コラム｜三菱ケミカルインフラテック株式会社

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製品紹介
リペラーク™
（炭素繊維シート）

構造物補修・補強用炭素繊維シート「リペラーク™」── 老朽化が進む社会インフラと向き合う

私たちの暮らしを支える橋梁や道路、トンネルといった社会インフラ。
その多くは高度経済成長期に整備され、いま更新や補修の時期を迎えています。加えて近年は豪雨や地震などの自然災害が頻発し、構造物にはこれまで以上の安全性と耐久性が求められています。

一方で、インフラ改修には多くの費用や人手が必要となり、工事期間中の交通規制など社会的影響も避けられません。限られた資源の中で、いかに効率的に安全性を高め長寿命化を実現するか─。それがいま、社会全体の課題となっています。

こうした背景のもと、三菱ケミカルインフラテックでは高機能材料を活用した補修・補強技術を通じて、持続可能な社会基盤づくりに取り組んでいます。
その中の製品の一つが、炭素繊維シートリペラーク™ です。

「リペラーク™」とは

炭素繊維は鉄の約4分の1という軽さでありながら、鋼材の約10倍の強度を持つ素材です。さらに、化学的に安定していて塩害にも強いなど、社会インフラ用途に求められる特性を兼ね備えています。

リペラーク™ はこの炭素繊維を一方向に引き揃えた、鋼・コンクリート用の補修・補強材料です。炭素繊維本来の性能を活かしながら、シート状に加工することで高い施工性も実現しています。
PAN系炭素繊維を用いたタイプは、橋脚などの保有耐力向上に有効です。一方、ピッチ系炭素繊維を用いた高弾性グレードは、鉄筋の応力緩和対策において高い性能を発揮します。

さらに、シート状のリペラーク™ に加え、板状に成形したeプレート、棒状のリードライン™ など、用途や施工条件に応じた形状の補強材も展開しています。目的や現場条件に合わせた最適な補強設計が可能です。

既設構造物の性能向上に貢献

リペラーク™は、既設構造物の安全性や耐久性を高める補修・補強材です。
さまざまな場面で、次のような効果を発揮します。

車両荷重による橋のたわみや劣化を抑え、長期的な耐久性を向上させます
地震の揺れによる損傷を軽減し、構造物の安全性を高めます
トンネル内壁のコンクリート剥落を防ぎ、安全性向上に貢献します

また、リペラーク™は炭素繊維が持つ軽量・高強度・高弾性といった特長に加え、エポキシ樹脂を含浸させて構造物に接着する工法を採用しています。これにより、高い補強効果とともに、施工のしやすさも実現しています。
補修・補強工事においては、次のような利点があります。

軽くて扱いやすく、現場での運搬や施工がスムーズに行えます
大きな鋼材を持ち込めない狭い場所でも補修が可能です
補強しても構造物の重さがほとんど増えず、負担を抑えられます

リペラーク™の開発は1980年代にさかのぼります。
長年にわたる実績の積み重ねにより、その有用性は広く認められてきました。現在では日本国内にとどまらず、東南アジアや欧州など海外でも活用が広がっています。

既設構造物を活かしながら、安全性と耐久性を高めていく――。
リペラーク™は、社会インフラの長寿命化を支える技術として、これからも価値を提供してまいります。

施工事例：源太橋での取り組み

鳥取県鳥取市にある源太橋は、1951年に竣工した橋梁です。幅員の狭さや車両の大型化に伴う耐荷性不足が課題となっていました。

鋼桁への架け替えに加え、リペラーク™ の接着工法や棒状炭素繊維リードライン™ を用いた床版補強が採用されました。その結果、従来工法と比較してコストを約半分に抑えることに成功しました。
本取り組みは高く評価され、土木学会より平成26年度土木学会田中賞を受賞しています。

eプレート工法による効率的な補強

近年では省力化ニーズの高まりを背景に、工場で成形した炭素繊維強化プラスチック板「eプレート」を用いた床版補強工法も広がっています。
本工法は、あらかじめエポキシ樹脂を含浸させたプレートを床版下面に接着する方式です。全面被覆ではないため、補強後もコンクリート面の確認が可能で、維持管理のしやすさにも配慮されています。

この工法は、国立研究開発法人土木研究所寒地土木研究所における輪荷重走行試験で、無補強時と比較して10倍以上の疲労耐久性向上効果が確認されています。