(57)【要約】【課題】鉄筋コンクリート建築物等の、柱部材及び／又は梁部材を有するコンクリート構造物のせん断破壊を防ぐことのできる補強構造であって、施工性に優れ、維持管理の労力が少なく、コスト面でも有利である補強構造を提供する。【解決手段】本発明のコンクリート構造物の補強構造は、柱部材１及び／又は梁部材の表面の、せん断ひび割れａの発生が予想される領域Ａの少なくとも一部に、（Ａ）セメント、（Ｂ）ＢＥＴ比表面積が５〜２５ｍ２／ｇの微粒子、（Ｃ）ブレーン比表面積が３，５００〜１０，０００ｃｍ２／ｇの無機粉末、（Ｄ）最大粒径が２ｍｍ以下の細骨材、（Ｅ）減水剤、（Ｆ）繊維、及び（Ｇ）水を含む配合物の硬化体からなる板状部材を、接着剤層を介して固着させたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱部材及び／又は梁部材を有するコンクリート構造物の補強構造であって、上記の柱部材及び／又は梁部材の表面の少なくとも一部に、（Ａ）セメント、（Ｂ）ＢＥＴ比表面積が５〜２５ｍ２／ｇの微粒子、（Ｃ）ブレーン比表面積が３，５００〜１０，０００ｃｍ２／ｇの無機粉末、（Ｄ）最大粒径が２ｍｍ以下の細骨材、（Ｅ）減水剤、（Ｆ）繊維、及び（Ｇ）水を含む配合物の硬化体からなる板状部材が固着されていることを特徴とするコンクリート構造物の補強構造。
【請求項２】
上記板状部材は、せん断ひび割れの発生が予想される領域の少なくとも一部を覆うように配設されている請求項１に記載のコンクリート構造物の補強構造。
【請求項３】
上記板状部材は、鉛直方向に延びるように配設されている請求項１又は２に記載のコンクリート構造物の補強構造。
【請求項４】
上記板状部材は、上記の柱部材及び／又は梁部材の表面との間に、接着剤層を介在させて固着されている請求項１〜３のいずれか１項に記載のコンクリート構造物の補強構造。
【請求項５】
上記板状部材は、５〜３０ｍｍの厚さを有する請求項１〜４のいずれか１項に記載のコンクリート構造物の補強構造。
【請求項６】
前記の柱部材及び／又は梁部材の表面の中の一面に対して、長さが２００ｃｍ以内でかつ幅が１００ｃｍ以内（ただし、長さは、幅以上の寸法を有する。）の上記板状部材が、２個以上配設されている請求項１〜５のいずれか１項に記載のコンクリート構造物の補強構造。
【請求項７】
上記板状部材を有しない場合に比べて、支点間の中央に荷重を加えたときの破壊時のたわみ量が２倍以上である請求項１〜６のいずれか１項に記載のコンクリート構造物の補強構造。
【請求項８】
柱部材及び／又は梁部材を有するコンクリート構造物の補強方法であって、前記の柱部材及び／又は梁部材の鉛直方向に延びる表面の、せん断ひび割れの発生が予想される領域の少なくとも一部に、（Ａ）セメント、（Ｂ）ＢＥＴ比表面積が５〜２５ｍ２／ｇの微粒子、（Ｃ）ブレーン比表面積が３，５００〜１０，０００ｃｍ２／ｇの無機粉末、（Ｄ）最大粒径が２ｍｍ以下の細骨材、（Ｅ）減水剤、（Ｆ）繊維、及び（Ｇ）水を含む配合物の硬化体からなる、長さが５０〜２００ｃｍ、幅が１０〜１００ｃｍ、厚さが５〜２０ｍｍ（ただし、長さは、幅以上の寸法を有する。）の板状部材を、接着剤を用いて貼付することを特徴とするコンクリート構造物の補強方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柱部材と梁部材のいずれか一方または両方を有するコンクリート構造物の補強構造及び補強方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地震の発生時に建造物に対して深刻なダメージを与えうるせん断破壊を防ぐことなどを目的として、コンクリート構造物を補強することが行われている。
一般に、コンクリート構造物の補強方法として、鋼板接着工法、コンクリート増厚工法等が知られている。
鋼板接着工法とは、アンカー及び接着剤を用いて、コンクリート構造物に補強用の鋼板を固定する工法である。しかし、この工法は、鋼板の重量が大きく、施工性に劣ることに加えて、鋼板が腐食したときに塗装や鋼板の付け替え等が必要であり、維持管理の労力やコストが大きいという問題がある。
コンクリート増厚工法とは、鉄筋等からなる格子状の補強筋をコンクリート構造物に取り付けるか、または、該補強筋を取り付けずに、コンクリート構造物の表面に所定の厚さのコンクリートを打ち継ぐ工法である。しかし、この工法は、十分な補強効果を得るために相当の厚さのコンクリートを打ち継ぐ必要があり、現場で打設する作業に多大な労力を要するなどの問題がある。
よって、補強用の資材が軽量であり、しかも、現場での打設作業を要しない等の点で施工性に優れ、さらに、維持管理の労力が少なく、コスト面でも有利であるコンクリート構造物の補強工法が望まれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
コンクリート構造物の補強手段の一例として、少なくともセメント、ポゾラン質微粉末、粒径２ｍｍ以下の細骨材、減水剤、及び水を含む配合物の硬化体からなる床版用補強板が提案されている（特許文献１）。
特許文献１に記載の補強板は、高い強度（圧縮強度、曲げ強度等）を維持しながら、薄肉軽量化することができ、また、現場での打設作業を必要としないため、施工性に優れる。また、特許文献１に記載の補強板は、耐久性に優れるため、維持管理の労力も少ないという利点がある。
【特許文献１】特開２００１−２４８１１２号公報
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の補強板は、床版用であり、床板の下面に接着して用いられるものである。また、特許文献１に記載の補強板は、重交通により劣化した床版において、重交通によるひび割れや床版の落下等を防ぐことを目的としたものであり、地震や構造体の劣化等におけるせん断破壊に対しては、防止効果をさほど期待することができない。
そこで、本発明は、鉄筋コンクリート建築物等の、柱部材と梁部材のいずれか一方または両方（本明細書中、「柱部材及び／又は梁部材」ともいう。）を有するコンクリート構造物のせん断破壊を防ぐことのできる補強構造であって、施工性に優れ、維持管理の労力が少なく、コスト面でも有利である補強構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定の材料を含む配合物の硬化体からなる板状部材を、コンクリート構造物の特定の部位に固着させることによって、せん断破壊に対する大きな抵抗性を付与することができることを見出し、本発明を完成した。
【０００６】
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［８］を提供するものである。
［１］柱部材及び／又は梁部材を有するコンクリート構造物の補強構造であって、上記の柱部材及び／又は梁部材の表面の少なくとも一部に、（Ａ）セメント、（Ｂ）ＢＥＴ比表面積が５〜２５ｍ２／ｇの微粒子、（Ｃ）ブレーン比表面積が３，５００〜１０，０００ｃｍ２／ｇの無機粉末、（Ｄ）最大粒径が２ｍｍ以下の細骨材、（Ｅ）減水剤、（Ｆ）繊維、及び（Ｇ）水を含む配合物の硬化体からなる板状部材が固着されていることを特徴とするコンクリート構造物の補強構造。
［２］上記板状部材は、せん断ひび割れの発生が予想される領域の少なくとも一部を覆うように配設されている前記［１］に記載のコンクリート構造物の補強構造。
［３］上記板状部材は、鉛直方向に延びるように配設されている前記［１］又は［２］に記載のコンクリート構造物の補強構造。
［４］上記板状部材は、上記の柱部材及び／又は梁部材の表面との間に、接着剤層を介在させて固着されている前記［１］〜［３］のいずれかに記載のコンクリート構造物の補強構造。
［５］上記板状部材は、５〜３０ｍｍの厚さを有する前記［１］〜［４］のいずれかに記載のコンクリート構造物の補強構造。
［６］前記の柱部材及び／又は梁部材の表面の中の一面に対して、長さが２００ｃｍ以内でかつ幅が１００ｃｍ以内（ただし、長さは、幅以上の寸法を有する。）の上記板状部材が、２個以上配設されている前記［１］〜［５］のいずれかに記載のコンクリート構造物の補強構造。
［７］上記板状部材を有しない場合に比べて、支点間の中央に荷重を加えたときの破壊時のたわみ量が２倍以上である前記［１］〜［６］のいずれかに記載のコンクリート構造物の補強構造。
［８］柱部材及び／又は梁部材を有するコンクリート構造物の補強方法であって、前記の柱部材及び／又は梁部材の鉛直方向に延びる表面の、せん断ひび割れの発生が予想される領域の少なくとも一部に、（Ａ）セメント、（Ｂ）ＢＥＴ比表面積が５〜２５ｍ２／ｇの微粒子、（Ｃ）ブレーン比表面積が３，５００〜１０，０００ｃｍ２／ｇの無機粉末、（Ｄ）最大粒径が２ｍｍ以下の細骨材、（Ｅ）減水剤、（Ｆ）繊維、及び（Ｇ）水を含む配合物の硬化体からなる、長さが５０〜２００ｃｍ、幅が１０〜１００ｃｍ、厚さが５〜２０ｍｍ（ただし、長さは、幅以上の寸法を有する。）の板状部材を、接着剤を用いて貼付することを特徴とするコンクリート構造物の補強方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、特定の材料を含む配合物（超高強度繊維補強モルタル）の硬化体からなる板状部材を、コンクリート構造物の柱部材及び／又は梁部材の特定の部位に、接着剤等の固着手段を用いて固着させるという簡易な作業により、構造物の耐荷力不足や劣化等によるせん断ひび割れ（斜めひび割れ）に起因するせん断破壊を防止することができる。
本発明は、薄肉の軽量な部材（板状部材）を用いて実施することができ、かつ、現場での打設作業も必要としないため、施工性に優れる。
本発明によると、板状部材が、超高強度繊維補強モルタルの硬化体からなり、耐久性に優れているため、鋼板のように塗装や付け替えの必要がなく、維持管理の労力の軽減、及びコストの削減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
まず、本発明で用いる板状部材の材料について説明する。
本発明で用いる板状部材は、（Ａ）セメント、（Ｂ）ＢＥＴ比表面積が５〜２５ｍ２／ｇの微粒子、（Ｃ）ブレーン比表面積が３，５００〜１０，０００ｃｍ２／ｇの無機粉末、（Ｄ）最大粒径が２ｍｍ以下の細骨材、（Ｅ）減水剤、（Ｆ）繊維、及び（Ｇ）水、を含む配合物の硬化体からなる。
（Ａ）セメントの種類としては、特に限定されないが、例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントが挙げられる。
本発明において、硬化体の早期強度を向上させようとする場合には、早強ポルトランドセメントを使用することが好ましく、配合物の流動性（施工性）を向上させようとする場合には、中庸熱ポルトランドセメントや低熱ポルトランドセメントを使用することが好ましい。
【０００９】
（Ｂ）微粒子のＢＥＴ比表面積は、５〜２５ｍ２／ｇ、好ましくは７〜１５ｍ２／ｇである。ＢＥＴ比表面積が５ｍ２／ｇ未満であると、硬化体の強度、緻密性や耐衝撃性等が低下する。一方、ＢＥＴ比表面積が２５ｍ２／ｇを超えると、所定の流動性を得るための水量が多くなり、硬化体の強度、緻密性、耐衝撃性等が低下する。
本発明で用いられる（Ｂ）微粒子としては、シリカフューム、シリカダスト、フライアッシュ、スラグ、火山灰、シリカゾル、沈降シリカ、石灰石粉末等が挙げられる。一般に、シリカフュームやシリカダストは、そのＢＥＴ比表面積が５〜２５ｍ２／ｇであり、粉砕等をする必要がないので、好適に用いられる。また、被粉砕性や流動性等の観点から、石灰石粉末も好適に用いられる。
（Ｂ）微粒子の配合量は、（Ａ）セメント１００質量部に対して、好ましくは５〜５０質量部、より好ましくは１０〜４０質量部である。該配合量が５質量部未満であると、硬化体の強度、緻密性、耐衝撃性等が低下するため好ましくない。該配合量が５０質量部を超えると、所定の流動性を得るための水量が多くなり、硬化体の強度、緻密性、耐衝撃性等が低下するため好ましくない。また、該配合量が前記の数値範囲外では、柱部材及び／又は梁部材のせん断ひび割れの発生防止の効果の低下などを招くことがある。
【００１０】
（Ｃ）無機粉末のブレーン比表面積は、３，５００〜１０，０００ｃｍ２／ｇ、好ましくは４，０００〜９，０００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは５，０００〜９，０００ｃｍ２／ｇである。該値が３，５００ｃｍ２／ｇ未満であると、硬化体の強度、緻密性、耐衝撃性等が低下する。該値が１０，０００ｃｍ２／ｇを超えると、配合物の流動性の低下や、得られる硬化体の強度、緻密性、耐衝撃性等の低下や、柱部材及び／又は梁部材のせん断ひび割れの発生防止の効果の低下などを招くことがある。
本発明で用いられる（Ｃ）無機粉末としては、セメント以外の無機粒子、例えば、スラグ、石灰石粉末、長石類、ムライト類、アルミナ粉末、石英粉末、フライアッシュ、火山灰、シリカゾル、炭化物粉末、窒化物粉末等が挙げられる。中でも、スラグ、フライアッシュ、石灰石粉末、石英粉末は、コストの点や硬化体の品質安定性の点で好ましく用いられる。
（Ｃ）無機粉末の配合量は、セメント１００質量部に対して、好ましくは５〜５５質量部、より好ましくは１０〜５０質量部である。（Ｃ）無機粉末の配合量が、上記範囲外であると、配合物の流動性の低下や、硬化体の強度、緻密性、耐衝撃性等の低下や、柱部材及び／又は梁部材のせん断ひび割れの発生防止の効果の低下などを招くことがある。
【００１１】
（Ｄ）細骨材としては、川砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂、及びこれらの混合物が挙げられる。
（Ｄ）細骨材の最大粒径は、２ｍｍ以下、好ましくは１．５ｍｍ以下、より好ましくは１ｍｍ以下である。細骨材の最大粒径が２ｍｍを超えると、硬化体の強度が低下することがあり、また、硬化体を薄肉化（例えば厚さ５〜３０ｍｍ）することも困難となる。
【００１２】
（Ｄ）細骨材の配合量は、セメント１００質量部に対して、好ましくは５０〜２５０質量部、より好ましくは８０〜１８０質量部である。（Ｄ）細骨材の配合量が上記範囲外であると、硬化体の強度の低下や、収縮の増大や、柱部材及び／又は梁部材のせん断ひび割れの発生防止の効果の低下などを招くことがある。
【００１３】
（Ｅ）減水剤としては、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、メラミン系又はポリカルボン酸系の減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤を使用することができる。中でも、ポリカルボン酸系の高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤が好ましく用いられる。減水剤を配合することにより、配合物の流動性や、得られる硬化体の強度及び緻密性等を向上させることができる。
（Ｅ）減水剤の配合量は、セメント１００質量部に対して固形分換算で、好ましくは０．１〜４．０質量部、より好ましくは０．１〜１．０質量部である。該配合量が０．１質量部未満では、配合物の混練が困難となるうえ、流動性が極端に低くなるため成形が困難となる。該配合量が４．０質量部を超えると、配合物の材料分離や、得られる硬化体の強度及び緻密性の低下や、柱部材及び／又は梁部材のせん断ひび割れの発生防止の効果の低下などを招くことがある。
【００１４】
（Ｆ）繊維としては、金属繊維、有機質繊維、炭素繊維等が挙げられる。
金属繊維としては、鋼繊維、アモルファス繊維等が挙げられる。中でも鋼繊維は、高強度であり、低コストでしかも入手し易いなどの点で好ましく用いられる。
金属繊維は、直径が０．０１〜１．０ｍｍでかつ長さが２〜３０ｍｍであることが好ましい。該直径が０．０１ｍｍ未満であると、繊維自体の強度が不足し、張力を受けた際に破断しやすくなる。該直径が１．０ｍｍを超えると、同一配合量での本数が少なくなり、曲げ強度を向上させる効果が低下する。また、該長さが２ｍｍ未満では、曲げ強度を向上させる効果が低下する。該長さが３０ｍｍを超えると、混練の際にファイバーボールを生じやすくなる。
金属繊維の配合量は、セメント組成物の全体積中、好ましくは０．１〜４．０％、より好ましくは０．５〜３．０％、特に好ましくは０．７〜３．０％である。該配合量が０．１％未満では、硬化体の曲げ強度や破壊エネルギーが小さくなり、柱部材及び／又は梁部材のせん断ひび割れの発生を防止する効果が低下する。該配合量が４．０％を超えると、混練時の作業性等を確保するために多量の水が必要となるため、得られる硬化体の強度、破壊エネルギー等が小さくなり、また、柱部材及び／又は梁部材のせん断ひび割れの発生を防止する効果も低下する。
【００１５】
有機質繊維としては、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、アラミド繊維等が挙げられる。中でも、強度、コストや入手のし易さ等の観点から、ビニロン繊維が好ましい。
炭素繊維としては、ＰＡＮ系炭素繊維やピッチ系炭素繊維が挙げられる。
有機質繊維、炭素繊維は、直径が０．００５〜１．０ｍｍ、長さが２〜３０ｍｍであることが好ましい。該直径が０．００５ｍｍ未満では、繊維自身の耐力が不足し、張力を受けた際に破断し易くなる。該直径が１．０ｍｍを超えると、同一配合量での本数が少なくなり、破壊エネルギー等を向上させる効果が低下する。該長さが２ｍｍ未満では、マトリックスに対する付着力が低下して、破壊エネルギー等を向上させる効果が低下する。該直径が３０ｍｍを超えると、混練の際にファイバーボールが生じ易くなる。
有機質繊維又は炭素繊維の配合量は、セメント組成物の全体積中、好ましくは０．５〜１０％、より好ましくは１．０〜７．０％、特に好ましくは１．５〜５．０％である。該配合量が０．５％未満では、硬化体の破壊エネルギーが小さくなり、柱部材及び／又は梁部材のせん断ひび割れの発生を防止する効果が低下する。該配合量が１０％を超えると、混練時の作業性等を確保するために多量の水が必要となるため、得られる硬化体の強度、破壊エネルギー等が小さくなり、柱部材及び／又は梁部材のせん断ひび割れの発生を防止する効果が低下する。
【００１６】
（Ｇ）水としては、水道水等を用いることができる。
配合物における水／セメント比は、配合物の流動性や、硬化体の強度、耐久性、緻密性、耐衝撃性等の観点から、好ましくは１０〜３０質量％、より好ましくは１５〜２５質量％である。該比が１０質量％未満では、配合物の混練が困難であるうえ、流動性が極端に小さくなるので、成形が困難となる。該比が３０質量％を超えると、硬化体の強度や緻密性等が低下することがあり、柱部材及び／又は梁部材のせん断ひび割れの発生を防止する効果も低下する。
【００１７】
配合物は、繊維状粒子及び／又は薄片状粒子を含むことができる。繊維状粒子及び／又は薄片状粒子を用いることにより、硬化体の靭性を高めることができる。
繊維状粒子としては、ウォラストナイト、ボーキサイト、ムライト等が挙げられる。薄片状粒子としては、マイカフレーク、タルクフレーク、バーミキュライトフレーク、アルミナフレーク等が挙げられる。
繊維状粒子及び／又は薄片状粒子は、平均粒度が１ｍｍ以下であることが好ましい。このような粒度を有する粒子を用いることによって、硬化体の靭性を向上させることができる。平均粒度が１ｍｍを超えると、配合物の流動性や硬化体の強度等が低下するため好ましくない。なお、粒子の粒度とは、その最大寸法の大きさ（特に、繊維状粒子ではその長さ）である。
繊維状粒子及び／又は薄片状粒子の配合量（これら２種の粒子を併用する場合は、その合計量）は、セメント１００質量部に対して、好ましくは３５質量部以下、より好ましくは０．１〜２０質量部である。繊維状粒子及び／又は薄片状粒子の配合量を上記範囲内とすることにより、配合物の流動性や、硬化体の靭性等を高めることができる。
なお、繊維状粒子としては、硬化体の靭性を高める観点から、長さ／直径の比で表される針状度が３以上のものを用いることが好ましい。
【００１８】
本発明において、配合物の混練方法は、特に限定されるものではなく、通常の方法を用いることができる。また、混練に用いる装置も、特に限定されず、通常のコンクリートの混練に用いられるどのタイプのものでもよいが、例えば、オムニミキサ、パン型ミキサ、二軸練りミキサ、傾胴ミキサ等が用いられる。
配合物の成形・養生方法も、特に限定されるものではないが、硬化体（板状部材）の生産性、強度発現性等を考慮すると、一次養生及び二次養生を行う方法が好ましい。このような方法としては、例えば、以下のような方法が挙げられる。
まず、混練した配合物を所定の型枠を用いて成形し、一次養生を行う。ここで、成形方法としては、特に限定されるものではなく、流し込み成形等の慣用の成形方法を採用することができる。一次養生の方法としては、型枠に混練した配合物を収容した状態で、５〜４０℃で所定時間、例えば３〜４８時間静置する方法が挙げられる。一次養生終了後、脱型し、その後、二次養生を行い、硬化体（板状部材）を製造する。一次養生後の脱型時の硬化体の圧縮強度は、１０Ｎ／ｍｍ２以上であることが好ましい。圧縮強度が１０Ｎ／ｍｍ２未満であると、脱型が困難となる。二次養生の方法としては、７５〜９５℃で、１０〜４８時間蒸気養生する方法が挙げられる。
【００１９】
得られる硬化体は、好ましくは１２０Ｎ／ｍｍ２以上、より好ましくは１３０Ｎ／ｍｍ２以上、特に好ましくは１４０Ｎ／ｍｍ２以上の圧縮強度と、好ましくは２０Ｎ／ｍｍ２以上、より好ましくは２３Ｎ／ｍｍ２以上、特に好ましくは２５Ｎ／ｍｍ２以上の曲げ強度とを発現するものである。これにより、当該硬化体からなる板状部材は、柱部材や梁部材に対して十分な補強効果を発揮することができる。
また、本発明で用いる板状部材の厚さは、好ましくは５〜３０ｍｍ、より好ましくは５〜２０ｍｍ、特に好ましくは５〜１５ｍｍである。該厚さが５ｍｍ未満では、製造が困難になるとともに、板状部材に反り等の変形が生じることがある。また、この場合、柱部材や梁部材のせん断ひび割れの発生を防止する効果も低下する。該厚さが３０ｍｍを超えると、板状部材の重量が大きくなるために、柱部材や梁部材への貼り付け作業が困難となり、また、材料費が高くなるため好ましくない。
本発明で用いる板状部材の長さは、取付け時の作業性の観点から、好ましくは２００ｃｍ以内、より好ましくは１８０ｃｍ以内、特に好ましくは１５０ｃｍ以内である。
本発明で用いる板状部材の長さの下限値は、小さ過ぎると、板状部材を多数用いる必要が生じ、取付け作業が煩雑になることがあるので、好ましくは１５ｃｍ以上、より好ましくは２０ｃｍ以上である。
本発明で用いる板状部材の幅は、取付け時の作業性の観点から、好ましくは１００ｃｍ以内、より好ましくは９０ｃｍ以内、特に好ましくは８０ｃｍ以内である。
本発明で用いる板状部材の幅の下限値は、小さ過ぎると、板状部材を多数用いる必要が生じ、取付け作業が煩雑になることがあるので、好ましくは５ｃｍ以上、より好ましくは１０ｃｍ以上である。
板状部材の長さ及び幅の好ましい一例は、長さが５０〜１５０ｃｍで、かつ、幅が１０〜８０ｃｍである。
なお、本明細書において、長さは、幅以上の寸法を有するものとする。
【００２０】
次に、本発明のコンクリート構造物の補強構造について説明する。
本発明のコンクリート構造物の補強構造は、柱部材及び／又は梁部材を有するコンクリート構造物の補強構造であって、柱部材及び／又は梁部材の表面の少なくとも一部に、前記の配合物の硬化体からなる板状部材が固着されているものである。
「柱部材及び／又は梁部材を有するコンクリート構造物」の例としては、鉄筋コンクリート建築物、鉄筋コンクリート橋梁、プレストレストコンクリート橋梁等が挙げられる。
本発明で用いる板状部材は、せん断ひび割れの発生が予想される領域の少なくとも一部を覆うように配設されていることが望ましい。「せん断ひび割れの発生が予想される領域」とは、例えば、柱部材及び／又は梁部材の長さ方向の中央（中心点）に荷重が加わった場合、柱部材及び／又は梁部材の両端の支点（荷重が加わる面の側とは反対側の面に位置するもの）と、荷重が加わる点を結ぶ直線（以下、「ひび割れ仮想線」ともいう。）を含む領域である。この場合、ひび割れは、柱部材及び／又は梁部材の両端の支点を始点として、荷重が加わる点に向かって伸びる傾向がある。
本発明で用いる板状部材は、十分な補強効果を得る観点から、前記のひび割れ仮想線の１０％以上を覆うことが好ましく、１５％以上を覆うことがより好ましく、２０％以上を覆うことが特に好ましい。
【００２１】
本発明で用いる板状部材は、せん断ひび割れの発生を防止する観点から、好ましくは鉛直方向に延びるように配設される。つまり、板状部材は、好ましくは、柱部材及び／又は梁部材の鉛直面上に固着される。ただし、板状部材は、柱部材及び／又は梁部材の鉛直面上に固着することに加えて、補強効果をさらに高めるために、柱部材及び／又は梁部材の水平面上（上面及び／又は下面）に固着してもよい。
本発明で用いる板状部材は、柱部材及び／又は梁部材の表面との間に、接着剤層を介在させて固着されることが好ましい。この場合、板状部材の固着作業を、補強対象物であるコンクリート構造物を傷付けることなく、容易かつ迅速に行なうことができる。
接着剤層を形成するための接着剤としては、エポキシ樹脂系接着剤等の合成樹脂系接着剤が挙げられる。エポキシ樹脂系接着剤の市販品としては、コニシ社製の「Ｅ２５６」等が挙げられる。
本発明においては、接着剤とともに、アンカーを使用することもできる。
なお、板状部材を固着させる際に、コンクリート構造物の目荒らしを行うこともできる。
本発明の補強構造の好ましい実施形態は、板状部材を有しない場合に比べて、支点間の中央に荷重を加えたときの破断時のたわみ量が２倍以上のものである。
【００２２】
本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。図１は、柱部材におけるせん断ひび割れの発生を模式的に示す正面図であり、図２は、梁部材におけるせん断ひび割れの発生を模式的に示す正面図である。
本発明においては、板状部材を、コンクリート構造物の柱部材及び／又は梁部材のせん断ひび割れの発生が予想される領域の少なくとも一部に貼り付ける。
ここで、せん断ひび割れは、通常、支点と荷重点を略結ぶ線上を、支点から荷重点に向かって発生するものと考えられる（例えば、図１中の符号ａ、図２中の符号ｂを参照）。よって、図１及び図２において、柱部材及び／又は梁部材のせん断ひび割れの発生が予想される領域とは、支点と荷重点とを結ぶ直線を対角線とする略四角形の領域である。例えば、図１に示すような柱部材１（荷重２ａ、２ｂ、支点３ａ、３ｂ）の場合、せん断ひび割れは領域Ａに発生すると予想される。また、図２に示すような梁部材４（荷重２ａ、２ｂ、支点３ａ、３ｂ）の場合、せん断ひび割れは領域Ｂに発生すると予想される。
板状部材は、例えば、前記の領域中の中心部分、支点側の部分、荷重点側の部分のいずれを覆うように貼り付けてもよく、また、これら部分の複数を覆うように貼り付けてもよい。
板状部材の幅は、通常、柱部材及び／又は梁部材の軸方向と直交する方向の長さ（柱部材の場合にはその幅；図１中の符号ｌ、梁部材の場合にはその高さ；図２中の符号ｍを参照）と略同一となるように設定されるが、前記長さよりも短く設定することもできる。
【実施例】
【００２３】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
［１．材料の準備］
配合物の材料として、以下に示すものを使用した。
（Ａ）セメント：低熱ポルトランドセメント（太平洋セメント社製）
（Ｂ）微粉末：シリカフューム（ＢＥＴ比表面積１０ｍ２／ｇ）
（Ｃ）無機粉末：石英粉末（ブレーン比表面積７，０００ｃｍ２／ｇ）
（Ｄ）細骨材：珪砂５号（最大粒径０．６ｍｍ以下）
（Ｅ）減水剤：ポリカルボン酸系高性能減水剤
（Ｆ）金属繊維：鋼繊維（直径：０．２ｍｍ、長さ：１５ｍｍ）
（Ｇ）水：水道水
［２．配合物の調製、及び、硬化体の物性の測定］
低熱ポルトランドセメント１００質量部、シリカフューム３２質量部、石英粉末３５質量部、細骨材１０５質量部、減水剤０．８質量部（固形分換算）、水２２質量部、及び鋼繊維（鋼繊維の量は、セメント組成物の全体積の２％となるように定めた。）を、二軸練りミキサに投入し、混練して配合物を得た。得られた配合物のフロー値（０打ち）は２７０ｍｍであった。
なお、配合物のフロー値（０打ち）は、「ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１（セメントの物理試験方法）１１．フロー試験」に記載の方法において、１５回の落下運動を行わずに測定した値である。
次いで、上記配合物を用いて硬化体を製造し、圧縮強度及び曲げ強度測定用の試供体とした。
具体的には、上記配合物を、所定の型枠（圧縮強度測定用の型枠；φ５０×１００ｍｍ、曲げ強度測定用の型枠；４×４×１６ｃｍ）を用いて成形し、２０℃で２４時間静置（一次養生）した後脱型し、さらに９０℃で４８時間蒸気養生（二次養生）して、硬化体を得た。そして、得られた硬化体の圧縮強度及び曲げ強度を、各々、「ＪＩＳ  Ａ  １１０８（コンクリートの圧縮強度試験方法）」、「ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１（セメントの物理試験方法）」に準じて測定した。
その結果は、圧縮強度２１０Ｎ／ｍｍ２、曲げ強度４７Ｎ／ｍｍ２であった。
なお、結果は、硬化体３本に対する平均値である。
［３．梁部材の準備］
高さ２４０×幅１５０×長さ１５００ｍｍの鉄筋コンクリート製の梁部材を準備した。
【００２４】
［実施例１］
上記２．と同様の配合物を用いて、７×１５０×２４０ｍｍの型枠を用いて成形し、２０℃で２４時間静置（一次養生）した後脱型し、さらに９０℃で４８時間蒸気養生（二次養生）して、板状部材（４枚）を得た。
得られた板状部材（４枚）を、図３に示す梁部材（上記３．で準備したもの）中の（ａ−１）、（ａ−２）に示す位置（ただし、（ａ−１）は平面図、（ａ−２）は正面図である。）に、エポキシ樹脂系接着剤（コニシ社製の「Ｅ２５６」）を用いて接着した。梁部材の長さ方向の中心から左右に１００ｍｍの位置（図３（ａ−２））参照）に、荷重（せん断力）をかけた。この場合の、荷重−たわみ曲線を図４に、最大荷重を表１に示す。
なお、図３中、数値の単位はｍｍである。
［実施例２］
板状部材を１４×１５０×２４０ｍｍの型枠を用いて作製したこと以外は実施例１と同様にして行った。結果を図４、表１に示す。
【００２５】
［実施例３］
板状部材を７×３００×２４０ｍｍの型枠を用いて作製したことと、板状部材を図３の（ｂ−１）、（ｂ−２）に示す位置（ただし、（ｂ−１）は平面図、（ｂ−２）は正面図である。）に貼り付けたこと以外は、実施例１と同様にして行った。結果を図４、表１に示す。
［実施例４］
板状部材を１４×３００×２４０ｍｍの型枠を用いて作製したこと以外は実施例３と同様にして行った。結果を図４、表１に示す。
【００２６】
［実施例５］
板状部材として、７×３００×１００ｍｍの型枠を用いて作製した部材（４枚）と、７×２００×１００ｍｍを用いて作製した部材（４枚）を用いたことと、板状部材を図３の（ｃ−１）、（ｃ−２）に示す位置（ただし、（ｃ−１）は平面図、（ｃ−２）は正面図である。）に貼り付けたこと以外は、実施例１と同様にして行った。結果を図４、表１に示す。
［実施例６］
板状部材として、１４×３００×１００ｍｍの型枠を用いて作製した部材（４枚）と、１４×２００×１００ｍｍの型枠を用いて作製した部材（４枚）を用いたこと以外は実施例５と同様にして行った。結果を図４、表１に示す。
【００２７】
［比較例１］
梁部材に対し、板状部材を貼り付けずに、実施例１と同様に載荷試験を行った。結果を図４、表１に示す。
なお、表１中、実施例１〜６の最大荷重は、破壊に至らない状態で実験を終了した時点におけるものであり、破壊時の荷重を示すものではない。一方、比較例１の最大荷重は、破壊時の荷重を示す。
【００２８】
【表１】
2009197390.tif 000003
【００２９】
表１から、本発明の補強工法（実施例１〜６）によると、無補強の場合（比較例１）に比して、コンクリート構造物（梁部材）の最大荷重を向上させ得ることがわかる。また、図４から、無補強の場合（比較例１）にはたわみが５ｍｍに達したときに構造物が破壊しているのに対し、本発明の補強工法（実施例１〜６）では、たわみが１０ｍｍを超えても破壊せず、構造物のせん断破壊を防止できたことがわかる。
さらに、図４から、本発明の補強工法（実施例１〜６）では、無補強の場合に比べて、破壊に要するエネルギーが３倍以上であることがわかる。
なお、試験後の各梁部材を目視観察したところ、無補強の場合（比較例１）は、引張鉄筋の付着破壊が生じたが、本発明の補強工法（実施例１〜６）では、引張鉄筋の付着破壊は認められなかった。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】柱部材におけるせん断ひび割れの発生を模式的に示す正面図である。
【図２】梁部材におけるせん断ひび割れの発生を模式的に示す正面図である。
【図３】実施例における板状部材の取付位置を示す図である。
【図４】実施例及び比較例における荷重−たわみ曲線を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    柱部材
２ａ，２ｂ    荷重（せん断力）
３ａ，３ｂ    支点
４    梁部材
５    板状部材
ａ，ｂ    せん断ひび割れ
Ａ，Ｂ    せん断ひび割れの発生が予想される領域
ｌ    柱部材の幅
ｍ    梁部材の高さ
ｎ    梁部材の中心線
【図１】
2009197390.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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