JP7303354B2 - 突起付きｆｒｐ格子材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、土木分野にて既設のコンクリート構造物の補修、補強（以下、単に「補強」という。）のための補強筋又はコンクリートの剥落防止のための剥落防止筋として、更には、新たに構築するコンクリート構造物内に埋め込み、コンクリート補強筋として使用される繊維強化プラスチック製の突起付きＦＲＰ格子材の製造方法に関するものである。

従来、土木分野にて使用される鉄筋の代わりに、図９（ａ）、（ｂ）に示すようなＦＲＰ（繊維強化プラスチック）製のコンクリート補強用ＦＲＰ格子材１００Ａが既設の、或いは、新たに構築されるコンクリート構造物の補強に使用されている。

近年、ＦＲＰ格子材１００Ａは、特に、トンネルの内部のコンクリート剥落防止や、道路高架橋の床版の補強、また、シールドトンネル工事において、発進や到達立坑のシールドマシーン切削部の鉄筋代替物として多量に使用されるようになってきた。

しかしながら、上記従来のＦＲＰ格子材１００Ａは、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、図９（ａ）、（ｂ）にて上下両面が平面とされ、筋の断面形状が幅（ｗ）、厚さ（ｔ）とされる概略矩形状をしているために、ＦＲＰ格子材１００Ａをコンクリート構造物に取り付けたときに、ＦＲＰ格子材１００Ａの平面部分がコンクリート構造物表面に密着し、ＦＲＰ格子材１００Ａとコンクリート構造物表面との間に空隙ができないか、或いは、極めて僅少となり、モルタルを打設するときにＦＲＰ格子材とコンクリート構造物表面との間へのモルタルの流れが悪いことがある。この場合には、ＦＲＰ格子材１００Ａとコンクリート構造物表面との付着面積が少なくなり、補強効果が低下する。

特許文献１、２には、モルタルを打設するときのコンクリート構造物とＦＲＰ格子材との間におけるモルタルの流れを確保し、コンクリート構造物表面とＦＲＰ格子材との付着面積を増大させ、補強効果の向上を図るために、縦補強筋と横補強筋から成るＦＲＰ格子材の表面に砂のような粒状物を付着させることを提案している。

また、特許文献３は、コンクリートを打設する前に、コンクリート補強材を型枠の内面に沿って接触するように配置し、このコンクリート補強材を埋め込むようにコンクリートを打設することを記載している。コンクリート補強材は、アラミド等の非金属繊維を結着樹脂で束ねた紐状体を織り合わせて形成した網状体に、砂等が一様に分布して付着されたものであり、コンクリートを打設することによってコンクリート構造物の表面近くで強固に一体となることを記載している。

特開２００３－７１３７７号公報 特開２００４－１９１８２号公報 特開２００１－２３２６２４号公報

しかしながら、特許文献１は、粒状物が付着したＦＲＰ格子材の作製方法として、
（１）樹脂浸漬：通常方法にて成形された既製のＦＲＰ格子材を樹脂槽に浸漬するか、樹脂を吹き付けるか、或いは、手塗り等により、ＦＲＰ格子材の表面に接着樹脂を付着する。
（２）砂蒔き：接着樹脂が付着したＦＲＰ格子材に、付着した樹脂が乾かないうちにスプレーノズルにより表面に砂を均一に散布する。
（３）成形：常温か、必要に応じて加熱することで樹脂を硬化させる。
工程を有する作製方法を記載している。特許文献２は、ＦＲＰ格子材の製造工程にて、格子状に成形され、樹脂含浸された縦補強筋及び横補強筋が硬化する前にその表面に砂を散布し、表面に付着させることを記載している。また、特許文献３も、上記特許文献１、２と同様に、コンクリート補強材は、アラミド等の非金属繊維を結着樹脂で束ねた紐状体を織り合わせて形成した網状体を液状のエポキシ樹脂に浸漬し、引き上げたものに砂を押し付けて砂等が一様に分布して付着するようにして作製されることを記載している。

上記特許文献１、２に記載される表面に砂が付着されたＦＲＰ格子材の製造方法は、極めて工程が煩雑であり、所望のＦＲＰ格子材を効率よく且つ多量に製造するには多くの困難を伴う。更に重要なことは、本発明者らの研究実験の結果によれば、砂等の粒状物をＦＲＰ格子材等の表面に一様に付着させた場合には、ＦＲＰ格子材等とコンクリート構造物表面との間におけるモルタル流動のための空隙が極めて僅少となり、モルタル打設時におけるＦＲＰ格子材とコンクリート構造物表面との間へのモルタルの流れが悪いことが分かった。この場合には、ＦＲＰ格子材とコンクリート構造物表面との付着面積が少なく、補強効果が低下する。

また、特許文献３記載のコンクリート補強材もまた、特許文献１、２と同様に煩雑な製造工程が必要とされる。更に、特許文献３に記載されるようなコンクリート補強材を、新たに構築するコンクリート構造物内に埋め込みコンクリートを補強するのに使用した場合には、上記特許文献１、２の場合と同様に、コンクリート打設時に、型枠の内側表面と、型枠に近接配置されたコンクリート補強材との間には僅かな空隙しか形成されておらず、コンクリート中のモルタルが型枠とコンクリート補強材との空隙に入り込むことができず、モルタルの流動を阻害することとなり、コンクリート構造物表面にジャンカが発生し易くなり、また、気泡の形成を防止することが困難となることが分かった。

従って、本発明の目的は、既設のコンクリート構造物とＦＲＰ格子材との間、或いは、新たにコンクリート構造物を構築するときの型枠とＦＲＰ格子材との間におけるモルタルの流れを確保し、コンクリート構造物表面と格子材との付着面積を増大させ、補強効果の向上を図ることができる突起付きＦＲＰ格子材の製造方法を提供することである。

本発明の他の目的は、新たにコンクリート構造物を構築するときの型枠とＦＲＰ格子材との間におけるモルタルの流れを確保し、コンクリート打設時に、コンクリート構造物表面にジャンカが発生するのを回避し、気泡の形成を防止することができ、しかも、製造が簡単で量産可能である突起付きＦＲＰ格子材の製造方法を提供することである。

上記目的は本発明に係る突起付きＦＲＰ格子材の製造方法にて達成される。要約すれば、本発明の一態様によれば、強化繊維を一方向に並べてマトリクス樹脂を含浸させた紐状強化繊維を複数積層して形成される縦補強筋と横補強筋とを格子状に配置して形成されるＦＲＰ格子材であって、
前記ＦＲＰ格子材の少なくとも一側において、
（ａ）前記縦補強筋と前記横補強筋とが互いに積層された交点の位置に、又は、
（ｂ）前記縦補強筋と前記横補強筋とが互いに積層された各交点間における前記縦補強筋及び／又は前記横補強筋の位置に、又は、
（ｃ）前記縦補強筋と前記横補強筋とが互いに積層された交点の位置と、前記縦補強筋と前記横補強筋とが互いに積層された各交点間における前記縦補強筋及び／又は前記横補強筋の位置に、
一体に形成された突起を有しており、前記突起は互いに離間して配置されている突起付きＦＲＰ格子材の製造方法において、
（Ａ）強化繊維を一方向に並べてマトリクス樹脂を含浸させた紐状強化繊維を、平面状の下型の成形型へと導き、前記成形型の縦横方向に引き回し、格子状に配置した格子状部材を作製する工程、
（Ｂ）前記成形型内には、前記突起を形成する位置に、前記突起と相補形状をなす成形穴が形成されており、前記成形穴には、前記工程（Ａ）を実施するに先立って、樹脂を充填する工程、
（Ｃ）前記格子状部材が格子状に配置された前記成形型内に、平面状の上型が配置されて押下され、これにより、前記格子状部材は押圧成形され、前記縦補強筋と前記横補強筋が積層されて所望の縦横補強筋幅（ｗ）、厚さ（ｔ）とされるＦＲＰ格子材が成形され、同時に、前記成形穴内の樹脂が前記ＦＲＰ格子材の前記縦横補強筋の所定位置に接着して一体とされ、前記突起を成形する工程、
（Ｄ）上記（Ａ）～（Ｃ）工程にて成形された突起付きＦＲＰ格子材は、硬化後に前記成形型から切断分離する工程、
を有することを特徴とする突起付きＦＲＰ格子材の製造方法が提供される。
本発明の他の態様によれば、強化繊維を一方向に並べてマトリクス樹脂を含浸させた紐状強化繊維を複数積層して形成される縦補強筋と横補強筋とを格子状に配置して形成されるＦＲＰ格子材であって、
前記ＦＲＰ格子材の少なくとも一側において、
（ａ）前記縦補強筋と前記横補強筋とが互いに積層された交点の位置に、又は、
（ｂ）前記縦補強筋と前記横補強筋とが互いに積層された各交点間における前記縦補強筋及び／又は前記横補強筋の位置に、又は、
（ｃ）前記縦補強筋と前記横補強筋とが互いに積層された交点の位置と、前記縦補強筋と前記横補強筋とが互いに積層された各交点間における前記縦補強筋及び／又は前記横補強筋の位置に、
一体に形成された突起を有しており、前記突起は互いに離間して配置されている突起付きＦＲＰ格子材の製造方法において、
前記ＦＲＰ格子材とは別個に成形された突起を、互いに離間して配置して、接着剤にて接着して一体とする、
ことを特徴とする突起付きＦＲＰ格子材の製造方法が提供される。

本発明の一実施態様によれば、前記突起は、互いに隣接する前記突起間の間隔が１０～５００ｍｍである。

本発明の他の実施態様によると、前記突起は、凸形状体とされ、円柱体と円錐体との複合形状体であるか、円錐形状体であるか、円柱体と半球体との複合形状体であるか、半球形状体であるか、釣り鐘形状体であるか、又は、角柱体と角錐体との複合形状体である。

本発明の他の実施態様によると、前記突起は、前記ＦＲＰ格子材への取付基台の大きさが１～２０ｍｍ、前記ＦＲＰ格子材からの高さが１～２５ｍｍである。

本発明の他の実施態様によれば、前記強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維、ボロン繊維等の無機繊維；チタン、スチール等の金属繊維；アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、ビニロン、ポリアセタール、ＰＢО、高強度ポリプロピレン等の有機繊維；から選択されるいずれかの繊維であるか、或いは、前記繊維を複数種混入したハイブリッドタイプとされる。

本発明の他の実施態様によれば、前記マトリクス樹脂は、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ウレタン樹脂、又は、ＭＭＡ等のラジカル反応系樹脂を少なくとも一種以上含む。

本発明の他の実施態様によれば、前記突起は、樹脂、又は、補強助材を混入した樹脂を硬化したものであり、前記樹脂は、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂である。

本発明の他の実施態様によれば、前記補強助材は、短繊維又はフィラーである。

本発明の他の実施態様によれば、前記突起を形成する前記熱硬化性樹脂は、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ウレタン樹脂、又は、ＭＭＡ等のラジカル反応系樹脂を少なくとも一種以上含んでおり、また、前記突起を形成する前記熱可塑性樹脂は、ポリアミド樹脂、ナイロン樹脂、ポリプロピレン樹脂、又は、ＡＢＳ樹脂である。

本発明の他の実施態様によれば、前記縦補強筋及び前記横補強筋は、補強筋幅（ｗ）が３～２０ｍｍ、厚さ（ｔ）が１～２０ｍｍ、であり、格子間距離（Ｗ１、Ｗ２）が２５～２５０ｍｍである。

本発明の突起付きＦＲＰ格子材の製造方法によれば、
（１）既設のコンクリート構造物とＦＲＰ格子材との間、或いは、新たにコンクリート構造物を構築するときの型枠とＦＲＰ格子材との間におけるモルタルの流れを確保し、コンクリート構造物表面と格子材との付着面積を増大させ、補強効果の向上を図ることができる。
（２）新たにコンクリート構造物を構築するときの型枠とＦＲＰ格子材との間におけるモルタルの流れを確保し、コンクリート打設時に、コンクリート構造物表面にジャンカが発生するのを回避し、気泡の形成を防止することができる。
といった特長を有する突起付きＦＲＰ格子材を簡単にかつ量産可能にて製造することができる。

図１（ａ）は、本発明の突起付きＦＲＰ格子材の一実施例を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、突起の拡大斜視図である。 図２は、本発明の突起付きＦＲＰ格子材の他の実施例を示す斜視図である。 図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の突起付きＦＲＰ格子材の他の実施例を示す斜視図である。 図４（ａ）は、突起の一実施例を示す正面図であり、図４（ｂ）～（ｆ）は、突起の他の実施例を示す斜視図である。 図５は、本発明の突起付きＦＲＰ格子材製造法の一実施例を説明する工程図である。 図６（ａ）は、樹脂含浸された紐状強化繊維を引き回した状態を示す成形型の平面図であり、図６（ｂ）、（ｃ）は、成形型の突起成形穴を説明するための拡大断面図であり、図６（ｄ）は、本発明の突起付きＦＲＰ格子材製造法の他の実施例を説明する図である。 図７（ａ）は、本発明に従った突起付きＦＲＰ格子材を使用した既設のコンクリート構造物の補強方法を説明するための断面図であり、図７（ｂ）は、補強後のコンクリート構造物の断面図である。 図８（ａ）は、本発明に従った突起付きＦＲＰ格子材を使用した新たなコンクリート構造物の補強方法を説明するための断面図であり、図８（ｂ）は、補強後のコンクリート構造物の断面図である。 図９（ａ）は、従来のＦＲＰ格子材の斜視図であり、図９（ｂ）は、従来のＦＲＰ格子材の交点部の斜視図である。

以下、本発明に係る突起付きＦＲＰ格子材の製造方法を図面に則して更に詳しく説明する。

図１（ａ）、（ｂ）に、本発明にて製造される突起付きＦＲＰ格子材１００の一実施例を示す。

本実施例にて、突起付きＦＲＰ格子材１００は、互いに交差して格子状に配置された複数の補強筋、即ち、縦補強筋１０１と横補強筋１０２とを含み、各補強筋１０１、１０２は、強化繊維を一方向に並べてマトリクス樹脂を含浸させた紐状強化繊維を複数積層して形成される。縦補強筋１０１と横補強筋１０２とは、通常、直角に交叉しているが、これに限定されるものではない。

強化繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維、ボロン繊維等の無機繊維；チタン、スチール等の金属繊維；アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、ビニロン、ポリアセタール、ＰＢО、高強度ポリプロピレン等の有機繊維；から選択されるいずれかの繊維であるか、或いは、前記繊維を複数種混入したハイブリッドタイプとされる。

又、マトリクス樹脂としては、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ウレタン樹脂、又は、ＭＭＡ等のラジカル反応系樹脂を少なくとも一種以上含むものを使用することができる。

又、本実施例にて使用される各補強筋１０１、１０２は、補強筋幅（ｗ）が３～２０ｍｍ、厚さ（ｔ）が１～２０ｍｍであり、格子間距離、即ち、縦補強筋１０１、１０１の間の距離（Ｗ１)及び横補強筋１０２、１０２の間の距離（Ｗ２)が２５～２５０ｍｍの格子状に成形硬化され、全体としてシート状のＦＲＰ格子材１００を形成する。格子間距離Ｗ１とＷ２は同じであってもよく、異なっていても良い。

本発明によれば、シート状のＦＲＰ格子材１００には、図１（ａ）、（ｂ）に図示するように、シート状とされるＦＲＰ格子材１００の少なくとも一側の側面に位置して、必要により、両側の側面に、格子材１００の側面から所定の高さ（Ｈ）とされる突起１１０が所定の間隔（Ｐ）をもって互いに離間して配置され、格子材１００と一体に多数形成される。また、突起１１０は、ＦＲＰ格子材１００の形状、寸法に応じて所定の位置に形成することができる。例えば、突起１１０は、図１（ａ）に図示するように、縦補強筋１０１と横補強筋１０２とが互いに積層された交点１０３の全ての位置に、又は、縦横方向に一つ置き或いは複数置きの交点の位置に形成することができ、場合によっては、例えば、図２に図示するように、縦、横にて互い違いに位置する所定の交点１０３の位置に形成することもできる。また、図３（ａ）に図示するように、交点１０３と交点１０３との間の縦補強筋１０１及び横補強筋１０２の位置に、又は、図３（ｂ）、（ｃ）に図示するように、縦補強筋１０１或いは横補強筋１０２のいずれかの補強筋の位置に形成することもできる。勿論、図示してはいないが、交点１０３の位置と、縦補強筋１０１及び横補強筋１０２との位置に、又は、交点１０３の位置と、縦補強筋１０１或いは横補強筋１０２のいずれかの補強筋との位置に、形成することもできる。

つまり、突起１１０は、ＦＲＰ格子材１００の少なくとも一側において、
（ａ）縦補強筋１０１と横補強筋１０２とが互いに積層された交点１０３の位置に、
（ｂ）縦補強筋１０１と横補強筋１０２とが互いに積層された各交点１０３、１０３間における縦補強筋１０１及び／又は横補強筋１０２の位置に、又は、
（ｃ）縦補強筋１０１と横補強筋１０２とが互いに積層された交点１０３の位置と、縦補強筋１０１と横補強筋１０２とが互いに積層された各交点１０３、１０３間における縦補強筋１０１及び／又は横補強筋１０２の位置に、
一体に形成することができる。突起１１０は、互いに離間して所定の間隔（Ｐ）をもって配置される。突起１１０の間隔（Ｐ）は、一定でも良く、異なっていても良い。

一般に、互いに隣接する突起１１０と突起１１０との間の間隔（Ｐ）（図１（ａ）、図２、図３（ａ）～（ｃ）参照）は、限定されるものではないが、１０～５００ｍｍ程度とされる。間隔（Ｐ）が１０ｍｍ未満では、突起１１０の数が多すぎて、モルタル等の流れを邪魔する可能性が出でくる。また、間隔（Ｐ）が５００ｍｍを超えると、ＦＲＲ格子材１００の形状寸法等にもよるが、ＦＲＰ格子材１００の撓みにより補強筋１０１、１０２がコンクリート表面に近接、或いは、接触してＦＲＰ格子材１００とコンクリートとの間に空隙を設けるとの目的が阻害されることが懸念される。通常、突起１１０の間隔（Ｐ）は、２５～５００ｍｍとされ、良好な結果を得ることができる。

突起１１０の形状は任意の凸形状体とし得るが、好ましい形態は、例えば、図４（ａ）～（ｆ）に図示されるように、円柱体と円錐体との複合形状体（図４（ａ））、円錐形状体（図４（ｂ））、円柱体と半球体との複合形状体（図４（ｃ））、半球形状体（図４（ｄ））、釣り鐘形状体（図４（ｅ））、或いは、角柱体と角錐体との複合形状体（図４（ｆ））などとされる。いずれの形状の突起１１０であっても、先端部は、僅かの丸みを有した凸状の尖端、或いは、湾曲端とされるのが好ましい。

突起１１０の具体的な寸法形状について、一例として図１（ｂ）、図４（ａ）に示した円柱体と円錐体との複合形状体とされる突起１１０を参照して説明する。

本例にて突起１１０は、円柱体１１０ａと円錐体１１０ｂにて形成されており、突起１１０のＦＲＰ格子材１００への取付面を形成する取付基台の大きさは、円柱体１１０ａの直径（ｄ）にて規定される。一般に、直径（ｄ）は、１～２０ｍｍとされ、高さ（ｈ１）は０～２０ｍｍとされ、突起全体の高さ（Ｈ）は１～２５ｍｍとされる。

ここで、突起全体の高さ（Ｈ）が１ｍｍ未満では、モルタル等の流れを阻害する恐れが出でくる。また、円柱体１１０ａの大きさ、即ち、直径（ｄ）及び高さ（ｈ１）が大とされると、即ち、それぞれ２０ｍｍを超える大きさとされると、円柱体１１０ａが大きくなり過ぎ、モルタル等の流れに悪影響を及ぼすこととなる。更に、突起全体の高さ（Ｈ）が２５ｍｍを超えると、突起形状によっては、突起１１０が割れる等の問題が発生することが懸念される。従って、通常、取付基台の大きさ（ｄ）は１～１０ｍｍ、高さ（ｈ１）は１～５ｍｍ、突起全体の高さ（Ｈ）は１～１５ｍｍとされる。

上記諸点を考慮すると、図４（ａ）に示す突起１１０にて円柱体１１０ａの高さ（ｈ１）が略ゼロとされる、例えば、図４（ｂ）に図示するような円錐形状体の突起１１０を好適に使用することができ、モルタル等の流れを阻害する恐れを減少し、且つ、強度的な問題をも解消し得る。

上記説明した図４（ａ）、（ｂ）のいずれの突起においても、先端の円錐体１１０ｂは、その尖端部が僅かに丸み（ｒ＝１～１２．５ｍｍ程度）を有する形状とされる。

上記説明では、突起１１０の取付面、即ち、取付基台の形状が円形である場合を例として挙げ、取付基台の大きさ（ｄ）は直径であるとして説明したが、例えば図４（ｆ）の場合は、取付基台の形状が角柱とされるので、角柱の外形状の最大大きさを取付基台大きさ（ｄ）として考えることができる。

次に、上記構成の突起付きＦＲＰ格子材１００の製造法について説明する。図５に、突起付きＦＲＰ格子材１００の製造法の一実施例を示す。

本実施例の製造法によれば、クリール１１より解じょされた多数本の強化繊維ｆは、樹脂含浸工程へと送給される。樹脂含浸工程では、多数本の強化繊維ｆは、樹脂が収容された含浸槽１２を通すことにより樹脂が含浸され、集合されて紐状強化繊維Ｆとされる。樹脂槽１２には、混合容器１３から樹脂が供給される。この樹脂が含浸された紐状の強化繊維Ｆは、平面状の成形型（下型）１４へと導かれる。

成形型１４は、矩形状の浅い箱体とされ、周壁部材にガイド溝１５が形成されると共に、ピン１６が植設されている。図５、図６（ａ）に示すように、樹脂が含浸された紐状の強化繊維Ｆは、成形型１４の周壁ガイド溝１５とピン１６とを利用して、縦横方向に引き回し、縦横部材、即ち、縦補強筋１０１と横補強筋１０２とからなる格子状部材１００ａを作製する。

なお、本実施例によれば、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、成形型１４内には、格子状に成形される紐状強化繊維の交点部１０３に位置して、ＦＲＰ格子材１００に形成される突起１１０と相補形状をなす窪み（成形穴）２０が形成されている。つまり、本実施例によれば、突起１１０は、図４（ａ）に示した円柱体１１０ａと円錐体１１０ｂとの複合形状体とされるので、成形型１４には、円柱状の穴２０ａと円錐形状の穴２０ｂとが連通して形成された成形穴２０が形成されている。また、この成形穴２０には、図６（ｃ）に示すように、予め、即ち、強化繊維Ｆが成形型１４にて縦横方向に引き回される前に、樹脂Ｒが充填されている。このとき、上述したように、突起１１０の強度を増大して、突起１１０の割れの問題を回避するために、樹脂Ｒに短繊維、フィラー等の補強助材を混入することもできる。短繊維としては、０．１～１５ｍｍに切断した、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維等の格子材１００の製造に使用すると同様の種々の強化繊維を使用することができ、また、フィラーとしては、タルク、マイカ、ガラスフレークなどを使用することができる。

突起１１０を形成する樹脂Ｒは、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂とされる。突起１１０を形成する熱硬化性樹脂は、好ましくは、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ウレタン樹脂、又は、ＭＭＡ等のラジカル反応系樹脂を少なくとも一種以上含んだ樹脂とされる。また、突起１１０を形成する熱可塑性樹脂は、好ましくは、ポリアミド樹脂、ナイロン樹脂、ポリプロピレン樹脂、又は、ＡＢＳ樹脂である。突起１１０の樹脂Ｒは、ＦＲＰ格子材１００のマトリクス樹脂と同じとすることもでき、異なっていても良い。

このように、成形型１４の突起成形用の成形穴２０に予め樹脂Ｒが、又は、補強助材が混入された樹脂Ｒが充填された成形型１４に対して、樹脂が含浸された紐状の強化繊維Ｆが縦横方向に引き回され、縦補強筋１０１と横補強筋１０２とからなる格子状部材１００ａが形成される。次いで、図示してはいないが、平面状の上型が成形型１４内に配置され、押下される。これにより、格子状部材１００ａは押圧成形され、縦横方向に引き回された紐状強化繊維Ｆ、即ち、縦補強筋１０１と横補強筋１０２が積層され、図１（ａ）、（ｂ）に図示するように所望の縦横補強筋幅（ｗ）、厚さ（ｔ）とされるＦＲＰ格子材１００が成形される。同時に、成形穴２０内の樹脂Ｒが、本実施例では縦横補強筋の交点１０３の位置に接着して一体とされ、突起１１０を形成する。本実施例の製造法によれば、ＦＲＰ格子材１００の成形と共に、突起１１０が、積層された縦補強筋１０１及び横補強筋１０２の交点部１０３に位置して成形される。

上述の方法にて成形された突起付きＦＲＰ格子材１００は、成形型１４内に保持された状態で硬化される。その後、ＦＲＰ格子材１００は、カッター１２０によりＦＲＰ格子材１００を成形型１４より切断分離する。

本発明の突起付きＦＲＰ格子材１００における突起１１０は、ＦＲＰ格子材の成形時に成形型１４を用いて同時に成形されるものとして説明したが、図９（ａ）、（ｂ）に図示するような既製の突起無しのＦＲＰ格子材１００Ａに、別個に成形した図４（ａ）～（ｆ）に示すような突起１１０を接着剤にて接着することも可能である。

更に、別法として、図６（ｄ）に図示するように、適度の粘度とされる熱可塑性樹脂Ｒをノズル又はピン３０の先端に採取し、この樹脂Ｒを既製のＦＲＰ格子材１００Ａの補強筋１０１（１０２）の所定位置に押し当てて付着させ、ノズル３０等を除去してそのまま樹脂Ｒを硬化することによっても、図４（ｄ）或いは図４（ｅ）に図示するような半球形状体或いは釣り鐘形状体の突起１１０を作製することができる。

また、上記説明では、突起１１０は、ＦＲＰ格子材の少なくとも一側に形成されるものとして説明したが、必要に応じて、ＦＲＰ格子材の両側に形成することもできる。また、突起１１０は、ＦＲＰ格子材１００の所望される所定の位置に形成し得ることは上述の通りである。

次に、上記構成の突起付きＦＲＰ格子材１００は、上述したように、既設のコンクリート構造物の補強のための補強筋又はコンクリートの剥落防止のための剥落防止筋として、更には、新たに構築するコンクリート構造物内に埋め込むコンクリート補強筋として使用することができる。

補強方法
（第一の実施例）
先ず、図７（ａ）、（ｂ）を参照して、本発明の突起付きＦＲＰ格子材１００を使用した、既設コンクリート構造物の補強方法について説明する。

図７（ａ）に図示するように、本発明の突起付きＦＲＰ格子材１００を既設コンクリート構造物１のコンクリート表面１ａに直接アンカー（図示せず）で固定する。この時、突起付きＦＲＰ格子材１００は、突起１１０がコンクリート構造物表面１ａの側に位置するように配置する。コンクリート構造物表面１ａと、突起付きＦＲＰ格子材１００のコンクリート側表面との間には突起１１０の高さ（Ｈ）だけの空隙が形成されることとなる。

次いで、図７（ｂ）に図示するように、ＦＲＰ格子材１００を覆ってコンクリート構造物表面にモルタルＭが打設される。このとき、コンクリート構造物表面１ａと、突起付きＦＲＰ格子材１００との間に空隙が形成されていることにより、モルタルＭは、コンクリート構造物表面１ａと、突起付きＦＲＰ格子材１００との間に容易に入り込み、既設コンクリート構造物表面１ａ及びＦＲＰ格子材１００に確実に付着することとなり、ＦＲＰ格子材１００による補強性能を向上することができる。更に、突起１１０は、その先端部が尖端となっており、コンクリート構造物表面１ａとの接触が略点接触に近い構造とされているために、突起１１０がモルタルＭの流動を阻害することが極めて少なくされ、また、ＦＲＰ格子材１００による補強性能を向上することができる。

（第二の実施例）
次に、図８（ａ）、（ｂ）を参照して、本発明の突起付きＦＲＰ格子材１００を、新たに構築するコンクリート構造物内に埋め込み、コンクリート１を補強する補強方法について説明する。

図８（ａ）に図示するように、新たに構築するコンクリート構造物にて補強を必要とする面を形成する型枠５０の内側表面５０ａに、本発明の突起付きＦＲＰ格子材１００をアンカー等（図示せず）を用いて仮固定する。この時、突起付きＦＲＰ格子材１００は、突起１１０が型枠５０の表面５０ａの側に位置するように配置する。従って、型枠５０の内側表面５０ａと、突起付きＦＲＰ格子材１００との間には突起１１０の高さ（Ｈ）だけの空隙が形成される。

次いで、型枠内に鉄筋５１を組み立て、鉄筋５１と型枠５０とが所定間隔となるようにモルタルスペーサ５２などを用いて型枠５０を鉄筋５１に据え付ける。これにより、突起付きＦＲＰ格子材１００は、型枠５０の内側表面５０ａに近接配置して、鉄筋５１と型枠５０との間に配置されることとなる。

次いで、型枠内にコンクリートＣが打設される。このとき、型枠５０と、突起付きＦＲＰ格子材１００との間に空隙が形成されていることにより、コンクリート中のモルタルＭは、型枠内側表面５０ａと、突起付きＦＲＰ格子材１００との間に容易に入り込み、モルタルＭは、ＦＲＰ格子材１００に確実に付着することとなり、ＦＲＰ格子材１００による補強性能を向上することができる。更に、突起１１０は、その先端部が尖端となっており、型枠表面５０ａとの接触が略点接触に近い構造とされているために、突起１１０がモルタルＭの流動を阻害することが極めて少なくされる。従って、コンクリート打設時にコンクリート構造物表面に生じるジャンカの発生を回避し、気泡の形成を防止することができる。

本発明者らは、本発明の上記構成の突起付きＦＲＰ格子材１００の効果を実証するために、図４（ｂ）に図示される突起１１０を、図１（ａ）に図示する態様で、ただ、縦横一つ置きの交点１０３に形成した、下記仕様の突起付きＦＲＰ格子材１００を作製した。

実験例
・格子材の材料
強化繊維： 炭素繊維
マトリクス樹脂： ビニルエステル樹脂
強化繊維：マトリクス樹脂＝４０：６０（体積％）
・格子材の寸法 補強筋幅（ｗ）：５ｍｍ
厚さ（ｔ）：２ｍｍ
格子間距離（Ｗ１、Ｗ２）：５０ｍｍ
全体形状： 縦１．０ｍ、横３．０ｍの矩形
・突起の材料、形状寸法
樹脂： ビニルエステル樹脂
形状：円錐体
寸法：取付基台の大きさ（直径ｄ）４ｍｍ、突起全体の高さ（Ｈ）３ｍｍ
突起間隔（Ｐ）：１００ｍｍ

本発明に従って作製した上記突起付きＦＲＰ格子材１００を使用して、図７（ａ）、（ｂ）を参照して説明した補強方法（第一の実施例）に従った実験を行った。本実験によると、突起付きＦＲＰ格子材１００とコンクリート構造物表面との間にモルタルが容易に入り込み、既設コンクリート構造物表面及び突起付きＦＲＰ格子材１００のポリマーモルタルに対する付着面積を増やすことができ、補強性能を向上することができた。

なお、上記実験で使用した突起付きＦＲＰ格子材１００を使用して、図８（ａ）、（ｂ）を参照して説明した第二の実施例の補強方法に関する実験を行ったが、コンクリート構造物表面に生じるジャンカ、気泡は全く生じることはなく、本発明の突起付きＦＲＰ格子材１００の有用性が確認された。

１ コンクリート構造物
１００ ＦＲＰ格子材
１０１ 縦補強筋
１０２ 横補強筋
１０３ 交点
１１０ 突起

Claims (12)

1. 強化繊維を一方向に並べてマトリクス樹脂を含浸させた紐状強化繊維を複数積層して形成される縦補強筋と横補強筋とを格子状に配置して形成されるＦＲＰ格子材であって、
   前記ＦＲＰ格子材の少なくとも一側において、
   （ａ）前記縦補強筋と前記横補強筋とが互いに積層された交点の位置に、又は、
   （ｂ）前記縦補強筋と前記横補強筋とが互いに積層された各交点間における前記縦補強筋及び／又は前記横補強筋の位置に、又は、
   （ｃ）前記縦補強筋と前記横補強筋とが互いに積層された交点の位置と、前記縦補強筋と前記横補強筋とが互いに積層された各交点間における前記縦補強筋及び／又は前記横補強筋の位置に、
   一体に形成された突起を有しており、前記突起は互いに離間して配置されている突起付きＦＲＰ格子材の製造方法において、
   （Ａ）強化繊維を一方向に並べてマトリクス樹脂を含浸させた紐状強化繊維を、平面状の下型の成形型へと導き、前記成形型の縦横方向に引き回し、格子状に配置した格子状部材を作製する工程、
   （Ｂ）前記成形型内には、前記突起を形成する位置に、前記突起と相補形状をなす成形穴が形成されており、前記成形穴には、前記工程（Ａ）を実施するに先立って、樹脂を充填する工程、
   （Ｃ）前記格子状部材が格子状に配置された前記成形型内に、平面状の上型が配置されて押下され、これにより、前記格子状部材は押圧成形され、前記縦補強筋と前記横補強筋が積層されて所望の縦横補強筋幅（ｗ）、厚さ（ｔ）とされるＦＲＰ格子材が成形され、同時に、前記成形穴内の樹脂が前記ＦＲＰ格子材の前記縦横補強筋の所定位置に接着して一体とされ、前記突起を成形する工程、
   （Ｄ）上記（Ａ）～（Ｃ）工程にて成形された突起付きＦＲＰ格子材は、硬化後に前記成形型から切断分離する工程、
   を有することを特徴とする突起付きＦＲＰ格子材の製造方法。
2. 強化繊維を一方向に並べてマトリクス樹脂を含浸させた紐状強化繊維を複数積層して形成される縦補強筋と横補強筋とを格子状に配置して形成されるＦＲＰ格子材であって、
   前記ＦＲＰ格子材の少なくとも一側において、
   （ａ）前記縦補強筋と前記横補強筋とが互いに積層された交点の位置に、又は、
   （ｂ）前記縦補強筋と前記横補強筋とが互いに積層された各交点間における前記縦補強筋及び／又は前記横補強筋の位置に、又は、
   （ｃ）前記縦補強筋と前記横補強筋とが互いに積層された交点の位置と、前記縦補強筋と前記横補強筋とが互いに積層された各交点間における前記縦補強筋及び／又は前記横補強筋の位置に、
   一体に形成された突起を有しており、前記突起は互いに離間して配置されている突起付きＦＲＰ格子材の製造方法において、
   前記ＦＲＰ格子材とは別個に成形された突起を、互いに離間して配置して、接着剤にて接着して一体とする、
   ことを特徴とする突起付きＦＲＰ格子材の製造方法。
3. 前記突起は、互いに隣接する前記突起間の間隔が１０～５００ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の突起付きＦＲＰ格子材の製造方法。
4. 前記突起は、凸形形状体とされ、円柱体と円錐体との複合形状体であるか、円錐形状体であるか、円柱体と半球体との複合形状体であるか、半球形状体であるか、釣り鐘形状体であるか、又は、角柱体と角錐体との複合形状体であることを特徴とする請求項１～３のいずれかの項に記載の突起付きＦＲＰ格子材の製造方法。
5. 前記突起は、前記ＦＲＰ格子材への取付基台の大きさが１～２０ｍｍ、前記ＦＲＰ格子材からの高さが１～２５ｍｍであることを特徴とする請求項１～４のいずれかの項に記載の突起付きＦＲＰ格子材の製造方法。
6. 前記強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維、ボロン繊維等の無機繊維；チタン、スチール等の金属繊維；アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、ビニロン、ポリアセタール、ＰＢО、高強度ポリプロピレン等の有機繊維；から選択されるいずれかの繊維であるか、或いは、前記繊維を複数種混入したハイブリッドタイプとされることを特徴とする請求項１～５のいずれかの項に記載の突起付きＦＲＰ格子材の製造方法。
7. 前記マトリクス樹脂は、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ウレタン樹脂、又は、ＭＭＡ等のラジカル反応系樹脂を少なくとも一種以上含むことを特徴とする請求項１～６のいずれかの項に記載の突起付きＦＲＰ格子材の製造方法。
8. 前記突起は、樹脂、又は、補強助材を混入した樹脂を硬化したものであり、前記樹脂は、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項１～７のいずれかの項に記載の突起付きＦＲＰ格子材の製造方法。
9. 前記補強助材は、短繊維又はフィラーであることを特徴とする請求項８に記載の突起付きＦＲＰ格子材の製造方法。
10. 前記突起を形成する前記熱硬化性樹脂は、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ウレタン樹脂、又は、ＭＭＡ等のラジカル反応系樹脂を少なくとも一種以上含むことを特徴とする請求項８又は９に記載の突起付きＦＲＰ格子材の製造方法。
11. 前記突起を形成する前記熱可塑性樹脂は、ポリアミド樹脂、ナイロン樹脂、ポリプロピレン樹脂、又は、ＡＢＳ樹脂であることを特徴とする請求項８又は９に記載の突起付きＦＲＰ格子材の製造方法。
12. 前記縦補強筋及び前記横補強筋は、補強筋幅（ｗ）が３～２０ｍｍ、厚さ（ｔ）が１～２０ｍｍ、であり、格子間距離（Ｗ１、Ｗ２）が２５～２５０ｍｍであることを特徴とする請求項１～１１のいずれかの項に記載の突起付きＦＲＰ格子材の製造方法。

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