネル10をコンクリートの内部にも埋設することにより、無筋コンクリートからなる構造物を、必要に応じてさらに補強することができる。
This reinforcing
1 補強パネル
10 補強パネル
2 FRP層
3 アンカー繊維層
31 メッシュ編物
32 アンカットパイル
4 壁体
52 下キャリアフィルム
54 熱硬化性樹脂液
57 ガラス繊維ロービングのチョップドストランド(強化繊維)
59 強化繊維混合樹脂液層
62 上キャリアフィルム
63 硬化炉
C コンクリート
DESCRIPTION OF
59 Reinforced fiber mixed
Claims (8)
熱硬化性樹脂からなる母材に強化繊維を加えて成形されたFRP層と、
前記FRP層の片側全面に積層された、耐アルカリ性繊維からなるアンカー繊維層と、を具備し、
前記アンカー繊維層は、多角形状の網目開口を有するメッシュ編物の片面に、高さ及び向きの不揃いなアンカットパイルを編み込んで形成され、
前記FRP層と前記アンカー繊維層とが、前記メッシュ編物の厚みの過半部分を前記FRP層の母材中に浸漬させた状態で、板状に一体成形されたことを特徴とする補強パネル。 A reinforcing panel bonded to the surface of a concrete structure,
An FRP layer formed by adding reinforcing fibers to a base material made of a thermosetting resin;
An anchor fiber layer made of alkali-resistant fibers laminated on the entire surface of one side of the FRP layer,
The anchor fiber layer is formed by weaving an uncut pile with uneven height and orientation on one side of a mesh knitted fabric having a polygonal mesh opening,
The reinforcing panel, wherein the FRP layer and the anchor fiber layer are integrally formed in a plate shape in a state where a majority of the thickness of the mesh knitted fabric is immersed in a base material of the FRP layer.
あらかじめ、多角形状の網目開口を有するメッシュ編物の片面に、高さ及び向きの不揃いなアンカットパイルを編み込んでなる耐アルカリ性繊維製のアンカー繊維層を用意しておき、
所定形状の成形型または成形フィルム上に未硬化の熱硬化性樹脂液を供給して、該樹脂液を所定の厚さに調整し、
前記熱硬化性樹脂液上に強化繊維を散布または載置して、該強化繊維に該樹脂液を含浸させることにより、強化繊維混合樹脂液層を形成し、
次いで、前記強化繊維混合樹脂液層の上に、前記アンカー繊維層を、前記メッシュ編物が下向きになるように重ねて、前記メッシュ編物に前記熱硬化性樹脂液を含浸させ、
それらの積層体を加熱することにより熱硬化性樹脂を硬化させて、FRP層とアンカー繊維層との一体的な積層体を得ることを特徴とする補強パネルの製造方法。 It is a manufacturing method of the reinforcement panel of Claim 1, Comprising:
Prepare in advance an anchor fiber layer made of alkali-resistant fibers formed by weaving an uncut pile with uneven height and orientation on one side of a mesh knitted fabric having a polygonal mesh opening,
Supplying an uncured thermosetting resin liquid onto a mold or molded film of a predetermined shape, and adjusting the resin liquid to a predetermined thickness;
A reinforcing fiber mixed resin liquid layer is formed by spreading or placing reinforcing fibers on the thermosetting resin liquid and impregnating the reinforcing fibers with the resin liquid,
Next, the anchor fiber layer is stacked on the reinforcing fiber mixed resin liquid layer so that the mesh knitted fabric faces downward, and the mesh knitted fabric is impregnated with the thermosetting resin liquid,
A method for producing a reinforcing panel, wherein the laminate is heated to cure the thermosetting resin to obtain an integral laminate of the FRP layer and the anchor fiber layer.
あらかじめ、多角形状の網目開口を有するメッシュ編物の片面に、高さ及び向きの不揃いなアンカットパイルを編み込んでなる耐アルカリ性繊維製のアンカー繊維層の長尺体を用意しておき、
連続的に繰り出される下キャリアフィルム上に未硬化の熱硬化性樹脂液を供給して、該樹脂液を所定の厚さに調整し、
前記熱硬化性樹脂液上に強化繊維を散布または載置して、該強化繊維に該樹脂液を含浸させることにより、強化繊維混合樹脂液層を形成し、
次いで、前記強化繊維混合樹脂液層の上に、前記アンカー繊維層を前記メッシュ編物が下向きになるように重ねて、前記メッシュ編物に前記熱硬化性樹脂液を含浸させ、
それらの積層体に上キャリアフィルムを重ねて硬化炉内で加熱することにより熱硬化性樹脂を硬化させて、FRP層とアンカー繊維層との一体的な積層体を連続的に得ることを特徴とする補強パネルの製造方法。 It is a manufacturing method of the reinforcement panel of Claim 1, Comprising:
Prepare a long body of an anchor fiber layer made of alkali-resistant fibers, which is knitted with an uncut pile with irregular height and orientation on one side of a mesh knitted fabric having a polygonal mesh opening in advance.
Supplying an uncured thermosetting resin liquid onto the lower carrier film that is continuously drawn out, adjusting the resin liquid to a predetermined thickness,
A reinforcing fiber mixed resin liquid layer is formed by spreading or placing reinforcing fibers on the thermosetting resin liquid and impregnating the reinforcing fibers with the resin liquid,
Next, the anchor fiber layer is stacked on the reinforcing fiber mixed resin liquid layer so that the mesh knitted fabric faces downward, and the mesh knitted fabric is impregnated with the thermosetting resin liquid,
It is characterized by continuously obtaining an integral laminate of the FRP layer and the anchor fiber layer by curing the thermosetting resin by superposing the upper carrier film on the laminate and heating it in a curing furnace. A method for manufacturing a reinforcing panel.
前記壁体が無筋コンクリートにより形成され、
前記壁体の表裏両面全体に前記補強パネルが隙間なく張設され、
前記壁体を形成するコンクリート成分またはモルタル成分が、前記補強パネルのアンカー繊維層に浸入して硬化することにより、前記壁体と前記補強パネルとが一体的に結合され、
外力によって該壁体に生じる引張方向およびせん断方向の応力が、主として前記補強パネルにより負担されることを特徴とするコンクリート構造物。 In a concrete structure having a wall body of an appropriate thickness, the front and back surfaces of the wall body are concrete structures covered with the reinforcing panel according to claim 1,
The wall is formed of unreinforced concrete;
The reinforcing panel is stretched across the entire front and back surfaces of the wall without gaps,
The concrete component or the mortar component forming the wall body is infiltrated into the anchor fiber layer of the reinforcing panel and cured, whereby the wall body and the reinforcing panel are integrally coupled,
A concrete structure, wherein stress in a tensile direction and a shear direction generated in the wall body by an external force is mainly borne by the reinforcing panel.
適宜の厚さの床版が無筋コンクリートにより前記壁体と一体的に設けられ、
前記補強パネルは少なくとも前記床版の底面全体に隙間なく張設され、
前記床版を形成するコンクリート成分またはモルタル成分が、前記補強パネルのアンカー繊維層に浸入して硬化することにより、前記床版と前記補強パネルとが一体的に結合され、
外力によって該床版に生じる引張方向およびせん断方向の応力が、主として前記補強パネルにより負担されることを特徴とするコンクリート構造物。 The concrete structure according to claim 4,
A floor slab of appropriate thickness is provided integrally with the wall body with unreinforced concrete,
The reinforcing panel is stretched over the entire bottom surface of the floor slab without a gap,
The concrete component or mortar component forming the floor slab penetrates into the anchor fiber layer of the reinforcing panel and hardens, whereby the floor slab and the reinforcing panel are integrally coupled,
A concrete structure, wherein stress in a tensile direction and a shear direction generated in the floor slab by an external force is mainly borne by the reinforcing panel.
壁体の表裏両面を規定する位置に前記補強パネルを対置し、
各補強パネルの外側に適宜の支保工を設けて該壁体の厚さに相当する対向間隔を保持した後、
前記補強パネルによって囲まれた領域内に生コンクリートを打設して充填し、
前記生コンクリートの硬化後に前記支保工を撤去することを特徴とするコンクリート構造物の施工方法。 It is a construction method of the concrete structure according to claim 4,
The reinforcing panel is placed in a position that defines both the front and back surfaces of the wall,
After providing an appropriate support work on the outside of each reinforcing panel and maintaining the facing distance corresponding to the thickness of the wall,
Placing and filling ready-mixed concrete in the area surrounded by the reinforcing panels;
A method for constructing a concrete structure, wherein the support is removed after the ready-mixed concrete is cured.
熱硬化性樹脂からなる母材に強化繊維を加えて成形されたFRP層と、
前記FRP層の表裏両面にそれぞれ積層された、耐アルカリ性繊維からなるアンカー繊維層と、を具備し、
前記各アンカー繊維層は、多角形状の網目開口を有するメッシュ編物の片面に、高さ及び向きの不揃いなアンカットパイルを編み込んで形成され、
前記FRP層と前記各アンカー繊維層とが、前記メッシュ編物の厚みの過半部分を前記FRP層の母材中に浸漬させた状態で、板状に一体成形されたことを特徴とする補強パネル。 A reinforcing panel embedded in a concrete structure,
An FRP layer formed by adding reinforcing fibers to a base material made of a thermosetting resin;
An anchor fiber layer made of alkali-resistant fibers, laminated on both front and back surfaces of the FRP layer,
Each anchor fiber layer is formed by weaving an uncut pile with uneven height and orientation on one side of a mesh knitted fabric having a polygonal mesh opening,
The reinforcing panel, wherein the FRP layer and each anchor fiber layer are integrally formed in a plate shape in a state where a majority of the thickness of the mesh knitted fabric is immersed in a base material of the FRP layer.
無筋コンクリートにより形成される壁体または床版の内部に、請求項7に記載の補強パネルが埋設されたことを特徴とするコンクリート構造物。 In the concrete structure according to claim 4 or 5,
A concrete structure in which the reinforcing panel according to claim 7 is embedded in a wall or floor slab formed of unreinforced concrete.
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