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JP2010024620A - Bonded structure of carbon fiber anchor and its forming method - Google Patents

Bonded structure of carbon fiber anchor and its forming method Download PDF

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JP2010024620A
JP2010024620A JP2008183571A JP2008183571A JP2010024620A JP 2010024620 A JP2010024620 A JP 2010024620A JP 2008183571 A JP2008183571 A JP 2008183571A JP 2008183571 A JP2008183571 A JP 2008183571A JP 2010024620 A JP2010024620 A JP 2010024620A
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JP
Japan
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carbon fiber
anchor
tape
cage
resin
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Pending
Application number
JP2008183571A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Eisuke Wadahara
英輔 和田原
Fujio Kondo
富士夫 近藤
Toshihiro Hayakawa
敏弘 早川
Kenji Suzukawa
研二 鈴川
Hideo Tsukagoshi
英夫 塚越
Junichi Iketani
純一 池谷
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Shimizu Construction Co Ltd
Toray Industries Inc
Shimizu Corp
Original Assignee
Shimizu Construction Co Ltd
Toray Industries Inc
Shimizu Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】炭素繊維糸条を簾状になるように集束させることによりテープの形態安定に優れるだけでなく、柔軟性、取扱性および賦形性にも優れる簾状炭素繊維テープを用いて構成した炭素繊維アンカーにおいて、高い力学特性(特に接着強度)を得ることができる、炭素繊維アンカーの接着構造を提供する。
【解決手段】炭素繊維アンカーを、被着体であるコンクリート構造物もしくはコンクリート構造物に貼り付けられた炭素繊維シートに接着させた接着構造において、炭素繊維アンカーが、炭素繊維束を一方向に並行して配列した簾状炭素繊維テープを樹脂で含浸して、扇形状に賦形した扇部と棒状に集束した埋込部とを形成したものであり、炭素繊維アンカーと被着体とが前記樹脂により接着されて接着層を形成しており、接着層の平均厚が0〜3mmの範囲内、最大厚が0〜6mmの範囲内とされている。
【選択図】図5
An object of the present invention is to use a cage-like carbon fiber tape that not only excels in tape shape stability by bundling carbon fiber yarns into a cage shape, but also has excellent flexibility, handleability and formability. Provided is a carbon fiber anchor adhesion structure capable of obtaining high mechanical properties (particularly adhesive strength) in the carbon fiber anchor.
In an adhesive structure in which a carbon fiber anchor is bonded to a concrete structure which is an adherend or a carbon fiber sheet attached to a concrete structure, the carbon fiber anchor has a carbon fiber bundle parallel in one direction. The cage-like carbon fiber tapes arranged in the above are impregnated with a resin to form fan-shaped fan portions and rod-shaped embedded portions, and the carbon fiber anchor and the adherend are The adhesive layer is formed by bonding with a resin, and the average thickness of the adhesive layer is in the range of 0 to 3 mm, and the maximum thickness is in the range of 0 to 6 mm.
[Selection] Figure 5

Description

本発明は、コンクリート構造物や、炭素繊維シートが貼り付けられたコンクリート構造物等の被着体に接着して被着体を補修補強する炭素繊維アンカーの接着構造およびその形成方法に関するものである。   The present invention relates to an adhesion structure of a carbon fiber anchor for repairing and reinforcing an adherend by adhering to an adherend such as a concrete structure or a concrete structure to which a carbon fiber sheet is attached, and a method for forming the same. .

橋脚、煙突、建築物などのコンクリート構造物は、長年の使用により耐震基準の見直しなどによって、補修補強の措置が必要となってきている。このようなコンクリート構造物を補修補強する代表的な工法として、繊維シート工法が用いられている。この繊維シート工法は、現場で繊維シートに樹脂を含浸・固化して接着させ、繊維強化プラスチック(以下、「FRP」と略称することもある。)とした複合材料で補修補強する工法である。繊維シートでコンクリート構造物を補修補強するに当たっては、FRPのマトリックス樹脂となる樹脂(例えば、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂およびアクリル系樹脂など)などを繊維シートに塗布し、その樹脂を塗布した繊維シートを積層し、ローラなどで樹脂の分布が均一になるように樹脂を繊維シートに含浸させ複合材料とする。また、モルタル、コンクリートおよびアスファルトなどのマトリックスを繊維シートに含浸し固化させた複合材料が用いられる場合もある。   For concrete structures such as piers, chimneys, and buildings, measures for repair and reinforcement have become necessary due to the review of seismic standards after many years of use. As a typical method for repairing and reinforcing such a concrete structure, a fiber sheet method is used. This fiber sheet construction method is a construction method in which a fiber sheet is impregnated and solidified and bonded on site to be repaired and reinforced with a composite material made of fiber reinforced plastic (hereinafter also abbreviated as “FRP”). When repairing and reinforcing a concrete structure with a fiber sheet, a resin (for example, an epoxy resin, a urethane resin, an acrylic resin, or the like) serving as a matrix resin for FRP is applied to the fiber sheet, and the fiber is coated with the resin. Sheets are laminated, and a fiber sheet is impregnated with a roller or the like so that the resin distribution is uniform, thereby forming a composite material. In some cases, a composite material in which a fiber sheet is impregnated with a matrix such as mortar, concrete, and asphalt and solidified is used.

これら工法に用いられる繊維シートとしては、例えば、織物、編物およびメッシュ状布帛などが挙げられる(例えば、特許文献1〜9)。中でも、シートとして面状に用いられる場合ではなく、集束して棒状または扇状にして炭素繊維アンカーとして用いられる場合には(例えば、特許文献10、11)、編物が好適に使用される。例えば、特許文献12〜15には、たて方向に編成された経編地に、所定間隔にて複数本の強化繊維糸条を経挿入した経編テープの提案がある。何れも、形態安定性、賦形性、マトリックス樹脂含浸性、補強効果のそれぞれを鑑みて、種々の態様が提案されている。   Examples of the fiber sheet used in these methods include woven fabrics, knitted fabrics, and mesh fabrics (for example, Patent Documents 1 to 9). Among them, a knitted fabric is preferably used when the sheet is used as a carbon fiber anchor by converging and forming a rod shape or a fan shape (for example, Patent Documents 10 and 11) instead of using the sheet as a sheet. For example, Patent Documents 12 to 15 propose a warp knitting tape in which a plurality of reinforcing fiber yarns are warped and inserted at predetermined intervals into a warp knitted fabric knitted in the vertical direction. In any case, various aspects have been proposed in view of each of form stability, formability, matrix resin impregnation, and reinforcing effect.

一方、施工現場においては、補修補強を要する構造体(被着体)によって、その使用長、使用形態も様々であり、施工者は状況に応じた繊維テープ(長さ、幅、形状、など)を、その場で、その都度、裁断・賦形して炭素繊維アンカーを作製しなければない。そのため、繊維テープの取扱性が、作業性(時間、工数)だけでなく施工性にも大きく影響を及ぼし、本来の目的である補強効果(特に炭素繊維アンカーと被着体との接着強度)を著しく低下させる場合がある。   On the other hand, at construction sites, the length and form of use vary depending on the structure (adhered body) that requires repair and reinforcement, and the contractor can use fiber tape (length, width, shape, etc.) according to the situation. Must be cut and shaped on the spot to produce a carbon fiber anchor. Therefore, the handleability of the fiber tape greatly affects not only the workability (time and man-hours) but also the workability, and the reinforcement effect (particularly the bond strength between the carbon fiber anchor and the adherend) is the original purpose. It may be significantly reduced.

しかしながら、上述した特許文献12〜15をはじめとする従来技術では、繊維テープそのものの性能は向上されても、施工時に炭素繊維アンカーとなった際の本来の補強効果を引き出す技術は見出されていないのが実状である。すなわち、施工作業における繊維テープとして取扱性能を満足でき、かつ、本来の目的である補修補強材としての炭素繊維アンカーの補強効果、特に炭素繊維アンカーと被着体との接着強度を引き出す技術が渇望されている。
実開昭63−042195号公報 実開平02−106477号公報 特開平03−028155号公報 特開昭64−040632号公報 特開平10−102792号公報 特開2001−226849号公報 特開2001−329466号公報 特開2002−020953号公報 特開2006−225812号公報 特開平09−158492号公報 特開2004−027728号公報 特開平06−101143号公報 特開平10−037051号公報 特開2004−360106号公報 特開2006−124945号公報
However, in the conventional techniques including Patent Documents 12 to 15 described above, a technique has been found that brings out the original reinforcing effect when it becomes a carbon fiber anchor at the time of construction even if the performance of the fiber tape itself is improved. There is no actual situation. In other words, there is a craving for a technology that can satisfy the handling performance as a fiber tape in construction work and that can reinforce the effect of carbon fiber anchors, which is the original purpose of repair and reinforcement, especially the bonding strength between carbon fiber anchors and adherends. Has been.
Japanese Utility Model Publication No. 63-042195 Japanese Utility Model Publication No. 02-106477 Japanese Patent Laid-Open No. 03-028155 JP-A 64-040632 Japanese Patent Laid-Open No. 10-102792 JP 2001-226849 A JP 2001-329466 A JP 2002-020953 A JP 2006-225812 A JP 09-158492 A JP 2004-027728 A Japanese Patent Laid-Open No. 06-101143 Japanese Patent Laid-Open No. 10-037051 JP 2004-360106 A JP 2006-124945 A

本発明の目的は、上述した問題点を解決し、特に炭素繊維糸条を簾状になるように集束させることによりテープの形態安定性に優れるだけでなく、柔軟性、取扱性および賦形性(特にテープ幅方向の賦形性)にも優れる簾状炭素繊維テープを用いて構成した炭素繊維アンカーにおいて、高い力学特性(特に接着強度)を得ることができる、炭素繊維アンカーの接着構造を提供することにある。   The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and in particular, by focusing the carbon fiber yarns in a wrinkle shape, it not only has excellent form stability of the tape, but also has flexibility, handleability and formability. Provided carbon fiber anchor adhesion structure that can obtain high mechanical properties (especially adhesive strength) in carbon fiber anchors constructed using saddle-like carbon fiber tapes (particularly in the tape width direction). There is to do.

また、本発明の目的は、上記の炭素繊維アンカーを用いた接着構造の形成方法を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a method for forming an adhesive structure using the carbon fiber anchor.

上記目的を達成するために、本発明は下記の構成を有するものである。すなわち、
(1)炭素繊維アンカーを、被着体であるコンクリート構造物もしくはコンクリート構造物に貼り付けられた炭素繊維シートに接着させた接着構造であって、前記炭素繊維アンカーが、炭素繊維束を一方向に並行して配列した簾状炭素繊維テープを樹脂で含浸して、扇形状に賦形した扇部と棒状に集束した埋込部とを有する形状に形成されており、前記炭素繊維アンカーと前記被着体とが前記樹脂により接着されて接着層を形成しており、前記接着層の平均厚が0〜3mmの範囲内、最大厚が0〜6mmの範囲内であることを特徴とする、炭素繊維アンカーの接着構造。
In order to achieve the above object, the present invention has the following constitution. That is,
(1) An adhesive structure in which a carbon fiber anchor is bonded to a concrete structure that is an adherend or a carbon fiber sheet that is attached to the concrete structure, and the carbon fiber anchor has a one-way orientation of the carbon fiber bundle. Are impregnated with a resin in a cage-like carbon fiber tape arranged in parallel, and formed into a shape having a fan portion shaped into a fan shape and an embedded portion converged in a rod shape, the carbon fiber anchor and the The adherend is bonded with the resin to form an adhesive layer, the average thickness of the adhesive layer is in the range of 0 to 3 mm, the maximum thickness is in the range of 0 to 6 mm, Bond structure of carbon fiber anchor.

(2)前記炭素繊維アンカーが簾状炭素繊維テープの積層体で構成され、接着された炭素繊維アンカーにおいて、特定層の炭素繊維束の一部が他層に入り込んでいる、(1)に記載の炭素繊維アンカーの接着構造。 (2) The carbon fiber anchor is configured by a laminated body of saddle-like carbon fiber tapes, and in the bonded carbon fiber anchor, a part of the carbon fiber bundle of a specific layer enters another layer. Adhesive structure of carbon fiber anchor.

(3)前記簾状炭素繊維テープが、補助繊維の地編糸およびよこ挿入糸、ならびに、炭素繊維のたて挿入糸からなる経編テープであって、前記地編糸が鎖編組織を形成し、前記鎖編組織にたて方向に挿入されるたて挿入糸として炭素繊維束が挿入され、隣り合う鎖編組織の間を行き来するよこ方向に挿入される合成繊維であるよこ挿入糸が前記鎖編組織を一体化して前記経編テープが形成されたものである、(1)または(2)に記載の炭素繊維アンカーの接着構造。 (3) The saddle-like carbon fiber tape is a warp knitting tape comprising a ground knitting yarn and a weft insertion yarn of auxiliary fibers and a warp insertion yarn of carbon fiber, and the ground knitting yarn forms a chain stitch structure And a weft insertion yarn which is a synthetic fiber inserted in a transverse direction between adjacent chain stitch structures, in which a carbon fiber bundle is inserted as a warp insertion thread inserted in the warp direction in the chain stitch structure. The adhesion structure of the carbon fiber anchor according to (1) or (2), wherein the warp knitting tape is formed by integrating the chain stitch structure.

(4)接着された炭素繊維アンカー中の炭素繊維束の扁平率が0.5以上2未満の形態を有し、その平均長径が3mm以下であり、かつ、コンクリート構造物に貼り付けられた前記炭素繊維シートが、炭素繊維束を一方向に並行して配列し、炭素繊維束を横切る方向に補助繊維で一体化されたものであり、貼り付けられた炭素繊維シート中の炭素繊維束の扁平率が2以上20以下の形態を有し、その短径に相当する平均厚が0.1mm以上0.5mm以下である、(1)〜(3)のいずれかに記載の炭素繊維アンカーの接着構造。 (4) The flatness of the carbon fiber bundle in the bonded carbon fiber anchor has a form of 0.5 or more and less than 2, the average major axis is 3 mm or less, and the affixed to the concrete structure A carbon fiber sheet is formed by arranging carbon fiber bundles in parallel in one direction and integrated with auxiliary fibers in a direction crossing the carbon fiber bundle, and the flatness of the carbon fiber bundle in the bonded carbon fiber sheet. Bonding of carbon fiber anchors according to any one of (1) to (3), wherein the rate is 2 or more and 20 or less, and the average thickness corresponding to the minor axis is 0.1 mm or more and 0.5 mm or less Construction.

(5)前記簾状炭素繊維テープは、5〜10コース/cmの鎖編組織を有し、かつ、地編糸およびよこ挿入糸が合成繊維の捲縮加工糸である、(1)〜(4)のいずれかに記載の炭素繊維アンカーの接着構造。 (5) The cocoon-like carbon fiber tape has a chain stitch structure of 5 to 10 course / cm, and the ground knitting yarn and the weft insertion yarn are crimped yarns of synthetic fibers (1) to ( 4) The carbon fiber anchor bonding structure according to any one of the above.

(6)前記簾状炭素繊維テープが、テープ幅方向に無外力で静置した時の静置幅W1と、テープ幅方向に外力を与えた時の最大テープ幅W0との比W1/W0=0.5〜0.95である、(1)〜(5)のいずれかに記載の炭素繊維アンカーの接着構造。 (6) Ratio W1 / W0 of the standing width W1 when the saddle-like carbon fiber tape is allowed to stand with no external force in the tape width direction and the maximum tape width W0 when an external force is applied in the tape width direction = The adhesion structure of the carbon fiber anchor according to any one of (1) to (5), which is 0.5 to 0.95.

(7)前記簾状炭素繊維テープにおいて、補助繊維よりも融点が低い目どめ用繊維が、たて挿入糸にひき揃えられているか、たて挿入糸または地編糸にカバリング加工されており、前記目どめ用繊維が融着して鎖編組織を目どめしている、(1)〜(6)のいずれかに記載の炭素繊維アンカーの接着構造。 (7) In the saddle-like carbon fiber tape, the awakening fiber having a melting point lower than that of the auxiliary fiber is aligned with the warp insertion yarn, or is covered with the warp insertion yarn or the ground knitting yarn. The adhesion structure of the carbon fiber anchor according to any one of (1) to (6), wherein the squeezing fibers are fused to make a chain stitch structure.

(8)前記(1)〜(7)のいずれかに記載の炭素繊維アンカーの接着構造を形成するに際し、下記の(A)、(B)、(C)および(D)の工程を経ることを特徴とする、炭素繊維アンカーの接着構造の形成方法。
(A)管状体に巻かれた簾状炭素繊維テープを解舒し、所定長さで裁断する裁断工程
(B)裁断した前記簾状炭素繊維テープに予め樹脂を含浸させる含浸工程
(C)樹脂を含浸させた簾状炭素繊維テープを、被着体であるコンクリート構造物もしくはコンクリート構造物に貼り付けられた炭素繊維シートの上で、扇形状に賦形した扇部と棒状に集束した埋込部とを有する形状の炭素繊維アンカーを形成する賦形工程
(D)前記炭素繊維アンカーと被着体との間に前記樹脂による接着層を形成し、前記接着層の平均厚を0〜3mmの範囲内、最大厚を0〜6mmの範囲内とする接着工程
(8) When forming the carbon fiber anchor bonding structure according to any one of (1) to (7), the following steps (A), (B), (C) and (D) are performed. A method for forming an adhesive structure of carbon fiber anchors.
(A) A cutting step of unwinding the cage-like carbon fiber tape wound around the tubular body and cutting it at a predetermined length (B) An impregnation step of impregnating the cut cage-like carbon fiber tape with a resin in advance (C) resin Embedding a fan-shaped carbon fiber tape impregnated with a fan on a concrete structure that is an adherend or a carbon fiber sheet affixed to a concrete structure and fan-shaped fan parts and rods Forming step (D) forming a carbon fiber anchor having a shape having a portion, forming an adhesive layer of the resin between the carbon fiber anchor and the adherend, and an average thickness of the adhesive layer of 0 to 3 mm Adhesion process to make the maximum thickness within the range of 0-6mm within the range

(9)前記賦形工程(C)において、前記簾状炭素繊維テープを積層して炭素繊維アンカーを形成するにあたり、一層ずつ簾状炭素繊維テープを前記被着体にそれぞれ積層して、特定層の炭素繊維束の一部が他層に入り込むように炭素繊維アンカーを形成する、(8)に記載の炭素繊維アンカーの接着構造の形成方法。 (9) In forming the carbon fiber tape by laminating the saddle-like carbon fiber tape in the shaping step (C), the saddle-like carbon fiber tape is laminated on the adherend one by one, and the specific layer The method for forming a carbon fiber anchor bonding structure according to (8), wherein the carbon fiber anchor is formed so that a part of the carbon fiber bundle enters the other layer.

(10)前記賦形工程(C)において、前記簾状炭素繊維テープを積層して炭素繊維アンカーを形成するにあたり、簾状炭素繊維テープのそれぞれ1層ずつに対し、樹脂を再塗布して炭素繊維アンカーを形成する、(8)または(9)に記載の炭素繊維アンカーの接着構造の形成方法。 (10) In forming the carbon fiber anchor by laminating the cage-like carbon fiber tape in the shaping step (C), the resin is applied again to each layer of the cage-like carbon fiber tape to form carbon. The method for forming a carbon fiber anchor bonding structure according to (8) or (9), wherein the fiber anchor is formed.

(11)前記含浸工程(B)および前記賦形工程(C)を通じて、用いる簾状炭素繊維テープの重量に対する樹脂の重量が、簾状炭素繊維テープの1〜1.8倍の範囲内である、(8)〜(10)のいずれかに記載の炭素繊維アンカーの接着構造の形成方法。 (11) Through the impregnation step (B) and the shaping step (C), the weight of the resin with respect to the weight of the cage-like carbon fiber tape used is in the range of 1 to 1.8 times that of the cage-like carbon fiber tape. , (8)-(10) The formation method of the adhesion structure of the carbon fiber anchor in any one of.

(12)前記賦形工程(C)において、前記簾状炭素繊維テープをテープ幅方向に伸縮させて所定の被着体の寸法範囲内に入るように炭素繊維束の本数を調整して炭素繊維アンカーを形成する、(8)〜(11)のいずれかに記載の炭素繊維アンカーの接着構造の形成方法。 (12) In the shaping step (C), the number of carbon fiber bundles is adjusted so that the cage-like carbon fiber tape expands and contracts in the tape width direction and falls within a predetermined size range of the adherend. The formation method of the adhesion structure of the carbon fiber anchor in any one of (8)-(11) which forms an anchor.

本発明の炭素繊維アンカーの接着構造は、炭素繊維アンカーが、炭素繊維束を一方向に並行して配列した簾状炭素繊維テープを樹脂で含浸して、扇形状に賦形した扇部と棒状に集束した埋込部とを形成したものであり、炭素繊維アンカーと被着体とが樹脂により接着されて接着層を形成し、その接着層の平均厚が0〜3mmの範囲内、最大厚が0〜6mmの範囲内にされているため、特に接着層自体の脆弱な凝集破壊を抑制して高い接着強度を発現できるなどの優れた補修補強効果を発現することができる。   The bonding structure of the carbon fiber anchor of the present invention is such that the carbon fiber anchor is impregnated with a resin in a cage-like carbon fiber tape in which carbon fiber bundles are arranged in parallel in one direction, and is formed into a fan shape and a rod shape. The carbon fiber anchor and the adherend are bonded with a resin to form an adhesive layer, and the average thickness of the adhesive layer is in the range of 0 to 3 mm, the maximum thickness. Is within the range of 0 to 6 mm, it is possible to exhibit an excellent repair and reinforcement effect such as suppressing the fragile cohesive failure of the adhesive layer itself and exhibiting high adhesive strength.

この効果は、特に、炭素繊維アンカーが簾状炭素繊維テープの積層体で構成され、接着された炭素繊維アンカーにおいて、特定層の炭素繊維束の一部が他層にそれぞれ入り込んでいることにより、炭素繊維アンカー自体の破壊を抑制して、更に高い補修補強効果を発現させることができる。   This effect is particularly because the carbon fiber anchor is composed of a laminate of saddle-like carbon fiber tapes, and in the bonded carbon fiber anchor, a part of the carbon fiber bundle of a specific layer enters each other layer, The destruction of the carbon fiber anchor itself can be suppressed, and a higher repair and reinforcement effect can be exhibited.

また、上記炭素繊維シートが、地編糸が鎖編組織を形成し、鎖編組織にたて方向に挿入されるたて挿入糸として炭素繊維糸条が挿入され、隣り合う鎖編組織の間を行き来するよこ方向に挿入される合成繊維であるよこ挿入糸が鎖編組織を一体化してテープが形成されたものであると、形態安定性だけでなく柔軟性、取扱性および賦形性(特にテープ幅方向の賦形性)にも優れ、例えばコンクリート構造体等の被着体の形状に容易に追従させることができる。   Further, in the carbon fiber sheet, the ground knitting yarn forms a chain stitch structure, and the carbon fiber yarn is inserted as a warp insertion thread inserted in the warp direction in the chain stitch structure. If the weft insertion yarn, which is a synthetic fiber inserted in the weft direction, is formed by integrating the chain stitch structure to form a tape, not only the form stability but also flexibility, handleability and formability ( In particular, it is excellent in formability in the tape width direction, and can easily follow the shape of an adherend such as a concrete structure.

このような効果は、接着された炭素繊維アンカー中の炭素繊維束の扁平率が0.5以上2未満の形態を有し、その長径が3mm以下であること、および/または、上記簾状炭素繊維テープが、経編組織が6〜10コース/cmであり、地編糸およびよこ挿入糸が合成繊維の捲縮加工糸であること、および/または、上記簾状炭素繊維テープが、テープ幅方向に無外力で静置した時の静置幅W1と、テープ幅方向に外力を与えた時の最大テープ幅W0との比W1/W0=0.5〜0.95であること、により、更に高く発現させることができる。   Such an effect is that the flatness of the carbon fiber bundle in the bonded carbon fiber anchor has a form of 0.5 or more and less than 2, and the major axis is 3 mm or less, and / or the above saddle-like carbon The fiber tape has a warp knitting structure of 6 to 10 course / cm, the ground knitting yarn and the weft insertion yarn are crimped yarns of synthetic fibers, and / or the cocoon-like carbon fiber tape has a tape width. The ratio W1 / W0 = 0.5 to 0.95 between the stationary width W1 when stationary with no external force in the direction and the maximum tape width W0 when external force is applied in the tape width direction, Higher expression can be achieved.

また、コンクリート構造物に樹脂で貼り付けられた炭素繊維シートが、炭素繊維束を一方向に平行して配列し、炭素繊維束を横切る方向に補助繊維で一体化されたものであり、貼り付けられた炭素繊維シート中の炭素繊維束の扁平率が2以上20以下の形態を有し、その短径に相当する厚みが0.1mm以上0.5mm以下であれば、上記の簾状炭素繊維テープを追従させ易く、高い接着強度が発現する接着構造を形成させることができ、高い補修補強効果を発現させることができる。   Also, the carbon fiber sheet that is affixed to the concrete structure with resin is an arrangement in which carbon fiber bundles are arranged in parallel in one direction and integrated with auxiliary fibers in a direction across the carbon fiber bundle. If the flatness of the carbon fiber bundle in the obtained carbon fiber sheet has a form of 2 or more and 20 or less, and the thickness corresponding to the minor axis is 0.1 mm or more and 0.5 mm or less, the above-mentioned cage-like carbon fiber It is easy to follow the tape, an adhesive structure that exhibits high adhesive strength can be formed, and a high repair and reinforcement effect can be realized.

以下に、本発明の望ましい実施態様について、図面を参照しながら説明する。
図1は、被着体を補修補強した本発明の接着構造の一実施態様を示す概略斜視図である。本実施態様における炭素繊維アンカー20の接着構造10は、炭素繊維アンカー20を、被着体(被補修補強体)であるコンクリート構造物1a、1bもしくはコンクリート構造物1aに樹脂で貼り付けられた炭素繊維シート1cに接着させた接着構造である。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an embodiment of the adhesive structure of the present invention in which an adherend is repaired and reinforced. The bonding structure 10 of the carbon fiber anchor 20 in the present embodiment is a carbon fiber anchor 20 that is made by adhering the carbon fiber anchor 20 to a concrete structure 1a, 1b or a concrete structure 1a, which is an adherend (repair reinforcement), with a resin. This is an adhesive structure bonded to the fiber sheet 1c.

図2は、本発明における炭素繊維アンカー20の一実施態様を示す概略平面図であり、2a、2b、2cはたて挿入糸(炭素繊維束)、4a、4b、4cはよこ挿入糸(補助繊維)、5aは樹脂、21、23は扇部、22は埋込部を、それぞれ示している。   FIG. 2 is a schematic plan view showing an embodiment of the carbon fiber anchor 20 according to the present invention. 2a, 2b and 2c are warp insertion yarns (carbon fiber bundles), 4a, 4b and 4c are weft insertion yarns (auxiliary). Fiber), 5a indicates resin, 21 and 23 indicate fan portions, and 22 indicates an embedded portion.

図3は、本発明における炭素繊維アンカー30の他の実施態様を示す概略平面図であり、2g、2h、2iはたて挿入糸(炭素繊維束)、4g、4h、4iはよこ挿入糸(補助繊維)、5bは樹脂、31は扇部、32は埋込部を、それぞれ示している。   FIG. 3 is a schematic plan view showing another embodiment of the carbon fiber anchor 30 in the present invention. 2g, 2h, 2i are warp insertion yarns (carbon fiber bundles), 4g, 4h, 4i are weft insertion yarns ( Auxiliary fibers), 5b represents resin, 31 represents a fan portion, and 32 represents an embedded portion.

図4は、本発明で用いる簾状炭素繊維テープの一実施態様を示す概略平面図である。上記炭素繊維アンカー20(30)とは、炭素繊維束2a、2b、2c(2d、2e、2f)を一方向に並行して(図示例では、平行して)配列した簾状炭素繊維テープ40を樹脂5a(5b)で含浸して、扇形状に賦形した扇部21、23(31)と、棒状に集束した埋込部22(32)とを形成したものである。図4において、3a、3b、3cは地編糸(補助繊維)、4d、4e、4fはよこ挿入糸(補助繊維)を、Laは簾状炭素繊維テープの地編糸のピッチを、それぞれ示している。   FIG. 4 is a schematic plan view showing one embodiment of a cage-like carbon fiber tape used in the present invention. The carbon fiber anchor 20 (30) is a cage-like carbon fiber tape 40 in which carbon fiber bundles 2a, 2b, 2c (2d, 2e, 2f) are arranged in parallel in one direction (in parallel in the illustrated example). Are impregnated with resin 5a (5b) to form fan portions 21 and 23 (31) shaped like a fan and embedded portions 22 (32) converged in a rod shape. In FIG. 4, 3a, 3b and 3c are ground knitting yarns (auxiliary fibers), 4d, 4e and 4f are weft insertion yarns (auxiliary fibers), and La is the pitch of the knitting carbon fiber tape ground knitting yarns. ing.

図5は、本発明の炭素繊維アンカーの接着構造50の一実施態様を示す概略断面図であり、図6は、本発明の炭素繊維アンカーの接着構造60の他の実施態様を示す概略断面図である。本発明において、簾状炭素繊維テープ61で構成された炭素繊維アンカーと被着体(被補修補強体)1a、1cとが、樹脂により接着されて接着層8が形成されており、接着層8の平均厚が0〜3mmの範囲内、最大厚8a、8bが0〜6mmの範囲内とされる。より好ましくは平均厚0.1〜2.5mmの範囲内、最大厚が1〜5mmの範囲内、更に好ましくは、平均厚0.5〜2mmの範囲内、最大厚が1.5〜4mmの範囲内である。平均厚が3mmおよび最大厚が6mmを越えると、接着構造に負荷(主にせん断負荷)がかかった場合、接着層8において樹脂の脆弱な凝集破壊が発生して、優れた接着強度すなわち補修補強効果が高く発現しない。本発明の範囲に接着層8が形成されていると、樹脂の脆弱な凝集破壊が抑制され、主に被着体での界面(場合によっては炭素繊維アンカー中の炭素繊維束6a、6a’の界面)で破壊が発生して、優れた接着強度すなわち補修補強効果が高く発現するのである。従来の接着構造のように表面が平滑な接着構造ではなく、本発明のように少なくとも一方が炭素繊維アンカー中の炭素繊維束6a、6a’が集束されて島状となっているような複雑な接着構造において、かかる点を見出した点が本発明の最大の特長といえる。   FIG. 5 is a schematic sectional view showing one embodiment of the carbon fiber anchor bonding structure 50 of the present invention, and FIG. 6 is a schematic sectional view showing another embodiment of the carbon fiber anchor bonding structure 60 of the present invention. It is. In the present invention, the carbon fiber anchor composed of the cage-like carbon fiber tape 61 and the adherends (repair reinforcement bodies) 1a and 1c are bonded with a resin to form the adhesive layer 8, and the adhesive layer 8 Is within the range of 0 to 3 mm, and the maximum thicknesses 8a and 8b are within the range of 0 to 6 mm. More preferably, the average thickness is in the range of 0.1 to 2.5 mm, the maximum thickness is in the range of 1 to 5 mm, and still more preferably, the average thickness is in the range of 0.5 to 2 mm, and the maximum thickness is 1.5 to 4 mm. Within range. When the average thickness exceeds 3 mm and the maximum thickness exceeds 6 mm, when a load (mainly shear load) is applied to the bonding structure, brittle cohesive failure of the resin occurs in the bonding layer 8 and excellent bonding strength, that is, repair and reinforcement. Highly effective. When the adhesive layer 8 is formed within the scope of the present invention, the fragile cohesive failure of the resin is suppressed, and mainly at the interface on the adherend (in some cases, the carbon fiber bundles 6a and 6a ′ in the carbon fiber anchors). Fracture occurs at the interface), and an excellent adhesive strength, that is, a repair and reinforcement effect is exhibited. It is not an adhesive structure with a smooth surface as in the conventional adhesive structure, but at least one of the complex structures in which the carbon fiber bundles 6a and 6a 'in the carbon fiber anchor are converged to form an island shape as in the present invention. The point of finding such a point in the adhesive structure is the greatest feature of the present invention.

ここで、接着層厚の測定は次のようにして行った。炭素繊維アンカー中の炭素繊維束6a、6a’と垂直方向の断面を観察し(例えば図5、図6)、被着体から平面方向にみて炭素繊維束の下限が全て露出しているもの(例えば6a’)の下端から、その箇所での被着体の上端7b、7dとの距離を全て測定し、その平均値および最大厚を指す。例えば、図5において、最大厚8aは炭素繊維束6a’の下端7aから被着体の上端7bとの距離となる。また、図6において、最大厚8bは炭素繊維束6a’の下端7cから被着体の上端7dとの距離となる。測定する断面は、接着構造における両端部(扇部と埋込部)から10mm内側に入った箇所の2箇所で測定し、その値の平均値および最大値で代表させた。なお、平均厚および最大厚が0mmとは、炭素繊維アンカー中の炭素繊維束6a、6a’が被着体であるコンクリート構造物1a(またはコンクリート構造物に樹脂で貼り付けられた炭素繊維シート1c)に接触していることを指す。つまり、炭素繊維束6a、6a’が被着体に接触している場合にも、その接触している炭素繊維束の両側または周囲に存在する樹脂によって炭素繊維束が被着体に接着されることが可能である。   Here, the adhesive layer thickness was measured as follows. A cross section in a direction perpendicular to the carbon fiber bundles 6a and 6a ′ in the carbon fiber anchor is observed (for example, FIG. 5 and FIG. 6), and the lower limit of the carbon fiber bundle is exposed in the planar direction from the adherend ( For example, the distances from the lower end of 6a ′) to the upper ends 7b and 7d of the adherend at that location are all measured, and the average value and the maximum thickness are indicated. For example, in FIG. 5, the maximum thickness 8a is the distance from the lower end 7a of the carbon fiber bundle 6a 'to the upper end 7b of the adherend. In FIG. 6, the maximum thickness 8b is the distance from the lower end 7c of the carbon fiber bundle 6a 'to the upper end 7d of the adherend. The cross section to be measured was measured at two locations, 10 mm inside from both ends (fan and embedded) in the adhesive structure, and was represented by the average value and the maximum value. The average thickness and the maximum thickness of 0 mm mean that the carbon fiber bundles 6a and 6a ′ in the carbon fiber anchor are the adherends of the concrete structure 1a (or the carbon fiber sheet 1c bonded to the concrete structure with a resin). ). That is, even when the carbon fiber bundles 6a and 6a ′ are in contact with the adherend, the carbon fiber bundle is bonded to the adherend by the resin present on both sides or around the carbon fiber bundle in contact with the adherend. It is possible.

また、図6においては、本発明の炭素繊維アンカーは、簾状炭素繊維テープ61、62を2層重ねた積層体で構成されている。積層方法としては、折り畳んでもよいし、複数層のほぼ同一形状の簾状炭素繊維テープを順に積層させてもよい。積層された簾状炭素繊維テープで構成された炭素繊維アンカーにおいて、ある特定層の簾状炭素繊維テープ61の炭素繊維束6a’の一部が他層の簾状炭素繊維テープ62に入り込んでいるのが好ましい。逆の視点からは、ある特定層の簾状炭素繊維テープ62の炭素繊維束6b’の一部が、他層の簾状炭素繊維テープ61に入り込んでいるのが好ましい。   Moreover, in FIG. 6, the carbon fiber anchor of this invention is comprised by the laminated body which laminated | stacked the saddle-like carbon fiber tapes 61 and 62 on two layers. As a lamination method, it may be folded or a plurality of layers of bowl-shaped carbon fiber tapes having substantially the same shape may be laminated in order. In the carbon fiber anchor composed of the laminated saddle-like carbon fiber tape, a part of the carbon fiber bundle 6a ′ of the saddle-like carbon fiber tape 61 of a specific layer enters the saddle-like carbon fiber tape 62 of the other layer. Is preferred. From the opposite viewpoint, it is preferable that a part of the carbon fiber bundle 6 b ′ of the saddle-like carbon fiber tape 62 of a specific layer enter the saddle-like carbon fiber tape 61 of the other layer.

かかる態様であると、積層体で構成される炭素繊維アンカー内でそれぞれの簾状炭素繊維テープが剥離による破壊を確実に抑制でき、必ず接着層で破壊する構造とできる。この構造を形成することにより、接着構造における接着強度を確実に見積もることができるという利点がある。ここで、積層体は、一枚の簾状炭素繊維テープを折り畳んで積層したものでもよいし、複数枚の簾状炭素繊維テープを重ねて積層したものでもよい。現場での作業性を鑑みると、作業効率を高くできる前者の方がより好ましい。一方、優れた補修補強効果の発現を狙う場合には、後者の方が好ましく、炭素繊維アンカーを使用する狙いにより適宜使い分けることができる。   With such an embodiment, each cage carbon fiber tape can be reliably prevented from being broken due to peeling in the carbon fiber anchor constituted by the laminate, and can be structured to be surely broken by the adhesive layer. By forming this structure, there is an advantage that the adhesive strength in the adhesive structure can be reliably estimated. Here, the laminate may be obtained by folding and laminating a single bowl-like carbon fiber tape, or may be a laminate of a plurality of bowl-like carbon fiber tapes. In view of workability at the site, the former, which can improve work efficiency, is more preferable. On the other hand, when aiming at the expression of an excellent repair and reinforcement effect, the latter is preferable, and can be properly used depending on the purpose of using the carbon fiber anchor.

図5、図6に示した実施態様において、簾状炭素繊維テープ61、62で構成された炭素繊維アンカー中の炭素繊維束6a、6a’、6b、6b’の扁平率が0.5以上2未満の形態を有し、その平均長径が3mm以下であるのが好ましい。炭素繊維束がかかる態様であると、炭素繊維束のたて方向の真直性を高めることができ、局所的な補修補強を狙った炭素繊維アンカーとして高い強度および弾性率を発現することができる。また、優れた炭素繊維アンカーへの賦形性やテープとしての取扱性、柔軟性(被着体への形状追従性)を実現することができる。なお、扁平率は、長径a(mm)と短径b(mm)とを用いて、a/bにより算出することができる。図6は、被着体(被補修補強体)として、コンクリート製の柱に炭素繊維シート1cが樹脂で貼り付けられた態様を模式的に示した断面図である。炭素繊維シート1cは、炭素繊維束を一方向に平行して配列し、炭素繊維束を横切る方向に補助繊維で一体化されたものである。かかる炭素繊維シート1c中の炭素繊維束6cの扁平率が2以上20以下の形態を有し、その短径に相当する平均厚が0.1mm以上0.5mm以下であるのが好ましい。炭素繊維束がかかる態様であると、扁平状とすることで接着層での厚みむらが低減できるだけでなく、接着層自体の脆弱な凝集破壊を抑制、ボイドや空隙の発生を最小限に抑制できるという効果が期待できる。更に、簾状炭素繊維テープを追従させ易く、高い接着強度が発現する接着構造を容易に形成できるだけでなく、面状の全体的な補修補強を狙った炭素繊維シートとして、貼り付けられているコンクリート構造物への補修補強効率も高めることができる。前述の通り、本発明は炭素繊維アンカー中の炭素繊維束が上記範囲で集束されて島状となっており、かつ、被着体である炭素繊維シートが上記範囲で扁平状となっている、複雑な接着構造において、かかる点を見出した点が本発明の最大の特長といえる。   In the embodiment shown in FIGS. 5 and 6, the flatness of the carbon fiber bundles 6 a, 6 a ′, 6 b, 6 b ′ in the carbon fiber anchor composed of the cage-like carbon fiber tapes 61, 62 is 0.5 or more and 2 It is preferable that the average major axis is 3 mm or less. When the carbon fiber bundle is in such an embodiment, the straightness of the vertical direction of the carbon fiber bundle can be improved, and high strength and elastic modulus can be expressed as a carbon fiber anchor aimed at local repair and reinforcement. Further, it is possible to realize excellent formability to the carbon fiber anchor, handleability as a tape, and flexibility (shape followability to the adherend). The flatness ratio can be calculated by a / b using the major axis a (mm) and the minor axis b (mm). FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing an aspect in which the carbon fiber sheet 1c is attached to a concrete column as a adherend (repair to be repaired) with a resin. In the carbon fiber sheet 1c, carbon fiber bundles are arranged in parallel in one direction, and are integrated with auxiliary fibers in a direction crossing the carbon fiber bundle. It is preferable that the flatness of the carbon fiber bundle 6c in the carbon fiber sheet 1c has a form of 2 or more and 20 or less, and the average thickness corresponding to the minor axis is 0.1 mm or more and 0.5 mm or less. When the carbon fiber bundle is in such a form, the flattened shape can not only reduce thickness unevenness in the adhesive layer, but also suppress fragile cohesive failure of the adhesive layer itself, and can minimize the generation of voids and voids. Can be expected. Furthermore, it is easy to follow the saddle-like carbon fiber tape, and not only can easily form an adhesive structure that exhibits high adhesive strength, but also concrete that has been affixed as a carbon fiber sheet that aims to repair and reinforce the overall planar shape. The repair and reinforcement efficiency of the structure can also be increased. As described above, in the present invention, the carbon fiber bundle in the carbon fiber anchor is converged in the above range to form an island shape, and the carbon fiber sheet as the adherend is flat in the above range. The point which discovered this point in the complicated adhesion structure can be said to be the greatest feature of the present invention.

以下に本発明で用いる簾状炭素繊維テープについて説明する。本発明で用いる簾状炭素繊維テープは、補助繊維の地編糸およびよこ挿入糸、ならびに、炭素繊維のたて挿入糸からなる経編テープであって、地編糸が鎖編組織を形成し、前記鎖編組織にたて方向に挿入されるたて挿入糸として炭素繊維束が挿入され、隣り合う鎖編組織の間を行き来するよこ方向に挿入される合成繊維であるよこ挿入糸が前記鎖編組織を一体化してテープが形成されたものであるのが好ましい。   The cage-like carbon fiber tape used in the present invention will be described below. The saddle-like carbon fiber tape used in the present invention is a warp knitting tape composed of an auxiliary fiber ground knitting yarn and weft insertion yarn and a carbon fiber warp insertion yarn, and the ground knitting yarn forms a chain stitch structure. The carbon fiber bundle is inserted as a warp insertion thread that is inserted into the chain stitch structure in the warp direction, and the weft insertion thread is a synthetic fiber that is inserted in the lateral direction between adjacent chain stitch structures. It is preferable that the chain stitch structure is integrated to form a tape.

より具体的に説明するに、図4に示された本発明の簾状炭素繊維テープ40は、たて方向に配列された炭素繊維束からなるたて挿入糸2d、2e、2fと、補助繊維からなる地編糸3a、3b、3cおよびよこ挿入糸4d、4e、4fとで構成されている。そして、簾状炭素繊維テープ40は、地編糸3a、3b、3cである補助繊維が形成している鎖編組織の中にたて挿入糸2d、2e、2fである炭素繊維束が挿入されて、よこ挿入糸4d、4e、4fである補助繊維が地編糸の鎖編組織をテープ幅方向に一体化して経編テープを形成している。換言すると、このよこ挿入糸4d、4e、4fにより、たて挿入糸2d、2e、2fの炭素繊維束が挿入された地編糸3a、3b、3cの鎖編組織同士が一体化された経編テープを形成している。すなわち、経編テープは、炭素繊維束からなるたて挿入糸2d、2e、2fを芯糸として、地編糸3a、3b、3cである補助繊維のそれぞれが前記の炭素繊維束のよこ方向に拘束して集束し、よこ挿入糸4d、4e、4fの補助繊維が地編糸同士を連結する経編組織となっている。ここで、経編テープを構成する、たて挿入糸、地編糸およびよこ挿入糸は、経編機における一連の編成動作にて組織形成することができる。   More specifically, the saddle-like carbon fiber tape 40 of the present invention shown in FIG. 4 includes warp insertion yarns 2d, 2e, and 2f made of carbon fiber bundles arranged in the warp direction, and auxiliary fibers. The knitting yarns 3a, 3b, 3c and the weft insertion yarns 4d, 4e, 4f are made up of. In the cage-like carbon fiber tape 40, the carbon fiber bundles that are the warp insertion yarns 2d, 2e, and 2f are inserted into the chain stitch structure formed by the auxiliary fibers that are the ground knitting yarns 3a, 3b, and 3c. The auxiliary fibers as the weft insertion yarns 4d, 4e, and 4f integrate the chain stitch structure of the base knitting yarn in the tape width direction to form a warp knitting tape. In other words, the weft insertion yarns 4d, 4e and 4f have integrated the chain stitch structures of the ground knitting yarns 3a, 3b and 3c into which the carbon fiber bundles of the warp insertion yarns 2d, 2e and 2f are inserted. A knitted tape is formed. That is, in the warp knitting tape, the warp knitting yarns 2d, 2e, and 2f made of carbon fiber bundles are used as core yarns, and the auxiliary fibers that are the ground knitting yarns 3a, 3b, and 3c are arranged in the width direction of the carbon fiber bundle. The auxiliary fibers of the weft insertion yarns 4d, 4e, and 4f form a warp knitting structure that connects the base knitting yarns. Here, the warp knitting yarn, the ground knitting yarn, and the weft insertion yarn constituting the warp knitting tape can be textured by a series of knitting operations in the warp knitting machine.

本発明の簾状炭素繊維テープ40が上記構成をとることにより、前述の通り簾状炭素繊維テープ61、62で構成された炭素繊維アンカー中の炭素繊維束6a、6a’、6b、6b’の扁平率が0.5以上2未満の形態を有し、その長径が3mm以下の範囲内に容易に制御することができる。   When the cage-like carbon fiber tape 40 of the present invention has the above-described configuration, the carbon fiber bundles 6a, 6a ′, 6b, 6b ′ in the carbon fiber anchors constituted by the cage-like carbon fiber tapes 61, 62 as described above. The aspect ratio is 0.5 or more and less than 2, and the long diameter can be easily controlled within a range of 3 mm or less.

また、図4には図示していないが、上記のたて挿入糸2d、2e、2fの炭素繊維束および地編糸3a、3b、3cとよこ挿入糸4d、4e、4fの補助繊維の他に、さらに、補助繊維よりも融点が低い目どめ用繊維が用いられているのが好ましい。目どめ用繊維は、たて挿入糸2d、2e、2fの炭素繊維束に引き揃えられて、炭素繊維束と一体になって地編糸3a、3b、3cである補助繊維と組織されているのが好ましい。かかる目どめ用繊維は、簾状炭素繊維テープの製造時に溶融され、経織組織(図4では鎖編組織)を目どめするものである。このような態様にすることにより、目どめ用繊維は、簾状炭素繊維テープ40の裁断時において、特に地編糸3a、3b、3cの補助繊維の経編組織の崩れや解れを一層抑制する機能を果たすことができる。   Although not shown in FIG. 4, in addition to the carbon fiber bundle of the warp insertion yarns 2d, 2e and 2f and the auxiliary fibers of the ground knitting yarns 3a, 3b and 3c and the weft insertion yarns 4d, 4e and 4f. Furthermore, it is preferable to use an awakening fiber having a melting point lower than that of the auxiliary fiber. The crushing fibers are aligned with the carbon fiber bundles of the warp insertion yarns 2d, 2e, and 2f, and are integrated with the carbon fiber bundles to form the auxiliary fibers that are the ground knitting yarns 3a, 3b, and 3c. It is preferable. Such squeezing fibers are melted at the time of producing the cage-like carbon fiber tape, and squeeze the warp woven structure (the chain stitch structure in FIG. 4). By adopting such an aspect, the awakening fiber further suppresses the warp knitting structure of the auxiliary fibers of the ground knitting yarns 3a, 3b, and 3c from being collapsed or unraveled when cutting the saddle-like carbon fiber tape 40. Can fulfill the function.

かかる目どめ用繊維は、更に目どめ効果を高めるためには、目どめ用繊維を炭素繊維束に引き揃えるのではなく、例えば、撚り加工におけるSまたはZ方向のシングルカバリングやSおよびZ方向のダブルカバリングのようにカバリング加工して、目どめ用繊維を予め炭素繊維束に螺旋状に巻き付けておいてから、補助繊維と経編組織させることもできる。炭素繊維束へのカバリング加工に加えまたは替えて、地編糸に目どめ用繊維をカバリング加工すると、より一層目どめ効果を高めることができる。   In order to further increase the effect of the squeezing, the squeezing fiber does not align the squeezing fiber with the carbon fiber bundle. For example, S or Z single covering in the twisting process or S and Covering may be performed like double covering in the Z direction, and the fiber for crushing may be wound in advance around the carbon fiber bundle in a spiral shape, and then the auxiliary fiber and the warp knitted structure may be formed. In addition to or in place of covering the carbon fiber bundle, if the filling fiber is covered with the ground knitting yarn, the filling effect can be further enhanced.

本発明の簾状炭素繊維テープ40において、補助繊維の繊度は細い方が好ましく、炭素繊維束の繊度の1/5以下であるのがよい。より好ましくは1/10以下であり、更に好ましくは1/20以下である。補助繊維の繊度に特に下限はないが、細すぎると経編組織の形成が困難になってくるため、炭素繊維束の繊度の1/500以上であることが好ましい。なお、補助繊維の繊度の下限は特に制限されないが、製編時等の糸切れなどの停機原因を最小限に抑制するため、1/1000以上であるのが好ましい。より好ましくは1/750以上である。別の観点からは、補助繊維の繊度は、1.5〜150TEXであることが好ましく、より好ましくは3〜100TEX、更に好ましくは5〜50TEXである。炭素繊維束として補助繊維よりも少なくとも5倍以上の繊度の太い束を用いると、経編組織内においては、補助繊維の方が相対的に屈曲して、炭素繊維束の方にはクリンプや屈曲が殆ど形成されずに、炭素繊維束が本来発現すべき特性を十分に活用することができる。また、地編糸とよこ挿入糸を構成する補助繊維として、強化繊維糸条の1/5以下の総繊度の細いものを用いると、経編組織における地編糸とよこ挿入糸との交錯点も厚くならず、力学特性の阻害を最小限に抑制できる。   In the cage-like carbon fiber tape 40 of the present invention, the fineness of the auxiliary fibers is preferably thin, and it is preferable that the fineness of the carbon fiber bundle is 1/5 or less. More preferably, it is 1/10 or less, and more preferably 1/20 or less. There is no particular lower limit to the fineness of the auxiliary fiber, but if it is too thin, it becomes difficult to form a warp knitted structure. Therefore, the fineness is preferably 1/500 or more of the fineness of the carbon fiber bundle. The lower limit of the fineness of the auxiliary fiber is not particularly limited, but it is preferably 1/1000 or more in order to minimize the cause of stoppage such as yarn breakage during knitting. More preferably, it is 1/750 or more. From another viewpoint, the fineness of the auxiliary fiber is preferably 1.5 to 150 TEX, more preferably 3 to 100 TEX, and still more preferably 5 to 50 TEX. When a bundle having a fineness at least 5 times larger than that of the auxiliary fiber is used as the carbon fiber bundle, the auxiliary fiber is relatively bent in the warp knitted structure, and the carbon fiber bundle is crimped or bent. Thus, the characteristics that the carbon fiber bundle should originally express can be fully utilized. In addition, when the auxiliary fibers constituting the ground knitting yarn and the weft insertion yarn are those having a thin total fineness of 1/5 or less of the reinforcing fiber yarn, the intersection of the ground knitting yarn and the weft insertion yarn in the warp knitting structure is also thick. In other words, the mechanical properties can be minimized.

本発明において、より力学特性を高めること、すなわち炭素繊維束の真直性を高めるという観点からは、本発明の簾状炭素繊維テープとしては、図4に示した地編糸3a、3b、3cのピッチLaが1〜2mmの範囲内であるのが好ましく、より好ましくは、1.1〜1,7mmの範囲内である。すなわち、鎖編組織としては、5〜10コース/cmの範囲内であるのが好ましく、より好ましくは6〜9コース/cmの範囲内である。ここで、たて挿入糸、地編糸およびよこ挿入糸は、経編機における一連の編成動作にて組織形成することができるが、ここではループを形成し、かつ、たて挿入糸を集束させる役割を果たす鎖編組織に注目している。5コース/cm未満であると、炭素繊維束のテープ平面内におけるたて方向の真直性を高めることができない場合がある。好ましい真直性の目安としては、炭素繊維束の中心線が、たて方向に対してよこ方向の振幅が5mm以内、更に好ましくは2mm以内である。前記範囲であると本発明の効果である炭素繊維アンカーにした場合に高い強度および弾性率を発現することができる。かかる効果は、補助繊維として、特に炭素繊維束よりもの1/5以下であるものを用いた場合に顕著に発現する。一方、10コース/cmを越えると生産速度が極端に遅くなりすぎる場合がある。   In the present invention, from the viewpoint of enhancing the mechanical properties, that is, improving the straightness of the carbon fiber bundle, the saddle-like carbon fiber tape of the present invention includes the ground knitting yarns 3a, 3b, and 3c shown in FIG. The pitch La is preferably in the range of 1 to 2 mm, more preferably in the range of 1.1 to 17 mm. That is, the chain stitch structure is preferably in the range of 5 to 10 course / cm, more preferably in the range of 6 to 9 course / cm. Here, warp insertion yarn, ground knitting yarn and weft insertion yarn can be formed into a structure by a series of knitting operations in a warp knitting machine. Here, a loop is formed and the warp insertion yarn is focused. We are paying attention to the chain structure that plays a role. If it is less than 5 courses / cm, the straightness of the vertical direction in the tape plane of the carbon fiber bundle may not be improved. As a preferable measure of straightness, the center line of the carbon fiber bundle has an amplitude in the transverse direction with respect to the vertical direction within 5 mm, more preferably within 2 mm. When the carbon fiber anchor is the effect of the present invention within the above range, high strength and elastic modulus can be expressed. Such an effect is remarkably manifested when an auxiliary fiber that is 1/5 or less than the carbon fiber bundle is used. On the other hand, if it exceeds 10 courses / cm, the production speed may become extremely slow.

また、図4のよこ挿入糸4d、4e、4fは、隣り合う鎖編組織の間を往復する頻度が2〜10コースの間に1回であるのが好ましい。より好ましくは3〜6コースの間に1回である。ここで、前記頻度は、よこ挿入糸の一回の往復に要したコース数で表現している。よこ挿入糸は、簾状炭素繊維テープの形態を維持する上で重要な役割を果たしており、前記頻度が小さいほど鎖編組織の間を連結するよこ挿入糸の量が増加することを意味し、簾状炭素繊維テープの形態保持性、取扱性の観点から上記範囲内の頻度であることが好ましい。なお、経編機の機構上、よこ挿入糸の往復には最低でも2コースを要し、それ未満は現実的に不可能といえる。一方、前記頻度が10コースを越えると、経編テープのテープ幅方向の伸縮性に劣り易く、簾状炭素繊維テープを裁断する場合の形態安定性、取扱性に劣り、たて挿入糸同士の平行度を保てないうえ、補強効果を確保できない場合がある。   The weft insertion yarns 4d, 4e, and 4f in FIG. 4 preferably have a frequency of reciprocating between adjacent chain stitch structures once every 2 to 10 courses. More preferably, once every 3 to 6 courses. Here, the frequency is expressed by the number of courses required for one reciprocation of the weft insertion yarn. The weft insertion yarn plays an important role in maintaining the shape of the cage-like carbon fiber tape, and means that the amount of the weft insertion yarn connecting between the chain stitch structures increases as the frequency decreases, It is preferable that it is the frequency within the said range from a viewpoint of the shape maintenance property of a cage-like carbon fiber tape, and a handleability. In addition, due to the mechanism of the warp knitting machine, at least two courses are required for the reciprocation of the weft insertion yarn, and less than that is practically impossible. On the other hand, when the frequency exceeds 10 courses, the stretchability in the tape width direction of the warp knitted tape is likely to be inferior, the form stability when cutting the saddle-like carbon fiber tape, and the handleability are poor. The parallelism cannot be maintained and the reinforcing effect may not be ensured.

更に、簾状炭素繊維テープ40においては、たて挿入糸を構成する炭素繊維束が実質的に同一の間隔で簾状に配置組織されており、たて挿入糸の隙間は1.3〜30mmであることが好ましい。具体的に、簾状炭素繊維テープ40においては、図4に示したたて挿入糸同士(2dと2e、2eと2f)の隙間が広く簾状に配列されても目ずれし難く、優れた炭素繊維アンカーへの賦形性、テープとしての形態保持性や取扱性を実現することができる。別の視点から言えば、経編組織の柔軟性(被着体への形状追従性)にも優れている。このような簾状炭素繊維テープにおいて、たて挿入糸の炭素繊維束同士の隙間は上記のように1.3〜30mmであることが好ましく、より好ましくは2〜20mmであり、更に好ましくは3〜15mmである。間隔が1.3mm未満であると、優れた形態保持性や取扱性が実現する本発明の意義が薄れがちであるだけでなく、特に太い総繊度の炭素繊維糸条を用いた場合に、樹脂の含浸が困難となる場合がある。一方、30mmを超えると、簾状炭素繊維テープ40として被着体を補修補強する機能を果たせない場合がある。   Furthermore, in the saddle-like carbon fiber tape 40, the carbon fiber bundles constituting the warp insertion yarn are arranged and arranged in a saddle shape at substantially the same interval, and the gap between the warp insertion yarns is 1.3 to 30 mm. It is preferable that Specifically, in the cage-like carbon fiber tape 40, even if the gaps between the warp insertion yarns (2d and 2e, 2e and 2f) shown in FIG. Formability to the carbon fiber anchor, shape retention as a tape, and handleability can be realized. From another viewpoint, the warp knitting structure is excellent in flexibility (shape followability to adherend). In such a cage-like carbon fiber tape, the gap between the carbon fiber bundles of the warp insertion yarn is preferably 1.3 to 30 mm, more preferably 2 to 20 mm, still more preferably 3 as described above. ~ 15 mm. When the spacing is less than 1.3 mm, not only the significance of the present invention that realizes excellent shape retention and handling properties tends to be weakened, but also when a carbon fiber yarn having a large total fineness is used, the resin It may be difficult to impregnate. On the other hand, if it exceeds 30 mm, the function of repairing and reinforcing the adherend may not be achieved as the cage-like carbon fiber tape 40.

更に、本発明の簾状炭素繊維テープ40において、テープ幅方向に無外力で静置した時の静置幅W1と、テープ幅方向に外力を与えた時の最大テープ幅W0との比W1/W0=0.5〜0.95の範囲内であるのが好ましい。より好ましくは0.7〜0.9の範囲内である。W1/W0が0.5未満であると、簾状炭素繊維テープとして被着体を補修補強する際に伸縮性が強すぎて、形態保持性や、樹脂を含浸した後の炭素繊維アンカーへの賦形が困難になる場合がある。一方で、W1/W0が0.95を超えると、伸縮性が弱すぎて形態保持性や、樹脂を含浸した後の炭素繊維アンカーへの賦形が逆に困難になる場合がある。かかる範囲内であると、後述の通り簾状炭素繊維テープを管状体に巻いて巻物状として取り扱う際に、簾状炭素繊維テープの幅よりも管状体の幅の方が長い梱包形態とすることが容易となり、後述の接着構造を形成させる際にもその作業性の向上に大きく寄与できる。簾状炭素繊維テープを巻物状にすると、どこで切り出して用いても、均一な簾状炭素繊維テープを得ることができ、特に大量の簾状炭素繊維テープを巻物から切り出して補修補強に用いる場合に使い勝手がよい。   Further, in the cage-like carbon fiber tape 40 of the present invention, the ratio W1 / the ratio W1 / the standing width W1 when left with no external force in the tape width direction and the maximum tape width W0 when the external force is given in the tape width direction. It is preferable that W0 = 0.5 to 0.95. More preferably, it exists in the range of 0.7-0.9. When W1 / W0 is less than 0.5, the stretchability is too strong when repairing and reinforcing the adherend as a saddle-like carbon fiber tape, and the form retainability and the carbon fiber anchor after impregnating the resin Shaping may be difficult. On the other hand, if W1 / W0 exceeds 0.95, the stretchability is too weak, and it may be difficult to maintain the shape and shape the carbon fiber anchor after impregnating the resin. Within such a range, when the bowl-shaped carbon fiber tape is wound around the tubular body and handled as a scroll as described later, the width of the tubular body is longer than the width of the bowl-shaped carbon fiber tape. It becomes easy, and it can greatly contribute to the improvement of workability when forming an adhesive structure described later. When the cage-like carbon fiber tape is made into a scroll shape, a uniform cage-like carbon fiber tape can be obtained wherever it is cut out and used, especially when a large amount of cage-like carbon fiber tape is cut out from the scroll and used for repair and reinforcement. Easy to use.

本発明で、たて挿入糸として用いられる炭素繊維としては、ポリアクリロニトリル(PAN)系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、セルロース系炭素繊維、およびこれらを2種類以上ブレンドして構成された糸条等が例として挙げられる。複合材料の強度や弾性率を更に重要視する場合は、これらの中でもPAN系炭素繊維を用いることが好ましい。   In the present invention, the carbon fibers used as the warp insertion yarn include polyacrylonitrile (PAN) -based carbon fibers, pitch-based carbon fibers, cellulose-based carbon fibers, and yarns formed by blending two or more of these. Is given as an example. In the case where the strength and elastic modulus of the composite material are further emphasized, it is preferable to use PAN-based carbon fibers among these.

また、本発明の効果は、特に太い繊度の炭素繊維束をマルチフィラメントとして用いた場合に顕著になるため、炭素繊維束のフィラメント数は12,000〜100,000本であることが好ましく、より好ましくは24,000〜50,000本であり、また、総繊度は700〜8,000TEXであることが好ましく、より好ましくは1,500〜4,000TEXである。またかかる太繊度の炭素繊維束は、生産性よく簾状炭素繊維テープを製造できるだけでなく安価に入手することができる。なお、本発明でいう炭素繊維には、通常黒鉛繊維と称されるものも包含する。   Moreover, since the effect of the present invention is particularly remarkable when a carbon fiber bundle having a large fineness is used as a multifilament, the number of filaments of the carbon fiber bundle is preferably 12,000 to 100,000. The number is preferably 24,000 to 50,000, and the total fineness is preferably 700 to 8,000 TEX, more preferably 1,500 to 4,000 TEX. Further, such a carbon fiber bundle having a large fineness can be produced not only with a high productivity but also at a low cost. In addition, what is usually called a graphite fiber is included in the carbon fiber said by this invention.

本発明で、地編糸およびよこ挿入糸として用いられる補助繊維は、炭素繊維束の繊度の1/5以下の総繊度を有するものが好ましく、補助繊維としては、ガラス繊維や、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリエチレン繊維、PBO繊維およびポリウレタン繊維などの合成繊維からなる糸条が好ましく用いられる。補助繊維により構成される地編糸とよこ挿入糸とでは、経編として用いる地編糸の方が、製編時に糸切れした場合の生産性への悪影響が大きいため、確実に製編時の糸切れを抑制するという観点からは、よこ挿入糸よりは繊度が太い糸条を用いるのが好ましい。   In the present invention, the auxiliary fiber used as the ground knitting yarn and the weft insertion yarn preferably has a total fineness of 1/5 or less of the fineness of the carbon fiber bundle. As the auxiliary fiber, glass fiber, polyester fiber, polyamide Threads made of synthetic fibers such as fibers, aramid fibers, polyarylate fibers, polyvinyl alcohol fibers, polyethylene fibers, PBO fibers and polyurethane fibers are preferably used. With ground knitting yarns and weft insertion yarns composed of supplementary fibers, the ground knitting yarn used for warp knitting has a greater negative impact on productivity when yarn breaks during knitting, so the yarn during knitting surely From the viewpoint of suppressing breakage, it is preferable to use a yarn having a fineness greater than the weft insertion yarn.

特に、地編糸に用いられる補助繊維としては、経編組織させるため製織時に毛羽発生し難いものが好ましく用いられる。また、炭素繊維が簾状になるように集束させるためには、補助繊維は伸縮性の大きいものが特に好ましく用いられる。このような観点から、地編糸に用いられる補助繊維としては、合成繊維を用いることが好ましく、さらに好ましくはポリエステル繊維、ポリアミド繊維またはポリウレタン繊維の加工糸が用いられる。伸縮性を大きくすることができる加工糸としては、ウーリ加工糸などの捲縮加工糸が好ましい。中でも特に安価で寸法安定性にも優れるポリエステル繊維の捲縮加工糸が好ましい。ここで捲縮加工とは、仮撚等により嵩高となるような加工を指し、補助繊維の長手方向に大きな伸縮性を付与する加工を指す。かかる捲縮加工糸は、捲縮率が10〜70%であることが好ましい。一方、製編の面からは、筬やガイド等での滑りをよくするため生糸(特にマルチフィラメント糸)を用いると製編性を高くすることができ、特にポリエステル繊維生糸またはポリアミド繊維生糸が好ましく用いられる。なお、フィラメント数としては特に制限はないが、10〜1,000本であるのが好ましく、より好ましくは30〜400本である。一方、よこ挿入糸に用いられる補助繊維は、地編糸ほど擦過が厳しくないが、寸法安定性が極めて重要となる。よこ糸の寸法が変化すると、単位面積当たりの強化繊維束の本数(強化繊維糸条の目付に相当)が変動し、複合材料において所望の補修補強効果が得られるように設計することが困難となる場合がある。このような観点から、よこ方向糸に用いられる補助繊維糸条としては、ガラス繊維または合成繊維の加工していない生糸(特にマルチフィラメント糸)を用いることが好ましく、特にガラス繊維糸が好ましく用いられる。一方、取扱性の面からは、捲縮加工糸(特にウーリ加工糸)を用いると取扱性、賦形性を高くすることができ、特にポリエステル繊維加工糸またはポリアミド繊維加工糸が好ましく用いられる。なお、フィラメント数としては特に制限がないが、10〜1,000本であるのが好ましく、より好ましくは30〜400本である。   In particular, as the auxiliary fibers used for the ground knitting yarn, those which are less likely to generate fluff during weaving because of warp knitting are preferably used. Further, in order to bundle the carbon fibers so as to form a cocoon shape, auxiliary fibers having particularly high stretchability are preferably used. From such a viewpoint, it is preferable to use synthetic fibers as auxiliary fibers used for the ground knitting yarn, and more preferably, processed yarns of polyester fiber, polyamide fiber or polyurethane fiber are used. As the processed yarn capable of increasing the stretchability, a crimped yarn such as a woolen yarn is preferable. Among them, a polyester fiber crimped yarn that is particularly inexpensive and excellent in dimensional stability is preferable. Here, the crimping process refers to a process that becomes bulky by false twisting or the like, and refers to a process that imparts large stretchability in the longitudinal direction of the auxiliary fiber. The crimped yarn preferably has a crimp rate of 10 to 70%. On the other hand, in terms of knitting, if raw silk (especially multifilament yarn) is used to improve sliding with a ridge or a guide, the knitting performance can be improved. Polyester fiber raw silk or polyamide fiber raw silk is particularly preferable. Used. The number of filaments is not particularly limited, but is preferably 10 to 1,000, more preferably 30 to 400. On the other hand, the auxiliary fiber used for the weft insertion yarn is not as severely scratched as the ground knitting yarn, but dimensional stability is extremely important. If the dimensions of the weft yarn change, the number of reinforcing fiber bundles per unit area (corresponding to the basis weight of the reinforcing fiber yarn) will fluctuate, making it difficult to design the composite material so as to obtain the desired repair and reinforcement effect. There is a case. From this point of view, it is preferable to use raw fibers (particularly multifilament yarns) that are not processed with glass fibers or synthetic fibers as auxiliary fiber yarns used in the weft direction yarns, and glass fiber yarns are particularly preferably used. . On the other hand, in terms of handleability, use of crimped yarn (especially Woolened yarn) can improve handleability and formability, and polyester fiber processed yarn or polyamide fiber processed yarn is preferably used. In addition, although there is no restriction | limiting in particular as a filament number, It is preferable that it is 10-1,000, More preferably, it is 30-400.

本発明で用いられる目どめ用繊維は、補助繊維が溶融しない温度で溶融するものであることが好ましい。例えば、補助繊維にポリエステル繊維を用いた場合は、ポリエステル繊維の融点255℃よりも低い融点を有する繊維が好ましく、具体的には、融点が80〜200℃の低融点の共重合ポリエステル繊維、共重合ポリアミド繊維、およびポリオレフィン繊維などが好ましく用いられる。別の観点からは、補助繊維にガラス繊維を用いた場合は、目どめ用繊維に融点が255℃の通常のポリエステル繊維を用いることもできる。   It is preferable that the awakening fiber used in the present invention is melted at a temperature at which the auxiliary fiber does not melt. For example, when a polyester fiber is used as the auxiliary fiber, a fiber having a melting point lower than 255 ° C. of the polyester fiber is preferable, and specifically, a low-melting copolymer polyester fiber having a melting point of 80 to 200 ° C. Polymerized polyamide fibers and polyolefin fibers are preferably used. From another viewpoint, when glass fiber is used as the auxiliary fiber, normal polyester fiber having a melting point of 255 ° C. can be used as the awakening fiber.

本発明の炭素繊維アンカーの接着構造の形成方法は、下記の(A)、(B)、(C)および(D)の工程を経るものである。以下に各工程についてそれぞれ説明する。   The formation method of the adhesion structure of the carbon fiber anchor of the present invention goes through the following steps (A), (B), (C) and (D). Each step will be described below.

(A)裁断工程
管状体に巻かれた前記簾状炭素繊維テープを解舒し、所定長さで裁断する。簾状炭素繊維テープを管状体に巻いて巻物状として取り扱えるものであると、接着構造を形成させる際にもその作業性の向上に大きく寄与できる。簾状炭素繊維テープを巻物状にすると、どこで切り出して用いても、均一な簾状炭素繊維テープを得ることができ、特に大量の簾状炭素繊維テープを巻物から切り出して補修補強に用いる場合に使い勝手がよい。また、巻物状の簾状炭素繊維テープの梱包形態が、簾状炭素繊維テープの幅よりも管状体の幅の方が長いと、更に作業性が向上するため好ましい。
(A) Cutting process The said saddle-like carbon fiber tape wound around the tubular body is unwound, and it cuts by predetermined length. When the cage-like carbon fiber tape is wound around a tubular body and can be handled as a scroll, it can greatly contribute to the improvement of workability even when an adhesive structure is formed. When the cage-like carbon fiber tape is made into a scroll shape, a uniform cage-like carbon fiber tape can be obtained wherever it is cut out and used, especially when a large amount of cage-like carbon fiber tape is cut out from the scroll and used for repair and reinforcement. Easy to use. In addition, it is preferable that the width of the tubular body is longer than the width of the bowl-shaped carbon fiber tape because the workability is further improved.

(B)含浸工程
裁断した簾状炭素繊維テープに予め樹脂を含浸させる。本工程および後述の(C)の賦形工程を通じて、用いる簾状炭素繊維テープの重量に対する樹脂の重量が、簾状炭素繊維テープの1〜1.8倍の範囲内であるのが好ましい。1倍未満であると、含浸させるべき樹脂の絶対量が不足して、炭素繊維束内に充分に樹脂が含浸できずに補修補強の効果が低下する場合がある。一方、1.8倍を越えると、前記樹脂層の厚みが平均厚3mm、最大厚6mmを越えて厚くなりすぎて、接着強度が発現しない、または、接着強度がばらつくなどの原因となり、本発明の課題を解決できない場合がある。かかる樹脂量で炭素繊維アンカーを形成することにより、後述の接着層を、平均厚が0〜3mmの範囲内、最大厚が0〜6mmの範囲内に容易に制御することができる。
(B) Impregnation step A cut carbon fiber tape is impregnated with a resin in advance. It is preferable that the weight of the resin with respect to the weight of the cage-like carbon fiber tape to be used is within a range of 1 to 1.8 times that of the cage-like carbon fiber tape through this step and the shaping step (C) described later. If it is less than 1 time, the absolute amount of the resin to be impregnated is insufficient, and the carbon fiber bundle may not be sufficiently impregnated with the resin, and the effect of repair and reinforcement may be reduced. On the other hand, if it exceeds 1.8 times, the thickness of the resin layer exceeds 3 mm on average and exceeds 6 mm on the maximum, resulting in adhesive strength not being exhibited or variations in adhesive strength. May not be able to solve the problem. By forming the carbon fiber anchor with such a resin amount, an adhesive layer described later can be easily controlled within an average thickness of 0 to 3 mm and a maximum thickness of 0 to 6 mm.

(C)賦形工程
予め樹脂を含浸させた簾状炭素繊維テープを、被着体であるコンクリート構造物もしくは炭素繊維シートが樹脂で貼り付けられたコンクリート構造物の上で、扇形状に賦形した扇部と棒状に集束した埋込部とを形成する炭素繊維アンカーを形成する。
(C) Shaping process Shaped carbon fiber tape impregnated with resin in advance in the shape of a fan on a concrete structure that is an adherend or a concrete structure with a carbon fiber sheet affixed with resin. A carbon fiber anchor is formed which forms the fan part and the embedded part concentrated in a rod shape.

本工程において、前記簾状炭素繊維テープを積層体として炭素繊維アンカーを形成する場合、一層ずつ簾状炭素繊維テープを前記被着体にそれぞれ積層して、特定層の炭素繊維束の一部が他層にそれぞれ入り込むように炭素繊維アンカーを形成するのが好ましい。ここで、積層体は、一枚の簾状炭素繊維テープを折り畳んで積層したものでもよいし、複数枚の簾状炭素繊維テープを重ねて積層したものでもよい。現場での作業性を鑑みると、作業効率を高くできる前者の方がより好ましい。一方、優れた補修補強効果の発現を狙う場合には、後者の方が好ましく、炭素繊維アンカーを使用する狙いにより適宜使い分けることができる。   In this step, when forming the carbon fiber anchor using the saddle-like carbon fiber tape as a laminate, the saddle-like carbon fiber tape is laminated on the adherend one by one, and a part of the carbon fiber bundle of the specific layer is formed. It is preferable to form the carbon fiber anchor so as to enter each of the other layers. Here, the laminate may be obtained by folding and laminating a single bowl-like carbon fiber tape, or may be a laminate of a plurality of bowl-like carbon fiber tapes. In view of workability at the site, the former, which can improve work efficiency, is more preferable. On the other hand, when aiming at the expression of an excellent repair and reinforcement effect, the latter is preferable, and can be properly used depending on the purpose of using the carbon fiber anchor.

本工程において、前記簾状炭素繊維テープを積層体として炭素繊維アンカーを形成する場合、簾状炭素繊維テープのそれぞれ1層ずつ、樹脂を再塗布して炭素繊維アンカーを形成するのが好ましい。かかる手順で炭素繊維アンカーを形成することにより、後述の接着層を、平均厚が0〜3mmの範囲内、最大厚が0〜6mmの範囲内に容易に制御することができる。より好ましくは平均厚0.1〜2.5mmの範囲内、最大厚が1〜5mmの範囲内、更に好ましくは、平均厚0.5〜2mmの範囲内、最大厚が1.5〜4mmの範囲内である。   In this step, when forming a carbon fiber anchor using the saddle-like carbon fiber tape as a laminate, it is preferable to form a carbon fiber anchor by re-applying a resin for each layer of the saddle-like carbon fiber tape. By forming the carbon fiber anchor by such a procedure, an adhesive layer described later can be easily controlled within an average thickness of 0 to 3 mm and a maximum thickness of 0 to 6 mm. More preferably, the average thickness is in the range of 0.1 to 2.5 mm, the maximum thickness is in the range of 1 to 5 mm, and still more preferably, the average thickness is in the range of 0.5 to 2 mm, and the maximum thickness is 1.5 to 4 mm. Within range.

また、本工程において、前記簾状炭素繊維テープをテープ幅方向に伸縮させて所定の被着体の範囲内に炭素繊維束の本数に調整して炭素繊維アンカーを形成するのが好ましい。上述の簾状炭素繊維テープを用いることにより、容易にテープ幅方向に伸縮させることができるため、簾状炭素繊維テープとして被着体を補修補強する際に、形態保持性や、樹脂を含浸した後の炭素繊維アンカーへの賦形を容易にすることができる。   Further, in this step, it is preferable that the carbon fiber anchors are formed by adjusting the number of carbon fiber bundles within a predetermined adherend by expanding and contracting the cage-like carbon fiber tape in the tape width direction. By using the above-mentioned saddle-like carbon fiber tape, it can be easily expanded and contracted in the tape width direction. Therefore, when repairing and reinforcing the adherend as a saddle-like carbon fiber tape, it is impregnated with form retainability and resin. The subsequent shaping to the carbon fiber anchor can be facilitated.

前記簾状炭素繊維テープを所定長さに裁断し、賦形して形成した炭素繊維アンカーにおいて、所定長さの内で、扇部と埋込部とをどの程度の比率にするかは、被着体の構造等により適宜選択することができる。接着強度のバランスを取る観点からは、扇部での接着強度と埋込部での引抜強度とのバランスを取った比率で、所定長さを扇部と埋込部とに分配するのが好ましい。また、接着強度を高める観点からは、扇部において扇部先端または扇根元、特に扇部根元の幅を可能な限り広くすることが有効であり、本発明において扇部根元の幅を2〜5cmの範囲内にする態様が好ましく、より好ましくは3〜4cmの範囲内である。   In the carbon fiber anchor formed by cutting and shaping the cage-like carbon fiber tape into a predetermined length, the ratio of the fan portion and the embedded portion within the predetermined length is determined by the covering. It can be appropriately selected depending on the structure of the kimono. From the viewpoint of balancing the adhesive strength, it is preferable to distribute the predetermined length between the fan portion and the embedded portion at a ratio that balances the adhesive strength at the fan portion and the drawing strength at the embedded portion. . From the viewpoint of increasing the adhesive strength, it is effective to widen the width of the fan tip or fan root, particularly the fan root at the fan portion as much as possible. In the present invention, the width of the fan root is 2 to 5 cm. The aspect which makes it in the range of is preferable, More preferably, it exists in the range of 3-4 cm.

(D)接着工程
前記炭素繊維アンカーと被着体との間に接着層を形成し、前記接着層の平均厚が0〜3mmの範囲内、最大厚が0〜6mmの範囲内とする。平均厚が3mmおよび最大厚が6mmを越えると、接着構造に負荷(主にせん断負荷)がかかった場合、接着層において樹脂の凝集破壊が発生して、優れた接着強度すなわち補修補強効果が高く発現しない。本発明の範囲に接着層が形成されていると、樹脂の凝集破壊が抑制され、主に被着体での界面(場合によっては炭素繊維アンカー中の炭素繊維束の界面)で破壊が発生して、優れた接着強度すなわち補修補強効果が高く発現するのである。
(D) Adhesion process An adhesion layer is formed between the carbon fiber anchor and the adherend, and the average thickness of the adhesion layer is in the range of 0 to 3 mm, and the maximum thickness is in the range of 0 to 6 mm. When the average thickness exceeds 3 mm and the maximum thickness exceeds 6 mm, when a load (mainly shear load) is applied to the adhesive structure, cohesive failure of the resin occurs in the adhesive layer, and the excellent adhesive strength, that is, the repair and reinforcement effect is high. Not expressed. If the adhesive layer is formed within the scope of the present invention, the cohesive failure of the resin is suppressed, and the failure mainly occurs at the interface of the adherend (in some cases, the interface of the carbon fiber bundle in the carbon fiber anchor). Thus, excellent adhesive strength, that is, a repair and reinforcement effect is exhibited at a high level.

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。本発明の実施例では、次の材料を用いた。
炭素繊維束:PAN系炭素繊維束(東レ株式会社製“トレカ”、引張強度4,900MPa、引張弾性率230GPa、フィラメント数24,000本、トータル繊度1,650TEX)
補助繊維糸条:ポリエステル繊維の捲縮加工糸(東レ株式会社製“テトロン”、フィラメント数10本、繊度3.3TEX、融点255℃、ウーリ加工糸)
目どめ用繊維:共重合ポリアミド繊維(東レ株式会社製“エルダー”、繊度3.3TEX、融点110℃)
常温硬化タイプのエポキシ樹脂:東レ株式会社製“TSレジンSRCF”
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. In the examples of the present invention, the following materials were used.
Carbon fiber bundle: PAN-based carbon fiber bundle (“Torayca” manufactured by Toray Industries, Inc., tensile strength 4,900 MPa, tensile elastic modulus 230 GPa, number of filaments 24,000, total fineness 1,650 TEX)
Auxiliary fiber yarn: Crimped yarn of polyester fiber ("Tetron" manufactured by Toray Industries, Inc., 10 filaments, fineness 3.3TEX, melting point 255 ° C, woolen yarn)
Awakening fiber: Copolyamide fiber (“Elder” manufactured by Toray Industries, Inc., fineness 3.3 TEX, melting point 110 ° C.)
Room temperature curing type epoxy resin: “TS Resin SRCF” manufactured by Toray Industries, Inc.

(実施例1)
たて挿入糸として炭素繊維束に、上記の目どめ用繊維を引き揃えた目どめ炭素繊維束(38本)を用意した。上記の補助繊維(配列密度1.9本/cm)を地編糸として鎖編組織を形成しながら、それぞれの鎖編組織に目どめ炭素繊維束の1本(配列密度1.9本/cm)をたて挿入し、上記の補助繊維(配列密度1.9本/cm)をよこ挿入糸として、図4のように鎖編組織は7コース/cmで、よこ挿入糸は隣り合う鎖編組織の間を3コースで1往復する頻度で経編組織を形成させて製編した。製編後に編機巻取前で150℃の温度に加熱して、目どめ用繊維のみを溶融させて目どめした。
Example 1
As a warp insertion thread, a carbon fiber bundle (38 fibers) was prepared, in which the above-mentioned fibers for alignment were aligned with the carbon fiber bundle. While forming a chain knitting structure using the above auxiliary fibers (arrangement density of 1.9 / cm) as a ground knitting yarn, each of the chain knitting structures is awakened with one carbon fiber bundle (arrangement density of 1.9 / cm cm) and the above auxiliary fibers (arrangement density 1.9 / cm) as the weft insertion thread, the chain stitch structure is 7 courses / cm as shown in FIG. 4, and the weft insertion thread is the adjacent chain. A warp knitting structure was formed at a frequency of one reciprocation between three knitting structures and knitted. After knitting and before winding on the knitting machine, it was heated to a temperature of 150 ° C., and only the fiber for crushing was melted and clogged.

得られた簾状炭素繊維テープは、目どめ炭素繊維束1本と地編糸の補助繊維2の1本とがよこ挿入糸の補助繊維により一体化された経織組織を構成しており、炭素繊維束同士の隙間は3mmで、形態保持性や取扱性だけでなく、柔軟性にも優れていた。また、目どめ用繊維により鎖編組織が目どめされ、取扱時の組織くずれや裁断時の解れを抑制していた。   The obtained cocoon-like carbon fiber tape constitutes a warp woven structure in which one carbon fiber bundle and one auxiliary fiber 2 of the ground knitting yarn are integrated with auxiliary fibers of the weft insertion yarn. The gap between the carbon fiber bundles was 3 mm, which was excellent not only in form retention and handling properties but also in flexibility. In addition, the chain stitch structure is struck by the squeezing fiber, which suppresses the breakage of the structure at the time of handling and the unraveling at the time of cutting.

図7は、本発明の実施例における継手試験片70の一実施態様を示す概略平面図である。
幅10cm×長60cmの鋼板9aの上に、炭素繊維シート9b(東レ株式会社製“トレカ”クロスUT70−30)を幅10cm×長40cmに裁断して、長手方向を炭素繊維束の配向方向として、鋼板9aの一方の端部を基準にして上記の常温硬化タイプのエポキシ樹脂を用いて、ハンドレイアップで2枚貼り付けた。
FIG. 7 is a schematic plan view showing one embodiment of the joint test piece 70 in the embodiment of the present invention.
A carbon fiber sheet 9b ("Torayca" cross UT70-30 manufactured by Toray Industries, Inc.) is cut into a width of 10 cm and a length of 40 cm on a steel sheet 9a having a width of 10 cm and a length of 60 cm, and the longitudinal direction is set as the orientation direction of the carbon fiber bundle. Then, two sheets were attached by hand lay-up using the normal temperature curing type epoxy resin based on one end of the steel plate 9a.

次に、管状体に巻かれた前記簾状炭素繊維テープを解舒し、無外力の静置幅21cm(外力を与えた時の最大幅24cm)×長40cmで裁断し、上記の簾状炭素繊維テープと同じエポキシ樹脂を用いて予め含浸させた。鋼板9aに貼り付けた炭素繊維シート9b(樹脂を1日間養生)を被着体として、予め樹脂を含浸させた簾状炭素繊維テープを幅方向に折り畳んで2層の積層体(幅10cm)として、幅10cm×長20cmの扇形状に賦形した扇部72と、幅3cm×長20cmの棒状に集束した埋込部73とを形成した。その際に、鋼板の一方の端部を基準に貼り付けた炭素繊維シートと同じ端部側に埋込部73が配置するように扇部72を形成し、炭素繊維アンカー71を形成した。用いた樹脂の重量は、簾状炭素繊維テープの1.5倍で、積層する簾状炭素繊維テープはそれぞれの層について樹脂を再塗布して炭素繊維アンカーを形成した。   Next, the cage-like carbon fiber tape wound around a tubular body is unwound and cut into a stationary width of 21 cm (maximum width when an external force is applied) × 40 cm in length. It was impregnated in advance using the same epoxy resin as the fiber tape. A carbon fiber sheet 9b (resin cured for 1 day) affixed to the steel plate 9a is used as an adherend, and a saddle-like carbon fiber tape impregnated with resin in advance is folded in the width direction to form a two-layer laminate (width 10 cm). A fan part 72 shaped into a fan shape having a width of 10 cm and a length of 20 cm and an embedding part 73 converged in a rod shape having a width of 3 cm and a length of 20 cm were formed. In that case, the fan part 72 was formed so that the embedding part 73 might be arrange | positioned on the same edge part side as the carbon fiber sheet affixed on the basis of one edge part of a steel plate, and the carbon fiber anchor 71 was formed. The weight of the resin used was 1.5 times that of the cage-like carbon fiber tape, and the laminate-like cage-like carbon fiber tape was re-coated with the resin for each layer to form a carbon fiber anchor.

簾状炭素繊維テープは、炭素繊維アンカーを形成する際に、伸縮性の大きい補助繊維で炭素繊維束が簾状になるように集束されており、特にテープ幅方向が屈曲する場合(例えば積層など)や伸縮させる場合の賦形性に非常に優れ、また、炭素繊維束がきれいに配向でき、その真直性にも非常に優れていた(炭素繊維糸条の中心線が、たて方向に対してよこ方向の振幅が2mm以内)。そのため、結果的に品位に非常に優れた炭素繊維アンカーが得られた。   When forming a carbon fiber anchor, the cage-like carbon fiber tape is bundled so that the carbon fiber bundle is a cage-like shape with auxiliary fibers having a large stretchability, and particularly when the tape width direction is bent (for example, lamination) ) And the shapeability when expanding and contracting, and the carbon fiber bundle can be neatly oriented and its straightness is also very good (the center line of the carbon fiber yarn is perpendicular to the vertical direction) The amplitude in the horizontal direction is within 2 mm). Therefore, as a result, a carbon fiber anchor excellent in quality was obtained.

樹脂を13日間養生して、得られた接着構造の接着層厚みを測定したところ、平均厚が1.6mm、最大厚が3.5mmであった。また、積層した簾状炭素繊維テープは、それぞれの炭素繊維束が他層にそれぞれ入り込んでいる図6に示すような態様であった。更に、炭素繊維アンカー71中の炭素繊維束の扁平率が1.2であり、その平均長径が2.2mmであった。一方、貼り付けられた炭素繊維シート9b中の炭素繊維束の扁平率が4で、その短径に相当する平均厚が0.3mmであった。   The resin was cured for 13 days, and the adhesive layer thickness of the obtained adhesive structure was measured. The average thickness was 1.6 mm, and the maximum thickness was 3.5 mm. Moreover, the laminated saddle-like carbon fiber tape had an embodiment as shown in FIG. 6 in which the respective carbon fiber bundles entered the other layers. Furthermore, the flatness of the carbon fiber bundle in the carbon fiber anchor 71 was 1.2, and the average major axis was 2.2 mm. On the other hand, the flatness of the carbon fiber bundle in the bonded carbon fiber sheet 9b was 4, and the average thickness corresponding to the minor axis was 0.3 mm.

この試験片70を用いて、継手試験(鋼板9aのもう一方の端部と、炭素繊維アンカー埋込部とを引張、接着層にせん断を負荷する)を5体行った結果、破断荷重が平均125kN、標準偏差7.9kNと、極めて高い接着強度および低い標準偏差(高い安定性)の発現を確認できた。   Using this test piece 70, five joint tests (tensile on the other end of the steel plate 9a and the carbon fiber anchor embedded portion and applying shear to the adhesive layer) were conducted, and as a result, the breaking load was averaged. The expression of 125 kN, standard deviation 7.9 kN, extremely high adhesive strength and low standard deviation (high stability) could be confirmed.

(実施例2)
実施例1での目どめ用繊維を用いず、製編後に編機巻取前で150℃の温度に加熱しない点を除いて、実施例1と同様にして簾状炭素繊維テープを得た。得られた簾状炭素繊維テープは、目どめされていないため実施例1のものほど取扱時の組織くずれや裁断時の解れ抑制はできなかったが、使用に耐えられるレベルであった。また、目どめがない分、実施例1のものよりは柔軟性には優れていた。
(Example 2)
A cage-like carbon fiber tape was obtained in the same manner as in Example 1 except that the fiber for squeezing in Example 1 was not used and it was not heated to a temperature of 150 ° C. after knitting but before winding of the knitting machine. . Since the obtained cage-like carbon fiber tape was not agitated, it was not as good as that of Example 1 in suppressing tissue breakage during handling and cracking during cutting, but it was at a level that could withstand use. Moreover, since there was no awakening, it was more flexible than that of Example 1.

また、実施例1では簾状炭素繊維テープを折り畳んで2層の積層体とした炭素繊維アンカー71を形成したが、実施例2では簾状炭素繊維テープを積層させずに、簾状炭素繊維テープの幅方向の伸縮性を活かして幅方向に幅10cmに縮めて、1層の炭素繊維アンカーを形成した。実施例1と同様に、伸縮させる場合の賦形性に非常に優れ、また、炭素繊維束がきれいに配向でき、その真直性にも非常に優れていた(炭素繊維糸条の中心線が、たて方向に対してよこ方向の振幅が2mm以内)。そのため、結果的に品位に非常に優れた炭素繊維アンカーが得られた。   Further, in Example 1, the carbon fiber anchor 71 was formed by folding the bowl-shaped carbon fiber tape to form a two-layer laminate. In Example 2, the bowl-shaped carbon fiber tape was not laminated, but the bowl-shaped carbon fiber tape was not laminated. Taking advantage of the stretchability in the width direction, a one-layer carbon fiber anchor was formed by shrinking to a width of 10 cm in the width direction. As in Example 1, the shapeability when stretched was very excellent, the carbon fiber bundle could be neatly oriented, and its straightness was also very good (the center line of the carbon fiber yarn was The amplitude in the horizontal direction with respect to the direction is within 2 mm). Therefore, as a result, a carbon fiber anchor excellent in quality was obtained.

得られた接着構造の接着層厚みを測定したところ、平均厚が1.9mm、最大厚が4mmであった。また、炭素繊維アンカー71中の炭素繊維束の扁平率が1.2であり、その平均長径が2.1mmであった。   When the adhesive layer thickness of the obtained adhesive structure was measured, the average thickness was 1.9 mm, and the maximum thickness was 4 mm. The flatness of the carbon fiber bundle in the carbon fiber anchor 71 was 1.2, and the average major axis was 2.1 mm.

(参考例1〜7)
実施例2と同様にして、鎖編組織を4、5、6、7、8、9、10コース/cmで形成させて製編して簾状炭素繊維テープ7種類を得た(順に参考例1〜7)。この7種類をそれぞれ、上記の常温硬化タイプのエポキシ樹脂を用いて、ハンドレイアップで1枚を含浸させ、幅10cm×長20cmの矩形状に賦形して樹脂を13日間養生し、簾状炭素繊維テープの引張試験用試験片を成形した。これを用いて、JIS−A1191−2004(コンクリート補強用連続繊維シートの引張試験方法)に従って弾性率を測定した結果、順に158、251、257、260、253、257、251GPaとなった。すなわち、5〜10コース/cm、より好ましくは6〜9コース/cmの範囲内で極めて高い弾性率の発現、すなわち優れた炭素繊維束の真直性を確認できた。
なお、経編組織を11コース/cmで製編した場合、生産速度が極端に遅くなりすぎる問題があったため、弾性率の測定には供さなかった。
(Reference Examples 1-7)
In the same manner as in Example 2, the chain knitting structure was formed at 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 course / cm and knitted to obtain 7 types of saddle-like carbon fiber tapes (in order of reference example) 1-7). Each of these seven types was impregnated with one of the above room temperature curing type epoxy resins by hand lay-up, shaped into a rectangular shape with a width of 10 cm and a length of 20 cm, and the resin was cured for 13 days. A carbon fiber tape tensile test specimen was molded. Using this, the elastic modulus was measured in accordance with JIS-A1191-2004 (tensile test method for continuous fiber sheet for concrete reinforcement), and the results were 158, 251, 257, 260, 253, 257, and 251 GPa in order. That is, it was confirmed that an extremely high elastic modulus, that is, excellent straightness of the carbon fiber bundle, was obtained within the range of 5 to 10 course / cm, more preferably 6 to 9 course / cm.
In addition, when the warp knitting structure was knitted at 11 courses / cm, there was a problem that the production speed was extremely slow, so that it was not used for measuring the elastic modulus.

(比較例1)
実施例2での鎖編組織を3コース/cmで形成させて製編した点を除いて、実施例2と同様にして簾状炭素繊維テープを得た。得られた簾状炭素繊維テープは、経編組織のコースが粗く炭素繊維束の拘束が緩いため、実施例2に比べて柔軟性が大きすぎてコシが不足し、形態保持性や取扱性に劣っただけでなく、炭素繊維束の真直性にも劣った。
(Comparative Example 1)
A cage-like carbon fiber tape was obtained in the same manner as in Example 2 except that the chain stitch structure in Example 2 was formed at 3 courses / cm and knitted. The obtained cage-like carbon fiber tape has a coarse warp knitting structure and loose carbon fiber bundle restraint, so that the flexibility is too large and the stiffness is insufficient compared to Example 2, and the form retainability and handleability are improved. Not only was it inferior, but the straightness of the carbon fiber bundle was also inferior.

また、実施例2と同様にして炭素繊維アンカーを形成したが、炭素繊維束の真直性に劣り(炭素繊維糸条の中心線が、たて方向に対してよこ方向の振幅が3mm以上)、結果的に品位に劣った炭素繊維アンカーしか得られなかった。   Further, a carbon fiber anchor was formed in the same manner as in Example 2, but the straightness of the carbon fiber bundle was inferior (the center line of the carbon fiber yarn had an amplitude of 3 mm or more in the transverse direction with respect to the warp direction), As a result, only carbon fiber anchors with poor quality were obtained.

得られた接着構造の接着層厚みを測定したところ、平均厚が3.5mm、最大厚が5.7mmであった。また、炭素繊維アンカー71中の炭素繊維束の扁平率は2.1であり、その平均長径が3.3mmであった。   When the adhesive layer thickness of the obtained adhesive structure was measured, the average thickness was 3.5 mm, and the maximum thickness was 5.7 mm. The flatness of the carbon fiber bundle in the carbon fiber anchor 71 was 2.1, and the average major axis was 3.3 mm.

更に、実施例1と同様にして得た試験片を用いて、継手試験を5体行った結果、破断荷重が平均70kN、標準偏差17.3kNと、極めて低い接着強度および高い標準偏差(低い安定性、大きなバラツキ)が発現し、実施例1に比べて大幅に劣ることを確認できた。   Further, five joint tests were conducted using the test pieces obtained in the same manner as in Example 1. As a result, the breaking load averaged 70 kN, standard deviation 17.3 kN, extremely low adhesive strength and high standard deviation (low stability) It was confirmed that the properties were significantly inferior to those of Example 1.

(比較例2)
炭素繊維束をたて糸、補助繊維をよこ糸として、実施例1、2と同じ配列ピッチで平織組織にて炭素繊維テープ(平織物)を得た。得られた平織物は、炭素繊維束が集束できずに簾状にならず、炭素繊維束が目ずれして組織がくずれ易く、形態保持性や取扱性に劣っていた。
(Comparative Example 2)
A carbon fiber tape (plain fabric) was obtained in a plain weave structure with the same arrangement pitch as in Examples 1 and 2, using the carbon fiber bundle as the warp and the auxiliary fiber as the weft. The obtained plain woven fabric could not be bundled because the carbon fiber bundles could not be converged, the carbon fiber bundles were misaligned, the structure was easily broken, and the shape retention and handling properties were inferior.

次に、上記の炭素繊維平織物を用いて、実施例1と同様にして炭素繊維アンカーを形成しようとしたが、樹脂をハンドレイアップで含浸するとき、炭素繊維テープが簾状になっていないため炭素繊維束の配列が乱れ易く、実施例1および実施例2に比べて大幅に取扱性、賦形性に劣っただけでなく、炭素繊維糸条をきれいに配向できずに、その真直性にも大きく劣った。そのため、結果的に得られた炭素繊維アンカーの品位が劣り、綺麗な扇状部や埋込部を形成できなかった。   Next, an attempt was made to form a carbon fiber anchor in the same manner as in Example 1 using the above-described carbon fiber plain fabric, but when the resin was impregnated by hand layup, the carbon fiber tape was not wrinkled. Therefore, the arrangement of the carbon fiber bundles is likely to be disturbed, and not only the handling property and the shapeability are significantly inferior to those of Example 1 and Example 2, but also the carbon fiber yarns cannot be neatly aligned and the straightness thereof is improved. Also greatly inferior. For this reason, the quality of the carbon fiber anchor obtained as a result was inferior, and a beautiful fan-shaped part or embedded part could not be formed.

本発明の炭素繊維アンカーの接着構造によると、特に高い接着強度などの優れた補修補強効果を発現することができる。また、前記簾状炭素繊維テープを用いることにより、織物の柔軟性、取扱性および賦形性(特に簾状炭素繊維テープ幅方向の賦形性)に優れ、力学特性に優れた複合材料が得られるため、コンクリート構造物や建築物の補修補強など、表面に接着する補修補強材として特に好適であり、土木建築分野、特に建築分野の補修補強材として有用である。   According to the adhesion structure of the carbon fiber anchor of the present invention, an excellent repair and reinforcement effect such as particularly high adhesive strength can be exhibited. In addition, by using the cage-like carbon fiber tape, a composite material having excellent woven fabric flexibility, handleability and shapeability (particularly shapeability in the width direction of the cage-like carbon fiber tape) and excellent mechanical properties can be obtained. Therefore, it is particularly suitable as a repair reinforcing material that adheres to the surface, such as repair and reinforcement of a concrete structure or a building, and is useful as a repair reinforcing material in the field of civil engineering and construction, particularly in the construction field.

本発明の一実施態様に係る、被着体を補修補強した接着構造の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of the adhesion structure which repaired and reinforced the adherend according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施態様に係る炭素繊維アンカーの概略平面図である。It is a schematic plan view of the carbon fiber anchor which concerns on one embodiment of this invention. 本発明の別の実施態様に係る炭素繊維アンカーの概略平面図である。It is a schematic plan view of the carbon fiber anchor which concerns on another embodiment of this invention. 本発明において用いる簾状炭素繊維テープの一実施態様を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows one embodiment of the cage-like carbon fiber tape used in this invention. 本発明の一実施態様に係る炭素繊維アンカーの接着構造の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the adhesion structure of the carbon fiber anchor concerning one embodiment of the present invention. 本発明の別の実施態様に係る炭素繊維アンカーの接着構造の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the adhesion structure of the carbon fiber anchor which concerns on another embodiment of this invention. 本発明の実施例における継手試験片を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the joint test piece in the Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1a 柱(コンクリート構造物)
1b 壁(コンクリート構造物)
1c、9b 樹脂で貼り付けられた炭素繊維シート
2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g、2h、2i たて挿入糸(炭素繊維束)
3a、3b、3c 地編糸(補助繊維)
4a、4b、4c、4d、4e、4f、4g、4h、4i よこ挿入糸(補助繊維)
5a、5b 樹脂
6a、6b 炭素繊維アンカー中の炭素繊維束
6a’、6b’ 炭素繊維アンカー中の炭素繊維束のうち、接着層厚の測定に関わる炭素繊維束
6c 柱に樹脂で貼り付けられた炭素繊維シート中の炭素繊維束
7a、7c 炭素繊維アンカーの下端
7b、7d 被着体の上端
8 接着層
8a、8b 接着層の最大厚
9a 鋼板
10、50、60 接着構造
20、30、71 炭素繊維アンカー
21、23、31、72 扇部
22、32、73 埋込部
40、61、62 簾状炭素繊維テープ
70 継手試験片
La 簾状炭素繊維テープの地編糸のピッチ
1a Pillar (concrete structure)
1b Wall (concrete structure)
1c, 9b Carbon fiber sheets 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g, 2h, 2i, warp insertion yarn (carbon fiber bundle)
3a, 3b, 3c Ground knitting yarn (auxiliary fiber)
4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g, 4h, 4i Weft insertion thread (auxiliary fiber)
5a, 5b Resins 6a, 6b Carbon fiber bundles 6a 'and 6b' in carbon fiber anchors Among carbon fiber bundles in carbon fiber anchors, carbon fiber bundles 6c related to the measurement of the adhesive layer thickness were pasted with resin. Carbon fiber bundles 7a, 7c in carbon fiber sheet Lower end 7b, 7d of carbon fiber anchor Upper end 8 of adherend Adhesive layer 8a, 8b Maximum thickness of adhesive layer 9a Steel plate 10, 50, 60 Adhesive structure 20, 30, 71 Carbon Fiber anchor 21, 23, 31, 72 Fan section 22, 32, 73 Embedded section 40, 61, 62 Saddle-like carbon fiber tape 70 Joint test piece La Pitch of ground knitting yarn of bowl-like carbon fiber tape

Claims (12)

炭素繊維アンカーを、被着体であるコンクリート構造物もしくはコンクリート構造物に貼り付けられた炭素繊維シートに接着させた接着構造であって、前記炭素繊維アンカーが、炭素繊維束を一方向に並行して配列した簾状炭素繊維テープを樹脂で含浸して、扇形状に賦形した扇部と棒状に集束した埋込部とを有する形状に形成されており、前記炭素繊維アンカーと前記被着体とが前記樹脂により接着されて接着層を形成しており、前記接着層の平均厚が0〜3mmの範囲内、最大厚が0〜6mmの範囲内であることを特徴とする、炭素繊維アンカーの接着構造。   It is an adhesive structure in which a carbon fiber anchor is bonded to a concrete structure that is an adherend or a carbon fiber sheet attached to a concrete structure, and the carbon fiber anchor has a carbon fiber bundle aligned in one direction. The carbon fiber anchor and the adherend are formed by impregnating a cage-like carbon fiber tape arranged with a resin with a resin to form a fan-shaped fan part and a bar-shaped embedded part. Are bonded by the resin to form an adhesive layer, and the carbon fiber anchor is characterized in that the average thickness of the adhesive layer is in the range of 0 to 3 mm and the maximum thickness is in the range of 0 to 6 mm. Adhesive structure. 前記炭素繊維アンカーが簾状炭素繊維テープの積層体で構成され、接着された炭素繊維アンカーにおいて、特定層の炭素繊維束の一部が他層に入り込んでいる、請求項1に記載の炭素繊維アンカーの接着構造。   2. The carbon fiber according to claim 1, wherein the carbon fiber anchor is composed of a laminate of cage-like carbon fiber tapes, and in the bonded carbon fiber anchor, a part of a carbon fiber bundle of a specific layer enters another layer. Anchor adhesion structure. 前記簾状炭素繊維テープが、補助繊維の地編糸およびよこ挿入糸、ならびに、炭素繊維のたて挿入糸からなる経編テープであって、前記地編糸が鎖編組織を形成し、前記鎖編組織にたて方向に挿入されるたて挿入糸として炭素繊維束が挿入され、隣り合う鎖編組織の間を行き来するよこ方向に挿入される合成繊維であるよこ挿入糸が前記鎖編組織を一体化して前記経編テープが形成されたものである、請求項1または2に記載の炭素繊維アンカーの接着構造。   The saddle-like carbon fiber tape is a warp knitting tape composed of an auxiliary fiber ground knitting yarn and a weft insertion yarn, and a carbon fiber warp insertion yarn, wherein the ground knitting yarn forms a chain stitch structure, A carbon fiber bundle is inserted as a warp insertion thread inserted into the chain stitch structure in the warp direction, and the weft insertion thread is a synthetic fiber inserted in the lateral direction between adjacent chain stitch structures. The carbon fiber anchor bonding structure according to claim 1 or 2, wherein the warp knitted tape is formed by integrating a tissue. 接着された炭素繊維アンカー中の炭素繊維束の扁平率が0.5以上2未満の形態を有し、その平均長径が3mm以下であり、かつ、コンクリート構造物に貼り付けられた前記炭素繊維シートが、炭素繊維束を一方向に並行して配列し、炭素繊維束を横切る方向に補助繊維で一体化されたものであり、貼り付けられた炭素繊維シート中の炭素繊維束の扁平率が2以上20以下の形態を有し、その短径に相当する平均厚が0.1mm以上0.5mm以下である、請求項1〜3のいずれかに記載の炭素繊維アンカーの接着構造。   The carbon fiber sheet having a form in which the flatness of the carbon fiber bundle in the bonded carbon fiber anchor is 0.5 or more and less than 2, the average major axis is 3 mm or less, and is attached to a concrete structure However, the carbon fiber bundles are arranged in parallel in one direction and integrated with auxiliary fibers in a direction crossing the carbon fiber bundle, and the flatness of the carbon fiber bundle in the bonded carbon fiber sheet is 2 The carbon fiber anchor bonding structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the carbon fiber anchor has a form of 20 or less and an average thickness corresponding to the minor axis is 0.1 mm or more and 0.5 mm or less. 前記簾状炭素繊維テープは、5〜10コース/cmの鎖編組織を有し、かつ、地編糸およびよこ挿入糸が合成繊維の捲縮加工糸である、請求項1〜4のいずれかに記載の炭素繊維アンカーの接着構造。   The crimped carbon fiber tape has a chain stitch structure of 5 to 10 course / cm, and the ground knitting yarn and the weft insertion yarn are crimped yarns of synthetic fibers. Bonding structure of carbon fiber anchor as described in 1. 前記簾状炭素繊維テープが、テープ幅方向に無外力で静置した時の静置幅W1と、テープ幅方向に外力を与えた時の最大テープ幅W0との比W1/W0=0.5〜0.95である、請求項1〜5のいずれかに記載の炭素繊維アンカーの接着構造。   The ratio W1 / W0 = 0.5 between the standing width W1 when the saddle-like carbon fiber tape is left with no external force in the tape width direction and the maximum tape width W0 when the external force is given in the tape width direction. The adhesion structure of the carbon fiber anchor in any one of Claims 1-5 which is -0.95. 前記簾状炭素繊維テープにおいて、補助繊維よりも融点が低い目どめ用繊維が、たて挿入糸にひき揃えられているか、たて挿入糸または地編糸にカバリング加工されており、前記目どめ用繊維が融着して鎖編組織を目どめしている、請求項1〜6のいずれかに記載の炭素繊維アンカーの接着構造。   In the saddle-like carbon fiber tape, the fiber for closing whose melting point is lower than that of the auxiliary fiber is aligned with the warp insertion yarn, or is covered with the warp insertion yarn or the ground knitting yarn. The adhesion structure of the carbon fiber anchor in any one of Claims 1-6 in which the fiber for dough fuse | melts and the chain-knitting structure is awakened. 請求項1〜7のいずれかに記載の炭素繊維アンカーの接着構造を形成するに際し、下記の(A)、(B)、(C)および(D)の工程を経ることを特徴とする、炭素繊維アンカーの接着構造の形成方法。
(A)管状体に巻かれた簾状炭素繊維テープを解舒し、所定長さで裁断する裁断工程
(B)裁断した前記簾状炭素繊維テープに予め樹脂を含浸させる含浸工程
(C)樹脂を含浸させた簾状炭素繊維テープを、被着体であるコンクリート構造物もしくはコンクリート構造物に貼り付けられた炭素繊維シートの上で、扇形状に賦形した扇部と棒状に集束した埋込部とを有する形状の炭素繊維アンカーを形成する賦形工程
(D)前記炭素繊維アンカーと被着体との間に前記樹脂による接着層を形成し、前記接着層の平均厚を0〜3mmの範囲内、最大厚を0〜6mmの範囲内とする接着工程
When forming the adhesion structure of the carbon fiber anchor according to any one of claims 1 to 7, carbon is characterized by undergoing the following steps (A), (B), (C) and (D). A method for forming an adhesive structure of a fiber anchor.
(A) A cutting step of unwinding the cage-like carbon fiber tape wound around the tubular body and cutting it at a predetermined length (B) An impregnation step of impregnating the cut cage-like carbon fiber tape with a resin in advance (C) resin Embedding a fan-shaped carbon fiber tape impregnated with a fan on a concrete structure that is an adherend or a carbon fiber sheet affixed to a concrete structure and fan-shaped fan parts and rods Forming step (D) forming a carbon fiber anchor having a shape having a portion, forming an adhesive layer of the resin between the carbon fiber anchor and the adherend, and an average thickness of the adhesive layer of 0 to 3 mm Adhesion process to make the maximum thickness within the range of 0-6mm within the range
前記賦形工程(C)において、前記簾状炭素繊維テープを積層して炭素繊維アンカーを形成するにあたり、一層ずつ簾状炭素繊維テープを前記被着体にそれぞれ積層して、特定層の炭素繊維束の一部が他層に入り込むように炭素繊維アンカーを形成する、請求項8に記載の炭素繊維アンカーの接着構造の形成方法。   In the shaping step (C), when forming the carbon fiber anchor by laminating the saddle-like carbon fiber tape, the saddle-like carbon fiber tape is laminated on the adherend one by one to form a specific layer of carbon fiber. The method for forming an adhesive structure of a carbon fiber anchor according to claim 8, wherein the carbon fiber anchor is formed so that a part of the bundle enters another layer. 前記賦形工程(C)において、前記簾状炭素繊維テープを積層して炭素繊維アンカーを形成するにあたり、簾状炭素繊維テープのそれぞれ1層ずつに対し、樹脂を再塗布して炭素繊維アンカーを形成する、請求項8または9に記載の炭素繊維アンカーの接着構造の形成方法。   In forming the carbon fiber anchor by laminating the cage carbon fiber tape in the shaping step (C), the resin is re-applied to each of the layers of the cage carbon fiber tape to form the carbon fiber anchor. The formation method of the adhesion structure of the carbon fiber anchor of Claim 8 or 9 formed. 前記含浸工程(B)および前記賦形工程(C)を通じて、用いる簾状炭素繊維テープの重量に対する樹脂の重量が、簾状炭素繊維テープの1〜1.8倍の範囲内である、請求項8〜10のいずれかに記載の炭素繊維アンカーの接着構造の形成方法。   Through the said impregnation process (B) and the said shaping process (C), the weight of the resin with respect to the weight of the cage carbon fiber tape to be used exists in the range of 1 to 1.8 times of the cage carbon fiber tape. The formation method of the adhesion structure of the carbon fiber anchor in any one of 8-10. 前記賦形工程(C)において、前記簾状炭素繊維テープをテープ幅方向に伸縮させて所定の被着体の寸法範囲内に入るように炭素繊維束の本数を調整して炭素繊維アンカーを形成する、請求項8〜11のいずれかに記載の炭素繊維アンカーの接着構造の形成方法。   In the shaping step (C), carbon fiber anchors are formed by adjusting the number of carbon fiber bundles so that the cage-like carbon fiber tape expands and contracts in the tape width direction and falls within a predetermined size range of the adherend. The formation method of the adhesion structure of the carbon fiber anchor in any one of Claims 8-11.
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