JP7788533B2 - Concrete back reinforcement method - Google Patents
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Description
本発明は、コンクリート裏面補強工法に関する。 The present invention relates to a method for reinforcing the back surface of concrete.
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。 When a concrete structure is hit by a relatively large object, such as a falling rock, debris flow, or avalanche, at low speed, the concrete will experience total failure accompanied by large deformations such as bending failure and shear failure. On the other hand, when a relatively small object, such as a cannonball or explosive, or a flying object hit by a typhoon or tornado, hits at high speed, localized failure progresses through a process of destruction, penetration, backside peeling, and penetration of the concrete surface. In this way, concrete members that are hit at high speeds by flying objects at speeds of tens to hundreds of meters per second will experience a completely different pattern from total failure due to bending failure or shear failure.
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、圧縮強度で400N/mm2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/mm2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。 Conventionally, non-porous concrete with a high compressive strength of approximately 400 N/ mm2 has been studied as a concrete component to be impacted by a high-speed projectile (Non-Patent Document 1). This concrete has a compressive strength 14 times or more greater than that of ordinary concrete, which has a compressive strength of approximately 28 N/ mm2 , but the thickness of the component can only be reduced by approximately 30%. Furthermore, it is difficult to industrially mass-produce a non-porous concrete that does not allow even a single defect, and in order to guarantee non-porousness, it is necessary to conduct 100% inspection, which makes it impractical.
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。 Another study also reported that while increasing the compressive strength of concrete somewhat reduces localized surface penetration, it does not have any effect in reducing backside spalling (Non-Patent Document 2). From the above, it is clear that while concrete is an indispensable material for mass production, increasing the strength of concrete is not a solution for preventing backside damage in the event of a high-speed projectile impact.
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。 On the other hand, ceramic impact-resistant components for high-speed projectiles have also been proposed (Patent Document 1). However, ceramics are too expensive a material to be applied to mass production, which would impose too great an economic burden and limit the scope of application.
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8に示すように、裏面剥離の発生過程が示されている。図9には裏面剥離の例の画像を示す。図9(a)は非特許文献3に記載されている例であり、図9(b)、9(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。 In addition, a reinforcement method has been proposed to prevent damage to the backside of concrete due to the impact of a high-speed projectile by attaching a sheet of aramid fiber or carbon fiber to the backside of the concrete (Non-Patent Document 3). Non-Patent Document 3 shows the process by which backside peeling occurs, as shown in Figure 8. Figure 9 shows an image of an example of backside peeling. Figure 9(a) is the example described in Non-Patent Document 3, and Figures 9(b) and 9(c) are examples described in Non-Patent Document 4. These are examples in which no particular sheet reinforcement is used.
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た。このような災害では飛来物(飛翔体)が構造物に繰り返して衝突する可能性がある。これまで、単一衝突に対する裏面補強効果の評価は行われているが、飛翔体が繰り返し衝突する場合に関する検討は行われていなかった。 In recent years, there have been many reports of damage to evacuation shelters caused by volcanic cinder impacts and damage to buildings caused by tornado-related debris, creating a need for methods to reinforce concrete structures such as shelters, protective walls, and buildings. In such disasters, there is a possibility that flying debris (projectiles) may repeatedly collide with structures. While the effectiveness of backside reinforcement against a single impact has been evaluated, no studies have been conducted on the situation when projectiles repeatedly impact.
本発明は、飛翔体が繰り返し衝突する場合にコンクリートの裏面破壊を抑制する技術を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide technology that prevents damage to the underside of concrete when projectiles repeatedly collide with it.
本発明によれば次の技術が提供される。
[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、前記他方の面に繊維シートを取り付けるコンクリート裏面補強工法であって、
前記コンクリートの前記他方の面に前記繊維シートを取り付ける樹脂シート取付工程は、前記コンクリートの前記他方の面に第1接着剤を塗布し、前記第1接着剤の上から前記繊維シートを貼りつける工程を含み、
前期コンクリートとして試験用コンクリートを用意し、前記試験用コンクリートの前記他方の面に前記繊維シートを取り付けた後に、前記一方の面に前記飛翔体が衝突して前記裏面破壊に至るまでの衝突エネルギーの累積値である破壊累積値が7.0kJ以上であり、前記飛翔体の一回当たりの衝突エネルギーが0.1kJ以上7.0kJ未満であり、
前記試験用コンクリートは、タテ1100mm×ヨコ1100mm×厚さ150mmの形状を呈しており、その圧縮強度が24N/mm2以上である、
コンクリート裏面補強工法。
[2]
前記樹脂シート取付工程は、さらに、前記コンクリートの裏面に前記第1接着剤により取り付けた前記繊維シートの上に第2接着剤を塗布する工程を含む、[1]に記載のコンクリート裏面補強工法。
[3]
前記第1接着剤と前記第2接着剤は、(メタ)アクリル樹脂系接着剤およびエポキシ樹脂系接着剤の少なくとも一方を含む、[2]に記載のコンクリート裏面補強工法。
[4]
前記第1接着剤の塗布量Aは100g/m2以上1000g/m2以下であり、
前記第2接着剤の塗布量Bは0g/m2以上1500g/m2以下である、[2]または[3]に記載のコンクリート裏面補強工法。
[5]
前記第1接着剤の塗布量であるAkg/m2と、前記第2接着剤の塗布量であるBkg/m2と、の比B/Aは0以上4.0以下である、[2]~[4]までのいずれか1に記載のコンクリート裏面補強工法。
[6]
前記繊維シートの目付が50g/m2以上1000g/m2以下である、[1]~[5]までのいずれか1に記載のコンクリート裏面補強工法。
[7]
前記繊維シートは、繊維が互いに異なる2つの軸方向のそれぞれに沿って配置された2方向シート、または、繊維が1つの軸方向に沿って配置された2枚の一方向シートが、前記軸方向が互いに交わるように積層された積層シートを含む、[1]~[6]までのいずれか1に記載のコンクリート裏面補強工法。
[8]
前記繊維シートは、アラミド繊維シートである、[1]~[7]までのいずれか1に記載のコンクリート裏面補強工法。
[9]
前記破壊累積値が10kJ以上である、[1]~[8]までのいずれか1に記載のコンクリート裏面補強工法。
[10]
高圧空気式飛翔体発生装置を用いて下記実験条件のもとで、前記試験用コンクリートの前記他方の面に前記繊維シートを取り付けた後に、前記試験用コンクリートに対して飛翔体を3回衝突させたときに裏面破壊が発生しない、[1]~[9]までのいずれか1に記載のコンクリート裏面補強工法。
実験条件:
・装置:高圧空気式飛翔体発生装置
・飛翔体質量:4.5kg (Φ 90mm)
・飛翔体設定速度:20m/s、40m/s
[11]
前記飛翔体の一回当たりの衝突エネルギーが0.5kJ以上1.5kJ未満であり、
前記破壊累積値が15.0kJ以上である、[1]~[10]までのいずれか1に記載のコンクリート裏面補強工法。
[12]
前記飛翔体の一回当たりの衝突エネルギーが3.0kJ以上4.0kJ未満であり、
前記破壊累積値が25.0kJ以上である、[1]~[10]までのいずれか1に記載のコンクリート裏面補強工法。
[13]
[1]~[12]までのいずれか1に記載のコンクリート裏面補強工法を用いて補強されたコンクリート構造物。
The present invention provides the following techniques.
[1]
A concrete back surface reinforcement method for preventing back surface damage in which a surface opposite to one surface of concrete is damaged by a collision of a flying object with the other surface, comprising attaching a fiber sheet to the other surface,
The resin sheet attaching step of attaching the fiber sheet to the other surface of the concrete includes a step of applying a first adhesive to the other surface of the concrete and attaching the fiber sheet on top of the first adhesive,
A test concrete is prepared as the concrete, and after the fiber sheet is attached to the other surface of the test concrete, a cumulative fracture value, which is a cumulative value of collision energy from when the flying object collides with the one surface until the back surface is fractured, is 7.0 kJ or more, and the collision energy of the flying object per collision is 0.1 kJ or more but less than 7.0 kJ,
The test concrete has a size of 1100 mm long x 1100 mm wide x 150 mm thick and a compressive strength of 24 N / mm 2 or more.
Concrete back reinforcement method.
[2]
The concrete back surface reinforcement method described in [1], wherein the resin sheet attachment process further includes a process of applying a second adhesive onto the fiber sheet attached to the back surface of the concrete with the first adhesive.
[3]
The concrete back surface reinforcement method according to [2], wherein the first adhesive and the second adhesive contain at least one of a (meth)acrylic resin-based adhesive and an epoxy resin-based adhesive.
[4]
the application amount A of the first adhesive is 100 g/m 2 or more and 1000 g/m 2 or less,
The concrete back surface reinforcement method according to [2] or [3], wherein the application amount B of the second adhesive is 0 g/m 2 or more and 1500 g/m 2 or less.
[5]
The ratio B/A of the application amount of the first adhesive (A kg/m 2) to the application amount of the second adhesive (B kg/m 2) is 0 or more and 4.0 or less, [2] to [4]. The concrete back surface reinforcement method according to any one of [2] to [4].
[6]
The concrete back surface reinforcement method according to any one of [1] to [5], wherein the fiber sheet has a basis weight of 50 g / m 2 or more and 1000 g / m 2 or less.
[7]
The concrete back surface reinforcement method according to any one of [1] to [6], wherein the fiber sheet includes a bidirectional sheet in which fibers are arranged along two different axial directions, or a laminated sheet in which two unidirectional sheets in which fibers are arranged along one axial direction are stacked so that the axial directions intersect with each other.
[8]
The concrete back surface reinforcement method according to any one of [1] to [7], wherein the fiber sheet is an aramid fiber sheet.
[9]
The concrete back surface reinforcement method according to any one of [1] to [8], wherein the cumulative fracture value is 10 kJ or more.
[10]
A concrete back surface reinforcement method according to any one of [1] to [9], in which, after attaching the fiber sheet to the other side of the test concrete using a high-pressure air projectile generating device under the following experimental conditions, no damage occurs to the back surface when projectiles are collided with the test concrete three times.
Experimental conditions:
・Device: High-pressure air projectile generator ・Projectile mass: 4.5 kg (Φ 90 mm)
- Flying object setting speed: 20m/s, 40m/s
[11]
The collision energy of the projectile per collision is 0.5 kJ or more and less than 1.5 kJ,
The concrete back surface reinforcement method according to any one of [1] to [10], wherein the cumulative fracture value is 15.0 kJ or more.
[12]
The collision energy of the projectile per collision is 3.0 kJ or more and less than 4.0 kJ,
The concrete back surface reinforcement method according to any one of [1] to [10], wherein the cumulative fracture value is 25.0 kJ or more.
[13]
A concrete structure reinforced using the concrete back surface reinforcement method according to any one of [1] to [12].
本発明によれば、飛翔体が繰り返し衝突する場合にコンクリートの裏面破壊を抑制する技術を提供することができる。 The present invention provides technology that prevents damage to the underside of concrete when projectiles repeatedly collide.
<本実施形態の概要>
本実施形態では、コンクリート裏面補強技術について説明する。
図1は裏面12に繊維シート3を取り付けたコンクリート1を示す図であり、図1(a)は正面図、図1(b)は側面図、図1(c)は背面図を示す。図2は図1(b)の領域Aの拡大図である。図2ではコンクリート1をハッチングで表記している。コンクリート1を採用できるコンクリート建造物(構造物)としては、(1)公共施設関係設備、(2)生活インフラ、通信、交通関係設備、(3)国防上重要な施設や防災施設が例示できる。より具体的には次の通りである。
(1)公共施設関係設備としては、例えば、学校、研究施設、病院、警察署、消防署、体育館、公民館、役所、図書館、博物館、美術館、スタジアム等が挙げられる。
(2)生活インフラ、通信、交通関係設備としては、例えば、発電所、変電所、ガス施設、水道局、通信基地、放送局、駅、地下鉄、港湾施設、空港等が挙げられる。
(3)国防上重要な施設や防災施設としては、例えば、自衛隊の駐屯地・基地・飛行場、原子力施設(原子炉、原子力発電所、核燃料加工施設、再処理施設、使用済燃料貯蔵施設)、シェルター、山小屋等が挙げられる。
なお、上記コンクリート建造物は、例示であり、上記以外のコンクリート建造物においても適用可能である。
<Outline of this embodiment>
In this embodiment, a concrete back surface reinforcing technique will be described.
FIG. 1 shows concrete 1 with a fiber sheet 3 attached to its back surface 12, with FIG. 1(a) being a front view, FIG. 1(b) being a side view, and FIG. 1(c) being a back view. FIG. 2 is an enlarged view of area A in FIG. 1(b). In FIG. 2, the concrete 1 is indicated by hatching. Examples of concrete buildings (structures) that can use the concrete 1 include: (1) public facility-related equipment; (2) infrastructure for daily life, communications, and transportation-related equipment; and (3) facilities important for national defense and disaster prevention facilities. More specifically, they are as follows:
(1) Examples of public facility-related equipment include schools, research facilities, hospitals, police stations, fire stations, gymnasiums, community centers, government offices, libraries, museums, art galleries, and stadiums.
(2) Examples of infrastructure for daily life, communications, and transportation-related facilities include power plants, substations, gas facilities, waterworks, communications bases, broadcasting stations, train stations, subways, port facilities, and airports.
(3) Examples of facilities important for national defense and disaster prevention facilities include Self-Defense Force garrisons, bases, and airfields, nuclear facilities (nuclear reactors, nuclear power plants, nuclear fuel processing facilities, reprocessing facilities, and spent fuel storage facilities), shelters, and mountain huts.
The above concrete structure is merely an example, and the present invention can also be applied to other concrete structures.
本実施形態のコンクリート裏面補強技術は、コンクリート1の一方の面(以下、「表面11」という)に飛翔体2が衝突したときに、表面11と反対側の他方の面(以下、「裏面12」という)が破壊される現象である裏面破壊を防止するために、裏面12に繊維シート3を取り付ける。なお、コンクリート1の表面11と裏面12は特に構造等により区別するものではなく、繊維シート3が取り付けられているか否かの違いに基づく。換言すると、コンクリート1の裏面12とは、飛翔体2が衝突する面(表面11)ではなく、その背面を言う。 The concrete back surface reinforcement technology of this embodiment attaches a fiber sheet 3 to the back surface 12 of concrete 1 (hereinafter referred to as "front surface 11") to prevent back surface damage, a phenomenon in which the other surface (hereinafter referred to as "back surface 12") opposite the front surface 11 is destroyed when a flying object 2 collides with the front surface 11. Note that the front surface 11 and back surface 12 of concrete 1 are not distinguished by their structure or other factors, but rather by whether or not a fiber sheet 3 is attached. In other words, the back surface 12 of concrete 1 refers not to the surface (front surface 11) that the flying object 2 collides with, but to the back surface thereof.
試験用に規格化されたコンクリート1(以下、「試験用コンクリート101」という)を用意し、後述する工程(図3、4参照)により、試験用コンクリート101の裏面12に繊維シート3を取り付ける。以下、繊維シート3を裏面12に取り付けた試験用コンクリート101を「裏面補強済みコンクリート102」という。 Concrete 1 standardized for testing (hereinafter referred to as "test concrete 101") is prepared, and a fiber sheet 3 is attached to the back surface 12 of the test concrete 101 using the process described below (see Figures 3 and 4). Hereinafter, the test concrete 101 with the fiber sheet 3 attached to the back surface 12 is referred to as "back surface reinforced concrete 102."
裏面補強済みコンクリート102の表面11に飛翔体2が衝突して裏面破壊に至るまでの衝突エネルギーEAの累積値である破壊累積値ESを評価する。すなわち、破壊累積値ESが所定値以上の場合に、裏面破壊を考慮した一定強度を有する、繊維シート3を裏面12に有するコンクリート1が施工されていると評価する。
評価には、飛翔体2の一回当たりの衝突エネルギーEAの大きさに応じて、次の評価条件1~3の3通りの評価を行う。
評価条件1:
飛翔体2の一回当たりの衝突エネルギーEAが0.1kJ以上7.0kJ未満であり、破壊累積値ESが7.0kJ以上である。
評価条件2:
飛翔体2の一回当たりの衝突エネルギーEAが0.5kJ以上1.5kJ未満であり、破壊累積値ESが15.0kJ以上である。
評価条件3:
飛翔体2の一回当たりの衝突エネルギーEAが3.0kJ以上4.0kJ未満であり、破壊累積値ESが25.0kJ以上である。
以下、具体的に説明する。
The cumulative fracture value ES is the cumulative value of the collision energy EA from when the flying object 2 collides with the surface 11 of the back-reinforced concrete 102 until the back surface is fractured. In other words, if the cumulative fracture value ES is equal to or greater than a predetermined value, it is evaluated that the concrete 1 having the fiber sheet 3 on the back surface 12 has a certain strength that takes back surface fracture into consideration.
The evaluation is carried out under three different evaluation conditions 1 to 3 according to the magnitude of the impact energy EA of the projectile 2 per collision.
Evaluation condition 1:
The collision energy EA of the projectile 2 per collision is 0.1 kJ or more and less than 7.0 kJ, and the cumulative destruction value ES is 7.0 kJ or more.
Evaluation condition 2:
The collision energy EA of the projectile 2 per collision is 0.5 kJ or more and less than 1.5 kJ, and the cumulative destruction value ES is 15.0 kJ or more.
Evaluation condition 3:
The collision energy EA of the projectile 2 per collision is 3.0 kJ or more and less than 4.0 kJ, and the cumulative destruction value ES is 25.0 kJ or more.
The specific details will be explained below.
本実施形態において、裏面破壊(「裏面剥離」ともいう)とは、表面11への飛翔体2の衝突により、裏面12に剥離が生じた状態を言う。裏面破壊の例は上述の図8、図9を参照されたい。 In this embodiment, back surface damage (also referred to as "back surface peeling") refers to a state in which peeling occurs on the back surface 12 due to the collision of the projectile 2 with the front surface 11. For examples of back surface damage, please refer to Figures 8 and 9 above.
<コンクリート(試験用コンクリート)>
裏面補強済みコンクリート102は、試験用に規格化されたコンクリート1である試験用コンクリート101と、試験用コンクリート101の裏面12に取り付けられた繊維シート3とを有する。繊維シート3は、後述する工程により、試験用コンクリート101の裏面12に接着剤50(第1接着剤51、第2接着剤52)により取り付けられる。
<Concrete (test concrete)>
The back-reinforced concrete 102 includes a test concrete 101, which is concrete 1 standardized for testing, and a fiber sheet 3 attached to a back surface 12 of the test concrete 101. The fiber sheet 3 is attached to the back surface 12 of the test concrete 101 with adhesives 50 (a first adhesive 51 and a second adhesive 52) by a process described below.
まず、裏面補強が施されるコンクリート1について説明する。つづいて、試験用コンクリート101および裏面補強済みコンクリート102について説明する。 First, we will explain concrete 1, which is reinforced on the back side. Next, we will explain test concrete 101 and concrete with reinforced back side 102.
本実施形態において、コンクリート1は、コンクリート、モルタル、セメントペーストを総称するものである。また、コンクリート1は、無筋コンクリートであってもよいし鉄筋コンクリートであってもよい。 In this embodiment, concrete 1 is a general term for concrete, mortar, and cement paste. Furthermore, concrete 1 may be unreinforced concrete or reinforced concrete.
コンクリート1は、コンクリートに短繊維を混和した繊維補強コンクリートとしてもよい。混和される短繊維は1種類であってもよいし複数種類であってもよい。
短繊維として、例えば、ポリプロピレンやポリエチレンテレフタレート、ビニロンを用いることができる。短繊維の大きさとしては、例えば、繊維径を0.01mm~0.1mm、繊維長さを10mm~30mmにすることができる。
The concrete 1 may be fiber-reinforced concrete in which short fibers are mixed into the concrete. The short fibers to be mixed may be one type or multiple types.
The short fibers may be made of, for example, polypropylene, polyethylene terephthalate, or vinylon, and may have a diameter of 0.01 mm to 0.1 mm and a length of 10 mm to 30 mm.
繊維補強コンクリートは、飛翔体2が衝突した際の衝撃を分散する効果や、コンクリート片が飛び散ることを抑制する効果が期待できる。短繊維の使用量は、例えば体積割合で1~5Vol.%とすることができる。1Vol.%以上だと、耐衝撃性や壊れたコンクリート片の飛散防止が十分になり、5Vol.%以下だと十分な性能が期待できる。 Fiber-reinforced concrete is expected to have the effect of dispersing the impact of a projectile 2 when it hits, and preventing concrete fragments from scattering. The amount of short fibers used can be, for example, 1 to 5 vol. % by volume. At 1 vol. % or more, impact resistance and prevention of broken concrete fragments from scattering are sufficient, while at 5 vol. % or less, sufficient performance can be expected.
コンクリート1の強度レベルは、飛翔体2の衝突に起因する裏面破壊を防止する観点において、圧縮強度で18N/mm2~200N/mm2程度のものが好適である。18N/mm2以上だと、耐衝撃性が十分になり、200N/mm2以下だと、コンクリート板の製作が容易になり、生産性が良くなり、コスト安となる傾向にある。 The strength level of the concrete 1 is preferably a compressive strength of about 18 N/mm 2 to 200 N/mm 2 from the viewpoint of preventing damage to the rear surface due to the impact of the flying object 2. If it is 18 N/mm 2 or more, impact resistance is sufficient, and if it is 200 N/mm 2 or less, the concrete slab becomes easier to manufacture, productivity improves, and costs tend to be lower.
衝突する飛翔体2の質量や速度、すなわち1回当たりの衝突エネルギーによって、要求される圧縮強度は異なってくる。例えば、1回当たりの衝突エネルギーが大きい条件において1回耐えられる圧縮強度を求めるのか、1回当たりの衝突エネルギーがそれほど大きく無いが複数回の衝突に耐えられる圧縮強度を求めるのかにより、要求される圧縮強度は異なってくる。 The required compressive strength varies depending on the mass and speed of the colliding projectile 2, i.e., the impact energy per impact. For example, the required compressive strength will differ depending on whether the required compressive strength is one that can withstand a single impact under conditions where the impact energy per impact is large, or one that can withstand multiple impacts where the impact energy per impact is not as large.
本実施形態では、試験用コンクリート101の裏面12に繊維シート3を取り付けた裏面補強済みコンクリート102に対する、飛翔体2の一回当たりの衝突エネルギーEAが0.1kJ以上7.0kJ未満であって、破壊累積値ESが7.0kJ以上になるような条件を想定したときに、試験用コンクリート101の圧縮強度は24N/mm2以上にすることができる。 In this embodiment, assuming conditions where the impact energy EA of the flying object 2 per impact against the back-reinforced concrete 102 having a fiber sheet 3 attached to the back surface 12 of the test concrete 101 is 0.1 kJ or more and less than 7.0 kJ, and the cumulative fracture value ES is 7.0 kJ or more, the compressive strength of the test concrete 101 can be made 24 N/ mm2 or more.
圧縮強度の下限は、好ましくは30N/mm2以上であり、より好ましくは40N/mm2以上である。圧縮強度の上限は、特に限定はないが、例えば60N/mm2以下であり好ましくは55N/mm2以下であり、より好ましくは50N/mm2以下である。圧縮強度は、想定される飛翔体2の運動エネルギー(衝突エネルギー)に応じて設定される。すなわち、試験用コンクリート101にどの程度の強度が必要とされるかに応じて設定される。 The lower limit of the compressive strength is preferably 30 N/ mm2 or more, more preferably 40 N/ mm2 or more. The upper limit of the compressive strength is not particularly limited, but is, for example, 60 N/ mm2 or less, preferably 55 N/ mm2 or less, more preferably 50 N/ mm2 or less. The compressive strength is set according to the expected kinetic energy (impact energy) of the flying object 2. In other words, it is set according to the level of strength required for the test concrete 101.
試験用コンクリート101は、タテ1100mm×ヨコ1100mm×厚さ150mmの直方体の形状を有する。タテ×ヨコで規定される一方の面が表面11であり、他方の面が裏面12である。 The test concrete 101 has a rectangular parallelepiped shape measuring 1100 mm in length, 1100 mm in width, and 150 mm in thickness. One side defined by the length and width is the front side 11, and the other side is the back side 12.
<繊維シート>
繊維シート3は、接着剤50(後述の第1接着剤51、第2接着剤52)を用いて、コンクリート1の裏面12に取り付けられる。詳細は後述するが、コンクリート1の裏面12に、下塗り材として第1接着剤51を塗布し、繊維シート3を取り付けたのち、必要に応じて上塗り材として第2接着剤52を塗布する。
<Fiber sheet>
The fiber sheet 3 is attached to the back surface 12 of the concrete 1 using an adhesive 50 (a first adhesive 51 and a second adhesive 52, which will be described later). As will be described in detail later, the first adhesive 51 is applied as a primer to the back surface 12 of the concrete 1, the fiber sheet 3 is attached, and then the second adhesive 52 is applied as a top coat, if necessary.
繊維シート3として、例えば、アラミド繊維、炭素繊維等の繊維で構成されるシートが挙げられる。強度および接着剤50との親和性の観点から、アラミド繊維シートが好適に用いることができる。 Examples of the fiber sheet 3 include sheets made of fibers such as aramid fiber and carbon fiber. From the standpoint of strength and compatibility with the adhesive 50, aramid fiber sheets are preferably used.
アラミド繊維シートとしては、繊維を経糸および緯糸として2方向に配列した織物のシートが好ましく用いられ、なかでも、経糸と緯糸を構成するアラミド繊維の種類、太さ、フィラメント数が同じである等方シートが特に好ましく用いられる。 Aramid fiber sheets are preferably woven sheets in which fibers are arranged in two directions as warp and weft threads, and of these, isotropic sheets in which the type, thickness, and number of filaments of aramid fibers making up the warp and weft threads are the same are particularly preferred.
アラミド繊維シートを構成する繊維の引張強度は、例えば、1cN/dtex以上40cN/dtex以下にすることができる。下限は、好ましくは5cN/dtex以上であり、より好ましくは10cN/dtex以上である。上限は、好ましくは35cN/dtex以下であり、より好ましくは25cN/dtex以下である。アラミド繊維シートを構成する繊維の引張強度を上記範囲にすることで、コンクリート1が破断した場合であっても、破断したコンクリート1(またはコンクリート1に含まれる鉄筋等の部材)が飛び出してしまうことを抑制できる。引張強度が1cN/dtex以上だと、コンクリート1に配設されている鉄筋(鋼材)の長さにもよるが、鉄筋の破断時、その飛び出しを十分に防止できる。一方、引張強度が40cN/dtex以下だと、そのような高い引張強度を実現するためにフィラメントの本数や太さが減り、接着剤50の含浸が十分に進行する。 The tensile strength of the fibers constituting the aramid fiber sheet can be, for example, 1 cN/dtex or more and 40 cN/dtex or less. The lower limit is preferably 5 cN/dtex or more, more preferably 10 cN/dtex or more. The upper limit is preferably 35 cN/dtex or less, more preferably 25 cN/dtex or less. By setting the tensile strength of the fibers constituting the aramid fiber sheet within the above range, even if the concrete 1 breaks, protrusion of the broken concrete 1 (or components contained in the concrete 1, such as rebar) can be prevented. A tensile strength of 1 cN/dtex or more can sufficiently prevent protrusion of the rebar when it breaks, although this depends on the length of the rebar (steel material) arranged in the concrete 1. On the other hand, a tensile strength of 40 cN/dtex or less requires a reduction in the number and thickness of filaments to achieve such a high tensile strength, allowing sufficient impregnation of the adhesive 50 to proceed.
アラミド繊維シートの繊維量は、例えば50g/m2以上1000g/m2以下にすることができる。下限は、好ましくは100g/m2以上であり、より好ましくは180g/m2以上である。上限は、好ましくは800g/m2以下であり、より好ましくは650g/m2以下である。繊維量が50g/m2以上だと、アラミド繊維シートの引張強度が不足しない。繊維量が1000g/m2以下だと、接着剤50の含浸が十分に進行し十分な接着強度が得られる。 The fiber amount of the aramid fiber sheet can be, for example, 50 g/ m2 or more and 1000 g/ m2 or less. The lower limit is preferably 100 g/ m2 or more, more preferably 180 g/ m2 or more. The upper limit is preferably 800 g/ m2 or less, more preferably 650 g/ m2 or less. When the fiber amount is 50 g/ m2 or more, the tensile strength of the aramid fiber sheet is sufficient. When the fiber amount is 1000 g/ m2 or less, impregnation of the adhesive 50 proceeds sufficiently, and sufficient adhesive strength is obtained.
繊維シート3は、繊維束を1方向に配列して形成された単軸シート(UD材)であってもよいし、繊維束を経糸および緯糸として2軸で織ってなる2軸シート(クロスシート)であってもよい。織り方としては、平織りや綾織、朱子織等といった織物の経糸と緯糸を交差させるパターンが多数あるがそのパターンを限定するものではない。また、2軸シートの場合、2つの単軸シートを繊維束の方向が異なるように積層したシート(積層シート)であってもよい。また、2軸シートの場合、繊維束の方向が直交せず多少傾いてもよい。また、単軸シートや2軸シートを組み合わせて3層以上に積層した多軸シートであってもよい。多軸シートの場合には、異なる種類の繊維シート3(例えばアラミド繊維シートと炭素繊維シート)が積層されてもよい。繊維シート3に接着剤50を含浸させる観点からは、平織りに織ってなる2軸シートが好ましい。すなわち、平織りにより形成される繊維シート3の表面および裏面の凹凸に接着剤が含浸しやすくなる。 The fiber sheet 3 may be a uniaxial sheet (UD material) formed by arranging fiber bundles in one direction, or a biaxial sheet (cross sheet) formed by weaving fiber bundles biaxially as warp and weft threads. There are many weaving patterns in which the warp and weft threads of a woven fabric are crossed, such as plain weave, twill weave, and satin weave, but these patterns are not limited to these. In the case of a biaxial sheet, two uniaxial sheets may be stacked together so that the fiber bundles run in different directions (laminated sheet). In the case of a biaxial sheet, the fiber bundles may run in a slightly tilted direction rather than perpendicularly. A multiaxial sheet may also be formed by stacking three or more layers of uniaxial and biaxial sheets. In the case of a multiaxial sheet, different types of fiber sheets 3 (e.g., aramid fiber sheets and carbon fiber sheets) may be stacked together. From the perspective of impregnating the fiber sheet 3 with adhesive 50, a biaxial sheet woven in a plain weave is preferred. In other words, the plain weave allows the adhesive to more easily penetrate the unevenness on the front and back surfaces of the fiber sheet 3.
<繊維シートの目付>
繊維シート3の目付(または「目付量」ともいう)は、適宜設定されるが、例えば50g/m2以上1000g/m2以下にすることができる。目付の下限は、好ましくは100g/m2以上であり、より好ましくは180g/m2以上である。目付の上限は、好ましくは800g/m2以下であり、より好ましくは650g/m2以下である。
<Weight of fiber sheet>
The basis weight (also referred to as "basis weight") of the fiber sheet 3 is set appropriately, but can be, for example, 50 g/ m2 or more and 1000 g/ m2 or less. The lower limit of the basis weight is preferably 100 g/ m2 or more, more preferably 180 g/ m2 or more. The upper limit of the basis weight is preferably 800 g/ m2 or less, more preferably 650 g/ m2 or less.
目付が50g/m2以上だと、繊維が多くなり、繊維シート3として所望の強度(すなわち裏面破壊を防止することができる強度)が得られる。また、繊維の隙間が広くなりすぎないために、繊維シート3をコンクリート1に取り付けるために必要となる接着剤50が多くなりすぎず、接着剤50の量の増加に伴って硬化時間が長くなることがなく、施工性が向上する。 When the basis weight is 50 g/ m2 or more, the fiber content is increased, and the desired strength (i.e., strength that can prevent back surface damage) of the fiber sheet 3 can be obtained. Furthermore, since the gaps between the fibers are not too wide, the amount of adhesive 50 required to attach the fiber sheet 3 to the concrete 1 is not too large, and the curing time does not increase as the amount of adhesive 50 increases, improving workability.
目付が1000g/m2以下だと、接着剤50が繊維間に含浸しやすくなり所望の接着性を得ることが容易になる。 When the basis weight is 1000 g/m 2 or less, the adhesive 50 easily penetrates between the fibers, making it easier to obtain the desired adhesiveness.
<接着剤(第1接着剤、第2接着剤)>
接着剤50として、下塗り材として第1接着剤51が、上塗り材として第2接着剤52が用いられる。第1接着剤51と第2接着剤52は、同じ種類の接着剤であってもよいし異なってもよい。第1接着剤51と第2接着剤52とがあることで、繊維シート3を通して、第1接着剤51と第2接着剤52とが接触し接着強度が高くなる。なお、繊維シート3の目付が小さい場合には、第2接着剤52の塗布を省くことができる。目付が小さい場合とは、例えば、目付が200g/m2以下の場合をいう。繊維シート3の目付が小さい場合、上述のように繊維間の間隔が広くなるため、第1接着剤51の使用量が多くなるとともに、繊維シート3の表側まで第1接着剤51が染み出てくる場合がある。そのため、下塗り材である第1接着剤51の使用だけで、上塗り材である第2接着剤52を使用した場合と同様の効果が得られる場合がある。そのような場合には、第2接着剤52を省くことができる。
<Adhesives (First Adhesive, Second Adhesive)>
The adhesive 50 includes a first adhesive 51 as an undercoat and a second adhesive 52 as a topcoat. The first adhesive 51 and the second adhesive 52 may be the same or different. The presence of the first adhesive 51 and the second adhesive 52 allows the first adhesive 51 and the second adhesive 52 to come into contact with each other through the fiber sheet 3, increasing adhesive strength. Note that if the fiber sheet 3 has a small basis weight, the application of the second adhesive 52 can be omitted. A small basis weight refers to a basis weight of 200 g/ m² or less, for example. When the fiber sheet 3 has a small basis weight, the spacing between fibers becomes wider as described above, resulting in a larger amount of first adhesive 51 being used and the first adhesive 51 possibly seeping to the front side of the fiber sheet 3. Therefore, the use of the first adhesive 51 as an undercoat alone may achieve the same effect as using the second adhesive 52 as a topcoat. In such cases, the second adhesive 52 can be omitted.
接着剤50の種類とし、(メタ)アクリル系樹脂を含む接着剤((メタ)アクリル樹脂系接着剤)、エポキシ系樹脂を含む接着剤(エポキシ樹脂系接着剤)等を用いることができる。(メタ)アクリル樹脂系接着剤は、(メタ)アクリル酸やその誘導体(メタクリル酸メチル等)を主成分としており、本実施形態では、メタクリル(MMA)系樹脂を含む接着剤(MMA樹脂系接着剤)を含む。第1接着剤51と第2接着剤52とが同じ種類とは、例えば、両方とも同じ種類(成分)のアクリル樹脂系接着剤である場合と、成分が異なるが別種類の(メタ)アクリル樹脂系接着剤である場合とを含む。第1接着剤51と第2接着剤52は、どのような種類のものが選択される場合であっても、所望の接着性・施工性が実現されればよい。 Types of adhesive 50 that can be used include adhesives containing (meth)acrylic resins ((meth)acrylic resin adhesives) and adhesives containing epoxy resins (epoxy resin adhesives). (Meth)acrylic resin adhesives have (meth)acrylic acid or its derivatives (such as methyl methacrylate) as their main component, and in this embodiment, they include an adhesive containing methacrylic (MMA) resin (MMA resin adhesive). The first adhesive 51 and the second adhesive 52 being of the same type include, for example, cases where both are acrylic resin adhesives of the same type (components) and cases where they are different types of (meth)acrylic resin adhesives but with different components. Regardless of the type of adhesive selected for first adhesive 51 and second adhesive 52, it is sufficient that the desired adhesion and workability are achieved.
[(メタ)アクリル系モノマーおよびそのオリゴマー]
本実施形態は(メタ)アクリル系接着剤成分として、単官能、2官能または3官能以上の(メタ)アクリル系モノマーや、これらの(メタ)アクリル系モノマーが複数個結合した(メタ)アクリルオリゴマーを含有する。(メタ)アクリル系接着剤成分はラジカル重合可能な成分である。
[(Meth)acrylic Monomers and Oligomers Thereof]
In this embodiment, the (meth)acrylic adhesive component contains a monofunctional, difunctional, trifunctional or higher functional (meth)acrylic monomer or a (meth)acrylic oligomer in which a plurality of such (meth)acrylic monomers are bonded. The (meth)acrylic adhesive component is a radically polymerizable component.
(メタ)アクリル系モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸またはその誘導体、(メタ)アクリルアミドまたはその誘導体等が挙げられ、1種または2種以上を混合して用いてもよい。 (Meth)acrylic monomers include, for example, (meth)acrylic acid or its derivatives, (meth)acrylamide or its derivatives, etc., and these may be used alone or in combination of two or more.
上記の(メタ)アクリル酸誘導体としては、例えば、次のようなものが挙げられる。 Examples of the above-mentioned (meth)acrylic acid derivatives include the following:
(i)以下の式(1)で表される単量体。
Z-O-R1 (1)
(式中、Zは(メタ)アクリロイル基、CH2=CHCOOCH2-CH(OH)CH2O-基またはCH2=C(CH3)COOCH2-CH(OH)CH2O-基を示し、R1は水素、炭素数1~20のアルキル基、シクロアルキル基、ベンジル基、フェニル基、テトラヒドロフルフリル基、グリシジル基、ジシクロペンチル基、ジシクロペンテニル基、(メタ)アクリロイル基およびイソボルニル基を示す)
(i) A monomer represented by the following formula (1):
Z-O-R 1 (1)
(wherein Z represents a (meth)acryloyl group, a CH 2 ═CHCOOCH 2 —CH(OH)CH 2 O— group, or a CH 2 ═C(CH 3 )COOCH 2 —CH(OH)CH 2 O— group, and R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group, a benzyl group, a phenyl group, a tetrahydrofurfuryl group, a glycidyl group, a dicyclopentyl group, a dicyclopentenyl group, a (meth)acryloyl group, or an isobornyl group.)
このような単量体としては例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンチル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニル、グリセロール(メタ)アクリレート、グリセロールジ(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレートおよび(メタ)アクリル酸等が挙げられる。 Examples of such monomers include methyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth)acrylate, dicyclopentyl (meth)acrylate, dicyclopentenyl (meth)acrylate, glycerol (meth)acrylate, glycerol di(meth)acrylate, isobornyl (meth)acrylate, and (meth)acrylic acid.
(ii)以下の式(2)で表される単量体。
Z-O-(R2O)p-R1 (2)
(式中、ZおよびR1は前述の通りである。R2は-C2H4-、-C3H6-、-CH2CH(CH3)-、-C4H8-または-C6H12-を示し、pは1~25の整数を表す)
(ii) A monomer represented by the following formula (2):
Z-O-(R 2 O) p -R 1 (2)
(wherein Z and R 1 are as defined above; R 2 represents —C 2 H 4 —, —C 3 H 6 —, —CH 2 CH(CH 3 )—, —C 4 H 8 — or —C 6 H 12 —; and p represents an integer of 1 to 25.)
このような単量体としては例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレートおよび1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。 Examples of such monomers include 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, ethoxyethyl (meth)acrylate, polyethylene glycol (meth)acrylate, phenoxyethyl (meth)acrylate, dicyclopentenyloxyethyl (meth)acrylate, phenoxydiethylene glycol (meth)acrylate, tripropylene glycol di(meth)acrylate, and 1,6-hexanediol di(meth)acrylate.
(iii)以下の式(3)で表される単量体。 (iii) A monomer represented by the following formula (3):
このような単量体としては例えば、2,2-ビス(4-(メタ)アクリロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-(メタ)アクリロキシエトキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-(メタ)アクリロキシジエトキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-(メタ)アクリロキシプロポキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-(メタ)アクリロキシテトラエトキシフェニル)プロパンおよび2,2-ビス(4-(メタ)アクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン等が挙げられる。 Examples of such monomers include 2,2-bis(4-(meth)acryloxyphenyl)propane, 2,2-bis(4-(meth)acryloxyethoxyphenyl)propane, 2,2-bis(4-(meth)acryloxydiethoxyphenyl)propane, 2,2-bis(4-(meth)acryloxypropoxyphenyl)propane, 2,2-bis(4-(meth)acryloxytetraethoxyphenyl)propane, and 2,2-bis(4-(meth)acryloxypolyethoxyphenyl)propane.
(iv)上記(i)、(ii)または(iii)記載の単量体に含まれない多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル。 (iv) A (meth)acrylic acid ester of a polyhydric alcohol not included in the monomers described in (i), (ii), or (iii) above.
このような単量体としては例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレートおよびジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる。 Examples of such monomers include trimethylolpropane tri(meth)acrylate, neopentyl glycol di(meth)acrylate, pentaerythritol tetra(meth)acrylate, and dipentaerythritol hexa(meth)acrylate.
(v)(メタ)アクリロイルオキシ基を有するウレタンプレポリマー。
このような単量体は、例えば水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステル、有機ポリイソシアネートおよび多価アルコールを反応することにより得られる。
(v) A urethane prepolymer having a (meth)acryloyloxy group.
Such a monomer can be obtained, for example, by reacting a (meth)acrylic acid ester having a hydroxyl group, an organic polyisocyanate, and a polyhydric alcohol.
ここで水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステルとしては例えば、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピルおよび(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル等が挙げられる。 Here, examples of (meth)acrylic acid esters having a hydroxyl group include hydroxyethyl (meth)acrylate, hydroxypropyl (meth)acrylate, and hydroxybutyl (meth)acrylate.
上記の有機ポリイソシアネートとしては例えば、トルエンジイソシアネート、4,4-ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートおよびイソホロンジイソシアネート等が挙げられる。 Examples of the organic polyisocyanates include toluene diisocyanate, 4,4-diphenylmethane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, and isophorone diisocyanate.
上記の多価アルコールとしては例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールおよびポリエステルポリオール等が挙げられる。 Examples of the polyhydric alcohols include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, and polyester polyols.
上記の(i)~(v)の単量体は、1種または2種以上を使用することができる。これらの中では、接着性が大きく、接着後の被着体の接着歪みが小さい点で、(i)と(iii)からなる群の1種または2種以上が好ましく、(i)と(iii)を併用することがより好ましい。(i)と(iii)を併用した場合、その組成比は質量比で(i):(iii)=50~95:5~50が好ましく、60~80:20~40がより好ましい。 The above monomers (i) to (v) can be used singly or in combination. Of these, one or more of the group consisting of (i) and (iii) are preferred, as they provide high adhesiveness and little adhesive distortion on the adherend after bonding, and it is even more preferable to use (i) and (iii) in combination. When (i) and (iii) are used in combination, the composition ratio by mass of (i):(iii) is preferably 50-95:5-50, and more preferably 60-80:20-40.
[エポキシ系モノマーおよびそのオリゴマー]
本実施形態はエポキシ系接着剤成分として、エポキシ系モノマー、またはこれらのエポキシ系モノマーが複数個結合したエポキシオリゴマーを含有してもよい。
[Epoxy Monomers and Their Oligomers]
In this embodiment, the epoxy adhesive component may contain an epoxy monomer or an epoxy oligomer in which a plurality of such epoxy monomers are bonded together.
エポキシ系モノマーとしては、例えば、ビスフェノールA系、ビスフェノールF系、ビスフェノールAD系、ブロム含有ビスフェノールA系等のビスフェノール系、フェノールノボラック系、クレゾールノボラック系、ポリフェノール系、直鎖脂肪族系、ブタジエン系、ウレタン等のグリシジルエステル型エポキシモノマー;ヘキサヒドロフタル酸グリシジルエステル、ダイマー型グリシジルエステル、芳香族系、環状脂肪族系等の脂肪族グリシジルエステル型のエポキシモノマー;エステル系、高分子量エーテルエステル系、エーテルエステル系、ブロム系ノボラック系等のメチル置換型エポキシモノマー;複素環型のエポキシモノマー;トリグリシジルイソシアヌレート、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン等のグリシジルアミン型のエポキシモノマー;エポキシ化ポリブタジエン、エポキシ大豆油等の線状脂肪族型エポキシモノマー;環状脂肪族型エポキシモノマー、ナフタレン系ノボラック型エポキシモノマー;ジグリシジルオキシナフタレン型エポキシモノマー等が挙げられる。これらのエポキシ系モノマーは、1種または2種以上を混合して用いてもよい。 Epoxy monomers include, for example, glycidyl ester-type epoxy monomers such as bisphenols (e.g., bisphenol A, bisphenol F, bisphenol AD, and bromine-containing bisphenol A), phenol novolacs, cresol novolacs, polyphenols, linear aliphatic, butadiene, and urethane; aliphatic glycidyl ester-type epoxy monomers (e.g., hexahydrophthalic acid glycidyl ester, dimer glycidyl ester, aromatic, and cyclic aliphatic); methyl-substituted epoxy monomers (e.g., esters, high-molecular-weight ether esters, ether esters, and bromine novolacs); heterocyclic epoxy monomers; glycidyl amine-type epoxy monomers (e.g., triglycidyl isocyanurate and tetraglycidyldiaminodiphenylmethane); linear aliphatic epoxy monomers (e.g., epoxidized polybutadiene and epoxy soybean oil); cyclic aliphatic epoxy monomers, naphthalene novolac-type epoxy monomers; and diglycidyloxynaphthalene-type epoxy monomers. These epoxy-based monomers may be used alone or in combination of two or more.
<エラストマー(B)>
本実施形態において、エラストマー(B)を用いることにより、接着剤組成物の靭性を高め、密着性、接着性を向上させることができる。また、エラストマー(B)は反応成分(A)に可溶であることが好適である。
<Elastomer (B)>
In this embodiment, the use of the elastomer (B) can increase the toughness of the adhesive composition and improve its adhesion and bonding properties. In addition, it is preferable that the elastomer (B) is soluble in the reactive component (A).
エラストマー(B)としては、メチル(メタ)アクリレート・ブタジエン・スチレン共重合(MBS樹脂等)、ブタジエンゴム、ブタジエン・(メタ)アクリロニトリル共重合体(NBR(ニトリルゴム)等)、メチル(メタ)アクリレート・(メタ)アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体(MABS樹脂等)等の(メタ)アクリロニトリル共重合体、および変性ポリビニルアルコールからなる群から選択される1種または2種以上を挙げることができる。なかでも、相溶性の点から、ブタジエン・(メタ)アクリロニトリル共重合体、メチル(メタ)アクリレート・ブタジエン・スチレン共重合体、メチル(メタ)アクリレート・(メタ)アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体からなる群の1種または2種以上が好ましく、ブタジエン・(メタ)アクリロニトリル共重合体、メチル(メタ)アクリレート・(メタ)アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体からなる群の1種または2種以上がより好ましく、ブタジエン・(メタ)アクリロニトリル共重合体、メチル(メタ)アクリレート・(メタ)アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体を併用することがさらに好ましい。ブタジエン・(メタ)アクリロニトリル共重合体、メチル(メタ)アクリレート・(メタ)アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体を併用する場合、その併用割合は、ブタジエン・(メタ)アクリロニトリル共重合体、メチル(メタ)アクリレート・(メタ)アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体の合計100質量部中、ブタジエン・(メタ)アクリロニトリル共重合体:メチル(メタ)アクリレート・(メタ)アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体=10~90:10~90が好ましく、25~75:25~75がより好ましく、40~60:40~60がさらに好ましい。 Examples of elastomer (B) include one or more selected from the group consisting of methyl (meth)acrylate-butadiene-styrene copolymers (MBS resin, etc.), butadiene rubber, butadiene-(meth)acrylonitrile copolymers (NBR (nitrile rubber), etc.), (meth)acrylonitrile copolymers such as methyl (meth)acrylate-(meth)acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers (MABS resin, etc.), and modified polyvinyl alcohol. Among these, from the viewpoint of compatibility, one or more members selected from the group consisting of butadiene-(meth)acrylonitrile copolymer, methyl (meth)acrylate-butadiene-styrene copolymer, and methyl (meth)acrylate-(meth)acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer are preferred, one or more members selected from the group consisting of butadiene-(meth)acrylonitrile copolymer, and methyl (meth)acrylate-(meth)acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer are more preferred, and it is even more preferred to use a butadiene-(meth)acrylonitrile copolymer and a methyl (meth)acrylate-(meth)acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer in combination. When butadiene-(meth)acrylonitrile copolymer and methyl (meth)acrylate-(meth)acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer are used in combination, the ratio of butadiene-(meth)acrylonitrile copolymer:methyl (meth)acrylate-(meth)acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer is preferably 10-90:10-90, more preferably 25-75:25-75, and even more preferably 40-60:40-60, per 100 parts by mass of the butadiene-(meth)acrylonitrile copolymer and methyl (meth)acrylate-(meth)acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer combined.
反応成分(A)と、エラストマー(B)との合計含有量100質量部に対する、エラストマー(B)の含有量は、好ましくは15~35質量部であり、より好ましくは15~30質量部であり、さらに好ましくは15~28質量部である。
当該エラストマー(B)の含有量を、上記下限値以上とすることにより、応力緩和性が良好になる。一方、当該エラストマー(B)の含有量を上記上限値以下とすることにより、塗工性が良好になる。
The content of the elastomer (B) relative to 100 parts by mass of the total content of the reaction component (A) and the elastomer (B) is preferably 15 to 35 parts by mass, more preferably 15 to 30 parts by mass, and even more preferably 15 to 28 parts by mass.
By setting the content of the elastomer (B) to the above lower limit or more, the stress relaxation property becomes good, while by setting the content of the elastomer (B) to the above upper limit or less, the coatability becomes good.
本実施形態の接着剤組成物は、さらに以下の成分を含んでもよい。 The adhesive composition of this embodiment may further contain the following components:
<重合開始剤(C)>
本実施形態の接着剤組成物は、反応成分(A)を反応させるための重合開始剤(C)を含有することが好ましい。
なかでも重合開始剤(C)としては、ラジカル重合開始剤が好ましい。ラジカル重合開始剤としては、有機過酸化物が好ましい。有機過酸化物は、加熱によって分解して遊離ラジカルを発生し、(メタ)アクリル系モノマーおよびそのオリゴマーへの付加反応を起こすことで、接着剤の硬化を促進させることができる。
有機過酸化物としては、本実施形態の接着剤組成物の貯蔵安定性を向上させる点から、1時間の半減期を得るための分解温度(1時間半減期温度)が100℃以上のものを用いることが好ましい。
有機過酸化物としては、例えば、t-ブチルパーオキシベンゾエート(1時間半減期温度:125℃)、t-ブチルパーオキシアセテート(1時間半減期温度:121℃)、t-ブチルパーオキシラウレート(1時間半減期温度:118℃)等のパーオキシエステル類、1,1-ジ(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキサン(1時間半減期温度:111℃)、1,1-ジ(t-ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン(1時間半減期温度:107℃)等のパーオキシケタール類、p-メンタンハイドロパーオキサイド(1時間半減期温度:151℃)、クメンハイドロパーオキサイド(1時間半減期温度:188℃)、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド(1時間半減期温度:173℃)等のハイドロパーオキサイド類を挙げることができる。なかでも、安定性の点で、クメンハイドロパーオキサイドが好ましい。
<Polymerization initiator (C)>
The adhesive composition of this embodiment preferably contains a polymerization initiator (C) for reacting the reactive component (A).
Among these, a radical polymerization initiator is preferred as the polymerization initiator (C). An organic peroxide is preferred as the radical polymerization initiator. The organic peroxide decomposes upon heating to generate free radicals, which cause an addition reaction with the (meth)acrylic monomer and its oligomer, thereby accelerating the curing of the adhesive.
In order to improve the storage stability of the adhesive composition of the present embodiment, it is preferable to use an organic peroxide whose decomposition temperature for obtaining a half-life of one hour (one-hour half-life temperature) is 100°C or higher.
Examples of organic peroxides include peroxyesters such as t-butyl peroxybenzoate (1-hour half-life temperature: 125°C), t-butyl peroxyacetate (1-hour half-life temperature: 121°C), and t-butyl peroxylaurate (1-hour half-life temperature: 118°C); peroxyketals such as 1,1-di(t-butylperoxy)cyclohexane (1-hour half-life temperature: 111°C) and 1,1-di(t-hexylperoxy)cyclohexane (1-hour half-life temperature: 107°C); and hydroperoxides such as p-menthane hydroperoxide (1-hour half-life temperature: 151°C), cumene hydroperoxide (1-hour half-life temperature: 188°C), and diisopropylbenzene hydroperoxide (1-hour half-life temperature: 173°C). Among these, cumene hydroperoxide is preferred from the viewpoint of stability.
重合開始剤(C)の含有量は、反応成分(A)100質量部に対して0.1~20質量部が好ましく、1~10質量部がより好ましく、1.2~8質量部がさらに好ましい。
重合開始剤(C)の含有量を上記下限値以上とすることにより、硬化速度を向上しやすくなる。一方、重合開始剤(C)の含有量を上記上限値以下とすることにより、良好な貯蔵安定性が保持できる。
The content of the polymerization initiator (C) is preferably 0.1 to 20 parts by mass, more preferably 1 to 10 parts by mass, and even more preferably 1.2 to 8 parts by mass, per 100 parts by mass of the reaction component (A).
By setting the content of the polymerization initiator (C) to the above lower limit or more, the curing rate can be easily improved, while by setting the content of the polymerization initiator (C) to the above upper limit or less, good storage stability can be maintained.
[還元剤(D)]
還元剤(D)は、重合開始剤(C)と反応し、ラジカルを発生するものであればよく、公知の還元剤を使用できる。還元剤(D)としては、例えば、第3級アミン、チオ尿素誘導体および遷移金属塩等が挙げられる。
[Reducing agent (D)]
The reducing agent (D) may be any known reducing agent that reacts with the polymerization initiator (C) to generate radicals, and examples of the reducing agent (D) include tertiary amines, thiourea derivatives, and transition metal salts.
上記の第3級アミンとしては例えば、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミンおよびN,N-ジメチルパラトルイジン等が挙げられる。
上記のチオ尿素誘導体としては例えば、2-メルカプトベンズイミダゾール、メチルチオ尿素、ジブチルチオ尿素、テトラメチルチオ尿素およびエチレンチオ尿素等が挙げられる。
上記の遷移金属塩としては、例えば、オクチル酸コバルト、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸銅およびバナジルアセチルアセトナート等が挙げられる。これらの中では、反応性の点で、遷移金属塩が好ましい。遷移金属塩の中では、オクチル酸コバルトがより好ましい。
Examples of the tertiary amine include triethylamine, tripropylamine, tributylamine, and N,N-dimethyl-p-toluidine.
Examples of the thiourea derivatives include 2-mercaptobenzimidazole, methylthiourea, dibutylthiourea, tetramethylthiourea, and ethylenethiourea.
Examples of the transition metal salt include cobalt octoate, cobalt naphthenate, copper naphthenate, and vanadyl acetylacetonate. Among these, transition metal salts are preferred in terms of reactivity. Among the transition metal salts, cobalt octoate is more preferred.
還元剤(D)の含有量は、反応成分(A)100質量部に対して0.05~15質量部が好ましく、0.5~5質量部がより好ましい。
還元剤(D)の含有量を上記下限値以上とすることにより、硬化速度を高めることができる。一方、還元剤(D)の含有量を上記上限値以下とすることにより、保管時に硬化が進んでしまうことを抑制し、良好な貯蔵安定性を保持できる。
The content of the reducing agent (D) is preferably 0.05 to 15 parts by mass, more preferably 0.5 to 5 parts by mass, per 100 parts by mass of the reaction component (A).
By setting the content of the reducing agent (D) to the above lower limit or more, the curing rate can be increased, while by setting the content of the reducing agent (D) to the above upper limit or less, the progress of curing during storage can be suppressed, and good storage stability can be maintained.
<硬化剤または硬化促進剤>
本実施形態の接着剤組成物が、エポキシ系モノマーおよびそのオリゴマーを含む場合、これらを硬化または効果を促進させるための硬化剤または硬化促進剤を用いることができる。
硬化剤または硬化促進剤は、エポキシ樹脂の硬化用に一般的に用いられるものを広く用いることができ、例えば、酸無水物、フェノ-ル性水酸基含有樹脂、リン化合物、イミダゾール化合物、ポリアミン化合物、アミド化合物、イミダゾリン化合物、尿素系化合物、有機酸金属塩、ルイス酸、アミン錯塩等が挙げられる。
上記の酸無水物としては、例えば、オクテニル無水コハク酸、ドデセニル無水コハク酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラブロモ無水フタル酸、無水ハイミック酸、無水メチルナジック酸、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸等が挙げられる。
<Curing agent or curing accelerator>
When the adhesive composition of the present embodiment contains an epoxy-based monomer and an oligomer thereof, a curing agent or curing accelerator can be used to accelerate the curing or curing effect of these.
The curing agent or curing accelerator can be a wide variety of those generally used for curing epoxy resins, and examples thereof include acid anhydrides, phenolic hydroxyl group-containing resins, phosphorus compounds, imidazole compounds, polyamine compounds, amide compounds, imidazoline compounds, urea compounds, organic acid metal salts, Lewis acids, and amine complex salts.
Examples of the acid anhydride include octenyl succinic anhydride, dodecenyl succinic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, tetrabromophthalic anhydride, himic anhydride, methylnadic anhydride, and trialkyltetrahydrophthalic anhydride.
上記のフェノ-ル性水酸基含有樹脂としては、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエンフェノール付加型樹脂、フェノールアラルキル樹脂(ザイロック樹脂)、ナフトールアラルキル樹脂、トリメチロールメタン樹脂、テトラフェニロールエタン樹脂、ナフトールノボラック樹脂、ナフトール-フェノール共縮ノボラック樹脂、ナフトール-クレゾール共縮ノボラック樹脂、ビフェニル変性フェノール樹脂(ビスメチレン基でフェノール核が連結された多価フェノール化合物)、ビフェニル変性ナフトール樹脂(ビスメチレン基でフェノール核が連結された多価ナフトール化合物)、アミノトリアジン変性フェノール樹脂(メラミン、ベンゾグアナミン等でフェノール核が連結された多価フェノール化合物)やアルコキシ基含有芳香環変性ノボラック樹脂(ホルムアルデヒドでフェノール核およびアルコキシ基含有芳香環が連結された多価フェノール化合物)等の多価フェノール化合物が挙げられる。 Examples of the phenolic hydroxyl group-containing resins include polyphenol compounds such as phenol novolac resin, cresol novolac resin, aromatic hydrocarbon formaldehyde resin-modified phenolic resin, dicyclopentadiene phenol adduct resin, phenol aralkyl resin (Xyloc resin), naphthol aralkyl resin, trimethylolmethane resin, tetraphenylolethane resin, naphthol novolac resin, naphthol-phenol co-condensed novolac resin, naphthol-cresol co-condensed novolac resin, biphenyl-modified phenolic resin (a polyphenol compound in which phenol nuclei are linked by bismethylene groups), biphenyl-modified naphthol resin (a polyphenol compound in which phenol nuclei are linked by bismethylene groups), aminotriazine-modified phenolic resin (a polyphenol compound in which phenol nuclei are linked by melamine, benzoguanamine, etc.), and alkoxy group-containing aromatic ring-modified novolac resin (a polyphenol compound in which phenol nuclei and alkoxy group-containing aromatic rings are linked by formaldehyde).
上記のリン化合物は、例えば、エチルホスフィン、ブチルホスフィン等のアルキルホスフィン、フェニルホスフィン等の第1ホスフィン;ジメチルホスフィン、ジプロピルホスフィン等のジアルキルホスフィン;ジフェニルホスフィン、メチルエチルホスフィン等の第2ホスフィン;トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリフェニルホスフィン等の第3ホスフィン、リン酸エステル等が挙げられる。 Examples of the phosphorus compounds include alkyl phosphines such as ethylphosphine and butylphosphine, primary phosphines such as phenylphosphine, dialkyl phosphines such as dimethylphosphine and dipropylphosphine, secondary phosphines such as diphenylphosphine and methylethylphosphine, tertiary phosphines such as trimethylphosphine, triethylphosphine and triphenylphosphine, and phosphate esters.
上記のイミダゾール化合物は、例えば、イミダゾール、1-メチルイミダゾール、2-メチルイミダゾール、3-メチルイミダゾール、4-メチルイミダゾール、5-メチルイミダゾール、1-エチルイミダゾール、2-エチルイミダゾール、3-エチルイミダゾール、4-エチルイミダゾール、5-エチルイミダゾール、1-n-プロピルイミダゾール、2-n-プロピルイミダゾール、1-イソプロピルイミダゾール、2-イソプロピルイミダゾール、1-n-ブチルイミダゾール、2-n-ブチルイミダゾール、1-イソブチルイミダゾール、2-イソブチルイミダゾール、2-ウンデシル-1H-イミダゾール、2-ヘプタデシル-1H-イミダゾール、1,2-ジメチルイミダゾール、1,3-ジメチルイミダゾール、2,4-ジメチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、1-フェニルイミダゾール、2-フェニル-1H-イミダゾール、4-メチル-2-フェニル-1H-イミダゾール、2-フェニル-4-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-エチル-4-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾール、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール、2-フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、2-メチルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール、2-フェニル-4-メチル-5-ヒドロキシメチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-フェニル-4,5-ジ(2-シアノエトキシ)メチルイミダゾール、1-ドデシル-2-メチル-3-ベンジルイミダゾリウムクロライド、1-ベンジル-2-フェニルイミダゾール塩酸塩等が挙げられる。
硬化剤または硬化促進剤は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Examples of the imidazole compound include imidazole, 1-methylimidazole, 2-methylimidazole, 3-methylimidazole, 4-methylimidazole, 5-methylimidazole, 1-ethylimidazole, 2-ethylimidazole, 3-ethylimidazole, 4-ethylimidazole, 5-ethylimidazole, 1-n-propylimidazole, 2-n-propylimidazole, 1-isopropylimidazole, 2- Isopropylimidazole, 1-n-butylimidazole, 2-n-butylimidazole, 1-isobutylimidazole, 2-isobutylimidazole, 2-undecyl-1H-imidazole, 2-heptadecyl-1H-imidazole, 1,2-dimethylimidazole, 1,3-dimethylimidazole, 2,4-dimethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 1-phenylimidazole, 2-phenyl-1H-imidazole Imidazole, 4-methyl-2-phenyl-1H-imidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-benzyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, 2-phenylimidazole socyanuric acid adduct, 2-methylimidazole isocyanuric acid adduct, 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenyl-4,5-di(2-cyanoethoxy)methylimidazole, 1-dodecyl-2-methyl-3-benzylimidazolium chloride, 1-benzyl-2-phenylimidazole hydrochloride, and the like.
The curing agent or curing accelerator may be used alone or in combination of two or more kinds.
硬化剤の含有量は硬化剤の官能基当量および選択した反応成分(A)の反応性基当量(例えば、エポキシ系モノマーおよびそのオリゴマーの場合はエポキシ当量)を元に計算される。一般的には、硬化剤または硬化促進剤の含有量は、例えば、エポキシ系モノマーおよびそのオリゴマー100質量部に対して0.1~20質量部が好ましく、1~10質量部がより好ましく、2~8質量部がさらに好ましい。
硬化剤または硬化促進剤の含有量を、上記下限値以上とすることにより、良好な硬化が得られる。一方、硬化剤または硬化促進剤の含有量を、上記上限値以下とすることにより、接着剤組成物によって得られる接着層の保存安定性を良好にできる。
The content of the curing agent is calculated based on the functional group equivalent of the curing agent and the reactive group equivalent of the selected reaction component (A) (for example, the epoxy equivalent in the case of an epoxy-based monomer and its oligomer). Generally, the content of the curing agent or curing accelerator is, for example, preferably 0.1 to 20 parts by mass, more preferably 1 to 10 parts by mass, and even more preferably 2 to 8 parts by mass, per 100 parts by mass of the epoxy-based monomer and its oligomer.
By setting the content of the curing agent or curing accelerator to the above lower limit or more, good curing can be achieved, whereas by setting the content of the curing agent or curing accelerator to the above upper limit or less, the storage stability of the adhesive layer obtained from the adhesive composition can be improved.
<その他>
本実施形態の接着剤組成物は、上記の成分の他、パラフィン類、酸化防止剤、重合禁止剤、無機微粒子、無機フィラー、紫外線吸収剤、シリコン系添加剤、フッ素系添加剤、難燃剤、可塑剤、シランカップリング剤、有機ビーズ、脱泡剤、防曇剤、着色剤、および有機溶剤等を含有していてもよい。これら各種成分は所望の性能に応じて任意の量を添加してよい。
<Others>
In addition to the above components, the adhesive composition of the present embodiment may contain paraffins, antioxidants, polymerization inhibitors, inorganic fine particles, inorganic fillers, ultraviolet absorbers, silicon-based additives, fluorine-based additives, flame retardants, plasticizers, silane coupling agents, organic beads, defoamers, anti-fogging agents, colorants, organic solvents, etc. These various components may be added in any amount depending on the desired performance.
[接着剤の製造方法]
本実施形態の接着剤組成物は、上記の各種の成分を、ポットミル、ボールミル、ビーズミル、ロールミル、ホモジナイザー、スーパーミル、ホモディスパー、プラネタリーミキサー、万能ミキサー、バンバリーミキサー、ニーダー等を用いて均一に混合することにより調製することができる。
混合方法は、原料成分に応じて適宜設定され、各成分を一括で混合する方法、任意の成分を混合した後、残りの成分を一括または順次混合する方法等、種々の方法を採用することができる。また、混合時の攪拌速度、攪拌時間、温度等の設定も、原料に応じて適宜調整される。
[Method of manufacturing adhesive]
The adhesive composition of the present embodiment can be prepared by uniformly mixing the various components described above using a pot mill, ball mill, bead mill, roll mill, homogenizer, super mill, homodisper, planetary mixer, universal mixer, Banbury mixer, kneader, or the like.
The mixing method is appropriately determined depending on the raw material components, and various methods can be used, such as a method of mixing all the components at once, a method of mixing any components and then mixing the remaining components at once or sequentially, etc. In addition, the stirring speed, stirring time, temperature, etc. during mixing are also appropriately adjusted depending on the raw materials.
[使用態様]
本実施形態の本発明の実施態様として、好ましくは、二剤型の接着剤組成物として使用することが挙げられる。二剤型については、本実施形態の接着剤組成物の必須成分全てを貯蔵中は混合せず、接着剤組成物を第一剤および第二剤に分け、第一剤に重合開始剤を、第二剤に還元剤を別々に貯蔵する。二剤型は貯蔵安定性に優れる点で好ましい。この場合、両剤を同時にまたは別々に塗布して接触、硬化することによって、二剤型の接着剤組成物として使用できる。
[Usage]
A preferred embodiment of the present invention is the use of a two-component adhesive composition. In the two-component type, all of the essential components of the adhesive composition of this embodiment are not mixed during storage, but the adhesive composition is separated into a first component and a second component, with the polymerization initiator stored in the first component and the reducing agent stored in the second component separately. The two-component type is preferred because of its excellent storage stability. In this case, the two components can be applied simultaneously or separately, brought into contact with each other, and cured to form a two-component adhesive composition.
<接着剤(第1接着剤、第2接着剤)の塗布量>
接着剤50の塗布量は、100g/m2以上1500g/m2以下である。接着剤50の塗布量の下限値は、好ましくは150g/m2以上であり、より好ましくは200g/m2以上である。上限値は、好ましくは1300g/m2以下であり、より好ましくは1000g/m2以下である。
<Amount of adhesive (first adhesive, second adhesive) applied>
The amount of adhesive 50 applied is 100 g/ m2 or more and 1500 g/ m2 or less. The lower limit of the amount of adhesive 50 applied is preferably 150 g/ m2 or more, and more preferably 200 g/ m2 or more. The upper limit is preferably 1300 g/ m2 or less, and more preferably 1000 g/ m2 or less.
接着剤50の塗布量は、第1接着剤51と第2接着剤52の塗布量の合計とすることができる。すなわち、第1接着剤51の塗布量と第2接着剤52の塗布量の合計が、上記接着剤50の塗布量の範囲にある。具体的には、第1接着剤51の塗布量Aは100g/m2以上1000g/m2以下である。第1接着剤51の塗布量Aの下限は、好ましくは150g/m2以上であり、より好ましくは200g/m2以上である。上限は、好ましくは900g/m2以下であり、より好ましくは800g/m2以下である。 The application amount of the adhesive 50 can be the sum of the application amounts of the first adhesive 51 and the second adhesive 52. In other words, the sum of the application amounts of the first adhesive 51 and the second adhesive 52 is within the above-mentioned range of the application amount of the adhesive 50. Specifically, the application amount A of the first adhesive 51 is 100 g/ m² or more and 1000 g/ m² or less. The lower limit of the application amount A of the first adhesive 51 is preferably 150 g/ m² or more, and more preferably 200 g/ m² or more. The upper limit is preferably 900 g/ m² or less, and more preferably 800 g/ m² or less.
第2接着剤52の塗布量Bは0g/m2以上1500g/m2以下である。
第2接着剤52の塗布量Bの下限値は、好ましくは50g/m2以上であり、より好ましくは100g/m2以上である。上限は、好ましくは1300g/m2以下であり、より好ましくは1000g/m2以下である。
The application amount B of the second adhesive 52 is 0 g/m 2 or more and 1500 g/m 2 or less.
The lower limit of the application amount B of the second adhesive 52 is preferably 50 g/ m2 or more, and more preferably 100 g/ m2 or more. The upper limit is preferably 1300 g/ m2 or less, and more preferably 1000 g/ m2 or less.
第1接着剤51の塗布量であるAkg/m2と、第2接着剤52の塗布量であるBkg/m2との比B/Aは0以上4.0以下である。比B/Aの下限は、好ましくは0.1以上であり、より好ましくは0.2以上である。比B/Aの上限は、好ましくは3.0以下であり、より好ましくは2.5以下である。 The ratio B/A of the application amount A kg/ m2 of the first adhesive 51 to the application amount B kg/ m2 of the second adhesive 52 is 0 or more and 4.0 or less. The lower limit of the ratio B/A is preferably 0.1 or more, and more preferably 0.2 or more. The upper limit of the ratio B/A is preferably 3.0 or less, and more preferably 2.5 or less.
第1接着剤51の塗布量Aや第2接着剤52の塗布量Bは、繊維シート3の目付に応じて適宜調整され、例えば次のように設定することができる。
繊維シート3の目付量が小さい場合(例えば50~200g/m2)、第1接着剤51の塗布量Aは100g/m2以上600g/m2以下とし、第2接着剤52の塗布量Bは0g/m2以上600g/m2以下とする。さらに、第1接着剤51の塗布量Aと第2接着剤52の塗布量Bの合計(すなわち接着剤50の塗布量)は上述の100g/m2以上1500g/m2以下とし、比B/Aを0以上4.0以下にする。
The application amount A of the first adhesive 51 and the application amount B of the second adhesive 52 are appropriately adjusted depending on the basis weight of the fiber sheet 3, and can be set, for example, as follows.
When the basis weight of the fiber sheet 3 is small (for example, 50 to 200 g/ m2 ), the application amount A of the first adhesive 51 is set to 100 g/ m2 or more and 600 g/ m2 or less, and the application amount B of the second adhesive 52 is set to 0 g/ m2 or more and 600 g/ m2 or less. Furthermore, the sum of the application amount A of the first adhesive 51 and the application amount B of the second adhesive 52 (i.e., the application amount of the adhesive 50) is set to the above-mentioned 100 g/ m2 or more and 1500 g/ m2 or less, and the ratio B/A is set to 0 or more and 4.0 or less.
繊維シート3の目付量が小さい場合、繊維間隔が広く繊維シート3の表面に第1接着剤51が染み出る場合があるため、そのような場合は、上塗り材である第2接着剤52の塗布量は省いたり少なくしたりする。一方、繊維シート3の目付量が小さい場合であっても、繊維シート3が薄く表面が均一の構造の場合には、繊維シート3の表面に第1接着剤51が染み出るとは限らない。そのような場合には、一定量の第2接着剤52を塗布する。繊維シート3の表面が均一である場合、表面を均す必要性が低いため第2接着剤52を塗布量は少なくてもよい。 When the fiber sheet 3 has a small basis weight, the spacing between fibers is large and the first adhesive 51 may seep onto the surface of the fiber sheet 3. In such cases, the amount of second adhesive 52 applied as a topcoat is omitted or reduced. On the other hand, even when the fiber sheet 3 has a small basis weight, if the fiber sheet 3 is thin and has a uniform surface structure, the first adhesive 51 may not necessarily seep onto the surface of the fiber sheet 3. In such cases, a certain amount of second adhesive 52 is applied. If the surface of the fiber sheet 3 is uniform, there is less need to smooth the surface, so the amount of second adhesive 52 applied may be reduced.
繊維シート3の目付量が中程度の場合(例えば200~500g/m2)、第1接着剤51の塗布量Aは300g/m2以上800g/m2以下とし、第2接着剤52の塗布量Bは0g/m2以上1300g/m2以下とする。さらに、第1接着剤51の塗布量Aと第2接着剤52の塗布量Bの合計(すなわち接着剤50の塗布量)は上述の100g/m2以上1500g/m2以下とし、比B/Aを0以上4.0以下にする。 When the basis weight of the fiber sheet 3 is medium (for example, 200 to 500 g/ m2 ), the application amount A of the first adhesive 51 is set to 300 g/ m2 or more and 800 g/ m2 or less, and the application amount B of the second adhesive 52 is set to 0 g/ m2 or more and 1300 g/ m2 or less. Furthermore, the sum of the application amount A of the first adhesive 51 and the application amount B of the second adhesive 52 (i.e., the application amount of the adhesive 50) is set to the above-mentioned 100 g/ m2 or more and 1500 g/ m2 or less, and the ratio B/A is set to 0 or more and 4.0 or less.
繊維シート3の目付量が大きい場合(例えば500~1000g/m2)、第1接着剤51の塗布量Aは400g/m2以上1000g/m2以下とし、第2接着剤52の塗布量Bは0g/m2以上1500g/m2以下とする。さらに、第1接着剤51の塗布量Aと第2接着剤52の塗布量Bの合計(すなわち接着剤50の塗布量)は上述の100g/m2以上1500g/m2以下とし、比B/Aを0以上4.0以下にする。例えば、繊維シート3の目付量が大きい場合、繊維間隔が狭くなり第1接着剤51が繊維シート3に含浸する量が少なくなる傾向がある。一方、繊維シート3の凹凸(具体的には平織りの凹凸)が大きくなるため、それを均すために多くの樹脂量を要する場合がある。そこで、上塗り剤である第2接着剤52の量を多くし、繊維シート3の凹凸を均すことで、裏面破壊の視認性を良好に確保することができる。 When the basis weight of the fiber sheet 3 is high (for example, 500 to 1000 g/m 2 ), the application amount A of the first adhesive 51 is set to 400 g/m 2 or more and 1000 g/m 2 or less, and the application amount B of the second adhesive 52 is set to 0 g/m 2 or more and 1500 g/m 2 or less. Furthermore, the sum of the application amount A of the first adhesive 51 and the application amount B of the second adhesive 52 (i.e., the application amount of the adhesive 50) is set to the above-mentioned 100 g/m 2 or more and 1500 g/m 2 or less, and the ratio B/A is set to 0 or more and 4.0 or less. For example, when the basis weight of the fiber sheet 3 is high, the fiber spacing tends to become narrower, and the amount of the first adhesive 51 impregnated into the fiber sheet 3 tends to decrease. On the other hand, since the unevenness of the fiber sheet 3 (specifically, the unevenness of the plain weave) becomes large, a large amount of resin may be required to smooth it out. Therefore, by increasing the amount of the second adhesive 52, which is a topcoat, and smoothing out the irregularities of the fiber sheet 3, it is possible to ensure good visibility of damage to the back surface.
なお、上記例では、繊維シート3の目付量を3段階で分けたが、これに限る趣旨では無く、2段階や4段階以上に分けてもよい。さらに、繊維シート3の表面の凹凸や厚みに応じて接着剤50(第1接着剤51、第2接着剤52)の塗布量を調整してもよい。 In the above example, the basis weight of the fiber sheet 3 is divided into three levels, but this is not intended to be limiting and it may be divided into two levels or four or more levels. Furthermore, the amount of adhesive 50 (first adhesive 51, second adhesive 52) applied may be adjusted depending on the surface irregularities and thickness of the fiber sheet 3.
<衝突エネルギーと破壊累積値>
本実施形態では、繊維シート3によって裏面12が補強済みの試験用コンクリート101の表面11に飛翔体2が衝突して、裏面破壊に至るまでの衝突エネルギーEAの累積値である破壊累積値ESを評価する。飛翔体2の衝突エネルギー(すなわち運動エネルギー)としてそれほど大きくない場合として、次の評価条件1~3の3通りの条件を想定する。
評価条件1:
飛翔体2の一回当たりの衝突エネルギーEAが0.1kJ以上7.0kJ未満であり、破壊累積値ESが7.0kJ以上である。
評価条件2:
飛翔体2の一回当たりの衝突エネルギーEAが0.5kJ以上1.5kJ未満であり、破壊累積値ESが15.0kJ以上である。
評価条件3:
飛翔体2の一回当たりの衝突エネルギーEAが3.0kJ以上4.0kJ未満であり、破壊累積値ESが25.0kJ以上である。
<Collision energy and cumulative damage value>
In this embodiment, a projectile 2 collides with the surface 11 of the test concrete 101, the back surface 12 of which has been reinforced by the fiber sheet 3, and the cumulative fracture value ES is evaluated, which is the cumulative value of the collision energy EA until the back surface is fractured. Assuming that the collision energy (i.e., kinetic energy) of the projectile 2 is not so large, the following three evaluation conditions 1 to 3 are assumed.
Evaluation condition 1:
The collision energy EA of the projectile 2 per collision is 0.1 kJ or more and less than 7.0 kJ, and the cumulative destruction value ES is 7.0 kJ or more.
Evaluation condition 2:
The collision energy EA of the projectile 2 per collision is 0.5 kJ or more and less than 1.5 kJ, and the cumulative destruction value ES is 15.0 kJ or more.
Evaluation condition 3:
The collision energy EA of the projectile 2 per collision is 3.0 kJ or more and less than 4.0 kJ, and the cumulative destruction value ES is 25.0 kJ or more.
評価条件1の場合:
飛翔体2が衝突して裏面破壊に至るまでの衝突エネルギーの累積値(すなわち破壊累積値ES)が7.0kJ以上である。すなわち、飛翔体2が複数回衝突したときに、破壊累積値ESが7.0kJ未満の場合には裏面破壊に至らない。破壊累積値ESが所定値以上の場合に、裏面破壊を考慮した一定強度を有するように、繊維シート3を裏面12に有するコンクリート1が施工されていると評価する。
破壊累積値ESの下限は好ましくは10kJ以上であり、より好ましくは15kJ以上である。破壊累積値ESの上限は特に限定は無いが、現実的な値として、50kJ以下であり、40kJ以下であってもよく、また30kJ以下であってもよい。例えば、想定される飛翔体2の運動エネルギー(衝突エネルギー)が小さい場合には、破壊累積値ESとして「7.0kJ以上」に設定する。また、火山等に近く飛翔体2の運動エネルギー(衝突エネルギー)が大きい場合や繰り返し衝突することが想定される場合には、「15kJ以上」に設定する。設定する破壊累積値ESに応じて、複数段階の評価ランクをつけるようにすることで、施工されるコンクリート構造物が、求められる強度を有するか否かを判断しやすくなる。
For evaluation condition 1:
The cumulative value of the collision energy from the collision of the flying object 2 until the back surface is broken (i.e., the cumulative fracture value ES) is 7.0 kJ or more. In other words, when the flying object 2 collides multiple times, if the cumulative fracture value ES is less than 7.0 kJ, the back surface will not be broken. If the cumulative fracture value ES is a predetermined value or more, the concrete 1 having the fiber sheet 3 on the back surface 12 is evaluated to have been constructed so as to have a certain strength that takes back surface breakage into consideration.
The lower limit of the cumulative destruction value ES is preferably 10 kJ or more, and more preferably 15 kJ or more. There is no particular limitation on the upper limit of the cumulative destruction value ES, but a realistic value is 50 kJ or less, or it may be 40 kJ or less, or it may be 30 kJ or less. For example, when the kinetic energy (impact energy) of the expected flying object 2 is small, the cumulative destruction value ES is set to "7.0 kJ or more." Furthermore, when the kinetic energy (impact energy) of the flying object 2 is large near a volcano or the like or when repeated collisions are expected, the cumulative destruction value ES is set to "15 kJ or more." By assigning multiple levels of evaluation ranking depending on the set cumulative destruction value ES, it becomes easier to determine whether the concrete structure being constructed has the required strength.
評価条件2の場合:
飛翔体2が衝突して裏面破壊に至るまでの衝突エネルギーの累積値(すなわち破壊累積値ES)が15kJ以上である。すなわち、飛翔体2が複数回衝突したときに、破壊累積値ESが15kJ未満の場合には裏面破壊に至らない。破壊累積値ESが所定値以上の場合に、裏面破壊を考慮した一定強度を有するように、繊維シート3を裏面12に有するコンクリート1が施工されていると評価する。
破壊累積値ESの下限は好ましくは20kJ以上であり、より好ましくは25kJ以上である。破壊累積値ESの上限は特に限定は無いが、現実的な値として、50kJ以下であり、45kJ以下であってもよく、また40kJ以下であってもよい。例えば、想定される飛翔体2の運動エネルギー(衝突エネルギー)が小さい場合には、破壊累積値ESとして「15kJ以上」に設定する。また、火山等に近く飛翔体2の運動エネルギー(衝突エネルギー)が大きい場合や繰り返し衝突することが想定される場合には、「25kJ以上」に設定する。設定する破壊累積値ESに応じて、複数段階の評価ランクをつけるようにすることで、施工されるコンクリート構造物が、求められる強度を有するか否かを判断しやすくなる。
For evaluation condition 2:
The cumulative value of the collision energy from the collision of the flying object 2 until the back surface is broken (i.e., the cumulative fracture value ES) is 15 kJ or more. In other words, when the flying object 2 collides multiple times, if the cumulative fracture value ES is less than 15 kJ, the back surface will not be broken. If the cumulative fracture value ES is a predetermined value or more, the concrete 1 having the fiber sheet 3 on the back surface 12 is evaluated to have been constructed so as to have a certain strength that takes back surface breakage into consideration.
The lower limit of the cumulative destruction value ES is preferably 20 kJ or more, and more preferably 25 kJ or more. There is no particular limitation on the upper limit of the cumulative destruction value ES, but a realistic value is 50 kJ or less, and it may be 45 kJ or less, or it may be 40 kJ or less. For example, when the kinetic energy (impact energy) of the expected flying object 2 is small, the cumulative destruction value ES is set to "15 kJ or more." Furthermore, when the flying object 2 is close to a volcano or the like and the kinetic energy (impact energy) of the flying object 2 is large or repeated collisions are expected, the cumulative destruction value ES is set to "25 kJ or more." By assigning multiple levels of evaluation ranking depending on the set cumulative destruction value ES, it becomes easier to determine whether the concrete structure being constructed has the required strength.
評価条件3の場合:
飛翔体2が衝突して裏面破壊に至るまでの衝突エネルギーの累積値(すなわち破壊累積値ES)が25kJ以上である。すなわち、飛翔体2が複数回衝突したときに、破壊累積値ESが25kJ未満の場合には裏面破壊に至らない。破壊累積値ESが所定値以上の場合に、裏面破壊を考慮した一定強度を有するように、繊維シート3を裏面12に有するコンクリート1が施工されていると評価する。
破壊累積値ESの下限は好ましくは30kJ以上であり、より好ましくは35kJ以上である。破壊累積値ESの上限は特に限定は無いが、現実的な値として、50kJ以下であり、45kJ以下であってもよく、また40kJ以下であってもよい。例えば、想定される飛翔体2の運動エネルギー(衝突エネルギー)が小さい場合には、破壊累積値ESとして「25kJ以上」に設定する。また、火山等に近く飛翔体2の運動エネルギー(衝突エネルギー)が大きい場合や繰り返し衝突することが想定される場合には、「30kJ以上」に設定する。設定する破壊累積値ESに応じて、複数段階の評価ランクをつけるようにすることで、施工されるコンクリート構造物が、求められる強度を有するか否かを判断しやすくなる。
For evaluation condition 3:
The cumulative value of the collision energy from the collision of the flying object 2 until the back surface is broken (i.e., the cumulative fracture value ES) is 25 kJ or more. In other words, when the flying object 2 collides multiple times, if the cumulative fracture value ES is less than 25 kJ, the back surface will not be broken. If the cumulative fracture value ES is a predetermined value or more, the concrete 1 having the fiber sheet 3 on the back surface 12 is evaluated to have been constructed so as to have a certain strength that takes back surface breakage into consideration.
The lower limit of the cumulative destruction value ES is preferably 30 kJ or more, and more preferably 35 kJ or more. There is no particular limitation on the upper limit of the cumulative destruction value ES, but a realistic value is 50 kJ or less, and it may be 45 kJ or less, or it may be 40 kJ or less. For example, when the kinetic energy (impact energy) of the expected flying object 2 is small, the cumulative destruction value ES is set to "25 kJ or more." Furthermore, when the flying object 2 is close to a volcano or the like and the kinetic energy (impact energy) of the flying object 2 is large or repeated collisions are expected, the cumulative destruction value ES is set to "30 kJ or more." By assigning multiple levels of evaluation ranking depending on the set cumulative destruction value ES, it becomes easier to determine whether the concrete structure being constructed has the required strength.
上記の評価条件は、評価条件3が一番厳しく、次に評価条件2が厳しい。評価条件1は、3通りの評価条件のなかでは一番厳しくない条件となる。このように、評価条件の厳しさが異なる複数の指標を設けることで、適用する施設に応じてよりきめ細かい施工条件を提案できる。すなわち、施設の種類、施工位置および必要な耐久年数に応じて、要求される施工水準に過不足がない最適な施工条件を決定できる。 Of the above evaluation conditions, evaluation condition 3 is the strictest, followed by evaluation condition 2. Evaluation condition 1 is the least strict of the three evaluation conditions. In this way, by providing multiple indicators with different levels of evaluation condition strictness, it is possible to propose more detailed construction conditions depending on the facility to which they are applied. In other words, it is possible to determine the optimal construction conditions that are neither too high nor too low in the required level of construction depending on the type of facility, construction location, and required durability.
<コンクリート裏面補強工法>
図3および図4を参照して、コンクリート裏面補強工法を説明する。図3はコンクリート裏面補強工法を示すフローチャートである。図4はコンクリート裏面補強工法の各工程におけるコンクリート1への繊維シート3の取付工程(特に取付状態)を示す画像である。なお、図4では、繊維シート3は裏面12だけでなく側面等にも取り付ける例を示している。
<Concrete backside reinforcement method>
The concrete back surface reinforcement method will be described with reference to Figures 3 and 4. Figure 3 is a flowchart showing the concrete back surface reinforcement method. Figure 4 is an image showing the process of attaching a fiber sheet 3 to concrete 1 (particularly the attached state) in each step of the concrete back surface reinforcement method. Note that Figure 4 shows an example in which the fiber sheet 3 is attached not only to the back surface 12 but also to the side surfaces, etc.
本実施形態のコンクリート裏面補強工法は、部材準備工程S10と樹脂シート取付工程S20とを含む。 The concrete back surface reinforcement method of this embodiment includes a component preparation process S10 and a resin sheet attachment process S20.
部材準備工程S10:
部材準備工程S10は、コンクリート準備工程S11と、繊維シート準備工程S12とを含む。コンクリート準備工程S11と繊維シート準備工程S12の順は特に限定はしない。
Component preparation step S10:
The component preparation step S10 includes a concrete preparation step S11 and a fiber sheet preparation step S12. The order of the concrete preparation step S11 and the fiber sheet preparation step S12 is not particularly limited.
コンクリート準備工程S11は、繊維シート3を取り付ける対象のコンクリート1を準備する工程である。コンクリート1は、新設のコンクリート構造物であってもよいし、既設のコンクリート構造物であってもよい。このとき、コンクリート1の裏面12には、下地処理としてプライマーやパテ材により塗装されてもよい。プライマーやパテ材として第1接着剤51と同様の材料を用いることで、施工期間を短縮することができる。なお、当該下地処理は、後述する樹脂シート取付工程S20において行われてもよい。 The concrete preparation step S11 is a step of preparing the concrete 1 to which the fiber sheet 3 is to be attached. The concrete 1 may be a new or existing concrete structure. At this time, the back surface 12 of the concrete 1 may be painted with a primer or putty material as a surface preparation. Using a material similar to the first adhesive 51 as the primer or putty material can shorten the construction period. Note that this surface preparation may also be performed in the resin sheet attachment step S20, which will be described later.
繊維シート準備工程S12は、コンクリート1に取り付ける繊維シート3を準備する工程である。繊維シート3は、上述したように、樹脂(すなわち接着剤50)を含浸させてプリプレグ化することが好ましい。 The fiber sheet preparation step S12 is a step of preparing the fiber sheet 3 to be attached to the concrete 1. As described above, the fiber sheet 3 is preferably impregnated with resin (i.e., adhesive 50) to form a prepreg.
樹脂シート取付工程S20:
樹脂シート取付工程S20は、コンクリート1の裏面12に繊維シート3を取り付ける工程であって、具体的には、下塗り材塗布工程S21と、繊維シート貼付工程S22と、上塗り材塗布工程S23とを含む。
Resin sheet mounting step S20:
The resin sheet attachment process S20 is a process of attaching a fiber sheet 3 to the back surface 12 of the concrete 1, and specifically includes a primer application process S21, a fiber sheet attachment process S22, and a topcoat application process S23.
下塗り材塗布工程S21は、部材準備工程S10において準備された、コンクリート1の裏面12に、下塗り材として第1接着剤51を塗布する工程である。このとき、裏面12では、少なくとも繊維シート3が取り付けられる領域を覆うように第1接着剤51の塗膜が形成される。第1接着剤51の塗布量Aは、上述のように100g/m2以上1000g/m2以下が好ましく、繊維シート3の目付に応じて調整される。 The primer application step S21 is a step of applying a first adhesive 51 as a primer to the back surface 12 of the concrete 1 prepared in the component preparation step S10. At this time, a coating of the first adhesive 51 is formed on the back surface 12 so as to cover at least the area where the fiber sheet 3 is to be attached. The application amount A of the first adhesive 51 is preferably 100 g/ m² or more and 1000 g/ m² or less, as described above, and is adjusted depending on the basis weight of the fiber sheet 3.
繊維シート貼付工程S22は、第1接着剤51の上から繊維シート3を貼りつける工程である。繊維シート3は、下塗り材である第1接着剤51の乾燥や硬化が完了する前に取り付けることが好ましい。これにより、繊維シート3を第1接着剤51の塗膜の上に適切に貼り付けることができる。 The fiber sheet attachment process S22 is a process of attaching the fiber sheet 3 onto the first adhesive 51. It is preferable to attach the fiber sheet 3 before the first adhesive 51, which serves as an undercoat, has completely dried and hardened. This allows the fiber sheet 3 to be properly attached onto the coating of the first adhesive 51.
上塗り材塗布工程S23は、コンクリート1に第1接着剤51により貼りつけられた繊維シート3の上に、上塗り材として第2接着剤52を塗布する工程である。具体的には、第1接着剤51および繊維シート3を覆うように上塗り材である第2接着剤52による塗布を行い、第2接着剤52の塗膜を形成させる。この工程は、施工期間の短縮の観点から、第1接着剤51の乾燥や硬化が完了する前に、繊維シート3の貼り付けと第2接着剤52の塗布までを終わらせることが好ましい。 The topcoat application process S23 is a process of applying a second adhesive 52 as a topcoat material onto the fiber sheet 3 attached to the concrete 1 with the first adhesive 51. Specifically, the second adhesive 52, which is a topcoat material, is applied to cover the first adhesive 51 and the fiber sheet 3, forming a coating of the second adhesive 52. From the perspective of shortening the construction period, it is preferable to complete the attachment of the fiber sheet 3 and the application of the second adhesive 52 before the first adhesive 51 has completely dried and hardened.
第2接着剤52の塗布量Bは、上述のように0g/m2以上1500g/m2以下であり、繊維シート3の目付やプリプレグ化の状態、第1接着剤51の塗布量Aに応じて調整される。第1接着剤51の塗布量Aと第2接着剤52の塗布量Bの比B/Aは0以上4.0以下になるように調整される。 As described above, the application amount B of the second adhesive 52 is 0 g/ m2 or more and 1500 g/ m2 or less, and is adjusted depending on the basis weight of the fiber sheet 3, the state of prepregging, and the application amount A of the first adhesive 51. The ratio B/A of the application amount A of the first adhesive 51 to the application amount B of the second adhesive 52 is adjusted to be 0 or more and 4.0 or less.
<裏面補強済みコンクリートの特性>
上記条件で製造された裏面補強済みコンクリート102は、次の実験条件で試験を行った場合に、裏面破壊が発生しない。換言すると、事前実験を行い、裏面破壊が発生しないように設計を行い、補強対象のコンクリート1に対して繊維シート3を上記工程により施工する。
<Characteristics of back-reinforced concrete>
The back-reinforced concrete 102 manufactured under the above conditions does not suffer backside failure when tested under the following experimental conditions. In other words, a preliminary experiment is conducted to design the concrete 1 to be reinforced so that backside failure does not occur, and the fiber sheet 3 is applied to the concrete 1 to be reinforced using the above process.
図5は、実験に用いる高圧空気式飛翔体発生装置90および裏面補強済みコンクリート102を示す図である。図6は裏面補強済みコンクリート102を示す図である。図7は高圧空気式飛翔体発生装置90からコンクリート1に向けて発射させる試験用飛翔体21(飛翔体2に相当)の図である。高圧空気式飛翔体発生装置90は、裏面補強済みコンクリート102に対して、空気圧で試験用飛翔体21を所定の速度まで加速させて衝突させるための装置である。 Figure 5 shows the high-pressure air projectile generator 90 and back-reinforced concrete 102 used in the experiment. Figure 6 shows the back-reinforced concrete 102. Figure 7 shows the test projectile 21 (corresponding to projectile 2) launched from the high-pressure air projectile generator 90 toward concrete 1. The high-pressure air projectile generator 90 is a device that uses air pressure to accelerate the test projectile 21 to a predetermined speed and cause it to collide with the back-reinforced concrete 102.
図5に示すように、高圧空気式飛翔体発生装置90は、上流側から順に、空気圧縮器91と、エアチャンバー93と、発射管94と、跳ね返り防止冶具97とを有する。また、跳ね返り防止冶具97には、速度センサー95が取り付けられている。跳ね返り防止冶具97の前方には、裏面補強済みコンクリート102が反力壁80に固定されて配置されており、飛翔体2(高速飛翔体)が裏面補強済みコンクリート102の表面11の中心に垂直に衝突するようになっている。空気圧縮器91の最大容量は例えば4MPaである。 As shown in Figure 5, the high-pressure air projectile generating device 90 comprises, from upstream to downstream, an air compressor 91, an air chamber 93, a launch tube 94, and a rebound prevention jig 97. A speed sensor 95 is attached to the rebound prevention jig 97. In front of the rebound prevention jig 97, a back-reinforced concrete 102 is fixed to the reaction wall 80, and the projectile 2 (high-speed projectile) is designed to collide perpendicularly with the center of the surface 11 of the back-reinforced concrete 102. The maximum capacity of the air compressor 91 is, for example, 4 MPa.
空気圧縮器91(コンプレッサー)で圧縮された空気がエアチャンバー93に送り込まれ、試験用飛翔体21の設定速度に応じた圧力まで増圧される。増圧する前に、試験用飛翔体21をエアチャンバー93の飛翔体固定部98に油圧で設置する。エアチャンバー93の先端には発射管94が取り付けられ、設定の圧力まで圧縮された圧縮空気を所定のタイミング(実験者による操作や設定によるタイミング)により発射管94に供給する。 Air compressed by air compressor 91 is sent into air chamber 93, where it is increased in pressure to a level corresponding to the set speed of the test projectile 21. Before the pressure is increased, the test projectile 21 is hydraulically placed in the projectile fixing portion 98 of the air chamber 93. A launch tube 94 is attached to the tip of the air chamber 93, and compressed air compressed to the set pressure is supplied to the launch tube 94 at a predetermined timing (set or operated by the experimenter).
発射管94は、試験用飛翔体21の外径より若干大きな内径(100mm)であって長さが2200mmであり、エアチャンバー93から導入された圧縮空気により、内部で試験用飛翔体21を所望の速度まで加速させて発射口96から発射させる。発射される試験用飛翔体21の速度は、速度センサー95により測定される。反力壁80にはロードセル81が設置されており、飛翔体2が衝突したときの荷重を測定することができる。 The launch tube 94 has an inner diameter (100 mm) slightly larger than the outer diameter of the test projectile 21 and is 2200 mm long. Compressed air introduced from the air chamber 93 accelerates the test projectile 21 inside to the desired speed, and the test projectile 21 is then launched from the launch port 96. The speed of the launched test projectile 21 is measured by a speed sensor 95. A load cell 81 is installed on the reaction wall 80, which can measure the load when the projectile 2 impacts.
図6は実験に用いられる裏面補強済みコンクリート102であり、図6(a)は背面図、図6(b)は図6(a)のA-A断面図である。裏面補強済みコンクリート102は、試験用コンクリート101と、裏面12に取り付けられた繊維シート3とを有する。 Figure 6 shows the back-reinforced concrete 102 used in the experiment, with Figure 6(a) being a rear view and Figure 6(b) being a cross-sectional view taken along the line A-A in Figure 6(a). The back-reinforced concrete 102 has test concrete 101 and a fiber sheet 3 attached to the back surface 12.
試験用コンクリート101の寸法は、1100mm×1100mm×150mmである。試験用コンクリート101の圧縮強度が30N/mm2である。飛翔体2の衝突後のコンクリート破片化を防止するために、D13鉄筋15を12本(1体)、鉄筋比0.57%(裏面指示具内で0.49%)で配筋している。試験用コンクリート101の周縁領域(繊維シート3が設けられていない領域)には、図示のように、表面11から裏面12へ貫通する貫通孔16が複数設けられている。貫通孔16は、裏面補強済みコンクリート102を反力壁80にネジ固定するために用いられる。 The dimensions of the test concrete 101 are 1100 mm x 1100 mm x 150 mm. The compressive strength of the test concrete 101 is 30 N/ mm2 . To prevent concrete fragmentation after impact with the flying object 2, 12 D13 rebars 15 (one piece) are arranged with a rebar ratio of 0.57% (0.49% within the back indicator). As shown in the figure, a plurality of through-holes 16 are provided in the peripheral region of the test concrete 101 (the region where the fiber sheet 3 is not provided) that penetrate from the front surface 11 to the back surface 12. The through-holes 16 are used to screw the back-reinforced concrete 102 to the reaction wall 80.
試験用コンクリート101の裏面12には繊維シート3が接着剤50(第1接着剤51、第2接着剤52)により取り付けられている。取り付けられる繊維シート3の面積は830mm×830mmである。繊維シート3や接着剤50(第1接着剤51、第2接着剤52)として、上述した材料を用いることができる。 A fiber sheet 3 is attached to the back surface 12 of the test concrete 101 with adhesive 50 (first adhesive 51, second adhesive 52). The area of the attached fiber sheet 3 is 830 mm x 830 mm. The materials described above can be used for the fiber sheet 3 and adhesive 50 (first adhesive 51, second adhesive 52).
図7に示すように、試験用飛翔体21は、ドーム形状に形成された先端部と、先端部を固定する円柱形状の胴体部とを有する。先端部は、合金工具鋼によって半径90mm、長さ55mmの寸法に形成されている。胴体部はジュラルミンによって長さ225mmに形成されている。試験用飛翔体21の質量は4.5kgである。 As shown in Figure 7, the test projectile 21 has a dome-shaped tip and a cylindrical body to which the tip is fixed. The tip is made of alloy tool steel with a radius of 90 mm and a length of 55 mm. The body is made of duralumin with a length of 225 mm. The mass of the test projectile 21 is 4.5 kg.
試験用飛翔体21の発射速度、すなわち、コンクリート1に衝突させるときの飛翔体設定速度は、20m/s、40m/sの2種類である。 The launch speed of the test projectile 21, i.e., the projectile's set speed when impacting the concrete 1, is 20 m/s and 40 m/s.
高圧空気式飛翔体発生装置90を用いて裏面補強済みコンクリート102に対して試験用飛翔体21を3回衝突させたときに、いずれの飛翔体設定速度においても裏面破壊が発生しない場合に、飛翔体2の衝突に対して、求められる強度を有すると判断できる。 When a test projectile 21 is collided three times with backside reinforced concrete 102 using a high-pressure air projectile generator 90, if no backside damage occurs at any of the projectile's set speeds, it can be determined that the required strength against the collision of the projectile 2 is achieved.
<本実施形態のまとめ>
[1]
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)に繊維シート3を取り付けるコンクリート裏面補強工法であって、
前記コンクリート1の前記他方の面(裏面12)に前記繊維シート3を取り付ける樹脂シート取付工程S20は、前記コンクリート1の前記他方の面(裏面12)に第1接着剤51(下塗り材)を塗布する工程(下塗り材塗布工程S21)と、前記第1接着剤51の上から前記繊維シート3を貼りつける工程(繊維シート貼付工程S22)を含み、
試験用コンクリート101の前記他方の面(裏面12)に前記繊維シート3を取り付けた後に、前記一方の面(表面11)に前記飛翔体2が衝突して前記裏面破壊に至るまでの衝突エネルギーEAの累積値である破壊累積値ESが7.0kJ以上であり、前記飛翔体2の一回当たりの衝突エネルギーEAが0.1kJ以上7.0kJ未満であり、
前記試験用コンクリート101は、タテ1100mm×ヨコ1100mm×厚さ150mmの形状を呈しており、その圧縮強度が24N/mm2以上である、
コンクリート裏面補強工法。
[2]
前記樹脂シート取付工程S20は、さらに、前記コンクリート1の裏面12に前記第1接着剤により取り付けた前記繊維シート2の上に第2接着剤(上塗り材)を塗布する工程(上塗り材塗布工程S23)を含む、[1]に記載のコンクリート裏面補強工法。
[3]
前記第1接着剤と前記第2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、[2]に記載のコンクリート裏面補強工法。
[4]
前記第1接着剤の塗布量Aは100g/m2以上1000g/m2以下であり、
前記第2接着剤の塗布量Bは0g/m2以上1500g/m2以下である、[2]または[3]に記載のコンクリート裏面補強工法。
[5]
前記第1接着剤の塗布量であるAkg/m2と、前記第2接着剤の塗布量であるBkg/m2と、の比B/Aは0以上4.0以下である、[2]~[4]までのいずれか1に記載のコンクリート裏面補強工法。
[6]
前記繊維シート3の目付が50g/m2以上1000g/m2以下である、[1]~[5]までのいずれか1に記載のコンクリート裏面補強工法。
[7]
前記繊維シート3は、繊維が互いに異なる2つの軸方向のそれぞれに沿って配置された2方向シート、または、繊維が1つの軸方向に沿って配置された2枚の一方向シートが、前記軸方向が互いに交わるように積層された積層シートを含む、[1]~[6]までのいずれか1に記載のコンクリート裏面補強工法。
[8]
前記繊維シート3は、アラミド繊維シートである、[1]~[7]までのいずれか1に記載のコンクリート裏面補強工法。
[9]
前記破壊累積値が10kJ以上である、[1]~[8]までのいずれか1に記載のコンクリート裏面補強工法。
[10]
高圧空気式飛翔体発生装置を用いて下記実験条件のもとで前記規格化したコンクリート1に対して飛翔体2を3回衝突させたときに裏面破壊が発生しない、[1]~[9]までのいずれか1に記載のコンクリート裏面補強工法。
実験条件:
・装置:高圧空気式飛翔体発生装置(防衛大学校)
・コンクリート供試体(規格化したコンクリート):1100mm×1100mm×150mm
・飛翔体質量:4.5kg (Φ90mm)
・飛翔体設定速度:20m/s、40m/s
[11]
前記飛翔体2の一回当たりの衝突エネルギーが0.5kJ以上1.5kJ未満であり、
前記破壊累積値が15.0kJ以上である、[1]~[10]までのいずれか1に記載のコンクリート裏面補強工法。
[12]
前記飛翔体2の一回当たりの衝突エネルギーが3.0kJ以上4.0kJ未満であり、
前記破壊累積値が25.0kJ以上である、[1]~[10]までのいずれか1に記載のコンクリート裏面補強工法。
[1]~[12]のいずれか一項に記載のコンクリート裏面補強工法を用いて補強されたコンクリート構造物(裏面補強済みコンクリート102)。
<Summary of this embodiment>
[1]
A concrete back surface reinforcement method for preventing back surface damage, in which a surface (back surface 12) opposite to one surface (front surface 11) of concrete 1 is damaged due to a collision of a flying object 2 with the surface, comprises attaching a fiber sheet 3 to the other surface (back surface 12),
The resin sheet attaching step S20 for attaching the fiber sheet 3 to the other surface (back surface 12) of the concrete 1 includes a step of applying a first adhesive 51 (primer) to the other surface (back surface 12) of the concrete 1 (primer application step S21), and a step of attaching the fiber sheet 3 from above the first adhesive 51 (fiber sheet attaching step S22).
After the fiber sheet 3 is attached to the other surface (back surface 12) of the test concrete 101, the cumulative fracture value ES, which is the cumulative value of the collision energy EA from the time the flying object 2 collides with the one surface (front surface 11) until the back surface is destroyed, is 7.0 kJ or more, and the collision energy EA per collision of the flying object 2 is 0.1 kJ or more and less than 7.0 kJ,
The test concrete 101 has a shape of 1100 mm long x 1100 mm wide x 150 mm thick, and its compressive strength is 24 N / mm 2 or more.
Concrete back reinforcement method.
[2]
The resin sheet attachment process S20 further includes a process of applying a second adhesive (top coat material) onto the fiber sheet 2 attached to the back surface 12 of the concrete 1 with the first adhesive (top coat material application process S23). [1] The concrete back surface reinforcement method described.
[3]
The concrete back surface reinforcement method according to [2], wherein the first adhesive and the second adhesive contain at least one of a (meth)acrylic resin adhesive and an epoxy resin.
[4]
the application amount A of the first adhesive is 100 g/m 2 or more and 1000 g/m 2 or less,
The concrete back surface reinforcement method according to [2] or [3], wherein the application amount B of the second adhesive is 0 g/m 2 or more and 1500 g/m 2 or less.
[5]
The ratio B/A of the application amount of the first adhesive (A kg/m 2) to the application amount of the second adhesive (B kg/m 2) is 0 or more and 4.0 or less, [2] to [4]. The concrete back surface reinforcement method according to any one of [2] to [4].
[6]
The concrete back surface reinforcing method according to any one of [1] to [5], wherein the fiber sheet 3 has a basis weight of 50 g / m 2 or more and 1000 g / m 2 or less.
[7]
The concrete back surface reinforcement method according to any one of [1] to [6], wherein the fiber sheet 3 includes a bidirectional sheet in which fibers are arranged along two different axial directions, or a laminated sheet in which two unidirectional sheets in which fibers are arranged along one axial direction are stacked so that the axial directions intersect with each other.
[8]
The concrete back surface reinforcing method according to any one of [1] to [7], wherein the fiber sheet 3 is an aramid fiber sheet.
[9]
The concrete back surface reinforcement method according to any one of [1] to [8], wherein the cumulative fracture value is 10 kJ or more.
[10]
A concrete back surface reinforcement method according to any one of [1] to [9], in which no back surface damage occurs when a projectile 2 is collided three times against the standardized concrete 1 using a high-pressure air projectile generator under the following experimental conditions.
Experimental conditions:
・Device: High-pressure air projectile generator (National Defense Academy)
・Concrete specimen (standardized concrete): 1100mm x 1100mm x 150mm
- Flying object mass: 4.5kg (Φ90mm)
- Flying object setting speed: 20m/s, 40m/s
[11]
The collision energy of the flying object 2 per collision is 0.5 kJ or more and less than 1.5 kJ,
The concrete back surface reinforcement method according to any one of [1] to [10], wherein the cumulative fracture value is 15.0 kJ or more.
[12]
The collision energy of the flying object 2 per collision is 3.0 kJ or more and less than 4.0 kJ,
The concrete back surface reinforcement method according to any one of [1] to [10], wherein the cumulative fracture value is 25.0 kJ or more.
[1] - [12] A concrete structure (rear-reinforced concrete 102) reinforced using the concrete rear surface reinforcement method described in any one of [1] to [12].
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。 The present invention will be explained in detail below using examples, but the present invention is not limited to these examples.
上述の図5~7で説明した、高圧空気式飛翔体発生装置および裏面補強済みコンクリート(実施例1~6)および裏面補強をしないコンクリート(比較例1~3)をコンクリート供試体として準備し、飛翔体2を回衝突させ、裏面破壊に至るまでの衝突回数およびそのときの裏面の状態を観察する実験を行った。 As explained above in Figures 5 to 7, a high-pressure air projectile generator and concrete with backside reinforcement (Examples 1 to 6) and concrete without backside reinforcement (Comparative Examples 1 to 3) were prepared as concrete specimens, and experiments were conducted in which projectile 2 was struck multiple times, observing the number of collisions until the backside was destroyed and the condition of the backside at that time.
実験条件の概要は次の通りである。なお、実施形態では、飛翔体設定速度として20m/sと40m/sの2種類を説明した。本実施例では、参考例として比較例3に飛翔体設定速度60m/sの実験を行った。
・装置:高圧空気式飛翔体発生装置(防衛大学校)
・コンクリート供試体:1100mm×1100mm×150mm、28日圧縮強度30N/mm2(JIS A 1108:2018に準拠し測定)
・繊維シート面積:830mm×830mm
・飛翔体質量:4.5kg
・飛翔体設定速度: 20m/s(実施例1~3、比較例1)
40m/s(実施例4~6、比較例2)
60m/s(比較例3)
The experimental conditions are summarized as follows. In the embodiment, two types of projectile set speeds, 20 m/s and 40 m/s, were described. In this example, an experiment was conducted in Comparative Example 3 as a reference example, with a projectile set speed of 60 m/s.
・Device: High-pressure air projectile generator (National Defense Academy)
- Concrete specimen: 1100mm x 1100mm x 150mm, 28-day compressive strength 30N/ mm2 (measured in accordance with JIS A 1108:2018)
Fiber sheet area: 830mm x 830mm
・Project mass: 4.5kg
Projectile set speed: 20 m/s (Examples 1 to 3, Comparative Example 1)
40 m/s (Examples 4 to 6, Comparative Example 2)
60m/s (Comparative Example 3)
実施例1~6では上記コンクリート供試体に補強用の繊維シートを取りつけた。比較例1~3ではコンクリート供試体をそのまま用いた。実施例1~6に用いた繊維シートの仕様(試験水準(繊維シート補強))は表1の通りである。
繊維シートとして、目付量が異なる3種類(180g/m2、330g/m2、650g/m2)の2方向アラミド繊維シートを用いた。表2に2方向アラミド繊維シートの種類毎の、目付量、プライマー、塗布量および接着剤塗布量(下塗/上塗)を示している。
プライマーとして、2液型アクリル系樹脂接着剤(製品名:デンカDK550-003、デンカ社製)を用いた。
接着剤として、2液型アクリル系樹脂接着剤(製品名:デンカアクリセーブK、デンカ社製)を用いた。
In Examples 1 to 6, a reinforcing fiber sheet was attached to the concrete specimen. In Comparative Examples 1 to 3, the concrete specimen was used as is. The specifications of the fiber sheet used in Examples 1 to 6 (test level (fiber sheet reinforcement)) are as shown in Table 1.
As the fiber sheets, three types of bidirectional aramid fiber sheets with different basis weights (180 g/m 2 , 330 g/m 2 , 650 g/m 2 ) were used. Table 2 shows the basis weight, primer, coating amount, and adhesive coating amount (undercoat/topcoat) for each type of bidirectional aramid fiber sheet.
As a primer, a two-component acrylic resin adhesive (product name: Denka DK550-003, manufactured by Denka Co., Ltd.) was used.
As the adhesive, a two-component acrylic resin adhesive (product name: Denka Acrisave K, manufactured by Denka Co.) was used.
実施例1~6の裏面補強済みコンクリートのコンクリート供試体は、図3および図4により説明したコンクリート裏面補強工法により準備した。
具体的には、まず、下地処理としてコンクリート供試体に対してケレン処理を施し、コンクリート供試体の素地調整をおこなった。つづいて、コンクリート供試体の繊維シートが貼り付けられる領域にプライマーを塗布した。
その後、実施例1~6に対応するそれぞれの繊維シートを、プライマーが塗布されている領域に貼り付け、所定時間養生した。
The concrete specimens of the backside reinforced concrete in Examples 1 to 6 were prepared by the concrete backside reinforcement method described with reference to FIGS.
Specifically, the concrete specimen was first subjected to a surface preparation process, namely, scraping, to prepare the surface of the concrete specimen, and then a primer was applied to the area of the concrete specimen where the fiber sheet was to be attached.
Thereafter, each fiber sheet corresponding to Examples 1 to 6 was attached to the area where the primer had been applied, and then cured for a predetermined time.
得られた裏面補強済みコンクリート(実施例1~6)および裏面補強をしないコンクリート(比較例1~3)を試験体として、上述の高圧空気式飛翔体発生装置を用いて飛翔体を試験体に衝突させて裏面剥離が生じる衝突回数および累積運動エネルギーを算出した。 The resulting concrete with backside reinforcement (Examples 1-6) and concrete without backside reinforcement (Comparative Examples 1-3) were used as test specimens, and projectiles were collided with the test specimens using the above-mentioned high-pressure air projectile generator to calculate the number of collisions and cumulative kinetic energy required to cause backside peeling.
結果を表3に示す。また、図10に実施例1~3の最終衝突回数後の裏面の状態を画像で示す。図11に実施例4~6の最終衝突回数後の裏面の状態を画像で示す。 The results are shown in Table 3. Figure 10 shows images of the condition of the backside after the final number of collisions for Examples 1 to 3. Figure 11 shows images of the condition of the backside after the final number of collisions for Examples 4 to 6.
実施例1~6の試験体について、繊維シート補強により裏面剥離を防止できることが確認できた。比較例1~3では、繊維シート補強がなく、裏面剥離が確認された。 For the test specimens of Examples 1 to 6, it was confirmed that fiber sheet reinforcement prevented backside peeling. In Comparative Examples 1 to 3, there was no fiber sheet reinforcement, and backside peeling was confirmed.
なお、実施例1~6は、全ての試験体において、衝突回数を増加させても繊維シートが破断・はく離せず、シート中央部が膨れる結果となった。これは、飛翔体を複数回衝突させたときに、試験体から飛翔体が抜けなくなり、実験を継続できなくなるおそれがあると判断されたときに、以降の実験を中断したためである。
このため、裏面剥離限界エネルギーは直接的に算出できなかったが、次の衝突において繊維シートの破断・はく離が発生する蓋然性が高いと判断し、中断時までの累積運動エネルギーを評価する値として採用した。
また、比較例1~3の累積運動エネルギーは、比較例1で6.3kJ、比較例2で7.2kJ、比較例3で8.1kJであったが、比較例2および比較例3の1回当たりの衝突エネルギーが3.6kJと8.1kJであり、衝突回数が1回増えたときの累積運動エネルギーの増加量を考慮すると、裏面剥離が生じたときの累積運動エネルギーは7kJ未満と推定された。
For this reason, the backside peeling limit energy could not be calculated directly, but it was determined that there was a high probability that the fiber sheet would break or peel in the next collision, and so it was adopted as a value to evaluate the cumulative kinetic energy up to the time of interruption.
Furthermore, the cumulative kinetic energy in Comparative Examples 1 to 3 was 6.3 kJ in Comparative Example 1, 7.2 kJ in Comparative Example 2, and 8.1 kJ in Comparative Example 3. However, the collision energy per collision in Comparative Examples 2 and 3 was 3.6 kJ and 8.1 kJ, respectively. Considering the increase in cumulative kinetic energy when the number of collisions increases by one, the cumulative kinetic energy when backside peeling occurred was estimated to be less than 7 kJ.
1 コンクリート
2 飛翔体(高速飛翔体ということもある)
3 繊維シート
11 表面
12 裏面
21 試験用飛翔体
51 第1接着剤
52 第2接着剤
80 反力壁
81 ロードセル
90 高圧空気式飛翔体発生装置
91 空気圧縮器
93 エアチャンバー
94 発射管
95 速度センサー
97 跳ね返り防止冶具
101 試験用コンクリート
102 裏面補強済みコンクリート
1. Concrete 2. Projectile (sometimes called high-speed projectile)
3 Fiber sheet 11 Surface 12 Back surface 21 Test projectile 51 First adhesive 52 Second adhesive 80 Reaction wall 81 Load cell 90 High-pressure air projectile generator 91 Air compressor 93 Air chamber 94 Launch tube 95 Speed sensor 97 Rebound prevention jig 101 Test concrete 102 Back-reinforced concrete
Claims (18)
事前に評価試験を行う試験工程と、
前記コンクリートの前記他方の面に前記繊維シートを取り付ける樹脂シート取付工程と、を含み、
前記樹脂シート取付工程は、前記コンクリートの前記他方の面に第1接着剤を塗布し、
前記第1接着剤の上から前記繊維シートを貼りつける工程を含み、
前記評価試験は、
試験用コンクリートを用意し、前記試験用コンクリートの前記他方の面に、前記樹脂シート取付工程と同一の方法を用いて前記繊維シートを取り付けた後に、前記一方の面に前記飛翔体が衝突して前記裏面破壊に至るまでの衝突エネルギーの累積値である破壊累積値が7.0kJ以上であり、前記飛翔体の一回当たりの衝突エネルギーが0.1kJ以上7.0kJ未満であり、
前記試験用コンクリートは、タテ1100mm×ヨコ1100mm×厚さ150mmの形状を呈しており、その圧縮強度が30N/mm2であり、
前記第1接着剤の塗布量Aは100g/m2以上1000g/m2以下であり、
前記樹脂シート取付工程は、前記評価試験の規定に沿って用意された前記コンクリート、前記繊維シート及び前記第1接着剤を用いて、前記評価試験の規定に沿った工法により前記コンクリートに前記繊維シートを前記第1接着剤を用いて取りつける、
コンクリート裏面補強工法。 A concrete back surface reinforcement method for preventing back surface damage, in which a surface opposite to one surface of concrete that is a part of a structure is damaged due to a collision of a flying object against the one surface, by attaching a fiber sheet to the other surface,
A testing process in which evaluation tests are conducted in advance;
and a resin sheet attaching step of attaching the fiber sheet to the other surface of the concrete,
The resin sheet attaching step includes applying a first adhesive to the other surface of the concrete;
a step of attaching the fiber sheet onto the first adhesive,
The evaluation test is
A test concrete is prepared, and the fiber sheet is attached to the other surface of the test concrete using the same method as in the resin sheet attaching step. Then, a cumulative fracture value, which is a cumulative value of collision energy from when the projectile collides with the one surface until the back surface is destroyed, is 7.0 kJ or more, and the collision energy of the projectile per collision is 0.1 kJ or more but less than 7.0 kJ,
The test concrete has a size of 1100 mm long x 1100 mm wide x 150 mm thick, and its compressive strength is 30 N/mm 2 ,
the application amount A of the first adhesive is 100 g/m 2 or more and 1000 g/m 2 or less ,
The resin sheet attaching step uses the concrete, the fiber sheet, and the first adhesive prepared in accordance with the regulations of the evaluation test, and attaches the fiber sheet to the concrete using the first adhesive by a construction method in accordance with the regulations of the evaluation test.
Concrete back reinforcement method.
実験条件:
・装置:高圧空気式飛翔体発生装置
・飛翔体質量:4.5kg (Φ90mm)
・飛翔体設定速度:20m/s、40m/s 4. The concrete back surface reinforcement method according to claim 1, wherein no back surface damage occurs when a projectile is collided three times with the test concrete to which the fiber sheet is attached using a high-pressure air projectile generator under the following experimental conditions:
Experimental conditions:
・Device: High-pressure air projectile generator ・Projectile mass: 4.5 kg (Φ90 mm)
- Flying object setting speed: 20m/s, 40m/s
前記破壊累積値が15.0kJ以上である、請求項1~3までのいずれか1項に記載のコンクリート裏面補強工法。 The collision energy of the projectile per collision is 0.5 kJ or more and less than 1.5 kJ,
The concrete back surface reinforcement method according to any one of claims 1 to 3, wherein the cumulative fracture value is 15.0 kJ or more.
前記破壊累積値が25.0kJ以上である、請求項1~3までのいずれか1項に記載のコンクリート裏面補強工法。 The collision energy of the projectile per collision is 3.0 kJ or more and less than 4.0 kJ,
The concrete back surface reinforcement method according to any one of claims 1 to 3, wherein the cumulative fracture value is 25.0 kJ or more.
前記第2接着剤の塗布量Bが600g/m2以下である、請求項13に記載のコンクリート裏面補強工法。 The resin sheet attaching step further includes a step of applying a second adhesive onto the fiber sheet attached to the back surface of the concrete with the first adhesive,
The concrete back surface reinforcing method according to claim 13, wherein the application amount B of the second adhesive is 600 g/m 2 or less.
前記第2接着剤の塗布量Bが1300g/m2以下である、請求項15に記載のコンクリート裏面補強工法。 The resin sheet attaching step further includes a step of applying a second adhesive onto the fiber sheet attached to the back surface of the concrete with the first adhesive,
The concrete back surface reinforcing method according to claim 15, wherein the application amount B of the second adhesive is 1300 g/m 2 or less.
前記第2接着剤の塗布量Bが1500g/m2以下である、請求項17に記載のコンクリート裏面補強工法。 The resin sheet attaching step further includes a step of applying a second adhesive onto the fiber sheet attached to the back surface of the concrete with the first adhesive,
The concrete back surface reinforcing method according to claim 17, wherein the application amount B of the second adhesive is 1500 g/m 2 or less.
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