(57)【要約】【課題】  本発明は、コンクリート構造物の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、長尺状の非晶状態の熱可塑性ポリエステル系樹脂シートを２〜９倍の延伸倍率で引抜延伸してなる延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートをコンクリート構造物に熱硬化性樹脂を介して巻回してなり、延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートは、引張強度、引張弾性率及び耐熱性に優れているので、コンクリート構造物は長期間に亘って安定的に補強される。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
非晶状態の熱可塑性ポリエステル系樹脂シートを２〜９倍の延伸倍率で引抜延伸してなる延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートをコンクリート構造物に熱硬化性樹脂を介して巻回してな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】
延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートは、熱可塑性ポリエステル系樹脂シートのガラス転移温度よりも２０℃低い温度以上で且つ上記熱可塑性ポリエステル系樹脂シートのガラス転移温度未満に維持された一対のロール間に上記熱可塑性ポリエステル系樹脂シートを供給して引抜延伸して得られたものであることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート構造物の補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート構造物の補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、既設のコンクリート構造物について耐震性を向上させるための補強が要望されている。例えば、特許文献１のように、コンクリート構造物からなる柱、梁などに炭素繊維シートを貼着する方法が提案されている。この方法は、補強対象となる柱などに炭素繊維シートを巻きつけた後、樹脂などで固化させて柱と一体化させ、柱の強度を炭素繊維によって向上させるものである。
【０００３】
しかしながら、炭素繊維自体が黒色で不透明であることから、炭素繊維シートとコンクリート構造物の間に空気が混在していても確認することができず、空気が混在した部分が欠陥点となり、炭素繊維シートの接着強度が低減し、コンクリート構造物の補強が不充分となる可能性があった。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２０３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、コンクリート構造物の補強構造を提供する。より詳しくは、延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートとコンクリート構造物との接着状況が容易に確認できるコンクリート構造物の補強構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のコンクリート構造物の補強構造は、非晶状態の熱可塑性ポリエステル系樹脂シートを２〜９倍の延伸倍率で引抜延伸してなる延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートをコンクリート構造物に熱硬化性樹脂を介して巻回してなることを特徴とする。
【０００７】
本発明のコンクリート構造物の補強構造では、非晶状態の熱可塑性ポリエステル系樹脂シートを２〜９倍の延伸倍率で引抜延伸してなる延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートが用いられる。
【０００８】
上記熱可塑性ポリエステル系樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリグリコール酸、ポリ（Ｌ−乳酸）、ポリ（３−ヒドロキシブチレート）、ポリ（３−ヒドロキシブチレート／ヒドロキシバリレート）、ポリ（ε−カプロラクトン）、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペート、ポリブチレンサクシネート／乳酸、ポリブチレンサクシネート／カーボネート、ポリブチレンサクシネート／テレフタレート、ポリブチレンアジペート／テレフタレート、ポリテトラメチレンアジペート／テレフタレート、ポリブチレンサクシネート／アジペート／テレフタレートなどが挙げられ、耐熱性の優れたポリエチレンテレフタレートが好ましい。
【０００９】
上記熱可塑性ポリエステル系樹脂の極限粘度は、低すぎると、シート作成時にドローダウンを起こしやすく、高すぎると、延伸しても機械的強度（特に弾性率）が上昇しないので、０．６〜１．０が好ましい。なお、熱可塑性ポリエステル系樹脂シートの極限粘度は、ＪＩＳ  Ｋ７３６７−１に準拠して測定されたものをいう。
【００１０】
原反となる熱可塑性ポリエステル系樹脂シートの厚みは特に限定されないが、０．５〜４ｍｍが好ましい。熱可塑性ポリエステル系樹脂シートの厚みが０．５ｍｍ未満では、延伸後のシート厚みが薄くなりすぎ、取扱いに際しての強度が十分な大きさとならないことがあり、４ｍｍを超えると延伸が困難となることがあるからである。
【００１１】
原反としては長尺状の非晶状態の熱可塑性ポリエステル系樹脂シートが好ましい。熱可塑性ポリエステル系樹脂シートは非晶状態であればよく、その結晶化度は特に限定されるものではないが、示差走査熱量計で測定した結晶化度が１０％未満であることが好ましく、５％未満がより好ましい。非晶状態の熱可塑性ポリエステル系樹脂シートの結晶化度は、密度法により測定されたものをいう。
【００１２】
熱可塑性ポリエステル系樹脂シートを、好ましくは、この熱可塑性ポリエステル系樹脂シートを構成している熱可塑性ポリエステル系樹脂シートのガラス転移温度以上に予熱した上で、一対のロール間を通して引抜いて引抜延伸する。なお、熱可塑性ポリエステル系樹脂シートのガラス転移温度は、ＪＩＳ  Ｋ７１２１−１９８７に準拠して測定されたものをいう。
【００１３】
ロールの温度を熱可塑性ポリエステル系樹脂シートの予熱温度より低くすることで延伸すると同時に冷却し、引抜きの際の摩擦熱などにより樹脂温度が上昇して分子配向が緩和することを防止することができ、得られる延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートの弾性率が上昇する。
【００１４】
上記引抜延伸する際の一対のロールの温度は、低温すぎると、延伸に必要な柔軟性を得ることができず、延伸時に熱可塑性ポリエステル系樹脂シート中にボイドが発生して強度が低下し、高温すぎると、分子配向が緩和して高弾性のシートを得ることができないので、（熱可塑性ポリエステル系樹脂のガラス転移温度−２０）℃以上で且つ熱可塑性ポリエステル系樹脂のガラス転移温度未満が好ましく、（熱可塑性ポリエステル系樹脂のガラス転移温度−１０）℃以上で且つ熱可塑性ポリエステル系樹脂のガラス転移温度未満がより好ましい。
【００１５】
又、熱可塑性ポリエステル系樹脂シートを引き抜く際に、一対のロールをこれらの対向面が共に引抜方向となるように回転させることで引抜の際の抵抗を低減して延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートの波うちの発生を抑えることができる。
【００１６】
上記一対のロールの回転速度が熱可塑性ポリエステル系樹脂シートの送り速度以下では引き抜きによる抵抗が大きいため熱可塑性ポリエステル系樹脂シートの進入角の変動が発生する現象が発生しやすく、逆に一対のロールの回転速度が熱可塑性ポリエステル系樹脂シートの送り速度の１．５倍以上大きいとネックイン量が急激に増大する。
【００１７】
従って、一対のロールの回転速度は、熱可塑性ポリエステル系樹脂シートの送り速度より大きく且つ熱可塑性ポリエステル系樹脂シートの送り速度の１．５倍より小さい速度が好ましい。
【００１８】
なお、本発明において、熱可塑性ポリエステル系樹脂シートの送り速度とは、ロールを回転することなく引抜延伸した際の、熱可塑性ポリエステル系樹脂シートがロール間に入る直前の速度をいう。又、引抜かれた熱可塑性ポリエステル系樹脂シートが一対のロールから排出される際の排出速度を「引抜速度」という。
【００１９】
上記引抜延伸の延伸倍率は、低いと、引張強度、引張弾性率に優れた延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートが得られず、コンクリート構造物の補強が不充分となり、高くなると、延伸時に熱可塑性ポリエステル系樹脂シートの破断が生じやすくなるので、２〜９倍に限定され、４〜８倍が好ましい。なお、引抜延伸の延伸倍率は、延伸後のシートの長さを延伸前のシートの長さで除したものをいう。
【００２０】
引抜延伸された延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートを、引張強度、引張弾性率、耐熱性などの物性を向上させるために、一対のロールの温度よりも高い温度で熱可塑性ポリエステル系樹脂シートを一軸延伸してもよい。
【００２１】
引抜延伸された延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートのポリエステル系樹脂は、延伸の阻害要因となる熱による等方的な結晶化及び配向が抑えられた状態で分子鎖は高度に配向しているので強度及び弾性率が優れているが結晶化度は低いので、加熱されると配向は容易に緩和されて弾性率が低下してしまうという欠点を有している。
【００２２】
そこで、引抜延伸された延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートを、一対のロールの温度より高い温度で一軸延伸することにより配向が緩和されることなく結晶化度が上昇し、加熱されても配向が容易に緩和されない耐熱性の優れた延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートを得ることができる。
【００２３】
上記一軸延伸する方法としてはロール延伸法が好適に用いられる。なお、ロール延伸法とは、一対のロールを対峙させてなるロール対を二組用意し、この二組のロール対を所定間隔を存して配設し、二組のロール対間に延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートを配設すると共に、各ロール対間に熱可塑性ポリエステル系樹脂シートを挟持させ、一方のロール対の回転速度と、他方のロール対の回転速度とを相違させ、且つ、二組のロール対間において一対のロールの対向面における回転方向を互いに反対方向とすることによって、加熱状態の延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートに引張力を加えて延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートを引っ張る方法であり一軸方向のみに強く分子配向させることができる。なお、ロール対間の速度比が延伸倍率となる。
【００２４】
延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートを一軸延伸する際の温度は、引抜延伸する際の一対のロールの温度より高い温度であればよいが、高すぎると、引抜延伸された延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートが溶融して切断されるので、非晶状態の熱可塑性ポリエステル系樹脂シートを構成している熱可塑性ポリエステル系樹脂を昇温速度１０℃／分の条件で示差走査熱量分析によって測定して得られる示差操作熱量曲線において、熱可塑性ポリエステル系樹脂の結晶化ピークの立ち上がり温度以上で且つ融解ピークの立ち上がり温度以下が好ましい。
【００２５】
なお、ポリエチレンテレフタレートの結晶化ピークの立ち上がり温度は約１２０℃であり、融解ピークの立ち上がり温度は約２３０℃である。従って、ポリエチレンテレフタレートシートを一軸延伸する際は約１２０〜約２３０℃で一軸延伸するのが好ましい。
【００２６】
延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートの一軸延伸の延伸倍率は、特に限定されるものではないが、低いと、引張強度、引張弾性率に優れた延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートが得られず、コンクリート構造物の補強が不充分となり、高いと、延伸時に延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートの破断が生じやすくなるので、１．１〜３倍が好ましく、１．２〜２倍がより好ましい。そして、引抜延伸の延伸倍率と一軸延伸の延伸倍率の合計は、同様の理由で、２．５〜１０倍が好ましい。
【００２７】
更に、一軸延伸された延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートは、その耐熱性を向上させるために熱固定されるのが好ましい。
【００２８】
一軸延伸された熱可塑性ポリエステル系樹脂シートの熱固定温度は、一軸延伸温度より低いと、熱可塑性ポリエステル系樹脂の結晶化が進まないので耐熱性が向上せず、熱可塑性ポリエステル系樹脂を昇温速度１０℃／分の条件で示差走査熱量分析によって測定して得られる示差操作熱量曲線における融解ピークの立ち上がり温度より高くなると、熱可塑性ポリエステル系樹脂が溶解して延伸（配向）が消滅し、延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートの引張弾性率、引張強度などが低下するので、一軸延伸温度以上で且つ熱可塑性ポリエステル系樹脂を昇温速度１０℃／分の条件で示差走査熱量分析によって測定して得られた示差操作熱量曲線における融解ピークの立ち上がり温度以下が好ましい。
【００２９】
又、一軸延伸された延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートを熱固定する際に、延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートに負荷がかかっていると延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートが延伸され、延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートがフリーの状態では延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートに収縮が生じるので、延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートに負荷はかかっていないが熱により収縮しないように固定した状態で行うことが好ましく、延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートに圧力もかかっていないことが好ましい。例えば、延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートの両端をピンチロールなどで負荷がかからないように保持した状態で、延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートの熱固定を行なうのが好ましい。なお、延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートの加熱は、熱風、ヒーター等で行うのが好ましい。
【００３０】
延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートを熱固定する時間は、特に限定されず、延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートの厚さや熱固定温度により異なるが、１０秒〜５分が好ましい。
【００３１】
このようにして得られた延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートをコンクリート構造物に熱硬化性樹脂を介して巻回する。コンクリート構造物としては、特に限定されず、例えば、柱、梁、蓋、パネルなどが挙げられる。
【００３２】
上記熱硬化性樹脂としては、コンクリート構造物と延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートとを一体化させることができれば、特に限定されず、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂などが挙げられ、エポキシ樹脂が好ましい。
【００３３】
コンクリート構造物に延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートを熱硬化性樹脂を介して巻回する方法としては、特に限定されず、コンクリート構造物の表面に熱硬化性樹脂を塗布した上で、コンクリート構造物の表面に延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートを巻回し、しかる後、熱硬化性樹脂を硬化させて延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートをコンクリート構造物の表面に一体化させる方法、延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートの一面に熱硬化性樹脂を塗布し、熱硬化性樹脂がコンクリート構造物側となるように延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートをコンクリート構造物の表面に巻回し、しかる後、熱硬化性樹脂を硬化させて延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートをコンクリート構造物の表面に一体化させる方法などが挙げられる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明のコンクリート構造物の補強構造は、長尺状の非晶状態の熱可塑性ポリエステル系樹脂シートを２〜９倍の延伸倍率で引抜延伸してなる延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートをコンクリート構造物に熱硬化性樹脂を介して巻回してなり、延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートは、引張強度、引張弾性率及び耐熱性に優れているので、コンクリート構造物は長期間に亘って安定的に補強される。
【００３５】
又、延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートは透明であるため、延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートとコンクリート構造物の間に空気が進入しないように目視確認しながら延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートをコンクリート構造物に巻回させて、延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートをコンクリート構造物の表面に浮きを生じることなく巻回することができ、強固に補強されたコンクリート構造物を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
次に本発明の実施例を説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００３７】
（実施例１）
厚さ１ｍｍの長尺状のポリエチレンテレフタレートシート（帝人化成社製  商品名「Ａ−ＰＥＴシートＦＲ」、極限粘度０．７、結晶化度４％）を用意した。なお、ポリエチレンテレフタレートシートを構成しているポリエチレンテレフタレートのガラス転移温度は７２℃であった。ポリエチレンテレフタレートシートを構成しているポリエチレンテレフタレートを昇温速度１０℃／分の条件で示差走査熱量分析によって測定して得られた示差走査熱量曲線において、ポリエチレンテレフタレートの結晶化ピークの立ち上がり温度は１１８℃で、融解ピークの立ち上がり温度は２３０℃であった。
【００３８】
得られたポリエチレンテレフタレートシートを７５℃に予熱した上で延伸装置（協和エンジニアリング社製）に供給し、７０℃に加熱された一対のロール間にポリエチレンテレフタレートシートを供給して引き抜いて延伸倍率５倍に引抜延伸して延伸ポリエチレンテレフタレートシートを得た。
【００３９】
なお、一対のロールの対向面間の間隔Ｌは０．２ｍｍ、ポリエチレンテレフタレートシート原反の送り速度は０．４ｍ／分、延伸ポリエチレンテレフタレートシートの引抜速度は２．０ｍ／分であった。
【００４０】
次に、延伸ポリエチレンテレフタレートシートをその表面が１８０℃となるように加熱した後、延伸ポリエチレンテレフタレートシートをロール延伸法によって延伸倍率１．２５倍に一軸延伸した。なお、出口速度を２．５ｍ／分とした。
【００４１】
そして、延伸ポリエチレンテレフタレートシートの一面に空気中にて３０Ｗ・分／ｍ2の条件でコロナ放電処理を施した。
【００４２】
次に、一辺が３００ｍｍの平面正方形状で且つ厚みが６０ｍｍのコンクリート板を用意し、このコンクリート板の表面全面に常温硬化型エポキシ樹脂系接着剤を塗布した。しかる後、延伸ポリエチレンテレフタレートシートをそのコロナ放電処理面がコンクリート板側となるようにしてコンクリート板の表面に一周だけ巻回させた後、常温にて４８時間に亘って放置してエポキシ樹脂系接着剤を硬化させて、コンクリート板の表面に延伸ポリエチレンテレフタレートシートを固着させた。
【００４３】
（比較例１）
実施例１で用意したコンクリート板を延伸ポリエチレンテレフタレートシートで補強することなくそのまま用いた。
【００４４】
実施例１で得られた延伸ポリエチレンテレフタレートシートで補強されたコンクリート板と、比較例１のコンクリート板とについて、ＪＩＳ  Ａ５３７１に準拠して支点間距離２４０ｍｍにて３点曲げ試験を行い、破壊強度を測定したところ、実施例１は１２ＭＰａ、比較例１は７ＭＰａであった。