(57)【要約】【課題】欠損部位が生じた中空構造物に対して繊維強化樹脂で補強するに際し、樹脂の構造物内部への浸出しを防いで樹脂の含浸作業を可能にして効果的に補修、補強可能な中空構造物の補強構造体及び補強方法を提供する。【解決手段】表面に欠損部位を有する中空構造物に対し、少なくとも、欠損部位を囲む中空構造物の表面上に貼付され、強化繊維が混入された繊維強化樹脂テープＡと、繊維強化樹脂テープＡを完全に覆うように中空構造物の表面上に貼付された強化繊維シートに熱硬化性樹脂が含浸され硬化されて形成された繊維強化樹脂シートＢと、を具備する中空構造物の補強構造体、及び中空構造物の補強方法。【選択図】図１
2015151836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部が柱状に延び、表面が欠損している部位を有する中空構造物の補強構造体であって、
少なくとも、
前記欠損部位を囲む中空構造物の表面上に貼付され、強化繊維が混入された繊維強化樹脂テープＡと、
前記繊維強化樹脂テープＡを完全に覆うように中空構造物の表面上に貼付された強化繊維シートに熱硬化性樹脂が含浸され硬化されて形成された繊維強化樹脂シートＢと、を具備することを特徴とする中空構造物の補強構造体。
【請求項２】
前記繊維強化樹脂テープＡの厚みが０．１ｍｍ〜１ｍｍの範囲にある、請求項１に記載の中空構造物の補強構造体。
【請求項３】
前記繊維強化樹脂テープＡの強化繊維が一方向に配向されており、かつ貼付した繊維強化樹脂テープＡの強化繊維配向方向が柱状に延びる中空構造物の軸方向と同じ方向である、請求項１または２に記載の中空構造物の補強構造体。
【請求項４】
前記繊維強化樹脂テープＡが、曲率半径３０ｍｍ以上の曲面を有する構造体に貼付可能なテープである、請求項１〜３のいずれかに記載の中空構造物の補強構造体。
【請求項５】
前記繊維強化樹脂テープＡと中空構造物の表面との間に接着剤の層が介在されている、請求項１〜４のいずれかに記載の中空構造物の補強構造体。
【請求項６】
少なくとも一部が柱状に延び、表面が欠損している部位を有する中空構造物の補強方法であって、
少なくとも、
前記欠損部位を囲む中空構造物の表面上に、強化繊維が混入された繊維強化樹脂テープＡを貼付する工程と、
前記中空構造物の表面上に、前記繊維強化樹脂テープＡを完全に覆うように強化繊維シートを貼付する工程と、
前記強化繊維シートに熱硬化性樹脂を含浸させ、硬化させて繊維強化樹脂シートＢを形成する工程と、
を有することを特徴とする中空構造物の補強方法。
【請求項７】
前記繊維強化樹脂シートＢを、少なくとも、
前記繊維強化樹脂テープＡを含む領域上に下塗り用熱硬化性樹脂を塗布する工程と、
前記下塗り用熱硬化性樹脂が塗布された領域上に強化繊維シートを貼付する工程と、
前記強化繊維シートに前記下塗り用熱硬化性樹脂を含浸させ、硬化させる工程により形成する、請求項６に記載の中空構造物の補強方法。
【請求項８】
前記繊維強化樹脂シートＢを、少なくとも、
前記繊維強化樹脂テープＡを含む領域上に下塗り用熱硬化性樹脂を塗布する工程と、
前記下塗り用熱硬化性樹脂が塗布された領域上に強化繊維シートを貼付する工程と、
前記強化繊維シート上に上塗り用熱硬化性樹脂を塗布する工程と、
前記強化繊維シートに前記下塗り用熱硬化性樹脂及び前記上塗り用熱硬化性樹脂を含浸させ、硬化させる工程により形成する、請求項６に記載の中空構造物の補強方法。
【請求項９】
前記欠損部位を囲む中空構造物の表面上に、速乾性接着剤を用いて前記繊維強化樹脂テープＡを貼付する、請求項６〜８のいずれかに記載の中空構造物の補強方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空のコンクリート構造物や鋼構造物のような中空構造物の表面欠損部に対し、繊維強化樹脂を貼付することにより補強する中空構造物の補強構造体及び補強方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、穴部や凹部のような欠損が発生した劣化コンクリート構造物や鉄骨構造物に連続繊維シートをエポキシ樹脂等により貼り付け補強する方法が取られている。中でも、電柱や鋼管などの曲率を有する部材の補修方法についてもいくつかの提案がされている。
【０００３】
特許文献１では、電柱などの補修として強化繊維シートと熱硬化性樹脂を用いた繊維強化樹脂にて補修している。この補修は、鉄筋コンクリート柱の補修箇所の表面に、強化繊維シートの強化繊維の配列方向が柱の軸方向及び周方向となるようにして少なくとも１層ずつ巻き付け、その後シートの巻き付け前又は巻き付け後に強化繊維に含浸したマトリックス樹脂を硬化する方法であり、強化繊維シートを繊維強化樹脂にして補修するので、柱の強度を回復することができ、また、強化繊維シート及びマトリックス樹脂を人手により補強現場に搬入して補修できるので、補修作業が容易となる効果が開示されている。
【０００４】
しかし、この特許文献１の方法では、劣化したコンクリート構造物や鉄骨構造物に連続繊維シートを、エポキシ樹脂等を用いて貼付け補強する方法が採られているが、いずれも柱表面には樹脂透過性の支持シートか、又は強化繊維シートを貼り付ける構成であるため、構造物に大きな欠損が生じ、開口がある場合では、補修のために用いる含浸させるべきマトリックス樹脂が凹部や穴あき部へ浸出するため、含浸作業が困難であり、また、樹脂が補強体内部に進入し、内部の汚れ等の悪影響を与えることとなっていた。
【０００５】
この問題を解消する方法として、特許文献２では、開口が生じた場合の補修方法が提案されている。具体的には、開口部の背面をシート状物によって塞ぎ、開口部の前面から亀裂内部空間に接着性樹脂を充填した後、繊維強化樹脂シートを付着する補修方法が提案されており、それにより背面は簡単な施工でほぼ前面のみの施工によって補修部の強度を発現でき、工期の短縮が図れる効果が開示されている。
【０００６】
しかし、この特許文献２の方法では、前面部のみならず、背面部及び前面部両面とも開放されており、両面から同時に補修作業を行うことができるものの、コンクリート電柱や鋼管のような閉塞型の構造物では、一部に穴部等の欠陥が生じた場合、内部と外部双方からの補強作業は難しく、専ら外部からの作業で補修を行う必要があるため、内部へシート状物を貼り付けることが出来なかった。
【０００７】
一方、特許文献３では、Ｃ字型成形品を用いたコンクリート柱の補修方法が提案されており、これにより、コンクリート柱の補強や補修において、作業工数の低減を図れるとともに、コンクリート柱の周方向の強度を向上できる効果が開示されている。
【０００８】
しかし、この特許文献３の方法では、開口の表面上に補強体を設置することが可能であるものの、補強対象の直径、形状が変化した場合、金型を作成する手間がかかり、汎用性が低いという問題がある。
【０００９】
また、特許文献４では、ＣＦＲＰ(炭素繊維強化プラスチック)帯板を接着剤を介して鋼構造物に接合する補強方法が提案されており、これによりＣＦＲＰ帯板の層内破壊が生じることや、接着剤と該ＣＦＲＰ帯板の界面で破壊することなく、ＣＦＲＰ帯板を補強体として使用できる効果が開示されている。
【００１０】
しかし、この特許文献４の方法では、貫通亀裂部を跨ぐ形でＣＦＲＰ帯板を貼り付ける手法も考えられるが、補修対象物が曲率を有している場合は、ＣＦＲＰ帯板が構造物幅方向への曲率追従性がないため、補強対象物とＣＦＲＰ帯板の間に隙間が発生するという問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平５−３３２０３１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２５５１９５号公報
【特許文献３】特開２００５−１９４７６８号公報
【特許文献４】特許第５２６５２６８号号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで本発明の課題は、特に中空構造物において、中でもコンクリート製の円柱、鋼管といった曲率がある中空構造物において、開口、特に貫通等の欠損部位が生じた場合であっても、繊維強化樹脂補強を行うために含浸させる樹脂の構造物内部への浸出しを防いで樹脂の含浸作業を可能にするため、欠損部位を覆うように繊維強化樹脂テープを接着して修復可能な中空構造物の補強構造体及び補強方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために種々検討を行った結果、本発明者らは、以下に示すような、欠損が生じた中空構造物の補強構造体及びその補強方法を見出すに至った。
【００１４】
すなわち、本発明に係る中空構造物の補強構造体は、以下のような構成を有する。
（１）少なくとも一部が柱状に延び、表面が欠損している部位を有する中空構造物の補強構造体であって、
少なくとも、
前記欠損部位を囲む中空構造物の表面上に貼付され、強化繊維が混入された繊維強化樹脂テープＡと、
前記繊維強化樹脂テープＡを完全に覆うように中空構造物の表面上に貼付された強化繊維シートに熱硬化性樹脂が含浸され硬化されて形成された繊維強化樹脂シートＢと、を具備することを特徴とする中空構造物の補強構造体。
（２）前記繊維強化樹脂テープＡの厚みが０．１ｍｍ〜１ｍｍの範囲にある、（１）に記載の中空構造物の補強構造体。
（３）前記繊維強化樹脂テープＡの強化繊維が一方向に配向されており、かつ貼付した繊維強化樹脂テープＡの強化繊維配向方向が柱状に延びる中空構造物の軸方向と同じ方向である、（１）または（２）に記載の中空構造物の補強構造体。
（４）前記繊維強化樹脂テープＡが、曲率半径３０ｍｍ以上の曲面を有する構造体に貼付可能なテープである、（１）〜（３）のいずれかに記載の中空構造物の補強構造体。
（５）前記繊維強化樹脂テープＡと中空構造物の表面との間に接着剤の層が介在されている、（１）〜（４）のいずれかに記載の中空構造物の補強構造体。
【００１５】
また、本発明に係る中空構造物の補強方法は、以下のような構成を有する。
（６）少なくとも一部が柱状に延び、表面が欠損している部位を有する中空構造物の補強方法であって、
少なくとも、
前記欠損部位を囲む中空構造物の表面上に、強化繊維が混入された繊維強化樹脂テープＡを貼付する工程と、
前記中空構造物の表面上に、前記繊維強化樹脂テープＡを完全に覆うように強化繊維シートを貼付する工程と、
前記強化繊維シートに熱硬化性樹脂を含浸させ、硬化させて繊維強化樹脂シートＢを形成する工程と、
を有することを特徴とする中空構造物の補強方法。
（７）前記繊維強化樹脂シートＢを、少なくとも、
前記繊維強化樹脂テープＡを含む領域上に下塗り用熱硬化性樹脂を塗布する工程と、
前記下塗り用熱硬化性樹脂が塗布された領域上に強化繊維シートを貼付する工程と、
前記強化繊維シートに前記下塗り用熱硬化性樹脂を含浸させ、硬化させる工程により形成する、（６）に記載の中空構造物の補強方法。
（８）前記繊維強化樹脂シートＢを、少なくとも、
前記繊維強化樹脂テープＡを含む領域上に下塗り用熱硬化性樹脂を塗布する工程と、
前記下塗り用熱硬化性樹脂が塗布された領域上に強化繊維シートを貼付する工程と、
前記強化繊維シート上に上塗り用熱硬化性樹脂を塗布する工程と、
前記強化繊維シートに前記下塗り用熱硬化性樹脂及び前記上塗り用熱硬化性樹脂を含浸させ、硬化させる工程により形成する、（６）に記載の中空構造物の補強方法。
（９）前記欠損部位を囲む中空構造物の表面上に、速乾性接着剤を用いて前記繊維強化樹脂テープＡを貼付する、（６）〜（８）のいずれかに記載の中空構造物の補強方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る中空構造物の補強構造体及びその補強方法によれば、繊維強化樹脂テープＡを貼付け後、強化繊維シートを貼付し、強化繊維シートに樹脂を含浸させ、硬化させて繊維強化樹脂シートＢを形成することで補強を行うことにより、パテ剤を用いずに断面修復が行えるため、開口等の欠損部がある中空構造物上でも強化繊維による補強が可能となる。また、まず欠損部位を囲むように中空構造物の表面に繊維強化樹脂テープＡを貼付しているので、強化繊維シートに含浸させる樹脂の構造物内部側への浸出しを防ぎ、目標とする樹脂の含浸作業が可能になる。また、速乾性接着剤を用いて貼付することで工期を短縮することが可能になる。さらに、強化繊維シートと繊維強化樹脂テープＡで使用する強化繊維の材質を同じものとすれば、繊維強化樹脂テープＡと繊維強化樹脂シートＢとの剛性差による応力集中が生じにくくなり、剥離抑制に繋げることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】欠損が生じた中空構造物の補強構造体の透視斜視図である。
【図２】欠損が生じた中空構造物の補強構造体の一例を示す部分断面図である。
【図３】欠損が生じた中空構造物の補強構造体の別の例を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明について、実施の形態とともに詳細に説明する。
前述したように、本発明に係る中空構造物の補強構造体は、少なくとも一部が柱状に延び（つまり、ある曲率の曲面を有するように柱状に延び）、表面が欠損している部位を有する中空構造物の補強構造体であって、少なくとも、前記欠損部位を囲む中空構造物の表面上に貼付され、強化繊維が混入された繊維強化樹脂テープＡと、前記繊維強化樹脂テープＡを完全に覆うように中空構造物の表面上に貼付された強化繊維シートに熱硬化性樹脂が含浸され硬化されて形成された繊維強化樹脂シートＢと、を具備することを特徴とする補強構造体である。また、本発明に係る中空構造物の補強方法は、少なくとも一部が柱状に延び、表面が欠損している部位を有する中空構造物の補強方法であって、少なくとも、前記欠損部位を囲む中空構造物の表面上に、強化繊維が混入された繊維強化樹脂テープＡを貼付する工程と、前記中空構造物の表面上に、前記繊維強化樹脂テープＡを完全に覆うように強化繊維シートを貼付する工程と、前記強化繊維シートに熱硬化性樹脂を含浸させ、硬化させて繊維強化樹脂シートＢを形成する工程と、を有することを特徴とする補強方法である。
【００１９】
例えば、中空構造物としてのコンクリート構造物に貫通した穴部が発生した場合、穴部を完全に覆う形で中空構造物の表面に繊維強化樹脂テープＡを貼付し、接着させる。さらにこの繊維強化樹脂テープＡの全面を完全に覆うように強化繊維シートを貼付した後、熱硬化性樹脂を強化繊維シートに含浸させることにより、その含浸させる熱硬化性樹脂が繊維強化樹脂テープＡの存在によって、中空構造物表面や穴が開いた内部にまで、染み出したり、浸入することを防止することができる。そして、樹脂が含浸した強化繊維シートを硬化させて繊維強化樹脂シートＢを形成することで欠損を生じた中空構造物を補強することができる。なおここで、区別上、中空構造物の表面に貼付する繊維強化樹脂を繊維強化樹脂テープＡと表現し、最終的に繊維強化樹脂テープＡ上に形成する繊維強化樹脂を繊維強化樹脂シートＢと表現する。
【００２０】
上記繊維強化樹脂テープＡの繊維材料としては、強化繊維シートと同じ繊維材料を用いることが好ましい。繊維強化樹脂テープＡに用いる繊維を強化繊維シートと同じ繊維とすることで、剛性と線膨張係数を合わせることができるため剛性差による応力集中、剥離が生じにくい。また、一体性を増すことができる。
【００２１】
その繊維強化樹脂シートＢが形成される手法として、まず、繊維強化樹脂テープＡ上に下塗り用熱硬化性樹脂を塗布した後、その下塗り用熱硬化性樹脂が塗布された繊維強化樹脂テープＡの上に強化繊維シートを貼付する。その後、含浸ローラ等を用いて、強化繊維シートに下塗り用含浸熱硬化性樹脂を含浸させ、硬化させることにより形成することができる。この手法では、繊維強化樹脂テープＡ上に下塗り用熱硬化性樹脂を塗布することで、樹脂を均質に塗布することができ、その上への強化繊維シートの設置が簡便に行える。
【００２２】
また、繊維強化樹脂シートＢを形成する別の手法として、まず、繊維強化樹脂テープＡ上に下塗り用熱硬化性樹脂を塗布した後、その下塗り用熱硬化性樹脂が塗布された繊維強化樹脂テープＡの上に強化繊維シートを貼付する。その強化繊維シート上にさらに上塗り用熱硬化性樹脂を塗布し、含浸ローラ等を用いて、下塗り用熱硬化性樹脂及び上塗り用熱硬化性樹脂を強化繊維シートに含浸させ、硬化させることにより形成することができる。
【００２３】
また、本発明に係る中空構造物の補強構造体において、繊維強化樹脂テープＡの厚みとしては０．１〜１ｍｍの範囲にあることが好ましい。厚みを、０．１〜１ｍｍとすることにより、含浸作業を行う際に、強化繊維を痛めることがなく、また、曲面上に貼り付ける際の柔軟性とテープの強度を維持させる効果が得られる。０．１ｍｍよりも薄いと、テープの補強強度が低下する場合がある。厚みが１ｍｍよりも厚くなると、繊維強化樹脂テープＡが硬くなりすぎて、曲面上に貼付ける際の柔軟性が低下する場合がある。好ましくは０．２〜０．８ｍｍの範囲、より好ましくは０．３〜０．７ｍｍの範囲、さらに好ましくは０．３〜０．６ｍｍの範囲である。
【００２４】
また、本発明に係る中空構造物の補強構造体においては、繊維強化樹脂テープＡの強化繊維が一方向に配向されており、かつ貼付された繊維強化樹脂テープＡの強化繊維配向方向を柱状に延びる中空構造物の軸方向と略同じ方向とすることが好ましい。中空構造物に貼り付ける繊維強化樹脂テープＡの強化繊維配向方向を、中空構造物の中心軸方向と同じ方向とすることで、中空構造物が鋼管等のような柱状体の場合、鋼管等に働く応力方向と繊維配向方向とを合わせることで補強効果を高めることができる。なお、略同じ方向とは、１００％同一の方向である必要はなく、中空構造物の中心軸方向と繊維強化樹脂テープの強化繊維配向方向が±５°程度ずれている場合まで含む概念である。
【００２５】
また、繊維強化樹脂テープＡは、その強化繊維方向と略直交方向に柔軟性を持つため、中空構造物が曲面を有する場合、その曲面と上記柔軟性を持つ方向とを合わせることにより、曲面に沿って容易に貼付することができる。
【００２６】
ここで、強化繊維配向方向が一方向とは、マトリックス樹脂中に強化繊維を一方向に配置する状態を言う。
【００２７】
また、本発明に係る中空構造物の補強構造体においては、繊維強化樹脂テープＡが、曲率半径が３０ｍｍ以上の曲面を有する構造体に貼付可能なテープであることが好ましい。中空構造物の曲面の曲率半径が３０ｍｍ以上であれば、補強を必要とする実用的な中空構造物の殆どが含まれる。すなわち、柱状体のような曲面を有する中空構造物に対して、欠損部を補強する場合、その曲面に柔軟性を持ったテープ状の補強部材を貼付けることで補強効果をより引き出すことができる。特に、曲率半径が３０ｍｍ以上の曲面を有する構造体に対しては、従来の炭素繊維強化樹脂板（つまり、剛性が高い繊維強化樹脂板）では曲面に沿わせ密着させて貼付することは困難であったが、曲率半径が３０ｍｍ以上の曲面を有する構造体に対しては、上記のような柔軟性を有する繊維強化樹脂テープＡを用いることで、容易に曲面に密着させて貼り付けることができ、それによって高い補強効果を得ることができる。このような曲率半径に対応可能な繊維強化樹脂テープＡの構成としては、前述した繊維強化樹脂テープＡの厚みを０．１〜１ｍｍとすることや、マトリックス樹脂に熱可塑性樹脂を使用することが挙げられる。
【００２８】
本発明における中空構造物としては、鋼材又は鉄筋コンクリートで構成されている柱状体や樹脂材料で構成されている柱状体を例示することができる。
【００２９】
また、本発明に係る中空構造物の補強構造体及び補強方法においては、繊維強化樹脂テープＡと中空構造物の表面との間に接着剤の層を介在させることができ、中空構造物へ繊維強化樹脂テープＡを貼付する接着剤としては、速乾性接着剤であることが好ましい。工事現場に鑑みると早い工事期間で終わることが好ましく、速乾性接着剤を用いることで短時間での断面修復が可能となる。速乾性接着剤は含浸用樹脂と主成分が同様の樹脂が望ましい。また、２液系のエポキシ樹脂、アクリル樹脂等を用いた場合は、２液混合後、５〜３０分で初期硬化が終了することが望ましい。なお、繊維強化樹脂テープＡ自身が接着性を有する場合には、接着剤を介在させずに繊維強化樹脂テープＡを直接中空構造物の表面に貼付可能である。
【００３０】
また、本発明における繊維強化樹脂テープＡのマトリックス樹脂としては、熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。マトリックス樹脂を熱可塑性樹脂とすることで、破壊時靭性及び加工性を向上できる。また、中空構造物に貼り付ける際の繊維強化樹脂テープＡに前述のような曲面に沿わせるための柔軟性を持たせつつ、補強強度を高めることができる。すなわち、特に曲面を有する中空構造物の場合に有効である。
【００３１】
また、繊維強化樹脂テープＡに用いる熱可塑性樹脂としては、速乾性接着剤を用いて補強対象へ貼付けた際に接着力を１ＭＰa以上程度確保できることが望ましい。これは、中空構造物の繊維強化樹脂テープＡは、強化繊維シートへの熱硬化性樹脂の含浸作業の際、ズレが生じないことが必要であり、含浸ローラ等による含浸作業に支障のない接着能力を確保するためである。
【００３２】
本発明における繊維強化樹脂テープＡ、とくに一方向性の繊維強化樹脂テープＡの製造方法の一例を以下に示す。炭素繊維などの長繊維（フィラメント）を１０００〜５００００本集めて外径０．５〜５ｍｍ程度の強化繊維束にした上で、この強化繊維束に熱可塑性の溶融マトリックス樹脂を含浸させることで、一方向性繊維強化樹脂テープを製造することができる。
【００３３】
本発明で使用される熱可塑性樹脂として使用可能な樹脂を例示すると、ポリアミド（ナイロン６、ナイロン６６等）、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン等）、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等）、ポリカーボネート、ポリアミドイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、液晶ポリエステルや、アクリロニトリルとスチレンの共重合体等を挙げることができる。これらの混合物でもよい。また、ナイロン６とナイロン６６との共重合ナイロンのように共重合したものであってもよい。さらに得たい成形品の要求特性に応じて、難燃剤、耐候性改良剤、その他酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、可塑剤、滑剤、着色剤、相溶化剤、導電性フィラー等を添加しておくこともできる。
【００３４】
本発明における強化繊維シートに含浸させる下塗り用熱硬化性樹脂または上塗り用熱硬化性樹脂として、合成樹脂系の接着性樹脂材料を用いることが好ましい。例えば、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ビニルエステル系樹脂、フェノール系樹脂および不飽和ポリエステル系樹脂からなる群から選ばれる少なくとも一種の樹脂を用いることが出来るが、耐久性および強化繊維シートの強度発揮特性および安定性を考慮すると、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂を用いることがより好ましい。
【００３５】
強化繊維シートとしては、種々の強化繊維が使用可能である。例えば炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ポリパラフェニレンベンズオキソゾール（ＰＢＯ）繊維及び高強度ポリエステル繊維からなる群から、少なくとも一種の連続繊維を用いることが出来る。中でも引張弾性係数が１００ＧＰａ〜８００ＧＰａの範囲となる炭素繊維を使用すると、より効率的に剛性を向上させることができ、望ましい補強効果が発揮されやすいため好ましい。
【００３６】
強化繊維シートとして、織組織にとくに限定はないが、強化繊維を用いた平織りの織物を用いることが望ましく。中でも、たて糸に強化繊維を用い、よこ糸にガラス糸等の補助糸を用いて製織した一方向平織りの織物を用いることが望ましい。
【００３７】
また、強化繊維シートの形態としては、強化繊維の束を一方向に引き揃え融着糸で作ったメッシュを強化繊維の表裏面に融着してシート状にしたものや、一方向に引きそろえた強化繊維の束を編物でシート状にしたものも使用可能である。
【００３８】
次に、図面を参照しながら本発明の中空構造物の補強構造体について説明する。
図１は、本発明での実施形態における補強補修構造体を示している。１は炭素繊維を用いた強化繊維シート、２は繊維強化樹脂テープＡ、４は中空構造物に生じた欠損である穴部、５は補修補強対象の中空構造物を示しており、例えば、円柱状のコンクリート構造物または鉄骨造構造物等の円柱状中空構造物である。中空構造物５に生じた欠損である穴部４全面を覆うように繊維強化樹脂テープＡ２を貼付け（穴部４の部位を囲むように繊維強化樹脂テープＡ２を中空構造物５の表面に貼付け）、さらに、その繊維強化樹脂テープＡ２上を完全に覆うように強化繊維シート１が貼付される。なおここでは、説明上穴部４が見えるように図示している。補強、補修対象物としての中空構造物５に欠損としての穴部４が存在し、その上に繊維強化樹脂テープ２、その上に強化繊維シート１が重なっている構造である。
【００３９】
この繊維強化樹脂テープＡ２は強化繊維の配列方向が一方向であり、その方向が円柱状の中空構造物５の中心軸方向と同じ方向として貼付けられる。ただし前述の如く、繊維方向と中心軸方向は完全に同方向であることが望ましいが、中空構造物５の中心軸方向と繊維強化樹脂テープＡ２の強化繊維方向が±５°程度のずれを含んでいても実使用上問題ない。
【００４０】
図２は、本発明での実施形態における中空構造物の補修構造体を表す断面図であり、例えば、図１の中空構造物における、欠損としての穴部４が存在する部位の部分断面図である。図中、３は速乾性接着剤を示している。
【００４１】
以下に施工の手順の例を示す。
例えば、繊維強化樹脂テープＡ２に速乾性接着剤３を塗布し、穴部等の欠損を生じた中空構造物５の欠損部４を覆うように（囲むように）、繊維強化樹脂テープＡ２を中空構造物５の表面に貼り付ける。このとき、強化繊維シート１を貼り付ける中空構造物５の補修対象部位に表面処理を行うことが好ましい。ここで表面処理としては、サンドペーパー等での研磨処理が好ましい。
【００４２】
次に、中空構造物５に貼り付けられた繊維強化樹脂テープＡ２を完全に覆うように強化繊維シート１を貼り付けるため、中空構造物５の繊維強化樹脂テープＡ２が存在しない部位にまで強化繊維シート１を貼り付ける一定の定着長さ６を確保し、その定着長さ６の部位と繊維強化樹脂テープＡ２の上部とに、下塗り用熱硬化性樹脂７を塗布する。定着長さ６としては５０〜４００ｍｍが好ましい。
【００４３】
その次に、強化繊維シート１を下塗り用熱硬化性樹脂７の上部に貼付し、強化繊維シート１内に下塗り用熱硬化性樹脂７が十分浸み込むまで含浸ローラ等を用いて含浸作業を行う。その後、強化繊維シート１に含浸した下塗り用熱硬化性樹脂７を硬化させることで繊維強化樹脂シートＢが形成される。下塗り用熱可塑性樹脂７の含浸、硬化により、繊維強化樹脂テープＡ２と繊維強化樹脂シートＢが強固に接合される。強化繊維シート１は熱可塑性樹脂の含浸、硬化により繊維強化樹脂シートＢとなる。
【００４４】
図３に、さらに繊維強化樹脂シートＢを形成するもう一つの手法を示す。繊維強化樹脂テープＡ２を中空構造物５に貼付ける。次に、定着長さ６の部位と繊維強化樹脂テープＡ２の上部とに、下塗り用熱硬化性樹脂７を塗布する。次に、繊維強化樹脂テープＡ２を完全に覆うように強化繊維シート１を貼付ける。その貼付された強化繊維シート１上部に上塗り用熱硬化性樹脂８を塗布する。その次に、強化繊維シート１内に下塗り用熱硬化性樹脂７及び上塗り用熱硬化性樹脂８が十分浸み込むまで含浸ローラ等を用いて含浸作業を行う。その後、強化繊維シート１に含浸した下塗り用熱硬化性樹脂７及び上塗り用熱硬化性樹脂８を硬化させることで繊維強化樹脂シートＢが形成される。下塗り用熱硬化性樹脂７及び上塗り用熱硬化性樹脂８は同じ樹脂材料とすることが好ましい。
【実施例】
【００４５】
次に、本発明を実施例によって説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
図１に示したような横断面方向の曲率半径４５ｍｍである円柱状の中空構造物５に生じた穴部４に対して、速乾性接着剤３（コニシ社製、エポキシ樹脂製接着剤、商品名“クイックメンダー”）を塗布した厚みが０．４ｍｍの繊維強化樹脂テープＡ２を、穴部４全面を覆うように、中空構造物５の軸方向と略平行に繊維配向を持たせて貼り付けた。繊維強化樹脂テープＡ２は炭素繊維（東レ社製、商品名“トレカ”（登録商標）Ｔ７００）に熱可塑性樹脂のナイロン樹脂を含浸させた後、加熱して固相重合反応させることにより得た。また、中空構造物５としては鉄骨造中空構造物を想定し、試験的に紙管を用いて実験を実施した。
【００４６】
次に、繊維強化樹脂テープＡ２の端部から、定着長６が２００ｍｍまでの領域と、繊維強化樹脂テープＡ２の上部に、下塗り用熱硬化性樹脂７（コニシ社製、エポキシ樹脂、商品名：Ｅ２５００）を塗布した。その後、強化繊維シート１（東レ社製、商品名“トレカ”（登録商標）クロスＵＴ７０−３０Ｇ（目付け量、３００ｇ／ｍ２））を下塗り用熱硬化性樹脂７の上部に貼付し、強化繊維シート１内に下塗り用熱硬化性樹脂７が十分浸み込むまで含浸作業を行った。その後、含浸作業を終えた強化繊維シート１上に上塗り熱硬化性樹脂８（コニシ社製、エポキシ樹脂、商品名：Ｅ２５００）を塗布し、十分浸み込むまで含浸作業を行った。その後、強化繊維シート１に含浸した熱硬化性樹脂を熱硬化させ繊維強化樹脂シートＢを形成した。
【００４７】
中空構造物５に生じた穴部４からの樹脂の浸出や、含浸作業でも繊維強化樹脂テープＡ２のずれ等は見られず、問題なく補強効果が確認できた。
【００４８】
また、繊維強化樹脂テープＡ２の曲率面への追従性や繊維強化樹脂テープＡ２と速乾性接着剤３との接着性能を評価するため、ＪＩＳＡ６９０９（建築仕上塗装）に準じて、建研式接着試験を行った。試験体の試験方法は、以下の通りである。
【００４９】
(１) 試験方法
１．亜鉛メッキ鋼板の表面をワイヤーカップリグ（ヒネリカップブラシ：バイソン）にて研磨する。
２．研磨した箇所にクイックメンダーでＦＲＰ（繊維強化樹脂）テープを接着する。
３．ＦＲＰテープ上にクイックメンダーにて２ｃｍ×２ｃｍの接着面積をとりつける。
４．室温２０℃、湿度５０％で３０分養生する。
５．引張試験専用機器で接着面の垂直方向に引張り、剥離した引張力を記録する。
試験体１〜３について建研式接着試験を行った結果を表１に示す。
【００５０】
【表１】
2015151836.tif 000003
【００５１】
表１に示した測定結果では、接着強度（Ｎ／ｍｍ２）の平均値は２．６０で、標準偏差０．３４７であった。試験体において接着強度が１ＭＰa以上となる結果が得られ、実使用上問題ないレベルであった。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、表面欠損部に対して補修、補強が求められるあらゆる中空構造物の補強に適用できる。
【符号の説明】
【００５３】
１  強化繊維シート
２  繊維強化樹脂テープＡ
３  速乾性接着剤
４  欠損としての穴部（欠損部）
５  中空構造物
６  定着長さ
７  下塗り用熱硬化性樹脂
８  上塗り用熱硬化性樹脂
【図１】
2015151836.tif 000004
【図２】
2015151836.tif 000005
【図３】
2015151836.tif 000006