KR100648542B1 - 보, 기둥, 판 등에 사용되는 외부 보강재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보, 기둥 및 판 등에 사용되는, 사전에 제조되는 판형의 외부 보강재로서, 실질적으로 섬유와 수지의 조합으로 이루어지고, 대부분의 섬유가 보강재의 길이 방향으로 배치되는 외부 보강재에 있어서, 외부 보강재의 적어도 특정된 부분에는 보강재의 길이 방향과는 다른 하나 이상의 방향을 따라 배열되는 섬유로 형성되는 추가적인 보강부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 외부 보강재에 관한 것이다.

Description

보, 기둥, 판 등에 사용되는 외부 보강재{EXTERNAL REINFORCEMENT FOR BEAMS, COLUMNS, PLATES AND THE LIKE}

본 발명은 보, 기둥, 판 등에 사용되는 외부 보강재, 구체적으로 말하면, 목재, 콘크리트, 금속 또는 다른 재료로 이루어진 기존의 보, 기둥 등의 허용 가능한 최대 하중을 증대시킬 수 있는 보강재에 관한 것이다.

기존의 구조물을 보강할 목적으로, 접착재, 볼트 등으로 그러한 구조물에 부착되는, 예컨대 강판으로 이루어지는 외부 보강재를 설치하는 것은 공지되어 있다.

그러나, 그러한 공지의 외부 보강재는, 한편으로는 매우 무겁고, 다른 한편으로는 부착하기가 어렵다고 하는 단점을 나타낸다.

이러한 단점을 제거하기 위하여, 가령 예를 들자면, 탄소 섬유, 유리 섬유, 또는 아라미드 섬유와 같은 섬유를 수지 중에 매설하여 형성되는 판재로 이루어지는, 대안적인 외부 보강재가 이미 제안된 바 있다.

오늘날까지, 그러한 보강재는, 예컨대 풀트루젼(pultrusion)에 의하여 연속 공정으로 제공된다.

이 공지 기술에 의하면, 실제로 조성이 양호하게 특정되고 길이가 매우 길며 폭과 두께가 일정하고 표면이 매끈한 외부 보강재를 실현할 수 있다.

이러한 외부 보강재는 판재로 이루어지는 외부 보강재에 비하여 무게는 현저히 가볍고 설치하기가 비교적 용이하지만, 모든 섬유들이 판형 보강재의 길이 방향으로 배치되어 길이 방향의 힘만을 흡수할 수 있다고 하는 단점이 있다. 실제, 이 경우에 섬유에 가해지는 힘은 단지 수지에 의해서만 주위의 섬유로 전달된다.

더욱이, 그러한 공지의 보강 판재에는 구멍을 천공할 수가 없는데, 그 이유는 그러한 천공에 의하여 일부의 섬유가 국부적으로 단절되어, 이 보강 판재에 가해지는 힘이 단절된 섬유에 의하여 주위의 섬유로 전달될 수 없기 때문이다.

공지의 외부 보강재는 그 제조 방법으로 인하여 표면이 매우 매끈하기 때문에, 보강 대상 구조체 상에서의 그 외부 보강재의 접착성이 오히려 떨어지고, 따라서 접착성을 향상시키기 위해서는 일반적으로 샌드블라스팅(sandblasting), 스코어링(scoring) 또는 기타의 처리 방법으로 표면을 처리하고 있는데, 이를 위해서는 노동력이 매우 많이 소요된다고 하는 단점이 있다. 더욱이, 그러한 표면 처리에 의하여 섬유들이 손상될 수도 있고, 그 결과 보강 판재의 강도가 떨어진다.

따라서, 본 발명은 공지의 부가적인 보강재의 전술한 단점 및 기타의 단점을 제거하기 위하여 안출된 것으로, 외부 보강재와 보강 대상 기둥 및 보 등의 보강 대상 재료 또는 구조체와의 사이의 접착성 및 결합성을 더욱 양호하게 하는 것을 중요한 목적으로 하고 있다.

본 발명은 또한 최대의 인장력 및/또는 압축력이 발생하는 지점에서 더 두껍 게 만들 수 있는 그러한 외부 보강재를 목표로 삼고 있다.

본 발명에 따르면, 이러한 목표는 실질적으로 섬유와 수지의 조합으로 이루어지는 외부 보강재로서, 대부분의 섬유는 보강재의 길이 방향으로 배치되며, 외부 보강재의 적어도 특정된 부분에는 보강재의 길이 방향과는 다른 하나 이상의 방향을 따라 배열되는 섬유에 의하여 형성되는 추가적인 보강부가 마련되는 외부 보강재에 의하여 달성된다.

이하, 본 발명의 특성을 보다 잘 보여주기 위하여, 어떤 한정의 의도 없이, 예로서 보, 기둥, 판재 등에 사용되는, 실질적으로 섬유와 수지의 조합으로 이루어지는 외부 보강재의 바람직한 실시 형태를 설명한다.

외부 보강재의 전술한 섬유는 유리 섬유, 탄소 섬유, 아라미드 섬유 또는 대마, 아마, 코코스(cocos)와 같은 천연 섬유, 또는 이들 섬유의 조합으로 이루어질 수 있으며, 수지는 에폭시 수지, 비닐 에스테르 수지, 폴리에스테르 수지 또는 다른 적절한 종류의 수지인 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면 판형 외부 보강재가 실현되게 되는데, 이 경우 섬유의 대부분이 외부 보강 부재에 인장력이 가해지게 될 보강재의 길이 방향으로 배치될 뿐 아니라, 외부 보강재의 길이 방향 이외의 하나 이상의 방향으로 배치되는 섬유를 부가함으로써 적어도 외부 보강재의 특정된 부분에 추가적인 보강부가 마련된다.

본 발명의 특별한 실시 형태에 있어서는, 외부 보강재의 두께를 그것의 길이 방향으로 위치마다 다르게 하여, 인장력 및/또는 압축력이 최대가 되는 지점, 예를 들면 보의 외부 보강재의 경우에는 보의 길이 방향 중간 지점에서 보강재를 강화할 수 있다.

전술한 바와 같이 특정된 부분의 섬유는 서로 교차하는 방향으로 배치되어, 외부 보강재를 관통하여 천공하는 경우, 인장력 및/또는 압축력이 천공에 의해서 단절된 섬유와 다른 보강 섬유로 전달됨으로써, 나사나 볼트 등을 이용하여 외부 보강재를 보강 대상 재료에 기계적으로 고정할 수 있게 한다.

또한, 국부적으로 거친 면을 형성하여, 접착제에 의한 접착성을 향상시키고, 그 결과, 가해지는 힘이 보강재에 더 양호하게 흡수된다고 하는 중요한 장점을 제공한다.

본 발명에 따르면, 외부 보강재는 보강 대상 재료의 길이 방향으로 지향되지 않은 힘들을 흡수할 수 있다.

외부 보강재에는, 그것이 현장에 적용되기 전에 그것의 한 면 또는 양면에, 제거시 외부 보강재에 압흔을 남기는, 접착성이 떨어지는 직물을 부착할 수 있다.

외부 보강재를 적용하기 전에 이 직물을 제거하는 것만으로도 역시 거친 표면을 얻는데, 이에 따라 외부 보강재에 대하여 샌드블라스팅(sandblasting)이나 스코링(scoring)과 같은 추가적인 표면 처리를 행할 필요가 없다.

접착성이 떨어지는 전술한 직물은 또한 지문이나 먼지 등과 같은, 외부 보강재를 보강 대상 재료에 접착하는 것을 어렵게 만들 수 있는 오염으로부터 외부 보강재를 보호하는 역할도 한다.

특별한 경우에는, 외부 보강재는 특정된 지점들이 등방성일 수도 있다.

본 발명에 따른 외부 보강재의 경우, 적어도 접착제나 볼트 등을 이용하여 보나 기둥 등에 부착되는 지점에 전술한 대부분의 섬유의 길이 방향과는 다른 방향으로 배치되는 추가적인 섬유가 마련되기 때문에, 길이 방향으로 배치된 섬유들의 인장 강도나 압축 강도에 아무런 영향을 미치지 않고 상기 볼트 등이 통과하는 구멍을 외부 보강재에 마련할 수 있다.

실제, 예를 들면 보강재의 제조시, 보다 구체적으로 말하자면, 수지의 경화 전에, 필요한 구멍들의 둘레에 섬유가 배치되도록 하는 방법으로 섬유를 공급함으로써, 그러한 구멍들을 사전에 또는 후에 마련할 수 있다.

외부 보강재를 더욱 강화하기 위하여 마련되어야 하는 전술한 섬유는 외부 보강재의 길이 방향으로부터 벗어난 하나 이상의 방향을 따라 배열되는 섬유로 구성되는 직물, 경편 직물, 망포, 플리스(fleece) 등에 의하여 형성될 수 있다.

외부 보강재의 표면에는 또한 도전성이거나 또는 비도전성인 플리스, 예를 들면 유리 섬유 플리스, 폴리에스테르 플리스 등을 제공해도 좋다.

본 발명은 결코 전술한 실시예로 한정되지 않는다. 보, 기둥 등에 사용되는 그러한 외부 보강재는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고도 다양한 형태 및 치수로서 실현될 수 있다.

Claims (6)

1. 보, 기둥 및 판 등에 사용되는, 사전(事前)에 제조되는 사전 제작형의 판형(in the form of a massive prefabricated plate) 외부 보강재로서, 실질적으로 섬유와 수지의 조합으로 이루어지고, 대부분의 섬유가 외부 보강재의 길이 방향으로 배치되는 판형 외부 보강재에 있어서, 외부 보강재의 적어도 특정된 부분에는 보강재의 길이 방향과는 다른 하나 이상의 방향을 따라 배열되는 섬유들로 형성되는 추가적인 보강부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 사전 제작형의 판형 외부 보강재.
2. 제1항에 있어서, 외부 보강재의 두께는 보강재에 가해지는 인장력 또는 압축력에 따라 국부적으로 다른 것을 특징으로 하는 사전 제작형의 판형 외부 보강재.
3. 제1항에 있어서, 상기 섬유 중 적어도 일부는 직물, 경편 직물, 망포, 또는 플리스로 형성되는 것을 특징으로 하는 사전 제작형의 판형 외부 보강재.
4. 제1항 및 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 섬유는 적어도 부분적으로 유리 섬유, 탄소 섬유, 아라미드 섬유, 천연 또는 합성 섬유, 또는 이들 섬유의 조합에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 사전 제작형의 판형 외부 보강재.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 수지로는 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 비닐 에스테르 수지, 페놀 수지, 미네랄 수지 또는 열가소성 플라스틱이 사용되는 것을 특징으로 하는 사전 제작형의 판형 외부 보강재.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 부착되기 전에 한면 또는 양면에 적어도 국부적으로 접착성이 떨어지는 직물이 부착되어 있고, 이 직물이 제거되면 외부 보강재상에 압흔(壓痕)을 남기는 것을 특징으로 하는 사전 제작형의 판형 외부 보강재.