コンクリート表面の補強構造及び補強方法並びに繊維強化樹脂製の網状筋材
【課題】コンクリート表面の補強構造及び補強方法並びに繊維強化樹脂製の網状筋材の提供。
【解決手段】第１の間隔Ｂ１をおいて平行に配置された２条の繊維強化合成樹脂製筋４を一組とした２条一組の縦筋２を、前記第１の間隔Ｂ１よりも広い第２の間隔Ｂ２をおいて複数配置すると共に、前記２条一組の縦筋２に交差するように、第３の間隔Ｂ３をおいて平行に配置された２条の繊維強化合成樹脂製筋４を一組とした２条一組の横筋３を、前記第３の間隔Ｂ３よりも広い第４の間隔Ｂ４をおいて複数配置して、各２条一組の縦筋２と２条一組の横筋３との交差部を固着して一体化している繊維強化樹脂製の網状筋材１とする。コンクリート表面に前記網状筋材１をスペーサー１６を介してボルト又はアンカーボルト１２により固定し、前記網状筋材を埋め込むようにモルタル層が形成する。
【解決手段】第１の間隔Ｂ１をおいて平行に配置された２条の繊維強化合成樹脂製筋４を一組とした２条一組の縦筋２を、前記第１の間隔Ｂ１よりも広い第２の間隔Ｂ２をおいて複数配置すると共に、前記２条一組の縦筋２に交差するように、第３の間隔Ｂ３をおいて平行に配置された２条の繊維強化合成樹脂製筋４を一組とした２条一組の横筋３を、前記第３の間隔Ｂ３よりも広い第４の間隔Ｂ４をおいて複数配置して、各２条一組の縦筋２と２条一組の横筋３との交差部を固着して一体化している繊維強化樹脂製の網状筋材１とする。コンクリート表面に前記網状筋材１をスペーサー１６を介してボルト又はアンカーボルト１２により固定し、前記網状筋材を埋め込むようにモルタル層が形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート壁面或は床面等のコンクリート表面の補強構造及び補強方法に関するものであり、特に、二重格子構造の繊維強化樹脂製の網状筋材及びそれを用いたコンクリート表面の補強構造及び補強方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンクリート表面を補強する方法としては、炭素繊維やアラミド繊維、ガラス繊維等の強化繊維を用いた強化繊維シートを、エポキシ樹脂等の室温硬化樹脂を用いて、コンクリート表面に含浸接着させるＦＲＰライニング工法がある。また、Ｌ形アングル材やフラットバー材をアンカーボルトで固定する方法、エキスパンドメタルや魚網をアンカーボルトで固定する方法等も用いられている。
【０００３】
前記ＦＲＰライニング工法は、下地ケレン、プライマー処理、不陸修正、強化繊維シートの含浸接着と多くの工程がかかり、工事費用がかさむ点で問題があった。
【０００４】
一方、Ｌアングルやフラットバーをひび割れに直角方向にアンカーボルトを用いて固定する方法は、ひび割れに対しての拘束効果はあるものの、面としての補強効果が少ないという問題がある。
【０００５】
エキスパンドメタルをアンカーで固定する場合は、エキスパンドメタルの自重が大きく、作業性の面でより作業性のよい材料が求められている。また、エキスパンドメタル自体が錆びて腐食する恐れがあるとい問題がある。また、魚網の場合は、小さな塊の落下には有効であるが、大きな塊には耐荷重力が不足するという問題がある。
【０００６】
そこで、ＦＲＰライニング工法より安価で、エキスパンドメタルをアンカーで固定する方法より施工が安全で確実な補強ができ、Ｌ形アングルやフラットバーや魚網をアンカーにて固定する方法より広範囲なコンクリート表面の補強が可能な方法として、図９に示すように、上下方向及び左右方向の補強筋の間隔が一定の格子からなるＦＲＰ格子筋３０をアンカーボルト、接着樹脂等でコンクリート構造物に取り付ける方法が開発された。
【０００７】
前記のＦＲＰ格子筋３０は、縦補強筋３１と横補強筋３２とから構成され、各縦補強筋３１及び横補強筋３２は、主にガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維の強化繊維を一方向に並べて、ビニルエステル樹脂等のマトリクス樹脂を含浸させて積層して形成されたものである。また、各縦補強筋３１及び横補強筋３２は、補強筋幅（ｗ）３〜１０ｍｍ、厚さ（ｔ）１〜５ｍｍ、であり、格子間距離（Ｗ１）３０〜１５０ｍｍの格子板状に形成硬化されて格子状強化繊維シートに形成される。前記のＦＲＰ格子筋３０は、補強筋の交差部分の厚さが他の部分の厚さと等しくなるように成形硬化されている。
【０００８】
前記のＦＲＰ格子筋３０は、コンクリート表面３５に、アンカーボルト３３及び座金３４で固定することによって、コンクリート構造物に取り付けられる。
【０００９】
このＦＲＰ格子筋３０を使用したコンクリート表面の補強方法は、ＦＲＰ格子筋３０が鉄筋と同様の補強効果があり、ＦＲＰ格子筋３０が鉄筋よりも軽くて、腐食も少なく、施工もアンカーで留めることができるため簡便である利点がある。
【００１０】
しかしながら、従来のコンクリート表面の補強方法では、前記のＦＲＰ格子筋３０をアンカーボルト３３及び座金３４でコンクリート層に取り付けるに際して、座金３４はＦＲＰ格子筋３０の升目に対して面積が小さく、且つ、平面状とされており、ＦＲＰ格子筋３０をしっかりとコンクリート面に固定するためには、図９のように、縦補強筋３１と横補強筋３２との交差部分付近の角の部分にて、座金３４及びアンカーボルト３３を利用してＦＲＰ格子筋３０を取り付けていた。
【００１１】
一方、図９のように、縦補強筋３１及び横補強筋３２の、特に交差部分近くの角の部分にて、座金３４及びアンカーボルト３３を利用してＦＲＰ格子筋３０を取り付けた場合には、アンカーボルト３３及び座金３４の一部分しか格子筋に接触しておらず、しかも座金３４の面積が小さいために取付力が不足し、多数のアンカーボルト３３を必要としていた。
【００１２】
前記の取付力を改善する技術として、下記（１）又は（２）のような技術も知られている。（１）格子筋と座金との接触面積を大きく改善することで取付力を改善した技術で、一対の縦補強筋と横補強筋による形成される格子１升分の大きさの座金を用いる技術も知られている（例えば、特許文献３参照）。
【００１３】
（２）さらには、ＦＲＰ格子筋と一対の帯板とを組み合わせることで、取付力を改善可能な技術も知られている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平３−２２２７３４号公報
【特許文献２】特開平３−２２４９１０号公報
【特許文献３】特開２００６−９２６６号公報
【特許文献４】特開２００２−３８６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
前記従来のＦＲＰ格子筋の場合には、間隔が一定の多数の縦補強筋と、間隔が一定の横補強筋を備えたＦＲＰ格子筋であり、縦補強筋と横補強筋との交差部を熱融着しており、１本の縦補強筋と１本の横補強筋の重合部を熱融着しているため、接合部の剛性が低いから補強筋材を多数層にして一体に熱融着して、板厚寸法の厚いＦＲＰ格子筋とする必要があった。また、縦補強筋の配置ピッチ及び横補強筋の配置ピッチも一定である。
【００１６】
また、格子１升内の面積をさらに小分けするように網状物を組み合わせるようにすると、部品が格子と網状物との２部品になって、構造が複雑になりコスト高になる。
【００１７】
また、ＦＲＰ格子筋に帯板を組み合わせる場合は、ＦＲＰ格子筋と帯板との複数部品になって、構造が複雑になりコスト高になるという問題がある。
【００１８】
ＦＲＰ格子筋は、その取付部で周囲からの荷重を負担することになるから、取付部で最も強度が高くなっている方が合理的な構造になる。しかるに、前記従来のＦＲＰ格子筋は、面状部材で、縦方向或いは横方向が筋材の配置ピッチが一様であるため、縦方向或いは横方向の部分からの荷重を取付部で負担する構造になっているから、相対的に、取付部の縦補強筋及び横補強筋の負担が大きくなる構造になるという問題がある。
【００１９】
本発明は、コンクリート表面の補強構造及び補強方法並びに繊維強化樹脂製の網状筋材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
前記の課題を有利に解決するために、第１発明のコンクリート表面の補強構造においては、第１の間隔をおいて平行に配置された２条の繊維強化合成樹脂製筋を一組とした２条一組の縦筋を、前記第１の間隔よりも広い第２の間隔をおいて複数配置すると共に、前記２条一組の縦筋に交差するように、第３の間隔をおいて平行に配置された２条の繊維強化合成樹脂製筋を一組とした２条一組の横筋を、前記第３の間隔よりも広い第４の間隔をおいて複数配置して、各２条一組の縦筋と２条一組の横筋との交差部を固着して一体化した繊維強化樹脂製の網状筋材を構成し、コンクリート製壁面及び床表面のいずれか一方又は両方にスペーサーを介して、前記繊維強化樹脂製の網状筋材が配置され、前記２条一組の縦筋と２条一組の横筋との交差部に形成されている矩形枠部内にアンカーボルトが配置されると共にコンクリート製壁及び床のいずれか一方又は両方に固定され、前記矩形枠部の裏面側に前記スペーサーが配置され、前記交差部に形成されている矩形枠部に係合するように押え部材が矩形枠部の表面側に配置されて前記アンカーボルトにより固定され、前記アンカーボルト及び繊維強化樹脂製の網状筋材を埋め込むようにモルタル層が形成されて補強されていることを特徴とする。
【００２１】
第２発明では、第１発明のコンクリート表面の補強構造において、前記第１の間隔と前記第３の間隔が同じ間隔とされ、前記第２の間隔と前記第４の間隔が同じ間隔とされている繊維強化樹脂製の網状筋材であることを特徴とする。
【００２２】
第３発明では、第１発明又は第２発明のコンクリート表面の補強構造において、前記２条一組の縦筋と２条一組の横筋とが、直交又は傾斜して交差するように配置されている繊維強化樹脂製の網状筋材であることを特徴とする。
【００２３】
第４発明のコンクリート表面の補強方法では、第１発明〜第３発明のいずれか１つのコンクリート表面の補強構造の構築方法であって、第１発明〜第３発明のいずれか１つの繊維強化樹脂製の網状筋材を、既設コンクリート表面にスペーサーを介して配置し、前記２条一組の縦筋と２条一組の横筋との交差部に形成されている矩形枠部内に、既設コンクリートに基端側を固定した保持装置を配置し、前記保持装置の先端側で、前記交差部に形成されている矩形枠部に係合するように押え部材を矩形枠部の表面側に配置した後、前記アンカーボルト及び繊維強化樹脂製の網状筋材を埋め込むようにモルタル層を形成することを特徴とする。
【００２４】
第５発明の繊維強化樹脂製の網状筋材では、第１発明〜第３発明のいずれかのコンクリート表面の補強構造又は第４発明のコンクリート表面の補強方法に用いる維強化樹脂製の網状筋材であって、その維強化樹脂製の網状筋材は、第１の間隔をおいて平行に配置された２条の繊維強化合成樹脂製筋を一組とした２条一組の縦筋を、前記第１の間隔よりも広い第２の間隔をおいて複数配置すると共に、前記２条一組の縦筋に交差するように、第３の間隔をおいて平行に配置された２条の繊維強化合成樹脂製筋を一組とした２条一組の横筋を、前記第３の間隔よりも広い第４の間隔をおいて複数配置して、各２条一組の縦筋と２条一組の横筋との交差部を固着して一体化していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
第１発明のコンクリート表面の補強構造においては、第１の間隔をおいて平行に配置された２条の繊維強化合成樹脂製筋を一組とした２条一組の縦筋を、前記第１の間隔よりも広い第２の間隔をおいて複数配置すると共に、前記２条一組の縦筋に交差するように、第３の間隔をおいて平行に配置された２条の繊維強化合成樹脂製筋を一組とした２条一組の横筋を、前記第３の間隔よりも広い第４の間隔をおいて複数配置して、各２条一組の縦筋と２条一組の横筋との交差部を固着して一体化した繊維強化樹脂製の網状筋材を構成し、コンクリート製壁面及び床表面のいずれか一方又は両方にスペーサーを介して、前記繊維強化樹脂製の網状筋材が配置され、前記２条一組の縦筋と２条一組の横筋との交差部に形成されている矩形枠部内にアンカーボルトが配置されると共にコンクリート製壁及び床のいずれか一方又は両方に固定され、前記矩形枠部の裏面側に前記スペーサーが配置され、前記交差部に形成されている矩形枠部に係合するように押え部材が矩形枠部の表面側に配置されて前記アンカーボルトにより固定され、前記アンカーボルト及び繊維強化樹脂製の網状筋材を埋め込むようにモルタル層が形成されて補強されているので、押え部材を前記２条一組の縦筋と２条一組の横筋との交差部で応力を分散して押え部材を支承することができ、また、前記２条一組の縦筋と２条一組の横筋との交差部から押え部材及びアンカーボルトで、モルタル層を確実に保持して、コンクリート表面を確実に補強することができる等の効果が得られる。また、取付部を二重格子状に補強された網状筋材とすることができる等の効果が得られる。
【００２６】
第２発明では、第１発明のコンクリート表面の補強構造において、前記第１の間隔と前記第３の間隔が同じ間隔とされ、前記第２の間隔と前記第４の間隔が同じ間隔とされている繊維強化樹脂製の網状筋材であるので、２条一組の縦筋と２条一組の横筋との交差部を二重の矩形格子状とした簡単な構造で、取付部を補強された格子網状筋材とすることができる等の効果が得られる。
【００２７】
第３発明では、第１発明又は第２発明のコンクリート表面の補強構造において、前記２条一組の縦筋と２条一組の横筋とが、直交又は傾斜して交差するように配置されている繊維強化樹脂製の網状筋材であるので、直交又は傾斜して交差するように配置されている２条一組の縦筋と、直交又は傾斜して交差するように配置されている２条一組の横筋との交差部を二重の矩形格子状又は菱形格子状とした簡単な構造で、取付部を補強された格子網状筋材とすることができる等の効果が得られる。
【００２８】
第４発明のコンクリート表面の補強方法では、第１発明〜第３発明のいずれか１つのコンクリート表面の補強構造の構築方法であって、第１発明〜第３発明のいずれか１つの繊維強化樹脂製の網状筋材を、既設コンクリート表面にスペーサーを介して配置し、前記２条一組の縦筋と２条一組の横筋との交差部に形成されている矩形枠部内に、既設コンクリートに基端側を固定した保持装置を配置し、前記保持装置の先端側で、前記交差部に形成されている矩形枠部に係合するように押え部材を矩形枠部の表面側に配置した後、前記アンカーボルト及び繊維強化樹脂製の網状筋材を埋め込むようにモルタル層を形成するので、簡単な構造の網状筋材を用いて簡単にコンクリート表面を補強することができ、また、網状筋材の取付部における縦補強筋或いは横補強筋の負担を軽減することができる等の効果が得られる。
【００２９】
第５発明の繊維強化樹脂製の網状筋材では、第１発明〜第３発明のいずれかのコンクリート表面の補強構造又は第４発明のコンクリート表面の補強方法に用いる維強化樹脂製の網状筋材であって、その維強化樹脂製の網状筋材は、第１の間隔をおいて平行に配置された２条の繊維強化合成樹脂製筋を一組とした２条一組の縦筋を、前記第１の間隔よりも広い第２の間隔をおいて複数配置すると共に、前記２条一組の縦筋に交差するように、第３の間隔をおいて平行に配置された２条の繊維強化合成樹脂製筋を一組とした２条一組の横筋を、前記第３の間隔よりも広い第４の間隔をおいて複数配置して、各２条一組の縦筋と２条一組の横筋との交差部を固着して一体化しているので、２条一組の縦筋と２条一組の横筋との交差部を二重の矩形格子状とした簡単な構造で、取付部を補強された格子網状筋材とすることができる等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の繊維強化樹脂製の網状筋材を示す概略正面図である。
【図２】図１の一部を拡大して示す正面図である。
【図３】（ａ）は図２のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】本発明のコンクリート表面の補強構造を示す平面図である。
【図５】図４に示す本発明のコンクリート表面の補強構造を示す断面図である。
【図６】図５の一部を拡大して示す断面図である。
【図７】河川等のコンクリート製床スラブ及びコンクリート製側壁に網状筋材を設置した形態を示す断面図である。
【図８】図７の状態から網状筋材を埋め込むようにモルタル層を設けて、河川等のコンクリート製床スラブ及びコンクリート製側壁を補強した形態を示す断面図である。
【図９】従来のコンクリート表面の補強形態を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００３２】
先ず、図１〜図３を参照して、本発明において用いられる繊維強化樹脂製の網状筋材１について説明する。
【００３３】
本実施形態における繊維強化樹脂製の網状筋材１に用いられる各縦筋２及び横筋３を構成している間隔をおいた一対の繊維強化合成樹脂製筋４は、ＦＲＰ製の補強用の筋材を使用する。本実施形態における繊維強化樹脂製の網状筋材１は、直交して二重格子状に配置された複数の繊維強化合成樹脂製筋４即ち、小間隔をおいた２条一組の縦方向の繊維強化合成樹脂製筋４による多数の縦筋２を備えていると共に、小間隔をおいた２条一組の横方向の繊維強化合成樹脂製筋４による多数の横筋３とを一体化して備えている。
【００３４】
各縦筋２或いは横筋３を構成している一対の繊維強化合成樹脂製筋４は、主にガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維のいずれか１つを一方向に並べて、ビニルエステル系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等のマトリックス樹脂を含浸させたものを複数積層し、硬化して形成される。繊維強化樹脂製の網状筋材１は、繊維強化合成樹脂製筋４の幅（ｗ）が、例えば、３〜１０ｍｍ、厚さ（ｔ）が２〜５ｍｍの繊維強化合成樹脂製筋４が用いられ、縦筋２を形成している２条一組の縦方向の繊維強化合成樹脂製筋４間の間隔（Ｂ１）は、例えば、２０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲（例えば、２５ｍｍ）とされ、２条一組の縦方向の繊維強化合成樹脂製筋４により形成されている縦筋２間の中心軸線間隔（Ｂ２）は、前記間隔よりも広く、例えば、１００ｍｍ〜５００ｍｍの範囲（例えば、１５０ｍｍ）とされている。同様に、横筋３を形成している２条一組の横方向の繊維強化合成樹脂製筋４間の間隔（Ｂ３）は、２０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲とされ（例えば、２５ｍｍ）とされ、２条一組の横方向の繊維強化合成樹脂製筋４により形成されている横筋３間の間隔（Ｂ４）は、前記間隔Ｂ３よりも広く例えば、１００ｍｍ〜５００ｍｍの範囲（例えば、１５０ｍｍ）とされている。
【００３５】
前記の繊維強化合成樹脂製筋４間の間隔（Ｂ１又はＢ３）は、例えば、同じ間隔で、２５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲（例えば、２５ｍｍ）とされ、また、前記の間隔Ｂ２とＢ４は、例えば、同じ間隔で、１００ｍｍ〜５００ｍｍの範囲（例えば、１５０ｍｍ）とされる。
【００３６】
２条一組の縦方向の繊維強化合成樹脂製筋４からなる縦筋２と、２条一組の横方向の繊維強化合成樹脂製筋４からなる横筋３との交差部５は、熱融着により一体化されて、全体として同面状となるように面板状の網状筋材１とされている。前記の交差部５は、縦方向の繊維強化合成樹脂製筋４と横方向の繊維強化合成樹脂製筋４の４つの交点部５ａが熱融着されることで形成されている。前記の縦筋２と、横筋３は、互いに直交して配置されるが、所望に応じて互いに９０°以外の所定の角度にて交差し、格子状となるように構成することも可能である。
【００３７】
前記のように、小間隔をおいた２条一組の縦方向の繊維強化合成樹脂製筋４による多数の縦筋２と、小間隔をおいた２条一組の横方向の繊維強化合成樹脂製筋４による多数の横筋３とが、一体化されることで、二重格子状の網状筋材１とされている。
【００３８】
前記の交差部５の板厚寸法は、一定の板厚寸法、例えば、２ｍｍ〜３ｍｍとされている。
【００３９】
前記のように、第１の間隔として小間隔Ｂ１をおいて、繊維強化合成樹脂製筋４が２条、縦方向に配置されて、２条の繊維強化合成樹脂製筋４を一組とした２条一組の縦筋２とされ、２条一組の繊維強化合成樹脂製筋４による縦筋２が、前記第１の間隔よりも広い第２の間隔（Ｂ１）をおいて複数配置されている。また、前記繊維強化合成樹脂製筋４が２条一組の縦筋２に直角に（又は、図示を省略するが、傾斜して）交差するように、第３の間隔（Ｂ３）をおいて平行に配置された２条の繊維強化合成樹脂製筋４を一組とした横筋３が、前記第３の間隔（Ｂ３）よりも広い第４の間隔（Ｂ４）をおいて複数配置されている。そして、各２条一組の縦筋２と２条一組の横筋３との各筋の交差部５を熱融着により固着して一体化して矩形枠部を形成している。そのため、２条一組の縦筋と２条一組の横筋との交差部５を矩形枠部とした簡単な構造の取付部とし、当該取付部を、縦・横各２条一組の繊維強化合成樹脂製筋４に接続してそれ自体で補強された構造としている。本発明において用いる網状筋材は、二重格子網状で、面板状の繊維強化樹脂製の網状筋材１とされている。
【００４０】
隣り合う縦筋２間の間隔（Ｂ２）、又は横筋３間の間隔（Ｂ４）は、間隔をおいて隣り合う縦筋２の中心間の間隔、又は間隔をおいて隣り合う横筋３間の中心軸線間の間隔であり、前記間隔（Ｂ１又はＢ２は）、縦筋２又は横筋３を構成している２条の繊維強化合成樹脂製筋４の中心間の間隔（Ｂ１，Ｂ３）である。
【００４１】
面板状の繊維強化樹脂製の網状筋材１に、強化繊維としてガラス繊維を使用した場合には、網状筋材１は５００Ｎ／ｍｍ2以上の引張強度、３００００Ｎ／ｍｍ2以上の引張弾性率を有している。
【００４２】
また、このような構成の繊維強化樹脂製の網状筋材１は、軽量で、耐食性があり、また曲げやすく、施工性に優れている。また、筋材の交差部分が他の部分と同一平面上にあり、全体として薄いシート状とされ、重ねても嵩張らない。
【００４３】
本発明における繊維強化樹脂製の網状筋材１に使用する強化繊維は、下記の（１）〜（３）から選択されるいずれか１種の繊維であるか、或いは、前記繊維を複数種混入した複合タイプとしてもよい。（１）ガラス繊維、炭素繊維、セラミックス繊維を含む無機繊維。（２）ボロン、チタン、スチール等の金属繊維。（３）アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、ＰＢО、高強度ポリプロピレン等の有機繊維。マトリクス樹脂としては、ビニルエステル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、又はＭＭＡ樹脂等の樹脂を使用することができる。
【００４４】
次に、前記のような面板状の繊維強化樹脂製の網状筋材１を用いて、コンクリート製床版６及びコンクリート製壁７を備えた河川或いは通水路８のコンクリート表面を補強形態について、図４〜図８を参照して説明する。
【００４５】
図５に示すように、補強しようとするコンクリート床版６又は側壁７のコンクリート層９にアンカー孔１０を、前後方向或いは左右方向に所定の間隔（Ｇ）をおいて電動ドリル等により掘削して穿孔する。前記の間隔（Ｇ）は、縦筋２間の間隔（Ｂ２）又は横筋３間の間隔（Ｂ４）となっている。
【００４６】
そして、コンクリート床版６又は側壁７の前記のコンクリート層９に設けたアンカー孔１０に、公知のアンカー装置１４を設置して網状筋材１を設置する。前記のアンカー装置１４としては、例えば、後部にスリットと拡開式圧着片とを有するスリット付スリーブ１１と、その内側に配置される雌ねじ付き截頭円錐状楔１５及びその截頭円錐状楔１５の雌ねじ孔（又は前記スリット付スリーブ１１の雌ねじ孔）にねじ込まれるボルト又はアンカーボルト１２、前記ボルト又はアンカーボルト１２に予め装着されるナット１３を備えたアンカー装置を使用してもよい。前記アンカー装置１４以外にも、他の公知のアンカー装置をアンカー孔１０に設置するようにしてもよい。
【００４７】
前記アンカー装置１４におけるスリット付スリーブ１１内に截頭円錐状楔１５を配置すると共にボルト又はアンカーボルト１２を装着した状態で、前記アンカー孔１０に配置して、スリット付スリーブ１１を押し込んで截頭円錐状楔１５により拡開させてアンカー孔内壁面に圧着させる。
【００４８】
アンカー孔１０周りの前記コンクリート床版６上面又は側壁７表面にスペーサー１６を適宜接着剤等により固定して設置する。前記のスペーサー１６は、適宜樹脂ブロック等を用いることができる。前記のスペーサー１６の配置位置は、本発明の網状筋材１における縦筋２と横筋３の交差部５を形成している４つの各交点部５ａ、すなわち、各縦横の繊維強化合成樹脂製筋４の交差した融着部の裏面の位置に設置するようにされる。
【００４９】
前記のようにスペーサー１６を設置した状態で、前記ボルト又はアンカーボルト１２のみを一端取り外して、網状筋材１をスペーサー１６上に配置し、前記ボルト又はアンカーボルト１２に、円形又は矩形の押え部材１７を、ボルト頭部とナット１３（又はアンカーボルト１２にねじ込まれる２のナット）等により緩く把持して位置保持状態で装着する。前記の押え部材１７は、交差部５における縦・横４辺の繊維強化合成樹脂製筋４に載置され、又は４つの交点部５ａ上に載置されるため、交差部５の升目と同じ又はそれよりも大きい円形又は矩形の金属製の押え部材１７とされ、その中心部に、ボルト又はアンカーボルト挿通孔を備え、また、必要に応じ、図示を省略するが、前記アンカーボルト挿通孔に同心状に開口部を備えた形態とされ、モルタルの網状筋材升目内の充填性を向上させた形態とされる。前記のスペーサー１６及びアンカー装置１４並びに押え部材１７等により、網状筋材１の保持装置の一形態とされている。
【００５０】
前記のように、押え部材１７を、ボルト頭部とナット１３（又はアンカーボルト１２にねじ込まれる２のナット）等により緩く把持して位置保持状態のボルト又はアンカーボルト１２を前記雌ねじ付截頭円錐状楔１５にねじ込むことで、前記網状筋材１を、スペーサー１６と押え部材１７との間で押さえ込んで、所定の位置に保持する。また、前記のボルト又はアンカーボルト１２を、雌ねじ付截頭円錐状楔１５に締め込むことで、スリット付スリーブ１１の拡開式圧着片をアンカー孔１０内周壁面にさらに食い込ませることで一層強固に定着させてもよい。
【００５１】
前記のように、床版６上及び側壁７の所定の範囲に、アンカー装置１４により固定された網状筋材１を設置する。
【００５２】
その後、コンクリートのコンクリート前記の網状筋材１及びアンカー装置１４を埋め込むように、ポリマーセメントモルタル或いは無収縮モルタル等のモルタル層１８を設けて、既設のコンクリート表面の補強を図る。前記のポリマーセメントモルタルとしては、例えば、水性ポリマーディスパージョン又は再乳化形粉末樹脂を、ポリマー混和剤として用い、早強ポルトランドセメント又はポルトランドセメントと、砂を混合した材料を用いることができる。
【００５３】
前記のように補強された構造では、前記２条一組の縦筋２と２条一組の横筋３との交差部５で応力を分散して押え部材１７を支承することができ、また、前記２条一組の縦筋２と２条一組の横筋３との交差部５から押え部材１７及びボルト又はアンカーボルト１２で、モルタル層１８を確実に保持して、既設コンクリート表面（コンクリート表層）を確実に補強することができる等の効果が得られる。また、取付部を二重格子状に補強された網状筋材１とすることができる。また、前記実施形態のように、ポリマーセメントモルタルからなるモルタル層１８を、既設のコンクリート表面に設けることで、既設のコンクリート表面のひび割れ等の亀裂を補修・補強することができ、セメントと砂とのモルタル層の場合よりも、曲げ力、止水性の面で一層強固なモルタル層とすることができる。
【００５４】
前記実施形態では、通水路におけるコンクリート製床スラブ或いは側壁についてのコンクリート表面の補強する形態を示したが、本発明を実施する場合、コンクリート製給水槽等の壁面あるいは床面、煙突等のコンクリート構造物におけるコンクリート表面の補強構造に適用するようにしてもよい。
【００５５】
また、前記以外にも、トンネルにおけるトンネル内周壁面、コンクリート製壁、コンクリート製床板等のコンクリート構造物において適用可能で、コンクリートのひび割れ防止、せん断補強等、ＦＲＰ製の網状筋材１を用いたコンクリート構造物の補強に有効である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 繊維強化樹脂製の網状筋材
２ 縦筋
３ 横筋
４ 繊維強化合成樹脂製筋
５ 交差部
５ａ 交点部
６ 床版
７ 壁
８ 通水路
９ コンクリート層
１０ アンカー孔
１１ スリット付スリーブ
１２ ボルト又はアンカーボルト
１３ ナット
１４ アンカー装置
１５ 截頭円錐状楔
１６ スペーサ−
１７ 押え部材
１８ モルタル層
３０ ＦＲＰ格子筋
３１ 縦補強筋
３２ 横補強筋
３３ アンカーボルト
３４ 座金
３５ コンクリート表面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート壁面或は床面等のコンクリート表面の補強構造及び補強方法に関するものであり、特に、二重格子構造の繊維強化樹脂製の網状筋材及びそれを用いたコンクリート表面の補強構造及び補強方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンクリート表面を補強する方法としては、炭素繊維やアラミド繊維、ガラス繊維等の強化繊維を用いた強化繊維シートを、エポキシ樹脂等の室温硬化樹脂を用いて、コンクリート表面に含浸接着させるＦＲＰライニング工法がある。また、Ｌ形アングル材やフラットバー材をアンカーボルトで固定する方法、エキスパンドメタルや魚網をアンカーボルトで固定する方法等も用いられている。
【０００３】
前記ＦＲＰライニング工法は、下地ケレン、プライマー処理、不陸修正、強化繊維シートの含浸接着と多くの工程がかかり、工事費用がかさむ点で問題があった。
【０００４】
一方、Ｌアングルやフラットバーをひび割れに直角方向にアンカーボルトを用いて固定する方法は、ひび割れに対しての拘束効果はあるものの、面としての補強効果が少ないという問題がある。
【０００５】
エキスパンドメタルをアンカーで固定する場合は、エキスパンドメタルの自重が大きく、作業性の面でより作業性のよい材料が求められている。また、エキスパンドメタル自体が錆びて腐食する恐れがあるとい問題がある。また、魚網の場合は、小さな塊の落下には有効であるが、大きな塊には耐荷重力が不足するという問題がある。
【０００６】
そこで、ＦＲＰライニング工法より安価で、エキスパンドメタルをアンカーで固定する方法より施工が安全で確実な補強ができ、Ｌ形アングルやフラットバーや魚網をアンカーにて固定する方法より広範囲なコンクリート表面の補強が可能な方法として、図９に示すように、上下方向及び左右方向の補強筋の間隔が一定の格子からなるＦＲＰ格子筋３０をアンカーボルト、接着樹脂等でコンクリート構造物に取り付ける方法が開発された。
【０００７】
前記のＦＲＰ格子筋３０は、縦補強筋３１と横補強筋３２とから構成され、各縦補強筋３１及び横補強筋３２は、主にガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維の強化繊維を一方向に並べて、ビニルエステル樹脂等のマトリクス樹脂を含浸させて積層して形成されたものである。また、各縦補強筋３１及び横補強筋３２は、補強筋幅（ｗ）３〜１０ｍｍ、厚さ（ｔ）１〜５ｍｍ、であり、格子間距離（Ｗ１）３０〜１５０ｍｍの格子板状に形成硬化されて格子状強化繊維シートに形成される。前記のＦＲＰ格子筋３０は、補強筋の交差部分の厚さが他の部分の厚さと等しくなるように成形硬化されている。
【０００８】
前記のＦＲＰ格子筋３０は、コンクリート表面３５に、アンカーボルト３３及び座金３４で固定することによって、コンクリート構造物に取り付けられる。
【０００９】
このＦＲＰ格子筋３０を使用したコンクリート表面の補強方法は、ＦＲＰ格子筋３０が鉄筋と同様の補強効果があり、ＦＲＰ格子筋３０が鉄筋よりも軽くて、腐食も少なく、施工もアンカーで留めることができるため簡便である利点がある。
【００１０】
しかしながら、従来のコンクリート表面の補強方法では、前記のＦＲＰ格子筋３０をアンカーボルト３３及び座金３４でコンクリート層に取り付けるに際して、座金３４はＦＲＰ格子筋３０の升目に対して面積が小さく、且つ、平面状とされており、ＦＲＰ格子筋３０をしっかりとコンクリート面に固定するためには、図９のように、縦補強筋３１と横補強筋３２との交差部分付近の角の部分にて、座金３４及びアンカーボルト３３を利用してＦＲＰ格子筋３０を取り付けていた。
【００１１】
一方、図９のように、縦補強筋３１及び横補強筋３２の、特に交差部分近くの角の部分にて、座金３４及びアンカーボルト３３を利用してＦＲＰ格子筋３０を取り付けた場合には、アンカーボルト３３及び座金３４の一部分しか格子筋に接触しておらず、しかも座金３４の面積が小さいために取付力が不足し、多数のアンカーボルト３３を必要としていた。
【００１２】
前記の取付力を改善する技術として、下記（１）又は（２）のような技術も知られている。（１）格子筋と座金との接触面積を大きく改善することで取付力を改善した技術で、一対の縦補強筋と横補強筋による形成される格子１升分の大きさの座金を用いる技術も知られている（例えば、特許文献３参照）。
【００１３】
（２）さらには、ＦＲＰ格子筋と一対の帯板とを組み合わせることで、取付力を改善可能な技術も知られている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平３−２２２７３４号公報
【特許文献２】特開平３−２２４９１０号公報
【特許文献３】特開２００６−９２６６号公報
【特許文献４】特開２００２−３８６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
前記従来のＦＲＰ格子筋の場合には、間隔が一定の多数の縦補強筋と、間隔が一定の横補強筋を備えたＦＲＰ格子筋であり、縦補強筋と横補強筋との交差部を熱融着しており、１本の縦補強筋と１本の横補強筋の重合部を熱融着しているため、接合部の剛性が低いから補強筋材を多数層にして一体に熱融着して、板厚寸法の厚いＦＲＰ格子筋とする必要があった。また、縦補強筋の配置ピッチ及び横補強筋の配置ピッチも一定である。
【００１６】
また、格子１升内の面積をさらに小分けするように網状物を組み合わせるようにすると、部品が格子と網状物との２部品になって、構造が複雑になりコスト高になる。
【００１７】
また、ＦＲＰ格子筋に帯板を組み合わせる場合は、ＦＲＰ格子筋と帯板との複数部品になって、構造が複雑になりコスト高になるという問題がある。
【００１８】
ＦＲＰ格子筋は、その取付部で周囲からの荷重を負担することになるから、取付部で最も強度が高くなっている方が合理的な構造になる。しかるに、前記従来のＦＲＰ格子筋は、面状部材で、縦方向或いは横方向が筋材の配置ピッチが一様であるため、縦方向或いは横方向の部分からの荷重を取付部で負担する構造になっているから、相対的に、取付部の縦補強筋及び横補強筋の負担が大きくなる構造になるという問題がある。
【００１９】
本発明は、コンクリート表面の補強構造及び補強方法並びに繊維強化樹脂製の網状筋材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
前記の課題を有利に解決するために、第１発明のコンクリート表面の補強構造においては、第１の間隔をおいて平行に配置された２条の繊維強化合成樹脂製筋を一組とした２条一組の縦筋を、前記第１の間隔よりも広い第２の間隔をおいて複数配置すると共に、前記２条一組の縦筋に交差するように、第３の間隔をおいて平行に配置された２条の繊維強化合成樹脂製筋を一組とした２条一組の横筋を、前記第３の間隔よりも広い第４の間隔をおいて複数配置して、各２条一組の縦筋と２条一組の横筋との交差部を固着して一体化した繊維強化樹脂製の網状筋材を構成し、コンクリート製壁面及び床表面のいずれか一方又は両方にスペーサーを介して、前記繊維強化樹脂製の網状筋材が配置され、前記２条一組の縦筋と２条一組の横筋との交差部に形成されている矩形枠部内にアンカーボルトが配置されると共にコンクリート製壁及び床のいずれか一方又は両方に固定され、前記矩形枠部の裏面側に前記スペーサーが配置され、前記交差部に形成されている矩形枠部に係合するように押え部材が矩形枠部の表面側に配置されて前記アンカーボルトにより固定され、前記アンカーボルト及び繊維強化樹脂製の網状筋材を埋め込むようにモルタル層が形成されて補強されていることを特徴とする。
【００２１】
第２発明では、第１発明のコンクリート表面の補強構造において、前記第１の間隔と前記第３の間隔が同じ間隔とされ、前記第２の間隔と前記第４の間隔が同じ間隔とされている繊維強化樹脂製の網状筋材であることを特徴とする。
【００２２】
第３発明では、第１発明又は第２発明のコンクリート表面の補強構造において、前記２条一組の縦筋と２条一組の横筋とが、直交又は傾斜して交差するように配置されている繊維強化樹脂製の網状筋材であることを特徴とする。
【００２３】
第４発明のコンクリート表面の補強方法では、第１発明〜第３発明のいずれか１つのコンクリート表面の補強構造の構築方法であって、第１発明〜第３発明のいずれか１つの繊維強化樹脂製の網状筋材を、既設コンクリート表面にスペーサーを介して配置し、前記２条一組の縦筋と２条一組の横筋との交差部に形成されている矩形枠部内に、既設コンクリートに基端側を固定した保持装置を配置し、前記保持装置の先端側で、前記交差部に形成されている矩形枠部に係合するように押え部材を矩形枠部の表面側に配置した後、前記アンカーボルト及び繊維強化樹脂製の網状筋材を埋め込むようにモルタル層を形成することを特徴とする。
【００２４】
第５発明の繊維強化樹脂製の網状筋材では、第１発明〜第３発明のいずれかのコンクリート表面の補強構造又は第４発明のコンクリート表面の補強方法に用いる維強化樹脂製の網状筋材であって、その維強化樹脂製の網状筋材は、第１の間隔をおいて平行に配置された２条の繊維強化合成樹脂製筋を一組とした２条一組の縦筋を、前記第１の間隔よりも広い第２の間隔をおいて複数配置すると共に、前記２条一組の縦筋に交差するように、第３の間隔をおいて平行に配置された２条の繊維強化合成樹脂製筋を一組とした２条一組の横筋を、前記第３の間隔よりも広い第４の間隔をおいて複数配置して、各２条一組の縦筋と２条一組の横筋との交差部を固着して一体化していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
第１発明のコンクリート表面の補強構造においては、第１の間隔をおいて平行に配置された２条の繊維強化合成樹脂製筋を一組とした２条一組の縦筋を、前記第１の間隔よりも広い第２の間隔をおいて複数配置すると共に、前記２条一組の縦筋に交差するように、第３の間隔をおいて平行に配置された２条の繊維強化合成樹脂製筋を一組とした２条一組の横筋を、前記第３の間隔よりも広い第４の間隔をおいて複数配置して、各２条一組の縦筋と２条一組の横筋との交差部を固着して一体化した繊維強化樹脂製の網状筋材を構成し、コンクリート製壁面及び床表面のいずれか一方又は両方にスペーサーを介して、前記繊維強化樹脂製の網状筋材が配置され、前記２条一組の縦筋と２条一組の横筋との交差部に形成されている矩形枠部内にアンカーボルトが配置されると共にコンクリート製壁及び床のいずれか一方又は両方に固定され、前記矩形枠部の裏面側に前記スペーサーが配置され、前記交差部に形成されている矩形枠部に係合するように押え部材が矩形枠部の表面側に配置されて前記アンカーボルトにより固定され、前記アンカーボルト及び繊維強化樹脂製の網状筋材を埋め込むようにモルタル層が形成されて補強されているので、押え部材を前記２条一組の縦筋と２条一組の横筋との交差部で応力を分散して押え部材を支承することができ、また、前記２条一組の縦筋と２条一組の横筋との交差部から押え部材及びアンカーボルトで、モルタル層を確実に保持して、コンクリート表面を確実に補強することができる等の効果が得られる。また、取付部を二重格子状に補強された網状筋材とすることができる等の効果が得られる。
【００２６】
第２発明では、第１発明のコンクリート表面の補強構造において、前記第１の間隔と前記第３の間隔が同じ間隔とされ、前記第２の間隔と前記第４の間隔が同じ間隔とされている繊維強化樹脂製の網状筋材であるので、２条一組の縦筋と２条一組の横筋との交差部を二重の矩形格子状とした簡単な構造で、取付部を補強された格子網状筋材とすることができる等の効果が得られる。
【００２７】
第３発明では、第１発明又は第２発明のコンクリート表面の補強構造において、前記２条一組の縦筋と２条一組の横筋とが、直交又は傾斜して交差するように配置されている繊維強化樹脂製の網状筋材であるので、直交又は傾斜して交差するように配置されている２条一組の縦筋と、直交又は傾斜して交差するように配置されている２条一組の横筋との交差部を二重の矩形格子状又は菱形格子状とした簡単な構造で、取付部を補強された格子網状筋材とすることができる等の効果が得られる。
【００２８】
第４発明のコンクリート表面の補強方法では、第１発明〜第３発明のいずれか１つのコンクリート表面の補強構造の構築方法であって、第１発明〜第３発明のいずれか１つの繊維強化樹脂製の網状筋材を、既設コンクリート表面にスペーサーを介して配置し、前記２条一組の縦筋と２条一組の横筋との交差部に形成されている矩形枠部内に、既設コンクリートに基端側を固定した保持装置を配置し、前記保持装置の先端側で、前記交差部に形成されている矩形枠部に係合するように押え部材を矩形枠部の表面側に配置した後、前記アンカーボルト及び繊維強化樹脂製の網状筋材を埋め込むようにモルタル層を形成するので、簡単な構造の網状筋材を用いて簡単にコンクリート表面を補強することができ、また、網状筋材の取付部における縦補強筋或いは横補強筋の負担を軽減することができる等の効果が得られる。
【００２９】
第５発明の繊維強化樹脂製の網状筋材では、第１発明〜第３発明のいずれかのコンクリート表面の補強構造又は第４発明のコンクリート表面の補強方法に用いる維強化樹脂製の網状筋材であって、その維強化樹脂製の網状筋材は、第１の間隔をおいて平行に配置された２条の繊維強化合成樹脂製筋を一組とした２条一組の縦筋を、前記第１の間隔よりも広い第２の間隔をおいて複数配置すると共に、前記２条一組の縦筋に交差するように、第３の間隔をおいて平行に配置された２条の繊維強化合成樹脂製筋を一組とした２条一組の横筋を、前記第３の間隔よりも広い第４の間隔をおいて複数配置して、各２条一組の縦筋と２条一組の横筋との交差部を固着して一体化しているので、２条一組の縦筋と２条一組の横筋との交差部を二重の矩形格子状とした簡単な構造で、取付部を補強された格子網状筋材とすることができる等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の繊維強化樹脂製の網状筋材を示す概略正面図である。
【図２】図１の一部を拡大して示す正面図である。
【図３】（ａ）は図２のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】本発明のコンクリート表面の補強構造を示す平面図である。
【図５】図４に示す本発明のコンクリート表面の補強構造を示す断面図である。
【図６】図５の一部を拡大して示す断面図である。
【図７】河川等のコンクリート製床スラブ及びコンクリート製側壁に網状筋材を設置した形態を示す断面図である。
【図８】図７の状態から網状筋材を埋め込むようにモルタル層を設けて、河川等のコンクリート製床スラブ及びコンクリート製側壁を補強した形態を示す断面図である。
【図９】従来のコンクリート表面の補強形態を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００３２】
先ず、図１〜図３を参照して、本発明において用いられる繊維強化樹脂製の網状筋材１について説明する。
【００３３】
本実施形態における繊維強化樹脂製の網状筋材１に用いられる各縦筋２及び横筋３を構成している間隔をおいた一対の繊維強化合成樹脂製筋４は、ＦＲＰ製の補強用の筋材を使用する。本実施形態における繊維強化樹脂製の網状筋材１は、直交して二重格子状に配置された複数の繊維強化合成樹脂製筋４即ち、小間隔をおいた２条一組の縦方向の繊維強化合成樹脂製筋４による多数の縦筋２を備えていると共に、小間隔をおいた２条一組の横方向の繊維強化合成樹脂製筋４による多数の横筋３とを一体化して備えている。
【００３４】
各縦筋２或いは横筋３を構成している一対の繊維強化合成樹脂製筋４は、主にガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維のいずれか１つを一方向に並べて、ビニルエステル系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等のマトリックス樹脂を含浸させたものを複数積層し、硬化して形成される。繊維強化樹脂製の網状筋材１は、繊維強化合成樹脂製筋４の幅（ｗ）が、例えば、３〜１０ｍｍ、厚さ（ｔ）が２〜５ｍｍの繊維強化合成樹脂製筋４が用いられ、縦筋２を形成している２条一組の縦方向の繊維強化合成樹脂製筋４間の間隔（Ｂ１）は、例えば、２０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲（例えば、２５ｍｍ）とされ、２条一組の縦方向の繊維強化合成樹脂製筋４により形成されている縦筋２間の中心軸線間隔（Ｂ２）は、前記間隔よりも広く、例えば、１００ｍｍ〜５００ｍｍの範囲（例えば、１５０ｍｍ）とされている。同様に、横筋３を形成している２条一組の横方向の繊維強化合成樹脂製筋４間の間隔（Ｂ３）は、２０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲とされ（例えば、２５ｍｍ）とされ、２条一組の横方向の繊維強化合成樹脂製筋４により形成されている横筋３間の間隔（Ｂ４）は、前記間隔Ｂ３よりも広く例えば、１００ｍｍ〜５００ｍｍの範囲（例えば、１５０ｍｍ）とされている。
【００３５】
前記の繊維強化合成樹脂製筋４間の間隔（Ｂ１又はＢ３）は、例えば、同じ間隔で、２５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲（例えば、２５ｍｍ）とされ、また、前記の間隔Ｂ２とＢ４は、例えば、同じ間隔で、１００ｍｍ〜５００ｍｍの範囲（例えば、１５０ｍｍ）とされる。
【００３６】
２条一組の縦方向の繊維強化合成樹脂製筋４からなる縦筋２と、２条一組の横方向の繊維強化合成樹脂製筋４からなる横筋３との交差部５は、熱融着により一体化されて、全体として同面状となるように面板状の網状筋材１とされている。前記の交差部５は、縦方向の繊維強化合成樹脂製筋４と横方向の繊維強化合成樹脂製筋４の４つの交点部５ａが熱融着されることで形成されている。前記の縦筋２と、横筋３は、互いに直交して配置されるが、所望に応じて互いに９０°以外の所定の角度にて交差し、格子状となるように構成することも可能である。
【００３７】
前記のように、小間隔をおいた２条一組の縦方向の繊維強化合成樹脂製筋４による多数の縦筋２と、小間隔をおいた２条一組の横方向の繊維強化合成樹脂製筋４による多数の横筋３とが、一体化されることで、二重格子状の網状筋材１とされている。
【００３８】
前記の交差部５の板厚寸法は、一定の板厚寸法、例えば、２ｍｍ〜３ｍｍとされている。
【００３９】
前記のように、第１の間隔として小間隔Ｂ１をおいて、繊維強化合成樹脂製筋４が２条、縦方向に配置されて、２条の繊維強化合成樹脂製筋４を一組とした２条一組の縦筋２とされ、２条一組の繊維強化合成樹脂製筋４による縦筋２が、前記第１の間隔よりも広い第２の間隔（Ｂ１）をおいて複数配置されている。また、前記繊維強化合成樹脂製筋４が２条一組の縦筋２に直角に（又は、図示を省略するが、傾斜して）交差するように、第３の間隔（Ｂ３）をおいて平行に配置された２条の繊維強化合成樹脂製筋４を一組とした横筋３が、前記第３の間隔（Ｂ３）よりも広い第４の間隔（Ｂ４）をおいて複数配置されている。そして、各２条一組の縦筋２と２条一組の横筋３との各筋の交差部５を熱融着により固着して一体化して矩形枠部を形成している。そのため、２条一組の縦筋と２条一組の横筋との交差部５を矩形枠部とした簡単な構造の取付部とし、当該取付部を、縦・横各２条一組の繊維強化合成樹脂製筋４に接続してそれ自体で補強された構造としている。本発明において用いる網状筋材は、二重格子網状で、面板状の繊維強化樹脂製の網状筋材１とされている。
【００４０】
隣り合う縦筋２間の間隔（Ｂ２）、又は横筋３間の間隔（Ｂ４）は、間隔をおいて隣り合う縦筋２の中心間の間隔、又は間隔をおいて隣り合う横筋３間の中心軸線間の間隔であり、前記間隔（Ｂ１又はＢ２は）、縦筋２又は横筋３を構成している２条の繊維強化合成樹脂製筋４の中心間の間隔（Ｂ１，Ｂ３）である。
【００４１】
面板状の繊維強化樹脂製の網状筋材１に、強化繊維としてガラス繊維を使用した場合には、網状筋材１は５００Ｎ／ｍｍ2以上の引張強度、３００００Ｎ／ｍｍ2以上の引張弾性率を有している。
【００４２】
また、このような構成の繊維強化樹脂製の網状筋材１は、軽量で、耐食性があり、また曲げやすく、施工性に優れている。また、筋材の交差部分が他の部分と同一平面上にあり、全体として薄いシート状とされ、重ねても嵩張らない。
【００４３】
本発明における繊維強化樹脂製の網状筋材１に使用する強化繊維は、下記の（１）〜（３）から選択されるいずれか１種の繊維であるか、或いは、前記繊維を複数種混入した複合タイプとしてもよい。（１）ガラス繊維、炭素繊維、セラミックス繊維を含む無機繊維。（２）ボロン、チタン、スチール等の金属繊維。（３）アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、ＰＢО、高強度ポリプロピレン等の有機繊維。マトリクス樹脂としては、ビニルエステル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、又はＭＭＡ樹脂等の樹脂を使用することができる。
【００４４】
次に、前記のような面板状の繊維強化樹脂製の網状筋材１を用いて、コンクリート製床版６及びコンクリート製壁７を備えた河川或いは通水路８のコンクリート表面を補強形態について、図４〜図８を参照して説明する。
【００４５】
図５に示すように、補強しようとするコンクリート床版６又は側壁７のコンクリート層９にアンカー孔１０を、前後方向或いは左右方向に所定の間隔（Ｇ）をおいて電動ドリル等により掘削して穿孔する。前記の間隔（Ｇ）は、縦筋２間の間隔（Ｂ２）又は横筋３間の間隔（Ｂ４）となっている。
【００４６】
そして、コンクリート床版６又は側壁７の前記のコンクリート層９に設けたアンカー孔１０に、公知のアンカー装置１４を設置して網状筋材１を設置する。前記のアンカー装置１４としては、例えば、後部にスリットと拡開式圧着片とを有するスリット付スリーブ１１と、その内側に配置される雌ねじ付き截頭円錐状楔１５及びその截頭円錐状楔１５の雌ねじ孔（又は前記スリット付スリーブ１１の雌ねじ孔）にねじ込まれるボルト又はアンカーボルト１２、前記ボルト又はアンカーボルト１２に予め装着されるナット１３を備えたアンカー装置を使用してもよい。前記アンカー装置１４以外にも、他の公知のアンカー装置をアンカー孔１０に設置するようにしてもよい。
【００４７】
前記アンカー装置１４におけるスリット付スリーブ１１内に截頭円錐状楔１５を配置すると共にボルト又はアンカーボルト１２を装着した状態で、前記アンカー孔１０に配置して、スリット付スリーブ１１を押し込んで截頭円錐状楔１５により拡開させてアンカー孔内壁面に圧着させる。
【００４８】
アンカー孔１０周りの前記コンクリート床版６上面又は側壁７表面にスペーサー１６を適宜接着剤等により固定して設置する。前記のスペーサー１６は、適宜樹脂ブロック等を用いることができる。前記のスペーサー１６の配置位置は、本発明の網状筋材１における縦筋２と横筋３の交差部５を形成している４つの各交点部５ａ、すなわち、各縦横の繊維強化合成樹脂製筋４の交差した融着部の裏面の位置に設置するようにされる。
【００４９】
前記のようにスペーサー１６を設置した状態で、前記ボルト又はアンカーボルト１２のみを一端取り外して、網状筋材１をスペーサー１６上に配置し、前記ボルト又はアンカーボルト１２に、円形又は矩形の押え部材１７を、ボルト頭部とナット１３（又はアンカーボルト１２にねじ込まれる２のナット）等により緩く把持して位置保持状態で装着する。前記の押え部材１７は、交差部５における縦・横４辺の繊維強化合成樹脂製筋４に載置され、又は４つの交点部５ａ上に載置されるため、交差部５の升目と同じ又はそれよりも大きい円形又は矩形の金属製の押え部材１７とされ、その中心部に、ボルト又はアンカーボルト挿通孔を備え、また、必要に応じ、図示を省略するが、前記アンカーボルト挿通孔に同心状に開口部を備えた形態とされ、モルタルの網状筋材升目内の充填性を向上させた形態とされる。前記のスペーサー１６及びアンカー装置１４並びに押え部材１７等により、網状筋材１の保持装置の一形態とされている。
【００５０】
前記のように、押え部材１７を、ボルト頭部とナット１３（又はアンカーボルト１２にねじ込まれる２のナット）等により緩く把持して位置保持状態のボルト又はアンカーボルト１２を前記雌ねじ付截頭円錐状楔１５にねじ込むことで、前記網状筋材１を、スペーサー１６と押え部材１７との間で押さえ込んで、所定の位置に保持する。また、前記のボルト又はアンカーボルト１２を、雌ねじ付截頭円錐状楔１５に締め込むことで、スリット付スリーブ１１の拡開式圧着片をアンカー孔１０内周壁面にさらに食い込ませることで一層強固に定着させてもよい。
【００５１】
前記のように、床版６上及び側壁７の所定の範囲に、アンカー装置１４により固定された網状筋材１を設置する。
【００５２】
その後、コンクリートのコンクリート前記の網状筋材１及びアンカー装置１４を埋め込むように、ポリマーセメントモルタル或いは無収縮モルタル等のモルタル層１８を設けて、既設のコンクリート表面の補強を図る。前記のポリマーセメントモルタルとしては、例えば、水性ポリマーディスパージョン又は再乳化形粉末樹脂を、ポリマー混和剤として用い、早強ポルトランドセメント又はポルトランドセメントと、砂を混合した材料を用いることができる。
【００５３】
前記のように補強された構造では、前記２条一組の縦筋２と２条一組の横筋３との交差部５で応力を分散して押え部材１７を支承することができ、また、前記２条一組の縦筋２と２条一組の横筋３との交差部５から押え部材１７及びボルト又はアンカーボルト１２で、モルタル層１８を確実に保持して、既設コンクリート表面（コンクリート表層）を確実に補強することができる等の効果が得られる。また、取付部を二重格子状に補強された網状筋材１とすることができる。また、前記実施形態のように、ポリマーセメントモルタルからなるモルタル層１８を、既設のコンクリート表面に設けることで、既設のコンクリート表面のひび割れ等の亀裂を補修・補強することができ、セメントと砂とのモルタル層の場合よりも、曲げ力、止水性の面で一層強固なモルタル層とすることができる。
【００５４】
前記実施形態では、通水路におけるコンクリート製床スラブ或いは側壁についてのコンクリート表面の補強する形態を示したが、本発明を実施する場合、コンクリート製給水槽等の壁面あるいは床面、煙突等のコンクリート構造物におけるコンクリート表面の補強構造に適用するようにしてもよい。
【００５５】
また、前記以外にも、トンネルにおけるトンネル内周壁面、コンクリート製壁、コンクリート製床板等のコンクリート構造物において適用可能で、コンクリートのひび割れ防止、せん断補強等、ＦＲＰ製の網状筋材１を用いたコンクリート構造物の補強に有効である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 繊維強化樹脂製の網状筋材
２ 縦筋
３ 横筋
４ 繊維強化合成樹脂製筋
５ 交差部
５ａ 交点部
６ 床版
７ 壁
８ 通水路
９ コンクリート層
１０ アンカー孔
１１ スリット付スリーブ
１２ ボルト又はアンカーボルト
１３ ナット
１４ アンカー装置
１５ 截頭円錐状楔
１６ スペーサ−
１７ 押え部材
１８ モルタル層
３０ ＦＲＰ格子筋
３１ 縦補強筋
３２ 横補強筋
３３ アンカーボルト
３４ 座金
３５ コンクリート表面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の間隔をおいて平行に配置された２条の繊維強化合成樹脂製筋を一組とした２条一組の縦筋を、前記第１の間隔よりも広い第２の間隔をおいて複数配置すると共に、前記２条一組の縦筋に交差するように、第３の間隔をおいて平行に配置された２条の繊維強化合成樹脂製筋を一組とした２条一組の横筋を、前記第３の間隔よりも広い第４の間隔をおいて複数配置して、各２条一組の縦筋と２条一組の横筋との交差部を固着して一体化した繊維強化樹脂製の網状筋材を構成し、
コンクリート製壁面及び床表面のいずれか一方又は両方にスペーサーを介して、前記繊維強化樹脂製の網状筋材が配置され、前記２条一組の縦筋と２条一組の横筋との交差部に形成されている矩形枠部内にアンカーボルトが配置されると共にコンクリート製壁及び床のいずれか一方又は両方に固定され、前記矩形枠部の裏面側に前記スペーサーが配置され、前記交差部に形成されている矩形枠部に係合するように押え部材が矩形枠部の表面側に配置されて前記アンカーボルトにより固定され、前記アンカーボルト及び繊維強化樹脂製の網状筋材を埋め込むようにモルタル層が形成されて補強されていることを特徴とするコンクリート表面の補強構造。
【請求項２】
前記第１の間隔と前記第３の間隔が同じ間隔とされ、前記第２の間隔と前記第４の間隔が同じ間隔とされている繊維強化樹脂製の網状筋材であることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート表面の補強構造。
【請求項３】
前記２条一組の縦筋と２条一組の横筋とが、直交又は傾斜して交差するように配置されている繊維強化樹脂製の網状筋材であることを特徴とする請求項１又は２に記載のコンクリート表面の補強構造。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のコンクリート表面の補強構造の構築方法であって、請求項１〜３のいずれか１項に記載の繊維強化樹脂製の網状筋材を、既設コンクリート表面にスペーサーを介して配置し、前記２条一組の縦筋と２条一組の横筋との交差部に形成されている矩形枠部内に、既設コンクリートに基端側を固定した保持装置を配置し、前記保持装置の先端側で、前記交差部に形成されている矩形枠部に係合するように押え部材を矩形枠部の表面側に配置した後、前記アンカーボルト及び繊維強化樹脂製の網状筋材を埋め込むようにモルタル層を形成することを特徴とするコンクリート表面の補強方法。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項のコンクリート表面の補強構造又は請求項４のコンクリート表面の補強方法に用いる維強化樹脂製の網状筋材であって、その維強化樹脂製の網状筋材は、第１の間隔をおいて平行に配置された２条の繊維強化合成樹脂製筋を一組とした２条一組の縦筋を、前記第１の間隔よりも広い第２の間隔をおいて複数配置すると共に、前記２条一組の縦筋に交差するように、第３の間隔をおいて平行に配置された２条の繊維強化合成樹脂製筋を一組とした２条一組の横筋を、前記第３の間隔よりも広い第４の間隔をおいて複数配置して、各２条一組の縦筋と２条一組の横筋との交差部を固着して一体化していることを特徴とする繊維強化樹脂製の網状筋材。
【請求項１】
第１の間隔をおいて平行に配置された２条の繊維強化合成樹脂製筋を一組とした２条一組の縦筋を、前記第１の間隔よりも広い第２の間隔をおいて複数配置すると共に、前記２条一組の縦筋に交差するように、第３の間隔をおいて平行に配置された２条の繊維強化合成樹脂製筋を一組とした２条一組の横筋を、前記第３の間隔よりも広い第４の間隔をおいて複数配置して、各２条一組の縦筋と２条一組の横筋との交差部を固着して一体化した繊維強化樹脂製の網状筋材を構成し、
コンクリート製壁面及び床表面のいずれか一方又は両方にスペーサーを介して、前記繊維強化樹脂製の網状筋材が配置され、前記２条一組の縦筋と２条一組の横筋との交差部に形成されている矩形枠部内にアンカーボルトが配置されると共にコンクリート製壁及び床のいずれか一方又は両方に固定され、前記矩形枠部の裏面側に前記スペーサーが配置され、前記交差部に形成されている矩形枠部に係合するように押え部材が矩形枠部の表面側に配置されて前記アンカーボルトにより固定され、前記アンカーボルト及び繊維強化樹脂製の網状筋材を埋め込むようにモルタル層が形成されて補強されていることを特徴とするコンクリート表面の補強構造。
【請求項２】
前記第１の間隔と前記第３の間隔が同じ間隔とされ、前記第２の間隔と前記第４の間隔が同じ間隔とされている繊維強化樹脂製の網状筋材であることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート表面の補強構造。
【請求項３】
前記２条一組の縦筋と２条一組の横筋とが、直交又は傾斜して交差するように配置されている繊維強化樹脂製の網状筋材であることを特徴とする請求項１又は２に記載のコンクリート表面の補強構造。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のコンクリート表面の補強構造の構築方法であって、請求項１〜３のいずれか１項に記載の繊維強化樹脂製の網状筋材を、既設コンクリート表面にスペーサーを介して配置し、前記２条一組の縦筋と２条一組の横筋との交差部に形成されている矩形枠部内に、既設コンクリートに基端側を固定した保持装置を配置し、前記保持装置の先端側で、前記交差部に形成されている矩形枠部に係合するように押え部材を矩形枠部の表面側に配置した後、前記アンカーボルト及び繊維強化樹脂製の網状筋材を埋め込むようにモルタル層を形成することを特徴とするコンクリート表面の補強方法。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項のコンクリート表面の補強構造又は請求項４のコンクリート表面の補強方法に用いる維強化樹脂製の網状筋材であって、その維強化樹脂製の網状筋材は、第１の間隔をおいて平行に配置された２条の繊維強化合成樹脂製筋を一組とした２条一組の縦筋を、前記第１の間隔よりも広い第２の間隔をおいて複数配置すると共に、前記２条一組の縦筋に交差するように、第３の間隔をおいて平行に配置された２条の繊維強化合成樹脂製筋を一組とした２条一組の横筋を、前記第３の間隔よりも広い第４の間隔をおいて複数配置して、各２条一組の縦筋と２条一組の横筋との交差部を固着して一体化していることを特徴とする繊維強化樹脂製の網状筋材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−７９５１７（Ｐ２０１３−７９５１７Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１９８３３（Ｐ２０１１−２１９８３３）
【出願日】平成２３年１０月４日（２０１１．１０．４）
【出願人】（０００１０７０４４）ショーボンド建設株式会社 (71)
【出願人】（３０６０３２３１６）新日鉄住金マテリアルズ株式会社 (196)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月４日（２０１１．１０．４）
【出願人】（０００１０７０４４）ショーボンド建設株式会社 (71)
【出願人】（３０６０３２３１６）新日鉄住金マテリアルズ株式会社 (196)
【Ｆターム（参考）】
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