KR100984740B1

KR100984740B1 - 내진보강용안전벨트가 내장된 복합섬유 보강판, 이의제조방법, 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 내진보강공법

Info

Publication number: KR100984740B1
Application number: KR1020080054254A
Authority: KR
Inventors: 김형모
Original assignee: 이에프디 기술 주식회사
Priority date: 2008-06-10
Filing date: 2008-06-10
Publication date: 2010-10-07
Also published as: KR20080059540A

Abstract

본 발명은 자동차의 안전벨트와 같은 평벨트 형태로 직조된 보강용안전벨트가 내장된 복합섬유 보강판에 관한 것으로서, 보다 상세히는 유리섬유 또는 아라미드섬유가 평벨트 형태로 직조되고 열경화성수지에 함침되어 인발성형되는 보강용안전벨트(100); 열경화성수지에 1차 함침되어 경화된 상기 보강용안전벨트(100)의 상부면 및 하부면에 열경화성수지에 함침된 상태로 길이 방향으로 적층되는 일방향섬유층(200); 상기 일방향섬유층(200)의 일측 또는 양측 외부면에 형성되는 접착강화요철부(300); 및, 상기 보강용안전벨트(100)와 상기 일방향섬유층(200)이 인발성형되어 일체를 이룬 복합섬유 보강판의 길이 방향 양측 테두리부를 따라 상하면을 관통하는 다수 개의 접착강화구멍부(400);를 포함하여 구성되는 내진보강용안전벨트가 내장된 복합섬유 보강판, 이의 제조방법, 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 내진보강공법에 관한 것이다.

보강용안전벨트, 일방향섬유층, 접착강화요철부, 접착강화구멍부, 복합섬유 보강판, 에폭시수지, 앵커볼트, 스페이서, 접착강화골재

Description

내진보강용안전벨트가 내장된 복합섬유 보강판, 이의 제조방법, 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 내진보강공법{Composite Fiber Reinforcing Panel including Safety Belt, Manufacturing Method and Concrete Structure Reinforcing Method using thereof}

콘크리트 구조물 보강방법 중 고유한 보강 방법으로서 강판접착보강공법이 있으며, 섬유시트를 사용한 보강방법은 탄소섬유시트 보강공법, 유리섬유시트 보강공법, 아라미드섬유시트 보강공법 등이 있다.

또한 탄소섬유나 유리섬유를 일방향으로 배치하여 생산한 일방향 섬유보강판 보강공법도 있으며, 일방향 섬유보강판의 갈라짐 현상을 방지하기 위하여 일방향 섬유와 동일한 재질의 섬유메쉬 또는 섬유메트를 복합한 섬유보강판을 이용한 보강공법이 있다.

아울러 일방향 유리섬유 또는 탄소섬유 및 아라미드 섬유와 얇은 강판을 복합한 섬유 강판 복합 보강판 등을 이용한 보강공법도 사용되고 있다.

이러한 종래기술 가운데 강판접착보강공법은 강판의 무거운 자중과 대상구조물이 습기에 노출될 경우 부식의 위험이 상존하여 시공 후 유지관리에 상당한 어려움이 수반되는 문제점이 있다.

탄소섬유시트, 유리섬유시트, 아라미드섬유시트 등은 매우 경량이고, 인장강도가 뛰어나지만 비교적 시공면적이 넓어 대상 구조물의 통기성이 봉쇄되어 보강재 계면의 중성화 작용을 촉진할 수 있으며, 이로 인하여 섬유시트의 전면적 박리 현상이 발생하는 문제점이 있다. 또한 섬유시트를 현장에서 함침하는 방법으로서 함침의 불균질성으로 인한 안정된 보강효과를 기대하기 어렵고, 대상 구조물에 하중이 가중될 경우 에폭시 수지(접착제)에만 의존하는 부착메커니즘으로 인하여 섬유 시트의 단부 탈락이 진행될 수 있으며, 섬유시트의 급격한 취성파괴 현상으로 인하여 귀중한 인명의 손실을 초래할 수 있다.

탄소섬유나 유리섬유를 일방향으로 배치한 일방향 섬유보강판 보강공법은 간격 보강을 통하여 상기 섬유시트와 같은 대상 구조물의 통기성 문제는 해결될 수 있지만 일방향으로만 배치된 섬유결로 인하여 넓은 폭의 섬유보강판의 경우 갈라짐 현상이 발생될 수 있으며, 이 또한 대상 구조물에 하중이 가중될 경우 에폭시 수지(접착제)에만 의존하는 부착메커니즘으로 인한 박리현상 및 취성파괴 현상으로 인한 귀중한 인명의 손실을 초래할 수 있다.

섬유메쉬, 섬유매트를 복합한 섬유보강판 보강공법은 간격 보강을 통하여 대상 구조물의 통기성 문제를 해결하고 보강 섬유판의 갈라짐 현상을 방지할 수 있으며, 에폭시 접착제와 별도로 부착 앵커를 사용하여 부착성능이 향상되었지만 대상 구조물에 하중이 가중될 경우 앵커너트 주변의 지압성능이 취약하여 보강판의 탈락 방지가 어렵고, 지진과 같은 자연 재해가 발생하는 경우 취성파괴 현상으로 인한 귀중한 인명의 손실을 초래할 수 있다. 또한 보강재가 직사광선에 노출되는 경우 보강재 내외부의 온도차이에 의한 보강판 가장자리의 들뜸 현상이 발생될 수 있다.

일방향 유리섬유 또는 탄소섬유 및 아라미드 섬유와 얇은 강판을 복합한 섬유 강판 복합 보강판 보강공법은 보강 섬유판의 갈라짐 현상을 방지하고, 대상 구조물의 통기성 문제도 해결하고, 에폭시 접착제와 부착앵커를 동시에 적용하여 부착성능이 향상되고, 보강재의 취성파괴 현상을 어느 정도 완화하였다고 볼 수 있으나, 대상 구조물이 습기에 노출될 경우 부식의 위험이 있으며, 부식이 진행될 경우 복구방법이 용이하지 않다는 문제점이 있다.

따라서 기존 보강공법의 문제점인 보강재의 갈라짐 현상, 대상 구조물의 통기성, 단부 탈락을 유발하는 취약한 부착성능, 취성파괴 현상, 부식 등의 문제점을 모두 해결할 수 있는 보강재의 개발 및 이를 사용한 보강공법의 필요성이 시급히 요구되고 있는 현실이다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 창작된 본 발명의 목적은 다음과 같다.

첫째, 일방향으로 갈라짐 현상을 방지할 수 있는 복합섬유 보강판을 제공하는 것을 본 발명의 목적으로 한다.

둘째, 연성이 향상되어 지진과 같은 재난 발생 시 급격한 취성파괴를 방지할 수 있는 복합섬유 보강판을 제공하는 것을 본 발명의 다른 목적으로 한다.

셋째, 습기나 염분에 노출되더라도 보강재의 부식이 발생되지 않는 복합섬유 보강판을 제공하는 것을 본 발명의 또 다른 목적으로 한다.

넷째, 직사광선이나 급격한 온도변화에 노출되더라도 보강판이 부착된 가장자리의 들뜸현상을 방지할 수 있는 복합섬유 보강판 및 보강공법을 제공함을 본 발명의 또 다른 목적으로 한다.

다섯째, 복합섬유 보강판(10)0) 사이에 일정한 간격을 유지하도록 배치하는 간격 보강을 통하여 대상 구조물의 통기성을 원활하게 확보하여 보강재 계면의 중성화 현상을 방지할 수 있는 보강공법을 제공함을 본 발명의 또 다른 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 창작된 본 발명의 구성은 다음과 같다.

본 발명은 유리섬유 또는 아라미드섬유가 평벨트 형태로 직조되고 열경화성 수지에 함침되어 인발성형되는 보강용안전벨트(100); 열경화성수지에 1차 함침되어 경화된 상기 보강용안전벨트(100)의 상부면 및 하부면에 열경화성수지에 함침된 상태로 길이 방향으로 적층되는 일방향섬유층(200); 상기 일방향섬유층(200)의 일측 또는 양측 외부면에 형성되는 접착강화요철부(300); 및, 상기 보강용안전벨트(100)와 상기 일방향섬유층(200)이 인발성형되어 일체를 이룬 복합섬유 보강판의 길이 방향 양측 테두리부를 따라 상하면을 관통하는 다수 개의 접착강화구멍부(400);를 포함하여 구성되는 내진보강용안전벨트가 내장된 복합섬유 보강판에 관한 것이다.

또한 본 발명은 보강용안전벨트(100)를 구성하는 평벨트 형태로 직조된 유리섬유 또는 아라미드섬유를 열경화성수지에 함침하고 인발성형하는 1차성형단계; 열경화성수지에 1차 함침되어 경화된 보강용안전벨트(100)와 함께 일방향섬유층(200)을 구성하는 탄소섬유 또는 유리섬유를 열경화성수지에 함침하는 함침단계; 함침단계를 거친 보강용안전벨트(100) 및 일방향섬유층(200)의 일측 또는 양측 외부면에 접착강화요철부(300)의 단면이 형성되도록 인발하여 복합섬유 보강판 금형을 통과시키면서 가열하는 인발성형단계: 인발성형된 복합섬유 보강판의 테두리를 따라 접착강화구멍부(400)를 펀칭하는 펀칭단계; 및, 복합섬유 보강판을 설계 규격에 맞추어 절단하는 절단단계;를 포함하여 구성되는 내진보강용안전벨트가 내장된 복합섬유 보강판의 제조방법에 관한 것이다.

아울러 본 발명은 이러한 복합섬유 보강판(10)을 이용한 콘크리트 구조물 내진보강공법에 관한 것이다.

본 발명의 구성에 따른 기술적 효과는 다음과 같다.

첫째, 일방향으로 갈라짐 현상을 방지할 수 있다.

다시 말하면, 일방향섬유층(200) 사이에 평벨트 형태로 직조된 보강용안전벨트(100)가 내장되어 복합섬유 보강판의 일방향 갈라짐 현상을 방지할 수 있다.

둘째, 연성이 향상되어 급격한 취성파괴를 방지할 수 있다.

다시 말하면, 도4에 도시된 바와 같이 연성을 가지는 평벨트 형태로 직조되어 1차 경화된 보강용안전벨트(100)가 내장되어 복합섬유 보강판(10)의 나머지 부분에서 취성파괴 현상이 발생하더라도 보강용안전벨트(100)의 연성거동을 통하여 복합섬유 보강판(10) 전체의 취성파괴를 방지하고 지진과 같은 재난 발생시에도 구조물의 급격한 붕괴를 방지하여 인명 및 재산손실을 최소화할 수 있다.

셋째, 습기나 염분에 노출되더라도 보강재의 부식이 발생되지 않는다.

다시 말하면, 습기나 염분에 약한 강판을 보강재에서 배제하여 부식 발생의 가능성을 원천적으로 차단할 수 있다.

넷째, 직사광선이나 급격한 온도변화에 노출되더라도 복합섬유 보강판(10)이 부착된 가장자리의 들뜸현상을 방지할 수 있다.

다시 말하면, 복합섬유 보강판(10)의 가장자리를 따라 형성된 접착강화구멍부(400)의 내부에도 에폭시 수지가 채워지는 공법을 통하여 가장자리 부위에서의 부착력을 강화하고 복합섬유 보강판(10)의 가장자리가 보강대상 구조물에서 들뜨는 현상을 방지할 수 있다.

다섯째, 복합섬유 보강판(10) 사이에 일정한 간격을 유지하도록 배치하는 간격 보강의 경우 보강대상 구조물의 통기성을 원활하게 확보하여 보강재 계면의 중성화 현상을 방지할 수 있다.

다시 말하면, 다수 개의 복합섬유 보강판(10)을 사용하는 경우 이들 사이에 보강강도를 확보할 수 있는 범위 내에서 이격되도록 배치하여 대상 구조물의 통기성을 확보할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도1은 본 발명의 구체적 실시예의 적층구조 및 외형을 도시하는데, (a)는 일측 외부면에만 접착강화요철부(300)가 형성된 경우이고, (b)는 접착강화골재(50)가 부착된 경우이고, (c)는 양측 외부면에 접착강화요철부(300)가 형성된 경우이다.

도1에 도시된 바에 의하면 평벨트 형태로 직조되고 열경화성수지에 1차 함침되어 경화된 보강용안전벨트(100)의 상부면 및 하부면에 열경화성수지에 함침된 상태로 길이 방향으로 적층되는 일방향섬유층(200)을 포함하고 있다.

이러한 열경화성수지에 1차 함침되어 경화된 보강용안전벨트(100)는 다시 일방향섬유층(200)과 함께 열경화성수지에 함침된 후 금형을 통과하도록 인발성형되어 일체형으로 경화된다.

즉, 보강용안전벨트(100)는 도2(a)에 도시된 과정에서 열경화성수지에 함침 되어 인발성형되는 1차 성형이 이루어진 후 다시 도2(b)에 도시된 바와 같이 일방형섬유층(200)과 함께 열경화성수지에 함침되어 인발성형되는 2차 성형이 이루어지게 되어, 일방향섬유층(200) 부분에서 발생된 취성파괴 현상이 곧 바로 보강용안전벨트(100)로 전달되는 현상을 방지할 수 있다.

이와 같이 평벨트 형태로 직조되어 1차 경화된 보강용안전벨트(100)가 내장되어 복합섬유 보강판(10)의 나머지 부분에서 취성파괴 현상이 발생하더라도 보강용안전벨트(100)의 독자적인 연성거동을 통하여 복합섬유 보강판(10) 전체의 취성파괴를 방지하고 지진과 같은 재난 발생시에도 구조물의 급격한 붕괴를 방지하여 인명 및 재산손실을 최소화할 수 있다.

일방향섬유층(200)의 일측 또는 양측 외부면에는 도1에 도시된 바와 같이 접착강화요철부(300)가 형성되는데, 이러한 접착강화요철부(300)는 도2에 도시된 바와 같이 열경화성수지에 함침된 보강용안전벨트(100) 및 일방향섬유층(200)이 함께 인발성형되어 금형을 통과하는 과정에서 금형의 단면 형태에 따라 자동적으로 형성된다.

즉 금형의 상하부면에 요철이 형성되어 있으면 접착강화요철부(300)가 도1(c)에 도시된 바와 같은 형태가 되고, 금형의 상하부면 가운데 어느 일측에만 요철이 형성되어 있으면 접착강화요철부(300)가 도1(a)에 도시된 바와 같은 형태가 된다.

접착강화요철부(300)가 형성되어 있지 않는 부분은 도1(b)에 도시된 바와 같이 별도의 접착강화골재(50)가 부착되기도 한다.

보강용안전벨트(100)와 일방향섬유층(200)이 인발성형되어 일체를 이룬 복합섬유 보강판(10)의 길이 방향 양측 테두리부(가장자리)를 따라 상하면을 관통하는 다수 개의 접착강화구멍부(400)가 형성되는데, 이러한 접착강화구멍부(400)는 도3에 도시된 바와 같이 별도의 천공과정을 통하여 만들어진다.

복합섬유 보강판(10)과 보강대상 구조물의 표면에 도포되는 에폭시수지(20)의 일부가 접착강화구멍부(400)의 내부에 충진되면서 밀려 올라온 상태로 경화되어 복합섬유 보강판(10)의 가장자리가 보강대상 구조물의 표면에서 들뜨는 현상을 방지한다.

보강용안전벨트(100)는 유리섬유 또는 아라미드섬유를 평벨트 형태로 직조한 것이다.

유리섬유를 직조한 경우 보강용안전벨트(100)의 상부면 및 하부면에 적층되는 일방향섬유층(200)은 유리섬유(연신율 2.0% 이상)보다 연신율은 작으나 인장강도가 큰 탄소섬유(연신율 1.5% 내외) 또는 아라미드 섬유(연신율 1.8% 내외) 가운데 어느 하나로 구성된다.

아라미드섬유를 직조한 경우 보강용안전벨트(100)의 상부면 및 하부면에 적층되는 일방향섬유층(200)은 아라미드섬유(연신율 3.0% 이상의 고신율 아라미드 섬유를 사용)보다 연신율은 작으나 인장강도가 큰 탄소섬유(연신율 1.5% 내외) 또는 유리섬유(연신율 2.0% 내외) 가운데 어느 하나로 구성된다.

보강용안전벨트(100)는 도1에 도시된 바와는 달리 일방향섬유층(200) 사이에 다수 장이 중첩되도록 적층될 수도 있다.

도2(a)는 보강용안전벨트(100)의 제조 과정(방법)을 도시하고 있는데, 보강용안전벨트(100)를 구성하는 평벨트 형태로 직조된 유리섬유 또는 아라미드섬유를 열경화성수지에 함침하여 인발성형하는 1차성형단계;를 도시한다. 도2(b)는 열경화성수지에 1차 함침되여 경화된 보강용안전벨트(100)와 함께 일방향섬유층(200)을 구성하는 탄소섬유 또는 유리섬유를 열경화성수지에 함침하는 함침단계; 함침단계를 거친 보강용안전벨트(100) 및 일방향섬유층(200)의 일측 또는 양측 외부면에 접착강화요철부(300)의 단면이 형성되도록 인발하여 금형을 통과시키면서 가열하는 인발성형단계:를 도시한다.

한편 도3에는 인발성형된 복합섬유 보강판의 테두리를 따라 접착강화구멍부(400)를 펀칭하는 펀칭단계;가 도시되어 있는데, 펀칭 후 다시 롤에 감겨진 상태로보관되고, 사용시에는 필요한 길이로 절단하여 사용한다.

도5는 본 발명인 복합섬유 보강판(10)을 이용한 보강공법이 완료된 구체적 실시예의 (a)단면도, 및 (b)평면도를 도시하고 있는데, 도5에 도시된 구조는 다음과 같은 보강공법으로 이루어진다.

(1) 제1단계

보강대상 구조물의 표면에 보강범위를 확인하여 복합섬유 보강판(10)을 부착시킬 위치를 결정하고, 복합섬유 보강판(10)이 부착될 위치의 테두리를 따라 먹줄작업을 하는 단계이다.

다수 개의 복합섬유 보강판(10)이 일정한 간격으로 이격되도록 설치될 경우 각각의 복합섬유 보강판(10)이 부착될 위치의 테두리를 따라 먹줄작업을 수행한다.

(2) 제2단계

전동핸드커팅기를 이용하여 상기 제1단계에서 작업한 먹줄을 따라 5 내지 10 mm 의 깊이로 커팅라인을 형성하고, 커팅라인으로 둘러싸인 구조물의 표면을 핸드그라인더를 이용하여 거칠게 면갈기를 한 후 고압집진기를 이용하여 먼지 및 기타 이물질을 제거한다.

이와 같은 면갈기를 하는 이유는 표면을 거칠게 만들어 복합섬유 보강판(10)의 접착 강도를 높이기 위한 것이다.

(3) 제3단계

2액형 고점도 에폭시수지(20)를 계량하여 혼합하고 핸드믹서기를 이용하여 믹싱한 후, 상기 제2단계에서 면갈기가 완료된 구조물의 표면 및 복합섬유 보강판(10)의 일측 표면에 골고루 도포한다.

(4) 제4단계

복합섬유 보강판(10)을 면갈기가 완료된 구조물의 표면에 부착하고, 도포된 에폭시수지(20)가 복합섬유 보강판(10)의 양측 테두리부에 형성된 접착강화구멍부(400)를 채우면서 외부로 밀려 나오도록 복합섬유 보강판(10)을 압착한다.

(5) 제5단계

전동식 진동드릴을 사용하여 복합섬유 보강판(10)을 관통하여 구조물의 표면에 박리방지용 앵커홀을 일정한 간격으로 천공한다.

(6) 제6단계

앵커홀에 앵커볼트(30)를 설치하고 너트를 체결하여 복합섬유 보강판(10)의 고정작업을 수행한다.

즉 복합섬유 보강판(10)은 에폭시수지(20)와 앵커볼트(30)에 의하여 이중적으로 고정되어 안정적인 부착상태를 유지하게 된다.

이와 같은 작업이 완료되면 필요한 후속 마감공정 후 전체 공정을 종료하게 된다.

도6은 본 발명인 복합섬유 보강판(10)을 이용한 보강공법이 완료된 다른 구체적 실시예의 단면도를 도시하고 있는데, 도6에 도시된 구조는 다음과 같은 보강공법으로 이루어진다.

(1) 제1단계

보강대상 구조물의 표면에 보강범위를 확인하여 복합섬유 보강판(10)을 부착시킬 위치를 결정하고, 복합섬유 보강판(10)이 부착될 위치의 테두리를 따라 먹줄작업을 한다.

(2) 제2단계

복합섬유 보강판(10)을 매립하기 위하여 건식그루빙커팅기를 이용하여 상기 제1단계에서 작업한 먹줄로 둘러싸인 구조물의 표면을 20 내지 30 mm 의 깊이로 그루빙 커팅한 후 고압집진기를 이용하여 먼지 및 기타 이물질을 제거한다.

(3) 제3단계

2액형 고점도 에폭시수지(20)를 계량하여 혼합하고 핸드믹서기를 이용하여 믹싱한 후, 상기 제2단계에서 그루빙 커팅된 구조물의 표면 및 복합섬유 보강판(10)의 일측 표면에 골고루 도포한다.

(4) 제4단계

복합섬유 보강판(10)을 그루빙 커팅된 구조물의 표면에 부착하고, 도포된 에폭시수지(20)가 복합섬유 보강판(10)의 양측 테두리부에 형성된 접착강화구멍부(400)를 통하여 밀려 나오도록 복합섬유 보강판(10)을 압착한다.

(5) 제5단계

(6) 제6단계

앵커홀에 앵커볼트(30)를 설치하고 너트를 체결하여, 복합섬유 보강판(10)의 고정작업을 수행한다.

(7) 제7단계

에폭시수지(20)의 양생 기간이 경과한 후 매립된 복합섬유 보강판(10)의 표면에 고강도 모르타르를 타설한다.

도7은 본 발명인 복합섬유 보강판(10)을 이용한 보강공법이 완료된 또 다른 구체적 실시예의 (a)단면도, 및 (b)평면도를 도시하는데, 이러한 구조는 다음과 같은 보강공법으로 이루어진다.

(1) 제1단계

도7(b)와 같이 다수 개의 복합섬유 보강판(10) 사이의 거리를 가깝게 배치하는 경우 이웃하는 복합섬유 보강판(10) 사이의 공간에 고점도 밀봉용 에폭시 수지(21)가 채워진다.

(2) 제2단계

핸드그라인더를 이용하여 상기 제1단계에서 작업한 먹줄로 둘러싸인 구조물의 표면을 거칠게 면갈기를 한 후 고압집진기를 이용하여 먼지 및 기타 이물질을 제거한다.

(3) 제3단계

상기 제2단계에서 면갈기가 완료된 구조물의 표면에 다수 개의 스페이서(40)를 부착하고 난 후 복합섬유 보강판(10)을 면갈기가 완료된 구조물의 표면에 위치시킨 후 전동식 진동드릴을 사용하여 복합섬유 보강판(10)을 관통하여 구조물의 표면에 박리방지용 앵커홀을 일정한 간격으로 천공한다.

스페이서(40)는 복합섬유 보강판(10)과 보강대상 구조물의 표면 사이에 스페이서(40)의 높이(두께)에 해당하는 공간을 확복하는 기능을 수행하는 바, 일정한 두께를 가지고 있으면 충분하고 그 형태에 특별한 제한은 없다.

(4) 제4단계

앵커홀에 앵커볼트(30)를 설치하고 너트를 체결하여 복합섬유 보강판(10)을 구조물의 표면에 고정하는 단계이다.

이와 같이 스페이서(40)가 부착된 상태에서 복합섬유 보강판(10)을 구조물의 표면에 고정하면 복합섬유 보강판(10)과 구조물의 표면 사이에 스페이서(40)의 두께에 해당하는 빈 공간이 형성된다.

(5) 제5단계

고점도 밀봉용 에폭시 수지(21)를 이용하여 복합섬유 보강판(10)의 테두리와 구조물의 표면 사이의 공간, 복합섬유 보강판(10)의 접착강화구멍부(400) 및 앵커볼트(30)가 관통된 부위를 밀봉하는 단계이다.

필요한 경우에는 도7에 도시된 바와 같이 별도의 밀봉판(60)을 부착하여 이웃하는 복합섬유 보강판(10)의 양측 테두리(접착강화구멍부(400)가 있는 부분)를 덮는다.

(6) 제6단계

복합섬유 보강판(10)과 구조물의 표면 사이의 빈 공간에 저점도 접착용 에폭시 수지(22)를 주입하여 충진하는 단계이다.

이와 같이 저점도 접착용 에폭시 수지(22)를 주입하기 위해서는 고점도 밀봉용 에폭시 수지로 밀봉된 어느 일측에 저점도 에폭시 수지를 주입하는 주입구가 구비되고 타측에 내부공기를 배출하는 배출구가 구비되어야 함은 당연하다.

도8은 원형 기둥의 표면에 복합섬유 보강판(10)을 래핑하는 공법을 도시한다.

(1) 제1단계

보강대상 원형 기둥의 표면에 보강범위를 확인하여 복합섬유 보강판(10)을 부착시킬 위치를 결정하고, 복합섬유 보강판(10)이 부착될 위치의 테두리를 따라 먹줄작업을 하는 단계이다.

(2) 제2단계

먹줄로 둘러싸인 원형 기둥의 표면을 핸드그라인더를 이용하여 거칠게 면갈기를 한 후 고압집진기를 이용하여 먼지 및 기타 이물질을 제거하는 단계이다.

(3) 제3단계

2액형 고점도 에폭시수지(20)를 계량하여 혼합하고 핸드믹서기를 이용하여 믹싱한 후, 상기 제2단계에서 면갈기가 완료된 원형 기둥의 표면 및 복합섬유 보강판(10)의 일측 표면에 골고루 도포하는 단계이다.

(4) 제4단계

복합섬유 보강판(10)을 면갈기가 완료된 원형 기둥의 표면에 부착하고, 도포된 에폭시수지(20)가 복합섬유 보강판(10)의 양측 테두리부에 형성된 접착강화구멍부(400)를 통하여 밀려 나오도록 자동래핑 장치 또는 수작업으로 복합섬유 보강판(10)을 밀착 래핑하는 단계이다. 원형 기둥의 상태를 고려하여 복합섬유 보강판(10)을 테두리가 겹치도록 한 겹만 래핑할 수도 있고, 다수 겹을 반복적으로 래핑할 수도 있다.

래핑 작업이 완료되면 피룡한 후속 마감 공정을 수행한다.

상기한 바와 같이 본 발명의 구체적 실시예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 설명하였으나, 본 발명의 보호범위가 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양한 설계변경, 공지기술의 부가나 삭제, 단순한 수치한정 등의 경우에도 본 발명의 보호범위에 속함을 분명히 한다.

도1은 본 발명의 구체적 실시예의 적층구조 및 외형을 도시하는데, (a)는 일측 외부면에만 접착강화요철부(300)가 형성된 경우이고, (b)는 접착강화골재가 부착된 경우이고, (c)는 양측 외부면에 접착강화요철부(300)가 형성된 경우이다.

도2(a)는 보강용안전벨트(100)의 제조 과정(방법)을 도시하고 있고, 도2(b)는 보강용안전벨트(100)를 이용하여 복합섬유 보강판(10)을 제조하는 과정(방법)을 도시하고 있다.

도3은 (a)본 발명인 복합섬유 보강판(10)의 접착강화구멍부(400)를 천공하는 과정, 및 (b)천공된 복합섬유 보강판()의 평면을 도시한다.

도4는 본 발명인 복합섬유 보강판(10)의 일방향섬유층(200)의 파괴 과정에서 보강용안전벨트(100)가 급격한 취성파괴를 방지하는 것을 보여주는 단면도이다.

도5는 본 발명인 복합섬유 보강판(10)을 이용한 보강공법의 구체적 실시예의 (a)단면도, 및 (b)평면도를 도시한다.

도6은 본 발명인 복합섬유 보강판(10)을 이용한 보강공법의 다른 구체적 실시예의 단면도를 도시한다.

도7은 본 발명인 복합섬유 보강판(10)을 이용한 보강공법의 또 다른 구체적 실시예의 (a)단면도, 및 (b)평면도를 도시한다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100:보강용안전벨트

200:일방향섬유층

300:접착강화요철부

400:접착강화구멍부

10:복합섬유 보강판

20:에폭시수지

21:고점도 밀봉용 에폭시 수지

22:저점도 접착용 에폭시 수지

30:앵커볼트

40:스페이서(spacer)

50:접착강화골재

60:밀봉판

Claims

유리섬유가 평벨트 형태로 직조되고 열경화성수지에 함침되어 인발성형되는 보강용안전벨트(100);

열경화성수지에 1차 함침되어 경화된 상기 보강용안전벨트(100)의 상부면 및 하부면에 열경화성수지에 함침된 상태로 길이 방향으로 적층되는 일방향섬유층(200);

상기 일방향섬유층(200)의 일측 또는 양측 외부면에 형성되는 접착강화요철부(300); 및,

상기 보강용안전벨트(100)와 상기 일방향섬유층(200)이 인발성형되어 일체를 이룬 복합섬유 보강판(10)의 길이 방향 양측 테두리부를 따라 상하면을 관통하는 다수 개의 접착강화구멍부(400);

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 내진보강용안전벨트가 내장된 복합섬유 보강판.
제1항에서,

상기 일방향섬유층(200)은 상기 보강용안전벨트(100)를 구성하는 유리섬유보다 연신율이 작은 탄소섬유 또는 아라미드섬유 가운데 어느 하나인 것을 특징으로 하는 내진보강용안전벨트가 내장된 복합섬유 보강판.
아라미드섬유가 평벨트 형태로 직조되고 열경화성수지에 함침되어 인발성형되는 보강용안전벨트(100);

열경화성수지에 1차 함침되어 경화된 상기 보강용안전벨트(100)의 상부면 및 하부면에 열경화성수지에 함침된 상태로 길이 방향으로 적층되는 일방향섬유층(200);

상기 일방향섬유층(200)의 일측 또는 양측 외부면에 형성되는 접착강화요철부(300); 및,

상기 보강용안전벨트(100)와 상기 일방향섬유층(200)이 인발성형되어 일체를 이룬 복합섬유 보강판의 길이 방향 양측 테두리부를 따라 상하면을 관통하는 다수 개의 접착강화구멍부(400);

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 내진보강용안전벨트가 내장된 복합섬유 보강판.
제3항에서,

상기 일방향섬유층(200)은 상기 보강용안전벨트(100)를 구성하는 아라미드섬유보다 연신율이 작은 탄소섬유 또는 유리섬유 가운데 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 내진보강용안전벨트가 내장된 복합섬유 보강판.
제1항 내지 제4항 가운데 어느 한 항에서,

다수 장의 상기 보강용안전벨트(100)가 상기 일방향섬유층(200) 사이에 중첩 되도록 적층되는 구조인 것을 특징으로 하는 내진보강용안전벨트가 내장된 복합섬유 보강판.
보강용안전벨트(100)를 구성하는 평벨트 형태로 직조된 유리섬유 또는 아라미드섬유를 열경화성수지에 함침하고 인발성형하는 1차성형단계;

열경화성수지에 1차 함침되어 경화된 보강용안전벨트(100)와 함께 일방향섬유층(200)을 구성하는 탄소섬유 또는 유리섬유를 열경화성수지에 함침하는 함침단계;

함침단계를 거친 보강용안전벨트(100) 및 일방향섬유층(200)의 일측 또는 양측 외부면에 접착강화요철부(300)의 단면이 형성되도록 인발하여 금형을 통과시키면서 가열하는 인발성형단계: 및,

인발성형된 복합섬유 보강판의 테두리를 따라 접착강화구멍부(400)를 펀칭하는 펀칭단계;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 내진보강용안전벨트가 내장된 복합섬유 보강판의 제조방법.
유리섬유 또는 아라미드섬유가 평벨트 형태로 직조되고 열경화성수지에 함침되는 보강용안전벨트(100); 상기 보강용안전벨트(100)의 상부면 및 하부면에 열경화성수지에 함침된 상태로 길이 방향으로 적층되는 일방향섬유층(200); 상기 일방향섬유층(200)의 일측 또는 양측 외부면에 형성되는 접착강화요철부(300); 및, 상 기 보강용안전벨트(100)와 상기 일방향섬유층(200)이 인발성형되어 일체를 이룬 복합섬유 보강판의 길이 방향 양측 테두리부를 따라 상하면을 관통하는 다수 개의 접착강화구멍부(400);를 포함하여 구성되는 내진보강용안전벨트가 내장된 복합섬유 보강판(이하 '복합섬유 보강판'이라 한다)을 이용한 보강공법에 관한 것으로서,

보강대상 구조물의 표면에 보강범위를 확인하여 복합섬유 보강판(10)을 부착시킬 위치를 결정하고, 복합섬유 보강판(10)이 부착될 위치의 테두리를 따라 먹줄작업을 하는 제1단계;

전동핸드커팅기를 이용하여 상기 제1단계에서 작업한 먹줄을 따라 5 내지 10 mm 의 깊이로 커팅라인을 형성하고, 커팅라인으로 둘러싸인 구조물의 표면을 핸드그라인더를 이용하여 거칠게 면갈기를 한 후 고압집진기를 이용하여 먼지 및 기타 이물질을 제거하는 제2단계;

2액형 고점도 에폭시수지(20)를 계량하여 혼합하고 핸드믹서기를 이용하여 믹싱한 후, 상기 제2단계에서 면갈기가 완료된 구조물의 표면 및 복합섬유 보강판(10)의 일측 표면에 도포하는 제3단계;

복합섬유 보강판(10)을 면갈기가 완료된 구조물의 표면에 부착하고, 도포된 에폭시수지(20)가 복합섬유 보강판(10)의 양측 테두리부에 형성된 접착강화구멍부(400)를 통하여 밀려 나오도록 복합섬유 보강판(10)을 압착하는 제4단계;

전동식 진동드릴을 사용하여 복합섬유 보강판(10)을 관통하여 구조물의 표면에 박리방지용 앵커홀을 일정한 간격으로 천공하는 제5단계; 및,

앵커홀에 앵커볼트(30)를 설치하고 너트를 체결하는 제6단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합섬유 보강판을 이용한 콘크리트 구조물 내진보강공법.
유리섬유 또는 아라미드섬유가 평벨트 형태로 직조되고 열경화성수지에 함침되는 보강용안전벨트(100); 상기 보강용안전벨트(100)의 상부면 및 하부면에 열경화성수지에 함침된 상태로 길이 방향으로 적층되는 일방향섬유층(200); 상기 일방향섬유층(200)의 일측 또는 양측 외부면에 형성되는 접착강화요철부(300); 및, 상기 보강용안전벨트(100)와 상기 일방향섬유층(200)이 인발성형되어 일체를 이룬 복합섬유 보강판의 길이 방향 양측 테두리부를 따라 상하면을 관통하는 다수 개의 접착강화구멍부(400);를 포함하여 구성되는 보강용안전벨트가 내장된 복합섬유 보강판(이하 '복합섬유 보강판'이라 한다)을 이용한 보강공법에 관한 것으로서,

보강대상 구조물의 표면에 보강범위를 확인하여 복합섬유 보강판(10)을 부착시킬 위치를 결정하고, 복합섬유 보강판(10)이 부착될 위치의 테두리를 따라 먹줄작업을 하는 제1단계;

복합섬유 보강판(10)을 매립하기 위하여 건식그루빙커팅기를 이용하여 상기 제1단계에서 작업한 먹줄로 둘러싸인 구조물의 표면을 20 내지 30 mm 의 깊이로 그루빙 커팅한 후 고압집진기를 이용하여 먼지 및 기타 이물질을 제거하는 제2단계;

2액형 고점도 에폭시수지(20)를 계량하여 혼합하고 핸드믹서기를 이용하여 믹싱한 후, 상기 제2단계에서 그루빙 커팅된 구조물의 표면 및 복합섬유 보강판(10)의 일측 표면에 도포하는 제3단계;

복합섬유 보강판(10)을 그루빙 커팅된 구조물의 표면에 부착하고, 도포된 에폭시수지(20)가 복합섬유 보강판(10)의 양측 테두리부에 형성된 접착강화구멍부(400)를 통하여 밀려 나오도록 복합섬유 보강판(10)을 압착하는 제4단계;

전동식 진동드릴을 사용하여 복합섬유 보강판(10)을 관통하여 구조물의 표면에 박리방지용 앵커홀을 일정한 간격으로 천공하는 제5단계;

앵커홀에 앵커볼트(30)를 설치하고 너트를 체결하는 제6단계; 및,

에폭시수지(20)의 양생 기간이 경과한 후 매립된 복합섬유 보강판(10)의 표면에 고강도 모르타르를 타설하는 제7단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합섬유 보강판을 이용한 콘크리트 구조물 내진보강공법.
유리섬유 또는 아라미드섬유가 평벨트 형태로 직조되고 열경화성수지에 함침되는 보강용안전벨트(100); 상기 보강용안전벨트(100)의 상부면 및 하부면에 열경화성수지에 함침된 상태로 길이 방향으로 적층되는 일방향섬유층(200); 상기 일방향섬유층(200)의 일측 또는 양측 외부면에 형성되는 접착강화요철부(300); 및, 상기 보강용안전벨트(100)와 상기 일방향섬유층(200)이 인발성형되어 일체를 이룬 복합섬유 보강판의 길이 방향 양측 테두리부를 따라 상하면을 관통하는 다수 개의 접착강화구멍부(400);를 포함하여 구성되는 보강용안전벨트가 내장된 복합섬유 보강판(이하 '복합섬유 보강판'이라 한다)을 이용한 보강공법에 관한 것으로서,

보강대상 구조물의 표면에 보강범위를 확인하여 복합섬유 보강판(10)을 부착 시킬 위치를 결정하고, 복합섬유 보강판(10)이 부착될 위치의 테두리를 따라 먹줄작업을 하는 제1단계;

핸드그라인더를 이용하여 상기 제1단계에서 작업한 먹줄로 둘러싸인 구조물의 표면을 거칠게 면갈기를 한 후 고압집진기를 이용하여 먼지 및 기타 이물질을 제거하는 제2단계;

상기 제2단계에서 면갈기가 완료된 구조물의 표면에 다수 개의 스페이서(40)를 부착하고 난 후 복합섬유 보강판(10)을 면갈기가 완료된 구조물의 표면에 위치시킨 후 전동식 진동드릴을 사용하여 복합섬유 보강판(10)을 관통하여 구조물의 표면에 박리방지용 앵커홀을 일정한 간격으로 천공하는 제3단계;

앵커홀에 앵커볼트(30)를 설치하고 너트를 체결하여 복합섬유 보강판(10)을 구조물의 표면에 고정하는 제4단계;

고점도 밀봉용 에폭시 수지(21)를 이용하여 복합섬유 보강판(10)의 테두리와 구조물의 표면 사이의 공간, 복합섬유 보강판(10)의 접착강화구멍부(400) 및 앵커볼트(30)가 관통된 부위를 밀봉하는 제5단계; 및,

저점도 접착용 에폭시 수지(22)를 스페이서(40)에 의하여 형성된 복합섬유 보강판(10)과 구조물의 표면 사이의 내부공간에 주입하여 충진하는 제6단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합섬유 보강판을 이용한 콘크리트 구조물 내진보강공법.
유리섬유 또는 아라미드섬유가 평벨트 형태로 직조되고 열경화성수지에 함침 되는 보강용안전벨트(100); 상기 보강용안전벨트(100)의 상부면 및 하부면에 열경화성수지에 함침된 상태로 길이 방향으로 적층되는 일방향섬유층(200); 상기 일방향섬유층(200)의 일측 또는 양측 외부면에 형성되는 접착강화요철부(300); 및, 상기 보강용안전벨트(100)와 상기 일방향섬유층(200)이 인발성형되어 일체를 이룬 복합섬유 보강판의 길이 방향 양측 테두리부를 따라 상하면을 관통하는 다수 개의 접착강화구멍부(400);를 포함하여 구성되는 보강용안전벨트가 내장된 복합섬유 보강판(이하 '복합섬유 보강판'이라 한다)을 이용한 보강공법에 관한 것으로서,

보강대상 원형 기둥의 표면에 보강범위를 확인하여 복합섬유 보강판(10)을 부착시킬 위치를 결정하고, 복합섬유 보강판(10)이 부착될 위치의 테두리를 따라 먹줄작업을 하는 제1단계;

먹줄로 둘러싸인 원형 기둥의 표면을 핸드그라인더를 이용하여 거칠게 면갈기를 한 후 고압집진기를 이용하여 먼지 및 기타 이물질을 제거하는 제2단계;

2액형 고점도 에폭시수지(20)를 계량하여 혼합하고 핸드믹서기를 이용하여 믹싱한 후, 상기 제2단계에서 면갈기가 완료된 원형 기둥의 표면 및 복합섬유 보강판(10)의 일측 표면에 도포하는 제3단계; 및,

복합섬유 보강판(10)을 면갈기가 완료된 원형 기둥의 표면에 부착하고, 도포된 에폭시수지(20)가 복합섬유 보강판(10)의 양측 테두리부에 형성된 접착강화구멍부(400)를 통하여 밀려 나오도록 자동래핑 장치 또는 수작업으로 복합섬유 보강판(10)을 밀착 래핑하는 제4단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합섬유 보강판을 이용한 콘크리트 구조물 내진보강공법.