(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
線膨張率が異なる少なくとも炭素繊維とガラス繊維を複合してなり、炭素繊維の束とガラス繊維の束を上下に積層して一体化した棒状体からなるハイブリッド構造のハイブリッドＦＲＰ補強筋。
【請求項２】
線膨張率が異なる少なくとも二種の繊維を複合して棒状体からなるハイブリッド構造のハイブリッドＦＲＰ補強筋を硬化可能な硬化体に埋設し、前記ＦＲＰ補強筋を加熱するとともに硬化体を硬化させ、その後、前記ＦＲＰ補強筋への加熱を停止して硬化体にプレストレスを導入することを特徴とするプレストレス導入方法。
【請求項３】
線膨張率が異なる少なくとも炭素繊維とガラス繊維を複合して棒状体からなるハイブリッド構造のハイブリッドＦＲＰ補強筋を硬化可能な硬化体に埋設し、前記ＦＲＰ補強筋を加熱するとともに硬化体を硬化させ、その後、前記ＦＲＰ補強筋への加熱を停止して硬化体にプレストレスを導入することを特徴とするプレストレス導入方法。
【請求項４】
線膨張率が異なる少なくとも炭素繊維とガラス繊維を複合してなり、炭素繊維の束をガラス繊維で被覆して一体化した棒状体からなるハイブリッド構造のハイブリッドＦＲＰ補強筋を硬化可能な硬化体に埋設し、前記ＦＲＰ補強筋を加熱するとともに硬化体を硬化させ、その後、前記ＦＲＰ補強筋への加熱を停止して硬化体にプレストレスを導入することを特徴とするプレストレス導入方法。
【請求項５】
線膨張率が異なる少なくとも炭素繊維とガラス繊維を複合してなり、炭素繊維の束とガラス繊維の束を上下に積層して一体化した棒状体からなるハイブリッド構造のハイブリッドＦＲＰ補強筋を硬化可能な硬化体に埋設し、前記ＦＲＰ補強筋を加熱するとともに硬化体を硬化させ、その後、前記ＦＲＰ補強筋への加熱を停止して硬化体にプレストレスを導入することを特徴とするプレストレス導入方法。
【請求項６】
前記加熱は、ＦＲＰ補強筋に通電することを特徴とする請求項２〜５のいずれか一つに記載のプレストレス導入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合繊維からなるハイブリッド構造のハイブリッドＦＲＰ補強筋およびこのハイブリッドＦＲＰ補強筋を用いたプレストレス導入方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンクリート補強用のＦＲＰ材料（ＦＲＰ補強筋）として、ネフマック（登録商標）が知られている（例えば、非特許文献１参照）。ネフマックは、ガラス繊維や炭素繊維、アラミド繊維などの単一種類の高性能連続繊維を、熱硬化性樹脂ビニルエステルなどの耐薬品性に優れた樹脂に含浸させながら格子状に一体成形したものである。
【０００３】
一方、薄肉プレキャスト型枠とこれに用いるプレキャストコンクリート版が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に示されるプレキャストコンクリート版は、その内部にプレストレスト補強材を一体に導入したものである。このプレストレスト補強材としては、ＰＣ鋼線のほか、炭素繊維やガラス繊維を使用可能であることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−６８１０７号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ＡＧＣマテックス株式会社、“ＦＲＰコンクリート補強筋  ネフマック”、［online］、［平成２１年５月２５日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.agm.co.jp/doboku/nfm.html＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記の従来のＦＲＰ補強筋を滑走路などのコンクリート床版に用いる場合、引っ張り領域において大きなひび割れが発生するおそれがあることから、引っ張り領域側にプレテンションを導入する等の措置が必要になってくる。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、プレストレスを効果的に導入することができるハイブリッドＦＲＰ補強筋およびこのハイブリッドＦＲＰ補強筋を用いたプレストレス導入方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の請求項１に係るハイブリッドＦＲＰ補強筋は、線膨張率が異なる少なくとも炭素繊維とガラス繊維を複合してなり、炭素繊維の束とガラス繊維の束を上下に積層して一体化した棒状体からなるハイブリッド構造のＦＲＰ補強筋であることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項２に係るプレストレス導入方法は、線膨張率が異なる少なくとも二種の繊維を複合して棒状体からなるハイブリッド構造のハイブリッドＦＲＰ補強筋を硬化可能な硬化体に埋設し、前記ＦＲＰ補強筋を加熱するとともに硬化体を硬化させ、その後、前記ＦＲＰ補強筋への加熱を停止して硬化体にプレストレスを導入することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項３に係るプレストレス導入方法は、線膨張率が異なる少なくとも炭素繊維とガラス繊維を複合して棒状体からなるハイブリッド構造のハイブリッドＦＲＰ補強筋を硬化可能な硬化体に埋設し、前記ＦＲＰ補強筋を加熱するとともに硬化体を硬化させ、その後、前記ＦＲＰ補強筋への加熱を停止して硬化体にプレストレスを導入することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項４に係るプレストレス導入方法は、線膨張率が異なる少なくとも炭素繊維とガラス繊維を複合してなり、炭素繊維の束をガラス繊維で被覆して一体化した棒状体からなるハイブリッド構造のハイブリッドＦＲＰ補強筋を硬化可能な硬化体に埋設し、前記ＦＲＰ補強筋を加熱するとともに硬化体を硬化させ、その後、前記ＦＲＰ補強筋への加熱を停止して硬化体にプレストレスを導入することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項５に係るプレストレス導入方法は、線膨張率が異なる少なくとも炭素繊維とガラス繊維を複合してなり、炭素繊維の束とガラス繊維の束を上下に積層して一体化した棒状体からなるハイブリッド構造のハイブリッドＦＲＰ補強筋を硬化可能な硬化体に埋設し、前記ＦＲＰ補強筋を加熱するとともに硬化体を硬化させ、その後、前記ＦＲＰ補強筋への加熱を停止して硬化体にプレストレスを導入することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項６に係るプレストレス導入方法は、上述した請求項２〜５のいずれか一つにおいて、前記加熱は、ＦＲＰ補強筋に通電することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のハイブリッドＦＲＰ補強筋によれば、線膨張率が異なる少なくとも二種の繊維を複合して棒状体からなるハイブリッド構造のＦＲＰ補強筋であるので、棒状体に温度変化を与えれば、線膨張率が高い繊維は膨張（収縮）する一方、線膨張率が低い繊維はあまり膨張（収縮）しない。このため、線膨張率の高い繊維の膨張力（収縮力）が、線膨張率の低い繊維にテンションを加えることとなる。したがって、棒状体に与えた温度変化を除去すれば、コンクリート等に棒状体によるプレストレスを効果的に導入することができるという効果を奏する。また、本発明のハイブリッドＦＲＰ補強筋を凍土補強に用いた場合には、棒状体の形状変化によって定着部の抜け出しを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明に係るハイブリッドＦＲＰ補強筋の実施例を示す図であり、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は横断面図である。
【図２】図２は、本発明に係るハイブリッドＦＲＰ補強筋の他の一例を示す横断面図である。
【図３】図３は、本発明に係るプレストレス導入方法の工程１の斜視図である。
【図４】図４は、本発明に係るプレストレス導入方法の工程２の斜視図である。
【図５】図５は、本発明に係るプレストレス導入方法の工程３の斜視図である。
【図６】図６は、本発明に係るプレストレス導入方法の工程４の斜視図である。
【図７】図７は、本発明に係るプレストレス導入方法の工程５の斜視図である。
【図８】図８は、本発明に係るプレストレス導入方法の工程６の斜視図である。
【図９】図９は、本発明に係るプレストレス導入方法の工程７の斜視図である。
【図１０】図１０は、本発明に係るハイブリッドＦＲＰ補強筋を凍土補強に適用した場合の曲げ試験の様子を示した図である。
【図１１】図１１は、従来のＦＲＰ補強筋を凍土補強に適用した場合の曲げ試験の様子を示した図であり、（ａ）は試験開始時、（ｂ）は初期変形時、（ｃ）は応力解放時の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明に係るハイブリッドＦＲＰ補強筋およびプレストレス導入方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【００１７】
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、本発明に係るハイブリッドＦＲＰ補強筋１０は、線膨張率が大きく異なる炭素繊維１２とガラス繊維１４を複合してなるハイブリッド構造のＦＲＰ補強筋であって、各繊維１２，１４の束を熱硬化性樹脂で径方向および延長方向に接着して一体化成形した棒状体１０ａからなる。ガラス繊維１４の束に炭素繊維１２の束を螺旋巻きして構成してある。この形態で、棒状体１０ａに温度変化を与えて形状変化を発生させるものである。なお、図１の場合は炭素繊維がガラス繊維に螺旋巻きするだけで、炭素繊維とガラス繊維相互を接着一体化させていなくてもよい。
【００１８】
ガラス繊維１４は、非導電性の繊維であり、線膨張率は高く、加熱すると膨張する。
炭素繊維１２は、導電性の繊維であり、線膨張率は低く、加熱してもガラス繊維１４に比して殆ど膨張しないが、通電すると発熱する。
【００１９】
棒状体１０ａは、図１の螺旋巻きの構造に限らず、図２（ａ）に示すように、炭素繊維１２の束をガラス繊維１４で被覆して接着一体化した断面構造や、図２（ｂ）に示すように、炭素繊維１２の束と、炭素繊維とガラス繊維の混合繊維１６の束と、ガラス繊維１４の束とを上下に積層して接着一体化した断面構造とすることもできる。また、図２（ｃ）に示すような一体化断面構造としてもよい。この図２の各形態では棒状体１０ａに温度変化を与えると内部応力と形状変化が発生する。なお、図２（ｂ）の断面構造は、通電時に下に凸に曲げ変形してしまうため、コンクリート床版などへのプレストレス導入には好ましくない。
【００２０】
［コンクリート床版に適用する場合］
次に、本発明に係るハイブリッドＦＲＰ補強筋１０をコンクリート床版（硬化体）に適用する場合について、図３〜図９の製作手順を参照しながら説明する。
【００２１】
まず、工程１は、図３に示すように、底鋼板１８上に四方に側面型枠２０を設置し、型枠２０内にスペーサ２２を配置する。型枠２０の外周側に支持治具２４を設置する。
【００２２】
次に、工程２は、図４に示すように、型枠２０内にハイブリッドＦＲＰ補強筋（下筋）１０を格子状に配置する。この場合、ハイブリッドＦＲＰ補強筋１０は、支持治具２４に掛けまわすとともに型枠２０上縁の複数の溝２０ａに差し込んで配置する。このハイブリッドＦＲＰ補強筋１０は、予め格子状に成形したものを型枠２０に組み込んでもよい。
【００２３】
続いて、工程３は、図５に示すように、上下ハイブリッド補強筋の有効高さを確保するために、型枠２０内のハイブリッドＦＲＰ補強筋１０の上に補強フレーム２６を設置する。
【００２４】
続いて、工程４は、図６に示すように、型枠２０内の補強フレーム２６上にハイブリッドＦＲＰ補強筋（上筋）２８を下筋１０と同様に格子状に配置する。支持治具２４において、上筋２８と下筋１０の間に棒状スペーサ３０を配置する。
【００２５】
続いて、工程５は、図７に示すように、型枠２０およびハイブリッドＦＲＰ補強筋（上筋２８、下筋１０）に散水し、これを冷却する。なお、ハイブリッドＦＲＰ補強筋（上筋）２８の上方にスペーサ３２を配置しておいてもよい。
【００２６】
続いて、工程６は、図８に示すように、型枠２０内に硬化材としてのコンクリート３４を打設する。コンクリート３４が硬化し終えるまでの養生期間に、引っ張り領域側（この場合は下側）のハイブリッドＦＲＰ補強筋（下筋）１０に電極３６を接続して通電する。なお、ハイブリッドＦＲＰ補強筋（下筋）１０の端部を支持治具２４から底鋼板１８の固定具３８に付け替え、緊張しておく。
【００２７】
電極３６を接続して通電することで、導電性の炭素繊維１２を介してハイブリッドＦＲＰ補強筋（下筋）１０が加熱される。この加熱によってハイブリッドＦＲＰ補強筋（下筋）１０のガラス繊維１４が温度膨張する。一方、炭素繊維１２はほとんど膨張しない。ハイブリッドＦＲＰ補強筋が図２の形態の場合、炭素繊維とガラス繊維は補強筋の延長方向に平行配列されて一体化されているので、炭素繊維への通電加熱によって炭素繊維に引張力（プレストレス）、ガラス繊維には逆に圧縮力（プレストレス）が加わった状態となる。こうして、コンクリート３４にプレストレス力を保持可能な強度が発現するまでハイブリッドＦＲＰ補強筋（下筋）１０に通電加熱養生する。
【００２８】
この場合の加熱温度としては、例えば常温１０℃に対して加熱温度６０℃とすることができる。コンクリート３４は散水養生等により温度上昇を抑え常温に保っておく。そして、コンクリート硬化後、通電を停止し常温に戻すがコンクリート３４は殆ど収縮することがない。
【００２９】
硬化したコンクリートによるＦＲＰ繊維に対する拘束が働いたこの状態において、温度低下により炭素繊維にはさらに引張力が付加され、ガラス繊維にも圧縮力が開放されて引張力が付加されるようになる。これに伴いコンクリート床版に対しては引っ張り領域側に圧縮力が働くことになる。これにより、ＦＲＰ補強筋１０によって補強されたプレストレス・コンクリート床版を、プレストレス導入のための緊張工程やグラウト工程なしで構築することができる。なお、炭素繊維１２への加熱温度が高すぎるとコンクリート３４が急激に硬化し、コンクリート３４の品質に悪影響を与えるおそれがあるので、ハイブリッドＦＲＰ補強筋１０の棒状体１０ａの外周を樹脂で被覆してこれを防止するようにしてもよい。
【００３０】
最後に、工程７は、図９に示すように、脱型し、ハイブリッドＦＲＰ補強筋（下筋）１０の端部を切断する。このようにして、引っ張り領域側にプレストレスが導入されたコンクリート床版を製作することができる。
【００３１】
ちなみに、図１の炭素繊維をガラス繊維に螺旋巻きしたＦＲＰ補強筋を上記コンクリート床版に適用する場合においては、炭素繊維への通電時にはガラス繊維の膨張を許容し、通電停止時においては温度低下に伴うガラス繊維の収縮をコンクリートの硬化によって制限（拘束効果）することになる。したがって、コンクリート硬化後は、ガラス繊維に引張力（プレストレス）、それに対応してコンクリート床版の引っ張り領域側に圧縮力（プレストレス）が与えられる。
【００３２】
なお、本実施例においては、コンクリート床版の下筋のハイブリッドＦＲＰ補強筋１０に通電しているが、上筋のハイブリッドＦＲＰ補強筋２８にも通電し、コンクリート床版全体にプレストレスを与えるようにしてもよい。
【００３３】
［凍土補強に適用する場合（参考例）］
次に、本発明に係るハイブリッドＦＲＰ補強筋１００を凍土補強に適用する場合について、図１０および図２（ｂ）を参照しながら説明する。
【００３４】
図２（ｂ）に示すように、凍土補強に適用する場合のハイブリッドＦＲＰ補強筋１００は、上から炭素繊維１２の束、炭素繊維１２とガラス繊維１４の混合束１６、ガラス繊維１４の束が上下３層に積層して構成される。
【００３５】
このハイブリッドＦＲＰ補強筋１００は格子状を呈し、図１０（ａ）に示すように、凍土供試体４０内の上下に配置してある。この上下間にはＦＲＰスターラップ（フープ筋）４２と、ＦＲＰフレーム４４が配置してある。凍土供試体４０の下面二箇所には支点Ａ、Ｂが、上面二箇所には荷重作用点Ｃ、Ｄが設けてある。凍土供試体４０内の支点Ａ、Ｂ上と上面側には加圧点スペーサ４６が設けてある。
【００３６】
図１０（ｂ）に示すように、凍土供試体４０を冷却して凍結して硬化させると、ハイブリッドＦＲＰ補強筋１００のガラス繊維１４の層は大きく縮む一方、炭素繊維１２の層は殆ど縮まない。このため、ハイブリッドＦＲＰ補強筋１００は、凍土供試体４０内でガラス繊維１４側に反る形（上に凸状）に形状変化する。この場合、左右端部の定着部４８の上に凸状に曲がる曲率は大きくなる。
【００３７】
図１０（ｃ）に示すように、この状態で荷重作用点Ｃ、Ｄに上載荷重を作用させて曲げ試験を開始すると、本発明のハイブリッドＦＲＰ補強筋１００は、上に凸状の反りで定着部４８を凍土４０内に食い込ませることにより、上載荷重に対して十分に抵抗でき、定着部４８の抜け出しを抑止することができる。また、下側のハイブリッドＦＲＰ補強筋１００のかぶり部分５０で剥離を引き起こすこともない。さらに、ＦＲＰフレーム４４とスペーサ４６とＦＲＰスターラップ４２とでハイブリッドＦＲＰ補強筋１００を凍土４０内に拘束することにより、十分な補強効果を発揮することができる。このように、本発明のハイブリッドＦＲＰ補強筋によれば、凍土を効果的に補強することができるので、上下方向の凍土厚を大幅に削減することも可能である。
【００３８】
［温度応力の検討］
次に、本発明のハイブリッドＦＲＰ補強筋を用いた温度応力の検討について、鉄筋コンクリートの場合と比較しながら以下に説明する。表１は、この検討条件を示したものであり、コンクリート、鉄筋（鋼）、炭素繊維束、ガラス繊維束の各物性値（熱膨張係数α、断面積Ａ、ヤング係数Ｅ）を示したものである。
【００３９】
【表１】
0005541493.tif 000002
【００４０】
なお、コンクリートの収縮ひずみは１５０×１０−６である。コンクリートの長辺長は、７．８７５ｍである。また、表１中の注１は、コンクリートの上下２段にＤ１９を１００ｍｍ間隔に配置した鉄筋の面積Ａｓであり、Ａｓ＝２×２．８６５／０．１＝５７．３ｃｍ２である。また、注２は、炭素繊維束の面積Ａｆであり、ハイブリッドＦＲＰ補強筋を炭素繊維Ｃ１３と２層のガラス繊維Ｇ１３とからなる１００ｍｍ間隔の格子状に形成し、これをコンクリート内の上下２段に配置したことから、Ａｆ＝２×０．６５／０．１＝１３ｃｍ２である。また、注３は、ガラス繊維束の面積Ａｇであり、Ａｇ＝４×１．３１／０．１＝５２．４ｃｍ２である。
【００４１】
上記の検討条件において通電加熱による温度変化５０℃を想定すると、ハイブリッドＦＲＰ補強筋の炭素繊維束に発生するテンションσＴは、
σＴ＝50℃×52.4×（11×10−６−0.025×10−６）×3.0×10−５／13.0＝664 kgf/cm２
となる。このテンションは、コンクリート硬化後、コンクリートから突き出たハイブリッドＦＲＰ補強筋の端部を切断しても炭素繊維束内に残留する。
【００４２】
［冬期施工の場合］
まず、温度応力の検討事例として、冬期施工におけるコンクリート内発生応力度（長辺方向）について鉄筋コンクリートの場合とハイブリッドＦＲＰ補強筋コンクリートの場合を比較した結果を表２および表３に示す。これは、コンクリートの打設時期として１月を想定したものである。１月の平均気温は例えば横浜で５．６℃である。表２は、コンクリートの温度が５．６℃から５０℃（最高気温発生時）に変化した場合、表３は、コンクリートの温度が５．６℃から−１０℃（最低気温発生時）に変化した場合を示している。
【００４３】
【表２】
0005541493.tif 000003
【００４４】
【表３】
0005541493.tif 000004
【００４５】
ここで、鉄筋コンクリートにおいて鉄筋に発生する応力σｓは、ひずみ×ヤング係数Ｅで算定し、コンクリートに発生する応力σｓｃは、σｓ×Ａｓ／Ａｃで算定してある。また、ハイブリッドＦＲＰ補強筋コンクリートにおいてハイブリッドＦＲＰ補強筋に発生する応力σｆは、ひずみ×ヤング係数Ｅで算定し、コンクリートに発生する応力σｈｃは、σｆ×Ａｆ／Ａｃで算定してある。
【００４６】
［夏期施工の場合］
次に、温度応力の検討事例として、夏期施工におけるコンクリート内発生応力度（長辺方向）について鉄筋コンクリートの場合とハイブリッドＦＲＰ補強筋コンクリートの場合を比較した結果を表４および表５に示す。これは、コンクリートの打設時期として８月を想定したものである。８月の平均気温は例えば横浜で２６．４℃である。表４は、コンクリートの温度が２６．４℃から５０℃（最高気温発生時）に変化した場合、表５は、コンクリートの温度が２６．４℃から−１０℃（最低気温発生時）に変化した場合を示している。
【００４７】
【表４】
0005541493.tif 000005
【００４８】
【表５】
0005541493.tif 000006
【００４９】
［マスコンクリートの場合］
次に、温度応力の検討事例として、マスコンクリート施工におけるコンクリート内発生応力度（長辺方向）について鉄筋コンクリートの場合とハイブリッドＦＲＰ補強筋コンクリートの場合を比較した結果を表６および表７に示す。これは、打設時のコンクリートの内部温度を５０℃と想定したものである。表６は、コンクリートの温度が５０℃から５０℃（最高気温発生時）に変化した場合（つまり変化無し）、表７は、コンクリートの温度が５０℃から−１０℃（最低気温発生時）に変化した場合を示している。
【００５０】
【表６】
0005541493.tif 000007
【００５１】
【表７】
0005541493.tif 000008
【００５２】
［本発明のハイブリッドＦＲＰ補強筋を用いたコンクリートの場合］
次に、本発明のハイブリッドＦＲＰ補強筋を用いたコンクリート内発生応力度（長辺方向）について鉄筋コンクリートの場合とハイブリッドＦＲＰ補強筋コンクリートの場合を比較した結果を表８および表９に示す。これは、コンクリート打設前のハイブリッドＦＲＰ補強筋の固定時の温度を２０℃と想定したものである。表８は、コンクリートの温度が２０℃から５０℃（最高気温発生時）に変化した場合、表９は、コンクリートの温度が２０℃から−１０℃（最低気温発生時）に変化した場合を示している。
【００５３】
【表８】
0005541493.tif 000009
【００５４】
【表９】
0005541493.tif 000010
【００５５】
以上の表２〜表９のコンクリート内発生応力度の検討結果のまとめを、表１０および表１１に示す。表１０において、Ｃａｓｅ１は表２および表３に、Ｃａｓｅ２は表４および表５に、Ｃａｓｅ３は表６および表７に基づいている。また、表１１において、Ｃａｓｅ４は表８および表９に基づいている。Ｃａｓｅ４ａはＣａｓｅ４のＦＲＰ補強筋を４５０kgf/cm２で緊張した結果を示している。
【００５６】
【表１０】
0005541493.tif 000011
【００５７】
【表１１】
0005541493.tif 000012
【００５８】
表１０および表１１に示すように、鉄筋コンクリートを原設計案とし、本発明のハイブリッドＦＲＰ補強筋を用いたコンクリートを変更設計案とした場合において、鉄筋コンクリートでは、殆どの場合コンクリートに引張応力が発生することが判る。一方、本発明のハイブリッドＦＲＰ補強筋を用いたコンクリートでは気温低下時にコンクリートに引張応力が発生することが予想される。
【００５９】
この場合、通電加熱時の繊維膨張時の増加応力が最大で−２９３kgf/cm２であり、０．５mm程度のひび割れ発生時の応力が−２６３０kgf/cm２であるとした場合には、初期緊張可能応力としては、３６００−２６３０−２９３＝６７７kgf/cm２程度あればよい。したがって、この場合には、ハイブリッドＦＲＰ補強筋に６５０kgf/cm２程度のプレストレス導入が必要であることが判る。
【００６０】
以上説明したように、本発明のハイブリッドＦＲＰ補強筋によれば、線膨張率が異なる少なくとも二種の繊維を複合して棒状体からなるハイブリッド構造のＦＲＰ補強筋であるので、棒状体に温度変化を与えれば、線膨張率が高い繊維は膨張（収縮）する一方、線膨張率が低い繊維はあまり膨張（収縮）しない。このため、線膨張率の高い繊維の膨張力（収縮力）が、線膨張率の低い繊維にテンションを加えることとなる。したがって、棒状体に与えた温度変化を除去すれば、コンクリート等に棒状体によるプレストレスを効果的に導入することができるという効果を奏する。また、本発明のハイブリッドＦＲＰ補強筋を凍土補強に用いた場合には、棒状体の形状変化によって定着部の抜け出しを防止することができる。
【００６１】
このように、本発明によれば、線膨張率の異なる炭素繊維とガラス繊維とを複合して棒状体を構成し、これに温度変化を与えることにより、棒状体に内部応力を発生させることや形状変化させることが可能となる。このため、コンクリート補強において通電加熱によりＦＲＰ補強筋にプレストレス導入が可能となり、耐久性に優れた構造体を構築することができる。
【００６２】
また、本発明のハイブリッドＦＲＰ補強筋を短期間だけ用いる構造物に使用することもできる。この場合、ハイブリッドＦＲＰ補強筋に通電加熱することで一時的にテンションを発生させ、短期間の構造物として使用した後に通電を停止して温度低下させれば、テンションが解放されるので容易に破壊撤去することができる。このため、早期に撤去が必要で軽量化が要求される仮設構造物などに対して適用可能性がある。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上のように、本発明に係るハイブリッドＦＲＰ補強筋およびプレストレス導入方法は、コンクリート補強や凍土補強に有用であり、特に、ＦＲＰ補強筋を用いたコンクリートにプレストレスを導入するのに適している。
【符号の説明】
【００６４】
１０  ハイブリッドＦＲＰ補強筋（下筋）
１０ａ  棒状体
１２  炭素繊維
１４  ガラス繊維
１６  混合束
１８  底鋼板
２０  側面型枠
２０ａ  溝
２２，３２  スペーサ
２４  支持治具
２６  補強フレーム
２８  ハイブリッドＦＲＰ補強筋（上筋）
３０  棒状スペーサ
３４  コンクリート
３６  電極
３８  固定具
４０  凍土供試体
４２  ＦＲＰスターラップ
４４  ＦＲＰフレーム
４６  加圧点スペーサ
４８  定着部
５０  かぶり部分
１００  ハイブリッドＦＲＰ補強筋
【図１】
0005541493.tif 000013
【図２】
0005541493.tif 000014
【図３】
0005541493.tif 000015
【図４】
0005541493.tif 000016
【図５】
0005541493.tif 000017
【図６】
0005541493.tif 000018
【図７】
0005541493.tif 000019
【図８】
0005541493.tif 000020
【図９】
0005541493.tif 000021
【図１０】
0005541493.tif 000022
【図１１】
0005541493.tif 000023