(57)【要約】【課題】現場での作業工程を少なくし、かつ、使用する樹脂の品質管理を容易とした、作業効率の向上を図ることができ、また、補強材の剥離を抑制して高い補強効果を得ることのできる構造物の補強用積層材料を提供する。【解決手段】構造物１００の被補強面に接着して一体化することにより構造物を補強する補強用積層材料１０であって、繊維強化複合材１１と、繊維強化複合材１１の構造物への接着側の面に形成された高伸度弾性樹脂層１２と、繊維強化複合材１１と高伸度弾性樹脂層１２との間に配置された中間樹脂層１３とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の被補強面に接着して一体化することにより構造物を補強する補強用積層材料であって、
繊維強化複合材と、前記繊維強化複合材の前記構造物への接着側の面に形成された高伸度弾性樹脂層と、前記繊維強化複合材と前記高伸度弾性樹脂層との間に配置された中間樹脂層とを有することを特徴とする構造物の補強用積層材料。
【請求項２】
前記中間樹脂層は、硬化時における引張弾性率が１０００Ｎ／ｍｍ２以上１００００Ｎ／ｍｍ２以下であることを特徴とする請求項１に記載の構造物の補強用積層材料。
【請求項３】
前記中間樹脂層は、厚さが０．０５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の構造物の補強用積層材料。
【請求項４】
前記中間樹脂層は、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の構造物の補強用積層材料。
【請求項５】
前記中間樹脂層を形成する前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、アクリル樹脂、ＭＭＡ樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、又は、光硬化型樹脂であることを特徴とする請求項４に記載の構造物の補強用積層材料。
【請求項６】
前記中間樹脂層を形成する前記熱可塑性樹脂は、ポリアミド樹脂、ナイロン樹脂、ポリプロピレン樹脂、フェノキシ樹脂、又は、ＡＢＳ樹脂であることを特徴とする請求項４に記載の構造物の補強用積層材料。
【請求項７】
前記高伸度弾性樹脂層は、硬化時における引張伸びが４００％以上、引張強度が８Ｎ／ｍｍ２以上、引張弾性率が６０Ｎ／ｍｍ２以上５００Ｎ／ｍｍ２以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載の構造物の補強用積層材料。
【請求項８】
前記高伸度弾性樹脂層は、ポリウレア樹脂、ウレタン樹脂、又は、エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載の構造物の補強用積層材料。
【請求項９】
前記高伸度弾性樹脂層を形成する前記ポリウレア樹脂は、主剤、硬化剤、充填剤、添加剤を含み、
（ｉ）主剤：イソシアネートを反応成分とするプレポリマーであり、末端残存イソシアネートがＮＣＯ重量％で１〜１６重量部に調整されたものを使用する。
（ｉｉ）硬化剤：主成分として芳香族アミンを含む硬化剤を使用し、主剤のＮＣＯ：アミン比で、１．０：０．５５〜０．９９重量部で計算されたものを使用する。
（ｉｉｉ）充填剤：硅石粉、搖変剤等が含まれ、１〜５００重量部で適宜配合される。
（ｉｖ）添加剤：着色剤、粘性調整剤、可塑剤等が含まれ、１〜５０重量部で適宜配合される。
組成とされることを特徴とする請求項８に記載の構造物の補強用積層材料。
【請求項１０】
前記繊維強化複合材は、強化繊維と、前記強化繊維に含侵されて硬化された樹脂とを有する強化繊維を含む強化繊維含有部材であり、前記強化繊維含有部材の断面形状は板状、山形状、チャンネル形状、Ｔ字形状、又は、角パイプ形状とされ、前記強化繊維含有部材の前記構造物への接着側の面に前記中間樹脂層と前記高伸度弾性樹脂層とが積層されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかの項に記載の構造物の補強用積層材料。
【請求項１１】
前記繊維強化複合材の前記樹脂は、熱硬化性樹脂若しくは熱可塑性樹脂であるか、又は、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の混合樹脂であることを特徴とする請求項１０に記載の構造物の補強用積層材料。
【請求項１２】
前記高伸度弾性樹脂層の前記繊維強化複合材に対する積層側とは反対側の外側面に剥離シートを有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれかの項に記載の構造物の補強用積層材料。
【請求項１３】
構造物の被補強面に補強用積層材料を接着剤にて接着して一体化することにより構造物を補強する構造物の補強方法であって、
前記補強用積層材料は、請求項１〜１２のいずれかの項に記載の補強用積層材料であることを特徴とする構造物の補強方法。
【請求項１４】
前記接着剤は、エポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、アクリル樹脂、ＭＭＡ樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、又は、光硬化型樹脂であることを特徴とする請求項１３に記載の構造物の補強方法。
【請求項１５】
前記接着剤はエポキシ樹脂接着剤とされ、このエポキシ樹脂接着剤は、主剤、硬化剤の２成分型により提供され、
（ｉ）主剤：主成分としてエポキシ樹脂を含み、接着増強付与剤として、必要に応じてシランカップリング剤等を含むものを使用する。
（ｉｉ）硬化剤：主成分としてアミン類を含む。
組成とされることを特徴とする請求項１４に記載の構造物の補強方法。
【請求項１６】
前記構造物の被補強面に前記補強用積層材料を接着する前に、前記構造物の被補強面を下地処理する工程及び／又はプライマーを塗布する工程、を有することを特徴とする請求項１３〜１５のいずれかの項に記載の構造物の補強方法。
【請求項１７】
構造物の被補強面に繊維強化複合材が接着剤にて接着して一体化された構造物の補強構造体であって、
前記繊維強化複合材と、前記繊維強化複合材の前記構造物への接着側の面に形成された高伸度弾性樹脂層と、前記繊維強化複合材と前記高伸度弾性樹脂層との間に配置された中間樹脂層とを有し、
前記高伸度弾性樹脂層は、硬化時における引張伸びが４００％以上、引張強度が８Ｎ／ｍｍ２以上、引張弾性率が６０Ｎ／ｍｍ２以上５００Ｎ／ｍｍ２以下であることを特徴とする構造物の補強構造体。
【請求項１８】
前記接着剤はエポキシ樹脂接着剤とされ、このエポキシ樹脂接着剤は、主剤、硬化剤の２成分型により提供され、
（ｉ）主剤：主成分としてエポキシ樹脂を含み、接着増強付与剤として、必要に応じてシランカップリング剤等を含むものを使用する。
（ｉｉ）硬化剤：主成分としてアミン類を含む。
組成とされることを特徴とする請求項１７に記載の構造物の補強構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋、桟橋、煙突等、更には、船、車両、航空機等の鋼構造物、梁及び桁部材、壁、柱、床版などのスラブ部材など、建築、土木建造物であるコンクリート構造物、更には、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）構造物、鋼とコンクリートの合成構造物、鋼とＦＲＰの合成構造物、コンクリートとＦＲＰの合成構造物、その他種々の構造物（以下、単に「構造物」という。）を補強するのに使用する、強化繊維に樹脂を含浸して硬化させた繊維強化複合材を有する構造物の補強用積層材料に関するものである。更には、本発明は、斯かる補強用積層材料を使用して構造物を補修補強（以下、単に「補強」という。）する構造物の補強方法及び補強構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、既存或いは新設の上記種々の構造物の補強方法として、構造物の表面に補強材として炭素繊維シートやアラミド繊維シートなどの樹脂未含浸の繊維シートを貼り付けたり、巻き付けたりする炭素繊維シート接着工法やアラミド繊維シート接着工法などの繊維シート接着工法がある。また、未硬化の樹脂を繊維束に含浸させた繊維シートを接着した後に硬化させる工法、がある。
【０００３】
更には、現場での樹脂の含浸を省略するため、工場にて強化繊維に樹脂含浸硬化させて生産した板厚１〜２ｍｍ、幅５〜１０ｃｍ程度のプレート状の繊維強化複合体（ＦＲＰ板）を構造物表面にパテ状接着樹脂を用いて接着するＦＲＰ板接着補強工法も開発されている。
【０００４】
このような補強方法を施した構造物は、繊維シートが構造物と一体に接着されている限りにおいては、繊維シートによる高い補強効果を得ることができる。しかしながら、負荷により構造物が変形することなどにより、繊維シートが破断する前にこれが構造物表面から剥離した場合には、所期の目的を達成することができなくなる。
【０００５】
そこで、特許文献１（特許第５３８０５５１号）及び特許文献２（特許第５８２０４３５号）には、鋼構造物の接着面にポリウレア樹脂パテ剤などとされる弾性層を設けることにより、繊維シートの付着性能を向上させることができる鋼構造物の補強方法を開示している。これら鋼構造物の補強方法は、本願添付の図１３を参照して説明すると、
（ａ）鋼構造物１００の表面にポリウレア樹脂パテ剤を塗布して硬化させ弾性層１０４を形成する工程と、
（ｂ）弾性層１０４が形成された鋼構造物１００の表面に接着剤１０５を塗布する工程と、
（ｃ）接着剤１０５が塗布された鋼構造物１００の接着面に樹脂未含浸（或いは樹脂含浸硬化）の繊維シート１を押圧して接着する工程と、
を有している。この時、特に、剛性の高い連続繊維シートなどで補強した場合にも十分に応力を繊維シート１に伝達し得るように、弾性層１０４は、硬化時における引張伸びが４００％以上、引張強度が８Ｎ／ｍｍ２以上、引張弾性率が６０Ｎ／ｍｍ２以上５００Ｎ／ｍｍ２以下とされる、ことが開示されている。
【０００６】
また、別法として、上記（ｂ）、（ｃ）工程の代わりに、繊維シート１に接着剤１０４を塗布し、この接着剤が塗布された繊維シートを、弾性層１０４が形成された鋼構造物の表面に押圧して接着する方法をも開示している。
【０００７】
また、特許文献３（特許第５４７８６５１号）には、本願添付の図１４を参照して説明すると、
（ａ）樹脂が含浸され、硬化された繊維シート１の表面に弾性樹脂を塗布して硬化させ弾性層１０４を形成する工程と、
（ｂ）コンクリート構造物１００の表面に接着剤１０５を塗布する工程と、
（ｃ）弾性層１０４が形成された繊維シート１を、接着剤１０５が塗布されたコンクリート構造物１００の表面に押圧して接着する工程と、
を有するコンクリート構造物の補強方法を開示している。また、弾性樹脂としては、ポリウレア樹脂、ウレアウレタン樹脂などを使用することとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第５３８０５５１号公報
【特許文献２】特許第５８２０４３５号公報
【特許文献３】特許第５４７８６５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１〜３に記載する補強方法は、鋼或いはコンクリート構造物１００の接着面にポリウレア樹脂パテ剤などとされる弾性層１０４を設けることにより、繊維シートの付着性能を向上させることができる、といった特長を有している。
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１、２に記載する補強方法は、図１３に示すように、いずれも、現場で鋼構造物１００に弾性層１０４を塗布し、養生を行い、養生後に接着剤１０５を用いて繊維シート１を接着することが必要とされる。そのため、これらの補強方法は、現場での作業工程が多く、また、現場で構造物の表面に塗布する弾性樹脂であるポリウレア樹脂パテ剤１０４等の現場での品質管理が難しいといった問題を有している。
【００１１】
一方、特許文献３には、図１４を参照して上述したように、樹脂が含浸され、硬化された繊維シート、即ち、ＦＲＰ板１の表面に弾性樹脂であるポリウレア樹脂パテ剤１０４を直接塗布して硬化させて弾性層１０４を形成し、その後、この弾性層１０４が形成されたＦＲＰ板１を、接着剤１０５が塗布されたコンクリート構造物１００の表面に押圧して接着する補強方法を開示している。
【００１２】
この特許文献３に記載の補強方法によれば、上記特許文献１、２に記載の補強方法に比較すると、現場での作業工程が低減され、改善されてはいるものの、本発明者らの研究実験の結果によれば、ＦＲＰ板１に、ポリウレア樹脂パテ剤１０４を直接塗布して硬化させて弾性層１０４を形成した場合、この補強用積層材料を構造物表面に接着した補強構造体では、該補強構造体に引張荷重が負荷された場合に、補強用積層材料におけるＦＲＰ板１と弾性層１０４との間にて剥離が生じ、弾性層１０４を設けたことによる利点を十分に発揮し得ていないことが分かった。
【００１３】
そこで、本発明者らは更に多くの実験研究を行った結果、繊維強化複合材に、高伸度弾性樹脂であるポリウレア樹脂などを直接塗布して弾性層、即ち、高伸度弾性樹脂層を形成するのではなく、繊維強化複合材と高伸度弾性樹脂層との間に、例えばエポキシ樹脂などとされる中間樹脂層を形成した補強用積層材料を作製することによって、応力集中を緩和することができ、上記剥離の問題が改善され、高伸度弾性樹脂層を設けることによってもたらされる補強材である繊維シートの付着性能の向上を大幅に改善し、繊維強化複合材料が有する強度を最大限に利用し、十分な補強を行うことができることが分かった。また、工場等の整った環境下でＦＲＰ板に中間樹脂層としてエポキシ樹脂と、高伸度弾性樹脂層としてポリウレア樹脂を塗布して、養生を行い、補強用積層材料を作製し、その後、この補強用積層材料を現場へ搬入して接着剤を用いて構造物に接着するようにした場合には、現場での作業工程を大幅に省略化し、即ち、現場施工の省力化を図り、且つ、ポリウレア樹脂等の現場での品質管理が不要とされ、作業効率を大幅に向上させ得ることが分かった。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、現場での作業工程を少なくし、かつ、使用する樹脂の品質管理を容易とした、作業効率の向上を図ることができ、また、補強材の剥離を抑制して高い補強効果を得ることのできる構造物の補強用積層材料を提供することである。
【００１５】
本発明の他の目的は、上記補強用積層材料を使用し、補強用積層材料の強化繊維が有する強度を最大限に利用し、十分な補強を行うことができ、更に、強化繊維が破断に至る前に構造物表面から剥がれることを回避若しくは抑制することのできる構造物の補強方法及び補強構造体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記諸目的は、本発明に係る構造物の補強用積層材料、補強方法及び補強構造体にて達成される。要約すれば、第１の本発明によれば、構造物の被補強面に接着して一体化することにより構造物を補強する補強用積層材料であって、
繊維強化複合材と、前記繊維強化複合材の前記構造物への接着側の面に形成された高伸度弾性樹脂層と、前記繊維強化複合材と前記高伸度弾性樹脂層との間に配置された中間樹脂層とを有することを特徴とする構造物の補強用積層材料が提供される。
【００１７】
第１の本発明の一実施態様によれば、前記中間樹脂層は、硬化時における引張弾性率が１０００Ｎ／ｍｍ２以上１００００Ｎ／ｍｍ２以下である。
【００１８】
第１の本発明の他の実施態様によれば、前記中間樹脂層は、厚さが０．０５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下である。
【００１９】
第１の本発明の他の実施態様によれば、前記中間樹脂層は、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂である。好ましくは、前記中間樹脂層を形成する前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、アクリル樹脂、ＭＭＡ樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、又は、光硬化型樹脂である。また、好ましくは、前記中間樹脂層を形成する前記熱可塑性樹脂は、ポリアミド樹脂、ナイロン樹脂、ポリプロピレン樹脂、フェノキシ樹脂、又は、ＡＢＳ樹脂である。
【００２０】
第１の本発明の他の実施態様によれば、前記高伸度弾性樹脂層は、硬化時における引張伸びが４００％以上、引張強度が８Ｎ／ｍｍ２以上、引張弾性率が６０Ｎ／ｍｍ２以上５００Ｎ／ｍｍ２以下である。
【００２１】
第１の本発明の他の実施態様によれば、前記高伸度弾性樹脂層は、ポリウレア樹脂、ウレタン樹脂、又は、エポキシ樹脂である。
【００２２】
第１の本発明の他の実施態様によれば、前記高伸度弾性樹脂層を形成する前記ポリウレア樹脂は、主剤、硬化剤、充填剤、添加剤を含み、
（ｉ）主剤：イソシアネートを反応成分とするプレポリマーであり、末端残存イソシアネートがＮＣＯ重量％で１〜１６重量部に調整されたものを使用する。
（ｉｉ）硬化剤：主成分として芳香族アミンを含む硬化剤を使用し、主剤のＮＣＯ：アミン比で、１．０：０．５５〜０．９９重量部で計算されたものを使用する。
（ｉｉｉ）充填剤：硅石粉、搖変剤等が含まれ、１〜５００重量部で適宜配合される。
（ｉｖ）添加剤：着色剤、粘性調整剤、可塑剤等が含まれ、１〜５０重量部で適宜配合される。
組成とされる。
【００２３】
第１の本発明の他の実施態様によれば、前記繊維強化複合材は、強化繊維と、前記強化繊維に含侵されて硬化された樹脂とを有する強化繊維を含む強化繊維含有部材であり、前記強化繊維含有部材の断面形状は板状、山形状、チャンネル形状、Ｔ字形状、又は、角パイプ形状とされ、前記強化繊維含有部材の前記構造物への接着側の面に前記中間樹脂層と前記高伸度弾性樹脂層とが積層されている。
【００２４】
第１の本発明の他の実施態様によれば、前記繊維強化複合材の前記樹脂は、熱硬化性樹脂若しくは熱可塑性樹脂であるか、又は、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の混合樹脂である。
【００２５】
第１の本発明の他の実施態様によれば、前記高伸度弾性樹脂層の前記繊維強化複合材に対する積層側とは反対側の外側面に剥離シートを有する。
【００２６】
第２の本発明によれば、構造物の被補強面に補強用積層材料を接着剤にて接着して一体化することにより構造物を補強する構造物の補強方法であって、
前記補強用積層材料は、上記いずれかの構成の補強用積層材料であることを特徴とする構造物の補強方法が提供される。
【００２７】
第２の本発明の一実施態様によれば、前記接着剤は、エポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、アクリル樹脂、ＭＭＡ樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、又は、光硬化型樹脂である。
【００２８】
第２の本発明の他の実施態様によれば、前記接着剤はエポキシ樹脂接着剤とされ、このエポキシ樹脂接着剤は、主剤、硬化剤の２成分型により提供され、
（ｉ）主剤：主成分としてエポキシ樹脂を含み、接着増強付与剤として、必要に応じてシランカップリング剤等を含むものを使用する。
（ｉｉ）硬化剤：主成分としてアミン類を含む。
組成とされる。
【００２９】
第２の本発明の他の実施態様によれば、前記構造物の被補強面に前記補強用積層材料を接着する前に、前記構造物の被補強面を下地処理する工程及び／又はプライマーを塗布する工程、を有する。
【００３０】
第３の本発明によれば、構造物の被補強面に繊維強化複合材が接着剤にて接着して一体化された構造物の補強構造体であって、
前記繊維強化複合材と、前記繊維強化複合材の前記構造物への接着側の面に形成された高伸度弾性樹脂層と、前記繊維強化複合材と前記高伸度弾性樹脂層との間に配置された中間樹脂層とを有し、
前記高伸度弾性樹脂層は、硬化時における引張伸びが４００％以上、引張強度が８Ｎ／ｍｍ２以上、引張弾性率が６０Ｎ／ｍｍ２以上５００Ｎ／ｍｍ２以下であることを特徴とする構造物の補強構造体が提供される。
【００３１】
第３の本発明の一実施態様によれば、前記接着剤はエポキシ樹脂接着剤とされ、このエポキシ樹脂接着剤は、主剤、硬化剤の２成分型により提供され、
（ｉ）主剤：主成分としてエポキシ樹脂を含み、接着増強付与剤として、必要に応じてシランカップリング剤等を含むものを使用する。
（ｉｉ）硬化剤：主成分としてアミン類を含む。
組成とされる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の構造物の補強用積層材料、補強方法及び補強構造体によれば、
（１）現場での作業工程を少なくし、かつ、使用する樹脂の品質管理を容易とした、作業効率の向上を図ることができ、また、補強材の剥離を抑制して高い補強効果を得ることができる。
（２）補強用積層材料の強化繊維が有する強度を最大限に利用し、十分な補強を行うことができ、更に、強化繊維が破断に至る前に構造物表面から剥がれることを回避若しくは抑制することができる。
といった特長を有している。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の補強用積層材料の実施例を示す断面図である。
【図２】図２（ａ）、（ｂ）は、本発明の補強用積層材料を使用した構造物の補強方法及び補強構造体を説明するための図である。
【図３】図３は、本発明の補強用積層材料を構成する繊維強化複合材の作製方法の一例を説明する概略図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｆ）は、本発明の補強用積層材料の種々の形状の実施例を説明するための図であり、図４（ａ）は斜視図であり、図４（ｂ）〜（ｆ）は断面図である。
【図５】図５（ａ）は、本発明の補強用積層材料を構成する繊維強化複合材の作製方法の他の例を説明する概略図であり、図５（ｂ）、（ｃ）は、本発明の補強用積層材料の作製方法の実施例を説明する図である。
【図６】図６は、本発明の補強用積層材料を構成する繊維強化複合材の一実施例を示す斜視図である。
【図７】図７は、本発明の補強用積層材料に使用し得る繊維シートの一実施例を示す図である。
【図８】図８は、本発明の補強用積層材料に使用し得る繊維シートを構成する繊維強化プラスチック線材の一例を示す断面図である。
【図９】図９は、本発明の構造物の補強方法の一実施例を説明する工程図である。
【図１０】図１０（ａ）〜（ｄ）は、本発明の補強用積層材料及び補強方法の有効性を実証するための試験装置におけるコンクリート試験体の概要を説明する図である。
【図１１】図１１は、本発明の実験例と比較例とを比較するための最大荷重時における補強材サンプルのひずみ分布を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の実験例と比較例とを比較するための補強材サンプルの実験における最大荷重を示す図である。
【図１３】図１３は、従来の構造物の補強方法の一例を説明するための図である。
【図１４】図１４は、従来の構造物の補強方法の他の例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明に係る構造物の補強用積層材料、補強方法及び補強構造体を図面に則して更に詳しく説明する。
【００３５】
図１（ａ）を参照すると、本発明に係る構造物の補強用積層材料１０の一実施例を示す。本実施例によると、本発明の補強用積層材料１０は、繊維強化複合材１１と、繊維強化複合材１１の構造物への接着側の面に形成された高伸度弾性樹脂層１２と、繊維強化複合材１１と高伸度弾性樹脂層１２との間に配置された中間樹脂層１３とを有する。
【００３６】
また、必要に応じて、図１（ｂ）に示すように、中間樹脂層１３と高伸度弾性樹脂層１２との間に、プライマー層１４を形成し、中間樹脂層１３と高伸度弾性樹脂層１２との間の付着性能を更に向上させることもできる。
【００３７】
更に、図１（ｃ）に示すように、補強用積層材料１０にて高伸度弾性樹脂層１２の繊維強化複合材１１に対する積層側とは反対側の外側表面に、高伸度弾性樹脂層１２を保護するために、剥離シート６０を積層して設けることができる。補強用積層材料１０を使用するに際してこの剥離シート６０は剥がされる。
【００３８】
本発明の好ましい実施態様によると、高伸度弾性樹脂層１２は、硬化時における引張伸びが４００％以上、引張強度が８Ｎ／ｍｍ２以上、引張弾性率が６０Ｎ／ｍｍ２以上５００Ｎ／ｍｍ２以下とされる。ただ、斯かる高伸度弾性樹脂層１２の物性は、使用する高伸度弾性樹脂によって適宜変更し得るものであり、必要とされる構造物の補強強度により選択することができ、上記特性に限定されるものではない。
【００３９】
上記構成とされる本発明の補強用積層材料１０は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、構造物１００の表面に接着剤２０を介して接着されて一体化され、構造物１００の補強構造体２００を形成する。構造物１００としては、上述したように、橋、桟橋、煙突等、更には、船、車両、航空機等の鋼構造物、梁及び桁部材、壁、柱、床版などのスラブ部材など、建築、土木建造物であるコンクリート構造物、更には、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）構造物、鋼とコンクリートの合成構造物、鋼とＦＲＰの合成構造物、コンクリートとＦＲＰの合成構造物、その他種々の構造物とすることができる。
【００４０】
次に、本発明に係る補強用積層材料１０を構成する各部材について説明する。
【００４１】
（繊維強化複合材）
補強用積層材料１０を構成する繊維強化複合材１１は、強化繊維に樹脂が含浸され、樹脂が硬化された強化繊維を含む強化繊維含有部材であり、詳しくは後述するように、横断面形状は種々の形状に賦形することができ、例えば、平板などの板状、その他、平板以外の山形、チャンネル形、Ｔ字形、或いは、角パイプなどの形状とすることもできる。ただ、本明細書では、以下、連続繊維強化複合材１１を、単に「ＦＲＰ板」と呼ぶこともある。
【００４２】
ＦＲＰ板１１の強化繊維としては、ＰＡＮ系或いはピッチ系の炭素繊維、ガラス繊維、バサルト繊維；ボロン繊維、チタン繊維、スチール繊維などの金属繊維；更には、アラミド、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール）、ポリアミド、ポリアリレート、ポリエステルなどの有機繊維；が単独で、又は、複数種混入してハイブリッドにて使用することができる。
【００４３】
また、ＦＲＰ板１１の強化繊維に含侵される樹脂は、熱硬化性樹脂若しくは熱可塑性樹脂であるか、又は、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の混合樹脂とすることができる。熱硬化性樹脂としては、常温硬化型或は熱硬化型のエポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、又はフェノール樹脂などが好適に使用され、又、熱可塑性樹脂としては、ナイロン、ビニロンなどが好適に使用可能である。又、ＦＲＰ板１１の繊維含有量は、３０〜７０体積％、好ましくは、４０〜６０体積％とされる。
【００４４】
ＦＲＰ板１１は、当業者には周知の種々の方法にて作製することができる。例えば、樹脂Ｒとして熱硬化性樹脂を使用する場合は、プルトルージョン法により作製することができる。この場合は、例えば、図３に示すように、先ず、クリール３０から強化繊維ｆを樹脂槽３１に導入し、樹脂Ｒを含侵させる。樹脂が含浸された強化繊維は、ヒータ３２を備えた加熱金型３３を用いて、所定の断面形状とすると同時に硬化して、所望のＦＲＰ板１１を連続して形成する。所定の断面形状に成形されたＦＲＰ板１１は、引取り装置３４により金型３２より引き出され、必要に応じて更に後硬化炉３５にて熱処理を行うことができる。
【００４５】
ＦＲＰ板１１は、５０ｍ以上などの長尺にて作製され、ロール状に巻き取ることも、また、引取り装置３４又は後硬化炉３５の出口で１ｍ〜１０ｍなどの任意の長さに切断することもできる。なお、詳しくは後述する中間樹脂層１３及び高伸度弾性樹脂層１２は、図示してはいないが、加熱金型３３の出口より後方でそれぞれの樹脂を塗布装置にて塗布して積層すること、また、加熱金型３３の出口でＦＲＰ板１１を切断した後に、それぞれの樹脂を塗布装置にて塗布して積層することもできる。
【００４６】
また、図１（ｃ）に示すように、補強用積層材料１０の高伸度弾性樹脂層１２の外側表面に高伸度弾性樹脂層１２を保護するために、例えばポリエチエンフィルムのような剥離シート６０を積層する場合には、ＦＲＰ板１１に積層された高伸度弾性樹脂層１２が乾燥する前に、或いは、乾燥した直後に貼り付けるのが良い。
【００４７】
上述のプルトルージョン法にて作製されるＦＲＰ板１１は、例えば、強化繊維ｆとして炭素繊維を使用した場合には、例えば平均径７μｍの単繊維（炭素繊維モノフィラメント）ｆを６０００〜２４０００本収束した樹脂未含浸の繊維束を複数本、一方向に平行に引き揃えて使用される。
【００４８】
また、ＦＲＰ板１１は、軸線方向に延在した長尺物とされ、上記説明では、図４（ａ）に図示するように、横断面にて幅方向長さ（Ｗ１１）に対し厚さ方向の長さ（Ｔ１１）が小さくされた（Ｗ１１＞Ｔ１１）薄板状のものであり、幅（Ｗ１１)が３５〜１５０ｍｍ、厚さ（Ｔ１１）が１〜４ｍｍの、通常矩形断面とされる。また、軸方向の長さ（Ｌ１１）は、任意とし得るが、通常、１ｍ以上、１００ｍ以内、場合によっては１００ｍ以上とされる。なお、幅方向長さ（Ｗ１１）と厚さ方向の長さ（Ｔ１１）が同じであってもよく（Ｗ１１＝Ｔ１１）、また、幅方向長さ（Ｗ１１）に対し厚さ方向の長さ（Ｔ１１）が大きくされた（Ｗ１１＜Ｔ１１）ものとすることもできる。
【００４９】
更に、ＦＲＰ板１１の横断面形状は、上述したように、種々の形状に賦形することができ、図４（ａ）に示す平板などの板状に限定されるものではない。その他、図４（ｂ）〜（ｆ）に図示するように、水平板１１ａと垂直板１１ｂがＬ字形をなす山形状（図４（ｂ））、水平板１１ａとその両端に形成された垂直板１１ｂにて凹状溝形をなすチャンネル形状（図４（ｃ））、水平板１１ａとその上に一つ或いは２つ（或いはそれ以上）が形成された垂直板１１ｂにてＴ字形をなすＴ字形状（図４（ｄ）、（ｅ））、又は、複数の平板１１ａを組み合せて一体に形成される角パイプ形状（図４（ｆ））などの形状とすることもできる。なお、中間樹脂層１３、高伸度樹脂層１２は、破線で示すように、これらＦＲＰ板１１の構造物に対する接着面とされる水平板１１ａの領域に積層される。
【００５０】
一方、含侵樹脂Ｒが熱可塑性樹脂とされる場合には、例えば、図５に示すように、クリール４０から繰り出される強化繊維ｆに対して、樹脂Ｒが塗布された樹脂フィルム４１を片面或いは両面から加熱加圧ローラ４２により押し付けて含侵させ、その後、冷却炉４３にて硬化して、ＦＲＰ板１１を作製することもできる。勿論、図示してはいないが、強化繊維ｆの片面或いは両面に樹脂コーターのような塗布装置を用いて、或いは、押出機（エクストルーダ））を用いて樹脂を塗布し、その後、樹脂を硬化させ、ＦＲＰ板１１を作製することもできる。
【００５１】
別法として、補強用積層材料１０を構成するＦＲＰ板１１は、図６に示すように、強化繊維ｆを含む繊維シート１に樹脂Ｒを含浸し、硬化して作製することもできる。この場合、ＦＲＰ板１１は、任意の形状のシート状或いは板状とされる。
【００５２】
繊維シート１は、連続した繊維ｆをＦＲＰ板１１の長手方向に沿って一方向に配列された一方向配列繊維シートとすることができる。例えば、強化繊維ｆとして炭素繊維を使用した場合には、例えば平均径７μｍの単繊維（炭素繊維モノフィラメント）ｆを６０００〜２４０００本収束した樹脂未含浸の繊維束を複数本、一方向に平行に引き揃えて使用される。炭素繊維シート１の繊維目付は、通常、３０〜１０００ｇ／ｍ２とされる。
【００５３】
上記説明では、繊維シート１は、連続した繊維ｆをＦＲＰ板１１の長手方向に沿って一方向に配列された一方向配列繊維シートであるとしたが、場合によっては、強化繊維を二方向に配向させた平織物、綾織物、朱子織物や、強化繊維を三方向、四方向に配向させた３軸、４軸織物などとされるクロス（織物）にて作製された繊維シート１を使用することもできる。また、クロスは、１枚の織物シートで構成することもでき、または、同じ構成の、或いは、異なる構成の複数枚の織物シートを積層して構成しても良い。更には、繊維シート１は、マット状或いはフェルト状の強化繊維にてシート状に形成されたものでも良い。勿論、繊維シート１は、上記種々の形態の繊維シートを組み合わせて積層して形成することもできる。
【００５４】
更に、繊維シート１は、図７、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、マトリクス樹脂Ｒｅが含浸され硬化された細径の連続した繊維強化プラスチック線材２を複数本、長手方向にスダレ状に引き揃え、各線材２を互いに線材固定材３にて固定した繊維シート１を使用することができる。ここで、繊維強化プラスチック線材２は、直径（ｄ）が０．５〜３ｍｍの略円形断面形状（図８（ａ））であるか、又は、幅（ｗ）が１〜１０ｍｍ、厚み（ｔ）が０．１〜２ｍｍとされる略矩形断面形状（図８（ｂ））とし得る。勿論、必要に応じて、その他の種々の断面形状とすることができる。上述のように、一方向に引き揃えスダレ状とされた繊維シート１において、各線材２は、互いに空隙（ｇ）＝０．０５〜３．０ｍｍだけ近接離間して、例えば、間隔Ｐにて配置された線材固定材３にて固定される。
【００５５】
上記維強化プラスチック線材２を複数本、長手方向にスダレ状に引き揃えて成る繊維シート１によれば、この繊維シート１に樹脂Ｒを塗布し、シート表面及び各線材２、２間に形成された空隙（ｇ）を樹脂Ｒで充填して、前記樹脂を硬化することによりプレート状の連続繊維強化複合材、即ち、ＦＲＰ板１１が作製される。樹脂Ｒは、繊維強化プラスチック線材２に含浸されるマトリクス樹脂Ｒｅと同じであっても良く、また、異なる樹脂であっても良い。
【００５６】
（高伸度弾性樹脂層）
本発明によれば、上記説明した繊維強化複合材（ＦＲＰ板）１１の一側、即ち、構造物１００への接着側面に中間樹脂層１３を介して高伸度弾性樹脂層１２が配置される。図１（ａ）、（ｂ）にてこの高伸度弾性樹脂層１２は、高伸度弾性樹脂１２ａを所定の厚さ（Ｔ１２）にて塗布し、硬化させて形成される。高伸度弾性樹脂１ａとしては、ポリウレア樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、などを使用することができ、補強される構造物の種類、所望される補強の程度によって適宜選択される。例えば、温度等に影響されない高度の補強が要求される場合は、弾性率が低いポリウレア樹脂、ウレタン樹脂などが好適に使用される。この点については、更に後で詳しく説明する。
【００５７】
高伸度弾性樹脂１２ａの塗布厚さ（Ｔ１２）、即ち、高伸度弾性樹脂層１２の厚さ（Ｔ１２）は、使用されるＦＲＰ板１１の厚さ（Ｔ１１）や、適用される構造物の被接着面１０２の表面の凹凸に応じて適宜設定される。一般に、高伸度弾性樹脂１２ａ塗布厚さ（Ｔ１２）、即ち、高伸度弾性樹脂層１２の厚さ（Ｔ１２）は、０．０５〜３．０ｍｍ程度とされる。高伸度弾性樹脂層１２の厚さが、０．０５ｍｍ未満であると、接着応力の集中を低減できないといった問題があり、また、３．０mmを超えると、補強効果として必要な応力伝達が十分行えないといった問題が生じる。通常、０．５〜１．５ｍｍとされる。
【００５８】
ここで、高伸度弾性樹脂層１２を形成する高伸度弾性樹脂１２ａとして好ましい弾性率の低いポリウレア樹脂について説明する。高伸度弾性樹脂層１２を形成するに適した弾性率の低いポリウレア樹脂１２ａは、主剤、硬化剤、充填剤、添加剤などを含んでおり、その組成の一例を示せば、下記の通りとされる。
（ｉ）主剤：イソシアネート（例えば、４，−４’ジフェニルメタンジイソシアネート）を反応成分とするプレポリマーであり、末端残存イソシアネートがＮＣＯ重量％で１〜１６重量部に調整されたものを使用する。
（ｉｉ）硬化剤：主成分として芳香族アミン（例えばアミン価８０〜９０）含む硬化剤を使用し、主剤のＮＣＯ：アミン比で、１．０：０．５５〜０．９９重量部で計算されたものを使用する。更には、硬化促進剤としてｐ−トルエンスルホン酸塩などを含むこともできる。
（ｉｉｉ）充填剤：硅石粉、搖変剤等が含まれ、１〜５００重量部で適宜配合される。
（ｉｖ）添加剤：着色剤、粘性調整剤、可塑剤等が含まれ、１〜５０重量部で適宜配合される。
【００５９】
上記組成のポリウレア樹脂は、硬化時における引張伸びが４００％以上（通常、４００〜６００％）、引張強度が８Ｎ／ｍｍ２以上（通常、８〜１０Ｎ／ｍｍ２）、引張弾性率が６０Ｎ／ｍｍ２以上５００Ｎ／ｍｍ２以下（通常、６０〜１００Ｎ／ｍｍ２）とされる。
【００６０】
例えば、鋼構造物の補強を施工する場合などには、高伸度弾性樹脂層１２は、弾性率が６０Ｎ／ｍｍ２未満では、必要な補強応力伝達ができず、また逆に、１００Ｎ／ｍｍ２を越えると、特に、５００Ｎ／ｍｍ２を超えると、伸び性能が不足するといった問題が生じることがある。
【００６１】
下記表１、表２に、本発明にて高伸度弾性樹脂層１２を形成する材料として使用し得るエポキシ樹脂と、上記組成のポリウレア樹脂とが有する物性を比較した結果を示す。
【００６２】
【表１】
2019150953.tif 000003
【００６３】
【表２】
2019150953.tif 000004
【００６４】
上記表１と、高伸度弾性樹脂層の温度と弾性率の関係表（上記表２）の結果から、エポキシ樹脂を使用した場合には、特に、高温時には、エポキシ樹脂の素材強度が低下し、また、冬季の低温時には延び性能が低下することが分かる。
【００６５】
これに対して、ポリウレア樹脂は、−２０℃から＋７０℃まで安定した性能を示すことができる。従って、ポリウレア樹脂は、例えば、鋼構造物の補強に際して補強用積層材料の高伸度弾性樹脂層として使用し、温度に影響されない剥離防止、補修補強効果を達成することができ、特に、鋼構造物の補強工法に極めて好適に使用することができる。なお、ウレタン樹脂もポリウレア樹脂と同様の性能を発揮し得る。
【００６６】
（中間樹脂層）
本発明によれば、本発明の補強用積層材料１０は、繊維強化複合材１１と高伸度弾性樹脂層１２との間に中間樹脂層１３が配置される。
【００６７】
つまり、本発明によれば、上記説明した繊維強化複合材（ＦＲＰ板）１１の一側、即ち、高伸度弾性樹脂層１２が配置され側に、高伸度弾性樹脂層１２を形成するに先立って、中間樹脂層１３が形成される。中間樹脂層１３は、中間樹脂１３ａをＦＲＰ板に所定の厚さ（Ｔ１３）にて塗布し、硬化させて形成される。中間樹脂１３ａとしては、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を使用することができ、熱硬化性樹脂としては、常温硬化型或は熱硬化型のエポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、アクリル樹脂、ＭＭＡ樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、又は光硬化型樹脂などが好適に使用され、又、熱可塑性樹脂としては、ポリアミド樹脂、ナイロン樹脂、ポリプロピレン樹脂、フェノキシ樹脂又はＡＢＳ樹脂などが好適に使用可能である。
【００６８】
中間樹脂１３ａの塗布厚さ（Ｔ１３）、即ち、中間樹脂層１３の厚さ（Ｔ１３）は、一般に、０．０５ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下（好ましくは３．０ｍｍ以下）とされる。中間樹脂層１３の厚さが、０．０５ｍｍ未満であると、高伸度弾性樹脂層１２とＦＲＰ板１１間の剥離防止といった作用効果がなく、また、３．０ｍｍを超えると、特に、５．０ｍｍを超えると、板が厚くなる。不経済であるばかりでなく、中間樹脂層１３の破断伸びが小さいことから中間樹脂層１３の破壊が生じる。通常、０．１〜２．０ｍｍ程度とされる。
【００６９】
ここで、中間樹脂層１３は、硬化時における引張弾性率が１０００Ｎ／ｍｍ２以上１００００Ｎ／ｍｍ２以下とされる。引張弾性率が１０００Ｎ／ｍｍ２未満では、必要な補強応力伝達ができず、また逆に、１００００Ｎ／ｍｍ２を越えると、特に、５０００Ｎ／ｍｍ２を超えると、伸び性能が不足するといった問題が生じる。従って、通常、引張弾性率は、１０００〜５０００Ｎ／ｍｍ２とされる。
【００７０】
なお、図１（ｂ）を参照して上述したように、必要に応じて、中間樹脂層１３と高伸度弾性樹脂層１２との間に、プライマー層１４を形成し、中間樹脂層１３と高伸度弾性樹脂層１２との間の付着性能を更に向上させることもできる。プライマー層１４は、例えば、ウレタン樹脂、エポキシ変性ウレタン樹脂、エポキシ樹脂などが好適に使用される。厚さは、特に限定されるものではないが、通常、０．０１ｍｍ〜２．０ｍｍ程度とされる。
【００７１】
なお、図３を参照して上述したように、プルトルージョン法により作製する場合は、中間樹脂層１３及び高伸度弾性樹脂層１２は、加熱金型３３の出口より後方でそれぞれの樹脂を塗布して積層すること、また、加熱金型出口でＦＲＰ板１１を切断した後に、それぞれの樹脂を塗布して積層することができる。
【００７２】
更には、図５（ｂ）に示すように、高伸度弾性樹脂１２ａを必要により離型紙７０に担持してフィルム或いはテープ状とした高伸度弾性樹脂層１２を作製し、この高伸度弾性樹脂層１２中間樹脂１３ａを塗布した後に、ＦＲＰ板１２に貼り合わせることもできる。また、図５（ｃ）に示すように、必要により離型紙７０に担持されたフィルム或いはテープ状に予め成形した高伸度弾性樹脂層１２を、中間樹脂１３ａが塗布されたＦＲＰ板１１に貼り合わせることもできる。勿論、高伸度弾性樹脂層１２及びＦＲＰ板１１の両方に中間樹脂１３ａを塗布した後、両者を貼り合わせてもよい。
【００７３】
（補強方法）
次に、構造物の補強方法について説明する。図２（ａ）、（ｂ）を参照して上述したように、本発明によれば、前述のようにして製造された補強用積層材料１０を用いて、構造物１００の補強を行う。以下、本発明に従った構造物の補強方法を「積層材接着工法」と呼ぶこともある。
【００７４】
本発明の積層材接着工法によれば、補強用積層材料１０が構造物の表面に接着剤２０を介して一体化される。これにより、ＦＲＰ板１１と、中間樹脂層１３と、高伸度弾性樹脂層１２と、を有する構造物の補強構造体２００が形成される。
【００７５】
構造物１００の補強に際して、曲げモーメント及び軸力を主として受ける部材（構造物）に対しては、曲げモーメントにより生じる引張応力或いは圧縮応力の主応力方向にＦＲＰ板１１の強化繊維ｆの配向方向を概ね一致させて接着することで、ＦＲＰ板１１が効果的に応力を負担し、効率的に構造物の耐荷力を向上させることが可能である。
【００７６】
また、直交する２方向に曲げモーメントが作用する場合、ＦＲＰ板１１の強化繊維ｆの配向方向が曲げモーメントにより生じる主応力に概ね一致するように２層以上の繊維シート１を直交させて積層接着することで効率的に耐荷力の向上が図れる。次に、図９を参照して積層材接着工法について更に詳しく説明する。
【００７７】
（第１工程）
本発明の積層材接着工法を実施するに際しては、先ず、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、必要に応じて、構造物１００の被補強面（即ち、被接着面）１０１の脆弱部１０１ａを、ディスクサンダー、サンドブラスト、スチールショットブラスト、ウォータージェットなどの研削手段５０により除去し、構造物１００の被接着面１０１を下地処理をする。
【００７８】
（第２工程）
下地処理した面１０２にエポキシ樹脂プライマー１０３を塗布する（図９（ｃ））。プライマー１０３としては、エポキシ樹脂系に限ることなくＭＭＡ系樹脂など、接着剤２０と被補強構造物１００の材質に合わせて適宜選定される。なお、プライマー１０３の塗布工程は、省略することも可能である。
【００７９】
（第３工程）
図９（ｄ）に示すように、被補強構造物１００の接着面上に接着剤２０を塗布する。塗布量は、通常、１．０〜５．０ｋｇ／ｍ２程度とされる。
【００８０】
（第４工程）
次いで、図９（ｅ）、（ｆ）に示すように、補強用積層材料１０の高伸度弾性樹脂層１２を対向させて、補強用積層材料１０を構造物１００の接着面に押し付ける。これにより、補強用積層材料１０を構造物表面１０２に接着剤２０を介して接着する。この際、必要に応じて補強用積層材料１０の接着面となる高伸度弾性樹脂層１２の表面をサンドペーパーで下地処理したり、プライマーを塗布してもよい。また、図１（ｃ）に示すように、補強用積層材料１０の表面に剥離シート６０が積層されている場合には、この剥離シート６０を剥がした後に接着する。
【００８１】
接着剤２０としては、エポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、アクリル樹脂、ＭＭＡ樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、又は光硬化型樹脂等が挙げられ、具体的には、常温硬化型エポキシ樹脂及びＭＭＡ樹脂が好適とされる。
【００８２】
本実施例では、エポキシ樹脂接着剤を使用した。エポキシ樹脂接着剤は、主剤、硬化剤の２成分型により提供され、その組成の一例を示せば、下記の通りとされる。
（ｉ）主剤：主成分としてエポキシ樹脂を含み、接着増強付与剤として、必要に応じてシランカップリング剤を含むものを使用する。エポキシ樹脂は、例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂、特に、靭性付与のためのゴム変性エポキシ樹脂とすることができ、更に、反応性希釈剤、充填剤及び搖変剤を用途に応じて添加しても良い。
（ｉｉ）硬化剤：主成分としてアミン類を含み、必要に応じて、硬化促進剤及び充填剤を含み、添加剤として着色剤等を含むものを使用することができる。アミン類は、例えば、メタキシレンジアミン及びイソホロンジアミンを含む脂肪族アミンとすることができる。
【００８３】
尚、接着剤２０は、構造物表面上に塗布するものとして説明したが、勿論、補強用積層材料１０の高伸度弾性樹脂層１２上に、或いは、構造物１００の表面及び高伸度弾性樹脂層１２の接着面の両面上に塗布しても良い。
【００８４】
次に、本発明に係る補強用積層材料１０における高伸度弾性樹脂層１２及び中間樹脂層１３の有効性（付着性能）、並びに、本発明に係る構造物の補強方法（積層材接着工法）及び補強構造体の作用効果を実証するために以下の実験を行った。
【００８５】
実験概要（実験例１、２、比較例１〜３）
（使用材料の材料特性）
本実験にて実験例１、２では、コンクリート構造物に貼付する補強材サンプルＳとして本発明に従った補強用積層材料１０を使用して、積層材接着工法に従ってコンクリート構造物１００としてのコンクリート試験体１００Ｔを補強した。本実験で使用したＦＲＰ板１１は、図６を参照して上述したような連続した強化繊維ｆが一方向に配列された強化繊維に樹脂Ｒを含浸し、硬化したものであった。
【００８６】
強化繊維ｆとしては、平均径７μｍ、収束本数２４０００本のＰＡＮ系炭素繊維に含浸樹脂Ｒとしてエポキシ樹脂を使用して、プルトルージョン法によりＦＲＰ板１１を作製した。試験に用いたＦＲＰ板１１は、幅（Ｗ１１）５０ｍｍ、長さ（Ｌ１１）１２００ｍｍ、厚さ（Ｔ１１）１ｍｍであった。
【００８７】
本実験例１、２で使用した本発明に従った補強用積層材料１０は、図１（ｂ）に示す構成とした。つまり、上記ＦＲＰ板１１に対して、中間樹脂として２液性エポキシ樹脂（新日鉄住金マテリアルズ株式会社製：商品名「ＦＲ−ＷＥ７」）を塗布して中間樹脂層１３を形成した。次いで、２液性エポキシ変性ウレタン樹脂プライマー（新日鉄住金マテリアルズ株式会社製：商品名「ＦＰ−ＵＬ１」）を塗布してプライマー層１４を形成し、プライマー層１４が指触乾燥した後、更に、中間樹脂層１３の上に高伸度弾性樹脂として、上述した組成とされるポリウレア樹脂を塗布して高伸度弾性樹脂層１２を形成して、補強用積層材料１０を作製した。エポキシ樹脂及びポリウレア樹脂の塗布厚さ、即ち、中間樹脂層１３及び高伸度弾性樹脂層１２の厚さは、それぞれ、Ｔ１３＝０．１８ｍｍ、Ｔ１２＝０．８ｍｍであった。また、上記プライマー層１４は、０．０３ｍｍの厚さとした。
【００８８】
本実験にて比較例１、２では、補強材サンプルＳは、上記実験例１、２における補強用積層材料１０とは異なり、ＦＲＰ板１１に対して直接、高伸度弾性樹脂１２ａを塗布し高伸度弾性樹脂層１２を形成したものであり、中間樹脂層１３を有していない。また、比較例３では、補強材サンプルＳは、ＦＲＰ板１１のみであり、従来工法に従って、コンクリート試験体１００Ｔに直接、ＦＲＰ板１１を接着剤にて接着する構成とした。
【００８９】
下記表３、表４に、ＦＲＰ板１１、及び、使用したエポキシ樹脂（中間樹脂層１３及び接着剤２０）及びポリウレア樹脂（高伸度弾性樹脂層１２）の材料特性を示す。また、表５には、実験例１、２、及び、比較例１〜３についての本実験の結果を示す。
【００９０】
ここで、表５、図１１、図１２などに表記される各試験体名における「記号」は、次の通りである。
・頭数字：プレート厚さ
・ＨＴ：高強度タイプ
・Ｓ：高伸度弾性樹脂層（ポリウレア樹脂）有り
・Ｎ：高伸度弾性樹脂層（ポリウレア樹脂）無し
・ＰＰ：中間樹脂層（エポキシ樹脂）有り
・ＰＮ：中間樹脂層（エポキシ樹脂）無し
・末尾数字：試験体番号
【００９１】
【表３】
2019150953.tif 000005
【００９２】
【表４】
2019150953.tif 000006
【００９３】
【表５】
2019150953.tif 000007
【００９４】
（試験装置）
本実験の実験例１、２、及び、比較例１、２では、それぞれ、２体ずつ試験体を作製し、ＦＲＰ板１１と高伸度弾性樹脂層１２との付着性能を確認するため、中間樹脂層１３の有無を要因として付着性能の検討を行った。
【００９５】
図１０（ａ）〜（ｄ）に、試験装置におけるコンクリート試験体１００Ｔの概要、及び、貼付したひずみゲージＧの位置を示す。コンクリート試験体１００Ｔの寸法は、１５０×１５０×１２００ｍｍ、試験に用いた補強材サンプルＳは、幅５０ｍｍ×長さ１２００ｍｍ×厚さ１ｍｍとし、コンクリート試験体１００Ｔの両面に貼付した。また、補強材サンプルＳの応力分布をみるために、ひずみゲージＧは４０ｍｍ間隔で貼付した。
【００９６】
図１０（ａ）の左側は計測部、右側は固定部であり、固定部は、補強材サンプルＳとコンクリート試験体１００Ｔとを固定用鉄板を介してボルト圧着した。コンクリート試験体中心部で図１０（ｂ）に示すように、コンクリート試験体内部の鋼棒１００ＴＲは中央で分断されており、試験体中央部にはひび割れを誘発するためにノッチ及び幅４ｍｍ、厚さ２．５ｍｍのプラスチック製のべニア板（プラべニア板）１００Ｔｐを埋設した。
【００９７】
補強材サンプルＳは、上記表２に示す材料特性値を有する２液性エポキシ樹脂接着剤（新日鉄住金マテリアルズ株式会社製：商品名「ＦＥ−Ｚ」）２０を介してコンクリート試験体１００Ｔに接着した。
【００９８】
試験は、門型フレームにコンクリート試験体１００Ｔを軸線が垂直に延在するようにして配置して設置し、両端の鋼棒１００ＴＲを上下方向に油圧ジャッキによって両引き引張載荷方式で行った。なお、載荷速度は５ｋＮ／ｍｉｎとした。
【００９９】
なお、本実験で用いたコンクリート試験体１００Ｔのコンクリートの圧縮強度は４９．８Ｎ／ｍｍ２、引張強度は４．３Ｎ／ｍｍ２、ヤング係数（引張弾性率）は３４０００Ｎ／ｍｍ２であった。
【０１００】
本実験の実験例１、２、比較例１、２では、補強材サンプルＳは、コンクリート試験体１００Ｔに対して、図９を参照して説明したと同様の工法により、次のようにして補強した。
【０１０１】
先ず、コンクリート試験体１００Ｔの被補強面をショットブラストにて研掃し、適度の粗面とした。このコンクリート試験体１００Ｔの表面１０２上にプライマー１０３として２液性エポキシ変性ウレタンプライマー（新日鉄住金マテリアルズ株式会社製「ＦＯＲＣＡＵＬ−１」（商品名））を０．１５ｋｇ／ｍ２塗布した。
【０１０２】
プライマー１０３が指触乾燥した後、接着剤２０としてエポキシ樹脂を塗布量０．４ｋｇ／ｍ２にて塗付した。次いで、補強材サンプルＳをコンクリート試験体１００Ｔへと押し付けて接着した。その後、室温で１週間養生した。補強材サンプルＳの貼着面に、何らボイドを発生することなく、コンクリート試験体１００Ｔに極めて良好に接着することができた。
【０１０３】
比較例３は、従来工法に従って、補強材サンプルＳをコンクリート試験体１００Ｔに接着した。つまり、上述したように、比較例３では、補強材サンプルＳは、ＦＲＰ板１１のみであり、高伸度弾性樹脂が塗布されていないコンクリート試験体１００ＴにＦＲＰ板１１を接着剤にて直接接着した。
【０１０４】
実験結果及び考察
（ひずみ分布）
最大荷重時における各コンクリート試験体１００における補強材サンプルＳのひずみ分布をそれぞれ図１１に示す。また、破線で示した比較例３は、上述したように、従来工法によるポリウレア樹脂無し試験体（１ＨＴＮ）のひずみ分布図の一例である。
【０１０５】
今回の試験体を比較すると、実験例１、２で示す中間樹脂層有りの試験体は、比較例１、２で示す中間樹脂層無しの試験体と比較して、最大荷重が増加していることが分かる。また、どちらの試験体も中心から３００ｍｍ付近まではほぼ一様なひずみ状態を呈し、それ以降は距離と共にひずみが漸減している。つまり、本発明に従った中間樹脂層有りの試験体を使用した場合（実験例１、２）が中間樹脂層無しの試験体を使用した場合（比較例１、２）より耐荷能力が優れていることが分かった。
【０１０６】
また、従来工法によるポリウレア樹脂（高伸度弾性樹脂層１２）無し試験体（比較例３）と比較すると、本発明の積層材接着工法の試験体（実験例１、２）においては、ひずみがＦＲＰ板全体に分布しているため、ポリウレア樹脂（高伸度弾性樹脂層１２）によって応力集中が緩和され、最大ひずみもポリウレア樹脂（高伸度弾性樹脂層１２）無し試験体（比較例３）に比べて約２〜２．５倍となり付着性能が改善されていることが確認された。
【０１０７】
（最大荷重）
表５に各試験体（補強材サンプルＳ）の最大荷重Ｐｍａｘ、最大せん断応力度τｍａｘ、界面剥離破壊エネルギーＧｆ及び破壊モードを示す。また、図１２に、各試験体（補強材サンプルＳ）の実験における最大荷重の比較を示す。
【０１０８】
なお、最大せん断応力度τｍａｘ、界面剥離破壊エネルギーＧｆは、下記式（１）、式（２）より算出した。
【０１０９】
【数１】
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【０１１０】
なお、本実験においては、補強材サンプル幅（ｂ）は、図６にて、幅（Ｗ１１）であり５０ｍｍとされ、厚さ（ｔ）は、厚さ（Ｔ１１）であり１ｍｍであり、付着長（ｌ）は、補強材サンプル長さ（即ち、長さＬ１１）１２００ｍｍである。また、補強材サンプルＳの弾性係数（Ｎ／ｍｍ２）は、上述のように、１６７０００（Ｎ／ｍｍ２）である。
【０１１１】
表５から、本発明に従った中間樹脂層１３を有する補強用積層材料１０を使用した試験体による積層材接着工法（実験例１、２）では、最大荷重Ｐｍａｘは１２８ｋＮ、最大せん断応力度τｍａｘは２．１７Ｎ／ｍｍ２、界面剥離破壊エネルギーＧｆは４．９３Ｎ／ｍｍであることが分かる。一方、補強用積層材料１０にて中間樹脂層１３を有していない試験体を使用した場合（比較例１、２）には、最大荷重Ｐｍａｘは１０８ｋＮ、最大せん断応力度τｍａｘは１．８３Ｎ／ｍｍ２、界面剥離破壊エネルギーＧｆは３．５０Ｎ／ｍｍであった。
【０１１２】
つまり、本発明の積層材接着工法によると、ＦＲＰ板１１と高伸度弾性樹脂層１２との間に中間樹脂層１３を形成することにより、各数値は１．２〜１．４倍向上しており、補強用積層材料１０にて中間樹脂層１３を設けることの有効性が確認できた。また、従来工法のポリウレア樹脂無し試験体（比較例３）と比較すると、最大せん断応力度τｍａｘで１．７〜２倍、界面剥離破壊エネルギーＧｆで２．７〜３．８倍増加し、本発明の積層材接着工法におけるポリウレア樹脂（高伸度弾性樹脂層１２）の有効性が確認できた。
【０１１３】
このように、本発明に従った補強用積層材料、補強方法及び補強構造体によれば、構造物１００を有効に補強できることが明らかとなった。
【符号の説明】
【０１１４】
１              繊維シート
１０            補強用積層材料
１１            繊維強化複合材
１２            高伸度弾性樹脂層
１３            中間樹脂層
１４            プライマー層
２０            接着剤
１００          構造物
２００          補強構造体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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