(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩害により損傷を受けたコンクリート構造物または塩害による損傷を受けることが予測されるコンクリート構造物における塩害対策としての補強工法であって、
前記コンクリート構造物の外周面に柔軟性を有した緩衝材を配設し、該緩衝材の上面に炭素繊維やアラミド繊維等からなる補強繊維シートを接着することを特徴とする塩害対策補強工法。
【請求項２】
請求項１記載の塩害対策補強工法であって、
前記緩衝材として、柔軟性エポキシ樹脂を用いることを特徴とする塩害対策補強工法。
【請求項３】
請求項１または２記載の塩害対策補強工法であって、
前記補強繊維シートの表面に、耐候性を有した材料からなる耐候皮膜層が形成されていることを特徴とする塩害対策補強工法。
【請求項４】
請求項３記載の塩害対策補強工法であって、
前記耐候性を有した材料として、アクリルウレタン樹脂を用いることを特徴とする塩害対策補強工法。
【請求項５】
塩害により損傷を受けたコンクリート構造物または塩害による損傷を受けることが予測されるコンクリート構造物の補強構造であって、
前記コンクリート構造物の外周面に、炭素繊維やアラミド繊維等からなる補強繊維シートが接着され、
前記コンクリート構造物の外周面と、前記補強繊維シートとの間に、柔軟性を有した緩衝層を介在させることを特徴とする塩害対策補強構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塩害により損傷を受けたコンクリート構造物または塩害による損傷を受けることが予測されるコンクリート構造物に用いて好適な塩害対策補強工法および補強構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、桟橋等、海岸部や海中に構築されたコンクリート構造物においては、海水によって鉄筋が腐食する。また、海砂を使用したコンクリートによって形成された構造物においても、コンクリート中に含まれる塩化物イオンによって、鉄筋が腐食する。鉄筋が腐食すると、コンクリート部分のひび割れや剥離、断面欠損等が生じ、構造物の耐力低下を招くという問題が生じている。
【０００３】
このような塩害に対する補修工法としては、以下に示すようなものが現状で採用されている。
▲１▼塩化物イオンを含んだコンクリートをはつって除去し、鉄筋を補強した後、樹脂モルタル等で断面修復を行い、さらに、必要に応じて表面被覆を行う（断面修復工法）。
▲２▼コンクリート中の塩化物イオンを電気的に除去する（脱塩工法）。
▲３▼鉄筋に通電することにより腐食の進行を抑制する（電気防食工法）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の塩害に対する補強工法には、以下のような問題が存在する。
まず、前記▲１▼の断面修復工法においては、鉄筋の裏側に塩化物イオンを含んだコンクリートが存在する場合、その除去が困難である。このため、塩化物イオンの完全な除去を行うことができず、補修後に再劣化を招く原因となる。
また、▲２▼の脱塩工法、および▲３▼の電気防食工法では、鉄筋に断面欠損が生じている場合にはその補強が不可能であり、またいずれもコストが高い、という問題がある。
このように、従来の補強工法はいずれも十分に効果的であるとは言えないのが現状であった。
【０００５】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、十分な補強効果を有し、また低コストで実現することのできる塩害対策補強工法および補強構造を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、塩害により損傷を受けたコンクリート構造物または塩害による損傷を受けることが予測されるコンクリート構造物における塩害対策としての補強工法であって、前記コンクリート構造物の外周面に柔軟性を有した緩衝材を配設し、該緩衝材の上面に炭素繊維やアラミド繊維等からなる補強繊維シートを接着することを特徴としている。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の塩害対策補強工法であって、前記緩衝材として、柔軟性エポキシ樹脂を用いることを特徴としている。
【００１０】
これにより、コンクリート構造物の補強を図るとともに、コンクリート構造物の表面を被覆することができる。また、コンクリート構造物にひび割れが生じた場合に、その変位を例えば柔軟性エポキシ樹脂等の緩衝材で吸収することができる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１または２記載の塩害対策補強工法であって、前記補強繊維シートの表面に、耐候性を有した材料からなる耐候皮膜層が形成されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項３記載の塩害対策補強工法であって、前記耐候性を有した材料として、アクリルウレタン樹脂を用いることを特徴としている。
【００１３】
これにより、補強繊維シートの表面に耐候皮膜を形成することができる。
【００１４】
請求項５に係る発明は、塩害により損傷を受けたコンクリート構造物または塩害による損傷を受けることが予測されるコンクリート構造物の補強構造であって、前記コンクリート構造物の外周面に、炭素繊維やアラミド繊維等からなる補強繊維シートが接着され、前記コンクリート構造物の外周面と、前記補強繊維シートとの間に、柔軟性を有した緩衝層を介在させることを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る塩害対策補強工法および補強構造の実施の形態の一例を、図１および図２を参照して説明する。
【００１７】
図１に示すように、桟橋等、海岸部や海中に構築されたり、あるいは海砂を使用したコンクリートによって形成されたコンクリート構造物１を、塩害に対して補強（あるいは補修）するには、その表面に、補強繊維シート２を貼着する。このとき、補強繊維シート２とコンクリート構造物１との間には、柔軟性を有した緩衝層（緩衝材）３を介在させ、さらに補強繊維シート２の表面には耐候皮膜層４を形成する。
【００１８】
上記補強繊維シート２としては、補強繊維に樹脂を付着または含浸させて集束させたシートを用いるのが好適である。
ここで補強繊維としては、炭素繊維、ボロン繊維、シリコンカーバイド繊維、ガラス繊維、有機高強力繊維（アラミド繊維等）があげられ、これらの繊維は、ロービング、ロービングクロス、ストランドマット、ヤーン、ファブマットをはじめとする形態で取り扱われる。集束のための樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ビニルエステル樹脂、アリル樹脂等の熱硬化性樹脂が用いられ、場合によっては熱可塑性の樹脂を併用することもある。
また、補強繊維シート２用の接着剤としては、主要成分がエポキシ樹脂主剤および硬化剤からなると共に、さらに必須成分として特定量の非重合性の有機溶剤を含有するものを用い、この他任意成分としてエポキシ基含有反応性希釈材やカプリング材を配合することも可能である。
【００１９】
なお、上記補強繊維シート２は、柱や橋脚、梁等、棒状の部材に対してはその全周に巻き付ければよいし、また床や壁等、平板状の部材に対してはその表面に貼り付ければよく、このとき、補強繊維シート２は、その全面に接着剤を塗布して接着するのが好ましい。
【００２０】
前記緩衝層３としては、例えば柔軟性を有した柔軟性エポキシ樹脂等（例えばトーホーダイトＥＥ８０：東邦天然ガス株式会社製）が好適であり、この緩衝層３は、所定厚さ（例えば０．５ｍｍ程度）でコンクリート構造物１の表面に形成されている。この緩衝層３は、柔軟性を有しているために、コンクリート構造物１あるいはこれを構成する鉄筋にひび割れ等が発生してその外形寸法が変化したときに、その変位を吸収する。
【００２１】
耐候皮膜層４としては、耐候性を有した材料、例えばアクリルウレタン樹脂等を用いるのが好適であり、この材料を所定厚さ（例えば０．０６ｍｍ程度）に吹付あるいは塗布することによって、補強繊維シート２の表面を被覆するものである。この耐候皮膜層４によって、耐候性が確保され、日射等による補強繊維シート２の劣化が防止される。
【００２２】
上述した塩害対策補強工法および補強構造では、コンクリート構造物１の外周面に、補強繊維シート２を接着する構成とした。これにより、コンクリート構造物１の補強を図るとともに、コンクリート構造物１の表面被覆を形成することができる。したがって、コンクリート構造物１の表面をはつることなく補修および補強を確実に図ることが可能となり、しかも廃棄物等の発生を最小限に抑えることができる。また単に補強繊維シート２を貼り付けるだけであり、従来の脱塩工法や電気防食工法等、特殊な工法を用いる必要もなく、そのコストを低く抑えることが可能である。そして、例え鉄筋腐食が進行しても、補強繊維シート２によるコンクリート構造物１の補強効果によってその耐力が確保され、長期間にわたってその効果を発揮することができる。
【００２３】
また、コンクリート構造物１と補強繊維シート２との間に緩衝層３を介在させる構成としたので、コンクリート構造物１にひび割れが生じた場合に、その変位を緩衝層３で吸収することによって、その全面が接着された補強繊維シート２の特定部分、例えばひび割れの近傍や角部に応力が集中するのを防止することができる。したがって、補強繊維シート２の破断を防ぎ、その効果を維持することができる。
【００２４】
さらに、補強繊維シート２の表面に耐候性を有した耐候皮膜層４を形成する構成とした。これにより、補強繊維シート２の劣化を防ぎ、長期間にわたってその効果を発揮することができる。
【００２５】
ここで、上記緩衝層３の効果を確認するための比較検討を行ったので、図２にその結果を示す。ここでは、図１に示したように、表面に補強繊維シート２を貼り付けて緩衝層３を介在させたコンクリート構造物１にひび割れを生じさせた場合に、補強繊維シート２に作用する引張応力とひび割れからの距離との関係を検討した。
そして、緩衝層３として柔軟エポキシ（弾性係数Ｅ＝７ＭＰａ）を用いた場合（本実施の形態に相当）と、これに代えて硬質エポキシ（弾性係数Ｅ＝３０００ＭＰａ）を用いた場合とで比較を行った。
その結果、図２（ａ）に示したように、硬質エポキシを用いた場合（図中点線）には、ひび割れの近傍部分において補強繊維シート２に大きな引張応力が集中し、またひび割れが０．４ｍｍに至った時点で補強繊維シート２が破断している。これに対して、柔軟性エポキシを用いた場合（本実施の形態に相当；図中実線）には、ひび割れの近傍部分においてのみ補強繊維シート２に大きな引張応力が集中することもなく、またひび割れが２．１ｍｍに至るまで補強繊維シート２は破断していない。
このように、緩衝層３によって、補強繊維シート２の特定部分に応力が集中するのを防ぐことができ、その結果補強繊維シート２の破断変位も向上していることがわかる。
なお、図２（ｂ）は、上記検討において、硬質エポキシを用いて補強繊維シート２が破断に至った時点、つまりコンクリート構造物１のひび割れが０．４ｍｍであるときの補強繊維シート２に作用する引張応力を比較するものである。この図からわかるように、柔軟エポキシを用いた場合（本実施の形態に相当；図中実線））では、緩衝層３の変位吸収作用によって、補強繊維シート２に作用する引張応力が、硬質エポキシを用いた場合（図中点線）に比較して大幅に小さいことがわかる。
【００２６】
なお、上記実施の形態において、補強の対象となるコンクリート構造物１は、海岸部あるいは海水中に構築される構造物や、海砂を用いたコンクリートによって形成された構造物等であればいかなるものであっても良く、その形態を問うものではない。
また、そのコンクリート構造物１は鉄筋コンクリート造に限らず、鉄骨鉄筋コンクリート造等であっても良い。
さらに、上記緩衝層３や耐候皮膜層４に用いる材料は、所要の機能を果たすことができるのであれば、上記にあげたもの以外の材料を用いても良い。これは補強繊維シート２についても同様である。また、特に耐候皮膜層４は、不要であれば省略することも可能である。
【００２７】
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない範囲内であれば、いかなる構成を採用しても良く、また上記したような構成を適宜選択的に組み合わせたものとしても良いのは言うまでもない。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る塩害対策補強工法によれば、コンクリート構造物の外周面に、炭素繊維やアラミド繊維等からなる補強繊維シートを接着するようにした。これにより、コンクリート構造物の補強を図るとともに、コンクリート構造物の表面被覆を形成することができる。したがって、コンクリート構造物の表面をはつることなく補修および補強を図ることが可能であり、廃棄物等の発生を最小限に抑えることができ、また単に補強繊維シートを貼り付けるだけであるので、そのコストも低く抑えることが可能である。そして、例え鉄筋腐食が進行しても補強繊維シートによるコンクリート構造物の補強効果によって耐力が確保され、長期間にわたってその効果を発揮することができる。
【００２９】
また、請求項１，２に係る塩害対策補強工法によれば、コンクリート構造物の表面に柔軟性を有した例えば柔軟性エポキシ樹脂等の緩衝材を配設し、その上面に補強繊維シートを接着する構成とした。
これにより、コンクリート構造物と補強繊維シートとの間に緩衝材が介在することになり、コンクリート構造物にひび割れが生じた場合に、その変位を緩衝材で吸収することによって、補強繊維シートの特定部分、例えばひび割れの近傍や角部に応力が集中するのを防止することができる。したがって、補強繊維シートの破断を防ぎ、その効果を維持することができる。
【００３０】
請求項３，４に係る塩害対策補強工法によれば、補強繊維シートの表面に、例えばアクリルウレタン樹脂等の耐候性を有した材料からなる耐候皮膜層を形成する構成とした。これにより、補強繊維シートの劣化を防ぎ、長期間にわたってその効果を発揮することができる。
【００３１】
請求項５に係る塩害対策補強構造によれば、コンクリート構造物の外周面に、炭素繊維やアラミド繊維等からなる補強繊維シートが接着された構成となっている。これにより、コンクリート構造物の補強を図るとともに、コンクリート構造物の表面被覆を形成することができ、コンクリート構造物を有効に補強することができる。
【００３２】
また、請求項５に係る塩害対策補強構造によれば、コンクリート構造物の外周面と、補強繊維シートとの間に、柔軟性を有した緩衝層を介在させる構成となっている。これにより、補強繊維シートの破断を防ぎ、その補強効果を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る塩害対策補強工法および補強構造を適用したコンクリート構造物の一部を示す断面図である。
【図２】  前記補強構造における緩衝層の効果を確認するために行った検討結果を示す図である。
【符号の説明】
１  コンクリート構造物
２  補強繊維シート
３  緩衝層（緩衝材）
４  耐候皮膜層
【図１】
0003826336.tif 000002
【図２】
0003826336.tif 000003