JP2924599B2 - FRP reinforced concrete structure and method of manufacturing the same - Google Patents
FRP reinforced concrete structure and method of manufacturing the sameInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、高架道路の橋脚、煙
突、建物の柱、壁などのコンクリート構造物を繊維強化
プラスチック(FRP)で補強したFRP補強コンクリ
ート構造物、およびその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an FRP reinforced concrete structure in which a concrete structure such as an elevated road pier, a chimney, a building column, or a wall is reinforced with fiber reinforced plastic (FRP), and a method of manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、道路拡幅などによる高架道路の橋
脚への負荷の増大等に対処するために、コンクリート構
造物に鋼板やFRP板を接着剤を用いて貼り付ける補強
方法が用いられている。しかしながら、鋼板を用いる場
合には、鋼板自体が重いためにそれを貼り付ける際に重
機械が必要であることや、鋼板自体の重さもコンクリー
ト構造物に負荷されるなどの問題がある。さらに、貼り
付け面に凹凸がある場合にはそのまま貼り付けられない
ことや、コンクリートと鋼板の接着状態が確認できない
ため接着不良になる可能性があるなどの問題もある。2. Description of the Related Art In recent years, in order to cope with an increase in load on a bridge pier of an elevated road due to widening of a road or the like, a reinforcing method of attaching a steel plate or an FRP plate to a concrete structure using an adhesive has been used. . However, when a steel plate is used, there are problems that a heavy machine is required for attaching the steel plate because the steel plate itself is heavy, and that the weight of the steel plate itself is also applied to the concrete structure. Further, there are also problems such as that if there is unevenness on the attaching surface, it cannot be attached as it is, or the adhesion state between the concrete and the steel plate cannot be confirmed, resulting in poor adhesion.
【0003】また、FRP板を貼り付ける場合において
も、重機械を用いる必要はないものの、鋼板の場合と同
様貼り付け面に凹凸がある場合にはそのまま貼り付けら
れないことや、コンクリートとFRP板の接着状態が確
認できないため接着不良になる可能性があるなどの問題
がある。[0003] In addition, although it is not necessary to use a heavy machine when attaching the FRP plate, it is not possible to attach the FRP plate as it is when there is unevenness on the attaching surface, as in the case of the steel plate. However, there is a problem that the bonding state may not be confirmed, so that the bonding may be defective.
【0004】そこで、これらの問題を改善する補強方法
の一つとして、現場で補強繊維材料に室温硬化タイプの
マトリックス樹脂を含浸させながら貼り付け、硬化させ
る工法が知られている。補強繊維材料は、一般に、柱状
コンクリート構造物においては、長手方向に繊維が配列
する成分と周方向に繊維が配列する成分を有し、それぞ
れ曲げ補強および剪断補強を目的とし、これらの材料を
交互に積層、樹脂含浸を行い、構造物に貼り付けてい
る。成形作業においては、樹脂の可使時間が限られてい
るため、いかに短時間に繊維の配列方向を規制しながら
積層していくかが重要になってくる。Therefore, as one of the reinforcing methods for solving these problems, there is known a method in which a reinforcing fiber material is attached and cured at room temperature while impregnating a matrix resin of a room temperature curing type. In a columnar concrete structure, a reinforcing fiber material generally has a component in which fibers are arranged in a longitudinal direction and a component in which fibers are arranged in a circumferential direction, and these materials are alternately used for bending reinforcement and shear reinforcement, respectively. Is laminated and impregnated with a resin, and attached to a structure. In the molding operation, since the usable time of the resin is limited, it is important how the lamination is performed while regulating the arrangement direction of the fibers in a short time.
【0005】しかし、補強繊維材料をそのままコンクリ
ート構造物に接触させ樹脂を含浸させる方法では、補強
繊維材料がコンクリート構造物に固定されていないた
め、樹脂を含浸させた補強繊維材料の自重によりずれ落
ち、所定の位置への固定が困難となり、目的とする補強
効果が得られないことがあるという問題がある。However, in the method in which the reinforcing fiber material is brought into contact with the concrete structure as it is and impregnated with the resin, the reinforcing fiber material is not fixed to the concrete structure. However, there is a problem that it is difficult to fix the fixing member at a predetermined position, and a desired reinforcing effect may not be obtained.
【0006】この問題を改善すべく、実開平4−845
57号公報には、固定装置を用いて補強繊維材料の端部
を固定しながら施工する方法が記載されている。しかし
ながら、この方法では、積層構成のFRPとする場合、
未硬化状態のFRPの上には固定治具を取り付けること
ができないことや、作業毎に固定治具を取り付けたり取
り外したりする必要があるため、作業効率が悪いという
問題がある。To solve this problem, Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-845 has been proposed.
No. 57 describes a method of constructing while fixing an end portion of a reinforcing fiber material using a fixing device. However, in this method, when the FRP has a laminated structure,
There is a problem that the fixing jig cannot be mounted on the uncured FRP or that the fixing jig needs to be mounted or removed for each operation, resulting in poor work efficiency.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題点を解決し、補強繊維材料の貼り付け作業において補
強繊維材料を所定の位置に容易に貼り付けることが可能
で、目標とする補強効果が確実に得られる、FRP補強
コンクリート構造物の製造方法、およびその方法によっ
て得られるFRP補強コンクリート構造物を提供するこ
とを目的とする。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems, and makes it possible to easily attach a reinforcing fiber material to a predetermined position in an operation of attaching the reinforcing fiber material. It is an object of the present invention to provide a method for producing an FRP reinforced concrete structure capable of reliably obtaining an effect, and an FRP reinforced concrete structure obtained by the method.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】この目的に沿う本発明の
FRP補強コンクリート構造物の製造方法は、コンクリ
ート構造物に、補強繊維材料を固定する固定用材料を取
り付け、該固定用材料上とコンクリート構造物表面上と
にわたって補強繊維材料を沿わせるとともに、補強繊維
材料を止め具によって固定用材料に固定し、固定された
補強繊維材料に、室温硬化タイプのマトリックス樹脂を
含浸させ、固定用材料を取り外さずに樹脂を硬化させる
ことを特徴とする方法からなる。According to the present invention, there is provided a method of manufacturing an FRP reinforced concrete structure, comprising the steps of: attaching a fixing material for fixing a reinforcing fiber material to a concrete structure; Along with the reinforcing fiber material extending along the surface of the structure, the reinforcing fiber material is fixed to the fixing material with a stopper, and the fixed reinforcing fiber material is impregnated with a room temperature curing type matrix resin, and the fixing material is removed. The method comprises curing the resin without removing it.
【0009】また、本発明に係るコンクリート構造物の
補強方法は、コンクリート構造物に、補強繊維材料を固
定する固定用材料を取り付け、該固定用材料上とコンク
リート構造物表面上とにわたって補強繊維材料を沿わせ
るとともに、補強繊維材料を止め具によって固定用材料
に固定し、固定された補強繊維材料に、室温硬化タイプ
のマトリックス樹脂を含浸させ、固定用材料を取り外さ
ずに樹脂を硬化させることを特徴とする方法からなる。Further, in the method for reinforcing a concrete structure according to the present invention, a fixing material for fixing a reinforcing fiber material is attached to a concrete structure, and the reinforcing fiber material is provided over the fixing material and the surface of the concrete structure. And fix the reinforcing fiber material to the fixing material with a stopper, impregnate the fixed reinforcing fiber material with a room temperature curing type matrix resin, and remove the fixing material.
Instead of curing the resin .
【0010】また、本発明に係るコンクリート構造物の
補修方法は、コンクリート構造物に、補強繊維材料を固
定する固定用材料を取り付け、該固定用材料上とコンク
リート構造物表面上とにわたって補強繊維材料を沿わせ
るとともに、補強繊維材料を止め具によって固定用材料
に固定し、固定された補強繊維材料に、室温硬化タイプ
のマトリックス樹脂を含浸させ、固定用材料を取り外さ
ずに樹脂を硬化させることを特徴とする方法からなる。Further, in the method for repairing a concrete structure according to the present invention, a fixing material for fixing a reinforcing fiber material is attached to a concrete structure, and the reinforcing fiber material is provided over the fixing material and the surface of the concrete structure. And fix the reinforcing fiber material to the fixing material with a stopper, impregnate the fixed reinforcing fiber material with a room temperature curing type matrix resin, and remove the fixing material.
Instead of curing the resin .
【0011】さらに、本発明に係るFRP補強コンクリ
ート構造物は、コンクリート構造物に固定用材料が取り
付けられ、該固定用材料上とコンクリート構造物表面上
とにわたってFRPが貼着され、該FRPが、該FRP
のみを貫通して固定用材料中へと延び、コンクリート構
造物まで到達しない止め具によって固定用材料に固定さ
れていることを特徴とするものからなる。Further, in the FRP reinforced concrete structure according to the present invention, a fixing material is attached to the concrete structure, and FRP is stuck on the fixing material and on the surface of the concrete structure. The FRP
Only through the anchoring material and into the concrete structure.
It is characterized in that it is fixed to the fixing material by a stopper that does not reach the structure .
【0012】[0012]
【作用】本発明方法においては、コンクリート構造物に
固定用材料が取り付けられ、この固定用材料に、止め具
によって、補強繊維材料が取り付けられる。補強繊維材
料は、目標とする位置に、かつ、固定用材料上とコンク
リート構造物表面上とにわたってこれらに沿うように固
定される。この状態でマトリックス樹脂が含浸される
が、補強繊維材料は固定されているので、樹脂含浸作業
時にもずれ落ちることはない。また、積層構成のFRP
とする場合にも、上記方法のくり返しにより、一層毎に
確実に目標とする層を形成できる。したがって、繊維配
向を確実に所望方向に規制でき、優れた補強効果が容易
に得られる。In the method of the present invention, a fixing material is attached to a concrete structure, and a reinforcing fiber material is attached to the fixing material by a fastener. The reinforcing fiber material is fixed at the target position and along the fixing material and the concrete structure surface. In this state, the matrix resin is impregnated, but since the reinforcing fiber material is fixed, it does not slip off during the resin impregnation operation. In addition, the FRP of the laminated configuration
In this case, the target layer can be surely formed for each layer by repeating the above method. Therefore, the fiber orientation can be reliably regulated in a desired direction, and an excellent reinforcing effect can be easily obtained.
【0013】[0013]
【実施例】以下、本発明のFRP補強コンクリート構造
物およびその製造方法の実施例を、図面を参照して詳細
に説明する。図1は、本発明のFRP補強コンクリート
構造物の製造方法によって得られたFRP補強コンクリ
ート構造物の一例を示す概略縦断面図である。図におい
て、FRP補強コンクリート構造物1は柱コンクリート
構造物として構成される。コンクリート構造物2と天井
3の接続部分には、つまり、コンクリート構造物2の最
上部には、固定用材料4が接着剤で柱に取り付けられて
おり、さらにその固定用材料4と柱コンクリート構造物
2の全体を覆うように、FRP5が貼り付けられてい
る。固定用材料4とFRP5の重なり部分には、止め具
6があり、止め具6はFRP5内を貫通し、その先端は
固定用材料に刺し込まれている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the FRP reinforced concrete structure of the present invention and a method of manufacturing the same will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing an example of an FRP reinforced concrete structure obtained by the method for producing an FRP reinforced concrete structure of the present invention. In the figure, the FRP reinforced concrete structure 1 is configured as a column concrete structure. At the connection between the concrete structure 2 and the ceiling 3, that is, at the top of the concrete structure 2, a fixing material 4 is attached to the column with an adhesive, and the fixing material 4 and the column concrete structure are further attached. The FRP 5 is attached so as to cover the entire object 2. A stop 6 is provided at the overlapping portion of the fixing material 4 and the FRP 5, and the stop 6 penetrates through the FRP 5, and its tip is pierced into the fixing material.
【0014】このFRP補強コンクリート構造物1は、
以下の様にして作製することができる。まず、補強繊維
材料を貼り付けようとするコンクリート面をサンダーに
よりサンディングする。This FRP reinforced concrete structure 1
It can be produced as follows. First, the concrete surface to which the reinforcing fiber material is to be attached is sanded with a sander.
【0015】次に、サンディング面の研磨紛を取り除い
た後、有機溶剤を用いて脱脂し、サンディング面にプラ
イマーを塗布する。Next, after removing the abrasive powder from the sanding surface, the sanding surface is degreased using an organic solvent, and a primer is applied to the sanding surface.
【0016】プライマーが硬化した後、コンクリート構
造物2の柱の最上部、つまり天井3と柱2の接続部分
に、固定様部材4を接着剤を用いて柱に取り付ける。After the primer has hardened, the fixing-like member 4 is attached to the top of the column of the concrete structure 2, that is, the connecting portion between the ceiling 3 and the column 2 using an adhesive.
【0017】この固定用材料4の取り付け位置は、床面
に固定した柱構造物に曲げの外力が発生した場合に床面
近辺に発生する曲げ応力が最も大きく上部にいくほど発
生応力が小さくなること、および補強繊維材料を吊るす
ということや樹脂含浸作業の面から、通常は構造物にお
けるFRP貼り付け部の最上部に取り付けることが好ま
しい。また、周方向における取り付け位置については、
通常、柱コンクリート構造物の周方向の全周にわたり取
り付けるが、部分的であってもかまわない。The fixing position of the fixing material 4 is such that when a bending external force is applied to the column structure fixed to the floor surface, the bending stress generated near the floor surface is the largest, and the generated stress becomes smaller toward the upper part. In view of the fact that the reinforcing fiber material is suspended and the resin impregnation work, it is usually preferable to attach the reinforcing fiber material to the uppermost portion of the FRP attachment portion in the structure. Regarding the mounting position in the circumferential direction,
Usually, it is installed over the entire circumference in the circumferential direction of the column concrete structure, but it may be partial.
【0018】固定用材料の材質としては、木材、プラス
チック、ゴムなどの、後述する止め具を打ち込める材料
であり、これを、コンクリート面に室温硬化タイプのエ
ポキシ樹脂などの接着剤で取り付ける。The material of the fixing material is a material such as wood, plastic, rubber, etc., into which a stopper described below can be driven, and this is attached to the concrete surface with an adhesive such as a room temperature curing type epoxy resin.
【0019】固定用材料の断面形状は、三角形、四角
形、多角形、円形などいずれの形状であってもかまわな
い。しかし、矩形断面であれば、固定用材料とコンクリ
ート面との間に段差ができ補強繊維材料の貼り付け作業
の途中にコンクリート面から補強繊維材料が剥がれる可
能性があるため、固定用材料とコンクリート面の境部分
にテーパを有する形状のものが好ましい。また、コンク
リート面にへこみがある場合には、この部分に固定用材
料を埋め込みコンクリート面との段差がないようにする
と、樹脂を含浸させなくとも止め具に吊るした状態でコ
ンクリート面と密着することになり施工不良がなくなる
ためさらに好ましい。The cross-sectional shape of the fixing material may be any shape such as a triangle, a quadrangle, a polygon, and a circle. However, in the case of a rectangular cross section, a step may be formed between the fixing material and the concrete surface, and the reinforcing fiber material may peel off from the concrete surface during the attaching operation of the reinforcing fiber material. A shape having a taper at the boundary between the surfaces is preferable. If there is a dent on the concrete surface, embed the fixing material in this part so that there is no step with the concrete surface. It is more preferable because the construction becomes less defective.
【0020】次に、この固定用材料4に補強繊維材料の
端部を図2に示すような止め具6により固定する。止め
具としては、ステープルやホッチキスなどのU字型の針
金や、U字型のくぎなどであり、好ましくは線状で固定
できるものがよい。止め具の大きさおよび取り付け間隔
は、通常、線径Dが0.1〜5mmで、押え幅Wが10
〜100mmの大きさのものを、止め具の中心と中心と
の間隔が10〜100mmになるように取り付ける。し
かし、織物重さが大きい場合や織物が目ずれしやすい場
合には、樹脂を含浸すると補強繊維材料と樹脂の重みで
織物の一部がずれ落ちるため、止め具の押え幅を大きく
したり取り付け間隔を小さくすることや止め具の数を増
やしたりすることが好ましい。Next, the end portion of the reinforcing fiber material is fixed to the fixing material 4 by a stopper 6 as shown in FIG. The stopper may be a U-shaped wire such as a staple or a stapler, a U-shaped nail, or the like, preferably a linear one that can be fixed. The size of the stopper and the mounting interval are usually such that the wire diameter D is 0.1 to 5 mm and the pressing width W is 10 mm.
A fixture having a size of 100100 mm is attached such that the distance between the centers of the stoppers is 10 to 100 mm. However, if the fabric weight is large or the fabric is easily misaligned, the impregnated resin will cause a part of the fabric to fall off due to the weight of the reinforcing fiber material and the resin. It is preferable to reduce the interval and increase the number of stoppers.
【0021】また、止め具の打込み長さLは、5〜50
mmの範囲内で固定用材料の大きさ、補強繊維材料の使
用枚数により適宜選択すればよい。しかし、短すぎると
固定用材料に突き刺さる長さが短く、補強繊維材料取り
付け時に外れてしまう。また、長すぎると固定用材料を
貫通してコンクリート面に達し、補強繊維材料の押さえ
が不十分となり好ましくない。The driving length L of the stopper is 5 to 50.
It may be appropriately selected within the range of mm depending on the size of the fixing material and the number of reinforcing fiber materials used. However, if the length is too short, the length penetrating the fixing material is short, and the fixing material is detached when attached. On the other hand, if it is too long, it penetrates the fixing material to reach the concrete surface, and the pressing of the reinforcing fiber material is insufficient, which is not preferable.
【0022】打込み位置は、コンクリート面から離れす
ぎると、樹脂の硬化前に止め具に吊るされた状態で補強
繊維材料とコンクリート面との間に隙間ができ施工不良
となる可能性があるため、できるだけ近い方がよい。こ
こで、固定用材料がテーパを有するものであれば、テー
パ部でコンクリート面にできるだけ近い部分に打込むよ
うにすれば良い。If the driving position is too far from the concrete surface, a gap may be formed between the reinforcing fiber material and the concrete surface in a state of being hung by the stopper before the resin is hardened, which may result in poor construction. It is better to be as close as possible. Here, if the fixing material has a taper, the fixing material may be driven into a portion as close to the concrete surface as possible.
【0023】止め具の打込み角度は固定用材料のテーパ
面に対し必ずしも垂直でなくてもよく、止め具の先端が
コンクリート面に当たる場合には止め具の打込み角度を
ずらしコンクリート面に当たらないようにしてやればよ
い。The driving angle of the stopper does not necessarily have to be perpendicular to the tapered surface of the fixing material. When the tip of the stopper hits the concrete surface, the driving angle of the stopper is shifted so as not to hit the concrete surface. Do it.
【0024】また、前述したように床面に固定した柱状
構造物の外力が発生した場合には、床面近辺に発生する
曲げ応力が最も大きく上部にいくほど発生応力が小さく
なるため、柱の上部すなわち固定用材料を取り付ける部
分では樹脂を含浸させなくても補強効果が大きく低下す
るようなことはない。Further, when an external force is generated in the columnar structure fixed to the floor surface as described above, the bending stress generated near the floor surface is the largest, and the generated stress becomes smaller toward the upper part. Even if the upper portion, that is, the portion to which the fixing material is attached, is not impregnated with the resin, the reinforcing effect is not greatly reduced.
【0025】固定用材料部分はコンクリート面に対し突
き出ているため、柱においては補強繊維材料を周方向に
巻こうとすると固定用材料取り付け部分と固定用材料未
取り付け部分との間に周長差が生じうまく巻くことがで
きない。このような時にはコーナ部で補強繊維材料に切
込みを入れ、切込み部で周長差を調整してやればよい。Since the fixing material portion protrudes from the concrete surface, if the reinforcing fiber material is to be wound in the circumferential direction in the column, the circumferential length difference between the fixing material attaching portion and the fixing material non-attaching portion is increased. Can not be wound well. In such a case, a cut may be made in the reinforcing fiber material at the corner, and the circumferential length difference may be adjusted at the cut.
【0026】補強繊維材料としては、炭素繊維、ガラス
繊維、アラミド繊維などの補強繊維からなるシート状の
材料が挙げられる。ここで、コンクリート構造物に曲げ
などの外力が作用した場合、コンクリートは引張破断ひ
ずみが小さく、ひびわれが発生し易いため、引張強度が
200kgf/mm2 以上、引張弾性率15,000k
gf/mm2 以上の特性を有する高強度、高弾性率の補
強繊維が好ましい。さらに好ましくは、コンクリートが
アルカリ性であるため、耐アルカリ特性に優れ、かつ、
引張強度が350kgf/mm2 以上、引張弾性率2
0,000kgf/mm2 の特性を有する炭素繊維が好
ましい。Examples of the reinforcing fiber material include sheet-like materials made of reinforcing fibers such as carbon fiber, glass fiber, and aramid fiber. Here, when an external force such as bending acts on the concrete structure, the concrete has a small tensile breaking strain and easily cracks. Therefore, the tensile strength is 200 kgf / mm 2 or more, and the tensile modulus is 15,000 k.
A high-strength, high-elasticity reinforcing fiber having a characteristic of gf / mm 2 or more is preferable. More preferably, since the concrete is alkaline, excellent in alkali resistance properties, and,
Tensile strength of 350 kgf / mm 2 or more, tensile modulus 2
Carbon fibers having a characteristic of 000 kgf / mm 2 are preferred.
【0027】補強繊維の形態は、補強効果の面から織物
が好ましく、なかでも、所定の方向にのみ補強が可能で
あり、かつ、補強繊維材料が無駄にならないため一方向
に繊維が配向した一方向性織物がさらに好ましい。The form of the reinforcing fibers is preferably a woven fabric from the viewpoint of the reinforcing effect. In particular, the reinforcing fibers can be reinforced only in a predetermined direction, and the fibers are oriented in one direction because the reinforcing fiber material is not wasted. Directional fabrics are more preferred.
【0028】ここで、取り扱いの面から特開昭61−3
4244号公報に記載されているような織物で、かつ織
物全体の織糸交点が目止め処理されている織物であれ
ば、取り扱い時に目ずれしないことはもちろんのこと、
樹脂含浸時にも目ずれせず繊維配向を規制できるためよ
り好ましい。Here, from the viewpoint of handling, JP-A-61-3
In the case of a woven fabric described in Japanese Patent No. 4244, and a woven fabric in which the yarn intersections of the entire woven fabric are subjected to a filling treatment, it is needless to say that there is no misalignment during handling.
This is more preferable because the fiber orientation can be regulated without misalignment even during resin impregnation.
【0029】補強繊維材料の目付は、100g/m2 〜
400g/m2 の範囲内が適当である。100g/m2
以下であれば1枚当たりの補強効果が小さいため積層枚
数を増やす必要があり、積層・樹脂含浸作業が煩雑とな
る。また、400g/m2 以上であれば厚みが厚くなる
ため樹脂の含浸作業が不十分になる可能性があることや
重いため貼り付け作業時に取り扱いにくくなる。The basis weight of the reinforcing fiber material is 100 g / m 2-
A range of 400 g / m 2 is suitable. 100 g / m 2
If it is below, the reinforcing effect per sheet is small, so it is necessary to increase the number of layers, and the work of laminating and impregnating the resin becomes complicated. On the other hand, if it is 400 g / m 2 or more, the thickness becomes large, so that the resin impregnation work may be insufficient.
【0030】次に、現場においてローラで補強繊維材料
にマトリックス樹脂を含浸させる。そして、図1に示し
た如く積層構成のFRPの場合、2層目の補強繊維材料
を、同じ様に固定用材料に補強繊維材料の端部を止め具
により固定した後、マトリックス樹脂を含浸させる。こ
の工程を補強繊維材料の所定枚数分繰り返した後、常温
で硬化させることで目標とするFRPを作製することが
できる。Next, the reinforcing fiber material is impregnated with the matrix resin by a roller on site. Then, in the case of the FRP having a laminated structure as shown in FIG. 1, the reinforcing fiber material of the second layer is similarly fixed to the fixing material at the end of the reinforcing fiber material with the stopper, and then impregnated with the matrix resin. . This process is repeated for a predetermined number of reinforcing fiber materials, and then cured at room temperature, whereby a target FRP can be produced.
【0031】補強繊維の繊維配列方向は、任意の方向で
よいが、柱コンクリート構造物においては曲げ補強を目
的とする長手方向に繊維配列した成分と剪断補強を目的
とする周方向に繊維配列した成分を有し、それぞれの成
分を有する補強繊維材料を交互積層すればよい。ここ
で、長手方向に繊維配列した補強繊維材料はすべて止め
具によって固定用材料に固定できるが、周方向に繊維配
列した補強繊維材料は最上部に位置するものの他は止め
具によって固定用材料に固定できない。このため、その
ずれ落ち防止対策として、繊維配列が同じ層においては
積層枚数が1〜2枚とし、1層当たりの繊維目付(1枚
当たりの繊維目付×積層枚数)が500g/m2 以下に
なるようにし、かつ、その層の両側に補強繊維材料が止
め具によって固定された層を位置するようにすればずれ
落ちを防ぐことができる。ここで、1層当たりの繊維目
付は500g/m2 を越えると樹脂を含浸させた時の自
重によりずれ落ちやすいため150〜500g/m2 に
することが好ましい。The fiber arrangement direction of the reinforcing fibers may be any direction. In the columnar concrete structure, the fibers arranged in the longitudinal direction for bending reinforcement and the fibers arranged in the circumferential direction for shear reinforcement are arranged. It is only necessary to alternately laminate the reinforcing fiber materials having the respective components. Here, all the reinforcing fiber materials arranged in the longitudinal direction can be fixed to the fixing material by the stopper, but the reinforcing fiber material arranged in the circumferential direction is fixed to the fixing material by the stopper except for the one located at the top. Cannot fix. For this reason, as a measure to prevent the slip-off, the number of laminations is set to 1 or 2 in a layer having the same fiber arrangement, and the fiber weight per layer (the fiber weight per layer x the number of laminations) is reduced to 500 g / m 2 or less. If the reinforcing fiber material is located on both sides of the layer and the layer where the reinforcing fiber material is fixed by the stoppers, slipping-off can be prevented. Here, the fiber basis weight per layer is preferably in 150~500g / m 2 for easy fall displacement by its own weight when the resin impregnated exceeds 500 g / m 2.
【0032】積層する補強繊維材料の枚数については、
構造物に作用する外力の大きさなどから決めればよい
が、あまり積層枚数が増えると鉄筋とCFRPとの間の
コンクリートのかぶりの部分で剪断破壊が発生するた
め、通常は織物目付が200g/m2 で15層以下とす
る。Regarding the number of reinforcing fiber materials to be laminated,
It may be determined from the magnitude of the external force acting on the structure, etc. However, if the number of laminations is too large, shearing failure occurs at the portion of the concrete covering between the reinforcing bar and CFRP, so that the fabric weight is usually 200 g / m2. 2 is 15 layers or less.
【0033】また、固定用材料と重なった補強繊維材料
の部分は樹脂を含浸させてもさせなくてもよい。とく
に、後の積層作業の面から、樹脂を含浸させると止め具
を打込みにくくなることがあるため、そのような場合に
は樹脂は含浸させない方が好ましい。The portion of the reinforcing fiber material overlapping the fixing material may or may not be impregnated with resin. In particular, from the viewpoint of later lamination work, if the resin is impregnated, it may become difficult to drive the stopper, and in such a case, it is preferable not to impregnate the resin.
【0034】マトリックス樹脂としては、現場で使用可
能な室温硬化タイプの樹脂であり、エポキシ樹脂、不飽
和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂などの熱硬化
性樹脂である。なかでもコンクリートがアルカリ性であ
るため耐アルカリ特性に優れたエポキシ樹脂、ビニルエ
ステル樹脂が好ましい。The matrix resin is a room-temperature-curable resin that can be used on site, and is a thermosetting resin such as an epoxy resin, an unsaturated polyester resin, or a vinyl ester resin. Among them, epoxy resin and vinyl ester resin, which are excellent in alkali resistance because concrete is alkaline, are preferable.
【0035】また、本発明では、既設のコンクリート構
造物の補強も行うことができる。コンクリート構造物の
補強としては、高架道路の橋脚において道路の拡幅を行
う場合などにおいては、当然橋脚に作用する負荷は増大
するために補強しなければならない。このため上記の製
造方法と同様の方法によりコンクリート構造物を補強す
ることができる。In the present invention, an existing concrete structure can be reinforced. As for the reinforcement of the concrete structure, when the road is widened on the pier of an elevated road, the load acting on the pier naturally increases, so the reinforcement must be performed. For this reason, a concrete structure can be reinforced by a method similar to the above-described manufacturing method.
【0036】また、コンクリート構造物の補修として
は、長期の使用によりひび割れが発生し耐荷能力が低下
した場合などにおいては、元の耐荷能力にするために補
修しなければならない。このため上記の製造方法と同様
の方法によりコンクリート構造物を補修することができ
る。In repairing a concrete structure, for example, when cracks occur due to long-term use and the load-carrying capacity is reduced, it must be repaired to restore the original load-carrying capacity. Therefore, the concrete structure can be repaired by a method similar to the above-described manufacturing method.
【0037】(実施例1)横断面の一辺が90cmの正
方形で、高さが3mのコンクリート構造物2をFRPで
補強を行った。まず、柱全体をサンダーを用いてサンデ
ィングした。次に、はけによりサンディング面の研磨紛
を取り除いた後、有機溶剤を用いて脱脂し、サンディン
グ面にプライマーを塗布した。そして、柱の最上部つま
り天井3と柱2の接続部分に、固定用材料として断面形
状が直角三角形で直角をはさむ一辺の長さが3cmの木
材4を室温硬化タイプのエポキシ樹脂接着剤(チバガイ
ギー社製アラルダイトAV138、ハードナーHV99
8を混合)を用いて柱の全周にわたり取り付けた。次
に、この木材4に、織物幅が100cmの一方向性炭素
繊維織物(東レ(株)製CO1623L)を柱の長手方
向に繊維が配列(以下0°積層と記す)するように配置
し、その織物の端部を線径2mm、押え幅30mm、打
込み長さ15mmのステープル6を50mm間隔にステ
ープラで木材4に固定した。ここで、炭素繊維織物は5
cmづつラップさせ、木材と重なった部分のコーナで切
込みを入れ周長差を調整した。そして、ローラにより炭
素繊維織物に室温硬化タイプのエポキシ樹脂(ショーボ
ンドFVクリヤー)を含浸させた。なお、炭素繊維織物
と木材の重なり部分には樹脂を含浸させなかった。Example 1 A concrete structure 2 having a square cross section of 90 cm on a side and a height of 3 m was reinforced with FRP. First, the entire pillar was sanded using a sander. Next, after removing the abrasive powder on the sanding surface by brushing, the sanding surface was degreased using an organic solvent, and a primer was applied to the sanding surface. At the top of the pillar, that is, at the connecting portion between the ceiling 3 and the pillar 2, as a fixing material, wood 4 having a right-angled triangular cross section and a side length of 3 cm sandwiching a right angle is used. Araldite AV138, Hardner HV99
8 was mixed) around the column. Next, a unidirectional carbon fiber fabric (CO1623L manufactured by Toray Industries, Inc.) having a fabric width of 100 cm is arranged on the wood 4 such that the fibers are arranged (hereinafter referred to as 0 ° lamination) in the longitudinal direction of the pillar. A staple 6 having a wire diameter of 2 mm, a pressing width of 30 mm, and a driving length of 15 mm was fixed to the wood 4 with a stapler at 50 mm intervals at the end of the woven fabric. Here, the carbon fiber fabric is 5
The pieces were wrapped cm by cm, and a cut was made at the corner where the wood overlapped to adjust the circumferential difference. Then, the carbon fiber fabric was impregnated with a room temperature curing type epoxy resin (Shobond FV clear) by a roller. The overlapping portion between the carbon fiber fabric and the wood was not impregnated with the resin.
【0038】次に、その織物繊維織物の繊維配列が柱の
周方向(以下90°積層と記す)になるように配置し、
その織物の端部を線径2mm、押え幅30mm、打込み
長さ15mmのステープル6を50mm間隔にステープ
ラを用いて木材4に固定し、ローラにより炭素繊維織物
に室温硬化タイプのエポキシ樹脂(ショーボンドFVク
リヤー)を含浸させた。ここで、炭素繊維織物は0°積
層の場合と同様に木材と重なった部分のコーナで切込み
を入れ周長差を調整し、樹脂は含浸させなかった。ま
た、炭素繊維織物の幅は100cmであり、柱の長手方
向に対し不足するためそれぞれの炭素繊維織物の端部を
5cmづつ重ね合わせて貼り付け樹脂含浸作業を行っ
た。なお、90°層における2枚目以降の炭素繊維織物
は、止め具によって固定できないが、接する両側の0°
層が止め具によって固定されておりずれ落ちない。その
固定された層の間に挟まれた90°層もずれ落ちにくい
ため、炭素繊維織物の端部を重ね合わせながら貼り付け
を行った。Next, the woven fabric is arranged so that the fiber arrangement of the woven fabric is in the circumferential direction of the pillar (hereinafter referred to as 90 ° lamination).
A staple 6 having a wire diameter of 2 mm, a pressing width of 30 mm, and a driving length of 15 mm is fixed to the wood 4 at intervals of 50 mm using a stapler at an end of the woven fabric, and a room temperature curing type epoxy resin (show bond) is applied to the carbon fiber woven fabric with a roller. FV clear). Here, as in the case of the 0 ° lamination, the carbon fiber woven fabric was cut at the corner where it overlapped with the wood to adjust the perimeter difference, and was not impregnated with the resin. In addition, the width of the carbon fiber fabric was 100 cm, which was insufficient in the longitudinal direction of the column, so that the ends of the carbon fiber fabrics were overlapped with each other by 5 cm, and the resin impregnation work was performed. Note that the second and subsequent carbon fiber fabrics in the 90 ° layer cannot be fixed by the stoppers, but the 0 °
The layers are secured by fasteners and do not slip off. Since the 90 ° layer sandwiched between the fixed layers is unlikely to slip off, the carbon fiber woven fabric was attached while overlapping the ends.
【0039】次に上記と同様に0°積層、樹脂含浸を行
い、合計3層積層した。その後、常温に一昼夜放置し、
樹脂を硬化させた。Next, 0 ° lamination and resin impregnation were performed in the same manner as described above, and a total of three layers were laminated. After that, leave it at room temperature all day and night,
The resin was cured.
【0040】これにより、柱の長手方向に繊維が配列し
た炭素繊維織物は木材4に固定されているために樹脂を
含浸させても自重によってずれ落ちていないことを確認
できた。また、周方向に繊維が配列した炭素繊維織物に
ついても接する両側の層が木材に固定されているために
同様に樹脂を含浸させても自重によってずれ落ちていな
いことを確認できた。Thus, it was confirmed that the carbon fiber woven fabric in which the fibers were arranged in the longitudinal direction of the pillars was fixed to the wood 4 and did not shift down due to its own weight even when impregnated with resin. In addition, it was confirmed that the carbon fiber woven fabric in which the fibers were arranged in the circumferential direction was not displaced by its own weight even when impregnated with resin because the layers on both sides in contact were fixed to the wood.
【0041】[0041]
【発明の効果】この発明は、コンクリート構造物の表面
に補強繊維材料に室温硬化タイプのマトリックス樹脂を
含浸させながら貼り付け硬化させたFRP補強コンクリ
ート構造物を製造する際に、コンクリート構造物に固定
用材料を取り付け、この固定用材料に補強繊維材料を止
め具によって固定した後、補強繊維材料にマトリックス
樹脂を含浸させながら貼り付けるために、補強繊維材料
への樹脂含浸作業時に補強繊維材料がずれ落ちることが
ない。従って所望とする方向に繊維配向を規制でき優れ
た補強効果が期待でき、また、樹脂含浸時に繊維配向を
修正する必要がないため作業性が大幅に向上する。According to the present invention, a concrete structure is fixed to a concrete structure at the time of producing an FRP reinforced concrete structure which is bonded and cured while impregnating a reinforcing fiber material with a room temperature curing type matrix resin on the surface of the concrete structure. After fixing the reinforcing fiber material to this fixing material with a stopper, and attaching the reinforcing fiber material while impregnating the matrix resin into the reinforcing fiber material, the reinforcing fiber material shifts during the resin impregnation work on the reinforcing fiber material. Will not fall. Therefore, the fiber orientation can be regulated in a desired direction, and an excellent reinforcing effect can be expected. Further, since it is not necessary to correct the fiber orientation at the time of resin impregnation, workability is greatly improved.
【図1】この発明の製造方法によって作製した一実施例
に係るFRP補強コンクリート構造物の概略縦断面図で
ある。FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of an FRP reinforced concrete structure according to one embodiment manufactured by a manufacturing method of the present invention.
【図2】図1の固定用材料の拡大側面図である。FIG. 2 is an enlarged side view of the fixing material of FIG. 1;
1 FRP補強コンクリート構造物 2 コンクリート構造物 3 天井 4 固定用材料 5 FRP 6 止め具 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 FRP reinforced concrete structure 2 Concrete structure 3 Ceiling 4 Fixing material 5 FRP 6 Stopper
Claims (4)
固定する固定用材料を取り付け、該固定用材料上とコン
クリート構造物表面上とにわたって補強繊維材料を沿わ
せるとともに、補強繊維材料を止め具によって固定用材
料に固定し、固定された補強繊維材料に、室温硬化タイ
プのマトリックス樹脂を含浸させ、固定用材料を取り外
さずに樹脂を硬化させることを特徴とする、FRP補強
コンクリート構造物の製造方法。1. A fixing material for fixing a reinforcing fiber material is attached to a concrete structure. The reinforcing fiber material extends along the fixing material and the surface of the concrete structure. Fix to the fixing material, impregnate the fixed reinforcing fiber material with the room temperature curing type matrix resin, and remove the fixing material.
A method for producing an FRP reinforced concrete structure, comprising curing a resin without removing the resin .
固定する固定用材料を取り付け、該固定用材料上とコン
クリート構造物表面上とにわたって補強繊維材料を沿わ
せるとともに、補強繊維材料を止め具によって固定用材
料に固定し、固定された補強繊維材料に、室温硬化タイ
プのマトリックス樹脂を含浸させ、固定用材料を取り外
さずに樹脂を硬化させることを特徴とする、コンクリー
ト構造物の補強方法。2. A fixing material for fixing a reinforcing fiber material is attached to a concrete structure, and the reinforcing fiber material extends along the fixing material and the surface of the concrete structure. Fix to the fixing material, impregnate the fixed reinforcing fiber material with the room temperature curing type matrix resin, and remove the fixing material.
A method for reinforcing a concrete structure, characterized by curing a resin without curing.
固定する固定用材料を取り付け、該固定用材料上とコン
クリート構造物表面上とにわたって補強繊維材料を沿わ
せるとともに、補強繊維材料を止め具によって固定用材
料に固定し、固定された補強繊維材料に、室温硬化タイ
プのマトリックス樹脂を含浸させ、固定用材料を取り外
さずに樹脂を硬化させることを特徴とする、コンクリー
ト構造物の補修方法。3. A fixing material for fixing a reinforcing fiber material is attached to a concrete structure, the reinforcing fiber material is made to extend along the fixing material and the surface of the concrete structure, and the reinforcing fiber material is fixed by a stopper. Fix to the fixing material, impregnate the fixed reinforcing fiber material with the room temperature curing type matrix resin, and remove the fixing material.
A method for repairing a concrete structure, comprising curing a resin without removing the resin .
付けられ、該固定用材料上とコンクリート構造物表面上
とにわたってFRPが貼着され、該FRPが、該FRP
のみを貫通して固定用材料中へと延び、コンクリート構
造物まで到達しない止め具によって固定用材料に固定さ
れていることを特徴とする、FRP補強コンクリート構
造物。4. A fixing material is attached to a concrete structure, and an FRP is attached over the fixing material and a surface of the concrete structure, and the FRP is attached to the FRP.
Only through the anchoring material and into the concrete structure.
An FRP reinforced concrete structure fixed to a fixing material by a fastener that does not reach the structure.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP5243795A JP2924599B2 (en) | 1993-09-02 | 1993-09-02 | FRP reinforced concrete structure and method of manufacturing the same |
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JPH0771089A JPH0771089A (en) | 1995-03-14 |
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