説明

窓付き二方向コンクリート補強用シート及び該補強用シートによるコンクリート構造物の補強方法

【課題】補強後のコンクリート構造物の表面状態を経過的に観察することが可能なコンクリート補強用シートの提供。
【解決手段】 高性能繊維からなる糸束6cをまとめて繊維束6としたタテ糸6A及びヨコ糸6Bからなり、それらタテ糸及びヨコ糸を用いて、縦横2方向に織られた2方向織り部分5aを有し、隣接する2方向織り部分5a、5aの間は、タテ糸6Aのみからなるタテ糸接続部5b及びヨコ糸6Bのみからなるヨコ糸接続部5cにより接続されている。横方向に隣接するタテ糸接続部及び縦方向に隣接するヨコ糸接続部の間に本体を貫通する形で観察窓5dを形成する。各観察窓の周囲に沿って、熱融着糸により溶融接着された枠状の溶融接着部8が設けられ、かつ糸ずれ防止糸によるタテ糸の解れ止めによって、各観察窓の位置ずれを防止する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、既存コンクリート構造物の補強に用いるに好適なアラミド繊維等の高性能繊維を用いた窓付き二方向コンクリート補強用シート及び、該補強用シートを用いた既存コンクリート構造物の補強方法に関する。ここで、二方向コンクリート補強用シートとは高性能繊維を縦方向と横方向との二方向に織り込んだ補強用シートのことである。
【背景技術】
【0002】
従来、例えば、タテ糸及びヨコ糸にアラミド繊維などの高性能繊維を使用して織ったシートを用いて、既存のコンクリート構造物を補強する方法が知られている(特許文献1)。
【0003】
また、補強後の構造物の表面状態を経過的に観察するために、一方向にのみ大きな引張耐力を有する高性能補強用シート(以下、単に「一方向シート」と称する)を縦、横に複数枚格子状に貼り付けて、その縦・横のシートの間に生じた四角形のスペース(以下、本明細書ではこの四角形のスペースを「観察窓」と称する)を利用して、コンクリート表面のクラックなどの状態を補強施工後においても目視できるようにし、また、当該観察窓を利用して、道路面から浸透する水がコンクリートと補強用シートの間に滞留することを防止した提案もある(特許文献2)。
【0004】
【特許文献1】特開2000−199208公報
【特許文献2】特開2005−029953公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、その場合、一方向シートを縦、横に貼り付けるには、(1)横方向に一方向シートを貼り付けて養生した後、(2)貼付けられた該一方向シートの上から、縦方向に更に一方向シートを貼り付けて養生するなどの、2度のシート貼付け工程が必要となり、作業に時間と手間が掛かる不都合があった。
【0006】
また、縦、横に一方向シートが交差する部分では、交差する一方向シート間に、シートの厚さに応じた不陸が生じ、そのならし処理に更に手間と時間を要する不都合があった。
【0007】
更に、補強用シートを観察窓を形成する形で織ることも考えられるが、アラミド繊維などの高性能繊維は、表面が平滑でフィラメントが細く剛性に乏しいために、観察窓付きの補強用シートを織った場合、タテ糸かヨコ糸が抜けている部分で、高性能繊維が現場施工中に糸ずれ、糸乱れを起こしてしまい、観察窓が変形したり、その設置位置が変わったりしてしまう不都合が生じやすい。
【0008】
本発明は、上記した事情に鑑み、補強後の構造物の表面状態を経過的に観察すると共に、道路面から浸透する水がコンクリートと補強用シートの間に滞留することを防止し外部に排出する、ことが可能で、しかも複数枚の一方向シートを縦、横に格子状に貼り付ける必要がなく、従って、その交差部分の不陸処理が不要な、窓付き二方向コンクリート補強用シート及び該補強用シートによるコンクリート構造物の補強方法を提供することを目的とするものである。
【0009】
更に、本発明は、観察窓が変形しにくく、その設置位置がずれにくい、窓付き二方向コンクリート補強用シート及び該補強用シートによるコンクリート構造物の補強方法を提供することを別の目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
請求項1の発明は、全体がシート状に形成された本体(10)を有し、コンクリート構造物表面(3)に貼付けされて当該コンクリート構造物(1)を補強する補強用シート(5)において、
前記本体(10)は、
複数の高性能繊維からなる糸束(6c)を複数本まとめて繊維束(6)としたタテ糸(6A)及びヨコ糸(6B)からなり、それらタテ糸及びヨコ糸を用いて、縦横2方向に織られた2方向織り部分(5a)を複数有し、
それら2方向織り部分は、縦横方向に所定の間隔(L1、L2)で配置されており、
前記縦方向(矢印A方向)に隣接する前記2方向織り部分(5a、5a)の間は、前記タテ糸(6A)のみからなるタテ糸接続部(5b)により接続されており、
前記横方向(矢印B方向)に隣接する前記2方向織り部分(5a、5a)の間は、前記ヨコ糸(6B)のみからなるヨコ糸接続部(5c)により接続されており、
横方向に隣接する二つの前記タテ糸接続部(5b、5b)及び縦方向に隣接する二つのヨコ糸接続部(5c、5c)の間に前記本体を貫通する形で観察窓(5d)が形成され、
前記各観察窓(5d)の、前記観察窓(5d)に隣接する前記タテ糸接続部(5b)の境界部に沿って、複数本の糸から構成され、前記ヨコ糸(6B)を構成する各繊維束(6)を、当該繊維束(6)毎に拘束する糸ずれ防止糸(5e)を有し、
前記各観察窓(5d)の周囲の、少なくとも前記観察窓に隣接する前記タテ糸(6A)及びヨコ糸(6B)を、それらタテ糸及びヨコ糸を構成する前記繊維束(6)を熱融着糸により溶融接着して、前記各観察窓の周囲を囲む形の枠状の溶融接着部(8)が形成され、
ていることを特徴として構成される。
【0011】
請求項2の発明は、前記補強用シート全体に樹脂を含浸固化させ、その後の補強用シートのハンドリングを容易化したことを特徴として構成される。
【0012】
請求項3の発明は、前記観察窓は、縦横が50〜150mm程度の大きさを有する正方形の形状を有し、前記2方向織り部分は、前記観察窓が形成された状態で、破断荷重が補強用シート5の幅1メートル当たり340〜590kN程度となるように、その寸法が設定されている、
ことを特徴として構成される。
【0013】
請求項4の発明は、既存コンクリート構造物の施工方法の発明であり、上述した窓付き二方向コンクリート補強用シートを既存のコンクリート構造物に貼付けして該コンクリート構造物を補強する際に、
施工現場において、前記窓付き二方向コンクリート補強用シートを前記コンクリート構造物に貼付けする前に、該補強用シート表面の全面にわたり接着剤を塗布すると共に、該補強用シートを貼付けすべき前記コンクリート構造物の表面にも接着剤を予め塗布しておき、
その状態で、前記接着剤の塗布された補強用シートを、前記接着剤が予め塗布された既存のコンクリート構造物の表面に貼り付け配置し、更に接着剤を該補強用シートの表面に塗布して構成される。
【発明の効果】
【0014】
請求項1の発明によれば、観察窓を介して補強後のコンクリート構造物の経時的な観察及び水の外部への排出が可能となるばかりか、タテ糸及びヨコ糸から織った2方向織り部分により、コンクリート構造物は一枚の補強用シートで縦・横方向に補強され、2枚の補強用シートを縦横方向に2回にわたって貼付けする必要が無くなり、施工手間が大幅に軽減されると共に、その交差部分の不陸処理が不要となる。
【0015】
枠状の溶融接着部(8)及び糸ずれ防止糸(5e)により観察窓が変形したり、その位置がずれたりしてしまうことが防止され、補強用シートの形くずれの防止に効果があり、設定した場所に正確な貼付け作業を行うことが出来る。
【0016】
請求項2の発明によれば、シート全体が樹脂により含浸固化されるので、シートの剛性が増し、補強用シートのハンドリングが容易となる。
【0017】
請求項3の発明によれば、観察窓が形成された状態で、破断荷重が補強用シートの幅1メートル当たり340〜590kN程度となるように、2方向織り部分の寸法(L3,L4)が設定されるので、観察窓の存在にも拘わらず、適正にコンクリート構造物を補強することが出来る。
【0018】
請求項4の発明によれば、補強用シートを構造物の表面に貼付けする前に、該補強用シートに接着剤を塗布することで、平滑な補強用シートに事前にある程度の粘着性を付与させておくことが出来るので、構造物の表面に塗布された接着剤と協働して、補強用シートの構造物の表面への貼付け作業を円滑に行うことが出来る。
【0019】
なお、括弧内の番号等は、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
以下、図面に基づき、本発明の実施例を説明する。
【0021】
図1は、高性能繊維を用いて補強された道路床板の一例を示す斜視図。図2は、図1の道路床板に対して、高性能繊維を用いて補強する際の工程を示す分解斜視図。図3は、高性能繊維の観察窓周辺の詳細を示す拡大平面図、図4は、コンクリート補強用シートの全体の一例を示す平面図である。
【0022】
コンクリート構造物である道路床板1は、図1に示すように、全体が厚さTの板状に形成されており、図1の場合、道路床板1は、説明を分かりやすくするために通常の設置状態とは上下が逆の状態で示されている。つまり、道路床板1の図中下方に面した面が、車両などが走行する道路面2であり、図中上方に面した面が橋脚などにより支持される下面3である。
【0023】
下面3には、アラミド繊維などの高性能繊維からなる補強用シート5が、エポキシ樹脂などの接着剤を用いて床板下面3のほぼ全面にわたり貼付けされている。補強用シート5は、図3(a)に示すように、全体が一枚の薄いシート状に形成された本体10を有しており、該本体10は、多数のアラミド繊維などからなる高性能繊維糸(例えば、3160デシテックスのアラミド繊維)を所定本数まとめたものからなる糸束6cを、更に複数本まとめて繊維束6としたものをタテ糸6A及びヨコ糸6Bとして用いてバスケット織りにした2方向織り部分5aを多数、有している。また、各2方向織り部分5aは、図1に示すように、タテ糸6A及びヨコ糸6Bの伸延配置方向である、矢印A,B方向(縦・横方向)に沿って所定の間隔L1,L2でそれぞれ配置されている。
【0024】
互いに隣接する2方向織り部分5a、5a間は、タテ糸6Aが伸延する方向である矢印A方向(縦方向)においては、タテ糸6Aのみが、矢印A方向に隣接する2方向織り部分5aを接続する形で配置されており、それら配置されたタテ糸6Aでタテ糸接続部5bが形成されている。また、互いに隣接する2方向織り部分5a、5a間の、ヨコ糸6Bが伸延する方向である矢印B方向(横方向)においては、ヨコ糸6Bのみが、矢印B方向に隣接する2方向織り部分5a,5aを接続する形で配置されており、それら配置されたヨコ糸6Bでヨコ糸接続部5cが形成されている。
【0025】
複数の2方向織り部分5a及びそれらをそれぞれ接続するタテ糸接続部5b及びヨコ糸接続部5cにより、コンクリート補強用シート5には、横方向に隣接する二つのタテ糸接続部5b,5b及び縦方向に隣接する二つのヨコ糸接続部5c、5cにより周囲を囲まれた形の、矢印A方向に長さL1及び矢印B方向に長さL2なる大きさの観察窓5dが、補強用シート5の本体10の表裏を貫通する形で多数形成されている。
【0026】
補強用シート5の、各観察窓5dの図3(a)中左右の縁部分の、2方向織り部分5aと当該2方向織り部分5aに、図3(a)中上下方向に接続する、タテ糸接続部5bの境界部に沿って、複数本の糸から構成される、糸ずれ防止糸5e(例えば、280デシテックスのポリエステル糸)が上下方向に配置されており、各糸ずれ防止糸5eは、図3(b)に示すように、各ヨコ糸6Bを構成する複数の糸束6cを、それら複数の糸束6c毎、従って各繊維束6毎に一纏めにして、当該繊維束6が解れてしまわないように図中上下方向(補強用シート5の表裏方向)からそれら繊維束6を挟み込んで結束する形でその移動を拘束している。また、補強用シート5の、各観察窓5dの図中上下の縁部分の、2方向織り部分5aと当該2方向織り部分5aに、図3(a)中左右方向に接続する、ヨコ糸接続部5cに沿って、糸ずれ防止糸5f(例えば、280デシテックスのポリエステル糸)が左右方向に配置されており、この糸ずれ防止糸5fは、観察窓5dに隣接するヨコ糸6Bと一体となった形でタテ糸6Aに対して織り込まれている。従って、ヨコ糸6Bと共にある糸ずれ防止糸5fは、タテ糸6A側の糸ずれ防止糸5e程には、繊維束6の拘束力はないが、ある程度のずれ防止効果を有する。
【0027】
また、タテ糸6A及びヨコ糸6Bの内、少なくとも観察窓5dと隣接する位置に配置されたタテ糸6A及びヨコ糸6Bを構成する繊維束6D、6D(観察窓5dに隣接する部分の繊維束6を、特に繊維束6Dと称する。以下同様)の、各糸束6cには、40〜250デシテックス、好ましくは50〜125デシテックスのナイロン糸、ポリエステル糸などからなる、加熱により容易に溶融する低融点の熱融着糸(図示せず)が、製織時に、ヒーター(チューブヒーターなど)により溶融接着された形で配置されている。これにより、当該繊維束6D、6Dは、それら繊維束6D、6Dを構成する各糸束6cに溶融接着した形で、各観察窓5dの周囲を囲むよう形成されて、図3(c)に示すように、枠状の溶融接着部8を形成している。即ち、タテ糸6A及びヨコ糸6Bの内、少なくとも観察窓5dと隣接する位置に配置されたタテ糸6A及びヨコ糸6Bは、それらタテ糸6A及びヨコ糸6B内に配置された熱融着糸が溶融されることで、あたかも一本の平らな帯のように接着形成されている。ヨコ糸6Bには熱融着糸を使用しているが、少なくとも観察窓5dに隣接する部分のタテ糸6A及びヨコ糸6B部分について熱融着糸により溶融接着して、溶融接着部8を構成できればよい。
【0028】
なお、熱融着糸の各糸束6cの配置態様は、任意であり、補強用シート5の製織時の加熱処理により、熱融着糸が溶融することでそれら糸束6cは接着し、枠状の溶融接着部8を形成することが出来ればどのような態様でも良い。各糸束6cは外周部に、熱融着糸をカバーリングする形で配置し、製職時に同時に溶融して、枠状の溶融接着部8を形成するように構成する。この加熱に際して、前述の糸ずれ防止糸5eはヨコ糸6Bの繊維束6を挟み込み隣接するタテ糸6Aの繊維束6の解れを効果的に防止する。また、それら繊維束6が交差する形で形成される四角い観察窓5dの四隅P1,P2,P3,P4は補強用シート5の製織時、織機に設けられたチューブヒーターで観察窓5d周囲のタテ糸6A及びヨコ糸6B内に配置された熱融着糸を加熱溶融させて溶融接着部8を形成するので、観察窓5dの位置を正しく保持することが出来る。
【0029】
こうして、補強用シート5は、図3(c)に示すように、枠状の溶融接着部8を形成して、各観察窓5dの周囲の四隅P1,P2,P3,P4の位置は、該形成された枠状の溶融接着部8により確実に固定され、加えてタテ糸6Aは糸ずれ防止糸によって、解れを妨げられ、所定の形状及び位置の観察窓5dが補強用シート5に形成される。なお、熱融着糸を配置するタテ糸6A及びヨコ糸6Bは、少なくとも観察窓5dの周囲に隣接する位置のタテ糸6A及びヨコ糸6Bが含まれればよい。
【0030】
なお、補強用シート5全体では、例えば、図4に示すように、図中横方向(幅方向)に間隔L4で4個、縦方向(長さ方向)に間隔L3で多数の観察窓5dがマトリクス状に形成されており、各観察窓5dの大きさは、例えば縦横50mm又は100mmである。なお、間隔C、L3,L4、観察窓5dの縦横の大きさL1,L2は任意であるが、補強用シート5を構成する高性能繊維の繊維量を優先して補強効果を上げたい場合には、各観察窓5dの大きさを小さくして、間隔L3,L4を出来るだけ多く取り、2方向織り部分5aの大きさをなるべく大きくなるように構成するとよい。更に、補強用シート5の幅D(図4では、1100mmに設定)及び、その図4中上下方方向の長さは(図4では、長尺物に設定)、任意であるが、観察窓5dの大きさは、補強用シート5の製織性及び取り扱い易さを考慮すると、実用上、縦横50〜150mm程度の大きさの正方形が望ましく(必ずしも正方形である必要はないが、補強効果を補強用シート10の幅及び長さ方向に均等に発揮させるためには、観察窓5dは正方形の方がよい)、更に所定の補強効果を得るためには、それら観察窓5dに挟まれた2方向織り部分5aの寸法L3(長さ方向),L4(幅方向)は、観察窓5dが形成された状態で、破断荷重が補強用シート5の幅D、1メートル当たり340〜590kN程度となるように、その寸法を設定することが望ましい。
【0031】
道路床板1及び補強用シート5などは以上のような構成を有するので、既存のコンクリート構造物である道路床板1の下面3を補強用シート5で補強する場合には、まず、図2に示すように、補強すべき道路床板1の下面3の補強用シート5が貼付けされる部分の、補強用シート5の各観察窓5dに養生テープ7を貼り付け、道路床板1の下面3にプライマーを塗布する。
【0032】
また、補強用シート5については、事前に、作業台上に当該補強用シート5を載置して、その状態で補強用シート5の表面の全面にわたり、エポキシ樹脂などの接着剤を塗布する。この際、補強用シート5は、すでに設計された位置に観察窓5dが配置されているので、ゆがみを調整し、変形しないよう、接着剤を塗布含浸する。
【0033】
次に、既存コンクリート構造物の表面である補強すべき道路床板1の下面3をプライマーで処理した後にエポキシ樹脂などの接着剤を下塗り塗布し、その状態で、接着剤が塗布含浸された補強用シート5を下面3に、図2に示すように、補強用シート5の各観察窓5dが道路床板1の下面3の貼付けされた養生テープ7と整合するように貼り付け配置する。その状態で、更にエポキシ樹脂などの接着剤を補強用シート5の上から上塗りする形で塗布し、図1に示すように、補強用シート5を、道路床板1の下面3に貼り付けする。その後、補強用シート5の各観察窓5dに位置している養生テープ7を除去し、道路床板1の下面3が観察窓5d部分に直接露出するようにする。補強用シート5には、予め接着剤が塗布され、更に道路床板1の下面3にも予め接着剤が下塗りされているので、補強用シート5と道路床板1の下面3との貼着付け作業は、補強用シート5及び床板下面3に塗布された接着剤により、短時間にかつ確実に行うことが出来る。
【0034】
その状態で、接着剤を養生固化させると、補強用シート5は道路床板1の下面3に貼付けされ、道路床板1は補強用シート5により補強されることとなるが、補強用シート5は、互いに直交する矢印A及びB方向(即ち、縦・横方向)にタテ糸6A及びヨコ糸6Bが配置されているので、道路床板1の下面3は互いに直交する矢印A及びB方向において、従って、下面3の全方向において適切に補強される。なお、1回の補強用シート5の貼付け作業で、道路床板1の下面3の縦・横方向が一度に補強されるので、従来のように、縦方向及び横方向の2回の高性能繊維の貼付け作業が不要となり、迅速な施工が可能となる。
【0035】
また、補強用シート5は、二方向に適切に補強されているので、シートが交差することが無く、縦・横方向に格子状に一方向シートを貼付けする場合に生じる、互いに交差するシート間に生じる不陸処理の手間もなくなり、好都合である。そして、道路床板1の下面3の補強後のクラックの様子は、観察窓5dを介していつでも観察することが出来る。
【0036】
なお、補強用シート5を構成する高性能繊維としては、アラミド繊維の他に、炭素繊維、ガラス繊維、ポリアリレート繊維、PBO繊維など引っ張り強度の高い高性能繊維を単独で、またそれら繊維を2種以上組み合わせて使用することが出来る。更に、補強用シート5に、予めエポキシ樹脂を含浸固化させて成形品として、例えば、工場で生産すれば(工場でなくても可)、剛性が上がり、ハンドリングを容易にして、作業性を向上することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】図1は、高性能繊維を用いて補強された道路床板の一例を示す斜視図。
【図2】図2は、図1の道路床板に対して、高性能繊維を用いて補強する際の行程を示す分解斜視図。
【図3】図3は、高性能繊維の観察窓周辺の詳細を示す拡大平面図である。
【図4】図4は、コンクリート補強用シートの全体の一例を示す平面図である。
【符号の説明】
【0038】
1……コンクリート構造物
3……表面(下面)
5……補強用シート
5a……2方向織り部分
5b……タテ糸接続部
5c……ヨコ糸接続部
5d……観察窓
5e……糸ずれ防止糸
6……繊維束
6A……タテ糸
6B……ヨコ糸
8……溶融接着部
10……本体

【特許請求の範囲】
【請求項1】
全体がシート状に形成された本体を有し、コンクリート構造物表面に貼付けされて当該コンクリート構造物を補強するコンクリート補強用シートにおいて、
前記本体は、
複数の高性能繊維からなる糸束を複数本まとめて繊維束としたタテ糸及びヨコ糸からなり、それらタテ糸及びヨコ糸を用いて、縦横2方向に織られた2方向織り部分を複数有し、
それら2方向織り部分は、縦横方向に所定の間隔で配置されており、
前記縦方向に隣接する前記2方向織り部分の間は、前記タテ糸のみからなるタテ糸接続部により接続されており、
前記横方向に隣接する前記2方向織り部分の間は、前記ヨコ糸のみからなるヨコ糸接続部により接続されており、
横方向に隣接する二つの前記タテ糸接続部及び縦方向に隣接する二つのヨコ糸接続部の間に前記本体を貫通する形で観察窓が形成され、
前記各観察窓の、前記観察窓に隣接する前記タテ糸接続部の境界部に沿って、複数本の糸から構成され、前記ヨコ糸を構成する各繊維束を、当該繊維束毎に拘束する糸ずれ防止糸を有し、
前記各観察窓の周囲の、少なくとも前記観察窓に隣接する前記タテ糸及びヨコ糸を、それらタテ糸及びヨコ糸を構成する前記繊維束を熱融着糸により溶融接着して、前記各観察窓の周囲を囲む形の枠状の溶融接着部が形成され、
ていることを特徴とする、窓付き二方向コンクリート補強用シート。
【請求項2】
前記補強用シート全体に樹脂を含浸固化させ、その後の補強用シートのハンドリングを容易化したことを特徴とする、請求項1記載の窓付き二方向コンクリート補強用シート。
【請求項3】
前記観察窓は、縦横が50〜150mm程度の大きさを有する正方形の形状を有し、前記2方向織り部分は、前記観察窓が形成された状態で、破断荷重が補強用シートの幅1メートル当たり340〜590kN程度となるように、その寸法が設定されている、
ことを特徴とする請求項1記載の、窓付き二方向コンクリート補強用シート。
【請求項4】
請求項1記載の窓付き二方向コンクリート補強用シートを既存のコンクリート構造物に貼付けして該コンクリート構造物を補強する際に、
施工現場において、前記窓付き二方向コンクリート補強用シートを前記コンクリート構造物に貼付けする前に、該補強用シート表面の全面にわたり接着剤を塗布すると共に、該補強用シートを貼付けすべき前記コンクリート構造物の表面にも接着剤を塗布しておき、
その状態で、前記接着剤の塗布された補強用シートを、前記接着剤が予め塗布された既存のコンクリート構造物の表面に貼り付け配置し、更に接着剤を該補強用シートの表面に塗布して構成した、
既存コンクリート構造物の補強方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2009−91793(P2009−91793A)
【公開日】平成21年4月30日(2009.4.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−262862(P2007−262862)
【出願日】平成19年10月9日(2007.10.9)
【出願人】(000183233)住友ゴム工業株式会社 (3,458)
【出願人】(390002185)大成ロテック株式会社 (90)
【出願人】(000219266)東レ・デュポン株式会社 (288)
【出願人】(000174943)三井住友建設株式会社 (346)
【出願人】(598147466)株式会社ボー (1)
【出願人】(598072180)ファイベックス株式会社 (24)
【Fターム(参考)】