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公開番号2025099759
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2023216669
出願日2023-12-22
発明の名称コンクリート補強工法およびコンクリート構造物
出願人デンカ株式会社
代理人個人
主分類E04G 23/02 20060101AFI20250626BHJP(建築物)
要約【課題】コンクリートの構造物において、衝撃を受ける面とは反対の面に繊維強化樹脂シートを取り付けて補強を行うとともに、ダメージを受けた場合にダメージの程度を把握しやすくする技術を提供する。
【解決手段】コンクリート1の一方の面(表面11)に飛翔体2の衝突によって前記一方の面(表面11)と反対側の他方の面(裏面12)が破壊される裏面破壊を防止するために、前記他方の面(裏面12)に透光性を有し補強繊維を有する繊維強化樹脂シート3を取り付けるコンクリート補強工法であって、前記繊維強化樹脂シート3が前記コンクリート1に前記他方の面(裏面12)に取り付けられた状態で、前記コンクリート1の前記他方の面(裏面12)に発現した裏面破壊を、前記繊維強化樹脂シート3を通して外部から視認できる、コンクリート補強工法が提供される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
コンクリートの一方の面に飛翔体の衝突によって前記一方の面と反対側の他方の面が破壊される裏面破壊を防止するために、前記他方の面に透光性を有し補強繊維を有する繊維強化樹脂シートを取り付けるコンクリート補強工法であって、
前記繊維強化樹脂シートが前記コンクリートに前記他方の面に取り付けられた状態で、前記コンクリートの前記他方の面に発現した裏面破壊を、前記繊維強化樹脂シートを通して外部から視認できる、コンクリート補強工法。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記繊維強化樹脂シートは透明基材を有してなる、請求項１に記載のコンクリート補強工法。
【請求項３】
前記繊維強化樹脂シートはガラス繊維シートに樹脂が含浸・硬化したものである、請求項２に記載のコンクリート補強工法。
【請求項４】
前記繊維強化樹脂シートは接着剤を用いて前記コンクリートに取り付けられており、
前記接着剤は、（メタ）アクリル樹脂系接着剤およびエポキシ系樹脂の少なくとも一方を含む、請求項１または２に記載のコンクリート補強工法。
【請求項５】
前記接着剤の塗布量が、２００ｇ／ｍ
２
以上２０００ｇ／ｍ
２
以下である、請求項４に記載のコンクリート補強工法。
【請求項６】
タテ５００ｍｍ×ヨコ５００ｍｍ×厚さ８０ｍｍの形状であって圧縮強度が５３Ｎ／ｍｍ
２
である規格化したコンクリートに対して適用した修正NDRC式によって算出される裏面剥離限界エネルギーをＵ１とし、
前記規格化したコンクリートの裏面に前記繊維強化樹脂シートを取り付けて、前記飛翔体の一回の衝突により裏面破壊が発生するときの衝突エネルギーをＵ２としたときに、
Ｕ２／Ｕ１≧１．２である、
請求項１から３までのいずれか１項に記載のコンクリート補強工法。
【請求項７】
前記コンクリートの前記他方の面に前記繊維強化樹脂シートを取り付ける工程は、前記繊維強化樹脂シートをプリプレグ化した後に接着剤を用いて前記コンクリートに接着する、請求項１から３までのいずれか１項に記載のコンクリート補強工法。
【請求項８】
プリプレグ化のために前記繊維強化樹脂シートに含浸させる樹脂の含浸量は５０ｇ／ｍ
２
以上１４００ｇ／ｍ
２
以下である、請求項７に記載のコンクリート補強工法。
【請求項９】
前記繊維強化樹脂シートの目付量が、２００ｇ／ｍ
２
以上１４００ｇ／ｍ
２
以下である、請求項１から３までのいずれか１項に記載のコンクリート補強工法。
【請求項１０】
コンクリートの構造物に用いられ、前記コンクリートにおいて一面が外に向いており、前記一面の反対面に透光性を有し補強繊維を有する繊維強化樹脂シートを取り付けるコンクリート補強工法であって、
前記繊維強化樹脂シートが前記コンクリートの前記反対面に取り付けられた状態で、外を向いている面に物体が衝突したことによって前記コンクリートの前記反対面に発現した破壊状態を、前記繊維強化樹脂シートを通して外部から視認できる、コンクリート補強工法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートの一面に繊維強化樹脂シートを貼り付けて補強を施すコンクリート補強工法およびコンクリートの一面に繊維強化樹脂シートを備えるコンクリート構造物（「コンクリート構造体」ともいう）に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
コンクリート構造物に、落石・土石流・雪崩のような比較的質量の大きい物体が低い速度で衝突する場合には、コンクリートに曲げ破壊やせん断破壊等の大変形を伴う全体破壊が生じる。一方、砲弾や爆破物の衝突、台風や竜巻による飛来物衝突等、比較的質量が小さい物体が高速で衝突する場合には、コンクリート表面の破壊・貫入・裏面剥離・貫通のプロセスで局所破壊が進行する。このように、飛翔体の速度が数十ｍ／ｓから数百ｍ／ｓの高速衝突を受けるコンクリート部材では、曲げ破壊やせん断破壊による全体破壊とは全く様相が異なる。
【０００３】
従来、高速飛翔体の衝突を受けるコンクリート部材として、圧縮強度４００Ｎ／ｍｍ
２
程度の高い強度を持つ無孔性コンクリートが検討されている（非特許文献１）。このコンクリートは、２８Ｎ／ｍｍ
２
程度の一般的なコンクリートと比べて、圧縮強度は１４倍以上であるが、部材厚さは３０％程度しか薄肉化できないものであった。また、たった１つの欠陥も許さない無孔性を工業的に量産することは困難であり、無孔性であることを担保するためには、全数検査を実施する必要もあり、実用性に乏しいものであった。
【０００４】
別の研究でも、コンクリートの圧縮強度の増加による表面局部貫入はやや抑制されるものの、裏面剥離の抑制効果は認められないことが報告されている（非特許文献２）。以上より、コンクリートはマスプロダクションの製作に欠かすことのできない材料であるが、高速飛翔体の衝突に対する裏面破壊を抑制するためには、コンクリートの高強度化は解決策にならないことが明らかである。
【０００５】
一方、セラミックスを用いた高速飛翔体の耐衝撃部材も提案されている（特許文献１）。しかしながら、セラミックスはマスプロダクションに適用するには高価な材料であり、経済的な負担が大きくなり過ぎて、適用範囲が限定的である。
【０００６】
また、高速飛翔体の衝突によるコンクリートの裏面破壊を防止する方法として、コンクリートの裏面にアラミド繊維や炭素繊維のシートを貼り付ける補強方法も提案されている（非特許文献３）。非特許文献３には、図１２に示すように、裏面剥離の発生過程が示されている。図１３には裏面剥離の例の画像を示す。図１３（ａ）は非特許文献３に記載されている例であり、図１３（ｂ）、１３（ｃ）は非特許文献４に記載されている例である。これらは、特にシートによる補強はされていない例である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特許０５４０５８４４号公報
【非特許文献】
【０００８】
河野ほか、「高速飛翔体衝突に対する繊維補強PFCパネルの防護性能」太平洋セメント研究報告、第180号（2021）
南ほか、「高速飛翔体の衝突に対する各種コンクリート耐衝撃性能評価」コンクリート工学年次論文集、Vol.35、No.1、pp.1255-1260（2013）
別府ほか、「高速衝突を受けるコンクリート板の裏面剥離発生メカニズムと連続繊維シート補強の効果」土木学会論文集A1（構造・地震工学）、Vol.68、No.2、pp.398-412（2012）
別府ほか、「鋼製剛飛翔体の高速衝突を受けるコンクリート板の局部破壊に関する実験的研究」土木学会論文集E，Vol.63，No.1，pp.178-191(2007)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近年、火山噴石の衝突による避難所の被害や竜巻飛来物による建物への被害が多く報告されており、シェルター、防護壁、ビル等のコンクリート構造物の補強方法の確立が求められている。このような、コンクリート構造は、飛来物によるダメージを受けたからといって、被害を受けた対象を直ぐには補修等はできず、一部についてはある程度の期間はそのまま継続して使用する必要がある。そのためには、どのコンクリート構造物がそのまま継続して使用できるか、または早急な補修が必要かを判断する必要がある。
【００１０】
本発明は、コンクリートの構造物において、補強後の強度を十分に高めるとともに、ダメージを受けた場合にダメージの程度を把握しやすくする技術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】
（【００１１】以降は省略されています）

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