代表的な条件でのバックリング現象

今回実施した試験の代表例として，表－2.4の試験番号No.1に示す，光硬化型FRPシートの厚

さ1.5mm，ひび割れ幅1mmの結果を取り上げる。試験後のシートを写真－2.6に示す。写真から

も明らかなように，ひび割れの閉口時には，FRP シートがコンクリートからはく離し，ひび割れ 箇所を中心に凸型に浮いており，バックリング現象が確認された。このとき，ひび割れ周辺の50mm 程度までは，供試体のコンクリート母材が引張破壊しており，コンクリートがはく離したFRPシ ート側に付着していた。さらにその外側30mm程度までは，FRPシートとコンクリートの界面で はく離が生じていた。

閉口ひび割れ追従性試験における，計測ステップと荷重および変位計の計測結果を図－2.4に，

ひび割れ閉口変位と荷重の関係を図－2.5に示す。荷重の初期段階（時間ステップが0～90程度）

では，荷重増加に対しFRPシートの付着力によりひび割れ閉口変位（図中の赤線）が小さい値で 推移しているが，荷重が 10.6kN（ひび割れ閉口変位が 0.18mm）に達した瞬間にバックリング現 象が発生し，ひび割れ閉口変位やバックリング変位が大きく増加し，荷重が低下した。模擬ひび

割れ幅は1.0mmで設定したが，供試体作製精度や模擬ひび割れ面の凹凸の噛み合わせのため，バ

ックリング時のひび割れ閉口変位は実際には1.8mmまで計測された。FRPシートのバックリング 時のシートの膨れは 7mm程度であった。バックリング後，荷重は 4kN前後で留まっており，時 間ステップ105程度で除荷すると，荷重はゼロになり，ひび割れ閉口変位もゼロ付近まで戻った。

除荷後のひび割れ閉口変位の戻りは，FRP シートが凸型に曲がった状態から平坦に戻ったためで ある。

表－2.4 試験の種類 試験番号 FRPシート

厚さ ひび割れ幅 備考

No.1 1.5mm 1mm 代表 パターン No.2 1.5mm 5mm

No.3 1.5mm 3mm No.4 1.5mm 0.6mm No.5 1.0mm 1mm No.6 2.0mm 1mm

No.7 4.5mm 1mm 1.5mm×3枚 No.8 1.5mm 1mm 非接 触部10mm No.9 1.5mm 1mm 非接 触部80mm No.10 1.5mm 1mm ひび 割れ充填

0 2 4 6 8 10 12

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2

荷重(KN)

ひび割れ閉口変位(mm) 標準パターン

図－2.5 ひび割れ閉口変位と荷重の関係

載荷 徐荷

バックリング

0 2 4 6 8 10 12 14

0 2 4 6 8 10 12 14

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

荷重(kN)

変位(mm)

時間ステップ ひび割れ閉口変位 バックリング変位 荷重

図－2.4 時間ステップによる変位，荷重

載荷

バックリング

徐荷

写真－2.6 FRP シートのバックリング 載荷方向

シート変位方向

載荷方向

FRPシート

模擬ひび割れ

FRPシート

貼付範囲 バックリング範囲

模擬ひび割れ

この結果から，ひび割れを跨いで貼付されたFRPシートに，ひび割れの閉口変位によりバック リング現象が生じることを確認できた。バックリング後の供試体写真と，FRP シート，コンクリ ートそれぞれの状況写真を写真－2.7に示す。バックリング後のFRPシートは，ひび割れ周辺部 ではコンクリート母材で破壊し，その外側はシートとコンクリートとの界面で破壊し，さらにそ の外側で付着している状態であった。このバックリング現象は，ひび割れ近傍のコンクリート母 材の破壊を伴うため，FRP シートの付着力を高めることによるバックリング現象の抑制は困難で あることがわかる。

写真－2.7 母材破壊の状況

FRPシート背面

コンクリート表面 供試体表面

界面破壊 母材破壊 界面破壊

母材破壊

界面破壊 界面破壊

供試体断面

界面破壊 母材破壊 界面破壊 界面破壊 母材破壊 界面破壊