概要
- この作業全体を左右するのは次の2点です: 健全で乾燥した下地(プルオフ強度 ≥ 1.5 MPa、含水率 < 4%)と、完全な含浸(ウェットアウト)—樹脂がゲル化する前にシート内のすべての気泡をローラーで押し出すこと。
- 6つのステップ: 表面の下地処理と試験、プライマー塗布、必要に応じたレベリング、含浸と1層目の積層、ウェットオンウェットでの追加積層、そして養生・検査・保護。
- 作業開始前に、その施工区画全体分の樹脂量を計画すること — 作業途中でゲル化した樹脂は、後からトップコートを重ねても救済できません。その部分は切り取る必要があります。
炭素繊維シートの施工は湿式積層(ウェットレイアップ)です:乾燥した炭素繊維織物を、下地処理済みのコンクリートに構造用エポキシで、現場にて層ごとに接着していきます。正しく施工すればシートの性能を最大限に発揮させられますが、誤ると繊維が仕事をする前に剥離してしまいます。これはFidStrongの施工方法であり、すべての数値は製品データシートおよび現場QCの必須規格であるACI SPEC-440.12-22に基づいています。このシステムが何を実現するかについては、まずCFRP補強とは何かをご覧ください。
1. 表面の下地処理と試験
すべては下地から始まります。研削またはブラスト処理により、健全でないコンクリート、レイタンス、塗装、汚染物をすべて除去し、骨材が露出し目地が開いた状態にします。樹脂を塗布する前に、必ず次の2つの数値を確認してください:プルオフ引張強度はFidStrongのデータシートに基づき少なくとも1.5 MPaに達すること(ACIの規格下限は1.4 MPa / 200 psi、ASTM C1583)、含水率は4%未満であること(ASTM D4263)。シートを巻き付ける外側の隅角部は、繊維がキンク(折れ)しないよう半径少なくとも20 mmに丸め、下地温度・周囲温度が+5~+35 °Cの範囲内でのみ施工してください。詳細はCFRP施工のための表面処理をご覧ください。
2. コンクリートへのプライマー塗布
プライマー塗布は、気孔を封止し、放置すると積層板に気泡(ブリスター)を生じさせるアウトガスを防ぐために行います。FSE302プライマーを重量比2:1で混合し(23 °Cでの可使時間は約40分)、表面に擦り込むようにして0.3–0.5 kg/m²を1回塗布し、液だまりを作らないようにします。約2時間で指触乾燥(タックフリー)状態になります。重要な点として、含浸樹脂はプライマーの2~24時間の再塗装可能時間(リコートウィンドウ)内に塗布しなければなりません—完全硬化後に塗布すると、接着性能が損なわれます。
3. 不陸(段差)のレベリング
必要な箇所のみ行います。表面の凹凸が約1 mm(シート系工法の場合)を超える場合は、プライマー塗布前にFSE502レベリングパテ(2:1混合、指触乾燥約1.5時間、完全硬化≥24時間)で充填し、5 mmを超える深い補修は層状に盛り付けます。目標は平坦な面を作り、シートが全面にわたって密着することです—隙間を橋渡し(ブリッジ)すると未接着の空隙が残ってしまいます。
4. 含浸と1層目の積層
含浸樹脂のベースコートを0.3–0.4 kg/m²塗布します—一般的な施工にはFSE322(2:1、可使時間約70分)、垂れが許されないオーバーヘッド施工や重目付シートにはFSE323Hを使用します。シートを設計方向に沿って湿潤状態の樹脂に押し込み、繊維方向を±5°以内に保持します(ACI SPEC-440.12-22)。その後、シートの上から2回目のコートを塗布します—目付200 g/m²のシートで0.5–0.7 kg/m²から、目付600 g/m²のシートで1.0–1.2 kg/m²まで—樹脂がゲル化する前に、リブ付きローラーで中心から外側に向かって転がし、すべての気泡を押し出します。この含浸(ウェットアウト)作業が品質を左右する最重要ポイントです。
5. ウェットオンウェットでの追加積層
多層積層の場合、前の層がまだタック(粘着性)を保っているうちに、追加の各層を積層します。層を先に完全硬化させてしまった場合は、次の層を接着させる前に機械的な目粗しと溶剤拭き取りを行う必要があります—硬化した表面はそのままでは有効な下地にはなりません。繊維方向の重ね継ぎは少なくとも100 mmとします(データシート上の下限値であり、設計上の重ね長さはACI 440.2Rに準じた試験により定めます)。
6. 養生・検査・保護
積層板を、外乱・雨・直射日光から保護しながら23 °Cで7日間、完全硬化させます(養生ガイドラインを参照)。その後、タップ(打診)またはコインテスト、あるいは赤外線サーモグラフィーにより表面を検査し、乾燥部や剥離箇所を探します。接着性能が特に重要な工事では、ASTM D7522に準じたプルオフ試験を行います—合格には200 psi(1.4 MPa)超えと、コンクリート内部での破断の両方が必要です。最後に、屋外施工では、最後の湿潤コートに0.5–1.0 mmの珪砂を散布し、適合するトップコートを施すことでUVから保護してください。硬化したエポキシをUVに曝したまま放置すると劣化します。
よくある質問(FAQ)
プライマーは必要ですか、それとも樹脂を直接コンクリートに塗布できますか?
まずプライマーを塗布してください。FSE302はコンクリートの開放気孔に浸透し、放置すると積層板に気泡を生じさせるアウトガスを解消します。含浸樹脂を塗布する前に、プライマーを塗布して指触乾燥(23 °Cで約2時間)させ、その2~24時間の再塗装可能時間内に施工する必要があります。
湿式積層によるCFRP巻き立ては、完全硬化までどのくらいかかりますか?
FidStrongのFSE322/FSE323含浸樹脂は、23 °Cで7日間で完全硬化に達します。その間、積層板は外乱を受けず、乾燥した状態で直射日光から遮蔽しておく必要があります。低温では硬化時間が延びるため、寒冷期の施工ではより長い養生保護期間が必要です。
完成した施工の品質はどのように確認しますか?
2種類の検査を行います:乾燥部や剥離箇所を見つけるための打診検査(タップ/コインテストまたは赤外線)、そしてASTM D7522に準じたプルオフ試験です—1,000 ft²あたり少なくとも3回、1日あたり3回の試験を行い、強度が200 psi(1.4 MPa)を超え、かつ破断が接着界面ではなくコンクリート内部で発生した場合のみ合格とします。
養生後に小さな気泡や剥離箇所が見つかった場合、どうすればよいですか?
サイズによって対処法が決まります。約2 in²(13 cm²)未満は、空隙の合計が積層板の5%未満であれば放置されることが多く、2–25 in²は低圧エポキシ注入で対処し、25 in²(160 cm²)以上は切除のうえ、技術者承認のオーバーラップで補修します。
作業途中で樹脂が足りなくなった場合、なぜ後から継ぎ足すのではなく廃棄しなければならないのですか?
シート下の樹脂が一度ゲル化してしまうと、数時間後に新しいコートを塗っても表面に膜を張るだけで—すでに乾いて固まった繊維に再含浸することはできず、弱いコールドジョイントが残ります。対処法はその部分を切り取って貼り直すことであり、だからこそ最初に施工区画全体分の樹脂を計画しておく必要があるのです。詳細はよくある施工ミスとその回避方法をご覧ください。
FidStrongは、ISO 9001、14001、45001の品質マネジメントシステムのもと、FSC炭素繊維シートと、それに対応するFSEプライマー・含浸樹脂・レベリングエポキシを製造しています。本記事内の数値は製品データシート、ACI 440.2R、およびACI SPEC-440.12-22に基づいています。施工にあたっては、プロジェクト仕様書および有資格技術者の設計に従ってください。