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JP2000225648A - 繊維強化製つなぎ部材およびその製造方法 - Google Patents

繊維強化製つなぎ部材およびその製造方法

Info

Publication number
JP2000225648A
JP2000225648A JP11029271A JP2927199A JP2000225648A JP 2000225648 A JP2000225648 A JP 2000225648A JP 11029271 A JP11029271 A JP 11029271A JP 2927199 A JP2927199 A JP 2927199A JP 2000225648 A JP2000225648 A JP 2000225648A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fiber
sheet
connecting member
reinforced
wall
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP11029271A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaki Shimada
政紀 島田
Toshikazu Takeda
敏和 竹田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP11029271A priority Critical patent/JP2000225648A/ja
Publication of JP2000225648A publication Critical patent/JP2000225648A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 あらかじめ連続した繊維ストランド束におい
て中央が繊維強化複合材の硬化物であり、その両端は樹
脂未含浸の繊維であることを特徴とする繊維強化製つな
ぎ部材を提供し、壁を通しての繊維シート補強施工時に
両端の樹脂未含浸繊維部を同時施工し、容易にかつ強度
低下のない繊維強化製つなぎ部材施工を実施させるもの
である。 【解決手段】 連続した繊維ストランドを一方向になら
べたシートの繊維方向の中央のみにマトリックス樹脂材
を含浸し、それを必要な太さまで巻く事を特徴とする繊
維強化製つなぎ部材の製造方法。繊維ストランド束にお
いて中央が繊維強化複合材の硬化物でありその両端は樹
脂未含浸の繊維であることを特徴とする繊維強化製つな
ぎ部材。 【効果】 壁に小さな穴をあけその穴につなぎ部材を通
し、その前記つなぎ部材の端部を補強シートに貼り付け
る施工を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、軽量で高強度、高
弾性の要求が高まりつつある建材構造材やシート補強分
野において、袖壁付き柱、腰壁付き柱、垂れ壁付き柱な
どの壁付き柱の袖壁や腰壁等を通して繊維補強効果を発
現させるのに有効な繊維強化製つなぎ部材とその製造方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】地震等の極めて強い振動や衝撃に対する
補修補強策として橋梁や高架道路などの橋脚や構造物の
柱を繊維強化複合材により補強することが近年多くなっ
てきている。これは、繊維強化複合材が、強度的に非常
に強くかつ軽量で補強施工が容易である点が世の中に認
められてきたからである。
【0003】こうした繊維強化複合材を用いて橋脚や構
造物の柱である被補強部材を補強する手段としては、硬
化した繊維強化複合材を被補強部材に適当な接着剤で直
接貼り付け補強するもの、繊維強化複合材の成形材料
(前駆体)であるプリプレグを被補強部材に貼り付け熱
硬化するもの等がある。中でも支持体シート上に強化繊
維を一方向に配列して設けた一方向配列強化繊維シート
の前記強化繊維に室温硬化型のマトリックス樹脂を含浸
させて、前記繊維シートを被補強部材に貼り付け、しか
る後に前記マトリックス樹脂を硬化させる技術(特開平
3−224901号公報)がシート補強の分野で使用さ
れている。
【0004】しかしながら、上記公報に記載の方法は、
独立柱やトンネル内を補強する場合には、前記繊維シー
トを被補強部材である独立柱やトンネル内に完全に(連
続して)巻き付けることができるため有効に繊維補強効
果が発現できるが、途中に壁等がある片袖壁付き柱等を
補強する場合には、これらの柱に該繊維シートを完全に
(連続して)巻き付けることができないため、補強効果
が弱くなっていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、途中に
壁等がある片袖壁付き柱等を補強する場合に、こうした
壁に大きな穴をあけ、繊維シートを完全に(連続的に)
巻き付けようとする試みもなされているが、壁本体の強
度を極端に弱め補強するのは有効でない。そこで、図5
に示すように、こうした壁付き柱の壁の柱際に一定間隔
で小さな穴(直径20mm程度)をあけ、その穴に炭素
繊維等の繊維の糸(繊維ストランドのこと)を数十〜数
百本束ねた繊維強化製つなぎ部材を通し、つなぎ部材の
両端部(房)を扇状に広げてエポキシ樹脂等で、壁を挟
んだ柱の両側に張った繊維シート(補強シート)に貼り
付ける(接着・固定する)方法(特願平9−25119
3号、特願平9−251195号)が提案されている。
これにより、該繊維シートの端部を柱や壁に定着させる
ことができるとするものである。
【0006】上記に提案しているように、繊維強化製つ
なぎ部材としているものをただ前記繊維ストランド束の
ままで小さな穴に挿通し、その後樹脂を含浸する方法や
樹脂を含浸した繊維ストランド束を未硬化のまま穴に通
す方法では、小さな穴の中の繊維ストランド(繊維スト
ランド束)への樹脂の含浸性の確保、繊維ストランド
(繊維ストランド束)のテンションの確保、ダメージ防
止の面で大きなマイナス要因が発生する。すなわち、壁
の小さな穴部に設置される部の繊維ストランド束は、樹
脂を含浸させて硬化させないと施工後強度発現しないた
め、上記に提案の方法のように、繊維ストランド束のま
まで穴に通し、その後樹脂を入れる方法では、繊維スト
ランド束を穴に通す際に、各繊維ストランドを構成する
繊維が非常に細いためよれるなどしてなかなか中に入ら
ず、どうしても無理矢理入れる(押し込む)ようになる
ため穴の中でこすれて(横方向に押さえつけられると繊
維は弱い)繊維にダメージがでるし、樹脂が入り難く含
浸性の確保やテンションの確保ができない。また、繊維
ストランド束に樹脂を含浸して通す方法では、その場で
含浸し通すのは、未硬化では、樹脂の劣化、タレ等の問
題があり、さらに樹脂制御も難しく非常に困難である。
また、繊維ストランド束に樹脂を含浸したものにテープ
等を固く巻くことは至難の技であり、壁の穴に入った部
分のテープ等を取り除くのは非常に困難を伴うため、現
実的な方法ではない。
【0007】そこで本発明の目的は、途中に壁等があり
繊維シート(補強シート)を完全に(連続して)巻き付
けることができない片袖壁付き柱等を補強する場合に、
壁本体の強度を極端に弱めずに壁にあけた穴を通し、そ
の両端部(房)を(扇状に広げて)壁を挟んだ柱の両側
に張った繊維シート(補強シート)に貼り付ける(接着
・固定する)ことで、該繊維シートの端部を柱や壁に十
分な補強強度を持つように定着させ得る繊維強化製つな
ぎ部材(すなわち、特願平9−251193号、特願平
9−251195号に記載されている繊維強化製つなぎ
部材)において、壁にあけた穴の中での該つなぎ部材
のマトリックス材(樹脂)の含浸性確保、該つなぎ部
材のテンション確保、ダメージ防止の面で優れてなる
繊維強化製つなぎ部材およびその製造方法を提供するも
のである。
【0008】また、前記繊維強化製つなぎ部材は、施工
時、壁と壁を挟んだ柱との境で折り曲げられる可能性も
施工によっては発生する。このような時、折り曲げ部は
応力集中を起し繊維強度を著しく低下させることにな
る。そこで、本発明の他の目的は、前記目的に加えて、
当該折り曲げ部においても、強度低下を著しく低下させ
ることのない構造を有する繊維強化製つなぎ部材および
その製造方法を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の目的
は、(1) 連続した繊維ストランド束の中央部が、マ
トリックス材により繊維強化複合材化されてなることを
特徴とする繊維強化製つなぎ部材により達成されるもの
である。
【0010】また、本発明の他の目的は、(2) 前記
繊維強化複合材化されてなる中央部が、硬質性のマトリ
ックス材により繊維強化複合材化されてなる部位と、軟
質性のマトリックス材により繊維強化複合材化されてな
る部位とから構成されていることを特徴とする上記
(1)に記載の繊維強化製つなぎ部材により達成される
ものである。
【0011】さらに、本発明の他の目的は、(3) 連
続した繊維ストランドを一方向にシート状に並べ、該シ
ート状に並べた繊維ストランドの中央部にマトリックス
材を含浸させてシート状物とし、該シート状物を巻いて
該マトリックス材を有する連続した繊維ストランド束と
し、該繊維ストランド束のマトリックス材を硬化させて
該繊維ストランド束の中央部を繊維強化複合材化とする
ことを特徴とする繊維強化製つなぎ部材の製造方法によ
り達成されるものである。
【0012】本発明の他の目的は、(4) 前記繊維ス
トランドの中央部にマトリックス材を含浸させてシート
状物とする工程が、該シート状の繊維ストランドの中央
部にマトリックス材を添着した後、該中央部を加圧加熱
処理することを特徴とする上記(3)に記載の繊維強化
製つなぎ部材の製造方法によっても達成されるものであ
る。
【0013】また、本発明の他の目的は、(5) マト
リックス材を硬化させる際に、繊維ストランド束の中央
部に着脱自在な形態保持具を周着しておくことを特徴と
する上記(3)または(4)に記載の繊維強化製つなぎ
部材の製造方法によっても達成されるものである。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
【0015】本発明の繊維強化製つなぎ部材は、連続し
た繊維ストランド束の中央部が、マトリックス材により
繊維強化複合材化されてなることを特徴とするものであ
る。より詳しくは、連続した繊維ストランド束におい
て、中央部がマトリックス材により繊維強化複合材化さ
れており(すなわち、マトリックス材が硬化した繊維強
化複合材の硬化物であり)、両端部は、(マトリックス
材が未使用・未含浸の繊維である(すなわち、繊維スト
ランド束のままである)ことを特徴とするものである。
これにより、途中に壁等があり繊維シート(補強シー
ト)を完全に(連続して)巻き付けることができないよ
うな壁付き柱(袖壁付き柱、腰壁付き柱、垂れ壁付き柱
などがある。)を補強する場合に、図5に示すように
(外観上は先願発明と同様である)、壁55本体の強度を
ほとんど弱めることなく壁55の柱59際に一定間隔であけ
た小さな穴57に繊維強化複合材化された中央部(図5に
は図示せず、図4参照)を挿通し、繊維ストランド束の
ままの両端部53の房を、扇状に広げて壁55を挟んだ柱59
の両側に張った繊維シート61(補強シート)に適当なマ
トリックス材(例えば、エポキシ樹脂材)にて貼り付け
る(接着・固定する)ことで、該繊維シート61の端部63
を柱59に十分な補強強度を持つように定着させることが
できる。さらに、壁にあけた穴の中の該つなぎ部材は、
施工前に繊維強化複合材化されているため、マトリッ
クス材の含浸性が十分に確保でき、マトリックス材と
一体化して強度発現するのでテンションも十分に確保で
き、マトリックス材による被覆化による保護機能も発
現するのでダメージ防止の面でも優れてなるものであ
る。
【0016】本発明における連続した繊維ストランド
(以下、単に、強化繊維ともいう)に用いられる繊維の
種類としては、マトリックス材との組み合わせ(繊維強
化複合材化)により必要とされる特性(耐震強度、剛性
など)を発現できるものであればよく、具体的には、炭
素繊維などの無機繊維、アラミド繊維などの有機繊維、
ガラス繊維、金属繊維、サイアロン繊維等の非金属繊維
のいずれでも良く、これらを単独若しくは2種以上を併
用することもできる。特に、壁を挟んだ柱の両側に貼ら
れるシート補強材(例えば、炭素繊維シート等の繊維強
化複合材)と、該シート補強材と一体化して定着される
本発明の繊維強化製つなぎ部材との伸び量から考え、該
シート補強材に用いられる強化繊維を構成する炭素繊維
等と同じ種類の繊維を使用することがより好ましい。
【0017】また、上記繊維ストランドの長さは、補強
する柱の寸法や巻き付けるシート補強材の枚数、穴の間
隔等で異なるものであり、一義的に規定することはでき
ず、個々のケースに応じて適宜決定されるべきものであ
るが、長さに関しては、「穴をあける壁の厚さに相当す
る長さ(個々の壁の寸法により決定すればよい)+50
〜300mm(繊維シートに貼り付けられる端部の長
さ)×2」で表される長さがあれば、十分に独立柱等に
シート補強材を完全に巻き付けた場合と同等の特性(耐
震強度、剛性など)が得られる。
【0018】同様に、本発明の繊維ストランド束を構成
する繊維ストランドの本数も、繊維(および繊維ストラ
ンド)の強度特性や補強する柱の寸法や巻き付けるシー
ト補強材の枚数、穴の間隔等で異なるものであり、一義
的に規定することはできず、個々のケースに応じて適宜
決定されるべきものである。通常、壁への穴あけ等から
考え、つなぎ部材の中央部の太さは、直径5〜30mm
が望ましい。つなぎ部材の中央部の太さが直径5mm未
満の場合には、強度が弱く、多くの穴をあける必要があ
り、またつなぎ部材の中央部の太さが直径30mmを超
える場合には、壁の強度が弱くなる。
【0019】また、ここで「連続した」としたのは、繊
維ストランド束を構成する1つ1つの繊維ストランド
が、連続した1本の線状の素材(強化繊維)であること
を明確にするために規定したものである。また、繊維ス
トランドとは、複数本の繊維がより合わされてまたはよ
らないで集束された繊維(フィラメント)の束(=繊維
束)をいう。
【0020】また、本発明に用いられるマトリックス材
には、(1)硬質性のマトリックス材(壁にあけた穴の
中に入れられる部位に用いられ、上記繊維ストランド束
に含浸させ強度的な向上が図られるもの)と、(2)軟
質性のマトリックス材(壁と壁を挟んだ柱との境で折り
曲げられる場合に、該折り曲げ部位に用いられ、上記繊
維ストランド束に含浸させ柔軟性が付与され応力集中が
緩和され、強度的な向上も図られるもの)とがある。こ
のうち、上記(1)の硬質性のマトリックス材として
は、繊維強化複合材に用いられる従来既知のマトリック
ス樹脂材(ここでいう樹脂にはゴム・エラストマーを含
むものとし、マトリックス樹脂材には、触媒、促進剤、
硬化剤などの反応開始剤などの従来既知の各種添加剤お
よび適当な副資材を含んでいてもよい)等を幅広く適用
することができるものであるが、なかでも一般的に強度
発現の高いエポキシ樹脂材を使用することが好ましい。
また、上記(2)の軟質性のマトリックス材としては、
柔軟性のあるマトリックス樹脂材(ここでいう樹脂には
ゴム・エラストマーを含むものとし、マトリックス樹脂
材には、触媒、促進剤、硬化剤などの反応開始剤などの
従来既知の各種添加剤および適当な副資材を含んでいて
もよい)等を幅広く適用することができるものである
が、なかでも一般的に柔軟性に優れるシリコーン樹脂
材、ゴム材およびウレタン樹脂材よりなる群から選ばれ
てなる少なくとも1種のものを使用することが好まし
い。
【0021】また、繊維強化複合材化されてなる中央部
の強化繊維に対するマトリックス材量は、繊維含有率が
体積で40〜70%となるように調整されていることが
望ましい。繊維含有率が体積で40%未満であると必要
強度を出す為の繊維強化製つなぎ部材の中央部の径が太
くなり、壁等にあける穴も大きくなり、壁本体の強度低
下を最小限にできるなどとしている本発明に特有の効果
が少なくなる。また、繊維含有率が体積で70%を超え
る場合には、強化繊維間を拘束する強度が弱くなり、繊
維強化製つなぎ部材の中央部の強度発現が低下する。こ
こで、「繊維強化複合材化」としたのは、繊維強化製つ
なぎ部材全体が繊維強化複合材ではなく、その一部のみ
が繊維ストランド(強化繊維)から繊維強化複合材にま
で加工されて状態変化していることから、繊維強化複合
材化としたものである。
【0022】上記したように、繊維強化製つなぎ部材で
は、連続した繊維ストランド束の中央部が、マトリック
ス材により繊維強化複合材化されてなるものであるが、
補強の対象となる壁付き柱の壁の付き方等により、前記
繊維強化複合材化されてなる中央部の構成も適当に変え
ることが望ましい。例えば、図6に示すような壁付き柱
の場合には、壁の厚みに合せて硬質性のマトリックス材
により繊維強化複合材化するだけでよく、図7に示すよ
うな壁付き柱の場合には、壁の厚みに合せて硬質性のマ
トリックス材により繊維強化複合材化されてなる部位
(単に、硬質部位ともいう)を設け、壁と壁を挟んだ柱
との境のうち片側だけを折り曲げる必要があるため、該
折り曲げ側だけに、該硬質部位に隣接するように軟質性
のマトリックス材により繊維強化複合材化されてなる部
位(単に、軟質部位ともいう)を設けることが望まし
く、図8に示すような壁付き柱の場合には、壁の厚みに
合せて硬質部位を設け、該硬質部位に隣接するように両
側の折り曲げる部分に軟質部位を設けることが望まし
い。
【0023】次に、本発明に係る繊維強化製つなぎ部材
の製造方法は、連続した繊維ストランドを一方向にシー
ト状に並べ、該シート状に並べた繊維ストランドの中央
部にマトリックス材を含浸させてシート状物とし、該シ
ート状物を巻いて該マトリックス材を有する連続した繊
維ストランド束とし、該繊維ストランド束のマトリック
ス材を硬化させて該繊維ストランド束の中央部を繊維強
化複合材化とすることを特徴とするものである。ただ
し、本発明に係る繊維強化製つなぎ部材の製造方法とし
ては、特に制限されるものではなく、従来既知の繊維強
化複合材料の製造技術を適当に組み合わせても作成する
ことができるものである。よって、以下に図面を用いて
なる説明は、その具体的な実施態様の1つといえるもの
である。
【0024】すなわち、本発明の繊維強化製つなぎ部材
の製造方法の一実施態様としては、まず、離型紙の片面
の中央部に壁の厚みに合せて硬質性のマトリックス樹脂
材を塗布した塗布紙を準備する。次に、図1のように、
同じ長さに揃えられた連続した繊維ストランド(強化繊
維)を、その中央部が該塗布紙上のマトリックス樹脂材
の塗布部分にあたるように、一方向に等間隔にシート状
に均一に並べる。その上に同様に硬質性のマトリックス
樹脂材を塗布した塗布紙を重ねる。これにより、図1に
示すように、いわばマトリックス樹脂材含浸部11が中央
部に、またマトリックス樹脂材なしの繊維部12が該マト
リックス樹脂材含浸部11の両端部に形成された状態にな
る。こうして重ね合わせた状態で、ロール加熱等の加圧
加熱手段により該マトリックス樹脂材を該強化繊維に含
浸する。このとき、強化繊維に対するマトリックス樹脂
材量は、最終硬化時の繊維強化複合材化されてなる中央
部での繊維含有率が体積で40〜70%となるように該
マトリックス樹脂材量を調整する。繊維含有率が40%
未満であると必要強度を出す為の中央部の径が太くな
り、壁等にあける穴も大きくなり本発明に特有の効果が
少なくなる。また、繊維含有率が体積で70%を超える
場合には、強化繊維間を拘束する強度が弱くなり繊維強
化複合材化されてなる中央部での強度発現が低下する。
また、このときの加熱温度及び加圧力、印加時間などの
含浸条件は、マトリックス樹脂材を該強化繊維に含浸す
るという目的を達成できるように、強化繊維を構成する
繊維の種類、強化繊維の本数、直径やマトリックス材の
種類、使用量などにより適宜決定されるべきものであ
り、一義的に規定されるものではないといる。特に、シ
ート状物の作成時に加熱するのは、流動性の低いマトリ
ックス樹脂材を一時的に流動性を高めてやり、それぞれ
の繊維ストランド(繊維束)の中まで効率よく入れる
(浸透させる)ためである(一種のプリプレグを作って
いるとも言える)。そのため、かかる加熱によりマトリ
ックス樹脂材は硬化しない比較的低い温度で加熱する必
要がある。一方、流動性の低いマトリックス樹脂材を用
いる方が、得られたシート状物を巻くときにきれいに
(断面が円形に)丸く巻け、マトリックス樹脂材が硬化
中流れてしまうなどの問題もなく有利である。
【0025】つぎに、前記マトリックス樹脂材を該強化
繊維に含浸させたシート状物を、必要な強度に合せ巻き
量を決め、該シート状物の上下両側に付いた離型紙を取
り除いた後、図2に示すように、マトリックス樹脂材含
浸部21の長手方向に対し直角な軸(図1参照;強化繊維
の繊維方向13に平行な軸線)を中心に、所定の巻き長さ
になるまで丸めて巻き絞めていき(図2参照)、該マト
リックス樹脂材を有する連続した繊維ストランド束を形
成する。所定の巻き長さになったら、その上に離型テー
プを巻き、次に熱収縮テープを中央のマトリックス樹脂
材を含浸された部位(マトリックス樹脂材含浸部21)の
みに巻き付けた後(両端のマトリックス樹脂材なしの繊
維部22を巻いた部分の巻き絞め繊維部23には、これらの
テープは巻いても良いし巻かなくても良い)、これを硬
化炉に入れ、適当な加熱条件により加熱を行い、該繊維
ストランド束のマトリックス樹脂材を完全に硬化させて
該繊維ストランド束の中央部を繊維強化複合材化(図4
参照)とすることで、強度発現の高い繊維強化製つなぎ
部材(図4参照)を製作することができる。
【0026】本発明の製造方法では、上記に説明したよ
うに、熱硬化型のマトリックス樹脂材を硬化させる際
に、繊維ストランド束の中央部に着脱自在な形態保持具
を周着しておくことが望ましい。着脱自在な形態保持具
には、例えば、上記に説明したように離型テープと熱収
縮テープ(熱収縮チューブ)とを組み合わせたものなど
が挙げられるが、これらに限定されるものではない。こ
こで、離型テープを使用するのは、熱収縮テープが硬化
炉での加熱により、つなぎ部材に固着するのを防止し、
着脱自在にするためのものであり、熱収縮テープを使用
するのは、特殊な樹脂や型を使用せず、熱を加えること
によりテープが収縮し均一で形状のきれいな丸い成形体
(つなぎ部材)を作製することができるためである。こ
うすることにより、壁にあけた穴に通すのがより容易に
できるものである。
【0027】また、本発明の繊維強化製つなぎ部材の製
造方法の他の実施態様としては、図3に示すように、使
用する壁付き柱の形態に応じて、離型紙の片面の中央部
に壁の厚みに合せて硬質性のマトリックス樹脂材を塗布
(硬質マトリックス樹脂材含浸部31)し、さらに該硬
質性のマトリックス樹脂材の両端に壁と壁を挟んだ柱と
の境で折り曲げる部分の長さに合せて柔軟性のある軟質
性のマトリックス樹脂材(好ましくは、シリコーン樹
脂、ゴム、ウレタン樹脂の樹脂材)を塗布し(軟質マト
リックス樹脂材含浸部33)てなる塗布紙を用いて、前記
製造方法と同様に製造すれば、折り曲げる部分に於いて
も応力集中を緩和し強度発現の高い繊維強化製つなぎ部
材(図4参照)を製作することができる。
【0028】本発明の繊維強化製つなぎ部材を壁などに
より補強シートが全周巻き付けられない柱等において施
工する時、あらかじめ壁に小さな穴(使用するつなぎ部
材の径+数mm程度)を適当な間隔(補強シートとつな
ぎ部材の強度によって決められる間隔)であけておき、
該補強シートを柱に巻き付けたときに、同時に中央部が
穴内になるように該繊維強化製つなぎ部材を穴に通し、
マトリックス材なしの繊維ストランド束のままの両端部
の房にマトリックス材(例えば、エポキシ樹脂材)を塗
布し、扇状に広げて壁を挟んだ柱の両側に巻き付けた補
強シート上に貼り付け、柱に補強シートを貼り付けて硬
化するのと同時に硬化をすることで該補強シートと繊維
強化製つなぎ部材とを一体的に壁付き柱に定着すること
ができるものである。
【0029】
【実施例】以下、本発明の実施例により具体的に説明す
る。
【0030】実施例1 幅500mm、長さ1100mmの離型シートの長さ方
向中央500mmに目付け45g/m2のエポキシ樹脂
材を塗布したものを2枚準備した。片方の離型シートの
エポキシ樹脂材塗布面上に一定の長さに揃えられたPA
N系炭素繊維T700S−12K(T700PAN系炭
素繊維が12000本集束された連続した繊維ストラン
ド)の中央部がくるように、5mmピッチにシート幅方
向に垂直に100本並べた。並べたものの上にもう片方
のエポキシ樹脂材を塗布した離型シートを重ねた。こう
して重ね合わされたシート状物を、ロール隙間が離型シ
ート厚み×2+0.16mmで、かつロール加熱温度8
0℃に調節されてなる加熱ロールに挟み、圧荷して炭素
繊維へのエポキシ樹脂材の含浸を行った。
【0031】得られたシート状物の両面の離型シートを
はがした後、該シート状物を幅方向に丸めて巻いていく
(図2参照)と、直径約11mm程度の中央部のみエポ
キシ樹脂材が含浸された連続した繊維ストランド束(繊
維強化製つなぎ部材前駆体)ができた。該前駆体のエポ
キシ樹脂材が含浸された部位のみに離型テープを巻き、
さらにその上に熱収縮テープを巻いた後、該前駆体を硬
化炉に入れて120℃で1時間硬化させた。その後室温
まで放冷した後、テープ類をはずすと、エポキシ樹脂材
により繊維強化複合材化されてなる中央部が長さ500
mm、直径10.2mmであり、該中央部の強化繊維含
有率(体積%);Vfが54%であり、エポキシ樹脂材
のない炭素繊維ストランド束のままの両端部がそれぞれ
長さ300mmである繊維強化製つなぎ部材ができた。
【0032】
【発明の効果】本発明の繊維強化製つなぎ部材は、連続
した繊維ストランド束の中央部が、マトリックス材によ
り繊維強化複合材化されており、さらに壁等の形態によ
っては前記繊維強化複合材化されてなる中央部が、硬質
性のマトリックス材により繊維強化複合材化されてなる
部位と、軟質性のマトリックス材により繊維強化複合材
化されてなる部位とから構成されているものにすること
ができるため、壁等により周囲を連続して完全に全面巻
き付けることのできなかった繊維強化補強シート工法に
おいて、本発明の上記目的を十分に達成することができ
ることはもとより、さらに、壁にあける穴を最小にして
強度低下を最低限に抑え、壁本体の著しい強度低下を抑
えることもでき、また繊維強化複合材化され強度が高め
られているので、小さな穴への該つなぎ部材の挿通作業
も非常に容易に行うことができるようになり(すなわ
ち、先願発明のように軸芯となる部分が無くばらけ易く
広がりやすい連続した長い繊維束では小さな穴に挿通の
際に大きなダメージを受けやすく、仮に穴に通される部
分を全て保護テープなどで巻くことができたとしても面
倒で時間もかかり、また穴の中に入ってしまう中央部に
は後で樹脂含浸するため保護テープなどを巻くことがで
きず、この部分のダメージを回避する事はできないもの
であったが、本発明では、中央部が予め複合材化されて
おり、比較的ばらけ易く広がりやすい端部のうち挿通す
る側の端部のみ(短い距離でよい)を事前に保護テープ
のようなもので巻いておくことでスムーズに挿通するこ
とができるようになり、挿通後に該テープをはずせばよ
いので)、当該工法の施工性を飛躍的に高めることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 離型紙の片面の中央部に壁の厚みに合せて硬
質性のマトリックス樹脂材を塗布した塗布紙を準備し、
同じ長さに揃えられた連続した繊維ストランド(強化繊
維)を、その中央部が該塗布紙上のマトリックス樹脂材
の塗布部分にあたるように、一方向に等間隔にシート状
に均一に並べ、その上に同様に硬質性のマトリックス樹
脂材を塗布した塗布紙を重ね、いわばマトリックス樹脂
材含浸部が中央部に、またマトリックス樹脂材なしの繊
維部が該マトリックス樹脂材含浸部の両端部に形成され
た状態を示す製造工程概略図である。
【図2】 図1で示す重ね合わせの状態で、ロール加熱
等の加圧加熱手段により該マトリックス樹脂材に該強化
繊維に含浸し、マトリックス樹脂材を該強化繊維に含浸
させたシート状物を、必要な強度に合せ巻き量を決め、
該シート状物の上下両側に付いた離型紙を取り除いた
後、マトリックス樹脂材含浸部の長手方向に対し直角な
軸(強化繊維の繊維方向(図1参照)に平行な軸線)を
中心に、所定の巻き長さになるまで丸めて巻い絞めてい
く途中のようすを示す製造工程概略図である。
【図3】 使用する壁付き柱の形態に応じて、離型紙の
片面の中央部に壁の厚みに合せて硬質性のマトリックス
樹脂材を塗布(硬質マトリックス樹脂材含浸部)し、さ
らに該硬質性のマトリックス樹脂材の両端に壁と壁を挟
んだ柱との境で折り曲げる部分の長さに合せて柔軟性の
ある軟質性のマトリックス樹脂材を塗布し(軟質マトリ
ックス樹脂材含浸部)てなる塗布紙を準備し、同じ長さ
に揃えられた連続した繊維ストランド(強化繊維)を、
その中央部が該塗布紙上のマトリックス樹脂材の塗布部
分にあたるように、一方向に等間隔にシート状に均一に
並べ、その上に同様に硬質性のマトリックス樹脂材及び
軟質性のマトリックス樹脂を塗布した塗布紙を重ね、い
わば硬質マトリックス樹脂材含浸部が中央部に、軟質マ
トリックス樹脂材含浸部がその両端部に、さらにマトリ
ックス樹脂材なしの繊維部が該軟質マトリックス樹脂材
含浸部の両端部に形成された状態を示す製造工程概略図
である。
【図4】 図2に示すように巻い絞めていき、該マトリ
ックス樹脂材を有する連続した繊維ストランド束を形成
し、所定の巻き長さになったら、その上に離型テープを
巻き、次に熱収縮テープを中央のマトリックス樹脂材を
含浸された部位(マトリックス樹脂材含浸部)のみに巻
き付けた後、これを硬化炉に入れ、適当な加熱条件によ
り加熱を行い、該繊維ストランド束のマトリックス樹脂
材を完全に硬化させて該繊維ストランド束の中央部を繊
維強化複合材化とすることで、強度発現の高い本発明の
繊維強化製つなぎ部材を作製(完成)した状態を示す完
成概略図である。
【図5】 本発明ないし先願発明の繊維強化製つなぎ部
材を用いて、途中に壁等があり繊維シート(補強シー
ト)を完全に(連続して)巻き付けることができないよ
うな片壁付き柱を補強する際の施工の様子を表す概略図
である。
【図6】 壁の厚みに合せて中央部に硬質性のマトリッ
クス材により繊維強化複合材化してなる硬質マトリック
ス樹脂材含浸部51を有する本発明の繊維強化製つなぎ
部材を用いて、途中に壁等があり繊維シート(補強シー
ト)を完全に(連続して)巻き付けることができないよ
うな片壁付き柱を補強する際の施工の様子を表す断面の
概略図である。
【図7】 壁の厚みに合せて硬質性のマトリックス材に
より繊維強化複合材化されてなる部位(単に、硬質部位
ともいう;硬質マトリックス樹脂材含浸部51)を設
け、壁と壁を挟んだ柱との境のうち片側だけを折り曲げ
る必要があるため、該折り曲げ側だけに、該硬質部位に
隣接するように軟質性のマトリックス材により繊維強化
複合材化されてなる部位(単に、軟質部位ともいう;軟
質マトリックス樹脂材含浸部53)を設けてなる本発明
の繊維強化製つなぎ部材を用いて、途中に壁等があり繊
維シート(補強シート)を完全に(連続して)巻き付け
ることができないような片壁付き柱を補強する際の施工
の様子を表す断面の概略図である。
【図8】 壁の厚みに合せて硬質部位(硬質マトリック
ス樹脂材含浸部51)を設け、該硬質部位に隣接するよ
うに両側の折り曲げる部分に軟質部位(軟質マトリック
ス樹脂材含浸部53)を設けてなる本発明の繊維強化製
つなぎ部材を用いて、途中に壁等があり繊維シート(補
強シート)を完全に(連続して)巻き付けることができ
ないような片壁付き柱を補強する際の施工の様子を表す
断面の概略図である。
【符号の説明】
11、21、31、41、51…硬質マトリックス樹脂
材含浸部、 12、22、32、42、52…マトリックス樹脂材な
しの繊維部、 13…繊維方向、 23…巻き絞め繊維部、 33、53…軟質マトリックス樹脂材含浸部、 52…繊維強化製つなぎ部材の両端部(両端部の房を扇
状に広げた状態)、 55…片壁付き柱の壁、 57…壁の柱際に一定間隔であけた小さな穴、 59…片壁付き柱の柱、 61…繊維シート。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4F205 AA39 AD16 AH47 AH48 HA08 HA29 HA33 HA37 HA43 HB02 HC02 HC17 HF01 HF23 HF24 HK02 HK03 HK04 HK05 HL17 HL25 HM04 HM06

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 連続した繊維ストランド束の中央部が、
    マトリックス材により繊維強化複合材化されてなること
    を特徴とする繊維強化製つなぎ部材。
  2. 【請求項2】 前記繊維強化複合材化されてなる中央部
    が、硬質性のマトリックス材により繊維強化複合材化さ
    れてなる部位と、軟質性のマトリックス材により繊維強
    化複合材化されてなる部位とから構成されていることを
    特徴とする請求項1に記載の繊維強化製つなぎ部材。
  3. 【請求項3】 連続した繊維ストランドを一方向にシー
    ト状に並べ、 該シート状に並べた繊維ストランドの中央部にマトリッ
    クス材を含浸させてシート状物とし、 該シート状物を巻いて該マトリックス材を有する連続し
    た繊維ストランド束とし、 該繊維ストランド束のマトリックス材を硬化させて該繊
    維ストランド束の中央部を繊維強化複合材化とすること
    を特徴とする繊維強化製つなぎ部材の製造方法。
  4. 【請求項4】 マトリックス材を硬化させる際に、 繊維ストランド束の中央部に着脱自在な形態保持具を周
    着しておくことを特徴とする請求項3に記載の繊維強化
    製つなぎ部材の製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002276165A (ja) * 2001-03-14 2002-09-25 Toray Ind Inc 既設木造建造物の補強方法および補強木造建造物
JP2006205519A (ja) * 2005-01-27 2006-08-10 Sekisui Chem Co Ltd 繊維補強樹脂成形品の製造方法、並びに、中間成形品及びその製造方法
JP2014134287A (ja) * 2012-12-13 2014-07-24 Toyohashi Univ Of Technology 鋼材の補修構造および補修方法
JP2018002939A (ja) * 2016-07-06 2018-01-11 創造技術株式会社 補強用テープおよび補強用テープを用いた補強方法

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