CFRP — 炭素繊維強化ポリマー — は、高強度の炭素繊維を硬化したエポキシマトリックスに保持した複合材料です。既存の構造部材の表面に接着することで、部材が必要とする位置に引張能力を追加し、強度不足の梁、スラブ、柱、壁を、現在の荷重に適合するものに変えます。これは、従来の方法がもたらす解体、ダウンタイム、および増加する死荷重を伴いません。
なぜ炭素繊維なのか？
その魅力は材料そのものにあります。炭素繊維は、構造用鋼の数倍の引張強度を持ちながら、重量は約5分の1で、腐食しません。約1ミリメートルの厚さの積層板で、何倍も重い鋼板を置き換えることができます。補強材は薄くて軽いため、手作業で、頭上で、また鋼板をボルト固定するのが非現実的な狭い場所でも施工可能です。
仕組み
補強は、複合材料と基材との間の接着に依存します。繊維が引張力を負担し、エポキシ接着剤がコンクリートから繊維へ応力を接着領域全体に伝えます。したがって、母体構造は健全でなければなりません：緩んだ材料、レイタンス、および汚染物質は除去され、表面は骨材を露出させるために研削され、含浸樹脂が把持できるようにプライマーが塗布されます。システムが硬化すると、部材とCFRPは複合的に一体として作用します。
使用される場所
代表的な用途には、橋桁や駐車デッキの活荷重評価の向上、腐食や衝撃による耐力低下の回復、用途変更後の曲げまたはせん断耐力の追加、柱の拘束による靭性と軸耐力の改善、および耐震補強が含まれます。CFRPは、鉄筋コンクリート、プレストレストコンクリート、鋼、石造、および木材に有効です。
2つの一般的な形態
システムは主に、現場で樹脂を含浸され、曲線や不規則な形状に適合する柔軟なファブリック（シートまたはラップとも呼ばれる）と、平坦な下面に接着されて効率的な曲げ補強を行う剛性のプレキュアプレート（ラミネートストリップ）として提供されます。どちらを選ぶかは、別のガイドの主題です。
利点と限界
利点は、迅速さ、最小限の重量増加、耐食性、および部材の寸法やクリアランスのほとんど変化がないことです。限界も重要です：CFRPは表面接着の引張補強であるため、既存部材は最初に十分な圧縮容量を持っている必要があります。性能は表面処理と施工者の技能に大きく依存し、裸の炭素繊維は火災で強度を失うため、耐火定格のアセンブリには保護コーティングまたはボードが必要です。設計は常にACI 440.2Rなどの認められたコードに従い、有資格のエンジニアによって実施されるべきです。
これらの限界内で使用される場合、CFRP補強は既存構造物の耐用年数を延ばす最も迅速で、最も破壊の少ない方法の1つです。