TWI225116B - Structure reinforcing method, structure-reinforcing reinforcing fiber yarn-containing material, reinforcing structure material and reinforced structure - Google Patents

Description

1225116 Α7 Β7 五、發明説明（) 〔技術領域〕 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明有關使用含有強化纖維紗條片材的樑 '柱、平 板（slab )、牆、煙窗、桁、地板、鐵路隧道、道路隧路、 山嶽隧道 '水力發電所用水路隧道、導水路隧道 '壓力導 水路隧道、各種隧道、休謨管（Hume tube)等興建於土中 等而承受來自內部或外部的壓力等應力的構造物’具有彎 曲面的橋樑、U字型渠溝等之鋼筋混凝土構造物或鋼製構 造物之補強方法，用爲該補強方法的含有強化纖維紗條片 材及補強構造材料，以及由此等所補強的補強構造物。 〔背景技術〕 近年來，在既存之混凝土製或鋼鐵製之構造物中，屢 見有因構造構件之經年變化引起的劣化以致不能保持設計 時之性能的構造物。因此，在盛行此等構造物之補強，補 修工作。實施有例如，以改善耐震性能爲目的之補強，對 構造構件之劣化的補修、或以改善構造物之功能爲目的之 補強。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在來之補強方法而言，一般在採用例如，例如於構造 物表面貼上強化纖維片材及/或纖維強化塑膠板等之含有 強化纖維片材，使該含有強化纖維片材與構造物進行一體 化的補強方法，並具有眾多實績。又，隧道內壁面之混凝 土表面之補強方法而言，周知有混凝土外表面依噴塗混凝 土或p C (聚碳酸酯）板施予覆蓋施工的方法，再者，亦 有再加上使用內襯板及Η型鋼的拱門形支持保護施工及加 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -4- 1225116 A7 _____B7 _ 五、發明説明（j (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 焊鋼板的方法。作爲改善導水路隧道等的漏水之發生，因 內外引起的強度低落，能通水量之減少的補修、補強方法 而言，周知有例如，將混入鋼纖維的水泥墁料（mortar)、 混入鋼纖維的混凝土噴塗於既有覆蓋施工混凝土層表面的 噴塗施工法，將樹脂墁料、混入鋼纖維的墁料塗佈於表面 的塗佈施工法、灌漿施工法、固定施工法。 上述各種方法中，在例如，將難於破裂並具有高拉張 強度的含有強化纖維片材貼上，固定於構造物表面的方法 ，祗要是含有強化纖維片材尙能固定於構造物，則可得該 片材所具有的高補強效果。但，在構造物之末期階段，在 含有強化纖維片材將够裂時會從構造物iUI，結果常常會 喪失補強效果而最後招致構造物之破壞。 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 於是，有人提案防止含有強化纖維片材從構造物之剝 離的方法。例如，除了爲補強之用的含有強化纖維片材之 外，再設爲將該片材固定於構造物上之用的另外之含有強 化纖維材料的方法，使甩錨定螺栓（anchor)或金屬板以固 定含有強化纖維片材的方法等。但，在此方法，有難於最 大地利用含有強化纖維片材所具有的強度，或作業會煩雜 化的問題。又，對具有彎曲的隧道構造物，由於因小的變 位即易產生隧道構造物內壁與含有強化纖維片材之間的剝 離之故，有難於獲得補強效果的問題。再者，亦周知有將 介由粘接劑將含有強化纖維片材貼合於構造物之內壁面的 方法。 但，由於在來所使用的粘接劑，僅係以片材之粘接爲 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -5- 經濟部智慧財產局8工消費合作社印製 1225116 A7 B7 五、發明説明（j 目之故，幾乎得不到有強化纖維片材與構造物之間的緩衝 作用，而得不到長期的充分的剝離防止效果。由在來所使 用的粘接劑所形成的粘接劑層，在2 3 °C下的拉張最大荷 重時之伸長爲5%以下。 〔發明之揭示〕 本發明之目的，在於提供一種使用含有強化纖維紗條 片材的構造物之補強方法，係在例如，樑、柱、桁等之構 造物之表面，甚至於即使在具有彎曲的處所，仍能充分防 止該片材之剝離能最大限度地利用該片材所具有的強度， 且能有效補強既存之混凝土構造物或鋼製構造物的補強方 法。 本發明之另一目的，在於使用含有強化纖維紗條片材 以補強構造物時，提供一種能有效防止該片材之剝離，最 大限度地發揮強度，而適合於簡便地進行充分的補強的含 有構造物補強用強化纖維紗條片材及使用該片材的補強構 造材料。 本發明之其他目的，在於提供一種經補強強及耐力的 混凝土構造物或鋼製構造物之補強構造物。 本發明可提供一種在從由混凝土構造物及鋼製構造物 而成的群中所選擇的構造物之表面上，介由在2 3 °C下的 拉張最大荷重時的伸長爲1 〇至2 0 0%，在2 3 °C下之 拉張強度爲0 · 1至5 0N/mm2的緩衝材，而包含設置 含有強化纖維紗條片材（以下簡稱片材（a ))的過程（ :紙張尺度適财關家料（CNS ) Α4· ( 210x297公釐) " -6- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

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)4 五、發明説明（ A )的構造物之補強方法。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明可提供一種上述補強方法所用的片材（a )、 係包含具備縱方向平行排列的複數條縱方向強化纖維紗條 的補強材料的含有構造物補強用強化纖維紗條片材。 再者，本發明可提供一種從由混凝土構造物及網製構 造物而成的群中所選擇的構造物的補強構造材料，係具備 在2 3 °C下的拉張最大荷重時的伸長爲1 〇至2 0 0%， 2 3 °C下的拉張強度爲〇 · 1至5 0 N / m 2的緩衝材層， 及片材（a )的補強構造材料。 再者，本發明可提供一種在從由混凝土構造物及鋼製 構造物而成的群中所選擇的構造物之表面上，按該補強構 造材之緩衝材層能介在構造物之表面與含有強化纖維紗條 片材之方式所設的補強構造物。 〔圖面之簡單說明〕 第1圖：表示構成本發明之含有強化纖維紗條片材的 補強材料之一實施形態的槪略斜績圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第2圖：表示構成本發明之含有強化纖維紗條片材的 補強材料之其他實施形態的槪略斜視圖。 第3圖：表示構成本發明之含有強化纖維紗條片材的 補強材料之再其他實施形態的槪略斜視圖。 第4圖：表示構成本發明之含有強化纖維紗條片材的 補強材料之另一實施形態的槪略斜視圖。 第5圖：爲說明本發明之補強方法之一實施形態之用 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1225116 A7 B7 五、發明説明（2 的說明圖。 第6圖：爲說明本發明之補強方法之其他實施形態之 用的說明圖。 第7圖：爲說明屬於內壁具有彎曲面的混凝土構造物 的本發明之補強構造物之一實施形態之用的說明圖。 第8圖：爲說明用於實施例1 — 1至實施例1 一 4及 比較例1 - 1至1 - 3所做的試驗的供試體上施予補強之 用的說明圖。 ·* 第9圖：表示實施例1 - 1所做的片材之變形分佈的 曲線圖。 第1 0圖：表示實施例1 一 1、實施例1 一 3、比較 例1 - 1及比較例1 - 2所做的試驗時所負荷的荷重與變 位之間的關係。 第1 1圖：表示比較例1 一 2所做的片材之變形的曲 線圖。 第1 2圖：當說明用於實施例2 — 1至實施例2 — 2 以及比較例2 - 1至2 - 2所做的試驗的供試體上施予補 強之用的說明圖。 第1 3圖：表示實施例3 - 1等所人載荷試驗所使用 的裝置及補強混凝土構造體的正面槪略圖。 第1 4圖··第1 3圖所示裝置及補強混凝土構造體之 側面槪略圖。 第1 5圖··表示實施例3 - 2等所做的載荷試驗所使 用的裝置及半圓狀補強混凝土構造體的正面槪略圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財1局員工消費合作钍印製 -8- 1225116 A7 B7 五、發明説明（^ 第1 6圖：第1 5圖所示的裝置及半圓狀補強混凝土 構造體之側面槪略圖。 符號之說明 10、20、30、40:補強材料 1 a :縱方向強化纖維紗條 1 b :橫方向強化纖維紗條 2 a :橫方向補助紗 ·* 2 b :縱方向補助紗 3 :固接構件 4 :支撐體 5 :粘接劑 1 1 :構造物 1 2、7 2 :底漆層 13、24、33、53、73:緩衝材層 1 4、7 4 :底塗層 15、25'34、54、75、85:片材 1 5 /、2 5、8 5 :纖維強化塑膠板 1 6、7 6 :上塗層 1 7 :保護層 2 1 : I型鋼 2 2 :鋼板 2 3 :試驗體底面 3 1、5 1 :載荷夾具 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消费合作社印¾. -9 - 1225116 A7 ___B7_ 五、發明説明（) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 3 2、5 2 :混凝土製休_管 了〇：補強構造物 7 1 :構造體 7 7 :表面精加工層 8 0 :樑 8 1 :主筋 8 2 ··帶筋 8 3 :供試體之底面 .. 2 6、8 6 :支點 〔發明之較佳形態〕 本發明之補強方法中，包含介由特定之緩衝材而混凝 土構造物或鋼製構造物之表面上設置片材（a )的過程（ A ) 〇 經濟部智慧財1局員工消費合作社印製 前述過程（A )，較佳爲，例如構造物係柱子或煙窗 ，而如以彎曲補強爲主要目的時，將片材（a )按該片材 (a )之強化纖維紗條能沿著該構造物之較長方向，軸方 向或拉張應力發生方向排列之方式，介由前述特定之緩衝 材而設置於構造物之外表面的過程，而另一方面，如以剪 斷補強爲主要目的時，則將片材（a )按該片材（a )之 強化纖維紗條能沿著該構造物之周圍方向，軸之直角方向 ，或剪斷應力發生方向排列之方式，介由前述特定之緩衝 材而設置於構造物之外表面的過程。 又，構造物係樑或桁，而如以彎曲補強爲主要目的時 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公羡1 一~ -10- 1225116 A7 B7 五、發明説明（j ，較佳爲，將片材（a )按該片材（a )之強化纖維紗條 能沿著該構造物之較長方向、軸方向、或拉張應力發生方 向排列之方式，介由前述特定之緩衝材而設於構造物之表 面的過程，而另一方面，如以剪斷補強主要目的時，則較 佳爲，將片材（a )按該片材（a )之強化纖維紗條能沿 著該構造物之周圍方向，軸之直角方向，或剪斷應力發生 方向排列之方式，介由前述特定之緩衝材而設置於構造物 之表面的過程。 * 再者，構造物爲床板或平板，而如以彎曲補強爲主要 目的時，較佳爲，將片材（a )按該片材（a )之強化纖 維紗條能沿著該構造物之較長方向、軸方向、或拉張應力 發生方向排列之方式，介由前述特定之緩衝材而設置於構 造物之下面及/或上面等的過程，而另一方面，如以剪斷 補強爲主要目的時，將片材（a )按該片材（a )之強化 纖維紗條能沿著該構造物之較短方向、軸之直角方向，或 剪斷應力發生方向排列之方式，介由前述特定之緩衝材設 置於構造物之下面及/或上面等的過程。 如上述構造物如未具備鋼筋時，可適當選擇設置片材 (a )的方向。 又，如構造物係於內壁具有彎曲面的構造物時，前述 過程（A )較佳爲，將片材（a )按該片材（a )之強化 纖維紗條能沿著前述彎曲面之彎曲方向排列之方式，介由 前述特定之緩衝材而設置於前述構造物之內壁面之至少彎 曲面的過程。 本紙张尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印奴 -11 - 1225116 A7 ____B7_ 五、發明説明（^ 再者，前述構造物係有環狀之內壁面的構造物時，前 述過程（A)較佳爲，將片材（a )按該片材（a )之強 化纖維紗條能沿著前述環狀之內壁面之圓周方向排列之方 式，介甶前述特定之緩衝材而於前述構造物之內壁面較長 方向之至少一部分，往圓周方向連續設置的過程。 作爲對上述之具體性構造物的過程（A )的片材（a )，較佳爲可例舉具有後述的第1圖，第2圖或第4圖所 示的補強材料等的片材。 ·· 前述緩衝材之材質而言，可例舉含有熱固性樹脂、熱 塑性樹脂或此等混合物之樹脂等材料。前述熱固性樹脂而 言，可使用例如/環氧樹脂、甲基丙烯酸甲酯樹脂、甲基 丙烯酸酯樹脂或此等樹脂的混合物等。前述熱塑性樹脂而 言，可使用例如，尼龍樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚胺基甲酸 乙酸樹脂、聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂或此等樹脂的混合物 作爲前述緩衝材之材料使用的樹脂，較佳爲使該樹脂 單獨固化時之2 3 t下的粒張彈性率爲〇 . 1至5 Ο N / m m 2，尤以0 · 5至1 0 N / m m 2者。拉張彈性率可依 JIS K 7113測定之。前述緩衝材中之樹脂之含 有比例爲通常5 0至1 0 0重量％，較佳爲5 9至9 8重 量％，特佳爲70至80重量％。 前述緩衝材，除加有樹脂以外，可在緩衝材形成之際 ，爲維持適當的粘土範圍的粘度範圍，或爲因防止垂落而 改善對構造物的塗佈作業起見，不損及本發明之目的之範 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ------i.lh — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -12- 1225116 A7 _____B7

五、發明説明（A (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圍內，適當含有塡充劑、觸變性賦與劑等。因塡充劑之添 加而拉張最大荷重時之伸長會稍微降低，惟可改善緩衝材 之拉張強度或拉張彈性率。 塡充劑而言，可例舉，碳黑、碳酸鈣、滑石、矽酸、 矽酸鹽、作爲無機顏料所周知的鉛白、紅丹、黃丹、二氧 化鈦、鉻酸緦、鈦黃以及其他顏料。前述緩衝材中之塡充 劑之含量比例，通常爲0至5 0重量％，較佳爲1至4 0 重量％，特佳爲1 0至2 0重量％。 .· 觸變性賦與劑有，有機系及無機系。無機系較佳爲用 例如，烘製氧化矽（hiimed silica)、層狀粘土礦物、膨潤 性雲母、合成冡脫土（smectite)、者土（bentonite)、碳 黑、鋰蒙脫石（he etolite)等。前述緩衝材中之觸變性賦與 劑之含有比例通常0至5 0重量％，較佳爲1至4 0重量 %，更佳10至20重量％20%。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 前述緩衝材之2 3 °C下的拉張最大荷重時之伸張爲 10至20〇％，較佳爲10至100%。有時，當塗佈 構成緩衝材的材料於構造物之表面時，液體垂落會成爲問 題，惟此時，由於稍微降低拉張最大荷重時之伸長即可解 決液體垂落的情形。再者，前述緩衝材，特佳爲，具有較 後述的片材（a )中所含樹脂或用爲片材（a )之貼合的 複合（matrix )樹脂的拉張最大荷重時之伸長爲大。又，前 述緩衝材之拉張強度，在2 3°C下爲〇 .1至5 0N/ mm2。前述緩衝材之拉張最大荷重時之伸長及拉張強度， 可依照J I S K 7 1 1 3測定之。 本紙伕尺度適用中國國家標隼（〇奶）人4規格（210、/297公釐) "~~ "" ~~- -13- 1225116 A7 ___B7 ______ 五、發明説明（彳)彳 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 由於將前述緩衝材之2 3 °C下的拉張最大荷重時之伸 長及拉張強度，以及如前述緩衝材包含樹脂的情形時，將 該樹脂之2 3 °C下的拉張彈性率作成爲上述圍圍內，即可 防止片材（a )之剝離，可最大限度利用該片材（a )所 具有的強度。 再者，前述緩衝材，在5 °C下之拉張最大荷重時之伸 長較佳爲1 0至200%，更佳爲1 〇至1 0 0%，而在 5 °C下之拉張強度較佳爲〇 _ 1至5 0 N / m m 2 _·。又，前 述緩衝材含有樹脂時的樹脂，使該樹脂單獨硬化時的在5 °C下的拉張彈性率較佳爲〇 · 1至5 0 N / m m 2，特佳爲 0 · 5至1 0 N/m m 2者。由於使用即使在如此低溫下仍 能維持上述材料特性的緩衝材，仍可在寒冷的使用條件下 獲得良好的補強效果。 前述緩衝材，可使用市售品。例如，可使用東邦阿斯 特克社製之EE50、EE5 0W、EE60等β 經濟部智1財產局員工消費合作钍印％ 前述緩衝材，係於構造物表面直接或介由必要時所設 置的底漆（primer)層等的其他層，而設置爲層。緩衝材層 之厚度，不特別予以限定，惟通常爲1 〇 〇至2 0 0 .0 // m，較佳爲200至1000#m。 前述緩衝材層，具用使構造物內所產生的應力分散並 傳達於片材（a )的功能，必要時，亦可將表面，亦即片 材（a )側之面依物理性或化學性處理予以改性，以賦與 改善與該片材（a )之間的密貼性的功能。物理性處理， 可例舉使用硏磨、砂紙等的表面粗糙化、或超音波處理等 1紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) " -14- 1225116 A7 B7 五、發明説明（\ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) °化學性處理，可例舉將表面部分氧化以賦加功能基的方 法等，具體而言，可例舉^暈（corona)處理，電漿（ plasma)處理、氧化劑處理等。此等處理，特別是較佳適 用於前述緩衝材含有聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂等的情形。 前述緩衝材層之形成方法可列舉（i )將液狀之緩衝 材之原料塗佈於將形成的構造物表面之後使其硬化之方法 ’或者（ϋ )將具有成型爲薄膜狀、片材等之形狀的前述 緩衝材的材料，貼合於構造物表面的方法等。 .· 依前述（i )之方法形成緩衝材層時，作爲緩衝材之 原料，使用當硬化時會呈現前述特定之拉張最大荷重時伸 長及拉張強度者。可例舉由上述之各熱固性樹脂、熱塑性 樹脂而成的原料或此等中添加前述塡充劑、觸變性賦劑等 的原料。此時，熱固性樹脂而言，由於特別是常溫硬化性 之熱固性樹脂之作業性佳之故，較。又，2液混合型之樹 脂亦較佳。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印t 作爲緩衝材之原料使用時，上述常溫硬化性之熱固樹 脂之可作業時間（workable time )如在2 0 °C下的可作業 ‘時間在3 0分鐘至5小時，特別是3 0分鐘至2小時.者， 則作業性上較佳。又，2 0 °C下的塗膜硬化時間爲1至 2 4小時，特別是1至1 2小時者，在作業性上較佳。緩 衝材之原料之設計強度顯現時間，在2 0 °C下通常爲1至 2 0天，較佳爲1至7天。緩衝材之原料之粘度，依照 J I S K 6 8 3 3測定法而2 0 °C下，通常爲5 0至 lOOOOOOmPa · s，較佳爲 5000 至 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公董) -15- 1225116 A7 B7 五、發明説明（; 300000mPa·s者在塗佈作業上較佳。 前述緩衝材原料之塗布，可依使用輥子刷、橡膠刮刀 、金屬鏝刀等按能成爲上述的所希望的厚度之方式均勻'塗 佈而實施之。 所塗佈的緩衝材原料之硬化，如含有熱固性樹脂時， 可於構造物表面塗佈後使用熱輥輪、乾燥機等加熱至固化 溫度而實施之，特別是含有常溫固化性之熱固性樹脂時， 則僅在常.溫下，放置前述設計強度顯現時間即可使之固體 〇 依前述（Π )之方法形緩衝材層時，作爲前述緩衝材 原料，較佳爲使用熱塑性樹脂或可撓性之熱固性樹脂。 將含有前述所成型的緩衝材貼合的方法而言，通常可 適用周知之方法。例如可依使用熱的融接，使用粘接劑的 粘接等實施之。粘接劑而言，較佳爲能以構造物之強度以 上之粘接強度貼合緩衝材層者，例如較佳爲使用與前述緩 衝材原料同一材料系者。 用爲本發明之補強方法的片材（a )，包含有強化纖 維紗條。構成前述強化纖維紗條的強化纖維而言，可例舉 碳纖維、玻璃纖維、陶瓷纖維、芳族聚醯胺纖維（aram id fibre)、碳化矽纖維或此等的組合的纖維等。特別是因輕 量且具有耐蝕性的緣故，碳纖維較佳。碳纖維而言，可使 用瀝青系碳纖維、PAN (聚丙烯腈）系碳纖維或此等碳 纖旳組合。 碳纖維，如需要高彈性時，通常可使用日本石墨纖維 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -16- 經濟部智慈財產局員工消費合作社印奴 1225116 A7 B7 _ 五、發明説明（; 社製之XN6 0等之瀝青碳纖維，而需要高強度時，通常 可使用東麗社製T 7 0 0 S C、T .3 0 0、東邦嫘縈社製 UT5 0 0、三菱嫘縈社製TR3 0等之聚丙烯腈系碳纖 維。 前述強化纖維，可作爲二維織物、單向織物、單向材 等而作成強化纖維紗條，以包含於片材（a )之構成。 前述片材（a )，祗要是含有強化纖維紗條的片狀形 狀者，例如，包括含有強化纖維紗條的塑膠板的構成。 片材（a )的纖維之單位面積重量，通常較佳爲 1 1 0 0至8 0 0 g /m 2，強化纖維紗條之每一束的單纖維 (filament)數，較佳爲1 〇 〇 〇至1 〇 〇 〇 〇支，而拉張 強度爲2 0 0 0至5 0 0 ON/mm2，拉張彈性率爲2X 1 〇5 至 1 06N/mm2 較佳。 前述片材（a )中，本發明之含有強化纖維紗條片材 ，係含有具備往縱方向平行排列的複數條縱方向強化纖紗 條的補強材料的片材（1 )。如此的片材，較佳可列舉： 片材（1 )再具備往橫方向平行排列的複數支橫方向紗， 而該橫方向紗係橫方向強化纖維紗條及/或橫方向補助紗 ，並包含前述縱方向強化纖維紗條和前述橫方向紗成織組 織的補強材料的片材（2 );片材（2 )中，前述縱方向 強化纖維紗條片材和前述橫方向紗被固接構件所粘接固定 的片材（3 ):片材（1 )再見備往縱方向平行排列的複 數支縱方向補助紗及往橫方向平行排列的複數支橫方向補 助紗，而包含前述縱方向補助紗和前述橫方向補助紗形成 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 一 -17- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

1225116 A7 B7_ 五、發明説明（4 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 實質上防止前述縱方向強化纖維紗條之方式的織組織的補 強材料的片材（4 );片材（1 )至（4 )中具備前述補 強材料及支撐補強材料的支撐體，而補強材料係被粘接劑 粘接於支擋體的片材（5 )等。 前述片材（2 )中所含的片材（3 )可例舉經紗及緯 紗之一方係強化纖維紗條，而另一方係由熱塑性樹脂而成 的纖維或由任意的纖維上附著有熱塑性樹脂或熱塑性纖維 的纖等之由含有熱塑性樹脂纖維而成的補助紗，而該經紗 與該緯紗係被含有前述熱塑性樹脂纖維中之熱塑性樹脂所 固接的布（Cloth)狀之片材等。 前述片材（5 )可例舉將前述強化纖維紗條往單向排 列，並重疊含有熱塑性樹脂的網目狀之方格子，將此等使 用前述含有熱塑性樹脂纖維中之熱塑性樹脂予以固接的片 材等。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 前述片材（1 )或（2 )所含的片材（3 )可例舉含 有第1圖所示的補強材料1 0的片材等。補強材料1 〇， 係縱方向平行排列的複數條強化纖維紗條1. a與複數支橫 方向補助紗2 a互相交絡，而形成有單向性強化纖維織物 的材料。並且，強化纖維紗條1 a與橫方向補助紗2 a係 被固接構件3所粘接固定。 前述片材（1) 、（2)或（4)所含的片材（3) 可例舉含有第2圖所示的補強材料2 0的片材等。補強材 料2 0，係直交於對縱方向平行排氣的複數條強化纖維紗 條1 a經拉齊爲片狀的紗條群（X )上，而在該紗條群（ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----- -18- 1225116 A7 _ B7_ 五、發明説明（4 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) X )之兩面側直交於由複數支橫方向補助紗2 a而成紗條 群（Y )及該紗條群（Y )，並由與前述紗條群（X )平 行的縱邊向補助紗2 b而成的紗條群（Z ) ’按實質上不 致於屈曲前述複數條強化纖維紗條1 a之方形成織物的材 料。並且，強化纖維紗條1 a、橫方向補助紗2 a以及縱 方向補助紗2 b ’係在所定處所被固接構件3所粘接固定 〇 前述片材（1 )或（2 )所含的片材（3 ) ··，可例舉 如第3圖所示的含有補強材料3 0的片材等。補強材料 3 0，係往縱方向平行排列的複數條強化纖維紗條1 a， 與複數條橫方向強化纖維紗條1 b分別直交並排列的平紋 組織之雙方向性強化纖維紗條織物。並且，縱方向強化纖 維紗條1 a與橫方向強化纖維紗條1 b，係被固接構件3 所粘接固定。 經濟部智总財產局員工消費合作社印災 前述片材（1 )所含的片材（5 )，可例舉如第4圖 所示的含有補強材料4 0的片材等。補強材料4 0，係在 縱方向平行排列所形成的片材的複數條強化纖維紗條1 a 之單側面上，介由粘接劑5而粘接有網目狀之支撐體4的 材料。 粘接劑5之材質而言，並不特別予以限定，惟可使用 與後述的複合樹脂之材料同樣者。粘接劑之附著量，較佳 爲對強化纖維紗條1 a之總重量1 0 0重量部使用3至7 重量部之比例。 前述各種之補強材料中，縱方向強化纖維紗條1 a， 本紙悵尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -19- 1225116 A7 ______B7 __

五、發明説明（A (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 可被或不必被由橫方向補助紗2 a或橫方向強化纖維紗條 1 b ’及低融點聚合物等而成的固接構件3所固接。固接 構件3 ’可預先包含於縱方向強化纖維紗條1 a、橫方向 補助紗2 a或橫方向強化纖維紗條1 b內。 固接構件3之材質，並不特別予以限定，惟可列舉尼 龍、共聚尼龍、聚酯、二氯亞乙烯、氯化乙烯、聚胺基甲 酸乙酯或此等之混合物等，特別是，共聚尼龍。橫方向補 助紗2 a及縱方向補助紗2 b之材質而言，較佳爲玻璃纖 作爲片材（a)，使用塑膠板時之該塑膠板而言，可 例舉二維織物、單向織物、單向材等之形態之前述補強材 上浸漬含有複合樹脂的材料，並予以加熱固化以形成爲板 狀者等。 經濟部智慧財產局R工消费合作钍印ΐί 前述複合樹脂而言，可使用熱固性樹脂、熱塑性樹脂 或此等之混合物等。熱固性樹脂而言，可使用例如，環氧 樹脂、甲基丙烯酸甲酯樹脂、甲基丙烯酸酯樹脂或此等之 混合物等。熱塑性樹脂而言，可例舉尼龍樹脂、聚碳酯樹 脂、聚胺基甲酸乙酯樹脂、聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂或此 等之混合物等，惟較佳爲密接性佳者。 本發明之補強方法中，前述片材（a )係介由前述緩 衝材而設置於前述構造物之表面上。在此，前述片材（a )可直接設置於緩衝材表面，必要時可介由底塗層等其他 層而設置之。 本發明之補強方法，可於前述片材（a )上，必要時 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -20- 1225116 A7 ___ B7 五、發明説明（4 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 再設上塗層，精加工層等其他層。例如，在片材（a )之 貼合之前，由於作爲低塗層而塗佈複合樹脂材料，並在該 片材（a )之貼合後作爲上塗層而塗佈複合樹脂材料，即 可形成該片材（a )與複合樹脂進行複合的層，而可得高 強度。作爲片材（a)，而使用上述之塑膠板時，可使用 粘接劑將該塑膠板貼合於緩衝材表面。 前述片材（a)之厚度，並不特別予以限定。又前述 片材（a .)之破裂時伸張較隹爲0 · 5至3 · 〇 %，特佳 爲 0 · 6 至 2 · 0 %。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印轂 可適用本發明之補強方法的橫方向補助紗凝土構造物 或鋼製構造物，並不予以限定，惟可例舉柱、樑、平板、 牆、桁、床板、煙窗、隧道、管、具有彎曲面的橋樑、U 字溝等之各種構造物。構造物不僅限於既設之建築物，亦 包含工廠等所生產的混凝土部件等，將成爲建築物前的構 造物。又本發明中，補修作業不僅限於未劣化的構造物之 補強，亦包含已劣化的構造物之補修。再者，具有彎曲面 的構造物而言，可例舉具有在較長方向連續的半徑3 0 0 mm以上之彎曲面的構造物，又具有環狀之內壁面的耩造 物而言，可例舉具有半徑3 0 Omm以上之環狀之內壁面 的構造物等。具體而言，可例舉鐵路隧道、道路隧道、山 嶽隧道、水力發電所用水路隧道、農業用水路隧道、上下 水道導水路隧道、工業用水水路隧道、河川放水路之導水 路導水路隧道、壓力導水路隧道、休謨管等被建設於土中 等而在內壁具有垵從內部或外部承受壓力之方式的較長方 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） -21 - 1225116 A7 B7 五、發明説明（么 ~一· 向連續的彎曲面的構造物，再者，具有環狀之內壁面的構 造等。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明之補強方法之具體的施工方法，可例舉在前述 構造物之表面上，依序髟成視必要的底漆層、緩衝材層、 底塗層、片材（a)、上塗層、精工層等的各層的方法。 此等各層之中，緩衝材層及片材（a )係必須形成者，而 其他層則視必要時形成之。各層之形成，通常係可從靠近 構造物表面的層依序形成之，惟可預先形成由含有緩衝材 層及片材（a )而成的補強構造材料，並將該補強構造材 料貼合於構造物表面，亦可施工之。 參照第5圖，將本發明之補強方式說明如下。 第5圖中，1 1爲構造物，首先，視必要，對該構造 物1 1表面進行洗淨等之前處理。此時，如構造物爲混凝 土製時，亦可進行硏磨處理及使用頭道調整材的高低差、 缺損部位等之前處理。前述洗淨之方法而可，可例舉使用 圓盤式噴砂機（disc sander)、噴砂淸理（sand blast)、 高壓洗淨、紗頭（waste )、有機溶劑等以去除的方法。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印¾ 前述頭道調整材而言，可使用具有與混凝土之強度同 等以上之壓縮強度的樹脂，例如，油灰（putty )狀環氧樹 脂、環氧樹脂墁料等。可將此等樹脂等塡充於高低差、缺 損剖位即可實施前處理。又，在前處理過程中，較佳爲同 時倂行凸角、凹角的圓形精加工。依所要求而實施前處理 之後，必要時，可進行爲參考片材（a )之貼合位置的標 記線（marking )。 本紙張尺度適用中國國家標準（cns ) A4規格（210X297公釐） -22- 1225116 A7 _B7 _ 五、發明説明（土 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 接著，使用輥子刷等在構造物1 1表面塗底漆，使其 乾燥以形成底漆層1 2。底漆而言，可使用與構造物1 1 及緩衝材層1 3之間的粘接性佳者，例如溶劑型環氧樹脂 、無溶劑型環氧樹脂等。前述底漆之混合粘度’在2 0°C 下通常1至lOOOOmPa · s，較佳爲10至 5 0 0 0 m P a · s者在作業性方面較佳。 當塗佈底漆時之溫度，通常較佳爲- 1 0 °C至5 0 t 。底漆之塗佈量，通常爲0 . 0 1至lkg/m2··，較佳爲 0 · 1至0 · 5kg/m2。底漆之乾燥時，在23°C下通 常爲1至2 4小時，較佳爲1至1 2小時。 經濟部智总財產局員工消費合泎钍印奴 形成底漆層1 2之後，必要時塗佈油灰材等之不接續 調整材以調整層表面之不接續處之後，於其上面，依上述 方法等形成緩衝材層1 3。此時，不塗佈如油灰等之不接 續調整材，而可按調整層表面之不接續之方式形式緩衝材 層1 3。此時，必要時可使緩衝材中含有不接續調整材之 成分。緩衝材層1 3形成後，必要時可依物理性處理或化 學性處理使緩衝材層1 3之表面改性。接著，必要時塗佈 作爲底塗層1 4的複合樹脂材料等。複合樹脂材料而言， 從上述之複合樹脂之例示，適當選擇與緩衝材之間的密接 性佳者使用之。 前述複合樹脂材料中，除加有前述樹脂之外，爲維持 塗佈時的適當的粘度範圍或防止垂落起見，可在不影饗本 發明之目的之範圍內，可適當含有塡充劑、觸變性賦與劑 。塡充劑及觸變性賦與劑而言，較佳爲緩衝材之說明時所 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） · -23- 1225116 經濟部智慧財產局負工消贫合作社印¾ A7 B7 五、發明説明（4 列舉的上述之具體例適當選擇之。複合樹脂材料中之塡充 劑及/或觸變性賦與劑之含有比例.，較佳爲1至2 〇重量 如前述複合樹脂材料包含常溫固化性樹脂時之該樹脂 之可作業時間，爲2 0 °C下的可作業時間在3 〇分鐘至5 小時，特別將3 0分鐘至2小時者，則作業性上較佳。又 ’在2 0 °C下的塗膜固化時間，當1至2 4小時，特別是 在1至1 2小時者，在作業性上較佳。 .. 前述複合樹脂材料之設計強度顯現時間，爲在2 〇 °C 下通常1至20天，較佳爲1至7天。又，粘度爲，從浸 漬性及脫泡性之觀點而言，2 0 t下通常爲1 〇至 10〇0〇〇mPa · s ，較圭爲1〇〇至50 0 00 m P a · s ° 塗佈作爲前述底塗層的複合樹脂材料的過程，可依使 用輥子刷或橡膠刮刀等將前述複合樹脂按能均勻塗佈塗佈 量成爲通常0 · 1至2kg/m2，較佳爲〇 · 2至lkg /m2之範圍之方式的方法實施之。 接著，於底塗層1 4上，進行貼合作爲片材（a )的 片材5。此過程，係於剛完成底塗層1 4之塗佈後，將片 材1 5沿著前述標記線貼上，較佳爲片材1 5表面沿著強 化纖維紗條方向，更佳爲從片材1 5之中心部往端部沿著 強化纖維紗條方向使用橡膠刮刀、熱輥輪、脫泡輥輪等予 以打薄，使複合樹脂材料浸漬於片材1 5之中，且驅出片 材1 5中之空氣，平滑地進行精加工。 本紙张尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（210X297公釐） " -24- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

1225116 A7 ΒΊ____ 五、發明説明（h (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 當進行前述片材1 5之貼合過程之際，如片材1 5過 長’則作業會困難之故，可將片材1 5切斷爲適當長度， 並接疊貼合之。此時，爲確保強度起見，接疊部分較佳爲 按往確保強度之方向相重疊1 〇 〇 mm以上之方式貼合。 其次，於片材1 5上，進行塗佈作爲上塗層1 6的複 合樹脂材料等的過程。此過程可使用與前述底塗過程中所 使用者同樣之複合樹脂材料等，而以輥子刷、橡膠刮刀等 通常按0.05至21^2/1112，較佳爲0.1至4 1£2/ m 2之塗佈量均勻塗佈之。 前述各過程中，如發生纖維之凸出、打皺印、浪紋等 時，較佳爲立即予以修正。又，較佳爲十分小心不要有污 穢之附著或淋到雨等。 最後進行精加工。此過程係於上塗層1 6上.塗佈例如 聚胺基甲酸乙酯樹脂、含氟樹脂等之耐氣候性塗料或聚合 物水泥系材料以形成保護層1 7者。 經濟部智慧財產局員工消费合作社印一^ 以上所說明的施工例中，係僅設置1層之含有強化纖 維紗條片材者，惟在本發明之施工例，則可設置2層以上 之含有強化纖維紗條片材。2層以上之該片材，可由反覆 所需次數的前述底塗過程、該片材之貼合過程以及上塗過 程即可設置之。 其次，作爲片材（a)，在參考第6圖之下，說明使 用纖維強化塑膠板時之本發明之補強方法之例。 首先，與第5圖所示的施工例同樣，必要時，進行構 造物1 1表面之前處理、劃標記線、底漆層1 2之形成， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ' -25- 1225116 A7 __B7_____ 五、發明説明（4 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 層表面之不接續之調整後，形成緩衝材層1 3 ’必要時進 行緩衝材表面之改性及底塗層（未邏示）之塗佈後’使用 粘接劑，於緩衝材層1 3之面上貼合纖維強化塑膠板1 5 /，再於其上面形成精加工層（保護層）1 7，即可實施 本發明之補強方法。 爲貼上纖維強化塑膠板1 5 >之用的粘接劑而言’較 佳爲緩衝材層與板1 5 /之粘接強度能充分成爲混凝土之 拉張強度以上的粘接劑。 ·· 經濟部智慈財產局員工消f合作社印製 前述粘接劑而言，可使用含有熱固性樹脂，常溫固化 生樹脂等之樹脂者，惟由於作業方便性，較佳爲有常溫固 化性樹脂者。熱固性樹脂及熱塑性樹脂之具體例而言，可 例示與上述具體例同樣者，而當使用時可適當選擇之。粘 接劑中，除加有前述樹脂之外，爲能維持塗佈時的適當粘 度範圍或防止重落起見，可在不影響本發明之目的之範圍 內適當含有塡充劑、觸變性賦與劑等。塡充劑及觸變性賦 與劑之具體例而言，可例示與上述具體例同樣者，而當使 用時可適當選擇之。粘接劑中之塡充劑及/或觸變性賦與 劑之含有比例較佳爲1至2 0重量％。 如前述粘接劑有常溫固化性樹脂時，該樹脂在2 0 °C 下的可作業時間，爲3 0分鐘至5小時，特別是3 0分鐘 至2小時在作業方便性上較佳。又，2 0 t下的塗膜固化 時間爲1至2 4小時，特別是1至1 2小時在作業方便性 上較佳。 前述粘接劑可以輥子刷或橡膠刮刀等均能均勻塗佈爲 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）' " -26 - 1225116 A7 B7 五、發明説明（4 塗佈量通常0 · 05至3kg/m2、較佳爲〇 · 2至2 k g/m2之範圍之方式。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 以上所說明的施工例中，係僅設置1層之纖維強化塑 膠板者，惟本發明之補強方法中，亦可設置2層以上之纖 維強化塑膠板。2層以上之纖維強化塑膠板，可由反覆所 需次數的使用前述粘接劑的纖維強化塑膠板之貼合即可設 置之。 本發明之補強構造材料.，係補強混凝土構造物或鋼製 構造物的補強構造材料，而具備有2 3 °C下的拉張最大荷 重時的伸長爲1 0至2 0 0 %、2 3 °C下的拉張強度爲 0 . 1至5 0 N/mm2的緩衝材層、及含有強化纖維紗條 片材。在此，緩衝材及含有強化纖維紗條片材，可使用上 述緩衝材及片材（a )。該補強構造材料，必要時，可含 有上述的其他層及其他材料等。 經濟部智慈財產局員工消资合作钍印% 由於採用本發明之補強方法或本發明之補強構造材料 ，即可容易進既存構造物之補強。例如，既存之道路隧道 的情形，施工中不需要實施隧道內之通行禁止，而能在單 側通車中進行施工。並且施工完畢後，可立即開放隧道之 使用。 又，可從經施工的補強構造材料之外表面，隔著所定 間隔打入錨釘（earth anchon)於土中，並使用鐵板及螺栓 固定之錨釘頭部以處理。錨釘之打入，可在補強構造材料 或片材（a )之貼合之前實施之。由於組合如此的錨釘之 打入，即可在混凝土塊之剝落防止方面，進一步確保安全 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） " -27- 1225116 A7 B7 五、發明説明（4 〇 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 上述施工時，按照前述構造物之斷面大小、施工延長 、規格、條件等而採用具有台車的施工專用設備，惟亦可 採用通用性的作業台車、簡易魔架等，依經機器人（robot )化的機器或依人工施工之。如前述構造物之斷面較大時 ，亦可使用能進行補強構造材料或片材（a )之貼合，環 氧樹脂等之塗佈的機器人的機器施工。 除加有本發明之補強構造材料之外，由於組合使用錨 定螺栓的土中補強、構造體下吊、拱門形成等，再者，由 於將混凝土表面之空隙塡充劑、地盤改良劑等灌注於灌漿 混凝土（grouting concrete)或地盤內，即可使灌獎混凝土 層所作用的內部應力平衡，以使補強效果效率化。 本發明之補強方法，可按照前述構造物所需要的補強 之程度及規模，而以非常彈性方式對應之同時，可依規模 比較小的臨時設備施工，對因應各種條件的特殊形態之施 工，亦能廣泛對應。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印¾ 本發明之補強構造材料，如前述，可在現場施工中製 作之外，介由粘接劑將預先固化成型爲所需大小及厚度的 層積物貼合於構造物表面以施工之。 本發明之補強構造物，係在混凝土構造物或鋼製構造 物之表面上，按該補強構造物材料之緩衝材層能介在構造 物之表面與含有強化纖維紗條片材之間之方式設置上述補 強構造材料者，而包含實施上述之補強方法所得構造物^ 如構造物係內壁上具有彎曲面的構造物時，較佳爲按構成 本了氏張尺度適用中國國家標準（CNS )八4祕（21〇><297公慶） -28- 1225116 A7 ——___ B7

五、發明説明（A (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 前述補強構造材料的片材（a )之強化纖維紗條能沿著前 述彎曲面之彎曲方向排列之方式，且按構成前述補強構造 材料之緩衝材層能介在片材（a )與構造物內壁面之間之 方式，於構造物內壁面之至少彎曲面設置有前述補強構造 材料的補強構造物。又，如構造物係具有環狀之內壁面的 構is物時’按構成則述補強構造材料的片材（a )之強化 纖維紗條能沿著前述環狀之內壁面之圓周方向排列之方式 ，且緩衝材層能介在片材（ a )與構造物內壁面之方式， 於構造物內壁面之較長方向之至少一部分，往圓周方向連 續設有前述補強構造材料的補強構造物。 第7圖中表示在內面具有前述彎曲面的構造物的本發 明之補強構.造物7 0之例。補強構造物7 0，係在較長方 向有彎曲面的構造物7 1之經彎曲的內壁上從內側施工有 底塗層7 2、緩衝材層7 3、底塗層7 4、作爲片材（a )的片材7 5、上塗層7 6以及表面精加工層7 7的構造 物。 經濟部智慧財產局8工消費合作社印敦 補強構造物7 0內，係僅設置有1層含有強化纖維紗 條片材者，惟本發明中，可設置2層以上之含有強化纖維 紗條片材。2層以上之該片材，可由反覆所需次數的前述 下塗過程、強化纖維片材之貼合過程，以及上塗過程即可 設置之。 如此方式在彎曲面形成有補強構造材料的補強構造物 之施工後之強度能發揮經施工在來之含有強化纖維紗條片 材的構造物之數倍強度•剛性。如此’按沿著彎曲方向或 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -29- 1225116 A7 B7 五、發明説明（& (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圓周方向配置有含有強化纖維紗條片材之強化纖維紗條的 本發明之補強構造物，可獲得更高的補強效果。特別是， 在補強構造物之構造物係具有環狀之內壁面的構造物之情 形，由於在該構造物之內壁面之較長方向之少一部分或全 面，在圓周方向連續設置有本發明之補強構造材料之含有 強化纖維紗條片材之強化纖維紗條之故，較與經施工在來 之含有強化纖維紗條片材者同樣之構造物，在對拉張應力 方面，亦能發揮優異的性能。 ·* 經濟部智慧財產局員工消費合作社印¾ 以上所說明的本發明之補強方法中，由於在構造物表 面上，介由特定之緩衝材而設置片材（a )之故，可使構 造物與含有強化纖維紗條片材安定地一體化，而防止該片 材（a )之剝離，並可簡便方式實施最大限度利用該片材 (a )所具有的強度的充分的補強作業。又，本發明之構 造物補強用片材（a)，由於採用前述本發明之補強方法 ，而不致於剝離之下最大限度揮強度，並可簡便方式實施 充分的補強作業。再者，本發明之補強構造材料，不致於 剝離之下大限度發揮強度，並可簡便方式實施充分的補強 作業。 實施例 以下，使用實施例及比較例將更詳細說明本發明，惟 本發明並不被此等例而所限定。 啻施例1 一 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -30- 1225116 .A7 __ B7_ 五、發明説明（4 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 配筋有主筋及帶筋的混凝土製之供試體上應用使用緩 衝材及含有強化纖維紗條片材的本發明之補強方法，並試 驗其補強效果。 作爲供試體，使用第8圖所示的具有長度2 2 0 0 mm、寬幅200mm、高度200mm尺寸的樑80。 樑80，作爲主筋81具有4支D13之SD 295鋼棒 ，作爲帶筋82，按150mm間隔具有D6之SD 2 9 5鋼棒。於涵蓋此供試體之底面8 3之長度1 7 4 0 mm (中央部）寬幅全面，塗佈環氧系之底漆以形成底漆 層（未圖示）後，將環氧系之緩衝材〔環氧樹脂、商品名 :東寶苔特EE50、東邦阿斯特克股份有限公司製，於 固化時2 3 °C下的拉張最大荷重之伸長9 5% (依J I S K 7 1 1 3測定），於拉張強度1 . 4 N /m m 2 (依 Jis K 74113測定）而5 t下拉張最大荷重時 之伸長6 5 %，拉張強度6 · 5 N/m m 2 )〕塗佈爲按膜 厚能成爲5 0 0 之方式以形成緩衝材層8 4，再使用 經濟部智慈財凌局員工消費合作钍印^ 環氧系之常溫固化樹脂使含有強化纖維紗條片材8 5 (商 品名：Η T 3 0 0、日石三菱〈股〉製）按強化纖維紗條 之方向能成爲主筋較長方向之方式粘接1層以貼合之。 經貼合含有強化纖維紗條片材8 5後，並養生1星期 以上之後，按第8圖所示方式，對供試體頂住支點8 6， 施予支點間距離1 8 0 0 m m，載荷點間距離3 0 0 m m 之4點單調載荷之負荷，以實施靜性載荷試驗。將所測定 的破壞荷重，最大位移以及有強化纖維紗條片材8 5之大 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -31 - 1225116 A7 _. _B7__ 五、發明説明（4 最大變形，和破壞時所觀察的含有強化纖維紗條片材8 5 之破壞形態，表示於第1表。又，測定當負荷有種種荷重 時的含有纖維紗條片材之變形分佈（從供試體之中央的距 離與變形之間的關係）。結果爲如第9圖所示。再者，將 所負荷的荷重與位移之間的關係表示於第1 0圖。 實施例1 一 2 配筋有主筋及帶筋的混凝土製之供試體上應用使用緩 衝材及纖維強化塑膠板的本發明之補強方法，並試驗其補 強效果。 作爲供試體，使用與實施例1 - 1所用者同一之樑。 又，不用片材8 5，而使用纖維強化塑膠板8 5。板8 5 則使用T U板T Y P E - S (商品名、日石三菱〈股〉製 )0 於涵蓋前述供試體之底面之長度1 7 4 Omm (中央 部）、寬幅全面，塗佈與實施例1 一 1所用者同一之環氧 系底漆以形成底漆層後，將環氧系之緩衝材〔環氧樹脂， 商品名：東寶苔特E E 5 0、東邦阿斯特克股份有公司製 ，於固化時2 3 °C下的拉張大荷重之伸長9 5% (依 J I S K 7 1 1 3測定）、拉張強度1 · 4 N/m m 2 (依J I S K 7 1 1 3測定），於5 t：下拉張最大荷 重之伸長6 5%，拉張度6 . 5N/mm2)塗佈爲按膜厚 能5 0 0 //m之方式以形成緩衝材層。再使用與1 - 1同 一之環氧系之常溫固化樹脂使前述纖維強化塑膠板8 5按 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -----!!#1, (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 IP— 經濟部智慧財產局員工消費合作社印¾ -32 - 1225116 A7 B7___ 五、發明説明（么 強化纖維之方向能成爲與主筋較長方向之方式粘接1張以 貼合之。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經貼合纖維強化塑膠板後，並養生1星期以上之後’ 施予支點間距離1 8 0 Omm、載荷點距離3 0 Omm之 4點單調載荷之負荷，以實施靜性載荷試驗。將所測定的 破壞荷重、最大位移及強化纖維片材之最大變形，以及強 化纖維片材之最大變形，和破壞時所觀測的強化纖維片材 之破壞形態，表示於第1表。 ·‘ 實施例1 一 3__ 將緩衝材層8 4之膜厚作成1 0 0 0 以外，其餘 則與實施例1 - 1同樣方式操作，以實施靜性載荷試驗。 結果爲如第1表及第10圖所示。 窗施例1 — 4 經濟部智慧財1局員工消費合作社印一^ 作爲緩衝材使用E E 5 0 W〔環氧樹脂，商品名：東 寶苔特EE50、東邦阿斯苔特〈股〉製，於固化時23 °C下的拉張最大荷重時之伸長56% (依J I S K 7 1 1 3測定）、拉張強度1 · 2 N/m m 2 (依J I S K 7 1 1 3測定）而5 °C下拉張最大荷重時之伸長5 5 %，拉張強度5 N / m m 2 )之外，其餘則與1 一 1同樣操 作，於供試體上應用本發明之補強方法，以實施靜性載荷 試驗。將所測定的破壞荷重’最大位移以及強化纖維片材 之最大變形，和破壞時所觀察的強化纖維片材之破壞形態 中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） " -33 - 1225116

7 7 A B 五、發明説明（4 ，表示於第1表。 第1表 破壞荷重 (kN) 最大位移 (mm) 含有強化纖維 紗條片材之最 大變形（Μ ) 含有強化纖 維紗條片材 之破壞形態 實施例1-1 98.9 34 14757 裂斷 實施例1-2 97.8 34 14624 “裂斷 實施例1-3 97.4 30 1 3848 裂斷 實施例1-4 96.9 28 1 3279 裂斷 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 比較例1 — 1 就本身爲與實施例1 一 1所用者同一供試體而未施予 任何補強者，進行與實施例1 - 1者同樣之靜性載荷試驗 。結果如第2表及第10圖所示。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印奴 比較例1 — 除未形成有緩衝材層之外，其餘則實施與實施例1 -1同樣之供試體之補強，以進行靜性載荷試驗。結果如第 2表、第1 〇圖以及第1 1圖所示。 比較例1 一

除作爲緩衝材，形成環氧系樹脂之緩衝材層〔2 3°C 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -34 - 1225116 A7 B7 —— ---——--- 、發明説明（盔 下的拉張最大荷重時之伸長5% (依J I S K 7 1 1 3測定），拉張強度4 0 N/m m 2 (依J I S K 7 1 1 3測定）〕以外，其餘則實施與實施例1 一 1同 樣之供試體之補強，以進行靜性載荷試驗。結果如第2表 及第 1 0圖所不。 第2表 破壞荷重 (kN) 最大位移 (mm) 含有強化纖維 紗條片材之最 大變形（# ) 含有強化纖 維紗條片材 之破壞形態 比較例1 -1 44.1 24 一 _ 比較例1-2 78.3 22 7790 剝離 比較例1-3 76.4 23 7840 剝離 啻施例2 — 1 鋼製之試驗體上，應用使用緩衝材及含有強化纖維紗 條片材的本發明之補強方法，並試驗其補強方法。 作爲試驗體，使用如第1 2圖中所示具有2 0 0 m m \10〇111111\200〇111111之尺寸的樑用之1型鋼2 1。 I型鋼2 1 ，係被5 · 5mm厚之鋼板2 2補強載荷點及 支點部者。於涵蓋I型鋼21之試驗體底面23之長度 1600mm (中央部），寬幅全面，塗佈環氧系之底漆 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -35- 1225116 A7 B7 ___ 五、發明説明（ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 以形成底漆層（未圖示）後’將環氧系之緩衝材〔環氧樹 脂，商品名：東寶苔特E E 5 0、東邦阿期1特克〈股〉製 ，於固化時2 3 °C下的拉張最大荷重時之伸長9 (依 JIS K 7131 測定），拉張強度 1 ·4Ν/γπγπ2 (依J ]； s κ 7 1 3 1測定），5 °C下的拉張最大荷 重時之伸長6 5%，拉張強度6 · 5N/mm2〕〕塗佈爲 按膜厚能爲5 0 0 #瓜之方式以形成緩衝材層2 4。接著 ，使甩常溫固化樹脂使含有強化纖維紗條片材2 5 (商品 . 名：HT300、日石三菱〈株〉製）按強化纖維之方向 能成爲較長方向之方式重疊5層粘接之。經貼合含有強化 纖維紗條片材2 5後，並養生1星期以上之後，按第1 2 圖所示方式，對試驗體之I型鋼2 1頂住支點2 6 ’施予 支點間距離1 8 0 0 m m之單調載荷之負荷，以實施靜性 荷試驗。將所測定的破壞荷重及最大位移表示於第3表。 實施例2 - 2 經濟部智慧財產局員工消资合作社印^ 鋼製之試驗體上，應用使用緩衝材及纖維強化塑膠板 的本發明之補強方法，並試驗其補強方法。 作爲試驗體，使用與實施例2 - 1同一的樑用之I型 鋼。又，不用片材2 5而使用纖維強化塑膠板2 5。板 2 5係使用TU板TYP E — S (商品名，日石三菱〈股 〉製）者。於涵蓋前述試驗體之底面之長度1 6 0 Omm (中央部），寬幅全面，塗佈與實施例2-1同一的環氧 系底漆以形成底漆層後’將環氧系之緩衝材〔環氧樹脂， 本^張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） - -36- 1225116 A7 _ B7 ___

五、發明説明（A (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 商品名東室苔特EE50、阿斯特克〈股〉製，於固化時 2 3 °C下拉張最大荷重時之伸長9 5 % (依J I S K 7113測定），拉張強度1.4N/mm2(依JIS K 71 3 1測定）塗佈爲按膜厚成爲500//m之方式 以形成緩衝材層2 4。接著，使用與實施例2 — 1同一的 環氧系之常溫固化樹脂，使纖維強化塑膠板2 5按強化纖 維之方向能成爲較長方向之方式重疊5張以粘接之。經貼 合板2 5 .後並養生1星期以上之後，對I型鋼2 1頂住支 點2 6，施予支點間距離1 8 0 Omm之單調載荷之負荷 ，以實施靜性載荷試驗。其結果，已獲得良好的補強效果 比較例2 - 1 就本身爲與實施例2 - 1者同一之試驗體而未施予任 何補強者，進行與實施例2 - 1者同樣之靜性載荷試驗。 結果如第3表所示。 經濟部智慧財產局員工消资合作社印奴 比較例2 - 2 除未形成有緩衝材層2 4以外，其餘則進行與實施例 2 - 1者同樣之靜性載荷試驗。結果如第3表所示。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -37- 1225116 A7 ____B7 五、發明説明（▲ 第3表 破壞荷重 最大位移 (kN) (mm) 實施例2-1 19.1 __ 18.4 比較例2-1 17.0 58.0 比較例2-2 17.5 16.9 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) f施例3 - 1 使用尚壓水力噴射（water jet)，洗淨混凝土製之休 謨管（J IS八53038型1種，內徑12〇〇mm ，厚度95mm，長度2430mm)之內壁，於涵蓋內 壁全面，塗佈環氧系之底漆以形成底漆層。 經濟部智慧財產局員工消費合作钍印製 接著，對內壁全體按6 〇 〇 g /m 2之比例，塗佈環氧 樹脂製之緩衝材層用材料（東邦阿斯特克社製E E 5 0 ) ，以形成5 0 0 /zm厚度之緩衝材層。就與此緩衝材層同 樣方式成型者，實施物性測定之結果，2 3 °C下之依 JIs K 7113測定的拉張最大荷重時之伸長爲 95%，拉張強度爲1 · 4N/mm2，5t：下之依J IS K 7 1 1 3測定的拉張大荷重之伸長爲6 5%，拉張 強度爲6·5N/mm2。 接著，使用輥子在緩衝材層上塗佈複合樹脂（商品名 :粘接劑E 2 5 0 0，小西〈股〉製）’並於其上面舖敷 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -38 - 1225116 經濟部智慈財產局員工消费合作社印製 A7 B7五、發明説明（‘ 強化纖維片材（日石三菱社製TU布ST2 0 0 - 5 0， 單位面積重量2 0 0 g/m2，材寬幅5 0mm，設計厚度 〇.1 1 m m，拉張強度3 4 3 0 N/m m 2，拉張彈性率 2 · 3 X 1 0 5 N / m m 2 )。含有強化纖維紗條片材，係 沿著休謨管之圓周方向排列，並使用浸漬輥子以輾壓。其 結果，含有強化纖維紗條片材即成爲經埋入複合樹脂內的 狀態。再反覆複合樹脂之塗佈與含有強化纖維紗條片材之 層積，最後，含有強化纖維紗條片材即在休謨管內壁面全 體形成2層之含有強化纖維紗條片材。 就所得的經補強休謨管，準照J I S A 5 3 0 3 「遠心力鋼筋混凝土管」，施加重P至破壞，以進行載荷 試驗。第1 3圖及第1 4圖中表示補強之情況及試驗之槪 略，並其結果表示於第4表。第13圖及第14圖中， 3 2表示混凝土製休謨管，3 3表示緩衝材層，3 4表示 含有強化纖維紗條片材，3 1表示載荷夾具。 所得的補強休謨管，可確認較未經補強者之耐壓力已 有改善，並因緩衝材層之存在而在管之上下所產生的拉張 應力分散於管之左右周圍方向之事實，並已具有較如下之 比較例者爲優異的性能。 比較例3 - 1 除未形成有緩衝材層以外，其餘則與實施例3 - 1同 樣方式製作補強休謨管，並實施載荷試驗。結果如第4表 所示。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -39- 1225116 A7B7 五、發明説明（士 比較例3 - 2 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 就實施例3 - 1所使用的補強前之休護管，進行實施 例1同樣方式進行載荷試驗。結果如第4表所示。 第4表 實施例3-1 比較例3 - 1 比較例3 - 2 含有強化纖維紗條材 2 2 • 0 層積數 緩衝材層之有無 有 無 無 最大荷重（kN) 466 398 354 無補強比 1.32 1.12 實施例3 - 2 經濟部智慧財1局員工消骨合作社印製 使用混凝土製之休謨管（J IS A5303 B型1 種，內徑1 200mm，厚度9 5mm，長度24 3 0 mm)，按能正確成爲半圓之方式切裁休謨管。 使用高壓水力噴射，洗淨此半圓狀之休謨管之內壁， 並於涵蓋內壁全面，塗佈環氧系之底漆以形成底漆層。 接著，對內壁全體按6 0 0 g/m2之比例，塗佈環氧 樹脂製之緩衝材層用之材料（東邦阿斯特克社製E E 5 0 )，以形成500//m厚度之緩衝材層。就與此緩衝材層 同樣方式成型者，實施物性測定之結果，2 3 °C下之依 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4说格（210X297公釐） -40- 1225116 A7 B7_ 五、發明説明（‘ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) J I s K 7 1 1 3測定的拉張最大荷重時之伸長爲 95%，拉張強度爲1 · 4N/mm2,依JIS K 7 1 1 3測定的拉張彈性率爲1 · 5 N / m m 2，5 °C下之 依JIS K 7113的拉張最大荷重時之伸長爲65 %，拉張強度爲6.5N/mm2。 接著，使用輥子在緩衝材層上塗佈複合樹脂（商.品名 :粘接劑E 2 5 0 0，小西〈股〉製），並於其上面舖敷 強化纖維片材（日石三菱社製T U布S T 2 0 0 ·- 5 0， 單位面積重量2 0 0 g/m2，片材寬幅5 Omm，設計厚 度0.11mm，拉張強度3430N/mm2,拉張彈性 率2 · 3xl05N/mm2)。含有強化纖維紗條片材， 係沿著休謨管之圓周方向排列，並使用浸漬輥子予以輾壓 。其結果，含有強化纖維紗條片材即經埋入複合樹脂內的 狀態。再反覆複合樹脂之塗佈與含有強化纖維紗條片材之 層積，最後，含有強化纖維紗條片材即在休謨管內壁面全 體形成2層之含有強化纖維紗條片材。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 就所得經補強的半圓狀之休謨管，準照J I S A5303 「遠心力鋼筋混凝土管」，施加荷重P至破壞 ，以進行載荷試驗。第15圖及第16圖中表示補強之情 況及試驗之槪略，並其結果表示於第5表。第1 5圖及第 1 6圖中，5 2表示混凝土製半圓狀休謨管，5 3表示緩 衝材層，54表示強化纖維片材，5 1表示載荷夾具。 所得的補強休謨管，可確認較未經補強者之耐壓力已 有改善，並因緩衝材層之存在而在管之上下所產生的拉張 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2Η)Χ297公釐) " -41 - 1225116

7 7 A B 五、發明説明（‘ 應力分散於管之左右周圍方向之事實，並已具有較如下之 比較例者爲優異的性能。 比較例3 - 3 除未形成有緩衝材層以外，其餘則製作與實施例3 -2同樣方式補強的半圓狀休謨管，並實施載荷試驗。結果 如第5表所示。 比較例3 - 4 就實施例3 - 2所使用的補強前之半圓狀休謨管，進 行實施例3 - 2同樣方式進行載荷試驗。結果如第4表所 示0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財1局員工消费合作社印製 第5表 實施例3-2 比較例3-3 比較例3 - 4 含有強化纖維紗條材 層積數 2 2 0 緩衝材層之有無 有 Λτττ 無 y \ \\ * 最大荷重（kN) 409 339 302 無補強比 1.35 1.12 本紙张尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -42-

Claims (1)

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六、申請專利範圍 第90115787號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國91年12月23日修正 1 · 一種構造物之補強方法，係包含在由混凝土構造 物及鋼製構造物而成的群中所選擇的構造物表面上，介由 Η 2 3t：下之拉張最大荷重時之伸長爲1 〇至2 〇 〇%、 % [2 3它下之拉張強度爲0.1至5 0N/mm2的緩衝材層 ，而藉複合樹脂設置含有強化纖維紗條片材的過程（· a ) ^ ，前述緩衝材層的拉張最大荷重大於前述複合樹脂者。 1' 2 ·如申請專利範圍第1項之補強方法，其中前述構 |：造物係由：樑、柱、平板、床板、煙窗、桁、險道、管、 ^ 具有彎曲面的橋樑以及U字製溝中所選擇者。 ； 3 ·如申請專利範圍第1項之補強方法，其中前述構· :造物，係在內壁具有彎曲面的構造物，而前述過程（a ) 1 ’係將含有強化纖維紗條片材，按該片材之強化纖維紗條 . · 能沿著前述彎曲面之彎曲方向排列之方式，介由前述緩衝 材層，而設於前述構造物之內壁面之至少彎曲面的過程。 4 .如申請專利範圍第1項之補強方法，其中前述構 造物，係具有環狀之內壁面的構造物，而前述過程（A ) ’係將有強化纖維紗條片材，按該片材之強化纖維紗條能 沿著前述環狀之內壁面之圓周方向排列之方式，介由前述 緩衝材層，而按在圓周方向連續之方式設置於前述構造物 之內壁面較長方向之至少一部分的過程。 ---------#! (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

1225116 A8 B8 C8 — —__D8 六、申請專利範圍 5 .如申請專利範圍第1項之補強方法，其中前述緩 衝材層，係5 °C下之拉張大荷重時之伸長爲1 〇至2 0 0 % ’ 5 °C下之拉張強度爲〇 · 1至5 0 N / m m 2之緩衝材 層。 6 ·如申請專利範圍第1項之補強方法，其中前述緩 衝材層包含有樹脂5 0至1 0 0重量％及塡充劑0至5 0 重量％，而前述樹脂，係當使其固化時的2 3 °C下之拉張 彈率爲0·1至50N/mm2者。 7 ·如申請專利範圍第1項之補強方法，其中前·述緩 衝材層包含有樹脂5 0至1 0 0重量％及塡充劑〇至5 0 重量％，而橫方向補助紗樹脂，係當使其固化時的5 °C下 之拉張彈性率爲0 . 1至5 ·〇 N / m m 2者。 8 ·.如申請專利範圍第1項之補強方法，其中前述含 有強化纖維紗條片材，係包含具備縱方向平行排列的複數 條縱方向強化纖維紗條者。 9 ·如申請專利範圍第8項之補強方法，其中前述含 有強化纖維紗條片材包含更具備往橫方向平行排列的複數 支橫方向紗，而該橫方向紗係由橫方向強化纖維紗條及橫 方向補助紗而成群中所選擇，前述縱方面強化纖維紗條和 前述橫方向紗形成織物組織的補強材料。 1 0 ·如申請專利範圍第9項之補強方法，其中前述 含有強化纖維紗條片材之前述縱方向強化纖維紗與g述丰黃 方向紗係被固接構件所粘接固定。 1 1 ·如申請專利範圍第8項之補強方法，其φ前述 本紙張尺度適用中國國家標準（ CNS ) A4規格（210X297公釐） ' --- - I J — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -2- 1225116 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 含有強化纖維紗條片材包含再具備往縱方向平行排列的複 數支縱方向補助紗，及往橫方向平行排列的複數支橫方向 補助紗，而前述縱方向補助紗和橫方向補助紗橫方向補助 紗，係按實質上不使前述縱方向強化纖維屈曲之方式形成 織物組織的補強材料。 1 2 ·如申請專利範圍第8項之補強方法，其中前述 含有強化纖維紗條片材具備前述補強材料及支撐補助材料 的支撐體，而補強材料係被粘接劑粘接於支撐體。 1 3 · —種補強構造材料，係補強由混凝土構造物及 鋼製構造物而成的群中所選擇的構造物的補強構造材料， 而具備含有強化纖維紗條片材；該含有強化纖維紗條片材 用的複合樹脂；及，拉張最大荷重大於前述複合樹脂，且 2 3 °C下之拉張最大荷重時之伸長爲1 〇至2 〇 〇%， 2 3 °C下之拉張強度爲〇 · 1至5 0 N / m m 2的緩衝材層 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 4 . 一種補強構造物，係於由混凝土構造物及鋼製 構造物而成的群中所選擇的構造物表面上，將申請專利範 圍第1 3項之補強構造材料，按該補強構造材料之緩衝材 層能介在構造物之表面與含有強化纖維紗條片材之間的方 式所設置的補強構造物。 1 5 ·如申請專利範圍第1 4項之補強構造物，其中 前述構造物’係在內壁具有彎曲面的構造物，而按構成前 述補強構造材料的含有強化纖維紗條片材之強化纖維紗條 能沿著前述彎曲面之彎曲方向排列之方式，且按構成前述 本紙張尺度適用中關家標準（CNS )八4_驗（210X 297公釐） 1225116 A8 B8 C8 _ D8 六、申請專利範圍 補強構造材料的緩衝材層能介在含有強化纖維紗條片材與 構造物之內壁面之間之方式，在構造物之內壁面之至少彎 曲面設有前述補強構造材料。 1 6 ·如申請專利範圍第1 4項之補強構造物，其中 前述構造物，係具有環狀之內壁面的構造物，而按構成前 述補強構造材料的含有強化纖維紗條片材之強化纖維紗條 能沿著前述環狀之內壁面之圓周方向排列之方式，且按緩 衝材層能介在含有強化纖維紗條片材與構造物之內壁面之 間之方式，在構造物之內壁面較長方向之至少一部分，往 圓周方向連續設置有前述補強構造材料。 1 7 ·如申請專利範圍第1項之補強方法，其中緩衝 材層之厚度爲1〇〇〜2000# m。 1 8 ·如申請專利範圍第1 3項之補強構造材料，其 中緩衝材層之厚度爲100〜2000// m。 1 9 ·如申請專利範圍第1 4項之補強構造物，其中 緩衝材層之厚度爲1 〇〇〜2000//m。 * I ----------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -4-