(57)【要約】【課題】本発明は、コンクリート構造物を繊維強化プラスチックで補強するに際し、繊維シートを該コンクリート構造物に含浸接着樹脂で貼り付ける工程において、該繊維シートを繊維の長手方向に、該繊維シート全幅に渡って均一な張力を掛けながら貼り付けていくことで、施工性、仕上り性および品質信頼性を大幅に改善することができるコンクリート構造物の補強方法を提供せんとするものである。【解決手段】本発明のコンクリート構造物補強用貼付補助機は、保持軸Ａ、軸受Ｂ、ブレーキＣおよびボビンホルダーＤとからなることを特徴とするものである。また、本発明のコンクリート構造物の補強方法は、繊維強化プラスチックを用いてなるコンクリート構造物の補強方法において、繊維シートを、該繊維シートの全幅に渡って、長手方向に張力を掛けながら、該コンクリート構造物に接着樹脂で貼り付ける際に、前記コンクリート構造物補強用貼付補助機を用いて貼り付けることを特徴とするものである。【選択図】　図２
2004084195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持軸Ａ、軸受Ｂ、ブレーキＣおよびボビンホルダーＤとからなることを特徴とするコンクリート構造物補強用貼付補助機。
【請求項２】
該ボビンホルダーＤ表面に、繊維シートを巻き付けたボビンを、嵌合、装着して使用するものであることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート構造物補強用貼付補助機。
【請求項３】
繊維シートに接着樹脂を含浸させてなる繊維強化プラスチックを用いてなるコンクリート構造物の補強方法において、該繊維シートを、該繊維シートの全幅に渡って、長手方向に張力を掛けながら、該コンクリート構造物に接着樹脂で貼り付ける際に、請求項１または２に記載の貼付補助機を用いて貼り付けることを特徴とするコンクリート構造物の補強方法。
【請求項４】
該繊維シートが、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、セラミックス繊維および金属繊維から選ばれた少なくとも１種で構成されたものである請求項３に記載のコンクリート構造物の補強方法。
【請求項５】
該接着樹脂が、熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂から選ばれた少なくとも１種の樹脂で構成されたものである請求項３または４に記載のコンクリート構造物の補強方法。
【請求項６】
該熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂およびメタクリル樹脂から選ばれた少なくとも１種である請求項５に記載のコンクリート構造物の補強方法。
【請求項７】
該熱可塑性樹脂が、ナイロン樹脂およびポリエステル樹脂から選ばれた少なくとも１種である請求項５に記載のコンクリート構造物の補強方法。
【請求項８】
該繊維強化プラスチックが、ＪＩＳ　Ｋ−　７０７３に基づいて測定された引張強度が１００ＭＰａ以上で、かつ、引張ヤング係数が１０ＧＰａ以上の力学的特性を有するものである請求項３〜７のいずれかに記載のコンクリート構造物の補強方法。
【請求項９】
該繊維シートに掛ける張力が、該繊維シートを構成する繊維の単位断面積当たり０．０１〜１００ＭＰａである請求項３〜８のいずれかに記載のコンクリート構造物の補強方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、貼付補助機およびそれを用いてなるコンクリート構造物の補強方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンクリート構造物を繊維シートに接着樹脂を含浸させてなる繊維強化プラスチックで補強するに際し、該繊維シートを該コンクリート構造物に接着樹脂で貼り付ける工程においては、一般に樹脂を下塗りし、その上に該繊維シートを貼り付け、樹脂含浸ローラ等を使って樹脂を該繊維シートに含浸させた後、樹脂の上塗りを行い、更に必要に応じて樹脂含浸ローラ等を使って再度樹脂を該繊維シートに含浸させる方法がとられる。この中で該繊維シート貼り付ける工程においては、シート状に広げられた繊維シートを人手で貼付面に沿って張力をかけずに貼り付ける方法や部分的に若干の張力をかけながら貼り付ける施工方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
こうした施工方法においては、繊維シート幅方向の部分的張力差により貼付中または貼付後に繊維シートに皺が発生するため、最終的に繊維強化プラスチックがコンクリート構造物に密着せずに補強効果が低減してしまうとういう問題が生じていた。
【０００４】
本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、該コンクリート構造物を繊維強化プラスチックで補強するに際し、樹脂下塗り後該繊維シートを貼り付ける工程において、該繊維シートを繊維長手方向に、該繊維シート全幅に渡って均一に張力を掛けながら貼り付けることができるコンクリート構造物補強用貼付補助機およびそれを用いてなる、皺の発生を防止し、効果的に補強することができるコンクリート構造物の補強方法を提供せんとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、かかる課題を解決するために、次のような手段を採用するものである。すなわち、本発明のコンクリート構造物補強用貼付補助機は、保持軸Ａ、軸受Ｂ、ブレーキＣおよびボビンホルダーＤとからなることを特徴とするものである。また、本発明のコンクリート構造物の補強方法は、繊維強化プラスチックを用いてなるコンクリート構造物の補強方法において、繊維シートを、該繊維シートの全幅に渡って、長手方向に張力を掛けながら、該コンクリート構造物に接着樹脂で貼り付ける際に、前記コンクリート構造物補強用貼付補助機を用いて貼り付けることを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明は、前記課題、つまりコンクリート構造物を繊維強化プラスチックで補強するに際し、繊維シートを該コンクリート構造物に樹脂で貼り付ける工程において、該繊維シートの繊維長手方向に、該繊維シート全幅に渡って張力を掛けながら貼り付け皺の発生を防止する方法について、鋭意検討し、繊維シートを事前にボビンに巻き付けておき、このボビンを特定なコンクリート構造物補強用貼付補助機に嵌合、装着して貼着してみたところ、かかる課題を一挙に解決することを究明したものである。
【０００７】
本発明のコンクリート構造物補強用貼付補助機の構造を図１に示す。図１のように、このコンクリート構造物補強用貼付補助機は、保持軸Ａ、軸受Ｂ、ブレーキＣおよびボビンホルダーＤとからなる特定な構造を有するものであって、該ボビンホルダーＤ表面に、事前に、繊維シート２を巻き付けたボビン３を、嵌合、装着して使用するものである。
【０００８】
該繊維シート２を巻き付けたボビン３は、ボビンホルダーＤに装着され、軸受Ｂを介することで、保持軸Ａに対して周方向に回転可能になっており、さらにブレーキＣで回転を拘束することで繊維シート解除時に張力を付与することが可能な構造となっている。ブレーキＣは摩擦力や電磁気力等の機構を使うことで所定の張力を設定または制御することが可能である。
【０００９】
かかる貼付補助機を用いれば、繊維シートを樹脂で貼り付ける際、該繊維シートを巻き付けたボビンを介して該繊維シートに均一に張力を掛けることが可能である。
【００１０】
本発明でいうコンクリート構造物とは、鉄筋および鉄骨から選ばれた少なくとも１種の鋼材とコンクリート材とで構成されてた構造物、すなわち鉄筋コンクリートまたは鉄骨コンクリートを意味するものである。
【００１１】
本発明でいう繊維強化プラスチックとは繊維シートに含浸接着樹脂を含浸し硬化させたもので、ＪＩＳ　Ｋ−７０７３に基づいて測定される引張強度が、好ましくは１００ＭＰａ以上で、かつ、ＪＩＳ　Ｋ−７０７３に基づいて測定される引張ヤング係数が、好ましくは１０ＧＰａ以上の力学的特性を有するものであるのが補強効果の上からよい。
【００１２】
本発明でいう繊維シートとは、ＪＩＳ　Ｒ−７６０１に基づいて測定される引張強度が１５０ＭＰａ以上の繊維を面状に成形したものでシート幅が５ｃｍ以上のものを意味する。
【００１３】
本発明でいう含浸接着樹脂とは、エポキシ樹脂やメタクリル樹脂等の熱硬化性樹脂またはナイロン樹脂やポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂で、繊維シート等に含浸するとともに繊維と一体化しかつコンクリート表面に接着させるもので、接着樹脂単体で硬化後ＪＩＳ　Ｋ−７１１３に基づいて測定された引張強度が１０ＭＰａ以上かつ接着樹脂単体でＪＩＳ　Ｋ−７２０８に基づいて測定された圧縮ヤング係数が１００ＭＰａ以上の力学的特性を有するものを意味する。
【００１４】
コンクリート構造物を繊維シートと含浸接着樹脂を使った繊維強化プラスチックで補強しようとする場合の一般的な施工方法としては、コンクリート貼付面の下地処理、プライマー塗布硬化後、繊維シートの裁断、含浸接着樹脂の下塗り、繊維シート貼付、含浸ローラ掛け、含浸接着樹脂の上塗り、再度含浸ローラによる含浸接着、ヘラを使った仕上げの各工程があるが、本発明は、これらの施工方法のなかでも、特に繊維シートを貼り付ける工程に関わるものである。
【００１５】
本発明は、繊維シートを事前にボビンに巻き付けておくことで、該繊維シートをボビンから解除しながら貼付対象部位に貼り付ける際、ボビン両端部を保持しながら該繊維シートを繊維方向に引っ張ることで該繊維シート全幅に渡って均一な張力を付与することを可能としたものである。
【００１６】
さらに、通常のボビンによる人手作業では、張力コントロールしながらの該繊維シートの解除がかなり困難であるため、これらを同時に可能とし作業性を大幅に向上させる事が出来る専用貼付補助機を考案した。
【００１７】
本発明のコンクリート構造物の補強方法の概略説明図を図２に示す。コンクリート構造物１に繊維シート２を貼り付ける際、繊維シート２を巻き付けたボビン３を、コンクリート構造物補強用貼付補助機のボビンホルダーＤ表面に、嵌合、装着し、そのコンクリート構造物補強用貼付補助機を保持して、繊維シート２の全幅に渡って均一な張力を掛けながら、該繊維シートを解除しながら、巻き付けまたは貼り付け施工するものである。さらに、かかるコンクリート構造物補強用貼付補助機４を用いることによって、該繊維シート全幅に渡って、均一な張力を掛けることができ、もって、張力を一定とするとともに作業性をより向上させることが可能となる。
【００１８】
作業者は繊維シート２をボビン３に巻き付けそれをボビンホルダーＤに装着するとともに繊維シート２に所定の張力を付与できるようブレーキＣのレベルを設定する。繊維シート２の端部を所定の貼付対象部位に貼付固定後、保持軸の両端をそれぞれ両手で保持したまま繊維方向に均一な力で引っ張ると、繊維シート２が所定の張力に達したところで解除が開始され、以降同一レベルの張力を維持したまま解除が可能となる。該専用貼付補助機を用いる場合、事前に所定長に裁断された繊維シートを多数枚ボビンに巻き付けておき、各貼付対象位置ごとに１枚ずつ解除貼付していく方法があるが、繊維シートがボビン巻製品として入荷する場合は、そのまま、該専用貼付補助機に装着することも可能で、その場合、貼り付けしながら所定長に達したところで、その都度、該繊維シートを裁断する。
【００１９】
本発明の特定なコンクリート構造物補強用貼付補助機を用いる補強方法によれば、コンクリート構造物に繊維シートを、皺が発生しないように、適正な張力で、均一に貼り付け施工することが可能となるとともに、作業性を大幅に改善することができる。
【００２０】
【実施例】
以下の実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。
【００２１】
実施例１、比較例１
補強対象としてはコンクリート構造物である鉄筋コンクリート３階建ビルの１階天井のＷ３００ｍｍ×Ｈ４００ｍｍ×Ｌ３０００ｍｍの梁６本を選定した。
【００２２】
これらの梁に目付２００ｇ／ｍ２　、幅２５０ｍｍの炭素繊維シート２層を梁下長手方向に貼り付け、曲げ補強を行う。
【００２３】
作業者は３人／チームで梁各３本を、図１のコンクリート構造物補強用貼付補助機を用いて、図２のようにして、張力を掛けながら貼り付ける方法と、かかる貼付補助機を用いず、人手だけで貼り付ける従来方法の二通りで、貼付施工を行い、施工性および仕上り性の違いを比較した。
【００２４】
実施例１の図１のコンクリート構造物補強用貼付補助機を用いる方法では、炭素繊維シートを３０００ｍｍの長さで裁断し、それを６枚巻き付けたボビンを、該コンクリート構造物補強用貼付補助機に装着して、単位幅当たり１０ｇ／ｍｍ（単位断面積当たり０．９ＭＰａ相当）の張力を掛けながら、連続して貼付施工した。
【００２５】
その結果、施工性については、該コンクリート構造物補強用貼付補助機を用いた場合、炭素繊維シートの位置決め、解除、張力掛けが極めて容易となり、皮革例の方法に対して、施工時間が２／３程度に削減された。また、炭素繊維シートの仕上り状態は該コンクリート構造物補強用貼付補助機を用いた場合、浮きやフクレ、皺、ボコツキ等の貼付不良個所が全くなかったのに対し、比較例の方法の場合では、貼付不良が、梁１本当たり平均３箇所程度発生した。すなわち、実施例１の方法によれば、施工性、仕上り性が大幅に改善されることが判明した。
【００２６】
実施例２、比較例２
補強対象としてはコンクリート構造物である鉄筋コンクリート３階建ビルの１階の７００ｍｍ×７００ｍｍ×Ｈ３０００ｍｍの柱１８本を選定した。これらの柱に目付３００ｇ／ｍ２　、幅５００ｍｍの炭素繊維シート３層を周方向に貼り付けせん断補強を行う。
【００２７】
作業者は３人／チームで柱各９本を、図１のコンクリート構造物補強用貼付補助機を用いて、図２のようにして、張力を掛けながら貼り付ける方法と、かかる貼付補助機を用いず、人手だけで貼り付ける従来方法の二通りで、貼付施工を行い、施工性および仕上り性の違いを比較した。
【００２８】
柱のせん断補強の場合、繊維シートを柱の周方向に閉鎖的に巻き付けるのが一般的で、閉鎖状にするため、繊維シートの巻き始め部と巻き終わり部を規定長ラップさせた。
【００２９】
実施例２の図１のコンクリート構造物補強用貼付補助機を用いる方法では、炭素繊維シート製品がボビン巻きされたものであり、使用量も多いことから、そのまま該貼付補助機に装着して、単位幅当たり１５ｇ／ｍｍ（単位断面積当たり０．９ＭＰａ相当）の張力を掛けながら、連続して貼付施工した。その場合、炭素繊維シートは貼り付けながら所定の寸法において裁断した。
【００３０】
その結果、施工性については、実施例２の方法の場合は、炭素繊維シートの位置決め、解除、張力掛けが極めて容易で、しかも比較例２の方法に対して、施工時間が１／２程度に削減された。
【００３１】
また、炭素繊維シートの仕上り状態は、実施例２の場合では、浮きやフクレ、皺、ボコツキ等の貼付不良個所が全くなかったのに対し、比較例２では、貼付不良が、柱１本当たり平均１０箇所程度発生した。すなわち、実施例２の方法によれば、施工性、仕上り性が大幅に改善されることが判明した。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、従来工法と比べ、施工性を大幅に改善でき、かつ、仕上り性が大幅に向上せしめることができ、品質面で十分な信頼性を確保することができるコンクリート構造物の補修補強工法を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコンクリート構造物補強用貼付補助機を示す概略図である。
【図２】本発明のコンクリート構造物の補強方法の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１：コンクリート構造物
２：繊維シート
３：ボビン
４：専用貼付補助機
Ａ：保持軸
Ｂ：軸受
Ｃ：ブレーキ
Ｄ：ボビンホルダー
【図１】
2004084195.tif 000003
【図２】
2004084195.tif 000004