(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設のコンクリート構造物の補強すべき部分を被うための補強用成形板であって、当該補強用成形板は、繊維強化樹脂複合材から成り、２つ以上の補強用成形板の組み合わせにより前記補強すべき部分を被うことが可能な形状を予め備えており、しかも、外側面となる表面には表面平坦化シートが積層され、以下の（i）〜（iv）の操作を含むコンクリート構造物の補強方法に使用されることを特徴とするコンクリート構造物の補強用成形板。
（i）既設のコンクリート構造物の補強すべき部分の少なくとも１箇所の表面から所定の間隔となる位置に、補強すべき部分の長さに実質的に等しい長さの接合板を補強すべき部分の長手方向に沿って配設する操作。
（ii）接合板に補強用成形板の内側表面端部を接着剤により接合することにより、補強すべき部分を２つ以上の補強用成形板の組み合わせにより補強すべき部分の表面から所定の間隔となる位置で被う操作。
（iii）補強用成形板同士の接合用部分に接合部補強用樹脂強化繊維シートを接合する操作。
（iv）補強用成形板で被って形成された内側空間部にモルタル又はコンクリートを充填する操作。
【請求項２】
表面平坦化シートが、ガラス繊維織物または編物である請求項１に記載の補強用成形板。
【請求項３】
既設のコンクリート構造物の補強すべき部分を補強用成形板で補強する方法であって、前記補強用成形板として、繊維強化樹脂複合材から成り、２つ以上の補強用成形板の組み合わせにより前記補強すべき部分を被うことが可能な形状を予め備えており、しかも、外側面となる表面には表面平坦化シートが積層された成形板を使用し、以下の（i）〜（iv）の操作をを行うことを特徴とするコンクリート構造物の補強方法。
（i）既設のコンクリート構造物の補強すべき部分の少なくとも１箇所の表面から所定の間隔となる位置に、補強すべき部分の長さに実質的に等しい長さの接合板を補強すべき部分の長手方向に沿って配設する操作。
（ii）接合板に補強用成形板の内側表面端部を接着剤により接合することにより、補強すべき部分を２つ以上の補強用成形板の組み合わせにより補強すべき部分の表面から所定の間隔となる位置で被う操作。
（iii）補強用成形板同士の接合用部分に接合部補強用樹脂強化繊維シートを接合する操作。
（iv）補強用成形板で被って形成された内側空間部にモルタル又はコンクリートを充填する操作。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート構造物の補強用成形板に関するものであり、詳しくは、補強工事後に表面に塗料を塗装した場合、表面が平坦で滑らかであり、美的感覚が優れたコンクリート構造物の補強用成形板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリート構造物の補強方法として、特開昭５２−１２３５２４号公報および特公昭５３−４３２５９号公報には、柱が被われる様に横断面がコの字型や半円型の鋼板製補強用板を配置し、溶接またはボルト・ナットにて補強用板の端縁部を接合して筒状にし、形成された補強用成形板の内側の空間部へモルタル又はコンクリートを充填する方法が提案されている。
【０００３】
しかしながら、上記の補強方法では、補強用成形板の配置の際に数多くの固定部材などが必要があり、また、多くの工数や手間が掛かるだけでなく、鋼板製補強用板の運搬・設置に重機が必要であるという欠点がある。さらに、溶接による場合は、火花対策が必要である。
【０００４】
本出願人らは、上記の種々の欠点を解消するため、例えば、特願平９−１１６１２４号により、既設のコンクリート構造物の新規な補強方法を提案した。この方法は、基本的には繊維強化樹脂複合材から成り、既設のコンクリート構造物の補強すべき部分を被うことが可能な形状を備えた補強用成形板を使用する方法である。
【０００５】
ところで、上記の補強用成形板は、ハンドレイアップ法により成型され、通常、マトリックス樹脂を含浸させた繊維シート表面にはスクリム（ガラス繊維組布、ガラス繊維目開き布）が載置されるため、既設のコンクリート構造物を被って補強した場合、その外側面にはスクリムの繊維糸による凸パターンが現われる。したがって、装飾などのために表面をロール塗装する場合、上記のスクリムの繊維糸による凸パターンをなくすためにパテ材で下地の平滑処理をしたり、塗装の厚塗り、繰り返し塗りが必要であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、その目的は、補強工事後に表面に塗料を塗装した場合、表面が平坦で滑らかであり、美的感覚が優れた補強用成形板を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の要旨は、既設のコンクリート構造物の補強すべき部分を被うための補強用成形板であって、当該補強用成形板は、繊維強化樹脂複合材から成り、２つ以上の補強用成形板の組み合わせにより前記補強すべき部分を被うことが可能な形状を予め備えており、しかも、外側面となる表面には表面平坦化シートが積層され、以下の（i）〜（iv）の操作を含むコンクリート構造物の補強方法に使用されることを特徴とするコンクリート構造物の補強用成形板に存する。
（i）既設のコンクリート構造物の補強すべき部分の少なくとも１箇所の表面から所定の間隔となる位置に、補強すべき部分の長さに実質的に等しい長さの接合板を補強すべき部分の長手方向に沿って配設する操作。
（ii）接合板に補強用成形板の内側表面端部を接着剤により接合することにより、補強すべき部分を２つ以上の補強用成形板の組み合わせにより補強すべき部分の表面から所定の間隔となる位置で被う操作。
（iii）補強用成形板同士の接合用部分に接合部補強用樹脂強化繊維シートを接合する操作。
（iv）補強用成形板で被って形成された内側空間部にモルタル又はコンクリートを充填する操作。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。本発明の補強用成形板は、特願平９−１１６１２４号により提案された既設のコンクリート構造物の新規な補強方法において好適に使用される。したがって、先ず、本発明の補強用成形板を使用するコンクリート構造物の補強方法の概要について説明する。本発明における補強方法は、具体的には次の２つの態様が挙げられる。
【０００９】
（１）既設のコンクリート構造物の補強すべき部分を２つ以上の補強用成形板の組み合わせにより密着状態で被い、補強用成形板同士の接合用部分に接合部補強用樹脂強化繊維シートを接合する操作を含む補強方法。
【００１０】
（２）既設のコンクリート構造物の補強すべき部分を２つ以上の補強用成形板の組み合わせにより補強すべき部分の表面から所定の間隔となる位置で被い、補強用成形板同士の接合用部分に接合部補強用樹脂強化繊維シートを接合し、形成された内側空間部にモルタル又はコンクリートを充填する操作を含む補強方法。なお、以下、接合部補強用樹脂強化繊維シートは、樹脂強化繊維シートと略記する。
【００１１】
上記（１）及び（２）の方法において補強すべき部分は、通常、コンクリート構造物の補強すべき部分が全周面露出している柱、桁または梁である。そして、例えば、上記の柱は、通常、鉄筋コンクリート造であり、柱の下端と一体である下部躯体と、柱の上端と一体である梁と、梁と一体である上階の床とを備えている。
【００１２】
上記の（１）及び（２）の方法で使用する樹脂強化繊維シートは、繊維シートに上記のマトリックス樹脂を含浸させて得られ、硬化後の強度が強化された一種の複合材であり、補強用成形板同士の接続に使用される。マトリックス樹脂の含浸量は、繊維シートの目付け及びその空隙含有率を考慮して適宜決定されるが、補強用成形板の強化繊維含有率が、通常１０〜８０重量％、好ましくは２０〜７０重量％になる量とされる。
【００１３】
上記の繊維としては、通常、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維などが使用されるが、引張強度や弾性係数および実用性の観点から炭素繊維が好ましい。そして、これらの繊維は、強度の観点から、通常、引き揃えられた長繊維から成る一方向材の繊維シートが使用される。そして、上記の繊維シートは、通常、複数枚重ねて使用され、その合計の目付は、通常１００〜２０００ｇ／ｍ2とされるが、実用的には２００〜１２００ｇ／ｍ2が好ましい。
【００１４】
上記のマトリックス樹脂としては、通常、常温硬化型エポキシ樹脂、加熱硬化エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂などが挙げられるが、中でも、常温硬化型エポキシ樹脂およびアクリル樹脂が好適に使用される。なお、後述の様に、樹脂強化繊維シートを硬化する前の状態で使用する場合は、上記の樹脂としては接着性を有する樹脂が好ましい。また、上記のマトリックス樹脂には、通常、遮蔽用充填材や顔料などが添加される。
【００１５】
以下、コンクリート構造物の補強すべき部分を横断面が四角形の柱とし、断面がコの字型の樋状の補強用成形板を２つ組み合わせて上記の柱を被うことによりコンクリート構造物を補強する場合を代表としてを説明する。
【００１６】
上記（１）の補強方法においては、通常、次の様な前処理が行われる。すなわち、補強用成形板で柱を被うに先立って、柱表面のレイタンス等の除去や柱の角部の面取りが行なわれる。また、レイタンス等の除去や面取り後には、パテによる不陸の補正やプライマーによる下地処理が行われる。
【００１７】
そして、２つのコの字型の補強用成形板の開口部が相互に向き合い、かつ、補強用成形板の裏側面が柱の表面に密着する状態で上記の柱を被った状態で、補強用成形板同士の接合用部分に樹脂強化繊維シートを架け渡す様に配置して接合する。その際、補強用成形板と柱との間は、通常、接着剤を介して接合される。
【００１８】
上記の樹脂強化繊維シートは、樹脂が硬化する前の状態および硬化した後の状態の何れの状態にても使用することが出来る。しかしながら、硬化する前の状態で使用する場合は、変形が容易なため補強用成形板の接合用表面への密着性が良いばかりでなく、含浸樹脂（マトリックス樹脂）による接着性があるため、接合に際しては別に接着剤が不要であるため好ましい。
【００１９】
また、上記（２）の方法は、上記（１）の方法における前処理の際の粉塵や騒音の発生やシンナー等の臭気の問題がなく、従って、オフィスビルや住宅において居住者が居住している状態で行なう補強方法として優れており、本発明において推奨される方法である。上記（２）の方法は、具体的には、次の様に行われる。なお、以下の説明においては、モルタルの用語を以てモルタル又はコンクリートを代表する。
【００２０】
上記（２）の方法においては、既設のコンクリート構造物の補強すべき部分の少なくとも１箇所、通常、柱の中心に対して略対向する２箇所の表面から所定の間隔となる位置に接合板を配設して使用するのが好ましい。この場合、補強すべき部分の表面から所定の間隔となる位置に、それぞれ補強すべき部分の長さに実質的に等しい長さの接合板を補強すべき部分の長手方向に沿って配設し、次いで、当該接合板に補強用成形板の裏面端部を接着剤により接合して補強用成形板で補強すべき部分を被い、形成された内側空間部にモルタル又はコンクリートを充填する。
【００２１】
上記の接合板としては、通常、金属板が使用され、特に鋼板が好適に使用される。接合板の長手方向に延びる中心線上には、後述の植設ボルトの間隔に合わせて、植設ボルトと同数のボルト孔が穿設されている。接合板には、柱に取付けた際に下方に位置する部分にモルタル圧入用貫通孔や、かつ、接合板の下端部分および上端部分に後述の補強用成形板の取付用ねじ孔を設置することも出来る。上記の様に、接合板を使用することにより、補強用成形板を補強すべき部分の表面から所定の間隔となる位置で被うことが容易となる。
【００２２】
上記の接合板を使用した場合、補強用成形板と柱との間に形成される空間部の厚さは、柱の全周に亙って実質的に一定に調整するのが容易である。その際、柱と補強用成形板との間隔は、通常０．５〜１０ｃｍ、好ましくは１〜５ｃｍとされる。上記の接合板の配設方法としては、以下の二つの方法を例示することが出来る。
【００２３】
（ｉ）植設ボルト及びナットで接合板を固定する方法、すなわち、先ず、接合板の配設位置に対応する補強すべき面上に複数の植設ボルトの基部を機械加工により埋め込んで植設する。具体的には、ボルト植設用の穴を穿設し、ボルトの基部を上記の穴に挿入し、ボルトの基部と穴との隙間にモルタルや樹脂などから成るアンカーを入れて柱にボルトの基部を固定し、植設ボルトとする。次いで、植設ボルトに、受けナット、ボルト孔が穿孔された接合板および締めナットを順次に嵌め、締めナットを緊結して接合板を固定する。その際、受けナットの位置の調節により、補強すべき部分の表面と接合板との間隔を調節することが出来る。
【００２４】
（ii）上記のボルトの植設の際、予めボルトが溶接された金属製基板を補強すべき部分の表面に接着剤にて接合する方法。斯かる方法は、上記のボルトの植設の際、発生する騒音を抑えたい場合に有効である。
【００２５】
上記の接合板表面に接着剤で補強用成形板を接合した際、補強用成形板同士の接合用部分の外側面上に押え板を載置し、ボルト及びナットで押え板を緊結するのが好ましい。具体的には次の様に行なう。先ず、両補強用成形板の端部裏側面に接着剤を塗布した後、接合板の固定に使用していた締めナットを外し、ボルト孔が穿孔された金属製の押え板および締めナットを順次に嵌め、補強用成形板同士の接合用部分を接合板と押え板とで挟んだ後、締めナットにより押え板を緊結して挟圧する。斯かる操作により、柱と補強用成形板との間の空間部にモルタルを充填する際に補強用成形板と接合板との接合部の強度を一層高めることが出来る。
【００２６】
また、柱と補強用成形板との間の空間部にモルタルを充填する際、補強用成形板の変形（膨らむこと）を防止するため、補強用成形板の外側には、木製の角材が井桁状に結合されたバタ材や平板などを配設するのが好ましい。
【００２７】
モルタルの充填は、接合板の下方のモルタル圧入用貫通孔にモルタル圧入用管を接続して行ってもよいし、また、モルタル圧入用管から上部の空隙部分を経由して直接充填してもよい。なお、モルタル圧入用管はモルタル圧送装置を介してモルタル供給源に接続されている。
【００２８】
そして、モルタルが硬化した後、バタ材、締めナット及び押え板を外し、必要に応じて接合板から突出した植設ボルトを切断する。その後、先ず、接合板上の２つの補強用成形板の両端間に形成されている窪み部をパテにて埋めてパテの外側面を補強用成形板の外側面と面一にする。次いで、補強用成形板同士の接合用部分を覆う程度の比較的短い樹脂強化繊維シート（Ａ）を当該接合用部分に架け渡す様に配置して接合する。この際、樹脂強化繊維シートが硬化する前の状態で使用される場合は、密着性がよく、含浸樹脂による接着性があるため、別に接着剤は不要である。
【００２９】
さらに、必要に応じ、上記の比較的短い樹脂強化繊維シート（Ａ）の接合部分の上から更に覆う様に、より広い面積の樹脂強化繊維シート（Ｂ）を接合することが出来る。この際、上記の接合の範囲を柱表面の内の補強用成形板の接合部が形成された平面全体を被うことが出来る範囲とする場合は、柱表面の継ぎ目が目立ち難くすることが出来る。斯かる場合にも使用される樹脂強化繊維シートは上記の様に硬化する前の状態で使用するのが好ましい。
【００３０】
前述した補強用成形板と接合板との接合、および、補強用成形板と補強すべき部分の表面との接合に使用する接着剤としては、通常、エポキシ樹脂またはアクリル樹脂系の接着剤が使用される。
【００３１】
次に、本発明の補強用成形板について説明する。本発明の補強用成形板は、繊維強化樹脂複合材から成り、２つ以上の補強用成形板の組み合わせにより上記の様な（１）及び（２）の補強方法で補強すべき部分を被うことが可能な形状を予め備えており、しかも、スクリムが載置されている外側面となる表面には表面平坦化シートが積層されていることを特徴とする。
【００３２】
上記の繊維強化樹脂複合材とは、マトリックス樹脂中に繊維を配合して硬化後の強度が強化された複合材である。上記の繊維としては、通常、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維などが使用されるが、引張強度や弾性係数および実用性の観点から炭素繊維が好ましい。
【００３３】
上記の繊維は、通常、引き揃えられた繊維から成る繊維シートの形状で使用される。また、上記の繊維シートは、通常、複数枚重ねて使用され、その合計の目付は、通常１００〜２０００ｇ／ｍ2とされるが、実用的には２００〜１２００ｇ／ｍ2が好ましい。
【００３４】
上記の繊維強化樹脂複合材に使用されるマトリックス樹脂としては、通常、常温硬化型エポキシ樹脂、加熱硬化エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂などの硬化性樹脂が挙げられるが、常温硬化型エポキシ樹脂またはアクリル樹脂が好適に使用される。斯かるマトリックス樹脂には、通常、遮蔽用充填材や顔料などが添加される。
【００３５】
繊維強化樹脂複合材は、通常、上記の繊維シートにマトリックス樹脂を含浸させて製造される。その含浸量は、繊維シートの目付け及びその空隙含有率を考慮して適宜決定されるが、補強用成形板の強化繊維含有率が、通常１０〜８０重量％、好ましくは２０〜７０重量％になる量とされる。
【００３６】
上記の補強用成形板の具体的な形状は、例えば、構造物の補強すべき部分が角形の柱、桁または梁の場合は、コの字型、Ｌ字型などの樋状とされ、円形の柱、桁または梁の場合は、円弧型、Ｕ字型などの樋状とされる。
【００３７】
上記の補強用成形板は、その断面形状に応じた成形型を使用した公知のハンドレイアップ法により繊維強化樹脂複合材を製造することが出来る。すなわち、通常のハンドレイアップ法では、成形型上に上記の繊維シートを配置し、この繊維シートにマトリックス樹脂を含浸させ、その上（外側面となる表面）にスクリムを載置した後にマトリックス樹脂を硬化させるが、本発明においては、スクリムの上に更に表面平坦化シートを積層した後、マトリックス樹脂を硬化して一体化されて補強用成形板とされる。その結果、スクリムの繊維糸による凸パターンは、表面平坦化シートにより隠蔽される。
【００３８】
上記の表面平坦化シートとしては、通常、耐候性、塗装性が優れた素材から成るシート状材料が使用される。斯かるシート状材料としては、例えば、ガラス繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維などの繊維織物または不織布などが挙げられる。それらの中でも、樹脂との接着性および耐候性が優れたガラス繊維織物または編物が好ましい。斯かるの表面平坦化シートの厚さは、通常２０〜１０００μｍ、好ましくは５０〜５００μｍである。薄すぎる場合は下層のスクリムの糸による凸パターンを隠蔽することが出来ない。厚い場合は、問題はないが、樹脂の含浸が悪くなるため余分なレジンが必要となる。
【００３９】
なお、表面平坦化シートは、補強用成形板の外側面となる表面に積層されてスクリムの糸による凸パターンを隠蔽するが、この際、補強用成形板の接合用部分となる範囲における表面平坦化シートの積層は省略してもよい。
【００４０】
所定の形状に成形され、表面平坦化シートが積層された上記の樹脂含浸繊維シートは、通常、室温で１日以上養生することによりマトリックス樹脂が硬化して補強用成形板になる。また、必要に応じ、室温以上の温度で加熱成形することにより成形サイクルを短縮することが可能である。
【００４１】
以上の様にして製造された補強用成形板は、含浸されたマトリックス樹脂の硬化により大きい引張強度および弾性係数を有する。従って、補強用成形板は、通常、剛直な板状であり、自由自在に湾曲させるのは困難である。そして、その補強用成形板は、表面平坦化シートが表面に積層されてスクリムの繊維糸による凸パターンが隠蔽されているため、塗料などを塗装した場合、美的感覚が優れた表面となる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、補強用成形板の外側表面に表面平坦化シートを積層しておくことによりスクリムの繊維糸による凸パターンが隠蔽されているため、補強工事後、表面に塗料などを塗装した場合、平坦で、滑らかな表面となり、美的感覚が優れた補強用成形板が提供され、本発明の工業的価値は大きい。