JPH09132852A

JPH09132852A - コンクリート構造物補強用強化繊維材、コンクリート構造物の補強方法及びその補強構造

Info

Publication number: JPH09132852A
Application number: JP8094789A
Authority: JP
Inventors: Shigehiko Harada; 茂彦原田; Masato Ando; 正人安藤; Yukio Asano; 幸雄浅野; Takehiko Kato; 武彦加藤; Norimitsu Hayashida; 則光林田; Tomoaki Tsujimura; 知明辻村
Original assignee: Arisawa Mfg Co Ltd; Toho Rayon Co Ltd; Kumagai Gumi Co Ltd
Current assignee: Arisawa Mfg Co Ltd; Teijin Ltd; Kumagai Gumi Co Ltd
Priority date: 1995-08-31
Filing date: 1996-03-25
Publication date: 1997-05-20
Anticipated expiration: 2016-03-25
Also published as: JP3523750B2

Abstract

(57)【要約】【課題】既存のコンクリート構造物を補強する際に使
用される強化繊維材において、コンクリート構造物に高
強度を与えることができ、保存性があり、その施工時に
おいて軽量であり且つドレープ性に優れ、施工時の環境
によっても温度依存性が無く、作業性に優れ、マトリッ
クス樹脂を含まないコンクリート構造物補強用強化繊維
材、コンクリート構造物の補強方法及びその補強構造を
提供する。【解決手段】本発明のコンクリート構造物補強用強化
繊維材は、一方向に引き揃えられた強化繊維シート１の
少なくとも一方の面に、樹脂が通過できる通孔を有する
熱可塑性樹脂繊維シート２が配され、両者が熱融着され
ている。該強化繊維材のコンクリート構造物へ接着時に
は、マトリックス樹脂が含浸されていないので、作業性
が向上する。該強化繊維材へのマトリックス樹脂の含浸
は、下層に適用された樹脂を湧き上げるように行ってい
るので、繊維層の気泡は排除される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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
クリート構造物補強用強化繊維材、このコンクリート構
造物補強用強化繊維材を用いたコンクリート構造物の補
強方法並びに補強されたコンクリート構造物の補強構造
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、或いは地震等の罹
災により強度低下するため、補強・補修の必要が生じ
る。旧来、このような既存のコンクリート構造物の強化
には強度低下を防ぐ目的で、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
性が劣る等の問題があった。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。

【０００３】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。

【０００４】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。

【０００５】

【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。

【０００６】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。

【０００７】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
あるという欠点がある。そして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。

【０００８】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し、或いは硬化剤を含ませず硬
化剤を後から付与する等の対策が採られるが、やはり樹
脂の硬化進行は避けがたい問題となっている。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媒に
溶解させたものが塗布されるが、この方法では、施工現
場で有機溶媒が蒸発し作業環境を悪化させるという問題
を伴う。

【０００９】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、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。

【００１０】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
クリート構造物補強用強化繊維材において、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、施工時の環境によっても温
度依存性が無く、作業性に優れたコンクリート構造物補
強用強化繊維材を提供することにある。

【００１１】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強用強化
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
強用強化繊維材を提供することにある。

【００１２】また本発明は、このようなコンクリート構
造物補強用強化繊維材を使用した、補強方法及びその補
強構造を提供することにある。

【００１３】

【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強用強化繊維
材は、一方向に引き揃えられた強化繊維シートの少なく
とも一方の面に、樹脂を通過させることができる通孔を
有する熱可塑性樹脂繊維シートが配され、両者が熱融着
されていることを特徴とする。

【００１４】本発明のコンクリート構造物の補強方法
は、（１）コンクリート構造物の面に接着剤或いは接着
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強用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強用強化繊維材の層
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強用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強用強化繊維材に
含まれる気泡を追い出しつつ、該コンクリート構造物補
強用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。

【００１５】本発明のコンクリート構造物の補強構造
は、一方向に引き揃えられた強化繊維シートと熱可塑性
樹脂繊維シートとが熱融着している状態のコンクリート
構造物補強用強化繊維材が、一層以上配され、マトリッ
クス樹脂によってコンクリート構造物の表面上に一体に
硬化して固着されていることを特徴とする。

【００１６】本明細書中において、「コンクリート構造
物補強用強化繊維材」は、以下、「強化繊維材」と略
す。

【００１７】本発明の説明に用いる用語「強化繊維シー
ト」は、本発明の「強化繊維材」の構成材料の一部を意
味し、全部を意味しない。

【００１８】本発明の強化繊維材は、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と熱可塑性樹脂繊
維シートが熱融着してなる融着物であり、マトリックス
樹脂を含んでいない。そして、該強化繊維材を用いた本
発明のコンクリート構造物の補強方法によれば、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。

【００１９】本発明の強化繊維材は、マトリックス樹脂
を施工現場において含浸させるため、強化繊維材の保存
性は特に考慮する必要がない。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の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。

【００２１】本発明の強化繊維材の構成要素である強化
繊維シートの形態は、コンクリート構造物に高強度を与
える上で、連続繊維の一方向配向体が好ましいが、短繊
維が一方向配向に配列したシート状物であっても良い。

【００２２】本発明の強化繊維材の構成要素である熱可
塑性樹脂繊維シートの成分は、ポリアミド繊維、ポリエ
ステル繊維などが挙げられ、特に溶融温度が７０〜２０
０℃のものが好適である。その理由は、７０℃未満で溶
融する繊維では気温が高くなる夏場には形態保持性が乏
しくなり、一方、溶融温度が２００℃を越えるものであ
れば熱融着に多くのエネルギーが必要となるためであ
る。

【００２３】熱可塑性樹脂繊維シートの形態は、不織
布、フリース等でもよく、特に制限されないが、樹脂を
通過させることができる通孔を有するシート形態であ
り、本発明の強化繊維材にマトリックス樹脂を含浸した
場合に、マトリックス樹脂が熱可塑性樹脂繊維シートの
通孔を通って強化繊維シートに含浸出来るものであれば
何でもよい。このような通孔を繊維目付で規定すれば、
５〜１００ｇ／ｍ²、好ましくは１０〜５０ｇ／ｍ²の
通気性の高い熱可塑性樹脂繊維シートである。このよう
な組織の熱可塑性樹脂繊維シートは、一般に市販されて
いるものが使用可能である。熱可塑性樹脂繊維不織布
は、通気抵抗が低い物を得ることができるので、特に好
適である。

【００２４】更に、積極的に樹脂を通過させる目的で、
この繊維シートに開孔率５〜４０％の範囲でくり抜き孔
を設けることもできる。このくり抜き孔は、例えば、円
形孔、ダ円形孔、角形孔、スリット形孔等の任意の形状
でよい。

【００２５】本発明の強化繊維材は、前記強化繊維シー
トの片面或いは両面に、前記熱可塑性樹脂繊維シートが
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シートとの熱
融着の程度は、熱可塑性樹脂繊維シートが繊維の状態を
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。熱可塑性樹脂繊維シートが完全に溶融し、膜状を
形成してしまうと、熱可塑性樹脂繊維シートの通孔が完
全に塞がれたり或いは通孔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るからである。

【００２６】本発明の強化繊維材を図１に示す。図１に
おいて、１は強化繊維シート、２は熱可塑性樹脂繊維シ
ートである。図２は、本発明の強化繊維材における強化
繊維シート１と熱可塑性樹脂繊維シート２の界面を微視
的に描いた模式図であり、３は融着部位を示す。図５
は、くり抜き孔の一例を示し、円形のくり抜き孔５を設
けた熱可塑性樹脂繊維シート２の平面図であり、図６
は、別のくり抜き孔の一例を示し、スリット形のくり抜
き孔５を設けた熱可塑性樹脂繊維シート２の平面図であ
る。

【００２７】本発明の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シートによ
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シートとの界面に於ける融着
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。

【００２８】熱可塑性樹脂繊維シートを２枚用いる場合
は、その種類が異なってもよく、例えば、一方が不織布
もう一方がネットでも良い。強化繊維シートを２枚の熱
可塑性樹脂繊維シートで挟み込むように配置して熱融着
している場合、熱融着による一体化に加えて、必要に応
じて、２枚の熱可塑性樹脂繊維シートに対して、軽いピ
ンポイント接着又はステッチを入れてもよい。このよう
な処理を行うと、より一層、強化繊維シートの偏りやず
れが無くなり、取扱い性が改善される。さらに必要に応
じて、熱可塑性樹脂繊維シートとしてフリースを使用
し、軽いパンチングを行っても良い。

【００２９】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シートが軟化し、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シートを多層
に積層し、同時に接着する場合に特に有効である。

【００３０】本発明の製造方法により得られる強化繊維
材は、従来の樹脂含浸したプリプレグタイプの強化繊維
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、従って、軽量であり、ドレープ
性がある。また、本発明の製造方法により得られる強化
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、
接着剤により通孔が塞がれるような不都合がなく、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。

【００３１】強化繊維シートの目付の下限は、通常、５
０ｇ／ｍ²以上、特に２００ｇ／ｍ²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／ｍ²を越えない方が良
い。

【００３２】本発明の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、強化繊維材を配設し、この強化繊
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、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上げるように
し、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。

【００３３】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。強化繊維材に樹
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、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シートの面が外になるように配置す
ることが望ましい。

【００３４】また、強化繊維材における熱可塑性樹脂繊
維シート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。

【００３５】しかしながら、形態安定性、取扱い製の面
からは、強化繊維シートの両面に熱可塑性樹脂繊維シー
トが融着されていることが好ましい。

【００３６】図３はコンクリート構造物に本発明の強化
繊維材を適用した場合の補強構造の断面を示す。４はコ
ンクリート構造物であり、コンクリート構造物４の梁部
分に、強化繊維シート１の片面に熱可塑性樹脂繊維シー
ト２が融着された本発明の強化繊維材が、連続的に貼着
されており、そのコンクリート構造物４側に、強化繊維
材の強化繊維の剥き出し面が貼着されている。

【００３７】図４はコンクリート構造物に本発明の別の
強化繊維材を適用した場合の補強構造の断面を示す。４
はコンクリート構造物であり、コンクリート構造物４の
梁部分に、強化繊維シート１の両面に熱可塑性樹脂繊維
シート２が融着された本発明の強化繊維材が、連続的に
貼着されている。

【００３８】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、強化材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（２
５℃）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。

【００３９】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。

【００４０】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等から選
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。

【００４１】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。

【００４２】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℃程度の常温で数日以
内に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。

【００４３】

【実施例】

〔実施例１〕アクリル系炭素繊維（強度４００ｋｇｆ／
ｍｍ²，弾性率２４ｔ／ｍｍ²，繊維直径７μｍ）の長
繊維を一方向配向した、目付３００ｇ／ｍ²の炭素繊維
シートの片面に、融点１１５℃の変性ポリエステル不織
布（目付２５ｇ／ｍ²、三井東圧化学（株）製）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、一体化させ本実施例１の強化繊維材
を得た。この強化繊維材は、柔軟であり、直径３００ｍ
ｍのドラムに巻き取ることが可能であった。この強化繊
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、２５℃における風合メーターによる風合度は２
０ｇ、１０℃における風合度は３０ｇであり、ドレープ
性に優れていた。

【００４４】マトリックス樹脂を次のようにして調製し
た。エピコート８３４（商品名、油化シェルエポキシ
（式）製、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、粘度約
２５，０００センチポイズ）及びＹＥＤ２０５（商品
名、油化シェルエポキシ（株）製、ポリグリコールジグ
リシジルエーテル、粘度約２５センチポイズ）を用
い、硬化剤として変性ポリアミンを用い、粘度が４，０
００センチポイズ（２５℃）になるように調整してマト
リックス樹脂とした。

【００４５】コンクリート部材（長さ４００ｍｍ、幅１
００ｍｍ、厚さ１００ｍ）の底面に下地処理を実施した
後に、前記マトリックス樹脂を室温で約４００ｇ／ｍ²
になるよう塗布した。この上に、上記製造方法により得
られた本実施例１の強化繊維材を、長手方向が繊維軸方
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、下面よりマトリックス樹脂
を湧き出させるようにして、繊維層に含まれていた空気
を追い出し、繊維層に樹脂を含浸させた。

【００４６】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、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。〔実施例２〕アクリル系炭素繊維（強度４００ｋｇｆ／
ｍｍ²，弾性率２４ｔ／ｍｍ²，繊維直径７μｍ）の長
繊維を一方向配向した、目付３００ｇ／ｍ²の炭素繊維
シートの片面に、融点１１５℃の変性ポリエステル不織
布（目付２５ｇ／ｍ²、三井東圧化学（株）製）に、５
ｍｍφの孔を横方向１０ｍｍピッチ、縦方向５ｍｍピッ
チの千鳥配列となるようにパンチング処理（開孔率３９
％）を施した不織布を配し、設定温度１１３℃の熱ロー
ラー間を線圧力３ｋｇ／ｃｍにて通過させ、一体化させ
本実施例２の強化繊維材を得た。この強化繊維材は、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、２５℃における風合メ
ーターによる風合度は２０ｇ、１０℃における風合度は
３０ｇであり、ドレープ性に優れていた。

【００４７】マトリックス樹脂を次のようにして調製し
た。エピコート８３４（商品名、油化シェルエポキシ
（式）製、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、粘度約
２５，０００センチポイズ）及びＹＥＤ２０５（商品
名、油化シェルエポキシ（株）製、ポリグリコールジグ
リシジルエーテル、粘度約２５センチポイズ）を用
い、硬化剤として２Ｅ４ＭＺ（商品名、四国化成工業
（株）製の２−エチル−４−メチルイミダゾール）を用
い、粘度が４，０００センチポイズ（２５℃）になるよ
うに調整してマトリックス樹脂とした。

【００４８】コンクリート部材（長さ４００ｍｍ、幅１
００ｍｍ、厚さ１００ｍ）の底面に下地処理を実施した
後に、前記マトリックス樹脂を室温で約４００ｇ／ｍ²
になるよう塗布した。この上に、上記製造方法により得
られた本実施例２の強化繊維材を、長手方向が繊維軸方
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、下面よりマトリックス樹脂
を湧き出させるようにして、繊維層に含まれていた空気
を追い出し、繊維層に樹脂を含浸させた。

【００４９】ついで、２５℃の雰囲気で７日間静置し、
マトリックス樹脂を硬化させた。この硬化物の最大荷重
を下記の表１に示す。

【００５０】

【表１】〔実施例３〕アクリル系炭素繊維（強度４００ｋｇｆ／
ｍｍ²，弾性率２４ｔ／ｍｍ²，繊維直径７μｍ）の長
繊維を一方向配向した、目付３００ｇ／ｍ²の炭素繊維
シートの片面に、融点１３０℃の変性ポリアミド不織布
（目付２５ｇ／ｍ²、三井東圧化学（株）製）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３の強化繊維材を得
た。この強化繊維材は、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。

【００５１】〔実施例４〕アクリル系炭素繊維（強度４
００ｋｇｆ／ｍｍ²，弾性率２４ｔ／ｍｍ²，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
アミド不織布（目付２５ｇ／ｍ²、三井東圧化学（株）
製）に、孔径２０ｍｍφのを横方向ピッチ４０ｍｍ、縦
方向ピッチ４０ｍｍとなるようにパンチング処理した不
織布（開孔率１８％）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４の強化繊維材を得た。この強化繊維材は、
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。

【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
／ｍ²、樹脂含有率３３％の一方向繊維シートを作製し
た。

【００５３】このシートの風合メーターによる２５℃に
おける風合度は７５ｇであり、また１０℃においては樹
脂が固化し、風合度は１５０ｇであり、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強用強化
繊維材は、マトリックス樹脂を含有しないので、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、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強用強化繊
維材は、一方向に引き揃えられた強化繊維シートに樹脂
が通過できる通孔を有する熱可塑性樹脂繊維シートが配
されているので、マトリックス樹脂の含浸性に優れ、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
工程において、下面に塗布されたマトリックス樹脂の湧
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強構造を提供することができ
る。

【００５６】本発明のコンクリート構造物補強用強化繊
維材は、一方向に引き揃えられた強化繊維シートの少な
くとも一方の面に、樹脂が通過できる通孔を有する熱可
塑性樹脂繊維シートが熱融着されているので、樹脂の含
浸性が良い。したがって、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強用強化繊維材
を、コンクリート構造物に接着し、マトリックス樹脂の
含浸工程をその後に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。

【００５７】本発明のコンクリート構造物補強用強化繊
維材は、特に、熱可塑性樹脂繊維シートの無い強化繊維
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となる。また、該強
化繊維材の熱可塑性樹脂繊維シート面とコンクリート構
造物面とが接するように配置されている場合は、高い剥
離強度を示す。

【００５８】本発明のコンクリート構造物補強用強化繊
維材は、表面に熱可塑性樹脂繊維シートを有するため、
樹脂含浸時表面をローラーが押圧転動しても強化繊維の
毛羽立ちがなく作業性に優れている。

【００５９】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強用強化繊維材は、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強用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。

【００６０】本発明のコンクリート構造物補強用強化繊
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
の補強効果に優れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコンクリート構造物補強用強化繊維材
である。

【図２】本発明のコンクリート構造物補強用強化繊維材
における強化繊維シートと熱可塑性樹脂繊維シートの界
面を微視的に描いた模式図である。

【図３】コンクリート構造物に本発明のコンクリート構
造物補強用強化繊維材を適用した場合の補強構造の断面
を示す。

【図４】コンクリート構造物に本発明の別のコンクリー
ト構造物補強用強化繊維材を適用した場合の補強構造の
断面を示す。

【図５】くり抜き孔の一例を示し、円形のくり抜き孔を
設けた熱可塑性樹脂繊維シートの平面図である。

【図６】くり抜き孔の一例を示し、スリット形のくり抜
き孔を設けた熱可塑性樹脂繊維シートの平面図である。

【符号の説明】

１強化繊維シート２熱可塑性樹脂繊維シート３融着部位４コンクリート構造物５くり抜き孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安藤正人静岡県駿東郡長泉町上土狩字高石234番地東邦レーヨン株式会社研究所内 (72)発明者浅野幸雄新潟県上越市大字中田原１番地株式会社有沢製作所中田原工場内 (72)発明者加藤武彦茨城県つくば市大字鬼ヶ窪字下山1043番１株式会社熊谷組技術研究所内 (72)発明者林田則光茨城県つくば市大字鬼ヶ窪字下山1043番１株式会社熊谷組技術研究所内 (72)発明者辻村知明茨城県つくば市大字鬼ヶ窪字下山1043番１株式会社熊谷組技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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、樹脂が通過できる通孔を有す
る熱可塑性樹脂繊維シートが配され、両者が熱融着され
ていることを特徴とするコンクリート構造物補強用強化
繊維材。
【請求項２】前記強化繊維シートが炭素繊維から構成
されたものである請求項１記載のコンクリート構造物補
強用強化繊維材。
【請求項３】前記熱可塑性樹脂繊維シートが７０℃以
上で溶融したものである請求項１又は２記載のコンクリ
ート構造物補強用強化繊維材。
【請求項４】前記熱可塑性樹脂繊維シートの目付が１
００ｇ／ｍ²以下である請求項１、２又は３記載のコン
クリート構造物補強用強化繊維材。
【請求項５】前記熱可塑性樹脂繊維シートが熱可塑性
樹脂繊維不織布である請求項１、２、３又は４記載のコ
ンクリート構造物補強用強化繊維材。
【請求項６】前記熱可塑性樹脂繊維シートにくり抜き
孔が設けられている請求項１、２、３、４又は５記載の
コンクリート構造物補強用強化繊維材。
【請求項７】（１）コンクリート構造物の面に接着剤
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、４、５又は６記載のコンクリ
ート構造物補強用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強用強化繊維材の層にマ
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強用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強用強化繊維材に含
まれる気泡を追い出しつつ、該コンクリート構造物補強
用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
構造物の補強方法。
【請求項８】請求項７記載のコンクリート構造物の補
強方法において、マトリックス樹脂の塗布、コンクリー
ト構造物補強用強化繊維材の配設及びコンクリート構造
物補強用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強方法。
【請求項９】一方向に引き揃えられた強化繊維シート
と熱可塑性樹脂繊維シートとが熱融着している状態のコ
ンクリート構造物補強用強化繊維材が、一層以上配さ
れ、マトリックス樹脂によってコンクリート構造物の表
面上に一体化して硬化していることを特徴とするコンク
リート構造物の補強構造。