KR100455786B1

KR100455786B1 - 섬유강화복합재료를 이용한 콘크리트 보강재의 제조방법

Info

Publication number: KR100455786B1
Application number: KR10-2002-0021789A
Authority: KR
Inventors: 김조권
Original assignee: 김조권
Priority date: 2002-04-20
Filing date: 2002-04-20
Publication date: 2004-11-06
Also published as: KR20020035546A

Abstract

본 발명은 섬유강화복합재료(FIBER REINFORCED PLASTIC : FRP)를 이용한 콘크리트 보강재의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보빈에 가압브레이크를 장착하여 강화섬유의 인장력을 부가시키고, 편직권선기로 강화섬유의 외주연에 매듭을 형성하여 인장강도와 굽힘강도가 증가된 고품질의 섬유강화복합재료 보강재를 생산함으로써, 건축물 건설시 콘크리트와의 부착력을 증가시켜 건물의 내구성을 극대화할 수 있는 콘크리트 보강재의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 재료공급단계(S1) 및 수지함침단계(S2)를 거친 강화섬유(2)의 외주연을 섬유스트랜드(3)로 권선하여 매듭(4)을 형성하는 편직권선단계(A1)와; 섬유강화복합재료(2')의 부착력을 증가시키기 위해 모래 및 수지가 혼합 충진된 모래수지함침조(5)를 관통하여 외표면에 모래수지를 코팅하는 모래수지코팅단계(A2)와; 상측과 하측에 상온송풍기(6)와 고온송풍기(7)가 각각 장착된 송풍장치를 통과하는 송풍단계(A3)와; 열풍기(8)가 장착된 경화턴넬(9)을 통과하는 경화단계(S3)를 거쳐, 고온의 섬유강화복합재료(2')를 방열 송풍기(13)로 열 저하시키는 방열단계(A4)와; 인발단계(S4) 및 절단단계(S5)를 거쳐서 제조되는 섬유강화복합재료를 이용한 콘크리트 보강재의 제조방법이 제공된다.

Description

섬유강화복합재료를 이용한 콘크리트 보강재의 제조방법{The manufacturing method of concrete reinforcement using fiber reinforced plastic}

일반적으로 건축물 건설시 철근 보강지지대의 외측으로 형성된 거푸집에, 콘크리트를 충진 및 양생하여 골조를 완성한 후 마감공사를 하게 되는데, 상기에서 보강지지대로 사용하는 철근에는 콘크리트와의 부착력을 증대시키기 위한 마디와 리브(RIB)가 있는데, 상기 마디와 리브는 콘크리트에 균열이 생길 경우 균열 폭이 작아지게 한다.

그러나 철근은 녹 발생으로 인한 강도저하로 건축물의 내구성이 저하되며, 내구성을 증대시켜 건물수명을 연장하기 위해서는 별도의 녹발생방지시공을 해야 함으로 비용이 이중으로 소요되며, 고층건물 흔들림시 탄성력과 인장력의 저하로 건물벽에 균열과 누수가 발생할 뿐만 아니라, 작업시 무거운 중량으로 인하여 설치와 운반 및 보관이 불편한 등의 문제점이 있다.

따라서 근래에 내식, 내열 및 내부식성이 우수할 뿐만 아니라, 매우 큰 강도를 지니고 있어 전산업분야에서 응용분야가 확대되고 있는 반영구적 신소재를 재료공급단계, 수지함침단계, 경화단계, 인발단계, 절단단계를 통해 보강재로 제조하는데, 상기 단계를 거쳐 제조된 보강재는 외주연이 미끄러워 콘크리트 부착력이 저하되며, 인장력 및 탄성력이 저하되는 등의 여러가지 폐단이 발생하고 있는 실정이다.

본 발명의 목적은 종래의 이와같은 문제점을 해소하고자 한 데 있는 것으로, 섬유강화복합재료를 재료공급단계, 수지함침단계, 편직권선단계, 코팅단계, 송풍단계, 경화단계, 방열단계, 인발단계, 절단단계를 통해 보강재로 제조하여, 건축물 건설시에 사용하면 보강재 외표면에 권선된 매듭으로 인하여 콘크리트 부착력이 증가되어 건물의 내구성을 증대시키게 되며, 보강재의 탄성력과 인장력으로 인하여 고층건물의 흔들림으로 인한 균열과 누수를 방지하고, 신속한 작업공정을 통해 고품질의 보강재를 대량으로 생산할 수 있는 섬유강화복합재료를 이용한 콘크리트 보강재의 제조방법을 제공코자 하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 전체 상태를 도시한 개략도

도 2는 본 발명의 전체 흐름을 도시한 흐름도

도 3은 본 발명의 보빈의 요부를 도시한 상태도

도 4는 본 발명으로 제조된 보강재의 요부 사시도

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1: 보빈 1': 브레이크바 2: 강화섬유

2': 섬유강화복합재료 3: 섬유스트랜드 4: 매듭

5: 모래수지함침조 6: 상온송풍기 7: 고온송풍기

8: 열풍기 8': 보조열풍기 9: 경화턴넬

10,10': 가압브레이크 11: 수지함침조 12: 편직권선기

13: 방열송풍기 14,14': 가압장치 S1: 재료공급단계

S2: 수지함침단계 S3: 경화단계 S4: 인발단계

S5: 절단단계 A1: 편직권선단계 A2: 모래수지코팅단계

A3: 송풍단계 A4: 방열단계

보빈(1)에 권선되어 있는 강화섬유(2)를 공급하는 재료공급단계(S1)와, 공급된 강화섬유(2)를 수지에 함침시키는 수지함침단계(S2)와, 형상 성형과 경화를 위한 경화단계(S3)와, 섬유강화복합재료(2')를 인발하는 인발단계(S4)와, 인발된 섬유강화복합재료(2')를 절단하는 절단단계(S5)를 통해 보강재로 제조하는 방법에 있어서, 본 발명은 재료공급단계(S1) 및 수지함침단계(S2)를 거친 강화섬유(2)의 외주연을 섬유스트랜드(3)로 권선하여 매듭(4)을 형성하는 편직권선단계(A1)와; 섬유강화복합재료(2')의 부착력을 증가시키기 위해 모래 및 수지가 혼합 충진된 모래수지함침조(5)를 관통하여 외표면에 모래수지를 코팅하는 모래수지코팅단계(A2)와; 상측과 하측에 상온송풍기(6)와 고온송풍기(7)가 각각 장착된 송풍장치를 통과하는 송풍단계(A3)와; 열풍기(8)가 장착된 경화턴넬(9)을 통과하는 경화단계(S3)를 거쳐, 고온의 섬유강화복합재료(2')를 방열 송풍기(13)로 열 저하시키는 방열단계(A4)와; 인발단계(S4) 및 절단단계(S5)를 거쳐서 제조됨을 특징으로 한 것이다.

상기에서, 재료공급단계(S1)의 다수개 보빈(1)에는 강화섬유(2)의 장력을 증대시키기 위한 가압브레이크(10)(10')가 상기 보빈(1)의 양측에 장착되어 있다.

상기에서, 수지함침단계(S2)의 수지함침조(11)에는 다수개의 브레이크바(1')가 장착되어 있다.

상기에서, 경화단계(S3)의 경화턴넬(9)에는 온도조절과 조기경화를 위한 보조열풍기(8')가 장착되어 있다.

도면 중 미설명 부호 (12)는 편직권선기이고, (14)(14')는 가압장치이다.

이와같이 본 발명은 유리섬유를 주보강재로한 강화섬유(2)가 권회되어 있는 각 보빈(1)의 양측에 일반적인 가압장치(14)(14')로 작동되는가압브레이크(10)(10')를 장착함으로써 강화섬유(2)의 꼬임을 방지하면서 공급속도를 적절하게 조절하면서 공급하는 재료공급단계(S1)를 거쳐, 상기 재료공급단계(S1)의 가압브레이크(10)(10')로 인하여 일정한 인장력을 유지하면서 공급된 강화섬유(2)는 다수개의 브레이크바(1')를 통해 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 등이 함유된 수지함침조(11)에 함침되어 강화섬유(2)의 사이사이에 수지를 함침시키는 수지함침단계(S2)를 거쳐서 소기의 인장력을 유지하게 된다.

또한 상기 수지함침단계(S2)를 거친 후, 편직권선기(12)를 통해 강화섬유(2)의 외표면에 섬유스트랜드(3)를 원주방향으로 권선하여 매듭(4)을 형성시킴으로써, 섬유강화복합재료(2')에 부착력을 부가시킴과 동시에 전단지연(SHEAR LAG) 현상을 감소시키는 편직권선단계(A1)를 거쳐, 모래 및 수지가 혼합 충진된 모래수지함침조(5)에 관통시켜 섬유강화복합재료(2')의 외표면에 모래수지를 코팅하는 모래수지코팅단계(A2)를 거치게 되고, 각각 역방향으로 회전하는 상온송풍기(6)와 고온송풍기(7)가 상측과 하측으로 장착된 송풍단계(A3)를 거치면서 섬유강화복합재료(2')의 외표면의 수지 및 모래코팅이 떨어지는 것을 방지하여 표면형성을 하게 된다.

또한, 열풍기(8)와 보조열풍기(8')가 장착되어 220℃ 정도의 온도로 적정유지되는 경화턴넬(9)을 관통하면서 고체상태로 변화되는 경화단계(S3)를 거쳐, 상기에서 경화된 섬유강화복합재료(2')를 방열송풍기(13)로 열을 저하시키는 방열단계(A4)를 거친 후, 섬유강화복합재료(2')를 인발하는 인발단계(S4)와 인발된 섬유강화복합재료(2')를 적정 사이즈로 절단하는 절단단계(S5)를 거쳐서 콘크리트보강재로 제조된다.

상기와 같이 가압브레이크(10)(10')와 브레이크바(1')를 통해 보빈(1)의 속도조절이 가능함으로써, 강화섬유(2)의 강도와 부착력을 조절하여 용도에 따라 다양한 제품을 생산할 수 있고, 편직권선기(12)를 통한 매듭(4) 형성으로 섬유강화복합재료(2')의 인장강도와 굽힘강도를 최대화시켜 고품질의 제품을 생산할 수 있으며, 모래수지코팅을 통해 섬유강화복합재료(2')의 부착력을 극대화시켰을 뿐만 아니라, 상온송풍기(6)와 고온송풍기(7)를 통해 중력에 의한 수지와 모래코팅의 흘러내림을 방지하여 표면의 균일한 코팅이 가능하게 되며, 경화턴넬(9)의 열이 유출되는 것을 방지하며, 경화턴넬(9)에 장착된 보조열풍기(8')를 통해 수지의 종류에 따라 온도를 적절하게 조절하여 조기 경화를 촉진하고, 에너지를 절약할 수 있게 된다.

이와같이 본 발명은 재료공급단계(S1), 수지함침단계(S2), 편직권선단계(A1

), 모래수지코팅단계(A2), 송풍단계(A3), 경화단계(S3), 방열단계(A4), 인발단계(S4), 절단단계(S5)를 거쳐 보강재를 제조함으로써, 콘크리트 부착력이 우수하고, 인장강도와 굽힘강도가 증대된 고품질의 보강재를 생산하여 건축물의 보강재로 사용할 경우, 건축물의 내구성을 극대화하여 반영구적으로 사용할 수 있으며, 경량의 보강재로 인하여 설치나 운반 및 보관이 편리할 뿐만 아니라, 제조공정의 단축으로 인하여 단시간에 대량으로 생산할 수 있는 섬유강화복합재료를 이용한 콘크리트 보강재의 제조방법을 제공하는데 그 효과가 있다.

Claims

보빈(1)에 권선되어 있는 강화섬유(2)를 공급하는 재료공급단계(S1)와, 공급된 강화섬유(2)를 수지에 함침시키는 수지함침단계(S2)와, 형상 성형과 경화를 위한 경화단계(S3)와, 섬유강화복합재료(2')를 인발하는 인발단계(S4)와, 인발된 섬유강화복합재료(2')를 절단하는 절단단계(S5)를 통해 보강재로 제조하는 방법에 있어서, 재료공급단계(S1) 및 수지함침단계(S2)를 거친 강화섬유(2)의 외주연을 섬유스트랜드(3)로 권선하여 매듭(4)을 형성하는 편직권선단계(A1)와; 섬유강화복합재료(2')의 부착력을 증가시키기 위해 모래 및 수지가 혼합 충진된 모래수지함침조(5)를 관통하여 외표면에 모래수지를 코팅하는 모래수지코팅단계(A2)와; 상측과 하측에 상온송풍기(6)와 고온송풍기(7)가 각각 장착된 송풍장치를 통과하는 송풍단계(A3)와; 열풍기(8)가 장착된 경화턴넬(9)을 통과하는 경화단계(S3)를 거쳐, 고온의 섬유강화복합재료(2')를 방열 송풍기(13)로 열 저하시키는 방열단계(A4)와; 인발단계(S4) 및 절단단계(S5)를 거쳐서 제조됨을 특징으로 하는 섬유강화복합재료를 이용한 콘크리트 보강재의 제조방법.
제 1항에 있어서, 재료공급단계(S1)의 다수개 보빈(1) 양측에는 강화섬유(2)의 장력을 증대시키기 위한 가압브레이크(10)(10')가 구비됨을 특징으로 하는 섬유강화복합재료를 이용한 콘크리트 보강재의 제조방법.
제 1항에 있어서, 수지함침단계(S2)의 수지함침조(11)에는 다수개의 브레이크바(1')가 장착됨을 특징으로 하는 섬유강화복합재료를 이용한 콘크리트 보강재의 제조방법.
제 1항에 있어서, 경화단계(S3)의 경화턴넬(9)에는 온도조절과 조기경화를 위한 보조열풍기(8')가 장착됨을 특징으로 하는 섬유강화복합재료를 이용한 콘크리트 보강재의 제조방법.