KR100615565B1 - The reinforcing methods using by nonflammable silane modified epoxy and fiber reinforced composite - Google Patents
The reinforcing methods using by nonflammable silane modified epoxy and fiber reinforced composite Download PDFInfo
- Publication number
- KR100615565B1 KR100615565B1 KR1020060025778A KR20060025778A KR100615565B1 KR 100615565 B1 KR100615565 B1 KR 100615565B1 KR 1020060025778 A KR1020060025778 A KR 1020060025778A KR 20060025778 A KR20060025778 A KR 20060025778A KR 100615565 B1 KR100615565 B1 KR 100615565B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- weight
- parts
- concrete
- fiber composite
- fiber
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28B7/00—Moulds; Cores; Mandrels
- B28B7/0002—Auxiliary parts or elements of the mould
- B28B7/0014—Fastening means for mould parts, e.g. for attaching mould walls on mould tables; Mould clamps
- B28B7/0017—Fastening means for mould parts, e.g. for attaching mould walls on mould tables; Mould clamps for attaching mould walls on mould tables
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28B7/00—Moulds; Cores; Mandrels
- B28B7/02—Moulds with adjustable parts specially for modifying at will the dimensions or form of the moulded article
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B5/00—Floors; Floor construction with regard to insulation; Connections specially adapted therefor
- E04B5/02—Load-carrying floor structures formed substantially of prefabricated units
- E04B5/04—Load-carrying floor structures formed substantially of prefabricated units with beams or slabs of concrete or other stone-like material, e.g. asbestos cement
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B5/00—Floors; Floor construction with regard to insulation; Connections specially adapted therefor
- E04B5/16—Load-carrying floor structures wholly or partly cast or similarly formed in situ
- E04B5/17—Floor structures partly formed in situ
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Working Measures On Existing Buildindgs (AREA)
Abstract
본 발명은 난연성 실란변성 에폭시 조성물의 제조방법 및 이를 이용한 콘크리트 보수 및 보강방법에 관한 것이다. 본 발명의 강도증진 방법은 열화되거나 구조성능이 저하된 콘크리트 구조물에 보강섬유(탄소, 유리 또는 아라미드섬유)를 부착하는 공법을 의미하는 것으로서, 보강섬유는 본 발명의 난연성 실란변성 에폭시 조성물을 접착제로 하여 콘크리트 구조물에 부착되며, 본 발명의 접착제는 내열성과 난연성을 지니며, 습윤 환경에서도 접착제의 물성저하 없이 충분한 부착성능을 발휘할 수 있는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a method for preparing a flame retardant silane-modified epoxy composition and a method for repairing and reinforcing concrete using the same. Strength enhancing method of the present invention refers to a method of attaching reinforcing fibers (carbon, glass or aramid fibers) to a deteriorated or degraded structural structure, the reinforcing fiber is an adhesive composition of the flame retardant silane-modified epoxy composition of the present invention It is attached to the concrete structure, the adhesive of the present invention is heat- and flame-retardant, it is characterized in that it can exhibit sufficient adhesion performance without deteriorating the physical properties of the adhesive even in a wet environment.
실란변성에폭시, 난연성에폭시, 콘크리트 보수보강공법 Silane modified epoxy, flame retardant epoxy, concrete reinforcement method
Description
본 발명은 난연성 실란변성 에폭시 조성물의 제조방법 및 이를 이용한 콘크리트 보수 및 보강방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for preparing a flame retardant silane-modified epoxy composition and a method for repairing and reinforcing concrete using the same.
철근콘크리트 구조물은 준공 후 시간이 지남에 따라 각종 원인에 의한 열화가 진행된다. 이 중에서 설계, 시공, 유지관리상의 결함 또는 사고나 재해에 의한 손상에 의해 콘크리트의 균열발생과 철근부식에 의한 내구성 및 사용성 등이 저하되는 경우가 많으므로 구조물의 내구성 및 부재 능력을 회복시키거나 향상시키기 위하여 적절한 시기에 보수 또는 보강의 조치가 요구된다. 보수와 보강은 구조물의 사용연한을 증가시키고 구조체로서의 안전성 확보를 위하여 필수적인 것으로 정확한 구조내력의 평가가 선행되고 그에 따른 보수 및 보강공법의 선택이 이루어져야 한다. Reinforced concrete structures are deteriorated due to various causes as time passes. Among them, the failure of design, construction, maintenance, or damage caused by accidents or disasters often degrades the durability and usability due to cracking of concrete and corrosion of reinforcing bars. In order to ensure this, appropriate measures of repair or reinforcement are required. Repair and reinforcement are essential to increase the service life of the structure and to ensure safety as a structure. Accurate structural strength must be assessed before selecting the repair and reinforcement method accordingly.
구조물에 대한 보수 및 보강공법으로 과거에는 강판접착보강공법이 주류를 이루어 왔으나 최근에는 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드섬유 등을 에폭시 수지로 부 착하는 섬유부착식 공법과 FRP 판넬 부착공법이 많이 사용되고 있다.In the past, steel plate adhesion reinforcement has been the mainstream for repairing and reinforcing structures, but recently, fiber-bonding and FRP panel-attaching methods are used in which carbon fiber, glass fiber, aramid fiber, etc. are attached with epoxy resin. .
강판접착공법은 철근과 동일한 재료를 사용한다는 장점이 있으나, 자중이 크고, 취급이 불편하며 부식 및 내화성능이 취약하다. 그리고, 강판접착공법은 FRP 판넬 부착공법과 함께 모재 콘크리트 간의 부착에 문제점이 많다. 이에 비해 섬유복합재로 이루어진 보강재는 강도가 높고, 경량이며 내부식성, 내화학성, 내피로강도, 전자기적 중성 등의 장점 외에도 다른 재료에 비해 제작이 용이하고 취급이 간편하므로 시공실적이 많고, 시공단가가 저렴하다. 이 중에서 내진성능과 밀접한 관련이 있는 구조부재인 기둥 등의 압축부재는 유리섬유에 의해 보강될 경우, 파단변형률이 세 가지 보강섬유 중에서 제일 높은 물성치를 가지고 있어 보강효과가 가장 뛰어나다고 할 수 있다. 그리고, 탄소섬유는 전도성이 있어 지하철 및 터널 구조물에는 적용하기가 어렵고, 아라미드 섬유는 에폭시로 완벽하게 함침되지 않으면 상대적으로 습기에 약한 면이 있다. 따라서, 시공 후에도 반투명의 성질을 가지는 유리섬유는 적용범위가 상대적으로 넓은 편이며, 시공이 용이하고 경제적인 공법이라 할 수 있다.The steel plate bonding method has the advantage of using the same material as the reinforcing bar, but it has a large weight, inconvenient handling, and poor corrosion and fire resistance. In addition, the steel plate bonding method has a lot of problems in the adhesion between the base concrete with the FRP panel attachment method. On the other hand, the reinforcement made of fiber composite material has high strength, light weight, corrosion resistance, chemical resistance, fatigue strength, electromagnetic neutrality, etc. Is cheaper. Among these, compression members such as pillars, which are structural members closely related to seismic performance, have the highest physical properties among the three reinforcing fibers when the strain at break is the highest among the three reinforcing fibers. In addition, the carbon fiber is conductive and difficult to apply to subway and tunnel structures, and the aramid fiber is relatively weak to moisture unless it is completely impregnated with epoxy. Therefore, the glass fiber having a translucent property even after construction has a relatively wide range of application, and can be said to be easy and economical construction.
대한민국 특허 10-0439922의 경우 난연성을 높인 섬유보강 판넬을 제조하고, 이를 콘크리트 보강면에 앵커볼트로 구조물에 부착하는 방식을 취하고 있다. 이와 같이 판넬 부착방식은 터널 내와 같이 곡선부위에는 적용하기 힘들고, 콘크리트 모재에 천공을 해야 하고, 에폭시 주입불량으로 인한 계면박리 확인이 곤란하며, 시공비가 비싸다는 단점을 지니고 있다.In case of Korean Patent No. 10-0439922, a fabric reinforcement panel having a high flame retardancy is manufactured and attached to the structure by anchor bolts on a concrete reinforcing surface. As described above, the panel attachment method is difficult to apply to curved portions, such as in tunnels, it is necessary to perforate concrete base material, it is difficult to check the interface peeling due to poor epoxy injection, and the construction cost is expensive.
시공의 편리성과 재료의 우수성 등의 장점을 가진 섬유시트 부착공법은 현재 많이 사용되고 있으나, 콘크리트 면에 이러한 섬유시트들을 부착시키기 위한 고분자 수지들의 열악한 내열성과 난연성으로 인하여 그 어려움이 많았다. 브롬이나 페놀과 같은 재질의 접착제와 보강섬유를 사용하여 공사를 시공한 경우, 터널내부나 지하철 내부의 화재 시 콘크리트 계면에 존재하는 접착성분이 유독가스를 배출하게 되어 막대한 인명손상으로 이어질 수 있다.Fiber sheet attachment method with advantages such as convenience of construction and material excellence is widely used, but due to the poor heat resistance and flame retardancy of the polymer resin for attaching the fiber sheet to the concrete surface, it was difficult. In case of construction using adhesive and reinforcing fiber of materials such as bromine or phenol, in case of fire inside tunnel or subway, adhesive component existing in concrete interface emits toxic gas, which can lead to enormous personal injury.
에폭시 수지의 경우 일부 내열, 난연성 에폭시들이 개발되어 있으나, 주로 페놀수지 계열과 브롬을 치환한 제품들이 대부분이며 에폭시 수지 내에 난연성을 부여하기 위하여 할로겐계 무기물, 삼산화안티몬, 수산화알루미늄 등의 무기질 필러 등을 혼화하여 사용하고 있다. 하지만, 이러한 물질들은 화재 발생 시 난연성은 부여할 수 있지만, 할로겐계 화합물은 인체에 치명적인 유독가스를 생성하는 문제점을 가지고 있다. In the case of epoxy resins, some heat-resistant and flame-retardant epoxy have been developed, but most of them are phenolic resins and bromine-substituted products. It is mixed and used. However, these materials can impart flame retardancy in the event of a fire, but halogen-based compounds have a problem of generating toxic gases that are deadly to humans.
열화가 진행된 콘크리트 구조물에 탄소, 유리, 아라미드 등의 섬유를 사용하여 보수 및 보강하는 공법은 기존 콘크리트 구조물의 내구성 및 내하력을 증진시켜 줄 뿐만 아니라 콘크리트 표면을 보호함으로써 더 이상의 열화가 진행되지 않도록 억제해주는 역할까지 제공한다. 이때 기존 콘크리트 구조물과 보강된 섬유가 역학적으로 동일한 거동을 나타내게 하기 위해서는 보강섬유와 콘크리트 면을 일체로 접착시켜주는 접착제가 중요하다. 이때 가장 널리 쓰이는 접착제의 재질로서는 에폭시수지가 주로 사용되고 있으나, 일반적인 에폭시수지는 내열성이나 난연성 등을 가지고 있지 못하기 때문에 열에 취약하고 화재 발생 시 가연물질이기 때문에 화재 전파의 매개체가 된다는 단점을 가지고 있다. The repairing and reinforcing method using carbon, glass, aramid and other fibers in the deteriorated concrete structure not only increases the durability and load capacity of the existing concrete structure but also protects the concrete surface to prevent further deterioration. Provide roles. In this case, in order for the existing concrete structure and the reinforced fiber to exhibit the same behavior, an adhesive for integrally bonding the reinforcing fiber and the concrete surface is important. Epoxy resin is mainly used as a material of the most widely used adhesives, but general epoxy resins are vulnerable to heat because they do not have heat resistance or flame retardancy, and have a disadvantage of being a medium of fire propagation because they are combustible materials in case of fire.
섬유복합재에 내열성, 난연성을 도입하기 위해 대한민국 특허 10-0439922의 경우와 같이 미리 만들어진 난연성 판넬을 보강이 필요한 콘크리트 구조물에 앵커볼트로 부착하는 공법 등이 개발되어 있으나, 굴곡이 심한 부위나 계단형태의 콘크리트면 등의 보수나 보강 공사 시 공정이 까다롭고 시공비가 많이 든다는 단점을 가지고 있다. 또한, 난연판넬 자체를 다시 에폭시 등과 같은 가연성 수지로 충전 후 접착을 하기 때문에 화재의 위험을 안고 있다.In order to introduce heat resistance and flame retardancy into the fiber composite material, as in the case of Korean Patent 10-0439922, a method of attaching a pre-made flame retardant panel to an anchor structure with anchor bolts has been developed. When repairing or reinforcing concrete surfaces, the process is difficult and construction costs are high. In addition, since the flame retardant panel itself is bonded with a flammable resin such as epoxy and then bonded, it carries a risk of fire.
따라서, 이러한 보강섬유를 부착시키는 난연성 접착용 수지를 개발하고자 하는 시도가 진행되고 있는데, (주)국도화학에서 생산되는 제품 중 난연성 에폭시수지 경화제(YPB-40ASB45, YPB-43C, YPB-43D,YPB-43M)가 개발되어 에폭시수지의 난연성을 부여하고 있다. 하지만, 이들 에폭시용 경화제의 경우 브롬이 함유된 페놀변성계 아민으로 화재발생 시 화재의 전파는 억제하지만 브롬가스와 페놀가스 등 유독가스를 배출하여 인체에 치명적이므로 섬유보강에 사용하기에는 무리가 있다.Therefore, attempts have been made to develop a flame-retardant adhesive resin for adhering such reinforcing fibers, and flame retardant epoxy resin curing agents (YPB-40ASB45, YPB-43C, YPB-43D, YPB) are manufactured by Kukdo Chemical. -43M) has been developed to impart the flame retardancy of epoxy resins. However, these epoxy curing agents are bromine-containing phenol-modified amines suppress fire propagation in the event of a fire, but it is unreasonable to use for fiber reinforcement because it is toxic to humans by releasing toxic gases such as bromine gas and phenol gas.
그리고, 이러한 경화제 타입이 아닌 이산화티탄, 데카브롬디페닐옥사이드, 삼산화안티몬, 수산화 알루미늄 등의 난연제를 에폭시 수지에 혼화하여 난연성을 부여하는 방법이 있으나, 이들 무기계 필러들의 함유량이 높아야만 그 효과를 발현할 수 있다. 또한, 브롬과 같은 할로겐계가 함유된 경우 고온에서 할로겐가스를 배출하므로 인체에 치명적인 문제를 야기할 수 있고, 무기필러의 양이 높아질수록 에폭시수지의 접착강도가 저하되는 문제점을 나타낸다.In addition, there is a method of imparting flame retardancy by mixing a flame retardant such as titanium dioxide, decabromdiphenyl oxide, antimony trioxide, aluminum hydroxide, and the like with an epoxy resin, but having a high content of these inorganic fillers to express the effect. can do. In addition, when halogen-based, such as bromine is contained, the halogen gas is discharged at a high temperature, which may cause a fatal problem to the human body. The higher the amount of the inorganic filler, the lower the adhesive strength of the epoxy resin.
인체에 치명적인 가스를 배출하지 않고 난연성을 부여할 수 있는 물질은 인계 난연성 물질들이 있으나 에폭시수지와 호환성이 낮고 부착강도의 저하를 가져오 며 가격이 고가라는 단점이 있다.Materials that can impart flame retardancy without releasing deadly gas to the human body include phosphorus-based flame retardant materials, but have the disadvantages of low compatibility with epoxy resins, deterioration of adhesion strength, and high price.
본 발명에서는 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 알킬실란과 무수인산을 사용하여 콘크리트와 보강섬유 간의 부착강도를 증진시키고, 콘크리트 구조물에 부착된 섬유복합재에 난연성을 부여함으로써 기존의 문제점들을 해결하였다.In order to solve these problems, the present invention solves the existing problems by increasing the adhesion strength between concrete and reinforcing fibers using alkylsilane and phosphoric anhydride, and imparting flame retardancy to the fiber composite material attached to the concrete structure.
즉, 본 발명에서는 기존 콘크리트 구조물의 섬유보강 공법이 가지고 있는 문제점을 해결하기 위하여 에폭시 수지의 반응성희석제로 알콕시실란을 도입하여 에폭시 경화반응 후 망상구조 내에 실리카(Si) 관능기를 도입하고, 내열성과 화재시 발포가 되어 공기층을 형성, 화기를 차단하는 효과를 부여할 수 있는 난연성 실란변성 에폭시 조성물의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.That is, in the present invention, in order to solve the problems of the fiber reinforced method of the existing concrete structure, alkoxysilane is introduced as a reactive diluent of epoxy resin to introduce silica (Si) functional group into the network structure after the epoxy curing reaction, heat resistance and fire It is an object of the present invention to provide a method for producing a flame-retardant silane-modified epoxy composition which can be foamed at the time to impart an air layer and block the fire.
또한 본 발명은 수분이 존재하지 않은 상태에서는 에폭시의 주제와 경화제가 서로 반응을 일으키지 않는 무수인산을 에폭시수지의 주제에 혼입하여 사용함으로써 에폭시 수지의 내열성과 난연성을 부여하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to impart heat resistance and flame retardancy of an epoxy resin by incorporating phosphoric anhydride which does not cause a reaction between the epoxy and the curing agent to react with the epoxy resin in the absence of water.
또한 본 발명은 내열성과 난연성이 부여된 실란변성 에폭시 조성물을 제조하고, 난연성을 요하며 보강섬유를 부착하여 보강을 해야만 하는 콘크리트 구조물에 실제 적용하여 난연성이 부여된 실란변성 에폭시 조성물의 제조방법과 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 및 보강 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.In addition, the present invention is to prepare a silane-modified epoxy composition imparted heat resistance and flame retardant, and to apply a flame-retardant silane-modified epoxy composition in actual application to a concrete structure that needs to be reinforced by attaching reinforcing fibers and reinforcement fiber and It is an object of the present invention to provide a method for repairing and reinforcing concrete structures.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 난연성 실란변성 에폭시조성물의 제조와 이를 이용하여 보강섬유에 함침하여 콘크리트 구조물에 접착시키는 방법을 완성하였으며, 본 발명에 따라 콘크리트 구조물을 보수 및 보강하는 경우 콘크리트 구조물과 섬유부착재 간의 우수한 접착성뿐만 아니라 난연성을 갖는 효과가 있음을 발견하여 본 발명을 완성하게 되었다.In order to achieve the above object, the present invention has completed a method of preparing a flame retardant silane-modified epoxy composition and impregnating the reinforcing fiber using the same and adhering it to a concrete structure, and repairing and reinforcing the concrete structure according to the present invention. The present invention has been found to have an effect of having excellent flame retardancy as well as excellent adhesion between the fiber adhesive and the fiber adhesive.
즉, 본 발명은 난연성이 부여된 실란변성 에폭시 조성물의 제조방법과 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 및 보강 공법에 관한 것이다.That is, the present invention relates to a method for producing a flame retardant silane-modified epoxy composition and a repair and reinforcement method of a concrete structure using the same.
일반적인 에폭시의 반응은 에폭시 관능기를 가진 주제와 아민 관능기를 가진 경화제로 구분이 되며, 주제와 경화제를 혼화하게 되면 삼차원의 망상구조를 가지는 경화체가 생성이 된다. 하지만, 이런 일반적인 에폭시 반응만으로 내열성과 난연성을 부여하기 힘들기 때문에 본 발명에서는 에폭시 실란과 알콕시실란을 주제에 혼합하고, 경화제에 아미노실란을 혼합하여 에폭시 내에 다량의 실란기를 가진 실란변성 에폭시 경화제를 제조하였다. 그 결과, 경화체의 내열성을 강화하고 콘크리트와의 부착강도가 증진되었으며 습윤상태에서도 콘크리트와 부착강도가 전혀 저하가 되지 않음을 발견하였는데, 이는 에폭시 내에 도입된 실란이 콘크리트와 섬유간의 커플링제로 작용하여 부착강도를 증진시키며 도입된 알콕시실란이 부착면의 수분을 밀어내는 역할을 수행하여 습윤상태에서도 부착강도의 저하를 방지하는 작용을 함을 알 수 있었다. In general, the reaction of epoxy is divided into a main agent having an epoxy functional group and a curing agent having an amine function, and when the main agent and the curing agent are mixed, a cured product having a three-dimensional network structure is produced. However, since it is difficult to impart heat resistance and flame retardancy only by such a general epoxy reaction, in the present invention, an epoxy silane and an alkoxysilane are mixed on the subject, and an amino silane is mixed with a curing agent to prepare a silane-modified epoxy curing agent having a large amount of silane groups in the epoxy. It was. As a result, it was found that the heat resistance of the cured body was improved, the adhesion strength with concrete was improved, and even when wet, the concrete and the adhesion strength were not reduced at all. This is because the silane introduced into the epoxy acts as a coupling agent between the concrete and the fiber. It was found that the alkoxysilane introduced to promote adhesion strength acts to push moisture out of the adhesion surface and thus prevents the degradation of adhesion strength even in the wet state.
본 발명은 a) 무수인산 5 ~ 60 중량%를 95 ~ 40 중량%의 테트라에톡시실란, 테트라메톡시실란, 아미노알콕시실란에서 선택되는 어느 하나 이상과 혼합하여 난연 혼합물을 제조하는 단계; b) 에폭시수지 100 중량부에 대하여 에폭시실란 5 ~ 20 중량부, 무기충전제 5 ~ 20 중량부 및 상기 난연 혼합물 10 ~ 100 중량부를 혼합하여 에폭시 조성물(A)을 제조하는 단계; c) 아민경화제 100중량부에 대하여 아미노실란 5 ~ 20 중량부를 혼합한 경화제 조성물(B)을 제조하는 단계; d) 상기 에폭시 조성물(A) 100 중량부에 대하여, 경화제 조성물(B) 25 ~ 30 중량부로 혼합하는 단계; 로 제조된 난연성 실란변성 에폭시 조성물에 관한 것이다.The present invention comprises the steps of: a) mixing 5 to 60% by weight of phosphoric anhydride with at least one selected from 95 to 40% by weight of tetraethoxysilane, tetramethoxysilane and aminoalkoxysilane to prepare a flame retardant mixture; b) preparing an epoxy composition (A) by mixing 5 to 20 parts by weight of epoxy silane, 5 to 20 parts by weight of inorganic filler and 10 to 100 parts by weight of the flame retardant mixture based on 100 parts by weight of epoxy resin; c) preparing a curing agent composition (B) in which 5 to 20 parts by weight of aminosilane is mixed with respect to 100 parts by weight of amine curing agent; d) mixing 25 to 30 parts by weight of the curing agent composition (B) with respect to 100 parts by weight of the epoxy composition (A); It relates to a flame retardant silane-modified epoxy composition prepared by.
이때 본 발명에서 상기 에폭시 조성물(A)에는 수분이 들어가지 않도록 주의해야한다.At this time, the epoxy composition (A) in the present invention should be careful not to enter the moisture.
본 발명에서 상기 에폭시수지, 에폭시실란, 아민경화제, 아미노 실란은 해당분야에서 통상적으로 사용되는 것이라면 제한되지 않고 사용되지만, 이하는 본 발명에서 보다 바람직하게 사용될 수 있는 것들의 예를 들어 설명한다. 따라서 이들에 한정되지 않고 변형하여 사용할 수 있음은 자명하다.In the present invention, the epoxy resin, epoxy silane, amine curing agent, amino silane is used without limitation as long as it is commonly used in the art, the following will be described by examples of those that can be used more preferably in the present invention. Therefore, it is obvious that it can be used without being limited to these.
먼저 에폭시 조성물(A)에 대하여 설명한다.First, an epoxy composition (A) is demonstrated.
상기 에폭시 수지는 콘크리트와 보강섬유간의 부착강도를 유지시켜줄 수 있는 에폭시계합성물이면 사용이 가능하다. 본 발명에 있어서는 비스페놀A타입의 에폭시 화합물을 사용하였으나 비스페놀 B타입 또는 비스페놀 F타입의 에폭시 화합물도 난연성을 부여하는데 지장이 없다. The epoxy resin may be used as long as it is an epoxy compound that can maintain the adhesion strength between concrete and reinforcing fibers. In the present invention, a bisphenol A type epoxy compound is used, but a bisphenol B type or bisphenol F type epoxy compound is not impaired in imparting flame retardancy.
상기 에폭시실란은 에폭시관능기와 실란관능기를 동시에 함유하고 있는 화합물인 경우에는 사용이 가능하며, 에폭시실란의 작용은 상기한 바와 같이 보강섬유 와의 결합력을 높여주고 실란기에 함유된 Si에 의한 난연성과 Si-OH 결합이 고온으로 온도가 상승할 경우 발포가 되어 탄화층을 형성하는 역할을 수행한다. 이러한 성능을 가진 에폭시실란화합물의 경우 사용이 가능하지만 특히, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane), 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란(3-Glycidoxypropylmethyldimethoxysilane), 2(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란(2(3,4-Epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane) 등을 사용할 수 있으며, 그 함량은 에폭시수지 100 중량부에 대하여 2 ~ 30 중량부를 사용한다. 2 중량부 미만으로 사용하는 경우는 보강섬유와의 부착성능의 발현이 미미하고 화기에 노출되어 온도가 고온으로 올라가더라도 발포하여 탄화층을 형성하는 성능이 미약하고, 30 중량부를 초과하는 경우는 에폭시 경화체의 강도를 저하시키는 문제점을 나타낸다. The epoxy silane may be used in the case of a compound containing an epoxy functional group and a silane functional group at the same time, and the action of the epoxy silane increases the bonding strength with the reinforcing fiber as described above, and the flame retardancy and the Si- When the OH bond rises to a high temperature, the OH bond is foamed to form a carbonized layer. Epoxysilane compounds having this capability can be used, but 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 2 (3) , 4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane (2 (3,4-Epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane) and the like can be used, the content of 2 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of epoxy resin. In case of using less than 2 parts by weight, the adhesion performance with reinforcing fibers is insignificant, and even when exposed to fire and the temperature rises to a high temperature, the ability to form a carbonized layer by foaming is insignificant. The problem which lowers the intensity | strength of a hardened body is shown.
상기 무기충전제는 수산화알루미늄을 사용하는 것이 바람직하며, 수산화알루미늄은 화재 등에 의해 섬유부착재가 고온(200 ~ 300℃)으로 되는 경우 물이 생성되면서 수지가 발포되도록 하며, 수지의 표면이 부풀게 되면, 공기층이 형성되어 열전달을 차단하고, 난연성을 부여하게 된다. 그 함량은 에폭시수지 100 중량부에 대하여 5 ~ 40 중량부를 사용한다. 5 중량부 미만으로 사용하는 경우 고온에서 발포성능이 미약하고, 40 중량부를 초과하는 경우에는 경화된 에폭시 수지의 인장강도를 저하시키는 문제점이 있다. The inorganic filler is preferably to use aluminum hydroxide, aluminum hydroxide is made of water when the fiber adhering material is a high temperature (200 ~ 300 ℃) by a fire or the like, so that the resin is foamed while the surface of the resin is swollen, the air layer Is formed to block heat transfer and impart flame retardancy. The content is used 5 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of epoxy resin. When the amount is less than 5 parts by weight, the foaming performance is weak at high temperatures, and when it exceeds 40 parts by weight, there is a problem of lowering the tensile strength of the cured epoxy resin.
본 발명에서 난연제로 사용된 무수인산은 일반적으로 우수한 난연성을 부여하는 물질이나 수분과 접촉하게 되면 인산으로 변화하여 에폭시 관능기와 격렬한 반응을 하기 때문에 적용하기 곤란하였다. 따라서 본 발명자는 안정하게 사용할 수 있는 방법을 연구하던 중 무수인산을 미리 테트라에톡시실란, 테트라메톡시실란 등의 테트라알콕시실란, 아미노알콕시실란에서 선택되는 어느 하나 이상에 미리 분산하여 수분과의 접촉이 이루어지지 않게 한 후 에폭시와 혼합하는 경우, 두 물질 간에 반응이 이루어지지 않고 안정성을 가지게 됨을 발견하였다. 본 발명에서 상기 무수인산은 5 ~ 60 중량%를 사용하는 것이 바람직하며, 5 중량%이상 사용하는 경우 난연성을 나타내었고, 60 중량% 이하로 사용하는 경우 보강섬유의 부착강도의 저하현상이 발견되지 않았다.Phosphoric anhydride used as a flame retardant in the present invention is generally difficult to apply because it is converted to phosphoric acid when the contact with moisture or a material that gives excellent flame retardancy reacts violently with epoxy functional groups. Therefore, the present inventors have previously studied a method that can be used stably, in advance dispersing phosphoric anhydride in advance to any one or more selected from tetraalkoxysilanes, such as tetraethoxysilane, tetramethoxysilane, and aminoalkoxysilane, in contact with moisture. It was found that when this is not done and then mixed with the epoxy, there is no reaction between the two materials and stability. In the present invention, the phosphoric anhydride is preferably used 5 to 60% by weight, exhibited flame retardancy when using more than 5% by weight, the use of less than 60% by weight does not find a decrease in the adhesion strength of the reinforcing fiber Did.
이렇게 미리 혼합하여 제조된 난연 혼합물은 에폭시수지 100 중량부에 대하여 10 ~ 100 중량부를 사용한다. 10 중량부 미만으로 사용하는 경우 난연효과가 미미하고, 100 중량부를 초과하는 경우 보강섬유의 부착강도 저하현상이 발생한다. Thus prepared flame-retardant mixture is used 10 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of epoxy resin. If the amount is less than 10 parts by weight, the flame retardant effect is insignificant, and if it exceeds 100 parts by weight, the adhesion strength of the reinforcing fiber occurs.
다음은 경화제 조성물(B)에 대하여 설명한다.Next, a hardening | curing agent composition (B) is demonstrated.
상기 아민경화제는 일반적인 폴리아민계나 변성지방족아민계, 변성지환족아민계, 변성방향족 아민계, 변성폴리이미드계 등을 사용할 수 있고, 이외에도 통상적으로 해당분야에서 사용되는 것이라면 제한되지 않고 사용할 수 있다.The amine curing agent may be used a general polyamine, modified aliphatic amines, modified alicyclic amines, modified aromatic amines, modified polyimide-based, and the like, in addition to the conventionally used in the art can be used without limitation.
상기 아미노실란은 3-아미노프로필트리에톡시실란, n-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, n-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디에톡시실란에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다. 상기 아민경화제 100중량부에 대하여 2 ~ 30 중량부를 사용하며, 2중량부 미만을 사용할 경우 최종 에폭시 조성물의 경화체의 고온에서 발포성능과 보강섬유와의 인장강도에 미치는 영향이 미미하고 30 중량부를 초과하는 경우에는 최종 에폭시조성물 경화체의 인장강도가 저하되는 문제점을 나타낸다.The aminosilane is selected from 3-aminopropyltriethoxysilane, n- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, n- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldiethoxysilane Any one or more may be used. 2 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the amine hardener is used, and less than 2 parts by weight of the amine hardener has a minimal effect on the foaming performance and the tensile strength of the reinforcing fiber at a high temperature of the cured product of the final epoxy composition. In this case, the tensile strength of the cured final epoxy composition is lowered.
본 발명은 상기 난연성 실란변성 에폭시 조성물에 보강섬유를 함침시켜 콘크리트 구조물의 보수 및 보강용 섬유복합재로 사용하는 것을 특징으로 한다. 여기서 상기 보강섬유는 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드 섬유 등을 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.The present invention is characterized in that it is used as a fiber composite material for repair and reinforcement of concrete structures by impregnating reinforcing fibers in the flame retardant silane-modified epoxy composition. Here, the reinforcing fibers may be used, such as carbon fibers, glass fibers, aramid fibers, but is not limited thereto.
본 발명의 섬유복합재를 이용한 콘크리트 구조물의 보수·보강을 위한 시공은 아래와 같은 과정을 통해 이루어진다. 도 1은 본 발명에 따른 섬유복합재를 이용한 콘크리트 구조물의 보수·보강공법에 대한 시공과정을 나타내었다. Construction for repair and reinforcement of the concrete structure using the fiber composite material of the present invention is made through the following process. Figure 1 shows the construction process for the repair and reinforcement method of a concrete structure using a fiber composite material according to the present invention.
본 발명에서 섬유복합재를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 및 보강방법은Repair and reinforcement method of the concrete structure using the fiber composite material in the present invention
a) 균열부위에 에폭시를 주입하는 균열보수단계;a) crack repair step of injecting epoxy into the crack;
b) 콘크리트 표면의 오염물질, 표면의 기름, 먼지, 돌출면을 완전히 제거하여 평탄하게 하는 표면처리단계;b) a surface treatment step of completely removing contaminants on the concrete surface, oil, dust, and protrusions on the surface of the concrete;
c) 본 발명의 섬유복합재를 부착시키는 섬유복합재 부착단계;c) a fiber composite material attaching step of attaching the fiber composite material of the present invention;
d) 섬유복합재와 콘크리트 면사이의 기포를 제거하는 기포제거단계;d) a bubble removing step of removing bubbles between the fiber composite material and the concrete surface;
e) 양생하는 단계;e) curing;
를 갖는 것을 특징으로 한다.Characterized in having a.
본 발명에서 상기 표면처리단계는 샌드블라스트, 디스크 샌딩 또는 워터제팅 등을 사용할 수 있으며, 표면 처리 후 건조상태가 되도록 하는 것이 좋다.In the present invention, the surface treatment step may use sandblasting, disk sanding or water jetting, and the like may be dried after the surface treatment.
상기 섬유복합재를 부착하는 단계에서는 손으로 만졌을 때 손가락에 달라붙 어 끈적거리는 상태일 때 부착시키는 것이 좋으며, 이때 섬유에 먼지나 이물질이 부착되지 않도록 조심한다.In the step of attaching the fiber composite material, it is preferable to attach the sticky state when it is attached to the finger when touched by hand, and be careful not to attach dust or foreign substances to the fiber.
상기 기포제거단계에서는 좌에서 우로, 상에서 하로 3회 이상 로울러, 손, 스크래퍼 등을 이용하여 섬유복합재와 콘크리트면 사이의 기포를 제거한다. 본 발명에서 상기 기포 제거 시 최대기포의 크기가 6㎠이하가 되도록 하고, 기포 면적이 전체 도포면적의 1%미만이 되도록 하는 것이 바람직하다(건설교통부『보강재 부착에 의한 콘크리트교량의 보강공법 설계·시공지침(안)』기준, 2001년 4월). 만약, 기포가 충분히 제거되지 않으면, 기포로 인하여 부착면적이 감소되고, 에폭시의 완전한 양생 후 남아 있는 기포는 외부의 충격이나 화학적 반응에 쉽게 손상되어 보강효과를 저하시킬 수 있다. 이러한 기포는 자 등을 이용하여 정방형으로 환산한 후 간단하게 측정할 수 있다. In the bubble removing step, bubbles between the fiber composite material and the concrete surface are removed by using a roller, a hand, a scraper, and the like three or more times from left to right and top to bottom. In the present invention, when the bubble is removed, it is preferable that the maximum bubble size is 6 cm 2 or less, and the bubble area is less than 1% of the total coated area. Construction Guidelines (April 2001). If the bubbles are not sufficiently removed, the adhesion area is reduced due to the bubbles, and the bubbles remaining after the complete curing of the epoxy may be easily damaged by external impact or chemical reactions, thereby reducing the reinforcing effect. Such bubbles can be measured simply after converting them into squares using a ruler or the like.
또한 상기 양생단계는 함침제로 사용하는 에폭시가 완전히 경화되기 위하여 5 ~ 35 ℃ 조건에서 15일간 양생하는 것이 바람직하다. In addition, the curing step is preferably cured for 15 days at 5 ~ 35 ℃ conditions for curing the epoxy used as the impregnating agent.
본 발명에 의해 콘크리트를 보수, 보강하는 경우, 기존 유리섬유를 이용한 콘크리트 보강공법에 비하여 화재 발생시 난연효과가 우수하며, 상기한 바와 같이 기존 난연성 물질들이 함유하고 있는 브롬과 같은 할로겐 화합물을 전혀 함유하지 않고 인계 난연성 물질과 실란화합물을 그 구성요소로 하고 있기 때문에 인체유독가스의 발생이 없어 안정성이 우수한 효과가 있다.In the case of repairing and reinforcing concrete according to the present invention, the flame retardant effect is excellent in the event of a fire as compared with the concrete reinforcement method using the existing glass fiber, and as described above does not contain any halogen compounds such as bromine that are contained in the existing flame retardant materials. In addition, since phosphorus-based flame retardant and silane compound are used as components, there is no generation of human toxic gas and thus stability is excellent.
이하는 본 발명의 구체적인 설명을 위하여 일실시예를 들어 구체적으로 설명 하는바, 본 발명이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to one embodiment for the detailed description of the present invention, but the present invention is not limited to the following examples.
[실시예 1] Example 1
난연성 Flame retardant 실란변성Silane Degeneration 에폭시 조성물의 제조 Preparation of Epoxy Composition
내열성과 난연성을 지니는 실란변성 에폭시 조성물 A의 제조는 (주)국도화학의 에폭시수지(YD-128)를 사용하였는데 이는 대표적인 비스페놀A타입의 에폭시수지이다. YD-128 100 중량부에 대하여 에폭시실란(일본 CHISSO,550S)을 15중량부를 첨가하고 수산화알루미늄 15 중량부를 첨가하여 교반기에 10분간 혼화하였다. 여기에 무수인산과 테트라에톡시실란과 3-아미노프로필트리에톡시실란을 60 :10 :30 중량비로 혼합하여 미리 20분간 혼합하여 준비한 난연혼합물을 50 중량부를 상기 교반기에 첨가하여 에폭시 수지 혼합물(조성물 A)을 제조하였다. 이때 조성물A에는 수분이 들어가지 않도록 주의하였다.The production of the silane-modified epoxy composition A having heat resistance and flame retardancy used Kukdo Chemical's epoxy resin (YD-128), which is a typical bisphenol A type epoxy resin. 15 parts by weight of epoxysilane (Japan CHISSO, 550S) was added to 100 parts by weight of YD-128, and 15 parts by weight of aluminum hydroxide was added thereto and mixed with the stirrer for 10 minutes. The flame retardant mixture was prepared by mixing phosphoric anhydride, tetraethoxysilane and 3-aminopropyltriethoxysilane at 60:10:30 weight ratio, and mixing the mixture for 20 minutes in advance to add 50 parts by weight of the epoxy resin mixture (composition). A) was prepared. At this time, the composition A was careful not to enter moisture.
경화제인 조성물 B의 제조는 (주)국도화학의 변성지방족아민계의 경화제인 KH-500을 100 중량부에 대하여 3-(아미노프로필트리에톡시씰란(일본,CHISSO,S330)을 15 중량부를 첨가한 후 10분간 교반하였다.Preparation of the composition B as a curing agent was added 15 parts by weight of 3- (aminopropyltriethoxysilane (Japan, Chisso, S330) to 100 parts by weight of KH-500, a modified aliphatic amine-based curing agent of Kukdo Chemical Co., Ltd. After stirring for 10 minutes.
이렇게 준비된 조성물 A 100 중량부에 대하여 조성물 B를 25 중량부로 첨가하고 교반기로 10분간 고속 교반하였다.Composition B was added in an amount of 25 parts by weight based on 100 parts by weight of the composition A thus prepared, followed by high speed stirring for 10 minutes with a stirrer.
섬유복합재의 제조Fabrication of Fiber Composites
<유리섬유복합재 제조>Manufacture of Glass Fiber Composites
상기 제조한 난연성 실란변성 에폭시 조성물(1)을 매트상의 유리섬유에 압연 롤러를 이용하여 함침시켰다. 이때 매트상의 유리섬유 단위 평방미터 당 0.6~0.8 kg의 실란 변성 에폭시 조성물이 함침되도록 하여 유리섬유복합재를 제조하였다.The flame-retardant silane-modified epoxy composition (1) prepared above was impregnated into a mat-like glass fiber using a rolling roller. At this time, a glass fiber composite material was prepared by impregnating 0.6-0.8 kg of the silane-modified epoxy composition per square meter of glass fiber mat.
<탄소섬유복합재 제조>Manufacture of Carbon Fiber Composites
상기 제조한 난연성 실란변성 에폭시 조성물(1)을 매트상의 탄소섬유에 압연롤러를 이용하여 함침 시켰다. 이때 매트상의 탄소섬유 단위 평방미터 당 0.6~0.8 kg의 실란 변성 에폭시 조성물이 함침 되도록 하여 탄소섬유복합재를 제조하였다.The flame-retardant silane-modified epoxy composition (1) prepared above was impregnated into a mat-like carbon fiber using a rolling roller. At this time, the carbon fiber composite material was prepared by impregnating 0.6 to 0.8 kg of the silane-modified epoxy composition per square meter of carbon fiber unit mat.
섬유복합재를 이용한 보수 및 보강공정Repair and reinforcement process using fiber composite material
압축강도 210 Kgf/cm2의 콘크리트 판상의 공시체를 제조하고 재령 28일후 콘크리트 면을 그라인팅으로 전처리하였다. 상기의 방법대로 제조한 난연성 씰란변성 에폭시 조성물을 이용하여 유리섬유와 탄소섬유에 각각 함침하여 유리섬유 복합재와 탄소섬유 복합재를 제조한 후 각각 콘크리트 면에 부착하였다. 좌에서 우로, 상에서 하로 3회 이상 로울러를 이용하여 최대 기포의 크기가 6cm2이하가 되도록 하고 기포면적이 전체 도포면적의 1%이상 되지 않도록 섬유복합재와 콘크리트 면사이의 기포를 제거하였다. 실온에서 1주일간 양생을 한 후 하기와 같이 내열성을 측정한 결과를 하기 표 1 및 2에 나타내었다. 측정은 6번 반복 실험 후 평균값을 구하였다.Concrete plate specimens with a compressive strength of 210 Kgf / cm 2 were prepared, and after 28 days, the concrete surface was pretreated by grinding. Using the flame-retardant sealant-modified epoxy composition prepared according to the above method was impregnated into glass fibers and carbon fibers, respectively, to prepare a glass fiber composite and a carbon fiber composite and then attached to the concrete surface. Using rollers from left to right and top to bottom three times, the maximum bubble size was 6 cm 2 or less, and the bubble between the fiber composite material and the concrete surface was removed so that the bubble area was not more than 1% of the total coated area. After curing for 1 week at room temperature, the results of measuring heat resistance are shown in Tables 1 and 2 below. The measurements were averaged after six replicates.
내열성 시험은 실시예 1에서 제조한 유리섬유복합재와 탄소섬유복합재를 이용하여 하였으며, 내열성의 측정은 실온에서 일주일간 양생한 섬유부착콘크리트와 이를 250℃ 열풍오븐에서 1시간 동안 열을 가열한 시편의 보강섬유와 콘크리트간의 부착강도를 측정하였다. KS F 4715의 부착강도 시험방법으로 타일인발시험기(모델명 : JI-903, 제일정밀)장치를 사용하였다. The heat resistance test was performed using the glass fiber composite material and the carbon fiber composite material prepared in Example 1, and the heat resistance was measured for the fiber-bonded concrete cured for one week at room temperature and the specimen heated by heat in a 250 ° C hot air oven for 1 hour. The bond strength between reinforcing fibers and concrete was measured. Tile pull tester (Model: JI-903, Cheil Precision) was used as the test method for the adhesion strength of KS F 4715.
부착강도의 측정은 먼저 시편에 4cm× 4cm의 철편을 접착제로 완전히 부착시킨 후, 철편의 테두리를 따라 1cm 깊이만큼 그라인더로 컷팅하여 철편이 해당면적만큼 인발될 수 있도록 한다. 그리고, 인발시험기와 철편을 연결한 후, 유압으로 가압하여 철편을 인발하는 방법이다. 따라서, 표 1,2에 기재한 인발하중은 유압으로 철편을 인발하는 힘이고, 철편이 시편에서 떨어지는 순간의 유압에 의한 최대 인발력이 디지털 창에 표시되며, 인발하중을 철편의 부착면적으로 나눈 값이 부착응력이다. 측정된 값은 에폭시로 함침된 섬유복합재와 구조물 모체간의 부착응력으로 건교부에서 규정한 소정의 부착응력값과 비교하여 시공의 품질을 가늠할 수 있다(모재파괴일 경우 품질양호, 표면파괴일 경우 콘크리트 인장강도 이상 품질양호, 계면파괴일 경우 20kgf/cm2 이상 품질양호). To measure the bond strength, first attach a 4cm × 4cm iron piece to the specimen completely with an adhesive, and then cut it with a grinder 1cm deep along the edge of the iron piece so that the iron piece can be drawn out to the corresponding area. Then, after connecting the drawing tester and the iron piece, it is a method of drawing the iron piece by pressing with hydraulic pressure. Therefore, the draw loads shown in Tables 1 and 2 are the forces for drawing the iron piece by hydraulic pressure, the maximum pull force by the hydraulic pressure when the iron piece falls from the specimen is displayed on the digital window, and the pull load divided by the attachment area of the iron piece. This is the adhesion stress. The measured value is the adhesive stress between the fiber composite material impregnated with epoxy and the base of the structure, and the quality of the construction can be estimated by comparing it with the prescribed adhesive stress value specified by the bridge (quality good in the case of substrate breakdown and concrete tension in case of surface breakage). Good quality over strength, good quality over 20kgf / cm 2 in case of interface breakdown).
[표 1] 내열성 시험 20℃ 결과 (단위 : kgf/㎠)Table 1 Heat Resistance Test 20 ℃ Results (Unit: kgf / ㎠)
[표 2] 내열성 시험 250℃ 결과 (단위 : kgf/㎠)Table 2 Heat resistance test 250 ℃ results (unit: kgf / ㎠)
[비교예 1]Comparative Example 1
압축강도 210 Kgf/cm2의 콘크리트 판상의 공시체를 제조하고 재령 28일후 콘크리트 공시체에 실시예 1과 동일한 방법으로 FYFE사 (미국)의 TYFO-S 에폭시와 본 발명의 난연성실란변성에폭시를 사용하여 유리섬유를 함침 한 후 상기 실시예 1과 동일한 탈포공정과 일주일간의 양생과정을 거쳤다. 이때 사용된 FYFE사 (미국)의 TYFO-S 에폭시는 유리섬유를 함침하여 콘크리트면에 부착시키는 용도로 개발된 일반적인 에폭시 조성물로 내열성과 난연성이 부여되지 않은 제품이다. 하기와 같이 실시예 1과 난연성을 비교하는 테스트를 하였으며, 그 결과를 표 3에 나타내었다.A concrete plate-shaped specimen having a compressive strength of 210 Kgf / cm 2 was prepared, and after 28 days of age, the glass specimen was prepared using TYFO-S epoxy of FYFE (USA) and the flame-retardant silane-modified epoxy of the present invention in the same manner as in Example 1. After impregnating the fiber was subjected to the same degassing process and curing for one week as Example 1. The TYFO-S epoxy of FYFE (USA) used at this time is a general epoxy composition developed for the purpose of impregnating glass fiber to adhere to the concrete surface. Test to compare the flame retardancy with Example 1 as follows, the results are shown in Table 3.
상기 실시예 1에서 제조한 유리섬유복합재와 비교예 1에서 제조한 유리섬유복합재를 부착한 판상의 공시체를 15°기울인 상태에서 각각 약 1500℃의 가스불꽃을 30분간 유리섬유복합재가 부착된 표면 위로 가게해서 연소되는 과정을 관찰하였다. 실시예 1에 따라 실란변성 에폭시로 유리섬유를 부착한 경우는 연소 시 가스의 배출이 거의 없었으며, 가스 불꽃이 닿은 면이 발포가 되고 탄화과정을 거치면서 더 이상의 변형이 발생하지 않았으며, 섬유복합재가 탈리되지 않고 부착강도를 나타내었으나, 비교예 1의 FYFE사 (미국)의 TYFO-S 에폭시를 사용하여 유리섬유복합재를 부착한 경우는 가스불꽃이 닿은 지 2분정도 만에 에폭시수지가 연소가 되면서 검은 연기를 내기 시작하였고 유리섬유가 탈락되었다.The glass fiber composite material prepared in Example 1 and the glass fiber composite material prepared in Comparative Example 1 were attached to the surface of the glass fiber composite material with a gas flame of about 1500 ° C. for 30 minutes in a state of tilting 15 °. Shop and burn it was observed. In the case of attaching the glass fiber with the silane-modified epoxy according to Example 1, there was almost no emission of gas during combustion, and the surface touched by the gas flame became foamed and no further deformation occurred during the carbonization process. Although the composite material did not detach and showed adhesive strength, when the glass fiber composite material was attached using TYFO-S epoxy of FYFE Co., Ltd. (USA) of Comparative Example 1, the epoxy resin burned in about 2 minutes after the gas flame was touched. As they began to emit black smoke, the fiberglass dropped out.
각각의 난연성 테스트 시편에 30분간 가스불꽃으로 연소시킨 후 시편을 상온으로 냉각하고 표면을 사포로 문질러 탄화물을 제거한 후, 콘크리트와 부착강도값을 측정하였다. 측정한 결과 값은 다음과 같다.After each flame-retardant test specimen was burned with gas flame for 30 minutes, the specimen was cooled to room temperature, and the surface was rubbed with sandpaper to remove carbides, and then concrete and adhesive strength values were measured. The measured result is as follows.
[표 3]난연성 테스트 후 유리섬유 부착강도[Table 3] Glass fiber adhesion strength after flame retardancy test
상기의 결과에서 보는 바와 같이 본 발명의 난연성 에폭시 조성물로 부착한 유리섬유 보강공법의 경우, 화기가 직접적으로 보강섬유 위에 노출이 되더라도 표면에만 탄화층이 형성되어 내부 섬유와 콘크리트간의 부착에는 영향을 끼치지 않고 초기 부착강도 값을 그대로 유지시키는 걸 알 수 있다.As shown in the above results, in the case of the glass fiber reinforcement method attached with the flame retardant epoxy composition of the present invention, even if the firearm is directly exposed to the reinforcing fiber, a carbonized layer is formed only on the surface to affect the adhesion between the internal fiber and the concrete. It can be seen that the initial bond strength value is kept as it is.
실란 변성 에폭시로 코팅한 경우는 표면에 탄화층만 형성하고 유리섬유 내부 로 화기가 침투하지 않아 표면의 탄화층만 제거하고 부착강도를 측정할 경우 콘크리트 모재파괴 현상을 보였다.When coated with silane-modified epoxy, only the carbonized layer was formed on the surface, and since the fire did not penetrate into the glass fiber, only the carbonized layer on the surface was removed.
철근콘크리트 구조물은 완공 후 시간이 지남에 따라 각종 원인에 의한 열화가 진행되거나 설계, 시공, 유지관리상의 결함 또는 사고나 재해에 의한 손상에 의해 콘크리트의 균열발생과 철근부식에 의한 내력성능의 저하 및 사용성 등이 저하되는 경우가 많으므로 구조물의 내구성 및 부재 능력을 회복 혹은 향상시키기 위하여 적절한 시기에 보수 또는 보강의 조치가 요구된다. 섬유보강공법은 열화된 건축구조물의 내구성이 취약해진 경우 취약해진 내구력을 보강할 뿐 아니라 콘크리트 표면으로부터 더 이상의 열화가 진행되지 않도록 하는 유용한 방법이나 기존의 섬유 보강 공법은 화재에 취약하다는 단점이 있었다. 본 발명은 이러한 취약한 성능을 개선하기 위하여 에폭시 수지에 실란과 무수인산을 도입하여 난연성 실란변성 에폭시를 제조하고 이를 섬유 보수 보강 공법으로 구체화하였다. 난연성 판넬을 사용하여 보강하는 타 공법에 비하여 굴곡면이 많은 복잡한 콘크리트 구조물에도 보수보강이 손쉬우며 난연성을 지니고 있기 때문에 화재의 위험에 노출되어있는 지하철 터널내부 또는 폭열의 위험성이 있는 건축구조물의 보수보강에 적용할 수 있다.Reinforced concrete structures are deteriorated due to various causes as time goes by after completion, or due to defects in design, construction, maintenance, or damage caused by accidents or disasters. Since the usability is often degraded, repair or reinforcement is required at an appropriate time in order to restore or improve the durability and member capacity of the structure. The fiber reinforcement method is a useful method to reinforce the weakened durability when the durability of the deteriorated building structure is weak, and prevents further deterioration from the concrete surface, but the conventional fiber reinforcement method is disadvantageous to fire. In order to improve this weak performance, the present invention introduces silane and phosphoric anhydride into an epoxy resin to prepare a flame-retardant silane-modified epoxy and incorporates it into a fiber repair reinforcement method. Repair and reinforcement of complex concrete structures with many curved surfaces compared to other reinforcement methods using flame-retardant panels are easy to reinforce and flame-retardant. Applicable to reinforcement.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020060025778A KR100615565B1 (en) | 2006-03-21 | 2006-03-21 | The reinforcing methods using by nonflammable silane modified epoxy and fiber reinforced composite |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020060025778A KR100615565B1 (en) | 2006-03-21 | 2006-03-21 | The reinforcing methods using by nonflammable silane modified epoxy and fiber reinforced composite |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR100615565B1 true KR100615565B1 (en) | 2006-08-25 |
Family
ID=37601100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020060025778A KR100615565B1 (en) | 2006-03-21 | 2006-03-21 | The reinforcing methods using by nonflammable silane modified epoxy and fiber reinforced composite |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100615565B1 (en) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101143906B1 (en) | 2011-09-30 | 2012-05-10 | (주)국민산업 | High-tensile sheet metal panels construction method for concrete structure reinforcement and repair |
| KR101232606B1 (en) | 2010-12-02 | 2013-02-13 | 연세대학교 산학협력단 | UV curable Coating or Adhesion Compositions for Difficulty Adhesion Metal and a Method for Preparation of the Same |
| KR101641670B1 (en) * | 2016-01-20 | 2016-07-21 | 주식회사 시원그리드 | Anti-weed mat |
| KR101983794B1 (en) * | 2019-04-15 | 2019-05-30 | (주)한국종합안전연구원 | Flame retardant adhesive composition and method for reinforcing concrete structure using the composition and reinforcing panel with shear keys |
| KR101986112B1 (en) * | 2019-01-21 | 2019-06-05 | 조용상 | Fire Retardant FRP Panel Composition Made of Complex Fiber Material Manufactured by Drawing with Binder Having Epoxy Resin and Acid Anhydride-Hardener and Constructing Methods Using Thereof |
| KR101986114B1 (en) * | 2019-01-21 | 2019-06-05 | 조용상 | Fire Retardant FRP Panel Composition Made of Complex Fiber Material Manufactured by Drawing with Binder Having Epoxy Resin and Acid Anhydride-Hardener and Constructing Methods Using Thereof |
| KR102118848B1 (en) * | 2020-03-30 | 2020-06-03 | 주식회사 광림티엔아이 | Reinforcement method for concrete structures using flame retardant adhesive resin impregnated reinforcement fiber composites |
| KR102175592B1 (en) | 2020-01-09 | 2020-11-09 | (주)다이아몬드 | Flame retardant concrete floor board resin composition and method of constructing concrete floor board by using the same |
| KR102249838B1 (en) * | 2020-01-09 | 2021-05-10 | 주식회사 케이씨씨 | Size composition and glass fiber reinforcement using the same |
| KR102277696B1 (en) * | 2021-04-09 | 2021-07-14 | 손동희 | Flame retardant adhesive compositions for reinforcement of concrete structure and method for reinforcing concrete structure using the same |
| KR102381832B1 (en) * | 2021-10-20 | 2022-04-01 | 주식회사 콘포스 | Method for Reinforcing Concrete Structure Using Fabric Sheet or Fabric Panel |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030038004A (en) * | 2001-11-08 | 2003-05-16 | (주)황우토탈 | method for constructing a reinforcement of concrete structures and apparatus for constructing the reinforcement of concrete structures |
| KR20050016783A (en) * | 2003-08-02 | 2005-02-21 | 주식회사 국제특수건설 | Composition including epoxy for reinforcement of concrete structure |
| KR100557280B1 (en) | 2003-07-02 | 2006-03-07 | (주)엠프로 | fireproof epoxy resin composition for preparing composite panel for reinforcing conc'c structure, preparing method using the same, machine using the same, putty type fireproof epoxy resin composition and method to reinforce conc'c structure using the same |
-
2006
- 2006-03-21 KR KR1020060025778A patent/KR100615565B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030038004A (en) * | 2001-11-08 | 2003-05-16 | (주)황우토탈 | method for constructing a reinforcement of concrete structures and apparatus for constructing the reinforcement of concrete structures |
| KR100557280B1 (en) | 2003-07-02 | 2006-03-07 | (주)엠프로 | fireproof epoxy resin composition for preparing composite panel for reinforcing conc'c structure, preparing method using the same, machine using the same, putty type fireproof epoxy resin composition and method to reinforce conc'c structure using the same |
| KR20050016783A (en) * | 2003-08-02 | 2005-02-21 | 주식회사 국제특수건설 | Composition including epoxy for reinforcement of concrete structure |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101232606B1 (en) | 2010-12-02 | 2013-02-13 | 연세대학교 산학협력단 | UV curable Coating or Adhesion Compositions for Difficulty Adhesion Metal and a Method for Preparation of the Same |
| KR101143906B1 (en) | 2011-09-30 | 2012-05-10 | (주)국민산업 | High-tensile sheet metal panels construction method for concrete structure reinforcement and repair |
| KR101641670B1 (en) * | 2016-01-20 | 2016-07-21 | 주식회사 시원그리드 | Anti-weed mat |
| KR101986112B1 (en) * | 2019-01-21 | 2019-06-05 | 조용상 | Fire Retardant FRP Panel Composition Made of Complex Fiber Material Manufactured by Drawing with Binder Having Epoxy Resin and Acid Anhydride-Hardener and Constructing Methods Using Thereof |
| KR101986114B1 (en) * | 2019-01-21 | 2019-06-05 | 조용상 | Fire Retardant FRP Panel Composition Made of Complex Fiber Material Manufactured by Drawing with Binder Having Epoxy Resin and Acid Anhydride-Hardener and Constructing Methods Using Thereof |
| KR101983794B1 (en) * | 2019-04-15 | 2019-05-30 | (주)한국종합안전연구원 | Flame retardant adhesive composition and method for reinforcing concrete structure using the composition and reinforcing panel with shear keys |
| KR102175592B1 (en) | 2020-01-09 | 2020-11-09 | (주)다이아몬드 | Flame retardant concrete floor board resin composition and method of constructing concrete floor board by using the same |
| KR102249838B1 (en) * | 2020-01-09 | 2021-05-10 | 주식회사 케이씨씨 | Size composition and glass fiber reinforcement using the same |
| KR102118848B1 (en) * | 2020-03-30 | 2020-06-03 | 주식회사 광림티엔아이 | Reinforcement method for concrete structures using flame retardant adhesive resin impregnated reinforcement fiber composites |
| KR102277696B1 (en) * | 2021-04-09 | 2021-07-14 | 손동희 | Flame retardant adhesive compositions for reinforcement of concrete structure and method for reinforcing concrete structure using the same |
| KR102381832B1 (en) * | 2021-10-20 | 2022-04-01 | 주식회사 콘포스 | Method for Reinforcing Concrete Structure Using Fabric Sheet or Fabric Panel |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100615565B1 (en) | The reinforcing methods using by nonflammable silane modified epoxy and fiber reinforced composite | |
| Galvez et al. | Durability of steel-CFRP structural adhesive joints with polyurethane adhesives | |
| Benzarti et al. | Accelerated ageing behaviour of the adhesive bond between concrete specimens and CFRP overlays | |
| Sousa et al. | Durability of adhesively bonded joints between pultruded GFRP adherends under hygrothermal and natural ageing | |
| Di Ludovico et al. | Improved mechanical properties of CFRP laminates at elevated temperatures and freeze–thaw cycling | |
| KR101174108B1 (en) | Quick-setting typed polyurea-based composition for coating the surface of structures such as concrete, steel and timber | |
| KR102161202B1 (en) | Composition and Method of water proofing material for reaction curing waterborne-rubber asphalt | |
| Bakis et al. | Guide for the design and construction of externally bonded FRP systems for strengthening concrete structures | |
| KR102293278B1 (en) | Composite waterproof sheet including nano carbon material and latex resin material and waterproofing method using the same | |
| Shekarchi et al. | Mechanical strength of CFRP and GFRP composites filled with APP fire retardant powder exposed to elevated temperature | |
| Kim et al. | Development of the fire retardant glass fabric/carbonized phenolic composite | |
| KR101731550B1 (en) | Seismic reinforcement method for concrete structures using aramid fibers | |
| KR102040173B1 (en) | Flame Retardant Adhesive Composition and Method for Reinforcing Concrete Structure Using the Same | |
| Shamsuddoha et al. | Effect of hygrothermal conditioning on the mechanical and thermal properties of epoxy grouts for offshore pipeline rehabilitation | |
| KR102408784B1 (en) | Structural crack repair materials including concrete wall columns | |
| KR102381832B1 (en) | Method for Reinforcing Concrete Structure Using Fabric Sheet or Fabric Panel | |
| JP6952464B2 (en) | Crack growth suppression resin composition and its cured product | |
| KR101498998B1 (en) | Fiber composite panel for reinforcement of structure and reinforcement method of structure using of that | |
| KR102178078B1 (en) | ECS-Panel and method for repairing and reinforcing concrete structure using the same | |
| KR100247470B1 (en) | Water-proofing material containing chloroprene rubber and manufacturing method thereof | |
| Hollaway | Fibre-reinforced polymer (FRP) composites used in rehabilitation | |
| US11933059B2 (en) | Fiber sheet for reinforcing concrete structures | |
| CN112265342A (en) | Modified flame-retardant thermoplastic composite board and preparation method and application thereof | |
| KR101891035B1 (en) | Using flame resisting epoxy compound, reinforce of concrete construction, and concrete repairing method using the same | |
| KR100558834B1 (en) | Coating for waterproofing agent with silicon rubber and styrene butadiene styrene terpolymer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| A302 | Request for accelerated examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130812 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140710 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |