KR101035001B1 - A cement structure having hybrid fiber - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A cement structure with hybrid fiber is provided to control the generation of micro cracks and improve the structural strength based on short staple, and interlaced fiber or double structure fiber. CONSTITUTION: A cement structure with hybrid fiber includes fiber and cement paste(110). The fiber includes double structure fiber or interlaced fiber, and short staple(130) on which a coating layer is formed. The double structure fiber is composed of a straight part and outer circumference part. The straight part is composed of a plurality of fiber strands and is arranged at the center part of the double structure fiber. The interlaced fiber forms a loop by air interlace.

Description

하이브리드 섬유가 혼입된 시멘트 경화체{A Cement structure Having Hybrid fiber}{A Cement Structure Having Hybrid Fiber}

본 발명은 하이브리드 섬유가 혼입되어 구조성 성능이 향상되면서도 다양한 균열이 제어될 수 있는 시멘트 경화체에 관한 것으로, 이를 더욱 상세히 설명하면 교락섬유 또는 2중 구조를 가진 섬유에 기해 뭉침 없이 매크로 한 균열이 제어되고, 구조적 강성이 향상되며, 단섬유에 기해 마이크로 한 균열이 제어되어 결국 내구성이 향상되는 시멘트 경화체에 관한 것이다.
The present invention relates to a cement hardened body capable of controlling a variety of cracks while enhancing structural performance by incorporating hybrid fibers. More specifically, the present invention relates to a cemented hardened body, in which macroscopic cracks are controlled without agglomeration due to entangled or double- A structural rigidity is improved, and micro-cracks are controlled based on short fibers to thereby improve durability.

콘크리트, 모르타르, 숏크리트를 포함하는 시멘트 경화체(이하 "시멘트 경화체"라고 약칭한다)는 경제적인 건설재료로서 광범위하게 사용되고 있으나, 인장강도 및 인성이 작은 약점을 갖고 있다.BACKGROUND ART Cement hardened products (hereinafter abbreviated as "cement hardened products") including concrete, mortar and shotcrete are widely used as economical construction materials, but have weak tensile strength and toughness.

시멘트 경화체의 인성을 개선하기 위한 보강재료로서 철근이 100여년간 사용되어 왔고, 근래에는 철근 대신 철판, 파이프 강섬유, 철근 등의 강계통 보강 재료가 범용적으로 사용되고 있다.Reinforcing materials have been used for 100 years as a reinforcing material for improving the toughness of hardened cement. In recent years, steel reinforcing materials such as steel plate, pipe steel fiber and reinforcing steel have been widely used instead of reinforcing steel.

철근 찌꺼기와 같은 강섬유는 두께 0.5㎜, 길이 30㎜ 정도의 형태를 갖고, 종래 사용된 철근에 비해 시멘트 경화체와의 부착력이 좋고 파괴 강도가 높고, 철근 및 메쉬의 설치가 어려운 터널 및 댐 공사 현장에 사용이 용이한 장점이 있으나, 수분이 다량 존재하는 터널 등의 공사현장에 사용 시 강섬유가 쉽게 부식되고, 고가이고, 비중이 높아 시멘트 경화체 내에서의 분산성이 떨어지고, 시멘트 경화체의 하중을 증가시키는 문제점이 있다. Steel fibers such as steel scraps are 0.5 mm in thickness and 30 mm in length. They are used in tunnels and dam construction sites where adhesion strength to cement hardened bodies is higher than that of conventional reinforcing bars, fracture strength is high, and reinforcing bars and meshes are difficult to install. Although it is easy to use, it is easily corroded, expensive, and high in specific gravity when it is used in construction sites such as tunnels where there is a large amount of water, and the dispersibility in the hardened cement is lowered and the load of the hardened cement is increased There is a problem.

상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해서, 최근에는 미국등록특허 5,749,961호 및 대만민국 공개특허 2003-47669호 등에서와 같이 시멘트 경화체 보강재료로서 강섬유 등의 강재 보강재료 대신에 합성섬유를 사용하는 방안이 활발하게 연구되고 있다.In order to solve the above-mentioned conventional problems, recently, as disclosed in U.S. Patent No. 5,749,961 and Taiwan Patent Application No. 2003-47669, a method of using a synthetic fiber instead of a steel reinforcing material such as a steel fiber as a cement- .

구체적으로, 합성섬유는 강섬유에 비해 비중이 작고, 내식성이 우수하면서도 시멘트 경화체의 균열저항, 인장강도 및 압축강도를 강섬유보다 더 보강시켜 주는 효과도 얻을 수 있다.Specifically, the synthetic fiber has a smaller specific gravity than the steel fiber and has excellent corrosion resistance, but also has the effect of reinforcing the crack resistance, the tensile strength and the compressive strength of the cement hardened body more than the steel fiber.

그러나, 합성섬유는 시멘트 경화체의 휨강도나 휨성능 등의 기본적인 구조성능을 향상시키지는 못하고 시멘트 경화체의 균열발생을 방지하는 효과만을 발현하는 것으로 알려져 있다.However, it is known that synthetic fibers do not improve basic structural performance such as flexural strength and flexural performance of cement hardened bodies, and are known to exhibit only the effect of preventing the occurrence of cracks in cured hardened bodies.

합성섬유가 시멘트 경화체의 기본적인 구조성능을 향상시키고자 하는 경우에는 합성섬유의 사용량을 증가해야 하나, 사용량이 증가하면 시멘트 경화체내 분산이 어려워져 시멘트 경화체의 압축강도, 휨강도 등의 물성이 저하되고 시멘트 경화체와 부착성도 저하된다.When the synthetic fiber is intended to improve the basic structural performance of the cemented product, the amount of the synthetic fiber to be used should be increased. However, if the amount of the synthetic fiber is increased, the dispersion of the cement product becomes difficult and the physical properties such as the compressive strength and the bending strength of the cemented product are deteriorated, The cured product and the adhesiveness are lowered.

한편, 합성섬유가 첨가됨에 의해 시멘트 경화체의 균열을 제어하고자 하는 경우에 시멘트 경화체에 발생할 수 있는 다양한 균열의 형상, 크기 즉 매크로한 균열과 마이크로한 균열이 발생하는 바, 이러한 다양한 균열을 제어하기 위해서는 시멘트 경화체에 혼입되는 합성섬유의 길이를 발생하는 균열에 맞게 다양한 길이로 첨가를 하여야 하는데 이 경우 첨가되는 합성섬유의 길이가 길면 시멘트 경화체 내에서 뭉침이 발생하여 합성섬유가 제기능을 발휘하지 못하는 문제가 있다.
On the other hand, when synthetic fibers are added to control the cracks in the cemented product, various shapes and sizes of cracks that may occur in the cemented product occur, such as macro and microcracks, The length of the synthetic fibers incorporated in the cement hardened body should be added in various lengths in accordance with the cracks generated. In this case, if the length of the synthetic fibers added is long, the synthetic fibers fail to exhibit their function due to the clustering in the cured hardened body .

본 발명은, 시멘트 경화체 내에서 구조성능을 향상시킴은 물론, 다양한 형상, 크기의 균열을 제어할 수 있으면서도 분산성 및 부착성이 우수한 섬유가 혼입된 시멘트 경화체를 제공하는데 그 목적이 있다.
It is an object of the present invention to provide a cement hardened body incorporating fibers having improved dispersibility and adhesion while controlling the cracks of various shapes and sizes as well as improving the structural performance in the cement hardened body.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로 본 발명의 하이브리드 섬유가 혼입된 시멘트 경화체는 섬유와 시멘트 페이스트로 구성된 시멘트 경화체에 있어서,In order to accomplish the above object, the present invention provides a cement-hardened product comprising a fiber and a cement paste,

상기 섬유는, 중앙부에 복수의 섬유가닥으로 구성되는 직선부와, 상기 직선부를 감싸면서 복수의 섬유가닥이 직조된 형상의 외주연부로 구성되는 2중 구조를 가진 섬유와; 표면에 다가알코올 에스테르 윤활제, 비이온계 계면활성제, 및 대전방지제로 구성되는 코팅액에 의한 코팅층이 형성된 단섬유가 혼합된 하이브리드 섬유인 것을 특징으로 한다.Wherein the fiber has a double structure having a straight portion composed of a plurality of fiber strands at a central portion and an outer circumferential edge having a shape in which a plurality of fiber strands are woven around the straight portion; And a short fiber having a coating layer formed by a coating liquid composed of a polyhydric alcohol ester lubricant, a nonionic surfactant, and an antistatic agent is mixed on the surface.

상기 2중 구조를 가진 섬유에 있어 상기 외주연부는 복수의 섬유가닥이 다방향에서 직조에 의해 형성됨을 특징으로 한다.In the fiber having the double structure, the outer peripheral edge is characterized in that a plurality of fiber strands are formed by weaving in multiple directions.

한편 본 발명의 하이브리드 섬유가 혼입된 시멘트 경화체는 섬유와 시멘트 페이스트로 구성된 시멘트 경화체에 있어서, 상기 섬유는, 복수의 섬유가닥으로 구성되되, 공기교락에 의해 루프가 형성된 교락섬유와; 표면에 다가알코올 에스테르 윤활제, 비이온계 계면활성제, 및 대전방지제로 구성되는 코팅액에 의한 코팅층이 형성된 단섬유가 혼합된 하이브리드 섬유인 것을 특징으로 한다.Meanwhile, the cement hardened body incorporating the hybrid fiber of the present invention is a cement hardened body composed of a fiber and a cement paste, wherein the fiber is composed of a plurality of fiber strands, And a short fiber having a coating layer formed by a coating liquid composed of a polyhydric alcohol ester lubricant, a nonionic surfactant, and an antistatic agent is mixed on the surface.

상기 교락섬유의 경우도 2중 구조가 제시될 수 있는 바, 복수의 섬유가닥으로 구성된 직선부와 상기 직선부를 감싸는 복수의 섬유가닥으로 구성된 외주연부로 구성될 수 있다.In the case of the interlaced fibers, a double structure may be provided. The interlaced fibers may be composed of a straight portion composed of a plurality of fiber strands and an outer periphery composed of a plurality of fiber strands surrounding the straight portion.

상기 2중 구조를 가진 섬유 및 상기 교락섬유는 상기 단섬유보다 길이가 길게 구성하여 상기 2중 구조를 가진 섬유 및 상기 교락섬유는 매크로한 균열을 단섬유는 마이크로 한 균열을 제어할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.The fibers having the double structure and the entangled fibers having a length longer than that of the short fibers, and the fibers having the double structure and the entangled fibers having the macro structure are configured to control micro-cracks .

특히 상기 2중 구조를 가진 섬유 및 상기 교락섬유는 상기 직선부와 상기 외주연부의 양단에 각각의 섬유가닥이 풀어진 형상의 부착부가 구성됨이 타당하다.Particularly, it is appropriate that the fibers having the double structure and the engaging fibers have the attachment portions in which the respective fiber strands are loosened at both ends of the straight portion and the outer peripheral portion.

또한, 상기 단섬유에서 상기 코팅층은 다가알코올 에스테르 윤활제 40 내지 50중량%, 비이온계 계면활성제 30 내지 40중량%, 및 대전방지제 10 내지 30중량%로 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the short fibers, the coating layer is composed of 40 to 50 wt% of a polyhydric alcohol ester lubricant, 30 to 40 wt% of a nonionic surfactant, and 10 to 30 wt% of an antistatic agent.

상기 2중 구조를 가진 섬유 및 상기 교락섬유를 구성하는 섬유가닥 및 단섬유는 폴리아미드로 구성됨이 타당하다.It is appropriate that the fiber having the double structure and the fiber strand and the short fiber constituting the entangled fiber are composed of polyamide.

또한, 선택적으로 상기 직선부는 폴리아미드로 구성된 섬유가닥에 아라미드, 폴리에틸렌, 탄소섬유 중 하나로 구성된 섬유가닥이 혼입되어 구성될 수 있다.
Optionally, the straight portion may be formed by incorporating a fiber strand composed of one of aramid, polyethylene, and carbon fiber into a fiber strand composed of polyamide.

본 발명인 하이브리드 섬유가 혼입된 시멘트 경화체는 시멘트 경화체 내에서 다양한 균열을 제어할 수 있어 그 내구성을 향상시키는 장점이 있다.The cement hardened product incorporating the hybrid fiber of the present invention has an advantage in that it can control various cracks in the cured product of the cement, thereby improving its durability.

또한, 본 발명인 하이브리드 섬유가 혼입된 시멘트 경화체는 길이가 긴 교락섬유 또는 2중 구조를 가진 섬유에 기해 뭉침 없이 시멘트 경화체의 강도가 보강되는 것이며, 길이가 짧은 단섬유에 기해 잔 균열을 제어할 수 있는 장점이 있다.
In addition, the cement hardened body incorporating the hybrid fiber of the present invention reinforces the strength of the cement hardened body without lengthening due to the long interlaced fiber or the double-structured fiber, and it is possible to control the residual cracks There is an advantage.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 하이브리드 섬유가 혼입된 시멘트 경화체를 나타내는 개략도.
도 2는 공기교락을 나타내는 개략도.
도 3은 도 1b에 도시된 2중 구조를 가진 섬유를 나타내는 분해 사시도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a schematic view showing a cement hardened body incorporating the hybrid fibers of the present invention. Fig.
2 is a schematic view showing air entanglement;
Fig. 3 is an exploded perspective view showing the fiber having the double structure shown in Fig. 1B; Fig.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
Hereinafter, the structure and operation of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, terms and words used in the present specification and claims are to be construed in accordance with the principles of the present invention, on the basis that the inventor can properly define the concept of a term in order to best explain his invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of.

이하, 첨부한 도면 등을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 도 1a 및 도 1b에서 보는 바와 같이 물과 시멘트가 혼합된 시멘트 페이스트(110)와 상기 시멘트 페이스트 내부에 교락섬유 또는 2중 구조를 가진 섬유(120, 120a) 및 단섬유(130)로 구성되는 하이브리드 섬유로가 혼입된 시멘트 경화체(100)에 관한 것이다.As shown in FIGS. 1A and 1B, according to the present invention, cement paste 110 in which water and cement are mixed and fibers 120 and 120a and short fibers 130 having a double structure are entangled in the cement paste The present invention relates to a cement hardened body 100 in which a hybrid fiber furnace is incorporated.

상기 시멘트 페이스트(110)는 도면에 도시된 바는 없으나 시멘트, 물, 잔골재, 굵은 골재가 선택적으로 포함될 수 있는 것이다.The cement paste 110 is not shown in the drawing, but may include cement, water, fine aggregate, and coarse aggregate.

본 발명에 있어 하이브리드 섬유를 구성하는 섬유(120, 120a)는 2가지 실시 예가 제시되는 바, 일 실시 예가 교락섬유(120)이며 다른 실시 예가 2중 구조를 가진 섬유(120a)이다. 이중 교락섬유(120)의 경우도 단일 구조가 제시될 수 있으나, 이하에서는 직선부(121)와 외주연부(122)가 구성된 2중 구조에 대해 설명한다.In the present invention, the fibers 120 and 120a constituting the hybrid fiber are shown as two embodiments, one of which is the interlaced fiber 120 and the other is the fiber 120a having the double structure. The double-stranded fiber 120 may also have a single structure. Hereinafter, a double structure in which the linear portion 121 and the outer peripheral portion 122 are formed will be described.

각각의 섬유(120, 120a)는 중앙부에 복수의 섬유가닥(S)으로 구성되는 직선부(121, 121a)와 상기 직선부(121, 121a)를 복수의 섬유가닥(S)이 감싸도록 구성되는 외주연부(122, 122a)와 상기 직선부(121, 121a)와 외주연부(122, 122a)의 양단에서 각각의 섬유가닥(S)이 풀어진 형상으로 구성되는 부착부(123, 123a)로 구성됨을 특징으로 한다.Each of the fibers 120 and 120a has a straight portion 121 and a straight portion 121a formed by a plurality of fiber strands S and a plurality of fiber strands S surrounding the straight portions 121 and 121a, And the attachment portions 123 and 123a each having a shape in which the respective fiber strands S are loosened at both ends of the outer peripheral edge portions 122 and 122a, the straight portions 121 and 121a and the outer peripheral edge portions 122 and 122a .

상기 교락섬유(120) 및 2중 구조를 가진 섬유(120a)는 상기 직선부(121, 121a)와 상기 외주연부(122, 122a)에 의해 2중 구조를 형성하게 되는 것이다. The interlaced fibers 120 and the fibers 120a having a double structure are formed into a double structure by the straight portions 121 and 121a and the outer peripheral edges 122 and 122a.

우선 첫 번째 실시 예로서 도 1a에 도시된 교락섬유(120)는 복수의 섬유가닥으로 구성된 직선부(121)와 이를 감싸는 외주연부(122) 및 그 양단의 부착부(123)로 구성되되, 상기 직선부(121)와 상기 외주연부(122)는 복수의 섬유가닥(S)에 의해 형성되는 직선부(121)와 외주연부(122)를 공기교락 시킴에 의해 각각의 섬유가닥(S)을 교락시키도록 하는 것이다. 즉 이렇게 제조된 섬유(120)는 그 표면에 다수의 루프(R)를 형성하게 되고 이러한 루프(R)가 시멘트 페이스트(110)와의 부착성능을 향상시키게 되는 것이다.First, as shown in FIG. 1A, the interlaced fiber 120 shown in FIG. 1A includes a straight portion 121 formed of a plurality of fiber strands, an outer peripheral portion 122 surrounding the straight portion 121, and an attachment portion 123 at both ends thereof. The straight portion 121 and the outer circumferential edge portion 122 entangle the respective fiber strands S by entangling the straight portion 121 and the outer circumferential edge portion 122 formed by the plurality of fiber strands S, . That is, the fiber 120 thus formed forms a plurality of loops R on its surface, and the loop R improves the adhesion performance with the cement paste 110.

여기서 "공기교락"이라함은 도 2에서 보는 바와 같이 공기교락장치 내에 복수의 섬유가닥(S)으로 구성된 직선부(121) 및 외주연부(122)로 구성된 모체(m)를 공급하여 고압의 공기를 분사함에 의해 섬유가닥(S) 간을 교락시키는 것을 말한다.Herein, the term "air entanglement" refers to a state in which a matrix m composed of a straight line portion 121 and an outer circumferential edge portion 122 constituted by a plurality of fiber strands S is supplied in the air entanglement apparatus, (S) is entangled by spraying the fibers (S).

이렇게 교락섬유(120)를 구성하는 경우에 상기 직선부(121) 및 상기 외주연부(122)는 공히 섬유가닥(S)을 폴리아미드로 구성하여도 무방하나, 각각 다른 재질로 구성하여 상기 직선부(121)는 그 강도 및 유연성을 증가시키기 위해 아라미드, 고강력 폴리에틸렌, 탄소섬유 등 고강력 섬유가닥을 혼입하여 사용하는 것이 타당하고, 외주연부(122)는 시멘트 페이스트(110)와 접촉을 위해 친수성의 폴리아미드를 사용하는 것이 바람직하다. 즉 외주연부(120)는 친수성의 섬유가닥(S)으로 제조함에 의해 수소결합에 의해 시멘트 페이스트(110)와의 부착력을 증진시킬 수 있게 되는 것이다.In the case of constructing the entangled fibers 120, the straight portion 121 and the outer peripheral portion 122 may be formed of a different material from the fiber strand S, It is appropriate to use high strength fiber strands such as aramid, high tensile strength polyethylene and carbon fiber in order to increase the strength and flexibility thereof. The outer circumferential edge portion 122 is hydrophilic Of a polyamide is preferably used. That is, the outer circumferential edge portion 120 is made of the hydrophilic fiber strand S, thereby enhancing the adhesion with the cement paste 110 by hydrogen bonding.

한편 본 발명에서는 다른 실시 예로서 도 1b에서 보는 바와 같이 2중 구조를 가진 섬유(120a)가 제시되는 바, 복수의 섬유가닥(S)으로 구성되는 직선부(121a)와, 상기 직선부(121a)를 감싸면서 직조된 형상의 외주연부(122a)를 제시한다. 상기 외주연부(122a)는 복수의 섬유가닥(S)이 다방향에서 직조에 의해 형성됨에 의해 상기 직선부(121a)에 의해 직선성을 유지한 상태에서 다방향에서의 인장강도가 보강되도록 하기 위함이다.In another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1B, a fiber 120a having a double structure is shown. The fiber 120a includes a straight portion 121a composed of a plurality of fiber strands S, And presents a woven outer peripheral edge 122a. The outer circumferential edge portion 122a is formed so that the plurality of fiber strands S are formed by weaving in multiple directions so that the tensile strength in multiple directions is reinforced while maintaining the linearity by the straight portion 121a to be.

따라서 상기 외주연부(122a)는 복수의 섬유가닥(S)이 도 3에서 보는 바와 같이 섬유가닥(S)을 2중 구조를 가진 섬유(120a)의 원주방향(X축 방향)과 축방향(Y축 방향), 상기 원주방향과 축방향 사이에 대각선 방향으로 4방향에서 각각의 섬유가닥을 직조하여 제조하는 것이다. 이렇게 다방향에서 섬유가닥을 직조함에 의해 외주연부(122a)를 형성하여 2중 구조를 가진 섬유(120a)는 축방향에서만이 아니라 원주방향 및 대각선 방향에서도 강도가 보강됨에 의해 다방향에서 외력에 의한 저항성능을 향상시킬 수 있게 되는 것이다. 또한, 상기 외주연부(122a)가 복수의 섬유가닥(S)이 다방향에서 직조에 의해 형성됨으로서 외주연부(122a) 표면에 굴곡이 형성되어 시멘트 페이스트(110)와의 부착력이 향상되어 결국 전체 구조물의 강도가 보강되는 것이다.3, the outer circumferential edge portion 122a is formed so that the plurality of fiber strands S are arranged in the circumferential direction (X-axis direction) and the axial direction (Y direction) of the fiber 120a having a double structure, Axis direction), and each fiber strand is woven in four directions diagonally between the circumferential direction and the axial direction. By forming the outer peripheral edge portion 122a by woven the fiber strands in the multiple directions, the fibers 120a having the double structure are reinforced not only in the axial direction but also in the circumferential direction and the diagonal direction, The resistance performance can be improved. In addition, since the plurality of fiber strands S are formed by weaving in multiple directions, the outer circumferential edge portion 122a is formed by bending the surface of the outer circumferential edge portion 122a to improve the adhesion with the cement paste 110, Strength is reinforced.

특히 상기 교락섬유(120) 및 2중 구조를 가진 섬유(120a)에 있어 직선부(120, 120a)는 복수의 섬유가닥(S)에 의해 형성되는 것으로 외주연부(122, 122a)의 내부에 안치되면서 섬유(120, 120a)의 형상(직선성)을 잡아주는 기능을 하는 것으로 이러한 직선부(121, 121a)에 기해 섬유(120, 120a)간에 뭉침에 의한 분산성 저하를 방지할 수 있게 되고 시멘트 페이스트(110)에서 직선성을 유지하도록 함으로써 시멘트 경화체(100)에 인장강도가 보강되는 것이다.Particularly, in the interlaced fibers 120 and the fibers 120a having a double structure, the straight portions 120 and 120a are formed by the plurality of fiber strands S, (Linearity) of the fibers 120 and 120a as the fibers 120 and 120a are gathered by the straight portions 121 and 121a of the fibers 120 and 120a, By maintaining the linearity in the paste 110, the tensile strength of the cement hardened body 100 is reinforced.

특히 본 발명에 있어서, 상기 섬유(120, 120a)는 상기 직선부(121, 121a)와 외주연부(122, 122a)의 양단에서 각각의 섬유가닥(S)이 풀어진 형상으로 구성되는 부착부(123, 123a)가 형성된다.Particularly, in the present invention, the fibers 120 and 120a are formed in the shape of an attachment portion 123 (FIG. 12) having a shape in which the fiber strands S are loosened at both ends of the straight portions 121 and 121a and the outer peripheral edges 122 and 122a, , 123a are formed.

상기 부착부(123, 123a)는 상기 직선부(121, 121a)와 외주연부(122, 122a)를 구성하는 섬유가닥(S)이 풀어진 형상으로 구성되도록 하여 시멘트 페이스트(110)와의 부착력을 증진시킬 수 있는 것이다. 상기 부착부(123, 123a)는 다양하게 형성되도록 제조될 수 있는 바, 상기 직선부(121, 121a)와 상기 외주연부(122, 122a)만이 구성된 상태에서 시멘트 페이스트(110)를 구성하는 시멘트 입자에 기해 직선부(121, 121a) 및 외주연부(122, 122a) 양단에서 각각을 구성하는 섬유가닥(S)간의 부착이 헐거워지면서 직경이 확장되는 형상으로 배합과정에서 구성될 수 있고, 배합 전에 상기 직선부(121, 121a)와 상기 외주연부(122, 122a)만이 구성된 모체상태에서 느린 속도로 진동을 주면서 절단을 하여 섬유(120, 120a)의 양단에서 섬유가닥(S)들 상호간의 부착이 헐거워지도록 하여 직경이 확장되는 형상으로 구성될 수 있다. 즉 이렇게 부착부(123, 123a)를 구성함에 의해 섬유가닥(S)간의 부착이 헐거워짐에 따라 발생하는 간극 사이로 시멘트가 충진 되어 섬유(120, 120a)와 시멘트 페이스트(110) 간의 결합력이 증대되는 것이다.The attachment portions 123 and 123a are formed in a shape in which the fiber strands S constituting the straight portions 121 and 121a and the outer peripheral edges 122 and 122a are loosened so as to enhance adhesion with the cement paste 110 You can. The attachment portions 123 and 123a may be formed in various shapes so that the cement particles 110 constituting the cement paste 110 in a state where only the straight portions 121 and 121a and the outer peripheral edges 122 and 122a are formed, Can be formed in a blending process in such a manner that the diameters of the straight portions (121, 121a) and the fiber strands (S) forming both ends of the outer peripheral edge portions (122, 122a) The attachment of the fiber strands S to each other at both ends of the fibers 120 and 120a is loosened while vibrating at a slow speed in the state of the matrix composed of only the straight portions 121 and 121a and the outer circumferential edge portions 122 and 122a, The diameter of which is enlarged. In other words, by forming the attachment portions 123 and 123a, the adhesion between the fibers 120 and 120a and the cement paste 110 is increased due to the filling of the spaces between the gaps caused by loosening of the adhesion between the fibers S will be.

또한, 상기 부착부(123, 123a)를 구성함에 있어서 상기 섬유의 직선부(121, 121a)와 외주연부(122, 122a)를 구성하는 섬유가닥(S) 간에는 비부착으로 제조함이 타당한 바, 이는 각각의 섬유가닥(S) 간을 비부착으로 구성하여 상기 부착부(123, 123a)가 용이하게 형성되도록 하기 위함이다. 이렇게 섬유가닥(S) 간을 비부착으로 구성하더라도 각각의 섬유가닥(S) 간에 마찰력이 작용하여 어느 정도의 부착력은 발생하는 바, 섬유(120, 120a)의 형상을 유지하는 것은 문제가 없다.In constructing the attachment portions 123 and 123a, it is preferable that the fibers 121 and 121a and the fiber strands S constituting the outer circumferential edge portions 122 and 122a are not attached to each other, This is for the purpose of easily forming the attachment portions 123 and 123a by constituting the non-attachment between the respective fiber strands S. Even when the fiber strands (S) are constituted by unattached fibers, a frictional force acts between the respective fiber strands (S), and a certain degree of adherence occurs, so that there is no problem in maintaining the shape of the fibers (120, 120a).

한편 본 발명의 하이브리드 섬유에는 단섬유(130)가 포함되는 바, 상기 단섬유는 도 1a 및 도 1b에서 보는 바와 같이 그 표면에 다가알코올 에스테르 윤활제, 비이온계 계면활성제 및 대전방지제를 포함하는 코팅층(131)이 도포된다. 이렇게 단섬유(130)의 표면에 코팅층(131)이 도포됨으로써 상기 단섬유(130)는 시멘트 페이스트(110) 내에서 분산성과 부착력이 크게 향상된다. 즉 상기 단섬유(130)는 그 표면에 에스테르계 윤활제, 비이온성 계면활성제 및 대전방지제를 포함하는 코팅층(131)이 도포되어 이러한 코팅층(131)을 통해 시멘트 페이스트(110) 내 분산성과 결합력이 크게 향상될 수 있다.Meanwhile, the hybrid fiber of the present invention includes a short fiber 130, and the short fiber is formed on the surface of the hybrid fiber as shown in Figs. 1A and 1B. The hybrid fiber comprises a coating layer containing a polyhydric alcohol ester lubricant, a nonionic surfactant, (131) is applied. By coating the surface of the short fibers 130 with the coating layer 131, the dispersibility and adhesion of the short fibers 130 are greatly improved in the cement paste 110. That is, the surface of the short fibers 130 is coated with a coating layer 131 including an ester-based lubricant, a nonionic surfactant, and an antistatic agent, and dispersed in the cement paste 110 through the coating layer 131, Can be improved.

바람직하게는 본 발명에서 상기 코팅층(131)은 다가알코올 에스테르 윤활제 40 내지 50중량%, 비이온계 계면활성제 30 내지 40중량% 및 대전방지제 10 내지 30중량%로 배합하여 코팅층(131)을 도포하는 것이 타당하다.Preferably, in the present invention, the coating layer 131 is coated with 40 to 50% by weight of a polyhydric alcohol ester lubricant, 30 to 40% by weight of a nonionic surfactant, and 10 to 30% by weight of an antistatic agent to coat the coating layer 131 It is reasonable.

이와 같이 에스테르계 윤활제, 비이온성 계면활성제 및 대전방지제를 포함하는 코팅액으로 코팅한 섬유를 사용함에 의해 분산성과 결합력이 증대되는 것에 대한 기술은 본 출원인이 기 출원한 특허출원 제 2008-79583호에 실험 예가 제시되고 있는 바이므로 그 설명을 생략한다.As described above, the technique of increasing the dispersibility and the bonding force by using the fiber coated with the coating liquid containing the ester-based lubricant, the nonionic surfactant and the antistatic agent is disclosed in Patent Application No. 2008-79583 filed by the present applicant The explanation is omitted because the example is presented.

상기 단섬유(130)의 경우도 다양한 재질로 구성될 수 있으나 바람직하게는 폴리아미드로 구성됨을 특징으로 한다. 이렇게 단섬유(130)를 폴리아미드로 구성하면 상기에서 언급한 바와 같이 친수성에 기해 시멘트 페이스트(110)와 수소결합을 증대시켜 시멘트 페이스트(110)와 단섬유(130) 간의 부착력이 증대된다.The short fibers 130 may be made of various materials, but they are preferably made of polyamide. When the short fibers 130 are made of polyamide, the adhesion between the cement paste 110 and the short fibers 130 is increased by increasing the hydrogen bonding with the cement paste 110 due to hydrophilicity as mentioned above.

한편 하이브리드 섬유 즉 교락섬유(120) 또는 2중 구조를 가진 섬유(120a)와 단섬유(130)는 그 길이를 10 내지 200mm로 한정하는 것이 바람직한 바, 10mm미만의 경우는 시멘트 페이스트(110) 내에서 강도발현 및 균열제어에 효과를 발현하는 것이 미미하고, 특히 교락섬유(120) 또는 2중 구조를 가진 섬유(120a)의 경우 그 자체가 시멘트 페이스트(110) 내에서 모두 풀려버릴 수 있어 2중 구조의 섬유(교락섬유의 경우도 직선부와 외주연부가 구성되어 2중 구조임)가 유지되지 않아 문제가 발생할 수 있는 바, 상기 교락섬유(120) 또는 2중 구조를 가진 섬유(120a)의 경우는 그 형상의 유지에 기해 시멘트 페이스트(110) 내에서 작용을 함으로 상기 단섬유(130)보다 그 길이를 길게 하여야 함이 타당하다. 또한, 교락섬유(120) 또는 2중 구조를 가진 섬유(120a)와 단섬유(130)는 200mm를 초과하는 경우 각각의 섬유 간에 뭉침이 발생하여 분산성이 저하될 수 있으며, 특히 단섬유(130)의 경우는 길이가 긴 경우 뭉침 현상의 발생 빈도가 높아 단섬유(130)는 교락섬유(120) 또는 2중 구조를 가진 섬유(120a)보다 그 길이가 짧게 구성하는 것이 타당하다.On the other hand, it is preferable that the length of the hybrid fibers 120a or the fibers 120a having a double structure and the short fibers 130 are limited to 10 to 200 mm. When the length of the fibers 120a and the short fibers 130 is less than 10 mm, In particular, the fibers 120a having an entangled fiber 120 or a double structure can be completely released in the cement paste 110, (In the case of intertwined fibers, a straight portion and an outer peripheral portion are constituted to form a double structure) can not be maintained, so that a problem may occur. As a result, the entangled fibers 120 or the fibers 120a having a double structure It is proper to make the length of the short fibers 130 longer than that of the short fibers 130 by acting in the cement paste 110 due to the maintenance of the shape. In the case where the fibers 120a having a double structure or the short fibers 130 having a double structure have a diameter exceeding 200 mm, the fibers may be aggregated between the fibers, It is appropriate that the length of the short fibers 130 is shorter than the length of the interlaced fibers 120 or the fibers 120a having a double structure.

이렇게 시멘트 페이스트(110) 내에 하이브리드 섬유를 혼입함에 있어 길이가 긴 교락섬유(120) 또는 2중 구조를 가진 섬유(120a)는 직선부(121, 121a)에 기해 형상이 유지가 되어 뭉침현상이 발생하지 않으며 경화체(100)의 강도가 보강되고, 외주연부(122, 122a) 및 부착부(123, 123a)에 기해 시멘트 페이스트(110)와 부착력이 증대되는 것이며, 특히 시멘트 페이스트(110) 내에서 매크로 한 균열을 제어할 수 있게 되는 것이다. 이와 더불어 길이가 짧은 단섬유(130)는 표면에 코팅층(131)이 형성되어 분산성이 향상되고, 비교적 짧은 길이로 인해 뭉침이 방지되며, 시멘트 페이스트(110) 내에서 상기 교락섬유(120) 또는 2중 구조를 가진 섬유(120a)가 제어하지 못하는 마이크로 한 균열을 제어함으로서 결국 하이브리드 섬유는 시멘트 페이스트(110) 내에서 다양한 형상, 크기의 균열을 제어하여 경화체(100)의 내구성을 향상시키게 되는 것이다.
When the hybrid fibers are mixed in the cement paste 110, the long interlaced fibers 120 or the double-stranded fibers 120a are retained by the straight portions 121 and 121a, The strength of the cured body 100 is reinforced and the adhesion strength with the cement paste 110 is increased due to the outer peripheral edges 122 and 122a and the attaching portions 123 and 123a. So that a crack can be controlled. In addition, the short fibers 130 having a short length have a coating layer 131 formed on the surface thereof to improve dispersibility and prevent the aggregation due to a comparatively short length. In the cement paste 110, the entangled fibers 120 or The hybrid fibers control cracks of various shapes and sizes in the cement paste 110 by controlling micro cracks that are not controlled by the fibers 120a having a double structure so that the durability of the cured product 100 is improved .

100 : 시멘트 경화체 110 : 시멘트 페이스트
120 : 교락섬유 120a : 2중 구조를 가진 섬유
130 : 단섬유100: cement hardener 110: cement paste
120: Interlocking fiber 120a: Fiber having a double structure
130: staple fiber

Claims (10)

삭제delete 삭제delete 섬유와 시멘트 페이스트로 구성된 시멘트 경화체에 있어서,
상기 섬유는,
중앙부에 복수의 섬유가닥으로 구성되는 직선부와, 상기 직선부를 감싸면서 복수의 섬유가닥이 직조된 형상의 외주연부로 구성되는 2중 구조를 가진 섬유와;
표면에 다가알코올 에스테르 윤활제, 비이온계 계면활성제, 및 대전방지제로 구성되는 코팅액에 의한 코팅층이 형성된 단섬유가 혼합된 하이브리드 섬유인 것을 특징으로 하되,
상기 2중 구조를 가진 섬유는 상기 단섬유보다 길이가 긴 것을 특징으로 하는 하이브리드 섬유가 혼입된 시멘트 경화체.
In a cement mortar composed of a fiber and a cement paste,
The fibers may be,
A fiber having a double structure composed of a straight portion composed of a plurality of fiber strands at a central portion and an outer peripheral edge having a shape in which a plurality of fiber strands are woven around the straight portion;
And a short fiber having a coating layer formed by a coating solution composed of a polyhydric alcohol ester lubricant, a nonionic surfactant, and an antistatic agent is mixed on the surface,
Wherein the fiber having the double structure is longer than the single fiber.
섬유와 시멘트 페이스트로 구성된 시멘트 경화체에 있어서,
상기 섬유는,
복수의 섬유가닥으로 구성되되, 공기교락에 의해 루프가 형성된 교락섬유와;
표면에 다가알코올 에스테르 윤활제, 비이온계 계면활성제, 및 대전방지제로 구성되는 코팅액에 의한 코팅층이 형성된 단섬유가 혼합된 하이브리드 섬유인 것을 특징으로 하는 하이브리드 섬유가 혼입된 시멘트 경화체.
In a cement mortar composed of a fiber and a cement paste,
The fibers may be,
An interlaced fiber which is composed of a plurality of fiber strands and in which a loop is formed by air entanglement;
Wherein the hybrid fiber is a hybrid fiber in which short fibers having a coating layer formed by a coating solution composed of a polyhydric alcohol ester lubricant, a nonionic surfactant, and an antistatic agent are mixed on the surface of the cement.
제 4항에 있어서,
상기 교락섬유는 복수의 섬유가닥으로 구성된 직선부와 상기 직선부를 감싸는 복수의 섬유가닥으로 구성된 외주연부로 구성됨을 특징으로 하는 하이브리드 섬유가 혼입된 시멘트 경화체.
5. The method of claim 4,
Wherein the entangled fiber is composed of a straight portion composed of a plurality of fiber strands and an outer peripheral portion composed of a plurality of fiber strands wrapping the straight portion.
제 4항에 있어서,
상기 교락섬유는 상기 단섬유보다 길이가 긴 것을 특징으로 하는 하이브리드 섬유가 혼입된 시멘트 경화체.
5. The method of claim 4,
Wherein the cross-linking fibers are longer than the short fibers.
제 3항 또는 제 5항에 있어서,
상기 직선부와 상기 외주연부의 양단에는 각각의 섬유가닥이 풀어진 형상의 부착부가 구성됨을 특징으로 하는 하이브리드 섬유가 혼입된 시멘트 경화체.
The method according to claim 3 or 5,
And a cement hardened body incorporating the hybrid fiber is characterized in that both ends of the straight portion and the outer circumferential edge are formed in an adhering portion in which respective fiber strands are loosened.
제 3항 또는 제 4항에 있어서,
상기 코팅층은 다가알코올 에스테르 윤활제 40 내지 50중량%, 비이온계 계면활성제 30 내지 40중량%, 및 대전방지제 10 내지 30중량%로 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 섬유가 혼입된 시멘트 경화체.
The method according to claim 3 or 4,
Wherein the coating layer comprises 40 to 50 wt% of a polyhydric alcohol ester lubricant, 30 to 40 wt% of a nonionic surfactant, and 10 to 30 wt% of an antistatic agent.
제 3항 또는 제 5항에 있어서,
상기 섬유가닥 및 단섬유는 폴리아미드로 구성됨을 특징으로 하는 하이브리드 섬유가 혼입된 시멘트 경화체.
The method according to claim 3 or 5,
Wherein the fiber strand and the short fiber are made of polyamide.
제 9항에 있어서,
상기 직선부는 폴리아미드로 구성된 섬유가닥에 아라미드, 폴리에틸렌, 탄소섬유 중 하나로 구성된 섬유가닥이 혼입되어 구성됨을 특징으로 하는 하이브리드 섬유가 혼입된 시멘트 경화체.10. The method of claim 9,
Wherein the straight portion is formed by incorporating a fiber strand composed of one of aramid, polyethylene and carbon fiber into a fiber strand composed of polyamide.
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