KR100376910B1

KR100376910B1 - Method for producing high-intensity concrete

Info

Publication number: KR100376910B1
Application number: KR10-1999-0029450A
Authority: KR
Inventors: 김학수
Original assignee: 김학수
Priority date: 1999-07-21
Filing date: 1999-07-21
Publication date: 2003-03-19
Also published as: KR20010010511A

Abstract

본 발명은 고강도 콘크리트 제조방법에 관한 것으로, 합성섬유사에 인장강도와 전단응력을 증가하기 위하여 고탄력의 고무를 도포하는 도포공정과, 상기 도포공정에 의하여 얻어진 고무가 입혀진 합성섬유사를 임의의 길이로 절단하는 절단공정과, 상기 절단공정에 의하여 절단된 절단사를 콘크리트의 재료를 혼합하는 공정에 투입하는 투입공정으로 이루어지고, 또한 상기 합성섬유사는 원가 절감을 위해 폐타이어에 포함된 고인장 합성섬유사 및 고무질 활용하여 제조될 수 있으며 상기 합성섬유사는 그 표면에 흠집이 있도록 형성되어 결합재 등의 타 재료와 접착력을 증대시킨 것이다.The present invention relates to a method for producing high-strength concrete, the process of applying a rubber of high elasticity in order to increase the tensile strength and shear stress to the synthetic fiber yarn, and the rubber-coated synthetic fiber yarn obtained by the coating process in any length The cutting step of cutting into a cutting process, and the inputting step of inserting the cutting yarn cut by the cutting process into the process of mixing the material of the concrete, and the synthetic fiber yarn is synthesized in the high-tension included in the waste tire for cost It can be prepared using a fiber yarn and rubber and the synthetic fiber yarn is formed to have a scratch on the surface to increase the adhesive force with other materials such as binders.

Description

Method for producing high-intensity concrete

본 발명은 고 강도 콘크리트 제조방법에 관한 것으로, 특히 고 탄력 고무가 접착된 고 인장의 합성섬유사로 제조한 섬유질을 활용한 고 강도 콘크리트 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing high strength concrete, and more particularly, to a method of manufacturing high strength concrete using fibers made of high tensile synthetic fiber yarn bonded with high elastic rubber.

우리나라는 좁은 국토로 인하여 같은 면적에 대해 토지 이용도를 높이기 위하여 고층건물을 많이 짓고 있는데, 고층 건물일수록 하부 내력 벽체는 큰 자중과 높은 횡력등을 부담하기 위하여 벽두께가 증가하는 등 여러 가지 문제점이 발생하였다.Korea is building a lot of high-rise buildings in order to increase land use on the same area due to the narrow land.The higher the higher the building, the lower the bearing wall is to increase the wall thickness to bear the large weight and high lateral force. Occurred.

따라서, 이러한 문제점을 개선하기 위하여 고 강도화한 콘크리트를 필요로 하게 된다.Therefore, in order to improve this problem, high strength concrete is required.

상기와 같이 고 강도화된 콘크리트라 함은 국내 기준으로 400㎏/㎠ 이상을 의미한다.The high strength concrete as described above means more than 400㎏ / ㎠ in the domestic standard.

이와 같은 고 강도의 콘크리트를 제조하는 방법은 물과 시멘트의 혼합비를 이용시 물을 적게 하는 방법과, 결합재로 고분자 폴리머를 이용하며, 슬래그 등을 혼합하여 콘크리트내의 공극을 메우거나, 이 외에 강섬유, 유리섬유를 혼합하여 인장강도를 높이는 방법등이 있는데, 섬유질 보강을 통한 고강도의 콘크리트를 제조하는 방법에 대해 자세히 설명하면 다음과 같다.Such a method of manufacturing high strength concrete uses a method of reducing water when using a mixing ratio of water and cement, using a polymer polymer as a binder, and mixing slag or the like to fill voids in concrete, or in addition to steel fibers and glass. There is a method of increasing the tensile strength by mixing the fibers, such as described in detail how to produce a high-strength concrete through fiber reinforcement.

먼저, 강도 보강용 섬유질 종류로는 강(鋼)섬유, 유리섬유, 탄소섬유 등의 무기계 섬유와, 아라미드 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 비닐론 섬유, 나일론 등의 유기계 섬유로 나누어진다.First, the type of fiber for strength reinforcement is divided into inorganic fibers such as steel fibers, glass fibers and carbon fibers, and organic fibers such as aramid fibers, polypropylene fibers, vinylon fibers and nylon.

그리고, 섬유보강 콘크리트의 강화 메커니즘으로는 콘크리트 내부에 균열이 발생할 때 섬유는 섬유 자체의 강도에 의해 균열의 진행을 억제하며, 이는 섬유가 끊어질때까지 계속된다.In addition, as a reinforcing mechanism of the fiber reinforced concrete, when a crack occurs in the concrete, the fiber suppresses the progress of the crack by the strength of the fiber itself, which continues until the fiber is broken.

이와 같은 고 강도 콘크리트의 제조방법은 골재와 결합재(시멘트 또는 폴리머 기타 등)와 물과 강섬유를 혼합하여 이루어지는 프리믹스(PREMIX)방법과, 슬레이트와 같이 얇은 판재를 만드는 핫세크(HATSHECK)방법과, 압출성형방법과 뿌려서 이루어지는 스프레이(SPRAY)방법 등이 있다.Such high strength concrete manufacturing methods include premix (PREMIX) method of mixing aggregates, binders (such as cement or polymers), water and steel fiber, hotsek method of making thin plates such as slats, and extrusion. There is a molding method and a spray method made by spraying.

이와 같이 이루어지는 종래 섬유보강 콘크리트의 문제점은 다음과 같다.Problems of the conventional fiber-reinforced concrete is made as follows.

일반적으로 가장 큰 문제는 유리섬유를 사용하게 되면 재료비가 고가이기 때문에 공사비가 상승되는 문제점이 있고, 섬유간의 뭉침(fiber ball)현상의 발생으로 콘크리트의 강도가 일정치가 않으며, 오히려 첨가된 섬유질이 한 곳에 뭉쳐져 있어 오히려 콘크리트의 강도 저하까지 유발하게 된다.In general, the biggest problem is that the cost of construction is increased because the material cost is high when glass fiber is used, and the strength of concrete is not constant due to the phenomenon of fiber ball. It is agglomerated in one place, causing a decrease in strength of concrete.

이러한 점을 보완하기 위해 고성능 옴니-믹서(OMNI-MIXER)를 사용하여 이를 개선하고 있으며, 이 외에 콘크리트 타설시 작업자가 수작업으로 콘크리트에 섞는 방법을 사용하기도 한다.In order to compensate for this, a high performance OMNI-MIXER is used to improve this. In addition, when the concrete is poured, a worker mixes it with concrete by hand.

또 다른 문제점으로 콘크리트 내에 함유된 염화물에 의한 섬유 자체의 부식과, 양생 기간 중 섬유간의 2차 응집, 시멘트 수화물에 의한 섬유질 사이의 공극을 충진시켜 파괴에너지의 흡수능력 저하 등을 유발한다.Another problem is that corrosion of the fiber itself by the chloride contained in the concrete, secondary cohesion between the fibers during the curing period, filling the voids between the fibers by the cement hydrate causes a decrease in the absorption capacity of the breakdown energy.

이러한 문제점을 보완하기 위하여 탄성섬유계 섬유 등이 적용되고 있으나 이것도 골재의 입도가 증가할수록 배합 및 성형이 곤란하고, 재료의 분리현상이 현저하기 때문에 고성능 옴니-믹서 및 8호 규사 이하의 미세립 골재와 함께 고 유동화제를 사용하여야 한다.In order to solve this problem, elastic fiber-based fibers, etc., have been applied. However, as the particle size of the aggregate increases, it is difficult to mix and form, and the separation of materials is remarkable, so that high-performance omni-mixers and fine grain aggregates of No. 8 silica sand or less High fluidizing agents should be used in conjunction with

그리고, 상기의 콘크리트의 타설시 인력에 의한 섬유 투입은 작업 여건상 섬유의 투입이 불균일하게 될 수 밖에 없어서, 이는 콘크리트 강도에 직접적인 악영향을 미치게 되었다.In addition, the fiber input by the manpower during the pouring of the concrete is forced to be uneven in terms of the working conditions, which has a direct adverse effect on the strength of the concrete.

본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 고 강도 콘크리트 제조시 강섬유 혼합공정에서 강섬유가 뭉쳐지는 것과 콘크리트 펌프 이용시 일정방향으로의 강도 취약, 그리고 섬유질의 콘크리트내로의 불균등 배분으로 콘크리트 강도가 불균일하게 되는 것을 미연에 방지하고, 섬유를 혼합하였을 때 섬유간의 뭉침 현상과 섬유질과 콘크리트 혼합물간의 화학적 반응으로 혼합되는 섬유질의 자체 강도를 저하시킴으로써 콘크리트 강도를 저하 시키는 것을 방지하도록 하는데 그 목적이 있으며, 이러한 목적달성을 위하여 콘크리트보다 인장강도가 높은 합성섬유사에 인장강도와 전단응력을 증가하기 위하여 고 탄력의 고무를 도포하고, 상기와 같이 얻어진 고무가 입혀진 합성섬유사를 임의의 길이로 절단하며, 상기와 같이 절단된 절단사를 콘크리트의 재료를 혼합하는 공정에 투입하는 공정으로 이루어진다.The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the concrete strength becomes uneven due to the agglomeration of the steel fibers in the steel fiber mixing process in the manufacture of high strength concrete, the weakness of the strength in a certain direction when using the concrete pump, and the uneven distribution of the fibers into the concrete The purpose of the present invention is to prevent the degradation of concrete strength by lowering the strength of the fibers mixed by the agglomeration of fibers and chemical reaction between the fibers and the concrete mixture when the fibers are mixed. In order to increase the tensile strength and shear stress to the synthetic fiber yarn with a higher tensile strength than concrete, high elastic rubber is applied, and the rubber-coated synthetic fiber yarn obtained as described above is cut to an arbitrary length. Cut cutting thread It consists of the process of putting in the process of mixing the materials of concrete.

본 발명의 고 강도 콘크리트 제조방법에 적용되는 합성섬유사는 모든 유기계 섬유가 적용될 수 있으나 그 중에서도 폴리에스테르 섬유 및 폴리아미드섬유로 이루어질 경우 콘크리트에서 요구되는 물성 및 가격측면에서 가장 바람직하다.Synthetic fiber yarn applied to the high-strength concrete manufacturing method of the present invention can be applied to all organic fibers, but, among them, polyester fibers and polyamide fibers are most preferred in terms of physical properties and price required in concrete.

또한, 상기 합성섬유사에 피복되는 고무로는 천연 또는 인조 고무가 적용될 수 있으며 폐타이어의 설물로 부터 채취된 고무를 재활용할 수도 있다.In addition, the rubber coated on the synthetic fiber yarn may be applied to natural or artificial rubber, and may recycle the rubber collected from the waste tire water.

게다가, 본 발명에 따른 상기 합성섬유사는 고무로 도포된 후 그 전 주위 표면에 흠집이 있도록 거칠게 형성될 수 있다.In addition, the synthetic fiber yarn according to the present invention may be roughened so that the front surface is scratched after being coated with rubber.

따라서, 상기 합성섬유사를 사용하는 본 발명에 따른 고 강도 콘크리트 제조방법에 의하면 상기 합성섬유사의 주위로 피복된 고무재질에 의하여 합성섬유사가 얽히거나 뭉치지 않고 타 콘크리트 성분과 균일하게 혼합될 수 있으며, 고무로 피복된 상기 합성섬유사의 표면에 흠집을 형성할 경우 조도(粗度)를 높임으로써 여러 콘크리트 성분과의 결합도를 높일 수 있어서 강도를 한층 강화시킬 수 있다.Therefore, according to the high-strength concrete manufacturing method according to the present invention using the synthetic fiber yarn, the synthetic fiber yarn can be uniformly mixed with other concrete components without being entangled or agglomerated by the rubber material coated around the synthetic fiber yarn, When scratches are formed on the surface of the synthetic fiber yarn coated with rubber, the degree of bonding can be enhanced by increasing the roughness, thereby further strengthening the strength.

그리고, 본 발명에 의하면, 고무재로 피복된 합성섬유사로 인하여 콘크리트 균열의 진행을 최소화할 수 있어 콘크리트의 압축, 전단, 휨, 인장강도 등을 강화시킬 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to minimize the progress of the concrete crack due to the synthetic fiber yarn coated with a rubber material to strengthen the compression, shear, bending, tensile strength and the like of the concrete.

본 발명의 고 강도 콘크리트 제조방법에 관하여 특정일 실시예를 들어 설명하면 다음과 같다.폴리에스테르의 합성섬유사의 전 주위로 고무를 도포하고 고무가 도포된 합성섬유사의 표면을 통상의 방식으로 스트레칭 하였다. 고무가 입혀진 채로 표면이 긁혀진 합섬사를 2∼5cm범위내에서 임의의 길이로 절단하여 일반 콘크리트 재료를 혼합하고 있는 혼합기에 투입하여 잘 혼합하였다.이상과 같이 하여 얻어진 콘크리트는 기존의 섬유질 투입시 섬유질 간의 뭉침으로 인해 콘크리트 전체적으로 인장 등의 물성이 불균일하였던 것과는 달리, 섬유질간의 뭉침 현상없이 합성섬유사가 콘크리트에 전체적으로 골고루 분산되어 물성이 전체적으로 균일하였으며, 일반 콘크리트보다 상당히 높은 압축 고 강도 나타내었다.(표 2 참조)* C1 : 시멘트 C2 : 첨가물 W1 : 물 S : 모래G25 : 25mm자갈 AD1 : 첨가물 AD2 : 첨가물2* 고무재피복합성섬유사 첨가량은 총 배합성분 중량기준으로 5중량%임.* 상기 표1의 기본배합의 일반 콘크리트의 시료 3개와 본 발명에 의한 시료 3개를 KSF2403 콘크리트 강도 시험용 공시체 제작 방법에 의하여 제작하여 KSF2405 콘크리트 압축강도시험방법에 의거 시험.(공시체 규격 : Ø15×30cm)* 기타조건동일시 압축강도증가의 경우 인장, 전단응력도 동시에 증가함.A specific example of the high strength concrete manufacturing method of the present invention will be described as follows. Rubber is coated around the synthetic fiber yarn of polyester, and the surface of the synthetic fiber yarn coated with rubber is stretched in a conventional manner. . The rubber-clad synthetic fiber was cut into arbitrary lengths within a range of 2 to 5 cm and fed into a mixer in which ordinary concrete materials were mixed. The concrete obtained as described above was mixed with the existing fiber. Unlike the uneven physical properties such as tension due to the aggregation between the fibers, synthetic fiber yarns are uniformly dispersed throughout the concrete without the aggregation between the fibers, and the properties are uniform throughout. 2) * C1: Cement C2: Additive W1: Water S: Sand G25: 25mm Pebbles AD1: Additive AD2: Additive2 * The amount of rubber composite fiber yarn added is 5% by weight based on the total weight of the ingredients. * Three samples of general concrete and three samples according to the present invention of the basic formulation of Table 1 were prepared according to the KSF2403 concrete strength test specimen manufacturing method and tested according to the KSF2405 concrete compressive strength test method. (Test specimen size: Ø15 × 30cm ) * In other cases, the tensile and shear stresses increase simultaneously with the increase of compressive strength.

이와 같은 본 발명의 고 강도 콘크리트 제조방법에 따라 제조된 콘크리트를 타설할 경우 일반 콘크리트보다 두께가 얇을 경우에도 원하는 정도의 강도를 얻을 수 있어 하중에 의한 구조물의 피해를 예방할 수 있고 기초공사비를 절감할 수 있으며, 상기 합성섬유사를 각종 콘크리트 재료 배합시에 투입하여 전체적으로 균일하게 혼합할 수 있으므로 투입을 기계화하여 작업을 간단히 할 수 있어 인건비를 줄일 수 있다.When placing concrete manufactured according to the high-strength concrete manufacturing method of the present invention as described above, even if the thickness is thinner than general concrete, the desired degree of strength can be obtained, thereby preventing damage to the structure due to load and reducing the basic construction cost. In addition, the synthetic fiber yarn can be mixed at the time of mixing various concrete materials to be uniformly mixed as a whole, so that the operation can be simplified by mechanizing the input, thereby reducing labor costs.

그리고, 본 발명에 의한 고 강도 콘크리트 제조방법에 따를 경우 상기한 바와 같이 고 탄력 고무가 접착된 고 인장의 합성섬유사를 사용하고, 또 합성섬유사에 접착된 고탄성의 고무로 인해 합성섬유사끼리의 뭉침 현상을 최대로 줄여주므로 콘크리트 강도의 균일도를 높힐 수 있으며, 재래식 콘크리트에 대비하여 절대 비중 감소로 경량 콘크리트 구현할 수 있으며, 기존의 사용 중이던 콘크리트 제조, 운반 설비를 이용하여 고 강도 콘크리트를 제조할 수 있는 효과도 있다.And, according to the high-strength concrete manufacturing method according to the present invention, as described above, using a high tensile synthetic fiber yarn bonded with a high elastic rubber, and the synthetic fiber yarns due to the high elastic rubber bonded to the synthetic fiber yarn It can reduce the agglomeration of maximal to increase the uniformity of concrete strength, and can realize lightweight concrete by reducing absolute specific gravity in comparison with conventional concrete, and can manufacture high strength concrete using existing concrete manufacturing and transportation facilities. There is also an effect.

Claims

Among the manufacturing methods of high strength concrete to increase the strength of concrete by using aggregates such as gravel and sand, which are the basic materials used in the production of concrete, binders such as cement and polymer, and various admixtures to improve the performance of concrete. In

Coating process to apply high elastic rubber to synthetic fiber yarn with higher tensile strength than concrete

A cutting step of cutting the rubber-coated synthetic fiber yarn obtained by the coating step into an arbitrary length;

High-strength concrete production method characterized in that the input step of putting the synthetic fiber yarn cut by the cutting step into the step of mixing the material of the concrete.

The method of claim 1, wherein the synthetic fiber yarns can be manufactured by recycling the waste synthetic fibers and rubber recovered from the waste tires.

The method for producing high strength concrete according to claim 1 or 2, wherein scratches are formed on the surface of the rubber-coated synthetic fiber yarn as a whole.