(57)【要約】【課題】構造物に繊維シート等を接着し補強補強を行う繊維接着工法において、常温硬化性樹脂の樹脂表面層の硬化を早め、重合硬化中の常温硬化性樹脂のたれ落ちや含有揮発性成分の揮散による悪臭を防止し、さらに作業の繁雑さを解消すること。【解決手段】繊維フィラメントを１方向又は２方向以上に引き揃えてなるシート、織物又はメッシュ状物の片面側に気密性フィルムを付着させ一体化してなる繊維製基材を、常温硬化性樹脂を用いて、前記繊維製基材の前記気密性フィルムを設けていない面で、コンクリート、レンガ又は鋼からなる構造物に接着し、前記常温硬化性樹脂が硬化した後に、前記気密性フィルムを剥離することを特徴とする構造物の補修補強方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維フィラメントを１方向又は２方向以上に引き揃えてなるシート、織物又はメッシュ状物の片面側に気密性フィルムを付着させ一体化してなる繊維製基材を、常温硬化性樹脂を用いて、前記繊維製基材の前記気密性フィルムを設けていない面で、コンクリート、レンガ又は鋼からなる構造物に接着し、前記常温硬化性樹脂が硬化した後に、前記気密性フィルムを剥離することを特徴とする構造物の補修補強方法。
【請求項２】
繊維製基材が、繊維フィラメントを１方向に引き揃え、１平方メートル当たりの繊維重量が３０〜３１０ｇの構造を有し、しかも片側面に気密性フィルムを付着させ一体化した構造であることを特徴とする請求項１記載の構造物の補修補強方法。
【請求項３】
繊維製基材が、複数の繊維フィラメントからなる繊維フィラメント束を１方向または２方向以上に配列してなり、１平方メートル当たりの繊維重量が３０〜３１０ｇの構造を有し、しかも片側面に気密性フィルムを付着させ一体化した構造であることを特徴とする請求項１記載の構造物の補修補強方法。
【請求項４】
繊維製基材が、複数の繊維フィラメントからなる繊維フィラメント束を２方向または３方向に配列してなり、１平方メートル当たりの繊維重量が５０〜１００ｇのポリビニルアルコール繊維メッシュ状物であり、しかも片側面に気密性フィルムを付着させ一体化した構造であることを特徴とする請求項１記載の構造物の補修補強方法。
【請求項５】
常温硬化性樹脂が、ラジカル重合性樹脂であることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４記載の構造物の補修補強方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維シート等をコンクリート構造物、レンガ構造物または鋼構造物に接着する構造物補強または構造物片剥落防止等の繊維接着による補修補強方法（以下繊維接着工法と呼ぶ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
土木構造物の補強や構造物片剥落防止等の方法のひとつとして、コンクリート等の表面に繊維シート等を常温硬化性樹脂で接着するいわゆる繊維接着工法がある。繊維接着工法で使用される繊維シート等の材質としてはとしては炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、ポリビニルアルコール繊維が一般的に挙げられ、常温硬化性樹脂としてはエポキシ樹脂、（メタ）アクリル系樹脂を代表とするラジカル重合性樹脂が一般的に挙げられる。
【０００３】
エポキシ樹脂を使用した場合、実際の繊維接着工法では繊維シート等の接着後、エポキシ樹脂が流動性を失うまでの重合硬化には６時間程度、冬場等の低温時には１２時間程度かかるため、重合硬化中のエポキシ樹脂のたれ落ちが起こり、周辺を汚染したり、空気中の二酸化炭素を吸収してエポキシ樹脂が白化して硬化不良を引き起こすため所望のＦＲＰ強度を発現できないと行った欠点があった。重合硬化中の常温硬化性樹脂のたれ落ちは、硬化速度の速い（メタ）アクリル系樹脂を代表とするラジカル重合性樹脂でも皆無ではなかった。
【０００４】
（メタ）アクリル系樹脂を代表とするラジカル重合性樹脂使用した場合の繊維接着工法ではシート等の接着後、ラジカル重合性樹脂の特徴として空気中の酸素により硬化遅延を起こす性質があるため、特に空気と接触したラジカル重合性樹脂表面層の重合硬化が遅く、保護塗装等の後工程に入るまでかなりの時間を要するといった欠点があった。
【０００５】
また、繊維接着工法に使用される常温硬化性樹脂に共通して、充分に重合硬化するまでに含有する揮発性成分の揮散により、周囲に揮発性成分由来の臭気を拡散させてしまい、特に市街地等では悪臭等の問題を引き起こす欠点があった。
【０００６】
上記の繊維接着工法における重合硬化中の常温硬化性樹脂のたれ落ちや、含有揮発性成分の揮散による悪臭を解決する方法が特許文献１に開示されており、そこでは、構造物面に、常温硬化性樹脂が含浸されてなる繊維シート等を貼り、その後、常温硬化性樹脂が未硬化の状態で繊維シート等の外表面を気密性フィルムで被覆する方法が提案されている。しかしながらこの方法では、繊維シート等の接着作業と気密性フィルムの被覆作業をそれぞれ１回ずつ分けて行う必要があり、作業が繁雑であるといった欠点があった。
【特許文献１】特開平９−２９６６１５号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、繊維接着工法において、第１に（メタ）アクリル系樹脂を代表とするラジカル重合性樹脂を初めとする常温硬化性樹脂を使用した場合に、空気と接触した常温硬化性樹脂表面層の硬化が遅い点、第２に重合硬化中の常温硬化性樹脂のたれ落ちや含有揮発性成分の揮散による悪臭を防止するために従来公知の方法では繊維シート等の接着作業と気密性フィルムの被覆作業をそれぞれ１回ずつ分けて行うといった作業の繁雑な点である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、繊維フィラメントを１方向又は２方向以上に引き揃えてなるシート、織物又はメッシュ状物の片面側に気密性フィルムを付着させ一体化してなる繊維製基材を、常温硬化性樹脂を用いて、前記繊維製基材の前記気密性フィルムを設けていない面で、コンクリート、レンガ又は鋼からなる構造物に接着し、前記常温硬化性樹脂が硬化した後に、前記気密性フィルムを剥離することを特徴とする構造物の補修補強方法であり、好ましくは、繊維製基材が、繊維フィラメントを１方向に引き揃え、１平方メートル当たりの繊維重量が３０〜３１０ｇの構造を有し、しかも片側面に気密性フィルムを付着させ一体化した構造であることを特徴とする前記の構造物の補修補強方法であり、繊維製基材が、複数の繊維フィラメントからなる繊維フィラメント束を１方向または２方向以上に配列してなり、１平方メートル当たりの繊維重量が３０〜３１０ｇの構造を有し、しかも片側面に気密性フィルムを付着させ一体化した構造であることを特徴とする前記の構造物の補修補強方法であり、又は、繊維製基材が、複数の繊維フィラメントからなる繊維フィラメント束を２方向または３方向に配列してなり、１平方メートル当たりの繊維重量が５０〜１００ｇのポリビニルアルコール繊維メッシュ状物であり、しかも片側面に気密性フィルムを付着させ一体化した構造であることを特徴とする前記の構造物の補修補強方法であり、更に好ましくは、常温硬化性樹脂が、ラジカル重合性樹脂であることを特徴とする前記の構造物の補修補強方法である。
【発明の効果】
【０００９】
繊維接着工法において、本発明の補修補強方法を採用することで、重合硬化中の常温硬化性樹脂のたれ落ちや含有揮発性成分の揮散による悪臭を防止できる効果があり、また、繊維シート等の接着作業と気密性フィルムの被覆作業をそれぞれ１回ずつ分けて行うといった従来公知の方法における作業が繁雑な点が解消出来る効果があるし、加えて、（メタ）アクリル系樹脂を代表とするラジカル重合性樹脂を初めとする常温硬化性樹脂を使用した場合に、空気と接触した常温硬化性樹脂の表面層の硬化を早めることが可能で、後工程に短時間で入れるといった効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
繊維接着工法において使用される繊維製基材については、いろいろなものが知られているが、本発明では、繊維フィラメントを１方向又は２方向以上に引き揃えてなるシート、織物又はメッシュ状物の片面側に気密性フィルムを付着させ一体化してなる繊維製基材が選択され、特に、繊維フィラメントを１方向に引き揃え、１平方メートル当たりの繊維重量が３０〜３１０ｇの構造を有し、しかも片側面に気密性フィルムを付着させ一体化した構造であるのもの、複数の繊維フィラメントからなる繊維フィラメント束を１方向または２方向以上に配列してなり、１平方メートル当たりの繊維重量が３０〜３１０ｇの構造を有し、しかも片側面に気密性フィルムを付着させ一体化した構造であるもの、又は、複数の繊維フィラメントからなる繊維フィラメント束を２方向または３方向に配列してなり、１平方メートル当たりの繊維重量が５０〜１００ｇのポリビニルアルコール繊維メッシュ状物であり、しかも片側面に気密性フィルムを付着させ一体化した構造であるものが好ましく選択される。
【００１１】
本発明おいて使用される繊維製基材とは、繊維フィラメントを１方向又は２方向以上に引き揃えてなるシート、織物又はメッシュ状物（以下これらを「繊維製シート状物」と総称する）の片面側に気密性フィルムを付着させ一体化してなる構造のものである。このような構造の繊維製基材を選択することで、前記本発明の効果が確実に達成出来る。尚、  繊維製基材の構成要素のひとつである繊維製シート状物の材質としては、炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、ポリビニルアルコール繊維等の有機繊維または無機繊維があげられ、本発明ではいずれをも用いることができる。繊維の材質は補強や構造物片の剥落防止等の目的に適合したものが選ばれ、かつ補強や構造物片の剥落防止等の目的に適合した形状が選択される。
【００１２】
本発明の繊維製基材の構成要素である繊維製シート状物としては常温硬化性樹脂が充分に含浸する点で１平方メートル当たりの繊維重量は３０〜３１０ｇが好ましい。１平方メートル当たりの繊維重量が３０ｇ未満の場合には、繊維接着工法へ適用した場合に補強補修効果が小さくなる可能性があり、繊維重量が１平方メートル当たり３１０ｇを越えると常温硬化性樹脂の繊維製シート状物への含浸が不充分となり施工不良となる可能性がある。
【００１３】
本発明の繊維製基材の構成要素である繊維製シート状物の材質としては、経済性の点でポリビニルアルコール繊維が好ましく、ポリビニルアルコール繊維製の繊維製シート状物の形状としては１層の繊維製基材の接着で多方向の補強・補修効果が得られる点で２方向以上のメッシュ状物が好ましい。
【００１４】
繊維製基材の構成要素のもう一方である気密性フィルムの材質としてはポリエチレンやポリエステル等の高分子化合物が挙げられる。これらの中では安価な点、柔軟性を有する点、比重が小さい点、常温構成樹脂硬化後の易剥離性の点で、ポリエチレン製フィルムが好ましく、又、気密性フィルムの厚さとしては繊維製基材を構成した場合の柔軟性が得られる点、軽量化できる点や繊維製基材を容易にロール状の巻きものとすることが可能な点で１０〜１００μmの範囲とすることが好ましい。また、気密性フィルムの気密度合いに関しては、（メタ）アクリル系樹脂を代表とするラジカル重合性樹脂を初めとする常温硬化性樹脂の硬化促進する程の気密性を有していれば良い。
【００１５】
繊維製基材の構成要素である繊維製シート状物と気密性フィルムを付着させ一体化させる方法としては、例えば炭素繊維製の繊維製シート状物の場合、繊維フィラメントの結束剤として一般的に用いられているエポキシ樹脂の粘着性をそのまま利用できる。炭素繊維以外の繊維製シート状物の場合には粘着性を有する結束剤があらかじめ用いられていない場合が多く、これらの繊維製シート状物と気密性フィルムを付着させ一体化させるために炭素繊維シート状物の結束剤として用いられるエポキシ樹脂や柔軟性や強い粘着性を有する熱可塑性の共重合体等を繊維フィラメントの結束剤として使用することができる。
【００１６】
本発明の繊維接着工法に使用される常温硬化性樹脂としては、常温硬化型のエポキシ樹脂や常温硬化型の（メタ）アクリル樹脂を代表とするラジカル重合性樹脂が挙げられる。常温とは地球の気候環境で一般的に考えられる−３０℃〜５０℃の温度範囲を意味し、この温度範囲で所定の計量混合を行うことによって重合硬化する材料のことを常温硬化性樹脂と呼ぶ。エポキシ樹脂の代表例としては主剤および硬化剤の２液混合硬化型のものが挙げられ、主剤はビスフェノールＡ型やビスフェノールＦ型のエポキシ化合物を主成分であり、硬化剤はポリアミン化合物やポリチオール化合物を主成分としている。
【００１７】
（メタ）アクリル樹脂を代表とするラジカル重合性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、２液主剤型の（メタ）アクリル樹脂が挙げられる。不飽和ポリエステル樹脂およびビニルエステル樹脂は、これらにラジカル発生源となる化合物とラジカル発生源を分解する作用を有する硬化促進剤を添加混合すると常温で重合硬化する特徴を有する。
【００１８】
不飽和ポリエステル樹脂およびビニルエステル樹脂を硬化させるために添加混合するラジカル発生源となる化合物の代表例としては有機過酸化物が挙げられる。有機過酸化物の具体的な例としてはジベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、クメンハードロパーオキサイド等があり、これらの１種類または２種類以上を用いることができる。
【００１９】
不飽和ポリエステル樹脂およびビニルエステル樹脂を硬化させるために添加混合するラジカル発生源となる化合物を分解する作用を有する硬化促進剤の代表例としてはアミン化合物や金属せっけん化合物等が挙げられる。アミン化合物の具体的な例としてはＮ，Ｎ−ジメチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｐ−トルイジン等が挙げられる。また金属せっけんの例としてはコバルト、マンガン、鉄、銅、スズ、ニッケル等遷移金属のそれぞれオクチル酸塩やナフテン酸塩等が挙げられる。硬化促進剤であるアミン化合物や金属せっけん化合物等はこれらの中から１種または２種類以上を用いることができる。
【００２０】
２液主剤型の（メタ）アクリル樹脂とは、例えばラジカル重合性の単量体や多量体の混合物をＡ剤およびＢ剤の２つの液剤に分け、Ａ剤にラジカル発生源となる化合物を添加混合し、Ｂ剤にラジカル発生源となる化合物を分解する作用を有する硬化促進剤を添加混合した形態のラジカル重合性樹脂である。使用時にはＡ剤とＢ剤とをそれぞれ計量混合して重合硬化させる。
【００２１】
２液主剤型の（メタ）アクリル樹脂に使用するラジカル発生源となる化合物および硬化促進剤は不飽和ポリエステル樹脂およびビニルエステル樹脂で使用するものと同様のもの等を使用することができる。２液主剤型の（メタ）アクリル樹脂の具体的な例としては電気化学工業社製デンカハードロックIIＤＫ５５０−０４、デンカハードロックIIＡＦレジンクリア等が挙げられる。
【００２２】
本発明の繊維製基材および常温硬化性樹脂を使用する構造物の補修補強方法の手順は以下の通りである。
（１）構造物表面処理：繊維製基材を接着する構造物表面を清掃する目的で、サンドペーパー処理、ブラスト処理、高圧水洗浄処理等する。
（２）プライマー処理：繊維製基材の構造物への接着性向上のためにそれぞれの常温硬化性樹脂に適したプライマー材を施工する。
（３）断面修復・不陸調整：繊維製基材を接着するために必要な構造物表面の平滑性を得るために欠損部にはポリマーセメントモルタルや樹脂モルタルを充填し、段差等があればパテ状の樹脂材料で平滑にする。
（４）繊維製基材接着：常温硬化性樹脂を計量混合しローラー、刷毛、コテ等で構造物表面に塗布し繊維製基材を繊維製シート状物が構造物表面と接するようにゴムローラーやコテ、ヘラを用いて空気を追い出しながら貼り付ける。
（５）気密性フィルム剥離：常温硬化性樹脂が硬化した後に繊維製基材から気密性フィルムを剥がす。
（６）後工程：繊維製基材の接着後に必要に応じて塗装等を施工する。
【００２３】
上記が本発明を実行する手順の一例であるが、本発明の繊維製基材および常温硬化性樹脂を使用する構造物の補修補強方法に支障がない限り、（１）、（２）、（３）及び（６）の手順のすべてまたは少なくともひとつは省略することが可能である。
【実施例１】
【００２４】
表１に、本発明の構造物の補修補強方法の解決課題のひとつである重合硬化中の常温硬化性樹脂のたれ落ちを防ぐ効果を示すために、市販のスレート板を高さ１．９ｍの位置に水平に設置し、その下面に本発明の繊維製基材と繊維シート状物そのものを接着し、重合硬化中の常温硬化性樹脂のたれ落ちを比較した結果を示す。実施例のとおり繊維接着工法に本発明の繊維製基材を使用した場合、常温硬化性樹脂の重合硬化中のたれ落ちを防ぐ効果がある。
【００２５】
【表１】
2005213899.tif 000002
【実施例２】
【００２６】
表２に本発明の構造物の補修補強方法の解決課題のひとつである重合硬化中の常温硬化性樹脂の含有揮発性成分の揮散による悪臭を低減する効果を示すために、容積２２立方メートルの室内で、室内の中央に市販のスレート板を高さ１．９ｍの位置に水平に設置し、その下面に本発明の繊維製基材と繊維シート状物そのものを接着し、重合硬化中の常温硬化性樹脂の揮発性成分であるメタクリル酸メチルの濃度を、室内中央、高さ１ｍの位置においてメタクリル酸メチルガス検知管（ガステック社製ガス採取器：ＧＶ−１００Ｓおよびガステック社製ガス検知管：１４９メタクリル酸メチル）で測定した結果を示す。実施例のとおり繊維接着工法に本発明の繊維製基材を使用した場合、常温硬化性樹脂の含有揮発成分の揮散による悪臭を低減できる効果がある。
【００２７】
【表２】
2005213899.tif 000003
【実施例３】
【００２８】
表３に本発明の構造物の補修補強方法の解決課題のひとつである（メタ）アクリル系樹脂を代表とするラジカル重合性樹脂使用した場合に空気と接触したラジカル重合性樹脂の表面層の硬化を早める効果を示すために市販のスレート板を高さ１．９ｍの位置に水平に設置し、その下面に本発明の繊維製基材と繊維シート状物そのものを接着し、３０分ごとにラジカル重合性樹脂表面層の硬化状態を指触で評価した結果を示す。評価は、○：表面層にべとつきなし、△：表面層にべとつきあり、×：全体が未硬化、の３段階で行った。本発明の繊維製基材を接着した場合には、３０分ごとに気密性フィルムを剥離して、常温硬化性樹脂表面層の硬化状態を指触で評価した。実施例のとおり繊維接着工法に本発明の繊維製基材を使用した場合、常温硬化性樹脂として（メタ）アクリル系樹脂を代表とするラジカル重合性樹脂使用した場合に空気と接触したラジカル重合性樹脂表面層の硬化を早める効果がある。
【００２９】
【表３】
2005213899.tif 000004
【実施例４】
【００３０】
表４に本発明の構造物の補修補強方法の解決課題のひとつである繊維シート状物と気密性フィルムとを別々に施工した場合の煩雑さを解決する効果を示すために市販のスレート板を高さ１．９ｍの位置に水平に設置し、その下面に本発明の繊維製基材を接着した場合と、繊維シート状物を常温硬化性樹脂で接着し、次いで気密性フィルムを貼り付けた場合の作業時間を比較した結果を示す。実施例のとおり繊維接着工法に本発明の繊維製基材を使用した場合、繊維シート状物と気密性フィルムとを別々に施工した場合と比較して短時間で接着作業を実施することが可能である。
【００３１】
【表４】
2005213899.tif 000005
【実施例５】
【００３２】
表５に本発明の繊維製基材の構成要素である繊維製シート状物の材質および繊維重量を変えて常温硬化性樹脂で接着した場合の常温硬化性樹脂の含浸性を比較するために、市販スレート板を高さ１．９ｍの位置に水平に設置し、その下面に本発明の繊維製基材を接着し、常温硬化性樹脂の硬化養生２４時間後に繊維製基材から気密性フィルムを剥離し、繊維製シート状物への常温硬化性樹脂の含浸状態を指触で比較した結果および日本道路公団試験研究所規格「連続繊維シート接着の押抜き試験方法」に基づく試験を実施し、最大荷重を繊維製シート状物耐荷重性能として表した結果を示す。
繊維製シート状物への常温硬化性樹脂の含浸状態の評価は、
◎：繊維製シート状物全体に充分に常温硬化性樹脂が含浸し硬化している。
○：繊維製シート状物の面積の９０％以上には充分に常温硬化性樹脂が含浸し硬化している。
×：繊維製シート状物への常温硬化性樹脂が含浸が繊維製シート状物面積の９０％未満である、
の３段階とし、評価×は実用に適さないと判断した。実施例のとおり繊維接着工法に１平方メートル当たりの繊維重量が３０〜３１０ｇである繊維製シート状物を用いた本発明の繊維製基材を使用すると常温硬化性樹脂の充分な含浸硬化性を得られる効果がある。
【００３３】
【表５】
2005213899.tif 000006
【実施例６】
【００３４】
表６に繊維製基材の構成要素である繊維製シート状物が繊維重量として１平方メートル当たり９０ｇのポリビニルアルコール繊維製の２方向メッシュ状物および３方向メッシュ状物を使用し、気密性フィルムの材質と厚さを変えた場合の接着作業のしやすさを評価するために、市販スレート板を高さ１．９ｍの位置に水平に設置し、その下面に本発明の繊維製基材の１０mを直径１５０mmの紙筒に巻き付け、３０日経過後のものを接着した時の作業のしやすさ、接着状況の観察結果を示す。
接着作業のしやすさの評価は、○：良好、×：不適、の２段階で、接着状況の観察結果は、○：良好、×：不良、の２段階で示した。実施例のとおり繊維接着工法に気密性フィルムとして２０〜１００μｍポリエチレンを用いた繊維製基材を使用すると接着作業がしやすいという効果がある。
【００３５】
【表６】
2005213899.tif 000007
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明の構造物の補修補強工法は種々の材質、繊維重量、形状の繊維製シート状物に適用でき、かつ種々の常温硬化性樹脂に適用できるので、コンクリート構造物の補修補強、レンガ構造物の補修補強、鋼管等の鋼構造物の補修補強に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に用いる繊維製基材の代表的な構成を示す図。
【図２】本発明に用いる繊維製基材として好ましい、繊維製シート状物として２方向のポリビニルアルコール繊維メッシュ状物と、気密性フィルムとして厚さ１０〜１００μｍのポリエチレン製フィルムとを付着させ一体化した構造を示す図。
【図３】本発明に用いる繊維製基材として好ましい、繊維製シート状物として３方向のポリビニルアルコール繊維メッシュ状物と、気密性フィルムとして厚さ１０〜１００μｍのポリエチレン製フィルムとを付着させ一体化した構造を示す図。
【符号の説明】
【００３８】
１      繊維製シート状物
１ａ    ２方向のポリビニルアルコール繊維メッシュ状物
１ｂ    ３方向のポリビニルアルコール繊維メッシュ状物
２      気密性フィルム
２ａ    厚さ１０〜１００μｍのポリエチレン製フィルム
【図１】
2005213899.tif 000008
【図２】
2005213899.tif 000009
【図３】
2005213899.tif 000010