コンクリート柱状体の補強方法
【課題】加熱硬化型フレキシブル筋を用いて作業性の良いコンクリート柱状体の補強方法を提供する。
【解決手段】コンクリート柱状体の補強方法は、（Ａ）コンクリート造の柱状体１１ａと、そこから連続する壁部１２ａとを有する被補強体１０に埋設され、柱状体から壁部へ延びる差し筋１４を避けて、柱状体と壁部の接合部近傍に壁部を貫通する孔１６を設ける工程と、（Ｂ）多数本の強化繊維を有する連続繊維束と、その長手方向に延び、連続繊維束を束ね或いは囲包して配置された可撓性の外層部材と、その内側に設ける通電により発熱する導電繊維と、連続繊維束及び外層部材に含浸された半硬化或いは未硬化状の樹脂とを有する通電加熱硬化型フレキシブル筋１を、孔を通して柱状体の長手方向の所定箇所に所定回数巻回する工程と、（Ｃ）通電加熱硬化型フレキシブル筋の導電繊維に通電して発熱させ、前記の含浸された樹脂を加熱硬化する工程とを有する。
【解決手段】コンクリート柱状体の補強方法は、（Ａ）コンクリート造の柱状体１１ａと、そこから連続する壁部１２ａとを有する被補強体１０に埋設され、柱状体から壁部へ延びる差し筋１４を避けて、柱状体と壁部の接合部近傍に壁部を貫通する孔１６を設ける工程と、（Ｂ）多数本の強化繊維を有する連続繊維束と、その長手方向に延び、連続繊維束を束ね或いは囲包して配置された可撓性の外層部材と、その内側に設ける通電により発熱する導電繊維と、連続繊維束及び外層部材に含浸された半硬化或いは未硬化状の樹脂とを有する通電加熱硬化型フレキシブル筋１を、孔を通して柱状体の長手方向の所定箇所に所定回数巻回する工程と、（Ｃ）通電加熱硬化型フレキシブル筋の導電繊維に通電して発熱させ、前記の含浸された樹脂を加熱硬化する工程とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通電加熱硬化型フレキシブル筋を使用した例えば建築物の壁付き柱などとされるコンクリート柱状体の補強方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば建築物の耐震性強化の点から、新たに建造されるコンクリート構造物は勿論、既設のコンクリート構造物についても耐震性向上を目的とした補強が要望されている。
【０００３】
従来、コンクリート構造物の耐震補強として、コンクリート柱状体を補強することが考えられている。例えば、橋脚、地下鉄の中柱、建築物の柱などの柱状体、特に鉄筋コンクリート（ＲＣ）或いは鉄骨鉄筋コンクリート（ＳＲＣ）にて建造されたコンクリート柱を補強する方法としては、コンクリート柱の周囲に鉄筋コンクリート（ＲＣ）を巻き立てる方法、鋼板を貼り付ける方法がある。又、比較的最近では、コンクリート柱に強化繊維シートを巻き付け、その繊維に含浸した樹脂を硬化して、繊維強化樹脂複合材料に形成することにより補強をなす方法が知られている。
【０００４】
しかしながら、鉄筋コンクリート（ＲＣ）を巻き立てる方法は、重量が増加する、新たに断面積が増加する、現場にてコンクリート打設を行うために養生期間が長く、工期が長いなどの問題がある。鋼板を貼り付ける方法は、貼り付けた鋼板を互いに溶接するか或いはボルト締めにて接合する作業が必要であり、又、鋼板の重量が重く、作業性が悪いなどの問題がある。
【０００５】
これに対して、強化繊維シートを巻き付ける方法は、軽量且つ作業性が良く、施工時間を短縮できコスト的に優位であるなどの利点を有することから、近年施工例が増加しつつある。補強するコンクリート柱状体が独立柱である場合、上述の強化繊維シートを巻き付ける方法により、比較的簡易に、しかも高強度にて柱状体を補強することができる。
【０００６】
しかし、柱が壁付き柱である場合には、コンクリート柱の周囲から延設された壁、より詳しくは、コンクリート柱から袖壁へと延在する差し筋のために、強化繊維シートの端部同士を強固に固着して、無端状態の連続繊維による強力な補強効果を得ることが非常に困難である。
【０００７】
強化繊維シートをコンクリート柱に１周巻き付けずに、強化繊維シートの端部を柱の表面で自由端のままで終わらせるように貼着することもできるが、この方法では柱に加わる変形に対して、端部同士を固着して無端状態の連続繊維とする場合のような、繊維強化樹脂複合体材料シートの高い強度による補強効果を十分に発揮させることができない。
【０００８】
従って、施工が簡単でコスト的にも優位であり、例えば上述の壁付き柱のように補強部材を巻き付けることが困難であるコンクリート構造物を補強する場合にも作業性が良く作業時間の短縮が可能であり、且つ高強度であるコンクリート構造物の補強方法が要求される。
【０００９】
一方、特許文献１は、多数本の強化繊維を有する補強繊維束と、この補強繊維束の長手方向に沿って延在し、この補強繊維束を束ね或は囲包して配置された可撓性の外層部材とを有する構造とされる強化繊維補強筋を開示する。又、特許文献２は、多数本の強化繊維を有する補強繊維束と、この補強繊維束の長手方向に沿って延在し、十分な空隙を有した態様で補強繊維束を囲包して配置された可撓性の環状被覆部材と、を有する構造とされる強化繊維補強筋を開示する。
【００１０】
これらの強化繊維補強筋においては、現場にて補強繊維束に樹脂が含浸されるか、或いは予め強化繊維束に樹脂が含浸されて未硬化又は半硬化状態とされるので、可撓性に優れており、現場にて任意の形状に変形することができる。又変形した後は、元の形状に戻ることはなく、変形した形態を保持することができるので作業性が良好である。
【００１１】
上記特許文献１には、上記強化繊維束又は外層部材として、電気伝導性を有する材料を用い、所定の位置に取り付け後、通電して発熱させ、含浸された樹脂を硬化させ得ることが示されている。又、上記特許文献２には、所定本数の強化繊維を収束したストランド（強化繊維束）を複数本束ねて構成される補強繊維束の、好ましくは略中心位置に導電繊維、例えばヒータ線が配置される構成とされ、ヒータ線の両端に電源を接続し、電源からヒータ線に給電することによりヒータ線を発熱させ、補強筋内の樹脂を迅速に加熱硬化し得ることが示されている。
【００１２】
これら従来技術においては、強化繊維補強筋は、主としてコンクリート補強筋として、コンクリート構造物を新たに建設する場合に、コンクリートを打設する前の鉄筋構造体に帯鉄筋などとして組み込んで使用されている。
【特許文献１】特開平１１−１２４９５７号公報
【特許文献２】特開平１１−７０５９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明者は、このような通電により硬化する通電加熱硬化型フレキシブル筋を使用すれば、既設のコンクリート柱、特に、壁付き柱の補強が極めて迅速に且つ効率良く施工し得ることを見出した。本発明は、斯かる本発明者の新規な知見に基づきなされたものである。
【００１４】
つまり、本発明の目的は、軽量、高強度、しかも施工現場での変形が容易であり、補強部材の巻回が困難な壁付き柱などとされる被補強体への適用も容易である通電加熱硬化型フレキシブル筋を使用した極めて作業性の良いコンクリート柱状体の補強方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的は本発明に係るコンクリート柱状体の補強方法にて達成される。要約すれば、本発明は、（Ａ）コンクリートによって形成された柱状体と、前記柱状体の周面から延設された少なくとも１つの壁部と、を有する被補強体に埋設された、前記柱状体から前記壁部へと延在する差し筋を避けて、前記柱状体と前記壁部の接合部近傍に前記壁部を貫通する孔を設ける工程と、（Ｂ）多数本の強化繊維を有する連続繊維束と、前記連続繊維束の長手方向に沿って延在し、前記連続繊維束を束ね或いは囲包して配置された可撓性の外層部材と、前記外層部材の内側に設けられる通電により発熱する導電繊維と、前記連続繊維束及び前記外層部材に含浸された半硬化状態或いは未硬化状態の樹脂と、を有する通電加熱硬化型フレキシブル筋を、前記孔を通して前記柱状体の長手方向の所定箇所に所定回数巻回する工程と、（Ｃ）前記通電加熱硬化型フレキシブル筋の前記導電繊維に電源より給電して発熱させ、前記連続繊維束及び前記外層部材に含浸された樹脂を加熱硬化する工程と、を有することを特徴とするコンクリート柱状体の補強方法である。
【００１６】
本発明の一実施態様によると、前記工程（Ａ）の前に前記柱状体から前記壁部へと延在する差し筋の所在を探査する。前記差し筋が鉄筋である場合には、該差し筋を電磁波を利用して探査することができる。
【００１７】
ここで、少なくとも前記柱状体に化粧モルタルなどの被覆体が覆設されている場合には、前記（Ａ）工程の前、又は前記（Ａ）工程の後且つ前記（Ｂ）工程の前に、少なくとも前記通電加熱硬化型フレキシブル筋を巻回する箇所の前記柱状体に覆設された被覆体を除去し、前記柱状体の表面を露出させてから補強することも可能である。
【００１８】
又、前記柱状体の断面形状が矩形などの隅角部を有する形状である場合には、前記柱状体の少なくとも前記通電加熱硬化型フレキシブル筋を巻回する箇所の隅角部を湾曲状に加工することができる。又、本発明の他の実施態様によると、前記通電加熱硬化型フレキシブル筋を巻回する箇所の前記柱状体の表面に樹脂系パテ材を擦り付けることができる。
【００１９】
本発明において、前記通電加熱硬化型フレキシブル筋の前記強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維を含む無機繊維、アラミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ナイロン繊維を含む有機繊維、又はチタン繊維、ステンレススチール繊維、鉄繊維を含む金属繊維を単独で、又は複数種を混合して使用することができる。
【００２０】
本発明において、一実施態様によると、前記通電加熱硬化型フレキシブル筋の前記外層部材は、前記連続繊維束を構成する強化繊維と同質か或いは異質の繊維で作製された編組体とすることができる。他の実施態様によると、前記外層部材は、前記連続繊維束を構成する強化繊維と同質か或いは異質の繊維で作製されたテープ或いは紐とすることができる。又、好ましくは、前記外層部材を構成する繊維は、ガラス繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維を含む絶縁性繊維を単独で、又は複数種を混合して使用する。
【００２１】
本発明において、一実施態様によると、前記通電加熱硬化型フレキシブル筋の前記導電繊維としてニクロム線、タングステン線、ニッケル線を含む通電により発熱する金属線を単独で、又は複数種を混合して使用し、前記連続繊維束内に配置することができる。又、他の実施態様によると、前記強化繊維として炭素繊維、チタン繊維、鉄繊維を含む通電により発熱する繊維を単独で、又は複数種を混合して使用し、前記導電繊維の全部又は一部を兼ねることができる。
【００２２】
本発明において、前記樹脂は、加熱硬化型のエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂又はウレタン系樹脂であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、軽量、高強度、しかも施工現場での変形が容易であり、補強部材の巻回が困難な壁付き柱などとされる被補強体への適用も容易である通電加熱硬化型フレキシブル筋を使用して、極めて作業性の良いコンクリート柱の補強が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明に係るコンクリート柱状体の補強方法を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２５】
実施例１
通電加熱硬化型フレキシブル筋
先ず、本発明に使用される通電加熱硬化型フレキシブル筋（以下、単に「フレキシブル筋」と呼ぶ。）について説明する。
【００２６】
図１（Ａ）、（Ｂ）及び図２に、フレキシブル筋の一実施例を示す。本実施例にてフレキシブル筋１は、多数本の強化繊維ｆを有する連続繊維束２と、この連続繊維束２を束ねて、或いは、囲包して配置された可撓性の外層部材３と、外層部材３の内側に配置される導電繊維４と、を有している。
【００２７】
連続繊維束２は、好ましくは、多数本の強化繊維ｆを一方向に引き揃えて配列して作製される。強化繊維ｆを編んで連続繊維束２を作製することも可能ではあるが、この場合には、繊維が重なっている部分で強度低下を引き起こす。これに対して、強化繊維ｆを平行に配列した場合には、繊維が重なる部分がなく、本来の強化繊維ｆの繊維強度を発揮することができる。
【００２８】
つまり、本実施例では、所定本数の強化繊維ｆを平行に或いは緩く撚りを掛けて収束して作製されるストランド（強化繊維束）を更に平行に或いは緩く撚りを掛けて複数本束ねることによって作製される。
【００２９】
強化繊維ｆとしては、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維を含む無機繊維、アラミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ナイロン繊維を含む有機繊維、又はチタン繊維、ステンレススチール繊維、鉄繊維を含む金属繊維を単独で、又は複数種を混合して使用することができる。連続繊維束２の所望の物性、例えば、破断延び、弾性率に応じて、単独又は複数種類混合して用いる強化繊維ｆを選択すればよい。
【００３０】
通常、炭素繊維が好適に使用され、ＰＡＮ系、ピッチ系、その他、いずれのタイプの炭素繊維であっても構わない。好ましくは、強度が１００Ｋｇｆ／ｍｍ2（≒９８０Ｎ／ｍｍ2）以上、又弾性率が１０Ｔｏｎｆ／ｍｍ2（≒９８，０００Ｎ／ｍｍ2）以上とされる高強度、高弾性のものを使用する。
【００３１】
又、強化繊維ｆとしてアラミド繊維などの有機繊維を使用する場合、強度が１００Ｋｇｆ／ｍｍ2（９８０Ｎ／ｍｍ2）以上、弾性率が２Ｔｏｎｆ／ｍｍ2（１９，６００Ｎ／ｍｍ2）以上とされる。
【００３２】
本発明のフレキシブル筋１は、用途に応じて種々の寸法とすることができるが、詳しくは後述するようにコンクリート柱に巻回して補強するのに使用する場合、外径として約２〜５０ｍｍとすることが好ましい。例えば、強化繊維ｆとして炭素繊維を使用する場合、炭素繊維のフィラメント本数は、２４，０００〜２０，０００，０００本程度とされる。
【００３３】
可撓性の外層部材３は、前記連続繊維束２を構成する強化繊維と同質か或いは異質の強化繊維で作製される。詳しくは後述するように、コンクリート柱状体の補強において、コンクリート或いはモルタルとの定着性が良好であることから、好ましくは図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、連続繊維束２の強化繊維ｆと同質或いは異質の繊維ｆ’で作製された編組体３Ａとされる。但し、これに限定されるものではない。これにより、連続繊維束２は外層部材３にて被覆され、この外層部材３にて緩く拘束された状態とされる。
【００３４】
別法として、外層部材３は、図３（Ａ）に示すように、同質或いは異質の強化繊維を平行に配列して或いは編成して形成された幅広の、或いは図３（Ｂ）に示すように幅狭若しくは紐状のテープ３Ｂとすることができる。又、これらテープ３Ｂなどを互いに離間して一方向に、或いは図３（Ｃ）に示すように、互いに交差するように両方向に巻き付けることによって連続繊維束２を束ねることも可能である。
【００３５】
このように、可撓性の外層部材３は連続繊維束２を構成する強化繊維ｆと同質或いは異質の繊維ｆ’にて構成し得るが、詳しくは後述するような通電加熱時の短絡防止の観点から、外層部材３は絶縁性であることが好ましく、繊維ｆ’としては、好ましくはガラス繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維を含む絶縁繊維を単独で、又は複数種混合して使用する。通常、ガラス繊維が好適に使用される。又、繊維ｆ’の繊度は、好ましくは２０〜１０，０００ｇ／ｋｍ程度とされる。
【００３６】
外層部材３の内側、好ましくは連続繊維束２内の断面略中心位置には、導電繊維４がフレキシブル筋の長手方向に沿って配置される。導電繊維４は、後述するように、施工時に通電によりフレキシブル筋１を加熱し硬化させる際の電気の流れ道となる。従って、導電繊維４は、通電した時に発熱する電気抵抗を有するものであり、例えばニクロム線、タングステン線、ニッケル線などの金属線が使用可能である。
【００３７】
強化繊維ｆとして炭素繊維など、つまり、強化繊維自体が電気伝導性を有しており、通電により発熱し得る繊維を用いる場合、連続繊維束自体を導電繊維４として使用することができる。この場合、連続繊維束２内に特別に設ける導電繊維４の量は比較的少なくするか、或いは省くことができる。
【００３８】
連続繊維束２を構成する強化繊維ｆとしてアラミド繊維などの絶縁性繊維を用いる場合は、導電繊維４を複数本挿入するなどして通電発熱性能を高めることが好ましい。
【００３９】
例えば、強化繊維ｆとして炭素繊維を用いて、外径５ｍｍ（フィラメント本数が２４，０００本の炭素繊維束が９本：２１６，０００フィラメント）程度の連続繊維束２を形成する場合、連続繊維束２内に特別に設ける導電繊維４として、例えば線径０．２ｍｍのニクロム線などの抵抗線を０〜１本程度挿入することが好ましい。又、例えば強化繊維ｆとしてアラミド繊維を用いて、外径１０ｍｍ（７１００デニールのアラミド繊維６０本）程度の連続繊維束２を形成する場合、導電繊維４として、例えば線径０．２ｍｍのニクロム線などの抵抗線を３〜５本程度挿入することが好ましい。当然、所望の通電、加熱特性に応じて、導電繊維４の材料、及び線径、本数などの条件は適宜変更可能である。
【００４０】
本実施例によれば、フレキシブル筋１には、予め樹脂が含浸され、半硬化状態或いは未硬化状態のプリプレグとして施工現場に提供される。そして、施工現場にてこの樹脂を加熱硬化してＦＲＰ（繊維強化樹脂）化する。
【００４１】
本実施例では、詳しくは後述するように、先ずフレキシブル筋１のプリプレグの作製に際して連続繊維束２に樹脂を含浸させ、この連続繊維束２に付着した樹脂が、繊維ｆ’を連続繊維束２の周りにブレーディングする際、或いはフレキシブル筋１を加熱硬化させる際に外層部材３に含浸する。
【００４２】
フレキシブル筋１に含浸させる樹脂としては、加熱硬化型のエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、ウレタン樹脂などのラジカル反応系樹脂を好適に使用し得る。含浸作業性などの点から通常１〜１，０００ポアズ（Ｐ）とされるのが好ましい。
【００４３】
例えば、加熱硬化型のエポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ系液状エポキシ樹脂（エピコート−８２８／油化シェルエポキシ（株）製）、ジシアンジアミド（アデカハードナーＥＨ−３８４２／旭電化工業（株）製）、ジクロルメチルウレア（ＤＣＭＵ）（ＤＣＭＵ−９９／保土谷化学工業（株）製）の混合剤を好適に使用することができる。又、加熱硬化型の不飽和ポリエステル樹脂としては、リゴラック１５８ＢＱＴ（昭和高分子（株）製）、過酸化物（硬化剤）（パーブチルＺ／日本油脂（株）製）、酸化マグネシウム若しくはイソシアネート増粘剤の混合剤を好適に用いることができる。
【００４４】
フレキシブル筋１に含浸される樹脂の量としては、連続繊維束２及び外層部材３の量（体積）をＶF、連続繊維束２及び外層部材３に含浸された樹脂の量（体積）をＶRとし、ＶT＝ＶF＋ＶRとしたときに、樹脂充填率（％）、即ち、（ＶR÷ＶT）×１００が２０〜９０％となるように選定するのが好ましい。樹脂充填率が２０％より少ないと、強化繊維と強化繊維の間で応力の伝達ができなくなり、結果として全体の引張強度が低下するといった問題があり、又、９０％より大きいと、繊維の量が相対的に少なくなり、全体の引張強度が高くならないだけでなく、物理的に樹脂を含浸できないといった問題が発生する。従って、好ましくは、この樹脂充填率は３０〜６０％とされる。
【００４５】
フレキシブル筋１を製造した後に、連続繊維束２、更には外層部材３に含浸された樹脂は完全に硬化されることなはなく、半硬化状態或いは未硬化状態、即ち、プリプレグ状態に維持される。従って、本発明のフレキシブル筋１は、施工現場において硬化前には可撓性に優れている。
【００４６】
フレキシブル筋１のプリプレグは、外層部材３の内側、即ち、連続繊維束２の好ましくは断面略中央に配置された導電繊維４、或いは連続繊維２が導電繊維４を兼ね得る場合には連続繊維束２に通電して加熱することによって、連続繊維束２、更には外層部材３に含浸された加熱硬化型樹脂を硬化させてＦＲＰを形成する。
【００４７】
つまり、例えば図４に示すように、施工現場にて導電繊維４の両端に電源５を接続して、電源５から導電繊維４に給電することにより導電繊維４を発熱させ、連続繊維束２、更には外層部材３に含浸された樹脂を迅速に加熱硬化させる。上述のように、連続繊維束２が導電繊維４を兼ね得る場合、連続繊維束自体に通電して連続繊維束２、更には外層部材３に含浸された樹脂を加熱硬化することが可能である。
【００４８】
フレキシブル筋１のプリプレグは、例えば１００ｍ単位程度のロール状として施工現場に運搬され、施工現場にて必要長さを切り取り、詳しくは後述するように被補強コンクリート柱状体の必要箇所に必要回数巻回して配置した後に、通電加熱を行い硬化させてＦＲＰ筋化する。
【００４９】
このように、フレキシブル筋１は可撓性に富み、極めて作業性に優れ、又運搬容易性にも優れている。
【００５０】
又、フレキシブル筋１の連続繊維束２の周りに配置する外層部材３を編組体３Ａとすることによって、詳しくは後述するように被補強コンクリート柱状体にフレキシブル筋１を巻回して固定した後に打設するコンクリート、モルタルなどとの定着性が良好である。
【００５１】
更に、外層部材３を絶縁性の繊維ｆ’により構成することによって、通電時の短絡を防止することができる。
【００５２】
通電加熱硬化型フレキシブル筋の製造例
次に、フレキシブル筋１のプリプレグの製造方法の一例を説明する。ここでは、連続繊維束２内に導電繊維４を特別に設ける場合について説明する。
【００５３】
図５は、本発明に係るフレキシブル筋１のプリプレグの製造装置１００の一例の概略構成を示しており、大別して、連続繊維供給部１１０、樹脂供給部１２０、導電繊維供給部１３０、ブレーディング部１４０、及び巻き取り部１５０を備えている。
【００５４】
例えば炭素繊維とされる、連続繊維束２を構成する強化繊維ｆは、連続繊維供給部１１０が備えた複数のリール１１１から繰り出される。リール１１１から繰り出された強化繊維ｆは、一方向に引き揃えて平行に或いは緩く撚りを掛けて、所定の連続繊維束２とされる。上述のように、連続繊維束２は、先ず所定本数の強化繊維ｆを平行に或いは緩く撚りを掛けて収束してストランドを作製し、このストランドを更に平行に或いは緩く撚りを掛けて複数本束ねることによって作製することができる。こうして収束された連続繊維束２は、支持ローラ、転向ローラなどのローラ群を介して樹脂供給部１２０まで搬送される。
【００５５】
樹脂供給部１２０では、樹脂供給装置１２１によって連続繊維束２に加熱硬化型の樹脂が供給される。樹脂供給装置１２１は、上述のような所定の含浸量が得られるように、所定の割合で連続繊維束２に樹脂を供給する。つまり、本実施例では、更に下流で連続繊維束２の周りに繊維ｆ’によるブレーディングを行う際或いはフレキシブル筋１を加熱硬化させる際に外層部材３にも樹脂が含浸されて上述のような含浸量が得られるように、樹脂供給装置１２１は連続繊維束２に比較的多めの樹脂を供給できるよう構成することが好ましい。
【００５６】
樹脂供給装置１２１としては、樹脂を収容した樹脂槽から塗布ローラによって連続繊維束２に樹脂を供給するロールコート形式を用いることができる。或いは、上述のように連続繊維束２には比較的多めの樹脂を付けるために、樹脂を収容した樹脂槽中に樹脂未含浸の連続繊維束２を浸漬することによって樹脂を供給する、ディッピング形式とすることもできる。こうして、連続繊維２に樹脂が供給（ロールコート或いはディッピング）されると、樹脂は連続繊維束２中に含浸される。
【００５７】
樹脂が含浸された連続繊維束２は、更に支持或いは転向ローラ群によって導電繊維供給部１３０に至り、ここで連続繊維束２の断面略中心部に、例えばニクロム線などの抵抗線とされる導電繊維４が挿入される。
【００５８】
導電繊維４は、連続繊維束２の中、好ましくは断面略中央に導電繊維４を挿入する。
【００５９】
導電繊維４が挿入された後、連続繊維束２の周囲には、ブレーディング部１４０が備えたブレーディング装置１４１により、例えばガラス繊維とされる繊維ｆ’がブレーディングされ、連続繊維束２を束ね或いは囲包するように外層部材３が形成される。
【００６０】
外層部材３がブレーディングされたフレキシブル筋１は、巻き取り部１５０が備えた、例えば紙管などとされる巻き取りロール１５１に巻き取られる。上述のように、フレキシブル筋１は、例えば１００ｍ単位程度のロール状とされる。
【００６１】
連続繊維束２の強化繊維ｆとして、通電により発熱し導電繊維４の機能を兼ねる繊維を使用して、外層部材３の内側に特別に導電繊維４を設けない場合は、導電繊維供給部１３０は省略することができる。
【００６２】
その後、巻き取られたフレキシブル筋１は室温で養生され、含浸樹脂の増粘を待ってプリプレグ化され、フレキシブル筋１のプリプレグとなる。
【００６３】
上述のように、外層部材３には特別に樹脂を含浸させることはしないが、好ましくは、連続繊維束２に付着している樹脂がブレーディングの時或いはフレキシブル筋１の加熱硬化の時に含浸し、フレキシブル筋１を加熱硬化させる際にＦＲＰ化される。
【００６４】
以上、本発明に従うフレキシブル筋１は、連続繊維束２、更には外層部材３に含浸された樹脂は施工現場にて導電繊維４に通電して加熱するまで完全に硬化されることはなく、半硬化状態或いは未硬化状態に維持される。従って、フレキシブル筋１は、施工現場にて可撓性に優れており、任意の形状に変形することができ、又、変形した後は自然に元の形状に戻ることはなく、変形した形態を保持し、極めて良好な作業性を与える。
【００６５】
コンクリート柱状体の補強例
次に、フレキシブル筋１を使用してコンクリート柱を補強する方法の一実施例を説明する。本実施例では、フレキシブル筋１は、壁付き柱の耐震補強に適用される。
【００６６】
フレキシブル筋１は、適当な単位（例えば１００ｍ）のロール状で施工現場に搬送され、施工現場にて必要長さに切り取り、補強を必要とする箇所に配筋した後、通電加熱を行い硬化させてＦＲＰ筋化する。
【００６７】
フレキシブル筋１を用いてコンクリートにて形成された柱状体（コンクリート柱状体）を補強するには、コンクリート柱状体の長手方向に所定間隔にて、フレキシブル筋１を所定回数巻き付け、これを通電加熱によって硬化させる。更に、フレキシブル筋１が硬化した後に、コンクリートやモルタルの打設を行うことができる。
【００６８】
図６（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の補強方法を適用する壁付き柱１０を示しており、断面矩形の柱部１１の周面、本実施例では柱部１１の相対する２つの周面からは、この柱部１１を挟んで同一平面上に連なる袖壁１２、１２が延設されている。壁付き柱１０の柱部１１及び袖壁１２、１２は、それぞれ鉄筋コンクリートにて形成された、コンクリート柱（柱状体）１１ａ、及び、このコンクリート柱１１ａより延設された少なくとも１つの壁部としての２つのコンクリート壁１２ａ、１２ａに、化粧モルタル１３を覆設して形成されている。
【００６９】
コンクリート柱１１ａ及びコンクリート壁１２ａ、１２ａには鉄筋が埋設されており、コンクリート柱１１ａからコンクリート壁１２ａ、１２ａへと鉄筋による差し筋１４が延在して埋設されている。通常、差し筋１４はコンクリート柱１１ａを貫通して、コンクリート柱１１ａの周面の相対する２つの周面から延設される両コンクリート壁１２ａ、１２ａへと延在する。又、差し筋１４は、通常、コンクリート柱１１ａの長手方向に所定の間隔ｄで埋設されている。
【００７０】
図６（Ａ）、（Ｂ）に示す壁付き柱１０を補強する場合、フレキシブル筋１を巻き付ける箇所近傍のみ、或いは柱部１１の全面の化粧モルタル１３をハツリ取って除去し、コンクリート柱１１ａを露出させる。本実施例では、フレキシブル筋１を巻き付ける箇所の化粧モルタル１３を除去する。
【００７１】
本実施例のように、コンクリート柱１１ａの断面形状が矩形である場合、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、化粧モルタルをハツリ取ることによって露出したコンクリート柱１１ａの隅角部（コーナー部）１５を湾曲状に加工する（Ｒ加工）。これによって、フレキシブル筋１の屈曲或いは応力集中による強度低下を最小限にとどめるようにする。Ｒ加工は、コーナー部１５をコンクリート鉋などの適当な手段によって湾曲状に削り取るか、或いはコンクリート柱１１ａのコーナー部１５の面取りを行った後に、予めＲ加工した鋼製のパネルなどの保護部材（図示せず）を、ボルトや接着材などの適当な手段により取り付けることも可能である。当然、コンクリート柱１１ａの断面形状が円形、長円形或いは楕円形など、隅角部を有しない形状である場合、上記Ｒ加工の工程は必要ない。
【００７２】
又、コンクリート柱１１ａ、コンクリート壁１２ａ、１２ａに埋設されている差し筋１４の所在を探査し、適当な手段により印を設けることができる。通常、差し筋が鉄筋であれば、例えば差し筋部分を電磁波を利用して探査することができる。
【００７３】
次いで、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、探査された差し筋１４を避けてフレキシブル筋１を通す貫通孔１６を設ける。貫通孔は、コンクリート柱１１ａの長手方向のフレキシブル筋１を巻回する所定箇所において、袖壁１２、即ち、コンクリート柱１１ａとコンクリート壁１２ａ、１２ａの接合部近傍を削孔して設ける。
【００７４】
コンクリート柱１１ａの長手方向におてフレキシブル筋１を巻回する箇所は、フレキシブル筋１の構成（例えば、強化繊維の種類や量）、要求される補強強度に応じて適宜選定できるが、通常、コンクリート柱１１ａの長手方向に所定間隔Ｄにて複数箇所に巻回する。従って、通常、貫通孔１６はこの箇所に対応して、コンクリート柱１１ａの長手方向に沿って複数箇所に設ける。
【００７５】
その後、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、上述のようにして設けた貫通孔１４を通して、所定の長さに切断されたフレキシブル筋１をコンクリート柱１１ａに必要回数巻き付ける。フレキシブル筋１は、限定するものではないが、例えば手作業によってコンクリート柱１１ａに巻き付けることができる。
【００７６】
フレキシブル筋１をコンクリート柱１１ａに巻き付ける回数は、フレキシブル筋１の構成（例えば、強化繊維の種類や量）、要求される補強強度に応じて適宜選定すればよい。
【００７７】
又、好ましくは、フレキシブル筋１を巻き付ける位置のコンクリート柱１１ａの表面に、平滑性を確保する目的で樹脂系パテ材を擦り付け、その後、このパテが硬化する前にフレキシブル筋１を巻き付ける。樹脂系パテ材としては、ＦＥ−Ｂ／日鉄コンポジット（株）製を好適に用いることができる。
【００７８】
フレキシブル筋１をコンクリート柱１１ａに巻き付けた後に、フレキシブル筋１の両端において、導電繊維４、或いは連続繊維束２が通電により発熱する繊維によって構成される場合には連続繊維束２に電源５を接続して通電することによって加熱し、フレキシブル筋１の連続繊維束２、更には外層部材３に含浸された樹脂を加熱硬化させ、ＦＲＰ筋化する。
【００７９】
通常、電源５から５〜１００Ｖ、０．１〜２０Ａ（直流）の通電を行い、導電繊維４、或いは連続繊維束２を８０〜１８０℃程度に加熱する。勿論、通電条件は、例えばフレキシブル筋１に含浸された樹脂、或いは要求される硬化時間、放熱条件などによって変更することができる。
【００８０】
コンクリート柱１１ａに巻回したフレキシブル筋１は、図９に示すように、その両端部から所定の長さ（定着長Ｌ）だけコンクリート柱１１ａの軸線方向に重ね、通電加熱硬化させることによって定着（接着）させる。
【００８１】
こうしてフレキシブル筋１を硬化させた後に、コンクリートの打設やモルタル仕上げを行い、壁付き柱１０の断面復旧を行い、耐震補強（剪断補強）、補修工事を完了する。例えば、本実施例では、図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ポリマーセメントモルタル（例えば、電気化学工業（株）製 ＲＩＳ３３２）１７を用いて、貫通孔１６の充填、柱部１１の増厚を行う。
【００８２】
上述のように、連続繊維束２の周りに配置する外層部材３を編組体３Ａにより構成することにより、フレキシブル筋１の硬化後に打設するモルタル、コンクリートとの定着性を向上することができる。
【００８３】
又、外層部材３を絶縁繊維にて構成することによって、フレキシブル筋１を通電加熱硬化させる際の短絡を防止することができる。
【００８４】
本実施例の方法に使用するフレキシブル筋１の一例を示せば、次の通りである。
【００８５】
Ａ．連続繊維
材質：ＰＡＮ系炭素繊維約２４，０００本からなる繊維束（ストランド）を２０本一方向に平行に配列して補強繊維束を形成した
炭素繊維の引張強度：４９０Ｋｇｆ／ｍｍ2（≒４８０２Ｎ／ｍｍ2）
弾性率 ：２３．５Ｔｏｎｆ／ｍｍ2（≒２３０Ｎ／ｍｍ2）
Ｂ．外層部材
材質：ポリエステル繊維を組紐状に連続繊維束の周りに製織した
Ｃ． 導電繊維
材質：線径０．２ｍｍのニクロム線
本数：１本
Ｄ．樹脂
種類：加熱硬化型エポキシ樹脂
ビスフェノールＡ系液状エポキシ樹脂（エピコート−８２８／油化シェルエポキシ（株）製）／ジシアンジアミド（アデカハードナーＥＨ−３８４２／旭電化工業（株）製）／ジクロルメチルウレア（ＤＣＭＵ）（ＤＣＭＵ−９９／保土谷化学工業（株）製）
充填率：６０％
【００８６】
例えば、このフレキシブル筋１（外径７ｍｍ）を、５０ｃｍ×５０ｃｍのコンクリート柱に３周巻回する場合、フレキシブル筋１の導電繊維４の両端に電源５から２０Ｖの直流電圧を印加して、これを１５０℃程度に加熱し、含浸された樹脂を硬化させる。この条件にて加熱硬化時間は約３０分である。
【００８７】
このようにして補強した壁付き柱に対して試験を行ったが、作業性、補強強度において極めて良好な結果を得ることができた。
【００８８】
以上、本発明によれば、フレキシブル筋１は可撓性に優れ、しかも細長形状であるので、例えば壁付き柱の耐震補強を行うような場合にも、袖壁自体を完全に柱部周りから撤去する必要なく、差し筋を避けてコンクリート柱に巻回することが可能であり、極めて作業性良くコンクリート柱状体の補強（耐震補強、剪断補強）工事を行うことができる。
【００８９】
尚、本発明の方法を適用し得る壁付き柱としては、上記実施例にて挙げた形態に限らず、例えば図１１（ａ）に示すように、コンクリート柱１１ａから延設されたコンクリート壁１２ａ、１２ａとコンクリート柱１１ａの１面が同一平面となるように形成された壁付き柱、図１１（ｂ）に示すように、コンクリート柱１１ａの１面から、例えばコンクリート柱１１ａの他の１面と同一平面状となるようにコンクリート壁１２ａが延設された壁付き柱、或いは１１（ｃ）に示すように断面が円形であるか、その他長円形、楕円形など断面が矩形形状ではないコンクリート柱１１ａの周面から、例えばコンクリート柱１１ａを介して同一平面状に延設された２つのコンクリート壁１２ａを有する壁付き柱など、各種の形態の壁付き柱が挙げられる。当然、柱部から延設される壁部は、柱部を挟んで同一平面状に形成されている必要はなく、柱部から任意の角度にて壁部が延設されている場合にも本発明は適用できる。
【００９０】
又、柱状体は、所謂、柱に限定されるものではなく、コンクリートにて作製された梁であってもよい。特に本発明によれば、梁から延在する差し筋が埋設された壁部を伴った梁を、上述の実施例における壁付き柱の場合と同様に極めて作業性良く補強することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明に使用する通電加熱硬化型フレキシブル筋の一実施例の斜視図である。
【図２】図１に示す通電加熱硬化型フレキシブル筋の横断面図である。
【図３】本発明に使用する通電加熱硬化型フレキシブル筋の他の実施例の斜視図である。
【図４】本発明に係る通電加熱硬化型フレキシブル筋を硬化させる方法を説明するための通電加熱硬化型フレキシブル筋の縦断面図である。
【図５】本発明に使用する通電加熱硬化型フレキシブル筋の製造装置の一実施例の概略構成図である。
【図６】本発明のコンクリート柱状体の補強方法を適用し得る壁付き柱の一例を示す（ａ）断面図、（ｂ）斜視図である。
【図７】図６の壁付き柱の化粧モルタルの一部をハツリ取った様子を示す（ａ）断面図、（ｂ）斜視図である。
【図８】図６の壁付き柱に貫通孔を設けた様子を示す（ａ）断面図、（ｂ）斜視図である。
【図９】図６の壁付き柱に本発明に係る通電加熱硬化型フレキシブル筋を巻回した様子を示す（ａ）断面図、（ｂ）斜視図である。
【図１０】図６の壁付き柱の柱部を増厚した様子を示す（ａ）断面図、（ｂ）斜視図である。
【図１１】本発明のコンクリート柱状体の補強方法を適用し得る壁付き柱の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００９２】
１ 通電加熱硬化型フレキシブル筋（フレキシブル筋）
２ 連続繊維束
３ 外層部材
４ 導電繊維
１０ 壁付き柱
１１ 柱部
１１ａ コンクリート柱（柱状体）
１２ 袖壁（壁部）
１２ａ コンクリート壁（壁部）
１３ 化粧モルタル
１４ 差し筋
１６ 貫通孔
１００ 加熱硬化型フレキシブル筋プリプレグの製造装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通電加熱硬化型フレキシブル筋を使用した例えば建築物の壁付き柱などとされるコンクリート柱状体の補強方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば建築物の耐震性強化の点から、新たに建造されるコンクリート構造物は勿論、既設のコンクリート構造物についても耐震性向上を目的とした補強が要望されている。
【０００３】
従来、コンクリート構造物の耐震補強として、コンクリート柱状体を補強することが考えられている。例えば、橋脚、地下鉄の中柱、建築物の柱などの柱状体、特に鉄筋コンクリート（ＲＣ）或いは鉄骨鉄筋コンクリート（ＳＲＣ）にて建造されたコンクリート柱を補強する方法としては、コンクリート柱の周囲に鉄筋コンクリート（ＲＣ）を巻き立てる方法、鋼板を貼り付ける方法がある。又、比較的最近では、コンクリート柱に強化繊維シートを巻き付け、その繊維に含浸した樹脂を硬化して、繊維強化樹脂複合材料に形成することにより補強をなす方法が知られている。
【０００４】
しかしながら、鉄筋コンクリート（ＲＣ）を巻き立てる方法は、重量が増加する、新たに断面積が増加する、現場にてコンクリート打設を行うために養生期間が長く、工期が長いなどの問題がある。鋼板を貼り付ける方法は、貼り付けた鋼板を互いに溶接するか或いはボルト締めにて接合する作業が必要であり、又、鋼板の重量が重く、作業性が悪いなどの問題がある。
【０００５】
これに対して、強化繊維シートを巻き付ける方法は、軽量且つ作業性が良く、施工時間を短縮できコスト的に優位であるなどの利点を有することから、近年施工例が増加しつつある。補強するコンクリート柱状体が独立柱である場合、上述の強化繊維シートを巻き付ける方法により、比較的簡易に、しかも高強度にて柱状体を補強することができる。
【０００６】
しかし、柱が壁付き柱である場合には、コンクリート柱の周囲から延設された壁、より詳しくは、コンクリート柱から袖壁へと延在する差し筋のために、強化繊維シートの端部同士を強固に固着して、無端状態の連続繊維による強力な補強効果を得ることが非常に困難である。
【０００７】
強化繊維シートをコンクリート柱に１周巻き付けずに、強化繊維シートの端部を柱の表面で自由端のままで終わらせるように貼着することもできるが、この方法では柱に加わる変形に対して、端部同士を固着して無端状態の連続繊維とする場合のような、繊維強化樹脂複合体材料シートの高い強度による補強効果を十分に発揮させることができない。
【０００８】
従って、施工が簡単でコスト的にも優位であり、例えば上述の壁付き柱のように補強部材を巻き付けることが困難であるコンクリート構造物を補強する場合にも作業性が良く作業時間の短縮が可能であり、且つ高強度であるコンクリート構造物の補強方法が要求される。
【０００９】
一方、特許文献１は、多数本の強化繊維を有する補強繊維束と、この補強繊維束の長手方向に沿って延在し、この補強繊維束を束ね或は囲包して配置された可撓性の外層部材とを有する構造とされる強化繊維補強筋を開示する。又、特許文献２は、多数本の強化繊維を有する補強繊維束と、この補強繊維束の長手方向に沿って延在し、十分な空隙を有した態様で補強繊維束を囲包して配置された可撓性の環状被覆部材と、を有する構造とされる強化繊維補強筋を開示する。
【００１０】
これらの強化繊維補強筋においては、現場にて補強繊維束に樹脂が含浸されるか、或いは予め強化繊維束に樹脂が含浸されて未硬化又は半硬化状態とされるので、可撓性に優れており、現場にて任意の形状に変形することができる。又変形した後は、元の形状に戻ることはなく、変形した形態を保持することができるので作業性が良好である。
【００１１】
上記特許文献１には、上記強化繊維束又は外層部材として、電気伝導性を有する材料を用い、所定の位置に取り付け後、通電して発熱させ、含浸された樹脂を硬化させ得ることが示されている。又、上記特許文献２には、所定本数の強化繊維を収束したストランド（強化繊維束）を複数本束ねて構成される補強繊維束の、好ましくは略中心位置に導電繊維、例えばヒータ線が配置される構成とされ、ヒータ線の両端に電源を接続し、電源からヒータ線に給電することによりヒータ線を発熱させ、補強筋内の樹脂を迅速に加熱硬化し得ることが示されている。
【００１２】
これら従来技術においては、強化繊維補強筋は、主としてコンクリート補強筋として、コンクリート構造物を新たに建設する場合に、コンクリートを打設する前の鉄筋構造体に帯鉄筋などとして組み込んで使用されている。
【特許文献１】特開平１１−１２４９５７号公報
【特許文献２】特開平１１−７０５９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明者は、このような通電により硬化する通電加熱硬化型フレキシブル筋を使用すれば、既設のコンクリート柱、特に、壁付き柱の補強が極めて迅速に且つ効率良く施工し得ることを見出した。本発明は、斯かる本発明者の新規な知見に基づきなされたものである。
【００１４】
つまり、本発明の目的は、軽量、高強度、しかも施工現場での変形が容易であり、補強部材の巻回が困難な壁付き柱などとされる被補強体への適用も容易である通電加熱硬化型フレキシブル筋を使用した極めて作業性の良いコンクリート柱状体の補強方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的は本発明に係るコンクリート柱状体の補強方法にて達成される。要約すれば、本発明は、（Ａ）コンクリートによって形成された柱状体と、前記柱状体の周面から延設された少なくとも１つの壁部と、を有する被補強体に埋設された、前記柱状体から前記壁部へと延在する差し筋を避けて、前記柱状体と前記壁部の接合部近傍に前記壁部を貫通する孔を設ける工程と、（Ｂ）多数本の強化繊維を有する連続繊維束と、前記連続繊維束の長手方向に沿って延在し、前記連続繊維束を束ね或いは囲包して配置された可撓性の外層部材と、前記外層部材の内側に設けられる通電により発熱する導電繊維と、前記連続繊維束及び前記外層部材に含浸された半硬化状態或いは未硬化状態の樹脂と、を有する通電加熱硬化型フレキシブル筋を、前記孔を通して前記柱状体の長手方向の所定箇所に所定回数巻回する工程と、（Ｃ）前記通電加熱硬化型フレキシブル筋の前記導電繊維に電源より給電して発熱させ、前記連続繊維束及び前記外層部材に含浸された樹脂を加熱硬化する工程と、を有することを特徴とするコンクリート柱状体の補強方法である。
【００１６】
本発明の一実施態様によると、前記工程（Ａ）の前に前記柱状体から前記壁部へと延在する差し筋の所在を探査する。前記差し筋が鉄筋である場合には、該差し筋を電磁波を利用して探査することができる。
【００１７】
ここで、少なくとも前記柱状体に化粧モルタルなどの被覆体が覆設されている場合には、前記（Ａ）工程の前、又は前記（Ａ）工程の後且つ前記（Ｂ）工程の前に、少なくとも前記通電加熱硬化型フレキシブル筋を巻回する箇所の前記柱状体に覆設された被覆体を除去し、前記柱状体の表面を露出させてから補強することも可能である。
【００１８】
又、前記柱状体の断面形状が矩形などの隅角部を有する形状である場合には、前記柱状体の少なくとも前記通電加熱硬化型フレキシブル筋を巻回する箇所の隅角部を湾曲状に加工することができる。又、本発明の他の実施態様によると、前記通電加熱硬化型フレキシブル筋を巻回する箇所の前記柱状体の表面に樹脂系パテ材を擦り付けることができる。
【００１９】
本発明において、前記通電加熱硬化型フレキシブル筋の前記強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維を含む無機繊維、アラミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ナイロン繊維を含む有機繊維、又はチタン繊維、ステンレススチール繊維、鉄繊維を含む金属繊維を単独で、又は複数種を混合して使用することができる。
【００２０】
本発明において、一実施態様によると、前記通電加熱硬化型フレキシブル筋の前記外層部材は、前記連続繊維束を構成する強化繊維と同質か或いは異質の繊維で作製された編組体とすることができる。他の実施態様によると、前記外層部材は、前記連続繊維束を構成する強化繊維と同質か或いは異質の繊維で作製されたテープ或いは紐とすることができる。又、好ましくは、前記外層部材を構成する繊維は、ガラス繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維を含む絶縁性繊維を単独で、又は複数種を混合して使用する。
【００２１】
本発明において、一実施態様によると、前記通電加熱硬化型フレキシブル筋の前記導電繊維としてニクロム線、タングステン線、ニッケル線を含む通電により発熱する金属線を単独で、又は複数種を混合して使用し、前記連続繊維束内に配置することができる。又、他の実施態様によると、前記強化繊維として炭素繊維、チタン繊維、鉄繊維を含む通電により発熱する繊維を単独で、又は複数種を混合して使用し、前記導電繊維の全部又は一部を兼ねることができる。
【００２２】
本発明において、前記樹脂は、加熱硬化型のエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂又はウレタン系樹脂であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、軽量、高強度、しかも施工現場での変形が容易であり、補強部材の巻回が困難な壁付き柱などとされる被補強体への適用も容易である通電加熱硬化型フレキシブル筋を使用して、極めて作業性の良いコンクリート柱の補強が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明に係るコンクリート柱状体の補強方法を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２５】
実施例１
通電加熱硬化型フレキシブル筋
先ず、本発明に使用される通電加熱硬化型フレキシブル筋（以下、単に「フレキシブル筋」と呼ぶ。）について説明する。
【００２６】
図１（Ａ）、（Ｂ）及び図２に、フレキシブル筋の一実施例を示す。本実施例にてフレキシブル筋１は、多数本の強化繊維ｆを有する連続繊維束２と、この連続繊維束２を束ねて、或いは、囲包して配置された可撓性の外層部材３と、外層部材３の内側に配置される導電繊維４と、を有している。
【００２７】
連続繊維束２は、好ましくは、多数本の強化繊維ｆを一方向に引き揃えて配列して作製される。強化繊維ｆを編んで連続繊維束２を作製することも可能ではあるが、この場合には、繊維が重なっている部分で強度低下を引き起こす。これに対して、強化繊維ｆを平行に配列した場合には、繊維が重なる部分がなく、本来の強化繊維ｆの繊維強度を発揮することができる。
【００２８】
つまり、本実施例では、所定本数の強化繊維ｆを平行に或いは緩く撚りを掛けて収束して作製されるストランド（強化繊維束）を更に平行に或いは緩く撚りを掛けて複数本束ねることによって作製される。
【００２９】
強化繊維ｆとしては、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維を含む無機繊維、アラミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ナイロン繊維を含む有機繊維、又はチタン繊維、ステンレススチール繊維、鉄繊維を含む金属繊維を単独で、又は複数種を混合して使用することができる。連続繊維束２の所望の物性、例えば、破断延び、弾性率に応じて、単独又は複数種類混合して用いる強化繊維ｆを選択すればよい。
【００３０】
通常、炭素繊維が好適に使用され、ＰＡＮ系、ピッチ系、その他、いずれのタイプの炭素繊維であっても構わない。好ましくは、強度が１００Ｋｇｆ／ｍｍ2（≒９８０Ｎ／ｍｍ2）以上、又弾性率が１０Ｔｏｎｆ／ｍｍ2（≒９８，０００Ｎ／ｍｍ2）以上とされる高強度、高弾性のものを使用する。
【００３１】
又、強化繊維ｆとしてアラミド繊維などの有機繊維を使用する場合、強度が１００Ｋｇｆ／ｍｍ2（９８０Ｎ／ｍｍ2）以上、弾性率が２Ｔｏｎｆ／ｍｍ2（１９，６００Ｎ／ｍｍ2）以上とされる。
【００３２】
本発明のフレキシブル筋１は、用途に応じて種々の寸法とすることができるが、詳しくは後述するようにコンクリート柱に巻回して補強するのに使用する場合、外径として約２〜５０ｍｍとすることが好ましい。例えば、強化繊維ｆとして炭素繊維を使用する場合、炭素繊維のフィラメント本数は、２４，０００〜２０，０００，０００本程度とされる。
【００３３】
可撓性の外層部材３は、前記連続繊維束２を構成する強化繊維と同質か或いは異質の強化繊維で作製される。詳しくは後述するように、コンクリート柱状体の補強において、コンクリート或いはモルタルとの定着性が良好であることから、好ましくは図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、連続繊維束２の強化繊維ｆと同質或いは異質の繊維ｆ’で作製された編組体３Ａとされる。但し、これに限定されるものではない。これにより、連続繊維束２は外層部材３にて被覆され、この外層部材３にて緩く拘束された状態とされる。
【００３４】
別法として、外層部材３は、図３（Ａ）に示すように、同質或いは異質の強化繊維を平行に配列して或いは編成して形成された幅広の、或いは図３（Ｂ）に示すように幅狭若しくは紐状のテープ３Ｂとすることができる。又、これらテープ３Ｂなどを互いに離間して一方向に、或いは図３（Ｃ）に示すように、互いに交差するように両方向に巻き付けることによって連続繊維束２を束ねることも可能である。
【００３５】
このように、可撓性の外層部材３は連続繊維束２を構成する強化繊維ｆと同質或いは異質の繊維ｆ’にて構成し得るが、詳しくは後述するような通電加熱時の短絡防止の観点から、外層部材３は絶縁性であることが好ましく、繊維ｆ’としては、好ましくはガラス繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維を含む絶縁繊維を単独で、又は複数種混合して使用する。通常、ガラス繊維が好適に使用される。又、繊維ｆ’の繊度は、好ましくは２０〜１０，０００ｇ／ｋｍ程度とされる。
【００３６】
外層部材３の内側、好ましくは連続繊維束２内の断面略中心位置には、導電繊維４がフレキシブル筋の長手方向に沿って配置される。導電繊維４は、後述するように、施工時に通電によりフレキシブル筋１を加熱し硬化させる際の電気の流れ道となる。従って、導電繊維４は、通電した時に発熱する電気抵抗を有するものであり、例えばニクロム線、タングステン線、ニッケル線などの金属線が使用可能である。
【００３７】
強化繊維ｆとして炭素繊維など、つまり、強化繊維自体が電気伝導性を有しており、通電により発熱し得る繊維を用いる場合、連続繊維束自体を導電繊維４として使用することができる。この場合、連続繊維束２内に特別に設ける導電繊維４の量は比較的少なくするか、或いは省くことができる。
【００３８】
連続繊維束２を構成する強化繊維ｆとしてアラミド繊維などの絶縁性繊維を用いる場合は、導電繊維４を複数本挿入するなどして通電発熱性能を高めることが好ましい。
【００３９】
例えば、強化繊維ｆとして炭素繊維を用いて、外径５ｍｍ（フィラメント本数が２４，０００本の炭素繊維束が９本：２１６，０００フィラメント）程度の連続繊維束２を形成する場合、連続繊維束２内に特別に設ける導電繊維４として、例えば線径０．２ｍｍのニクロム線などの抵抗線を０〜１本程度挿入することが好ましい。又、例えば強化繊維ｆとしてアラミド繊維を用いて、外径１０ｍｍ（７１００デニールのアラミド繊維６０本）程度の連続繊維束２を形成する場合、導電繊維４として、例えば線径０．２ｍｍのニクロム線などの抵抗線を３〜５本程度挿入することが好ましい。当然、所望の通電、加熱特性に応じて、導電繊維４の材料、及び線径、本数などの条件は適宜変更可能である。
【００４０】
本実施例によれば、フレキシブル筋１には、予め樹脂が含浸され、半硬化状態或いは未硬化状態のプリプレグとして施工現場に提供される。そして、施工現場にてこの樹脂を加熱硬化してＦＲＰ（繊維強化樹脂）化する。
【００４１】
本実施例では、詳しくは後述するように、先ずフレキシブル筋１のプリプレグの作製に際して連続繊維束２に樹脂を含浸させ、この連続繊維束２に付着した樹脂が、繊維ｆ’を連続繊維束２の周りにブレーディングする際、或いはフレキシブル筋１を加熱硬化させる際に外層部材３に含浸する。
【００４２】
フレキシブル筋１に含浸させる樹脂としては、加熱硬化型のエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、ウレタン樹脂などのラジカル反応系樹脂を好適に使用し得る。含浸作業性などの点から通常１〜１，０００ポアズ（Ｐ）とされるのが好ましい。
【００４３】
例えば、加熱硬化型のエポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ系液状エポキシ樹脂（エピコート−８２８／油化シェルエポキシ（株）製）、ジシアンジアミド（アデカハードナーＥＨ−３８４２／旭電化工業（株）製）、ジクロルメチルウレア（ＤＣＭＵ）（ＤＣＭＵ−９９／保土谷化学工業（株）製）の混合剤を好適に使用することができる。又、加熱硬化型の不飽和ポリエステル樹脂としては、リゴラック１５８ＢＱＴ（昭和高分子（株）製）、過酸化物（硬化剤）（パーブチルＺ／日本油脂（株）製）、酸化マグネシウム若しくはイソシアネート増粘剤の混合剤を好適に用いることができる。
【００４４】
フレキシブル筋１に含浸される樹脂の量としては、連続繊維束２及び外層部材３の量（体積）をＶF、連続繊維束２及び外層部材３に含浸された樹脂の量（体積）をＶRとし、ＶT＝ＶF＋ＶRとしたときに、樹脂充填率（％）、即ち、（ＶR÷ＶT）×１００が２０〜９０％となるように選定するのが好ましい。樹脂充填率が２０％より少ないと、強化繊維と強化繊維の間で応力の伝達ができなくなり、結果として全体の引張強度が低下するといった問題があり、又、９０％より大きいと、繊維の量が相対的に少なくなり、全体の引張強度が高くならないだけでなく、物理的に樹脂を含浸できないといった問題が発生する。従って、好ましくは、この樹脂充填率は３０〜６０％とされる。
【００４５】
フレキシブル筋１を製造した後に、連続繊維束２、更には外層部材３に含浸された樹脂は完全に硬化されることなはなく、半硬化状態或いは未硬化状態、即ち、プリプレグ状態に維持される。従って、本発明のフレキシブル筋１は、施工現場において硬化前には可撓性に優れている。
【００４６】
フレキシブル筋１のプリプレグは、外層部材３の内側、即ち、連続繊維束２の好ましくは断面略中央に配置された導電繊維４、或いは連続繊維２が導電繊維４を兼ね得る場合には連続繊維束２に通電して加熱することによって、連続繊維束２、更には外層部材３に含浸された加熱硬化型樹脂を硬化させてＦＲＰを形成する。
【００４７】
つまり、例えば図４に示すように、施工現場にて導電繊維４の両端に電源５を接続して、電源５から導電繊維４に給電することにより導電繊維４を発熱させ、連続繊維束２、更には外層部材３に含浸された樹脂を迅速に加熱硬化させる。上述のように、連続繊維束２が導電繊維４を兼ね得る場合、連続繊維束自体に通電して連続繊維束２、更には外層部材３に含浸された樹脂を加熱硬化することが可能である。
【００４８】
フレキシブル筋１のプリプレグは、例えば１００ｍ単位程度のロール状として施工現場に運搬され、施工現場にて必要長さを切り取り、詳しくは後述するように被補強コンクリート柱状体の必要箇所に必要回数巻回して配置した後に、通電加熱を行い硬化させてＦＲＰ筋化する。
【００４９】
このように、フレキシブル筋１は可撓性に富み、極めて作業性に優れ、又運搬容易性にも優れている。
【００５０】
又、フレキシブル筋１の連続繊維束２の周りに配置する外層部材３を編組体３Ａとすることによって、詳しくは後述するように被補強コンクリート柱状体にフレキシブル筋１を巻回して固定した後に打設するコンクリート、モルタルなどとの定着性が良好である。
【００５１】
更に、外層部材３を絶縁性の繊維ｆ’により構成することによって、通電時の短絡を防止することができる。
【００５２】
通電加熱硬化型フレキシブル筋の製造例
次に、フレキシブル筋１のプリプレグの製造方法の一例を説明する。ここでは、連続繊維束２内に導電繊維４を特別に設ける場合について説明する。
【００５３】
図５は、本発明に係るフレキシブル筋１のプリプレグの製造装置１００の一例の概略構成を示しており、大別して、連続繊維供給部１１０、樹脂供給部１２０、導電繊維供給部１３０、ブレーディング部１４０、及び巻き取り部１５０を備えている。
【００５４】
例えば炭素繊維とされる、連続繊維束２を構成する強化繊維ｆは、連続繊維供給部１１０が備えた複数のリール１１１から繰り出される。リール１１１から繰り出された強化繊維ｆは、一方向に引き揃えて平行に或いは緩く撚りを掛けて、所定の連続繊維束２とされる。上述のように、連続繊維束２は、先ず所定本数の強化繊維ｆを平行に或いは緩く撚りを掛けて収束してストランドを作製し、このストランドを更に平行に或いは緩く撚りを掛けて複数本束ねることによって作製することができる。こうして収束された連続繊維束２は、支持ローラ、転向ローラなどのローラ群を介して樹脂供給部１２０まで搬送される。
【００５５】
樹脂供給部１２０では、樹脂供給装置１２１によって連続繊維束２に加熱硬化型の樹脂が供給される。樹脂供給装置１２１は、上述のような所定の含浸量が得られるように、所定の割合で連続繊維束２に樹脂を供給する。つまり、本実施例では、更に下流で連続繊維束２の周りに繊維ｆ’によるブレーディングを行う際或いはフレキシブル筋１を加熱硬化させる際に外層部材３にも樹脂が含浸されて上述のような含浸量が得られるように、樹脂供給装置１２１は連続繊維束２に比較的多めの樹脂を供給できるよう構成することが好ましい。
【００５６】
樹脂供給装置１２１としては、樹脂を収容した樹脂槽から塗布ローラによって連続繊維束２に樹脂を供給するロールコート形式を用いることができる。或いは、上述のように連続繊維束２には比較的多めの樹脂を付けるために、樹脂を収容した樹脂槽中に樹脂未含浸の連続繊維束２を浸漬することによって樹脂を供給する、ディッピング形式とすることもできる。こうして、連続繊維２に樹脂が供給（ロールコート或いはディッピング）されると、樹脂は連続繊維束２中に含浸される。
【００５７】
樹脂が含浸された連続繊維束２は、更に支持或いは転向ローラ群によって導電繊維供給部１３０に至り、ここで連続繊維束２の断面略中心部に、例えばニクロム線などの抵抗線とされる導電繊維４が挿入される。
【００５８】
導電繊維４は、連続繊維束２の中、好ましくは断面略中央に導電繊維４を挿入する。
【００５９】
導電繊維４が挿入された後、連続繊維束２の周囲には、ブレーディング部１４０が備えたブレーディング装置１４１により、例えばガラス繊維とされる繊維ｆ’がブレーディングされ、連続繊維束２を束ね或いは囲包するように外層部材３が形成される。
【００６０】
外層部材３がブレーディングされたフレキシブル筋１は、巻き取り部１５０が備えた、例えば紙管などとされる巻き取りロール１５１に巻き取られる。上述のように、フレキシブル筋１は、例えば１００ｍ単位程度のロール状とされる。
【００６１】
連続繊維束２の強化繊維ｆとして、通電により発熱し導電繊維４の機能を兼ねる繊維を使用して、外層部材３の内側に特別に導電繊維４を設けない場合は、導電繊維供給部１３０は省略することができる。
【００６２】
その後、巻き取られたフレキシブル筋１は室温で養生され、含浸樹脂の増粘を待ってプリプレグ化され、フレキシブル筋１のプリプレグとなる。
【００６３】
上述のように、外層部材３には特別に樹脂を含浸させることはしないが、好ましくは、連続繊維束２に付着している樹脂がブレーディングの時或いはフレキシブル筋１の加熱硬化の時に含浸し、フレキシブル筋１を加熱硬化させる際にＦＲＰ化される。
【００６４】
以上、本発明に従うフレキシブル筋１は、連続繊維束２、更には外層部材３に含浸された樹脂は施工現場にて導電繊維４に通電して加熱するまで完全に硬化されることはなく、半硬化状態或いは未硬化状態に維持される。従って、フレキシブル筋１は、施工現場にて可撓性に優れており、任意の形状に変形することができ、又、変形した後は自然に元の形状に戻ることはなく、変形した形態を保持し、極めて良好な作業性を与える。
【００６５】
コンクリート柱状体の補強例
次に、フレキシブル筋１を使用してコンクリート柱を補強する方法の一実施例を説明する。本実施例では、フレキシブル筋１は、壁付き柱の耐震補強に適用される。
【００６６】
フレキシブル筋１は、適当な単位（例えば１００ｍ）のロール状で施工現場に搬送され、施工現場にて必要長さに切り取り、補強を必要とする箇所に配筋した後、通電加熱を行い硬化させてＦＲＰ筋化する。
【００６７】
フレキシブル筋１を用いてコンクリートにて形成された柱状体（コンクリート柱状体）を補強するには、コンクリート柱状体の長手方向に所定間隔にて、フレキシブル筋１を所定回数巻き付け、これを通電加熱によって硬化させる。更に、フレキシブル筋１が硬化した後に、コンクリートやモルタルの打設を行うことができる。
【００６８】
図６（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の補強方法を適用する壁付き柱１０を示しており、断面矩形の柱部１１の周面、本実施例では柱部１１の相対する２つの周面からは、この柱部１１を挟んで同一平面上に連なる袖壁１２、１２が延設されている。壁付き柱１０の柱部１１及び袖壁１２、１２は、それぞれ鉄筋コンクリートにて形成された、コンクリート柱（柱状体）１１ａ、及び、このコンクリート柱１１ａより延設された少なくとも１つの壁部としての２つのコンクリート壁１２ａ、１２ａに、化粧モルタル１３を覆設して形成されている。
【００６９】
コンクリート柱１１ａ及びコンクリート壁１２ａ、１２ａには鉄筋が埋設されており、コンクリート柱１１ａからコンクリート壁１２ａ、１２ａへと鉄筋による差し筋１４が延在して埋設されている。通常、差し筋１４はコンクリート柱１１ａを貫通して、コンクリート柱１１ａの周面の相対する２つの周面から延設される両コンクリート壁１２ａ、１２ａへと延在する。又、差し筋１４は、通常、コンクリート柱１１ａの長手方向に所定の間隔ｄで埋設されている。
【００７０】
図６（Ａ）、（Ｂ）に示す壁付き柱１０を補強する場合、フレキシブル筋１を巻き付ける箇所近傍のみ、或いは柱部１１の全面の化粧モルタル１３をハツリ取って除去し、コンクリート柱１１ａを露出させる。本実施例では、フレキシブル筋１を巻き付ける箇所の化粧モルタル１３を除去する。
【００７１】
本実施例のように、コンクリート柱１１ａの断面形状が矩形である場合、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、化粧モルタルをハツリ取ることによって露出したコンクリート柱１１ａの隅角部（コーナー部）１５を湾曲状に加工する（Ｒ加工）。これによって、フレキシブル筋１の屈曲或いは応力集中による強度低下を最小限にとどめるようにする。Ｒ加工は、コーナー部１５をコンクリート鉋などの適当な手段によって湾曲状に削り取るか、或いはコンクリート柱１１ａのコーナー部１５の面取りを行った後に、予めＲ加工した鋼製のパネルなどの保護部材（図示せず）を、ボルトや接着材などの適当な手段により取り付けることも可能である。当然、コンクリート柱１１ａの断面形状が円形、長円形或いは楕円形など、隅角部を有しない形状である場合、上記Ｒ加工の工程は必要ない。
【００７２】
又、コンクリート柱１１ａ、コンクリート壁１２ａ、１２ａに埋設されている差し筋１４の所在を探査し、適当な手段により印を設けることができる。通常、差し筋が鉄筋であれば、例えば差し筋部分を電磁波を利用して探査することができる。
【００７３】
次いで、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、探査された差し筋１４を避けてフレキシブル筋１を通す貫通孔１６を設ける。貫通孔は、コンクリート柱１１ａの長手方向のフレキシブル筋１を巻回する所定箇所において、袖壁１２、即ち、コンクリート柱１１ａとコンクリート壁１２ａ、１２ａの接合部近傍を削孔して設ける。
【００７４】
コンクリート柱１１ａの長手方向におてフレキシブル筋１を巻回する箇所は、フレキシブル筋１の構成（例えば、強化繊維の種類や量）、要求される補強強度に応じて適宜選定できるが、通常、コンクリート柱１１ａの長手方向に所定間隔Ｄにて複数箇所に巻回する。従って、通常、貫通孔１６はこの箇所に対応して、コンクリート柱１１ａの長手方向に沿って複数箇所に設ける。
【００７５】
その後、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、上述のようにして設けた貫通孔１４を通して、所定の長さに切断されたフレキシブル筋１をコンクリート柱１１ａに必要回数巻き付ける。フレキシブル筋１は、限定するものではないが、例えば手作業によってコンクリート柱１１ａに巻き付けることができる。
【００７６】
フレキシブル筋１をコンクリート柱１１ａに巻き付ける回数は、フレキシブル筋１の構成（例えば、強化繊維の種類や量）、要求される補強強度に応じて適宜選定すればよい。
【００７７】
又、好ましくは、フレキシブル筋１を巻き付ける位置のコンクリート柱１１ａの表面に、平滑性を確保する目的で樹脂系パテ材を擦り付け、その後、このパテが硬化する前にフレキシブル筋１を巻き付ける。樹脂系パテ材としては、ＦＥ−Ｂ／日鉄コンポジット（株）製を好適に用いることができる。
【００７８】
フレキシブル筋１をコンクリート柱１１ａに巻き付けた後に、フレキシブル筋１の両端において、導電繊維４、或いは連続繊維束２が通電により発熱する繊維によって構成される場合には連続繊維束２に電源５を接続して通電することによって加熱し、フレキシブル筋１の連続繊維束２、更には外層部材３に含浸された樹脂を加熱硬化させ、ＦＲＰ筋化する。
【００７９】
通常、電源５から５〜１００Ｖ、０．１〜２０Ａ（直流）の通電を行い、導電繊維４、或いは連続繊維束２を８０〜１８０℃程度に加熱する。勿論、通電条件は、例えばフレキシブル筋１に含浸された樹脂、或いは要求される硬化時間、放熱条件などによって変更することができる。
【００８０】
コンクリート柱１１ａに巻回したフレキシブル筋１は、図９に示すように、その両端部から所定の長さ（定着長Ｌ）だけコンクリート柱１１ａの軸線方向に重ね、通電加熱硬化させることによって定着（接着）させる。
【００８１】
こうしてフレキシブル筋１を硬化させた後に、コンクリートの打設やモルタル仕上げを行い、壁付き柱１０の断面復旧を行い、耐震補強（剪断補強）、補修工事を完了する。例えば、本実施例では、図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ポリマーセメントモルタル（例えば、電気化学工業（株）製 ＲＩＳ３３２）１７を用いて、貫通孔１６の充填、柱部１１の増厚を行う。
【００８２】
上述のように、連続繊維束２の周りに配置する外層部材３を編組体３Ａにより構成することにより、フレキシブル筋１の硬化後に打設するモルタル、コンクリートとの定着性を向上することができる。
【００８３】
又、外層部材３を絶縁繊維にて構成することによって、フレキシブル筋１を通電加熱硬化させる際の短絡を防止することができる。
【００８４】
本実施例の方法に使用するフレキシブル筋１の一例を示せば、次の通りである。
【００８５】
Ａ．連続繊維
材質：ＰＡＮ系炭素繊維約２４，０００本からなる繊維束（ストランド）を２０本一方向に平行に配列して補強繊維束を形成した
炭素繊維の引張強度：４９０Ｋｇｆ／ｍｍ2（≒４８０２Ｎ／ｍｍ2）
弾性率 ：２３．５Ｔｏｎｆ／ｍｍ2（≒２３０Ｎ／ｍｍ2）
Ｂ．外層部材
材質：ポリエステル繊維を組紐状に連続繊維束の周りに製織した
Ｃ． 導電繊維
材質：線径０．２ｍｍのニクロム線
本数：１本
Ｄ．樹脂
種類：加熱硬化型エポキシ樹脂
ビスフェノールＡ系液状エポキシ樹脂（エピコート−８２８／油化シェルエポキシ（株）製）／ジシアンジアミド（アデカハードナーＥＨ−３８４２／旭電化工業（株）製）／ジクロルメチルウレア（ＤＣＭＵ）（ＤＣＭＵ−９９／保土谷化学工業（株）製）
充填率：６０％
【００８６】
例えば、このフレキシブル筋１（外径７ｍｍ）を、５０ｃｍ×５０ｃｍのコンクリート柱に３周巻回する場合、フレキシブル筋１の導電繊維４の両端に電源５から２０Ｖの直流電圧を印加して、これを１５０℃程度に加熱し、含浸された樹脂を硬化させる。この条件にて加熱硬化時間は約３０分である。
【００８７】
このようにして補強した壁付き柱に対して試験を行ったが、作業性、補強強度において極めて良好な結果を得ることができた。
【００８８】
以上、本発明によれば、フレキシブル筋１は可撓性に優れ、しかも細長形状であるので、例えば壁付き柱の耐震補強を行うような場合にも、袖壁自体を完全に柱部周りから撤去する必要なく、差し筋を避けてコンクリート柱に巻回することが可能であり、極めて作業性良くコンクリート柱状体の補強（耐震補強、剪断補強）工事を行うことができる。
【００８９】
尚、本発明の方法を適用し得る壁付き柱としては、上記実施例にて挙げた形態に限らず、例えば図１１（ａ）に示すように、コンクリート柱１１ａから延設されたコンクリート壁１２ａ、１２ａとコンクリート柱１１ａの１面が同一平面となるように形成された壁付き柱、図１１（ｂ）に示すように、コンクリート柱１１ａの１面から、例えばコンクリート柱１１ａの他の１面と同一平面状となるようにコンクリート壁１２ａが延設された壁付き柱、或いは１１（ｃ）に示すように断面が円形であるか、その他長円形、楕円形など断面が矩形形状ではないコンクリート柱１１ａの周面から、例えばコンクリート柱１１ａを介して同一平面状に延設された２つのコンクリート壁１２ａを有する壁付き柱など、各種の形態の壁付き柱が挙げられる。当然、柱部から延設される壁部は、柱部を挟んで同一平面状に形成されている必要はなく、柱部から任意の角度にて壁部が延設されている場合にも本発明は適用できる。
【００９０】
又、柱状体は、所謂、柱に限定されるものではなく、コンクリートにて作製された梁であってもよい。特に本発明によれば、梁から延在する差し筋が埋設された壁部を伴った梁を、上述の実施例における壁付き柱の場合と同様に極めて作業性良く補強することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明に使用する通電加熱硬化型フレキシブル筋の一実施例の斜視図である。
【図２】図１に示す通電加熱硬化型フレキシブル筋の横断面図である。
【図３】本発明に使用する通電加熱硬化型フレキシブル筋の他の実施例の斜視図である。
【図４】本発明に係る通電加熱硬化型フレキシブル筋を硬化させる方法を説明するための通電加熱硬化型フレキシブル筋の縦断面図である。
【図５】本発明に使用する通電加熱硬化型フレキシブル筋の製造装置の一実施例の概略構成図である。
【図６】本発明のコンクリート柱状体の補強方法を適用し得る壁付き柱の一例を示す（ａ）断面図、（ｂ）斜視図である。
【図７】図６の壁付き柱の化粧モルタルの一部をハツリ取った様子を示す（ａ）断面図、（ｂ）斜視図である。
【図８】図６の壁付き柱に貫通孔を設けた様子を示す（ａ）断面図、（ｂ）斜視図である。
【図９】図６の壁付き柱に本発明に係る通電加熱硬化型フレキシブル筋を巻回した様子を示す（ａ）断面図、（ｂ）斜視図である。
【図１０】図６の壁付き柱の柱部を増厚した様子を示す（ａ）断面図、（ｂ）斜視図である。
【図１１】本発明のコンクリート柱状体の補強方法を適用し得る壁付き柱の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００９２】
１ 通電加熱硬化型フレキシブル筋（フレキシブル筋）
２ 連続繊維束
３ 外層部材
４ 導電繊維
１０ 壁付き柱
１１ 柱部
１１ａ コンクリート柱（柱状体）
１２ 袖壁（壁部）
１２ａ コンクリート壁（壁部）
１３ 化粧モルタル
１４ 差し筋
１６ 貫通孔
１００ 加熱硬化型フレキシブル筋プリプレグの製造装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）コンクリートによって形成された柱状体と、前記柱状体の周面から延設された少なくとも１つの壁部と、を有する被補強体に埋設された、前記柱状体から前記壁部へと延在する差し筋を避けて、前記柱状体と前記壁部の接合部近傍に前記壁部を貫通する孔を設ける工程と、
（Ｂ）多数本の強化繊維を有する連続繊維束と、前記連続繊維束の長手方向に沿って延在し、前記連続繊維束を束ね或いは囲包して配置された可撓性の外層部材と、前記外層部材の内側に設けられる通電により発熱する導電繊維と、前記連続繊維束及び前記外層部材に含浸された半硬化状態或いは未硬化状態の樹脂と、を有する通電加熱硬化型フレキシブル筋を、前記孔を通して前記柱状体の長手方向の所定箇所に所定回数巻回する工程と、
（Ｃ）前記通電加熱硬化型フレキシブル筋の前記導電繊維に電源より給電して発熱させ、前記連続繊維束及び前記外層部材に含浸された樹脂を加熱硬化する工程と、
を有することを特徴とするコンクリート柱状体の補強方法。
【請求項２】
前記柱状体の少なくとも前記通電加熱硬化型フレキシブル筋を巻回する箇所の隅角部を湾曲状に加工する請求項１のコンクリート柱状体の補強方法。
【請求項３】
前記通電加熱硬化型フレキシブル筋を巻回する箇所の前記柱状体の表面に樹脂系パテ材を擦り付ける請求項１又は２のコンクリート柱状体の補強方法。
【請求項４】
前記強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維を含む無機繊維、アラミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ナイロン繊維を含む有機繊維、又はチタン繊維、ステンレススチール繊維、鉄繊維を含む金属繊維を単独で、又は複数種を混合して使用する請求項１〜３のいずれかの項に記載のコンクリート柱状体の補強方法。
【請求項５】
前記外層部材は、前記連続繊維束を構成する強化繊維と同質か或いは異質の繊維で作製された編組体とされる請求項１〜４のいずれかの項に記載のコンクリート柱状体の補強方法。
【請求項６】
前記外層部材は、前記連続繊維束を構成する強化繊維と同質か或いは異質の繊維で作製されたテープ或いは紐とされる請求項１〜５のいずれかの項に記載のコンクリート柱状体の補強方法。
【請求項７】
前記外層部材を構成する繊維は、ガラス繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維を含む絶縁性繊維を単独で、又は複数種を混合して使用する請求項５又は６のコンクリート柱状体の補強方法。
【請求項８】
前記導電繊維としてニクロム線、タングステン線、ニッケル線を含む通電により発熱する金属線を単独で、又は複数種を混合して使用し、前記連続繊維束内に配置する請求項１〜７のいずれかの項に記載のコンクリート柱状体の補強方法。
【請求項９】
前記強化繊維として炭素繊維、チタン繊維、鉄繊維を含む通電により発熱する繊維を単独で、又は複数種を混合して使用し、前記導電繊維の全部又は一部を兼ねる請求項１〜８のいずれかの項に記載のコンクリート柱状体の補強方法。
【請求項１０】
前記樹脂は、加熱硬化型のエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂又はウレタン系樹脂である請求項１〜９のいずれかの項に記載のコンクリート柱状体の補強方法。
【請求項１】
（Ａ）コンクリートによって形成された柱状体と、前記柱状体の周面から延設された少なくとも１つの壁部と、を有する被補強体に埋設された、前記柱状体から前記壁部へと延在する差し筋を避けて、前記柱状体と前記壁部の接合部近傍に前記壁部を貫通する孔を設ける工程と、
（Ｂ）多数本の強化繊維を有する連続繊維束と、前記連続繊維束の長手方向に沿って延在し、前記連続繊維束を束ね或いは囲包して配置された可撓性の外層部材と、前記外層部材の内側に設けられる通電により発熱する導電繊維と、前記連続繊維束及び前記外層部材に含浸された半硬化状態或いは未硬化状態の樹脂と、を有する通電加熱硬化型フレキシブル筋を、前記孔を通して前記柱状体の長手方向の所定箇所に所定回数巻回する工程と、
（Ｃ）前記通電加熱硬化型フレキシブル筋の前記導電繊維に電源より給電して発熱させ、前記連続繊維束及び前記外層部材に含浸された樹脂を加熱硬化する工程と、
を有することを特徴とするコンクリート柱状体の補強方法。
【請求項２】
前記柱状体の少なくとも前記通電加熱硬化型フレキシブル筋を巻回する箇所の隅角部を湾曲状に加工する請求項１のコンクリート柱状体の補強方法。
【請求項３】
前記通電加熱硬化型フレキシブル筋を巻回する箇所の前記柱状体の表面に樹脂系パテ材を擦り付ける請求項１又は２のコンクリート柱状体の補強方法。
【請求項４】
前記強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維を含む無機繊維、アラミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ナイロン繊維を含む有機繊維、又はチタン繊維、ステンレススチール繊維、鉄繊維を含む金属繊維を単独で、又は複数種を混合して使用する請求項１〜３のいずれかの項に記載のコンクリート柱状体の補強方法。
【請求項５】
前記外層部材は、前記連続繊維束を構成する強化繊維と同質か或いは異質の繊維で作製された編組体とされる請求項１〜４のいずれかの項に記載のコンクリート柱状体の補強方法。
【請求項６】
前記外層部材は、前記連続繊維束を構成する強化繊維と同質か或いは異質の繊維で作製されたテープ或いは紐とされる請求項１〜５のいずれかの項に記載のコンクリート柱状体の補強方法。
【請求項７】
前記外層部材を構成する繊維は、ガラス繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維を含む絶縁性繊維を単独で、又は複数種を混合して使用する請求項５又は６のコンクリート柱状体の補強方法。
【請求項８】
前記導電繊維としてニクロム線、タングステン線、ニッケル線を含む通電により発熱する金属線を単独で、又は複数種を混合して使用し、前記連続繊維束内に配置する請求項１〜７のいずれかの項に記載のコンクリート柱状体の補強方法。
【請求項９】
前記強化繊維として炭素繊維、チタン繊維、鉄繊維を含む通電により発熱する繊維を単独で、又は複数種を混合して使用し、前記導電繊維の全部又は一部を兼ねる請求項１〜８のいずれかの項に記載のコンクリート柱状体の補強方法。
【請求項１０】
前記樹脂は、加熱硬化型のエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂又はウレタン系樹脂である請求項１〜９のいずれかの項に記載のコンクリート柱状体の補強方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−２４１１（Ｐ２００６−２４１１Ａ）
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１７８９４５（Ｐ２００４−１７８９４５）
【出願日】平成１６年６月１６日（２００４．６．１６）
【出願人】（５９９１０４３６９）日鉄コンポジット株式会社 (51)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月１６日（２００４．６．１６）
【出願人】（５９９１０４３６９）日鉄コンポジット株式会社 (51)
【Ｆターム（参考）】
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