(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
減圧雰囲気下で、修復・強化対象木材における亀裂その他の空隙に接着剤を充填してなる木材の修復・強化方法であって、以下の工程からなることを特徴とする木材の修復・強化方法。
（a）  木材の補修・強化対象部位の部分あるいは全体において注入した接着剤の挙動の観察を可能にする柔軟性透明樹脂シートにより包み込んで減圧可能なシール空間を形成するとともに木材表面と前記柔軟性透明樹脂シートとの間には減圧時の補強・排気手段を形成する工程、
（b）  前記シール空間より高い位置に接着剤の貯留手段としてのチャンバーへの接着剤注入口を兼ねる排気口を有するチャンバーをセットする工程、
（c）  前記チャンバーの排気口に掃除機等の減圧手段を連結して、補修対象である木材の亀裂や、シール空間に存在する塵埃を吸引除去する工程、
（d）  次いで、前記チャンバー内に補修に十分な量の接着剤を注入するとともにシール部材である柔軟性透明樹脂シートを通してシール空間の内部を観察しながら、手やヘラ等により柔軟性透明樹脂シートを介して接着剤を亀裂部分に誘導する工程、
（e）  チャンバーの排気口に掃除機等の減圧手段を再度連結して排気し、シール空間を減圧して亀裂内部の空気を接着剤と置換し、亀裂内部にくまなく接着剤を充填する工程、
（f）  接着剤の流動性が無くなりシートによる接着剤の保持を要しなくなったところで、チャンバー、透明樹脂シート等を除去する工程。
【請求項２】
請求項１記載の木材の修復・強化方法において、前記工程（a）における補強・排気手段は補強用繊維素材からなるメッシュ状シートで構成したことを特徴とする木材の修復・強化方法。
【請求項３】
請求項1又は２記載の木材の修復・強化方法において、前記チャンバーは非通気性かつ形態保持性を有する透明樹脂材で形成したことを特徴とする木材の修復・強化方法。
【請求項４】
請求項２又は３記載の木材の修復・強化方法において、補強用繊維素材は炭素繊維、ケプラー繊維、アラミド繊維のいずれかであることを特徴とする木材の修復・強化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、木材、コンクリート材等の各種成形資材の補修・強化方法に関し、詳しくは前記各種資材における亀裂部位、空隙部位を接着剤により充填固化してなる各種資材の修復・強化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、木材その他の各種資材における亀裂、ひび割れの補修には修復対象箇所に接着剤を注入固化して対処する方法が一般的手段である。このような、技術の先行例としては、例えば特開平  63−20657号、特開2002−121901の従来技術の項に記載のものがある。
これら従来技術にあっては、補修対象であるクラック内への接着剤の注入充填は各種加圧法、すなわち、亀裂の表面をシール材で塞ぎ内部空間を加圧して接着剤を注入したり、あるいは個々の亀裂に接着剤を加圧注入器具により注入することにより為されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術には次のような不都合がある。すなわち、シール材による密閉空間を採用する上記例では、亀裂等の先端部分を含めて密閉空間に高強度の機密性を必要とする。その理由は、十分な加圧がなされないと、亀裂、ひび割れの先端部分まで接着剤が到達できないからである。しかしながら、現実には、高強度の機密性の下に接着剤を注入しても亀裂等の末端部分では空気が加圧接着剤により押圧・圧縮された状態で残置されることが多く、所定の補修強度を得られないことも少なくない。  そして、接着剤の充填度合いを高めるために圧力を増すとシールが破損して接着剤が飛散してしまうことも少なくない。
他方、個々の亀裂に接着剤を加圧注入器具により注入する例では、多数の器具を必要とするばかりか、亀裂先端部分において、接着剤と空気の置換が十全になされず、空気が残留してしまい所要の補修強度を得られないことがある。
また、上記従来技術では、接着剤充填状況の確認ができないため、接着剤の注入開始後に接着剤の流動方向を制御することができず、適正な充填が困難であった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、
減圧雰囲気下で、修復・強化対象木材における亀裂その他の空隙に接着剤を充填してなる木材の修復・強化方法であって、以下の工程からなることを特徴とする木材の修復・強化方法を提供して上記従来の課題を解決しようとするものである。
すなわち、
（e）  木材の補修・強化対象部位の部分あるいは全体において注入した接着剤の挙動の観察を可能にする柔軟性透明樹脂シートにより包み込んで減圧可能なシール空間を形成するとともに木材表面と前記柔軟性透明樹脂シートとの間には減圧時の補強・排気手段を形成する工程、
（f）  前記シール空間より高い位置に接着剤の貯留手段としてのチャンバーへの接着剤注入口を兼ねる排気口を有するチャンバーをセットする工程、
（g）  前記チャンバーの排気口に掃除機等の減圧手段を連結して、補修対象である木材の亀裂や、シール空間に存在する塵埃を吸引除去する工程、
（h）  次いで、前記チャンバー内に補修に十分な量の接着剤を注入するとともにシール部材である柔軟性透明樹脂シートを通してシール空間の内部を観察しながら、手やヘラ等により柔軟性透明樹脂シートを介して接着剤を亀裂部分に誘導する工程、
（e）  チャンバーの排気口に掃除機等の減圧手段を再度連結して排気し、シール空間を減圧して亀裂内部の空気を接着剤と置換し、亀裂内部にくまなく接着剤を充填する工程、
（f）  接着剤の流動性が無くなりシートによる接着剤の保持を要しなくなったところで、チャンバー、透明樹脂シート等を除去する工程。
【０００５】
また、上記の木材の修復・強化方法において、前記工程（a）における補強・排気手段は補強用繊維素材からなるメッシュ状シートで構成することがある。
【０００６】
また、上記のいずれかの木材の修復・強化方法において、前記チャンバーは非通気性かつ形態保持性を有する透明樹脂材で形成することがある。
【０００７】
さらに、上記いずれかの木材の修復・強化方法において、補強用繊維素材は炭素繊維、ケプラー繊維、アラミド繊維のいずれかで構成することがある。
【０００８】
【発明の実施形態】
本願発明の１実施形態は以下のとおりである。
ａ：  補修対象である木材の表面にスペーサーとしての網状体であるメッシュ状のシートを載置した上に、さらに亀裂を有する木材の部分あるいは全体を注入した接着剤の挙動の観察が可能なように、柔軟性透明樹脂シートにより包み込むとともに必要に応じて前記シート端部を木材表面に係止してシール空間を形成する。    スペーサーであるメッシュ状のシートは、透明樹脂シートと木材表面との間に間隙を形成して減圧時の排気通路を確保するとともに、木材表面の突起等を被覆して透明シール材の破損を防止する作用を有する。
ｂ：  シール空間と底部で連通するとともに排気口を有するチャンバーをシール空間に連結形成する。なお、排気口は接着剤の貯留手段としてのチャンバーへの接着剤注入口を兼ねている。
ｃ：  チャンバーの排気口に掃除機等の減圧手段を連結して、補修対象である木材の亀裂や、シール空間に存在する塵埃を吸引除去する。
ｄ：  次いで、チャンバー内に補修に十分な量の接着剤を注入する。接着剤は、
接着性、耐久性、耐水性、耐アルカリ性、寸法安定性などの性質がすぐれているためエポキシ樹脂系のものを使用しているが、固化による体積収縮が少なくかつ流動性を有するものであればエポキシ樹脂系に限定されない。
ｅ：  シール部材である透明樹脂シートを通してシール空間の内部を観察しながら、手やヘラ等により接着剤を亀裂部分に誘導する。
ｆ：  チャンバーの排気口に掃除機等の減圧手段を再度連結して排気し、シール空間を減圧して亀裂内部の空気を接着剤と置換し、亀裂内部にくまなく接着剤を充填する。
ｇ：  接着剤の流動性が無くなりシートによる接着剤の保持を要しなくなったところで、チャンバー、透明樹脂シート等を除去する。メッシュ状のシートは場合によっては、そのまま残置しても良い。
【０００９】
【発明の実施例】
次にこの発明の１実施例を説明する。
補修対象：  試験体にはベイマツ集成材(E＝110tf/?)を用い、柱‐梁接合部を模してト型の鋼板挿入ドリフトピン接合部を施した。梁せいは想定した梁スパンによって492  mm、柱せいは302mmとした。  接合部は、(1)1/d≧8〜10  (2)端距離≧7d  (3)縁距離≧4d  (4)ピン相互間隔≧7dの条件の下、最も負担の大きいドリフトピンが最初に降伏耐力に達する時点を短期許容荷重とする形で設計を行った。試験体形Ｔの形状及び加力装置は図３に示すとおりである。
ピン本数は24本ずつとし、径は柱側ψ10mm、梁側ψ16である。  加力は変形制御とし、変形レベルを漸増させながら、各変形角で5回繰り返した。変形角は、以前に行われた実験結果を基に、ドリフトピン接合部の最外縁ピンが降伏する荷重11.76kNに相当する変形角1/51rad.を算出し、それを指標として設定した。加力の結果、柱、梁には無数の亀裂が発生し、また、ドリフトピン周りの材部は圧潰されて空隙の発生が見られる。
【００１０】
上記試験体の準備から補修までの作業手順の概要は、次のとおりである。
まず、試験体Ｔを加力装置に取り付け、処女加力した。その後、変形角０rad.の中立位置で、試験体Ｔを加力装置に取り付けたまま、接着剤の充填による補修を行った。  １週間以上の養生期間の後、処女加力と同様の内容で補修後加力をなし補修の検証した結果、次のような知見を得た。
接着剤の充填補修により鋼板挿入ドリフトピン接合部の耐力と変形性能が回復できた。
接着剤補修の効果には、(1)亀裂接着、(2)空隙充填、(3)接着接合があり、(3)によって原状以上の接着強度が得られる場合がある。
なお、塑性変形能力を高めるために細長いドリフトピンを用いる場合、繰返し加力の回数が多くなるとピンへの塑性ひずみの蓄積が過大となり、本実験でも一部のピンが破断した。実構造物に対して、このような補修を行う場合には、接着剤の充填に先立ってドリフトピンの交換について検討する必要がある。
【００１１】
次に、実施例に係る補修について説明する。
図１、図２はそれぞれ、この実施例において、シーリング空間を形成する柔軟性透明樹脂シート、形態保持性透明樹脂材によるチャンバー、スペーサーとしての網状体であるメッシュ状シート、補修対象木材の関連構成を示す断面図ならびに斜視図である。  図において、１は木材３の表面に巻回貼付されてシーリング空間を形成する柔軟性透明樹脂シート、２は木材３の表面と柔軟性透明樹脂シート１との間に介装されるメッシュ状シートで、前述のように透明樹脂シート１と木材表面３との密着を防止して両者間に間隙を形成し減圧時の排気通路を確保する。  このメッシュ状シート２は、特に美観にこだわりがなければそのまま残置するが、透明材を用いれば残置しても美観を損ねることが少ない。
また、炭素繊維、ケブラー繊維、アラミド繊維等の補強用繊維素材を用いれば補修後にそのまま残置して木材の更なる補強手段として有効である。
【００１２】
また、４はシーリング空間に連通するように柔軟性透明樹脂シート１に連結されるチャンバーで、非通気性かつ形態保持性を有する透明樹脂材で形成されて木材における接着剤の要充填部位より高い位置に設けられていて、その頂部には、接着剤注入口を兼ねる排気口５を有している。さらに、３ａは木材３に発生した亀裂、３ｂは木材への応力によりドリフトピン６が変形して木材を圧潰することで発生した空隙部、３ｃは部材間の間隙である。
【００１３】
さて、以上のように亀裂、空隙等による損傷が発生した木材の損傷部に接着剤を充填して補修をなすことになるが、この実施例では次のようになされており、これについて図２を中心に説明する。
イ：  まず、木材３の要補修箇所にメッシュ状シート２を巻きつけ、その上から柔軟性透明樹脂シート１を木材３の全周面に巻回して、端部は粘着テープ等で押さえシーリング空間を形成する。
ロ：  チャンバー４を柔軟性透明樹脂シート１に連結し、チャンバー４の開口する底部とシーリング空間を連結する。なお、このチャンバー４は木材３における接着剤の要充填部位すなわち亀裂３ａ、空隙３ｂより高い位置に設けられる。
ハ：  排気口を兼ねる接着剤注入口５から所要量の接着剤をチャンバー４に注入する。  この実施例で、接着剤は流動性のあるエポキシ系のものを使用している。
ニ：  チャンバー４にいったん貯留された接着剤は、木材３表面と柔軟性透明樹脂シート１との間でメッシュ状シート２の介在により形成されているシーリング空間内において流動拡散を始める。  このとき、柔軟性透明樹脂シート１を通して接着剤の挙動を観察しつつ、へラ等で接着剤を亀裂３ａ等の要充填箇所に誘導する。
ホ：  接着剤の流動拡散に併せて、接着剤注入口を兼ねる排気口に適宜の減圧手段（不図示）を接続してシーリング空間内の減圧を開始する。  亀裂３ａ等に達した接着剤により先端部分に滞留している空気は、減圧動作により接着剤と容易に置換され気泡となってチャンバー４内に吸引され、次いで、減圧手段を介して大気中に放散される。前記気泡はチャンバー４内の接着剤中を通過するので空気と接着剤の置換進行状況をチャンバー４の外部から観察把握する。  なお、減圧を接着剤が固化するまで実行することで、シーリング空間の下部側への接着剤の流下による柔軟性透明樹脂シート１の破損を防止できる。  また、シーリング空間の減圧は、空間内へ入り込む空気量より排気量が上まわれば十分であり、したがって、柔軟性透明樹脂シート１の気密性も大気の進入を全く遮断する程のものは必ずしも必要としないが、減圧度が高まるほど空気と接着剤の置換は完全になる。
へ：  この実施例では、接着剤の所要箇所への充填がなされた後、約１時間程度、排気を継続して、接着剤の粘度がかなり高まった状態で排気を停止し、柔軟性透明樹脂シート１の外回りを板材で支持した。  こうして、接着剤は２４時間後に固化し、これをさらに１週間養生させて補修を完了した。
【００１４】
接着剤の充填状況を確認するため前記補修済み木材を割裂して観察したところ亀裂、空隙等の要補修箇所において、先端細部まで接着剤が進入しているのが確認された。
【００１５】
【発明の効果】
本願発明は、以上説明したように、木材、コンクリート材等の各種資材における亀裂部位、空隙部位への接着剤の充填あたり、減圧雰囲気下でこれをなすようにしたので亀裂部位、空隙部位等の先端細部にあっても空気は接着剤と適正に置換されて、地震等の加力により損傷した各種資材の修復・強化が極めて容易になる。したがって、例えば、地震等で被災した構造体の応急的修復・補強に資するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】  シーリング空間を形成する柔軟性透明樹脂シート、形態保持性透明樹脂材によるチャンバー、スペーサーとしての網状体であるメッシュ状シート、補修対象木材の関連構成を示す断面図である。
【図２】    同上斜視図である。
【図３】    実施例における補修対象材（試験体）の形状と加力装置を示す平面図である。
【図１】
0004061343.tif 000002
【図２】
0004061343.tif 000003
【図３】
0004061343.tif 000004