(57)【要約】【課題】  コンクリート柱等の建設構造物の部分に用いた場合に、構造物の強度を向上せしめ、特に、建設構造物の一部破壊が生じた場合でも強度をある程度保持せしめることができ、漏電や落雷のおそれがなく、かつ比較的容易に施工が行える補強シートを提供する。【解決手段】  少なくとも、破断強度伸び率が５．０％以上の合成樹脂製網と、光硬化性樹脂組成物とからなる絶縁性補強シート。【選択図】  選択図なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、破断強度伸び率が５．０％以上の合成樹脂製網と、光硬化性樹脂組成物とからなる絶縁性補強シート。
【請求項２】
前記合成樹脂製網が、ポリビニルアルコール製網である請求項１に記載の絶縁性補強シート。
【請求項３】
前記合成樹脂製網が、縦糸と横糸とからなる織物であり、前記の縦糸と横糸の織り込み本数の比が１／３以上３／１以下である請求項１または２に記載の絶縁性補強シート。
【請求項４】
さらに光透過性を有する補強材を含み、前記補強材が前記合成樹脂製網に重ね合わされている請求項１から３のいずれかに記載の絶縁性補強シート。
【請求項５】
前記補強材が、ガラス繊維の布材である請求項４に記載の絶縁性補強シート。
【請求項６】
前記補強材が縦糸と横糸とからなる織物であり、前記縦糸と横糸の織り込み本数の比が、１／１以上１０／１以下である請求項４または５に記載の絶縁性補強シート。
【請求項７】
前記補強シートが、建設構造物の補強用である請求項１から６のいずれかに記載の絶縁性補強シート。
【請求項８】
建設構造物の補強方法であって、請求項１から７のいずれかに記載の補強シートを前記建設構造物の表面に貼り付け、しかるのち前記光硬化性樹脂組成物を光硬化せしめる補強方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、コンクリート柱やブロック塀等の建設構造物の一部または全部等を補強するためのシートに関する。具体的には、建設構造物の壁面に接着したり、柱に巻き付けたりして、例えば、地震の際に建設構造物に加わる荷重や振動等に耐えるように補強したり、耐食性を与えるための補強シート等に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート柱のような建設構造物は、圧縮応力に対しては耐力が大きいが、せん断応力に対しては必ずしも大きな耐力を有していない。そのため、地震やその他の原因によってコンクリート柱等に大きなせん弾応力が加わると、構造物がもろくも破壊されることがある。
【０００３】
このような建設構造物の補強方法としては、コンクリート柱に鋼板を巻き付ける工法が知られているが、重機を用いるための作業スペースを要するなど施工性が悪い。また、鋼板に代えて炭素繊維やアラミド繊維等の布シートを建設構造物に巻き付け、シートの上から作業者がエポキシ樹脂等を塗布して構造物表面に貼り付け、その後経時硬化させる方法も知られている。しかし、作業性が悪くて現場作業が長時間にわたるため、最終電車の通過から始発電車までの数時間で工事を終了する必要がある鉄道の建設構造物には使用しにくい。また、作業者がアミンガス等に長時間さらされるという問題点もある。
【０００４】
この工事時間を短縮する目的で、上記のガラス繊維のごとき補強材を、エポキシ樹脂ではなく感光性樹脂によりコンクリートに固定するコンクリートの剥落防止方法が、本願の基礎出願の一つの出願後に開示されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、いずれにせよガラス繊維等は破断強度伸び率が小さいため、地震等による大きな変形や振動が生じた場合に変形を拘束し、結果としてシートの接ぎ部や端部などに応力集中を起こし、コンクリート脆性破壊を生じるおそれがある。
【０００５】
さらに、ガラス製布とステンレスメッシュを重ねて用い、紫外線硬化型のエポキシアクリレート樹脂により複合材料としたシートを用いる補強方法も知られている（例えば、非特許文献１参照）。しかし、建設構造物の外側にこのシートを用いると、何らかの原因でシート表面に剥離や傷が生じた場合に、落雷を受けたり、鉄道の高架橋の橋脚等では漏電が発生したりするおそれがある。補強材として炭素繊維を用いた場合も同じである。
【特許文献１】特開２００３−２６８９２１号公報
【非特許文献１】岩田秀治、他４名、劣悪な施工条件に対応可能な新しい高性能な橋脚等の耐震補強法、第６回地震時保有耐力法に基づく橋梁等構造の耐震設計に関するシンポジウム講演論文集、２００３年１月、１頁〜６頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、コンクリート柱などの建設構造物の部分等に用いた場合に、構造体の強度を向上せしめることができ、特に、建設構造物の変形や振動に追随し、応力集中を生じず、更に、コンクリートの一部破壊が生じた場合でも強度をある程度保持せしめることができる、いわゆる靱性を付与することが可能であり、さらに漏電などのおそれがなく、比較的容易に施工が行える補強シート等を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、少なくとも、破断強度伸び率が５．０％以上の合成樹脂製網と、光硬化性樹脂組成物とからなる絶縁性補強シートである。この構成により、コンクリート柱などの建設構造物の部分等に用いた場合に、構造体の強度を向上せしめることができ、特に、建設構造物の一部破壊が生じた場合でも強度をある程度保持せしめることができる。いわゆる靱性を付与することが可能であり、さらに漏電などのおそれがなく、比較的容易に施工が行える補強シートが得られる。
【０００８】
特に、前記合成樹脂製網が、ポリビニルアルコール製網であることは好ましい。この構成により、光硬化性樹脂との接着性がよいため、ＦＲＰとして高い強度が得られ、かつアルカリ等を含む部分に用いた場合には、長期にわたって強度劣化しにくい補強シートが得られる。
【０００９】
また、前記合成樹脂製網が、縦糸と横糸とからなる織物であり、前記縦糸と横糸の織り込み本数の比が１／３以上３／１以下であることは好ましい。この構成により、建設構造物に用いた場合の靱性が良好となる。
【００１０】
また、さらに光透過性を有する補強材を含み、前記補強材が前記合成樹脂製網に重ね合わされていることは好ましい。これにより、さらに強度の高い補強シートが得られる。
【００１１】
ここで、前記補強材が、ガラス繊維の布材であることは好ましい。これにより、破断強度と伸びの両方に優れた補強シートが得られる。
【００１２】
さらに、前記補強材が縦糸と横糸とからなる織物であり、前記縦糸と横糸の織り込み本数の比が１／１以上１０／１以下であることは好ましい。これにより、光透過性と強度のバランスのよい補強シートが得られる。
【００１３】
また、前記補強シートが、建設構造物の補強用であることは好ましい。この構成により、一般に靱性に欠ける建設構造物に靱性を付与することが可能となる。
【００１４】
発明の第２は、建設構造物の補強方法であって、上記のいずれかに記載の補強シートを前記建設構造物の表面に貼り付け、しかるのち前記光硬化性樹脂組成物を光硬化せしめる補強方法である。これにより、簡単な施工で建設構造物を補強することができ、しかも構造破壊が生じても変型を最小限に留めることができる。
【発明の効果】
【００１５】
コンクリート柱などの建設構造物の部分に用いた場合に、建設構造物の強度を向上せしめることができ、特に、建設構造物の一部破壊が生じた場合でも強度をある程度保持せしめることができる、いわゆる靱性を付与することができる。漏電や落雷などのおそれがなく、比較的容易に施工が行える補強シートが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明について、建設構造物に用いる場合を例として詳細に説明する。なお、ここで建設構造物とは、例えば、鉄道高架橋や高速道路の橋脚のごとき鉄筋コンクリート柱、コンクリート梁、壁体、天井、ブロック塀等の、建設物を構成して地震などの外力に対抗する構造部分の全体または一部をいう。建設構造物は、既設であるか新設であるかを問わないが、施工性の観点から、特に既設構造物の補強に適している。
【００１７】
補強シートには破断強度伸び率が５．０％以上の合成樹脂製網を用いる。これにより、外力のために建設構造物が変形、振動しても、その変形に追随し、応力集中を生じにくい。仮に、建築構造物が一部破壊しても、外力のエネルギーを吸収してある程度の強度を保持することができる。いわゆる靱性を付与することが可能となる。好ましくは、伸びは１５％以上であり、より好ましくは２０％以上であり、さらに好ましくは２５％以上である。また、合成樹脂製網は、外力に対する抵抗となるように一定の破断強度を有していることが望ましい。破断強度は、好ましくは３００Ｎ／ｍｍ２以上であり、より好ましくは４００Ｎ／ｍｍ２以上であり、さらに好ましくは５００Ｎ／ｍｍ２以上である。なお、破断強度伸び率及び破断強度はＪＩＳ  Ｌ−１０１３に従って測定した。
【００１８】
合成樹脂製網は、押し出し成形などにより網状物に成型されたものでもよいが、引っ張り強度を確保する観点から、縦糸と横糸を織り込んだ織物であることが望ましい。織物の織り方は、平織り、綾織り、朱子織りのいずれでもよく、特に制限されるものではないが、強度を確保する観点から平織りとすることが好ましい。織物の目付は、引張り強度確保と作成の容易さの観点から、１００ｇ／ｍ２以上７００ｇ／ｍ２以下であることが好ましく、１５０ｇ／ｍ２以上６５０ｇ／ｍ２以下であることがより好ましく、２００ｇ／ｍ２以上６００ｇ／ｍ２以下であることがさらに好ましい。また、織物の厚みは、やはり引張り強度確保と作成および取扱いの容易さの観点から、０．１５ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１９】
縦糸方向と横糸方向のそれぞれの織物の単位長さあたりの糸の織り込み本数は、縦糸方向と横糸方向が同じか、異なっても大きくは異ならないようにするのが好ましい。これにより、建設構造物の一部破壊が生じた場合の靱性が確保される。具体的には、縦糸方向の織り込み本数と横糸方向の織り込み本数の比は、１／３以上３／１以下であることが好ましく、１／２以上２／１以下であることがより好ましい。さらには、１／１．５以上１．５／１以下であることがさらに好ましい。
【００２０】
織物を構成する縦糸と横糸のそれぞれの撚糸の太さは、引っ張り強度と作成の容易さの観点から１０ミクロン以上５０ミクロン以下であることが好ましく、１５ミクロン以上４０ミクロン以下であることがより好ましい。さらには、２０ミクロン以上３０ミクロン以下であることがさらに好ましい。
【００２１】
合成樹脂製網の光透過率は、１０％以上８０％以下であることが望ましい。この範囲で引っ張り強度と光硬化速度のバランスが優れる。２０％以上７０％以下であることがより望ましく、３０％以上６０％以下であることがさらに望ましい。ここで、光透過率は、合成樹脂製網の両面の一方の側から、面に対して垂直方向に所定の光を照射し、照射光量を１００とした場合に、屈折もしくは直進して網の反対側に到達した光の光量の割合で規定している。なお、測定に用いる光は、使用する光硬化性樹脂組成物が反応性を有する波長を主として含む光を用いて行う。
【００２２】
合成樹脂網の材質は、引っ張り強度及び電気絶縁性の観点から、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリプロピレン、ナイロンから選ばれることが好ましい。また、これらの材質は、コンクリートに含まれるアルカリ成分に対する耐性が比較的良好で、コンクリート柱などに長期に使用した場合の合成樹脂網の強度劣化がおきにくいことから好ましい。
【００２３】
さらに、光硬化性樹脂との接着性の観点から、ポリビニルアルコールが好ましい。ここで、合成樹脂製網と光硬化性樹脂との接着性が劣ると、建設構造物から補強シートに外力がかかった場合に、合成樹脂製網と光硬化性樹脂との界面が分離してしまって網の強度が発揮できなくなる。つまり靱性を確保することが難しくなる。
【００２４】
合成樹脂製網をポリビニルアルコールで調整する場合、ポリビニルアルコール製網としては、引っ張り強度や耐薬品性、寸法安定性を要求される一般産業資材向けのものを使用することができる。
【００２５】
合成樹脂製網は、従来用いられていたガラス繊維布等に比較して伸びが大きいので、建設構造物に相当の外部応力が加わった場合でも、ある程度強度を保持させることができる。なお、補強シートにおいて、合成樹脂製網は一層としてもよいし、二層以上を重ねて用いてもよい。
【００２６】
補強シートには、上記の合成樹脂製網と共に光硬化性樹脂組成物を用いる。光硬化性樹脂組成物とは、紫外線、可視光線、近赤外線等の光線の作用によって、重合反応が生じる組成物をいい、硬化速度の観点から紫外線硬化型の組成物が好ましい。具体的には、主剤である不飽和結合を有する一定の樹脂組成物に光重合開始剤を加えたものである。なお、光硬化性樹脂組成物が光重合したものを光硬化性樹脂ということがある。
【００２７】
ここで、主剤は、液状重合性単量体に溶解して用いることが望ましい。また、光硬化性樹脂組成物には、その他増粘剤等を加えることが望ましい。これにより、光硬化性樹脂組成物の粘度を上昇させて、補強シートの運搬や施工現場での取扱性を向上させることが可能となる。
【００２８】
また、光硬化後の光硬化性樹脂は、補強シートにおいて合成樹脂製網を包含して固定するとともに、建設構造物から伝達された外力を合成樹脂製網に再伝達する役割を有する。そのため、合成樹脂製網との接着性がよいものが好ましい。また、合成樹脂製網の伸びより大きい伸びを有することが望ましい。これにより、外力が建設構造物にかかった際に、光硬化性樹脂と合成樹脂製網との界面の剥離が生じにくくなり、靱性を保持することが可能となる。
【００２９】
光硬化性樹脂組成物の主剤としては、例えば、ビニルエステル樹脂等があげられ、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、アリルエステル樹脂、キシレン樹脂等があげられる。これらから１種を用いてもよいし、２種以上を適宜混合して用いてもよい。合成樹脂製網の材質にポリビニルアルコールを用いる場合は、ウレタンアクリレート樹脂とビニルエステル樹脂を混合して用いるのが望ましい。これにより、光硬化性樹脂の強度と伸びを確保することが可能になると同時に、ポリビニルアルコールとの接着性が良好となる。ウレタンアクリレート樹脂とビニルエステル樹脂を混合する際の重量比率は、１／１．２以上１／０．２以下であることが好ましく、１／１以上１／０．３であることがより好ましく、１／０．８以上１／０．４以下であることが
さらに好ましい。
【００３０】
液状重合性単量体は、主剤樹脂成分の溶剤として使用されるものであり、主剤に対して溶解性を有し、重合性のものであれば、特に制限なく使用することができるが、例えばアクリル酸エステル、メタアクリル酸エステル、芳香族ビニル化合物等が好ましく用いられ、特に芳香族ビニル化合物であるスチレンが好適である。
【００３１】
増粘剤としては、熱可塑性樹脂粉末またはアルカリ土類金属の酸化物を用いることができる。プリプレグの安定性の観点から、熱可塑性樹脂粉末を用いることが好ましい。熱可塑性樹脂粉末は、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、芳香族ビニル化合物等の重合性単量体から選ばれた少なくとも一種の単量体を、５０％以上含有する単量体組成物を重合反応することにより得られる。
【００３２】
さらに、光硬化性樹脂組成物には、必要に応じて、充填剤、分散剤、収縮抑制剤等を加えてもよい。
【００３３】
光硬化性樹脂組成物の好ましい組成は、主剤１００重量部に対して、液状重合性単量体２０〜６０重量部、増粘剤５〜３０重量部、光重合開始剤０．１〜１０重量部である。
【００３４】
補強シートには、合成樹脂製網に加え、光透過性を有して破断強度が合成樹脂製網より大きい一定の補強材を合成樹脂製網に重ね合わせて、合成樹脂製網と同様に光硬化性樹脂組成物で包含したものとすることは望ましい。これにより、破断強度と伸びのいずれもが大きい補強シートを得ることができる。
【００３５】
補強材は、光硬化性樹脂組成物が光重合する際に妨げとならないように、一定の光透過率を有することが必要であり、ガラス繊維を好ましく用いることができる。また、合成樹脂製網と同様の理由から、繊維を縦糸と横糸として織物状に加工した織物状若しくは布状とすることが望ましい。補強材の光透過率は、合成樹脂製網と同等程度が確保できればよい。なお、ここにいう光透過率は、合成樹脂製網と同様にして測定するものとする。
【００３６】
ここで、補強材の光透過率の確保と、コンクリート柱等に用いた場合に外力が集中してかかる縦糸方向の強度の確保とを両立する観点から、補強材に織物を用いた場合の、縦糸方向と横糸方向のそれぞれの織物の単位長さあたりの糸の織り込み本数は、縦糸方向が横糸方向とせいぜい同じか、縦糸方向がより多くなるように構成されていることが望ましい。具体的には、縦糸方向の織り込み本数と横糸方向の織り込み本数の比は、上記の観点及び布作成の容易さ及び取扱性の観点から、１／１以上１０／１以下であることが好ましく、２／１以上７／１以下であることがより好ましい。さらには３／１以上５／１以下であることがさらに好ましい。
【００３７】
補強材としてガラス繊維布を用いた場合の目付は、破断強度の確保と作成と取り扱いの容易さ、光透過率の確保等の観点から、２００ｇ／ｍ２以上８００ｇ／ｍ２以下であることが好ましく、３００ｇ／ｍ２以上６５０ｇ／ｍ２以下であることがより好ましく、３００ｇ／ｍ２以上６２０ｇ／ｍ２以下であることがさらに好ましい。
【００３８】
なお、ガラス繊維布に用いる材料のガラスは特に制限されるものではないが、化学的耐性の観点から無アルカリガラス、耐酸ガラス等とすることが望ましい。
【００３９】
補強シートの製造にあたっては、所定の合成樹脂製網と必要により所定の補強材を用意し、これらを重ね合わせた後、別途用意した所定の光硬化性樹脂組成物で、合成樹脂製網と補強材とを包含するようにするのが望ましい。このとき光硬化性樹脂組成物の付着量は、強度保持の観点から、補強シートとした場合の単位面積あたりの全体重量の３０％〜７０％程度を占めるようにするのが好ましい。３５％〜６５％がより好ましく、さらには４０％〜６０％がさらに好ましい。
【００４０】
合成樹脂性網等を光硬化性樹脂組成物で包含する際には、合成樹脂性網等の一面または両面に光硬化性樹脂組成物を塗布するのが望ましい。その際、あらかじめ光硬化性樹脂組成物を増粘しておくと安定して作業を行うことが可能となる。または、単に合成樹脂製網等を光硬化性樹脂組成物に浸漬し、その後増粘するようにしてもよい。塗布後、必要により７０℃から８０℃程度でおよそ１５分間程度加熱して乾燥する。続いて、補強シート両面に光開始剤に反応する光を遮断するための遮光フィルムを貼り付けて、プリプレグとしての補強シートが完成する。この補強シートは可塑性を有し、建設構造材の形状に合わせて容易に変形させることができる。
【００４１】
または、合成樹脂性網を光硬化性樹脂組成物で包含した第１のプリプレグと、補強材を光硬化性樹脂組成物で包含した第２のプリプレグとを用意し、施工現場で順次貼り重ねて補強シートとなるようにしてもよい。このようにする場合、第１のプリプレグと第２のプリプレグの両方を重ねる部分に加え、第２のプリプレグだけとする部分を設けるようにしても良い。
【００４２】
補強シートとして合成樹脂性網と補強材とを併せて用いる場合、まずコンクリート面に補強材が貼り重ねられ、続いて合成樹脂製網が貼り重ねられる順序となるようにするのが望ましい。これは、コンクリートに加わった外力を、比較的じん性が低い補強材が最初に受け止め、次に、外力が補強材の耐力限界を超えて破壊された段階で、比較的じん性が高い合成樹脂性網が機能してコンクリートを保護するのが望ましいからである。
【００４３】
施工現場では、上記のプリプレグから遮光フィルムを除去した後、建設構造物の所定の場所に、建設構造物の形状に合わせて貼り付ける。その際、プリプレグが補強したい建設構造物の断面を包含するように貼り付けるのが良い。例えば、柱であれば、柱の周囲を少なくとも一周するように貼り付けるのが望ましい。これにより、補強シート自体の耐力によって建設構造物の耐力を増加せしめることができる。
【００４４】
また、強度を増すために複数枚のプリプレグを重ね貼りしても良い。その際、補強材を用いた第２のプリプレグを複数枚貼り重ね、さらに合成繊維製網を用いた第１のプリプレグを複数枚貼り重ねるようにしても良い。このようにすることで、必要な補強強度が異なる複数の建設構造物にも対応可能となる。
【００４５】
貼り合わせが終了したのち、必要により光硬化を促進するための光照射を所定時間行う。例えば、紫外線硬化型の光硬化性樹脂を用いている場合は、波長３８０ｎｍ程度のブラックライトで照射して光硬化を促進させる。これにより、極めて短時間で施工が終了し、作業性も良好である。複数枚のプリプレグを貼り重ねる場合、光照射は１枚ごとに行っても良いし、貼り重ねた状態で行っても良いが、光硬化を確実に行うためには、１枚ごとに行うのが望ましい。
【００４６】
次に、鉄筋コンクリート柱に対する耐震補強等のための施工方法について具体的に説明する。地震等では、コンクリート柱の天井面または床面との接合部近傍に応力集中が生じやすく破壊されやすい。そのため、じん性の高い補強シートは、少なくともコンクリート柱の上下の接合部近傍に貼り付ける必要がある。なお、以下では、合成樹脂製網を用いた第１のプリプレグと、ガラス繊維を補強材として用いた第２のプリプレグからなる補強シートを用いる場合の施工方法例について説明する。
【００４７】
まず、ガラス繊維を用いた第２のプリプレグをコンクリート柱の表面に貼り付ける。これにより、外力の影響を比較的引っ張り強度が高くじん性が低いガラス繊維が最初に受け止め、コンクリート柱の耐力が増加するようにする。望ましくは、第２のプリプレグをコンクリート柱の全面に貼り付けるのがよい。このようにすることで、コンクリートの表面強度を高め、柱の耐力を増加せしめることができる。
【００４８】
プリプレグは取り扱いやすい一定長さに切断して貼り付けるのが望ましい。長尺のプリプレグをそのままコンクリート表面に順次包帯のように貼り合わせていってもよい。この場合、柱の周囲方向には繊維等の継ぎ目が無くなるため強度的には好ましい。しかし、これでは対象物の形状や大きさに合わせにくく、また取り扱いにくいため施工作業に支障がでやすい。そのため、必要な大きさに切断して貼り合わせていくのが望ましい。
【００４９】
切断して貼り合わせる際には、隣接するプリプレグの端部どうしが、５ｃｍから３０ｃｍ程度重なるようにして貼り合わせていくのが望ましい。このようにすることで、光硬化した後に、重なったプリプレグの光硬化性樹脂どうしが接着し、補強に必要な強度を得ることが可能となる。
【００５０】
最初にプリプレグを貼り付けるには、対象となるコンクリート表面に接着剤を塗布するのが望ましい。接着剤は、プリプレグの貼り付けの間、一時的に補強シートを固定できればよい。接着剤としては、例えば、ビニルエステル系の接着剤を用いることができる。接着剤の塗布量は接着剤とコンクリート表面の性状に応じて適宜設定すればよい。
【００５１】
プリプレグは、２枚から８枚程度貼り重ねるのが望ましい。貼り重ねの回数は、コンクリート柱にかかる荷重の大小により選択すればよい。荷重の大小はコンクリート柱の太さにおよそ比例するから、コンクリート柱の太さにより貼り重ね回数を選択するのがよい。つまり細い柱では貼り重ね回数を少なく、太い柱ほど増やすようにする。例えば、太さが６０ｃｍ程度の比較的細いコンクリート柱であれば２枚から４枚程度、太さが２ｍ５０ｃｍ程度の比較的太いコンクリート柱であれば、５枚から８枚程度貼り重ねられるのが望ましい。なお、プリプレグの貼り重ねの際に、隣接するプリプレグと一部が重なるようにする。その際、その端部の重なり部分の位置は、貼り重ねごとに異なるようにして、重なり部分どうしが互いに重ならないようにして貼り重ねるのが望ましい。このようにすることで、補強に必要な強度を確保することができる。プリプレグどうしは、光硬化性樹脂組成物どうしの付着力のために、特に接着剤などを用いることなく簡単に貼り重ねることができる。
【００５２】
貼り付けたプリプレグは、１枚ごともしくは複数枚ごとに、上記のように光照射で硬化させる。このようにすることで、１枚に数十分程度という極めて短時間で施工することができ、アミンガスなどの発生もなく、しかも重機類を用いなくとも補強作業を簡単に行うことが可能となる。
【００５３】
第２のプリプレグの固定が終了したら、続いて合成繊維製網を用いた第１のプリプレグを、第２のプリプレグの上に貼り重ねていく。第１のプリプレグは、じん性が高いため、第２のプリプレグのガラス繊維が破断した後に、コンクリート柱の形状を保つ役割を果たす。そのため、第１のプリプレグは、コンクリート柱の中でも、通常、応力が集中してもっとも破壊されやすい部分である上下の接合部分近傍に設けるのが望ましい。第２のプリプレグ同様にコンクリートの全面または、他の必要な部分に貼り重ねても良いことは言うまでもない。
【００５４】
第１のプリプレグも、第２のプリプレグと同様にして貼り重ねていけばよい。つまり取り扱いやすい大きさに切断し、端部が重なるようにして貼り重ねていけばよい。また、光硬化も第２のプリプレグと同様にして処理すればよい。第１のプリプレグを貼り重ねる枚数は、第２のプリプレグと異なるようにしても良いが、通常は同じ枚数とするのが施工が簡単で望ましい。そのため、第１のプリプレグと第２のプリプレグは、互いに同じ枚数で効果が発揮するものを選択するのが望ましい。
【００５５】
このようにすることで、重機を用いない短時間の簡単な施工作業であるにも拘わらず、コンクリート柱の外力に対する耐力が大幅に向上し、しかも、想定外の大きな外力が加わったとしてもコンクリート柱の変型を最低限に留めることができ、構造物の致命的な破壊を防止することが可能となる。結果としてコンクリート構造物の耐震性能が大幅に向上する。
【００５６】
なお、上記の補強方法は、コンクリート柱に限定されるものではなく、コンクリート壁やブロック塀その他の各種の構造物の補強に用いることができる。以下、本発明を実施例に基づいてより具体的に説明する。
【実施例１】
【００５７】
ウレタンアクリレート樹脂とビニルエステル樹脂を重量比で１：０．８となるように秤量し、光重合開始剤としてイソブチリルメチルホスフィン酸メチルエステルを、樹脂組成物１００重量部に対して０．５重量部添加して、全体を均一に混合し、光硬化性樹脂組成物を得た。この光硬化性樹脂組成物に波長が約３８０ｎｍのブラックライトを２０分間照射し、光硬化せしめてシート状に成型し、破断強度伸びを測定したところ２５％であった。
【００５８】
次に、クラレ社製ポリビニルアルコール繊維の幅８０ｃｍで長尺物の織物（型番＃81000R、平織りで目付２１０ｇ／ｍ２、破断強度伸び１２．５％、縦糸と横糸の織り込み比率が１／１のもの）を、縦糸方向が合うように２枚重ねて合成樹脂製網として用い、さらに補強材として、同じ大きさの長尺のガラス繊維布（目付４５０ｇ／ｍ２、縦糸と横糸の織り込み比率が５／１のもの）を、やはり縦糸方向が合うように重ねてから、上記の樹脂組成物を１０００ｇ／ｍ２塗布して、樹脂組成物が織物を包含するように調整した。続いて、７０℃で１５分間加熱乾燥処理を行い、プリプレグとしての可塑性のある補強シートを得た。
【００５９】
この補強シートを適当な長さに切断し、波長が約３８０ｎｍのブラックライトを２０分間照射して、光硬化せしめた。この硬化後の補強シートの破断強度伸びを測定したところ、１２．６５％であった。また、縦糸方向の破断強度は６５４Ｎ／ｍｍ２であった。
【００６０】
また、上記のプリプレグとしての補強シートを、コンクリート、ガラス繊維布、ポリビニルアルコール繊維織物の順番となるようにしてコンクリート表面に、市販のビニルエステル系接着剤で貼り付け、上記と同様の条件で光照射して硬化せしめた。光硬化後の補強シートがコンクリート表面に強固に接着していることが確認できた。
【実施例２】
【００６１】
鉄筋コンクリート柱が補強された供試体を用意し、これを用いて交番載荷試験を行った。対象とした鉄筋コンクリート柱は、太さ８０ｃｍ角で高さが３ｍであり、阪神大震災で影響を受けた山陽新幹線の橋脚に対応するものである。
【００６２】
次に、実施例１で用いたクラレ社製ポリビニルアルコール繊維製織物と同じ織物を用い、やはり実施例１で用意した光硬化性樹脂組成物を５００ｇ／ｍ２塗布して、樹脂組成物が織物を包含するように調整した。続いて、７０℃で１５分間加熱乾燥処理を行い、遮光フィルムを貼って可撓性のある第１のプリプレグを得た。
【００６３】
また、実施例１で用いたガラス繊維布に、同じ光硬化性樹脂組成物を５００ｇ／ｍ２塗布して、樹脂組成物がガラス繊維布を包含するように調整した。続いて、７０℃で１５分間加熱乾燥処理を行い、遮光フィルムを貼って可撓性のある第２のプリプレグを得た。
【００６４】
まず、第２のプリプレグを１．７ｍずつに切断し、これを２枚ずつ用いて、それぞれが柱の水平断面に対してコの字型となるようにして、２枚１組で柱の周囲を包むように貼り付ける。その際、プリプレグどうしの端部を１０ｃｍ重ね貼り付ける。貼り付ける前に、コンクリート柱の貼り付け部分に市販のビニルエステル系接着剤を塗布し、その上に、遮蔽フィルムを剥がしながら第２のプリプレグを貼り付けていく。これをコンクリート柱の全面に行った。続いて、プリプレグに波長が約３８０ｎｍのブラックライトを２０分間照射し、光硬化せしめた。さらに、この第２のプリプレグを用いて、これと同様な貼り付け作業を続けて２回行い、第２のプリプレグがほぼ三層となった補強材層を、コンクリート柱の全面に形成した。なお、プリプレグどうしの重なり部分どうしの位置は、互いにずれるようにした。
【００６５】
続いて、第１のプレプリグをやはり１．７ｍずつに切断し、第２のプリプレグと同様にして２枚ずつ組で用い、それぞれが柱の水平断面に対してコの字型となるようにして、２枚で柱の周囲を包むように貼り付けた。その際、プリプレグどうしの端部を、互いに１０ｃｍ重ねるのも同様とした。ただし、第１のプリプレグは、コンクリート柱の上下端から８０ｃｍまでのところだけに貼り付けた。続いて、プリプレグに波長が約３８０ｎｍのブラックライトを２０分間照射し、光硬化せしめた。さらに、この第２のプリプレグを用いて、同様な貼り付け作業を２回行い、第１のプリプレグがほぼ三層となった補強材層を、コンクリート柱の上下端近傍に形成し、交番載荷試験の供試体を得た。
【００６６】
この供試体を用い、図１に記載の交番載荷試験装置１に固定し、柱の変形耐性を測定する交番載荷試験を行った。ここで、反力床２０に設置された門型フレーム１０に軸力載荷用ジャッキ４０が、スライド板３０を介して１５０トンの垂直荷重を、載荷治具５０を介して供試体１００に課す。この状態で、水平載荷用ジャッキ６０、７０が水平方向に徐々に荷重を加え、供試体１００を変形せしめる。変形角が０．０４ｒａｄに達しても供試体に脆性的な破壊は発生せず、優れた補強効果を有していることが確認された。
【００６７】
さらに水平荷重を増加したところ、０．０５ｒａｄで供試体１００に一部破壊が生じたものの、供試体は元の形状をほぼ留めたままの状態であった。
【００６８】
［比較例１］  鉄筋コンクリート柱に補強シートを貼り重ねなかった以外は、実施例２と同様にして交番載荷試験を行った。変型角が０．０１ｒａｄに達する以前に供試体に脆性的な破壊が発生し、大きな変型が生じた。
【００６９】
［比較例２］  ポリビニルアルコール織物を用いなかった以外は、実施例１と同様にして比較用補強シートを得た。これを用いて実施例２と同様にして交番載荷試験を行った。変形角が０．０２ｒａｄに達すると比較用補強シートが破断し、コンクリート柱に脆性的な破壊が発生し、大きな変型が生じた。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】交番載荷試験装置の概略側面図である。
【図１】
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