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JPH093745A - 補強繊維シートおよびコンクリート構造物 - Google Patents

補強繊維シートおよびコンクリート構造物

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JPH093745A
JPH093745A JP7151668A JP15166895A JPH093745A JP H093745 A JPH093745 A JP H093745A JP 7151668 A JP7151668 A JP 7151668A JP 15166895 A JP15166895 A JP 15166895A JP H093745 A JPH093745 A JP H093745A
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JP
Japan
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reinforcing fiber
fiber sheet
yarns
sheet according
concrete structure
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JP7151668A
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Akira Nishimura
明 西村
Kiyoshi Honma
清 本間
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Toray Industries Inc
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Abstract

(57)【要約】 【構成】多数本の補強繊維糸条が並行に配列してなるシ
ートにおいて、補強繊維以外の選ばれたチェック糸がま
ばらに配列していることを特徴とする補強繊維シート、
および、それが表面に接着されてなるコンクリート構造
物。 【効果】コンクリートに発生しているクラックを見逃す
ことなく、正確に劣化状態を点検することができる。ま
た、早期にコンクリート構造物の異常を発見することが
出来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、繊維強化プラスチック
に使用する補強繊維シート、および前記シートからなる
繊維強化プラスチック板ならびにコンクリート構造物に
関する。
【０００２】
【従来の技術】橋、トンネル、煙突や建物などのコンク
リート構造物は、長年の使用によりクンクリートの中性
化や錆の発生による劣化、通行する車両重量の緩和によ
る負荷の増大、地震による損傷やより大きな地震を想定
した耐震基準の見直しなどによって、補修・補強が必要
となってきている。さて、コンクリート構造物の劣化状
態の把握は、人間がコンクリートの表面状態、とくにク
ラックの進展状態や、その大きさを観察することによっ
て行われている。その観察は、広範囲にをわたり人間が
行うわけであるから、時によっては、クラックを見逃し
たりして不正確でありまた、大変な労力を必要とされ
る。
【０００３】さて、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、鋼板をコンクリートに接着させ
る鋼板補強工法が知られているが、鋼板は重く、取扱い
に困難を伴う。このようなことから最近、鉄よりも特性
に優れる、炭素繊維などの補強繊維に樹脂を含浸さた、
いわゆる繊維強化プラスチックで補強または補修する工
法が注目されている。しかしながら、たとえコンクリー
ト構造物を補強・補強しても、クンクリートの中性化や
錆の発生による劣化は進む。このコンクリート構造物
は、繊維強化プラスチックで覆われているので、コンク
リート表面が見えない。したがって、このコンクリート
構造物の劣化状態の把握も、人間の観察に拠らざるをえ
ないが、繊維強化プラスチックで覆われていない箇所で
のクンクリート表面の劣化状態の観察による推測や、繊
維強化プラスチックの状態変化の観察によらざるをえ
ず、不正確であるのみならず、コンクリート構造物の異
常の発見が遅れてしまうという問題がある。
【０００４】さて、何等かの原因で負荷されたことによ
るコンクリート構造物の歪みを、コンクリートに埋め込
んだ炭素繊維とガラス繊維からなるＦＲＰの、電気抵抗
の変化で検出する方法が、「強化プラスチックス」Vol.
41,No.4,p.16〜p.18（1995年）に記載されている。これ
は、引張り歪みが大きくなると炭素繊維の切断が段階的
に進み、電気抵抗が大きくなる原理を利用しようとする
ものであるが、樹脂の種類によっては炭素繊維の切断が
段階的に進まず、一気に切断してしまったり、また、樹
脂と繊維の割合によって、電気抵抗のレベルが異なるな
ど、再現性や信頼性といった点で問題があった。
【０００５】
【発明の解決しようとする課題】本発明は、このような
現状に着目し、簡単でかつ確実にコンクリートの劣化状
態が点検可能な補強繊維シートおよびそのシートからな
る繊維強化プラスチック板ならびにコンクリート構造物
を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、簡単にコンクリート構造物の劣化、異常状態を点検
可能な、コンクリート構造物の補強、補修の繊維材とし
ての補強繊維シート、およびそのシート繊維からなる強
化プラスチック板ならびに前記補強繊維シートや強化プ
ラスチック板で補強、補修されたコンクリート構造物が
提供される。
【０００７】本発明に係わる補強繊維シートを、具体的
な実施態様を図面を参照して説明する。図１は、本発明
の一実施態様に係わる補強繊維シートを示しており、図
において１は補強繊維糸条で、多数本の補強繊維糸条が
並行に配列し、チェック糸２が並行に配列している補強
繊維糸条の間に等間隔にまばらに配列し、これら補強繊
維糸条１および導電性糸条２に、細い補助糸３が一本交
互に交錯して織組織し、補強繊維シートを形成してい
る。
【０００８】本発明に用いる補強繊維は、マルチフイラ
メントからなる炭素繊維やポリアラミド繊維などの高強
度、高弾性率繊維であって、なかでも炭素繊維は耐薬品
性に優れ、長年使用してもコンクリートの強アルカリに
犯されることはない。また炭素繊維は繊維密度が小さい
ので、床版や床などのコンクリート構造物の下面をハン
ドレイアップ成形法で補修、補強するにあたって、未硬
化の樹脂含浸繊維シートが落下するようなこともないの
で好ましく用いられる。
【０００９】本発明に用いるチェック糸は、樹脂が含浸
し、樹脂が硬化した状態で透明または半透明性を示す繊
維であって、また、補強繊維の繊維配列乱れを防止する
意味合いから熱収縮率の小さな繊維である糸であること
が好ましく、好ましくは１００℃における乾熱収縮率が
０〜３％以下である。そのような繊維としてはガラス繊
維およびビニロン繊維のマルチフイラメント糸である。
【００１０】ガラス繊維またはビニロン繊維は、空気中
では光が乱反射して白く、不透明であるが、樹脂を含浸
し、これが硬化すると透明または半透明性を示す。ま
た、ガラス繊維またはビニロン繊維からなる繊維強化樹
脂が、剥離などで傷が付いたり破壊すると、光が乱反射
し、白く、不透明となる。
【００１１】本発明においては、コンクリート構造物に
接着している繊維強化プラスチックが、接着面でコンク
リートにヒビ割れが入ったり、繊維強化プラスチック板
がコンクリートから剥離すると繊維強化プラスチックの
チェック糸の部分が白化する。また、コンクリートの劣
化が進み、ヒビ割れが大きくなり、剥離した繊維強化プ
ラスチック板とコンクリートとの間に水が溜まるとチェ
ック糸の部分が黒ずんでくるので、観察によりコンクリ
ート構造物に接着させた繊維強化プラスチックが剥離し
て、もはや繊維強化プラスチック板による補強効果がな
くなっていることがわかるのである。したがって、チェ
ック糸の状態を観察し、異常を発見すれば繊維強化プラ
スチック板をコンクリートから完全に剥がし、補強繊維
シートで補強工事をし直せば元の状態に修復することが
出来、保全を完全に行うことができるのである。
【００１２】補強繊維シートの形態は、補強繊維糸条と
チェック糸がたて方向に配列し、よこ糸が細い補助糸で
織組織した一方向織物や、補強繊維糸条とチェック糸が
たて方向におよび／またはよこ方向に配列した二方向織
物であってよい。また、補強繊維シートの他の形態は、
補強繊維糸条とチェック糸を一方向に並行に配列しメッ
シュ状の支持材で荷担した一方向材であってよい。ま
た、織物や一方向材にあらかじめ樹脂を含浸したプリプ
レグなどのシート状の繊維材であってもよい。
【００１３】本発明におけるチェック糸は、本質的にコ
ンクリートの補強を担わせるものであるからして、多く
使用する必要はなく、補強繊維糸条に対する重量割合は
２〜３０％程度である。なお、補強繊維シートにおける
チェック糸の配列している幅があまり狭いと視察による
異常のチェックがしにくくなり、またあまり広いと部分
的に補強されない領域が出来てコンクリートの補強効果
を発揮出来なくなるので、２ｍｍ〜５０ｍｍ程度が好ま
しい。なお、チェック糸が１本で必要な幅が確保出来な
い場合は、チェック糸を引き揃えて補強繊維糸条間に配
列すればよい。補強繊維シートの繊維重量は、小さいと
成形の際の積層回数が増えるし、大きいと樹脂含浸が不
完全となるから１平方メートルあたり２００〜７００ｇ
程度が好ましい。また、補強繊維シートの幅は小さいと
成形回数が増えるし、大きいと取扱いが困難となるし、
また屋外の現場で成形すると風で積層位置を決めにくい
などの問題が発生するので２０〜１００ｃｍ程度が好ま
しい。
【００１４】プリプレグのマトリックスとなる樹脂は、
エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステ
ル樹脂やフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂が用いられ
るが、なかでもエポキシ樹脂は、接着力が大きく耐アル
カリ性に優れるので好ましい。なお、マトリックス樹脂
は熱硬化性樹脂に限定する必要はなく、ナイロン樹脂、
ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン樹脂、塩化
ビニルエステル樹脂、ポリウレタン樹脂などの熱可塑性
樹脂であってもよい。
【００１５】このような補強繊維シートは、あらかじめ
繊維強化プラスチック板に成形してコンクリートと接着
剤で接着させてよいし、また、補修、補強しようとする
コンクリート構造物に、常温硬化型の樹脂を塗布し、そ
の上に補強繊維シート置き、さらにその上に常温硬化型
の樹脂を塗布したのち、含浸ローラがけして補強繊維シ
ートに樹脂含浸し、必要に応じてこれを繰り返し、樹脂
を常温硬化させる現場施工であってもよい。なお、本発
明の目的を達成するためには、何枚も積層する場合、各
補強繊維シートのチェック糸の部分が重なり合うように
成形することが必要である。
【００１６】図２〜図６は本発明のコンクリート構造物
の実施例を説明する図で、図２は橋脚４、図３は橋げた
５、図４は床版６、図５は煙突７のコンクリートの外表
面に、図６はトンネル８内面のコンクリートの外表面
に、繊維強化プラスチック９が接着している状態を示し
ている。これら実施例では一方向織物の補強繊維シート
１０の繊維軸方向が１層づつコンクリート構造物の長さ
方向と幅方向になるように積層し成形されているが、こ
れら積層枚数や積層方向は適宜必要に応じて決めればよ
い。
【００１７】
【発明の効果】本発明の補強繊維シートはチェック糸を
含んでいるので、たとえば、コンクリート構造物の補修
・補強のための繊維強化プラスチックの繊維材として使
用すれば、コンクリート接着している繊維強化プラスチ
ックが、接着面でコンクリートにヒビ割れが入ったり、
繊維強化プラスチック板がコンクリートから剥離すると
繊維強化プラスチックのチェック糸の部分が白化する。
また、コンクリートの劣化が進み、ヒビ割れが大きくな
り、剥離した繊維強化プラスチック板とコンクリートと
の間に水が溜まるとチェック糸の部分が黒ずんでくるの
で、外部から観察されない繊維強化プラスチック被覆の
コンクリート構造物の劣化状態を簡単に観察することが
出来る。しかも異常を早期に発見することが可能となる
のである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様に係る補強繊維シートの斜
視図である。
【図２】本発明のコンクリート構造物の具体的実施例を
説明する図である。
【図３】本発明のコンクリート構造物の具体的実施例を
説明する図である。
【図４】本発明のコンクリート構造物の具体的実施例を
説明する図である。
【図５】本発明のコンクリート構造物の具体的実施例を
説明する図である。
【図６】本発明のコンクリート構造物の具体的実施例を
説明する図である。
【符号の説明】
１：補強繊維糸条 ２：チェック糸 ３：補助糸 ４：橋脚 ５：橋げた ６：床版 ７：煙突 ８：トンネル ９：繊維強化プラスチック １０：一方向織物の補強繊維シート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｅ０４Ｇ 23/02 Ｅ０４Ｇ 23/02 Ｆ Ｅ Ｅ２１Ｄ 11/10 Ｅ２１Ｄ 11/10 Ｚ

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】多数本の補強繊維糸条が並行に配列してな
    るシートにおいて、補強繊維以外の選ばれたチェック糸
    がまばらに配列していることを特徴とする補強繊維シー
    ト。
  2. 【請求項２】補強繊維糸条が一方向に配列してなる請求
    項１に記載の補強繊維シート。
  3. 【請求項３】補強繊維糸条が二方向に配列してなる請求
    項１に記載の補強繊維シート。
  4. 【請求項４】補強繊維が炭素繊維である請求項１ないし
    ３に記載の補強繊維シート。
  5. 【請求項５】補強繊維がポリアラミド繊維である請求項
    １ないし３に記載の補強繊維シート。
  6. 【請求項６】チェック糸が樹脂含浸状態で透明または半
    透明性を示す請求項１ないし５に記載の補強繊維シー
    ト。
  7. 【請求項７】チェック糸がガラス繊維である請求項６に
    記載の補強繊維繊維シート。
  8. 【請求項８】チェック糸がビニロン繊維である請求項６
    に記載の補強繊維シート。
  9. 【請求項９】前記補強繊維糸条に対する前記チェック糸
    の重量割合が２〜３０％である請求項１ないし８に記載
    の補強繊維シート。
  10. 【請求項１０】多数本の補強繊維糸条にチェック糸が等
    間隔に配列されてなる請求項１ないし９に記載の補強繊
    維シート。
  11. 【請求項１１】前記補強繊維糸条が、織編組織により一
    体化されてなる請求項１ないし１０に記載の補強繊維シ
    ート。
  12. 【請求項１２】前記補強繊維糸条が、接着剤により支持
    体と接着してなる請求項１ないし１０に記載の補強繊維
    シート。
  13. 【請求項１３】前記補強繊維糸条が一方向に並行に配列
    し、Ｂステージ状態の熱硬化性樹脂で一体化されてなる
    プリプレグである請求項１ないし１０に記載の補強繊維
    シート。
  14. 【請求項１４】プリプレグである請求項１１ないし１２
    に記載の補強繊維シート。
  15. 【請求項１５】請求項１ないし１４に記載の補強繊維シ
    ートのチェック糸が互いに重なるように積層されている
    繊維強化プラスチック板。
  16. 【請求項１６】請求項１ないし１４の補強繊維シートか
    らなる繊維強化プラスチックがコンクリートの表面に接
    着されてなるコンクリート構造物。
  17. 【請求項１７】請求項１ないし１４の補強繊維シートの
    チェック糸が互いに重なるように積層されている繊維強
    化プラスチックがコンクリートの表面に接着されてなる
    コンクリート構造物。
  18. 【請求項１８】床版である請求項１６ないし１７に記載
    のコンクリート構造物。
  19. 【請求項１９】橋桁である請求項１６ないし１７に記載
    のコンクリート構造物。
  20. 【請求項２０】橋脚である請求項１６ないし１７に記載
    のコンクリート構造物。
  21. 【請求項２１】トンネルである請求項１６ないし１７に
    記載のコンクリート構造物。
  22. 【請求項２２】煙突である請求項１６ないし１７に記載
    のコンクリート構造物。
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