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ンクリートの耐震補強|炭素繊維・アラミド繊維シート工法を自社施工

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ンクリートの耐震補強|炭素繊維・アラミド繊維シート工法を自社施工

ンクリートの耐震補強|炭素繊維・アラミド繊維シート工法を自社施工

2024/05/20

コンクリート構造物の耐震補強|炭素繊維・アラミド繊維シート工法と下地補修を自社一貫施工

ビルやマンション、橋梁・高架橋といったコンクリート構造物の耐震補強で、近年とくに採用が増えているのが、炭素繊維シート・アラミド繊維シートによる「連続繊維補強工法」です。
鋼板巻立てやRC巻立てに比べて軽量・省スペースで、建物を使いながら施工できるケースも多いのが特長です。
ただし、繊維シートはコンクリート表面に樹脂で貼り付けて一体化させる工法のため、下地補修の品質がそのまま補強効果を左右します。
ひび割れ・欠損・不陸を残したまま貼っても、本来の性能は発揮されません。
この記事では、コンクリート補修専門工事会社の視点から、炭素繊維とアラミド繊維の違い、補強の前提となる下地補修、施工フロー、そして下地補修から繊維補強までを自社一貫で行うメリットを解説します。

なぜコンクリートの耐震補強に「繊維補強」が選ばれるのか

連続繊維シート工法とは

炭素繊維やアラミド繊維を織り込んだシートを、専用の含浸接着樹脂でコンクリート表面に貼り付け、母材と一体化させて耐久性を高める工法です。柱・梁のせん断補強、曲げ補強、床版・壁・煙突・橋脚の補強など、幅広い部位に適用できます。

鋼板巻立て・RC巻立てとの違い

比較項目
連続繊維シート
鋼板巻立て
RC巻立て
重量
非常に軽い(鋼の約1/5の比重)
重い
重い
断面の増加
ほとんどなし
小さい
大きい
工期
短い
長い
騒音・粉じん
少ない
溶接・切断あり
はつり・打設あり
供用しながらの施工
しやすい
やや難
難しい

居室や有効面積をほとんど削らずに補強でき、振動・騒音が少ないため、入居者・利用者がいるマンションやビル、稼働中の施設でも採用しやすいのが繊維補強の強みです。

炭素繊維シートとアラミド繊維シートの違い【比較表】

どちらも「引張力を負担する補強材」という役割は同じですが、性質が異なり、適した場面が分かれます。

項目
炭素繊維シート(CFRP)
アラミド繊維シート(AFRP)
引張強度・弾性率
高い(剛性が高い)
高靭性・耐衝撃に優れる
重量
非常に軽い
非常に軽い
導電性
あり(電食に注意)
なし(絶縁・非導電)
得意な用途
曲げ・せん断補強全般、剛性を効かせたい部位
電気・通信設備の近接部、衝撃・変形追従が求められる部位
注意点
剛材との接触部で電食(ガルパニック腐食)の懸念
紫外線で劣化しやすく保護仕上げが必要

炭素繊維シート(CFRP)の特徴

高い引張強度と弾性率を持ち、少ない層数で効率よく耐力を確保できます。錆びず軽量なため、橋脚・高架橋・建築物の柱梁補強まで最も汎用的に使われます。一方で導電性があるため、鋼材や電気設備に近接する箇所では電食対策の検討が必要です。

アラミド繊維シート(AFRP)の特徴

非導電性(絶縁体)であることが最大の特長で、変電設備・通信設備の周辺や、漏電・電食を避けたい部位に適します。靭性が高く衝撃や変形に追従しやすいため、耐震時の挙動を考慮したい部位でも選ばれます。

どちらを選ぶべきか(選定の考え方)

剛性を効かせて効率よく補強したい一般部位は炭素繊維、電気設備周りや非導電性・耐衝撃性を優先したい部位はアラミド繊維、というのが基本的な考え方です。実際には構造設計で必要とされる補強量・部位の環境・既存躯体の状態を踏まえて選定します。LIFIXでは現地調査のうえ、最適な繊維材と仕様をご提案します。

繊維補強の前に欠かせない「下地補修」

下地の状態が補強効果を決める

連続繊維補強は、コンクリート表面と繊維シートが樹脂でしっかり接着して初めて性能を発揮します。表面が脆弱だったり、ひび割れ・浮き・欠損・不陸(凹凸)が残っていると、接着不良や剥離・浮きが生じ、設計どおりの補強効果が得られません。下地補修は「ついでの工程」ではなく、繊維補強の性能を担保する根幹の工程です。

下地補修の主な内容

繊維補強の前処理として、状態に応じて次のような補修を行います。

・ひび割れ補修:エポキシ樹脂などの注入工法でクラックを充填し、躯体の一体性を回復

・断面修復:鉄筋腐食・かぶり欠損部をはつり、防錆処理のうえポリマーセメントモルタル等で復元

・不陸調整:段差・凹凸を樹脂モルタルやパテで平滑化

・目荒し・脆弱部除去:レイタンスや劣化層を研磨で除去し、接着に適した面を作る

・面取り(R面取り):入隅・出隅を丸く処理し、繊維シートの折れ・浮きを防止

これらはいずれもコンクリート補修の専門技術が求められる工程です。LIFIXは断面修復・各種注入工法・左官を本業として手掛けており、下地補修そのものを得意領域としています。

施工前

下地補修後

炭素繊維シート工法の施工フロー(下地補修〜仕上げ)

1.下地処理:研磨(ディスクサンダー等)でレイタンス・脆弱部を除去し、目荒しを行う

2.断面修復・不陸調整:欠損・段差を補修し、入隅・出隅を面取り

3.プライマー塗布:コンクリート表面を強化し、接着性を確保

4.不陸修正(パテ):エポキシパテ等で表面を平滑に仕上げる

5.含浸接着樹脂(下塗り):シートを貼る面に樹脂を塗布

6.繊維シート貼付:繊維方向を揃えて貼り付け、脱泡ローラーで含浸・気泡を除去(重ね代を確保)

7.含浸接着樹脂(上塗り):シート上から樹脂を含浸させて一体化

8.仕上げ:保護モルタル・塗装、必要に応じて耐火被覆を施工

工程の前半(1〜2)がまさに下地補修であり、ここの精度が補強品質を決めます。

下地補修から繊維補強まで「自社一貫施工」するメリット

繊維補強の現場では、下地補修と繊維補強を別々の業者が分担すると、責任の所在が曖昧になり、手戻りや品質のばらつきが起きやすくなります。LIFIXは下地補修と繊維補強のどちらも自社施工で対応できるため、次のメリットがあります。

・品質・責任の一元化:下地の状態を把握した同じ施工体制が繊維補強まで担うため、接着不良などのリスクを抑制

・工期短縮:業者間の調整・引き継ぎが不要で、工程をスムーズに進行

・コスト最適化:中間マージンや重複手間を削減

・柔軟な提案:現地の劣化状況に合わせて、下地補修の範囲・仕様を含めて最適化

「ひび割れ補修だけ」「断面修復だけ」といった下地補修単独のご依頼も承ります。

よくある質問(FAQ)

Q. 炭素繊維とアラミド繊維、どちらを選べばよいですか?

A. 剛性を効かせて効率よく補強したい一般部位は炭素繊維、電気・通信設備の近接部や非導電性・耐衝撃性を重視したい部位はアラミド繊維が向いています。構造条件と環境を踏まえてご提案します。

Q. 建物を使いながら施工できますか?

A. 繊維補強は軽量で騒音・粉じんが比較的少なく、供用しながら施工できるケースが多い工法です。部位や範囲により異なりますので、現地調査のうえご案内します。

Q. 下地補修だけ、繊維補強だけの依頼も可能ですか?

A. 可能です。ひび割れ注入・断面修復などの下地補修単独でも、繊維補強と合わせた一貫施工でも対応します。

Q. 補強後の耐久性はどのくらいですか?

A. 適切な下地処理と仕上げ(保護・塗装)を行うことで長期の耐久が期待できます。屋外部はとくに保護仕上げが重要で、LIFIXでは環境に応じた仕様をご提案します。

アラミド繊維下塗り・シート貼り

下塗り状況

下塗り後に貼って・しっかり脱法し上塗りする。

施工完了

アラミド繊維シート施工完了

アラミド繊維施工は、紫外線に弱く保護モルをするケースもある。

まとめ|東京でコンクリートの耐震補強は株式会社LIFIXへ

炭素繊維・アラミド繊維による連続繊維補強は、軽量・省スペースで供用しながら施工しやすい、コンクリート構造物に適した耐震補強工法です。そして、その性能を最大限に引き出す鍵が下地補修の品質にあります。

株式会社LIFIXは、断面修復・各種注入工法・左官といった下地補修を本業とするコンクリート構造物補修の専門工事会社として、下地補修から炭素繊維・アラミド繊維補強までを自社一貫で施工します。マンション・ビル・土木構造物の耐震補強をご検討の際は、ぜひご相談ください。

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既存建物と増築部の動きによって発生したクラックに対し、Uカットワンと樹脂モルタルで床面を平滑化

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