JPH1134199A

JPH1134199A - 補強材料

Info

Publication number: JPH1134199A
Application number: JP20994197A
Authority: JP
Inventors: Akito Watanabe; 秋人渡邊; Nobuyoshi Kawabata; 信義川端
Original assignee: Sakase Adtech Co Ltd
Current assignee: Sakase Adtech Co Ltd
Priority date: 1997-07-18
Filing date: 1997-07-18
Publication date: 1999-02-09

Abstract

(57)【要約】【課題】一枚で構造材表面に作用するあらゆる方向から
の応力に対しても強化し得る補強材料を提供する。【解決手段】第１の方向に互いに平行に配列される多
数本の補強糸１１からなる第１の補強糸群１０と、第１
の補強糸群１０に対して直交する直交線に対して所定の
角度で斜め方向に交差する第２の方向に互いに平行に配
列される多数本の補強糸２１からなる第２の補強糸群２
０と、第１の補強糸群１０に対して直交する直交線に対
して第２の補強糸群２０と対称的に斜め方向に交差する
第３の方向に互いに平行に配列される多数本の補強糸か
らなる第３の補強糸群３０と、を備え、前記第１，第２
及び第３の補強糸群を構成する各補強糸１１，２１，３
１を、互い違いに交差させて織目が開孔部５となるよう
に織った一層のシート状の織物構造に構成され、構造材
１表面に固定して構造材１の補強・補修に使用されるこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明はたとえばコンクリー
トや木材構造物等の補修・補強に用いられる補強材料に
関し、特に繊維強化されたシート状の補強材料に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、この種の補強材料としては、
強化繊維の配列を一方向配列としたものが一般的であ
り、強化繊維の配列方向を主たる応力が作用する方向に
合わせて構造材表面に張り付けることにより構造材の補
強・補修がなされていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の補
強材料は、強化繊維の一方向に配列された一方向材であ
るために、強化繊維の配列方向に作用する応力に対して
は補強できるものの、実際には構造材表面には予期せぬ
方向の応力が作用する場合があり、補強が十分ではな
い。

【０００４】このような複数の方向の応力に対応するた
めに、従来は補強材料を複数枚張り合わせて対応してい
るが、複数の補強材料を積層する必要があり手間がかか
る。

【０００５】また、一方向材では施工に際して繊維基材
の方向を間違える可能性がある。

【０００６】さらに、一方向材では面剛性が一方向に偏
っているために、取扱いにくく、曲面追従性も悪かっ
た。

【０００７】本発明は、一枚で構造材表面に作用するあ
らゆる方向の応力に対して強化し得る補強材料を提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にあっては、高強度・高弾性の長繊維を束ね
た補強糸が用いられ、第１の方向に互いに平行に配列さ
れる多数本の前記補強糸からなる第１の補強糸群と、該
第１の補強糸群に対して直交する直交線に対して所定の
角度で斜め方向に交差する第２の方向に互いに平行に配
列される多数本の前記補強糸からなる第２の補強糸群
と、前記第１の補強糸群に対して直交する直交線に対し
て第２の補強糸群と対称的に斜め方向に交差する第３の
方向に互いに平行に配列される多数本の前記補強糸から
なる第３の補強糸群と、備え、前記第１，第２及び第３
の補強糸群を構成する各補強糸を、互い違いに交差させ
て織った一層のシート状の織物構造に構成され、構造材
の表面に固定して構造材の補強・補修に使用されること
を特徴とする。

【０００９】補強糸としては、炭素繊維（ＣＦ），ガラ
ス繊維（ＧＦ），アラミド樹脂（ＡｒＦ），ＰＢＯ繊
維，ポリアリレート繊維，高強度ポリエチレン繊維，ポ
リアセタール繊維，アルミナ繊維（ＡＦ），炭化ケイ素
繊維（ＳｉＣＦ），チラノ繊維，ボロン繊維，アモルフ
ァス金属繊維，ステンレス繊維，超弾性ＮＴ合金ワイ
ヤ，チタンワイヤ等が適用可能である。

【００１０】また、構造材としては、コンクリート系構
造材、石材、木材、金属材等の種々の構造材に適用可能
である。

【００１１】本発明によれば、第１，第２および第３の
補強糸群を備えているので、一層で３方向に強度を有
し、構造材表面に作用する複数の応力に対して対応する
ことができる。また、施工は一枚の補強材料を張り付け
るだけでよく、施工が簡単にできる。

【００１２】さらに、補強糸が３方向に配列されている
ので、基本的には方向性の制約は無い。もっとも、応力
の方向にいずれかの補強糸群の方向を合わせることが最
適である。

【００１３】また、補強材料は３方向の補強糸群の各補
強糸が互い違いに交差する織物構造としているので、３
方向の交差した補強糸によって織目が目止めされ、面剛
性が均一で安定しているので、施工時の取扱い性がよ
く、また曲面追従性にもすぐれている。また、各補強糸
間の隙間も均一に保持されるので、マトリックス樹脂に
よって固める場合にも、マトリックス樹脂が偏ることな
く全体的に均一に含浸されるので、樹脂含浸性がよい。

【００１４】特に、織物構造は織目に開孔部を形成する
構造とすることが好ましい。このようにすれば、曲面追
従性が一層高くなるし、含浸されるマトリックス樹脂の
量も増大させることができる。

【００１５】また、構造材表面への固定はマトリックス
樹脂を含浸させて構造材に接着固定する接着固定であ
り、織目の開孔部に充填硬化されるマトリックス樹脂に
て構造材表面とのせん断方向のずれを防止することを特
徴とする。

【００１６】すなわち、開孔部に食い込んで硬化したマ
トリックス樹脂のアンカー効果によって補強材料の全体
にわたってせん断方向に対して強固に固定され、剥離が
防止される。

【００１７】また、構造材表面への固定は構造材表面へ
の埋め込み固定であり、開孔部に構造材を喰い込ませて
せん断方向のずれを防止することを特徴とする。

【００１８】構造材としてはコンクリート系の材料が好
適で、この場合は、構造材自体が開孔部に食い込み、そ
のアンカー効果によってせん断方向のずれが防止され
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。

【００２０】図１は本発明の一実施の形態に係る補強材
料を用いた構造材の補修・補強構造を示す模式図であ
る。

【００２１】すなわち、１はコンクリート構造材等の構
造材を示しており、この構造材１の表面に、補強材料２
にマトリックス樹脂３を含浸させて接着固定して補強層
４を構成したものである。マトリックス樹脂３自体が構
造材１との接着性を有するが、接着性を高めるために下
地にプライマを塗布してもよい。

【００２２】この補強材料２は、図１(ａ)に示されるよ
うに、第１の方向に互いに平行に配列される多数本の補
強糸１１からなる第１の補強糸群１０と、該第１の補強
糸群１０に対して直交する直交線Ｖに対して所定の角度
αで斜め方向に交差する第２の方向に互いに平行に配列
される多数本の補強糸２１からなる第２の補強糸群２０
と、前記第１の補強糸群１０に対して直交する直交線Ｖ
に対して第２の補強糸群２０と対称的に斜め方向に交差
する第３の方向に互いに平行に配列される多数本の補強
糸３１からなる第３の補強糸群３０と、を備え、これら
第１，第２および第３の補強糸群１０，２０，３０の各
補強糸１１，２１，３１が互い違いに交差させて織目が
開孔部５となるように織った一層のシート状の織物構造
に構成されている。

【００２３】補強材料の織物構造としては、図１(ｃ)に
示すように各補強糸を２本ずつ織った織物構造としても
よいし、図１(ｄ)に示すように、図１(ａ)に示すような
構造の開孔部５を埋めるように補強糸を折り込むことに
よって、開孔部の小さい織物構造とすることもできる。
このようにすれば、補強糸の単位面積当りの本数が増大
するので、補強材料の強度をより高めることができる。

【００２４】補強糸としては高強度・高弾性の長繊維、
たとえば、炭素繊維（ＣＦ），ガラス繊維（ＧＦ），ア
ラミド樹脂（ＡｒＦ），ＰＢＯ繊維，ポリアリレート繊
維，高強度ポリエチレン繊維，ポリアセタール繊維，ア
ルミナ繊維（ＡＦ），炭化ケイ素繊維（ＳｉＣＦ），チ
ラノ繊維，ボロン繊維，アモルファス金属繊維，ステン
レス繊維，超弾性ＮＴ合金ワイヤ，チタンワイヤ等によ
って構成される。

【００２５】第２の補強糸群２０と第３の補強糸群３０
は、第１の補強糸群１０の直交線Ｖに対して互いに６０
度の角度で交差している。

【００２６】一方、マトリックス樹脂３としては、実際
の施工を考慮すると常温硬化型樹脂が好ましいが、必要
に応じて熱硬化性樹脂，熱可塑性樹脂等種々の樹脂が適
用可能である。常温硬化型樹脂としては、たとえば不飽
和ポリエステル樹脂，ビニルエステル樹脂，エポキシ樹
脂等が使用可能である。

【００２７】施工は、一般的に、構造材表面にプライマ
を塗布した後、マトリックス樹脂を塗布し、その上に補
強材料を張り付けた後、さらにマトリックス樹脂を塗布
してマトリックス樹脂を補強材料の補強糸の繊維中に含
浸させることによって成される。

【００２８】本発明によれば、第１，第２および第３の
補強糸群１０，２０，３０を備えているので、一層で３
方向に強度を有し、構造材１表面に作用する複数の応力
に対して対応することができる。また、施工は一枚の補
強材料２を張り付けるだけでよく、施工が簡単にでき
る。

【００２９】さらに、補強糸１１，２１，３１が３方向
に配列されているので、基本的に施工に際して各補強糸
の配列方向の制約は無い。もっとも、応力の方向にいず
れかの補強糸群１１，２１，３１の方向を合わせること
が最適である。

【００３０】また、補強材料２は３方向の補強糸群１
０，２０，３０の各補強糸１１，２１，３１を互い違い
に交差させた織物構造としているので、３方向の交差し
た補強糸１１，２１，３１によって織目が目止めされ
て、各補強糸１１，２１，３１間に織目の安定した開孔
部５が形成される。したがって、面剛性が均一で安定し
ており、施工時の取扱い性がよく、また曲面追従性にも
すぐれている。

【００３１】また、開孔部５が均一な大きさで安定して
存在するので、マトリックス樹脂３によって固める場合
にも、開孔部５を通じてマトリックス樹脂３が全体的に
均一に含浸されるので、樹脂含浸性がよい。

【００３２】また、開孔部５に食い込んで硬化したマト
リックス樹脂３のアンカー効果によって、補強材料２が
構造材１表面に全体にわたってせん断方向に対して強固
に固定され、剥離が防止される。

【００３３】図２は本発明の補強材料が使用されるコン
クリート構造物の一例である。

【００３４】図２(ａ)はコンクリート壁面１０２に使用
した例、図２(ｂ)，(ｃ)はコンクリート柱１０１に使用
した例、図２(ｄ)はトンネル壁面１０３に使用した例を
示している。もちろん、これらの例に限定されるもので
はなく、種々の構造物の構造材に広く適用することがで
きる。

【００３５】一方、図３(ａ)は、補強材料２の表面が露
出した状態で構造材１表面に接着固定したものである。

【００３６】また、図３(ｂ)は、補強材料２を構造材１
の表面に埋め込んだ例を示している。

【００３７】この場合には、開孔部５に構造材１の肉部
が喰い込まんでせん断方向のずれが防止される。

【００３８】なお、本実施の形態の補強材料は、コンク
リート構造材に限定されず、たとえば、石造構造物の石
材、木造建築物の木材、金属構造物の金属材の補強・補
修にも使用することができることはもちろんである。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第１，第２および第３の補強糸群を備えているので、一
層で３方向に強度を有するので、構造材表面に作用する
複数の応力に対して対応することができる。また、施工
は一枚の繊維基材を張り付けるだけでよく、施工が簡単
にできる。

【００４０】さらに、補強糸が３方向に配列されている
ので、基本的には方向性の制約は無い。もっとも、応力
の方向にいずれかの補強糸群の方向を合わせることが最
適である。

【００４１】さらに、３方向の補強糸群の各補強糸が互
い違いに交差させた織物構造としているので、各補強糸
間に安定した開孔部を有し、施工時の取扱い性、マトリ
ックス樹脂の含浸性がよく、曲面追従性にも優れてい
る。

【００４２】また、マトリックス樹脂を含浸させて構造
材に接着固定する接着固定とした場合には、開孔部に食
い込んで硬化したマトリックス樹脂のアンカー効果によ
って補強材料の全体にわたってせん断方向に対して強固
に固定され、剥離が防止される。

【００４３】また、構造材表面への固定は構造材表面へ
の埋め込み固定した場合には、構造材自体が開孔部に食
い込み、そのアンカー効果によってせん断方向のずれが
防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１(ａ)は本発明の一実施の形態に係る補強材
料による補強構造を模式的に示す一部省略破断平面図、
同図(ｂ)は同図(ａ)の横断面図、同図(ｃ)，(ｄ)は補強
材料の他の組織構成例を示す図である。

【図２】図２は図１の補強材料の各種適用例を示す図で
ある。

【図３】図３(ａ)は補強材料の表面が露出している状態
の使用例を示す断面図、同図(ｂ)は補強材料を構造材表
面に埋め込み固定した状態の断面図である。

【符号の説明】

１構造材２繊維基材３マトリックス樹脂５開孔部１０第１の補強糸群１１補強糸２０第２の補強糸群２１補強糸３０第３の補強糸群３１補強糸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高強度・高弾性の長繊維を束ねた補強糸が
用いられ、第１の方向に互いに平行に配列される多数本の前記補強
糸からなる第１の補強糸群と、該第１の補強糸群に対し
て直交する直交線に対して所定の角度で斜め方向に交差
する第２の方向に互いに平行に配列される多数本の前記
補強糸からなる第２の補強糸群と、前記第１の補強糸群
に対して直交する直交線に対して第２の補強糸群と対称
的に斜め方向に交差する第３の方向に互いに平行に配列
される多数本の前記補強糸からなる第３の補強糸群と、
を備え、前記第１，第２及び第３の補強糸群を構成する各補強糸
を、互い違いに交差させて織った一層のシート状の織物
構造に構成され、構造材の表面に固定して構造材の補強・補修に使用され
ることを特徴とする補強材料。
【請求項２】織物構造は織目に開孔部を形成する構造で
ある請求項１に記載の補強材料。
【請求項３】構造材表面への固定はマトリックス樹脂を
含浸させて構造材に接着固定する接着固定であり、織目
の開孔部に充填硬化されるマトリックス樹脂にて構造材
表面とのせん断方向のずれを防止することを特徴とする
請求項２に記載の補強材料。
【請求項４】構造材表面への固定は構造材表面への埋め
込み固定であり、開孔部に構造材を喰い込ませてせん断
方向のずれを防止することを特徴とする請求項２に記載
の補強材料。