KR101251425B1 - 콘크리트 및 숏크리트 보강용 갈래형 합성섬유 - Google Patents

콘크리트 및 숏크리트 보강용 갈래형 합성섬유 Download PDF

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Abstract

본 발명은 콘크리트 및 숏크리트 보강용 갈래형 합성섬유에 관한 것으로, 콘크리트 및 숏크리트 등에 발생되는 균열의 성장 및 다수 부위에서의 별도 균열의 발생 등을 방지하며, 인장탄성 및 휨 성능 등의 성질을 개선시키기 위해 콘크리트 내에 혼합되는 보강 섬유의 형상을 변형시키고 섬유 자체의 성능을 개선 시킴으로써 콘크리트와 합성섬유와의 부착력 증가로 인한 콘크리트의 휨 성능을 향상시킬 수 있는 콘크리트 및 숏크리트 보강용 갈래형 합성섬유에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명의 콘크리트 및 숏크리트 보강용 갈래형 합성섬유는, 소정 모양의 패턴을 갖는 단섬유가 소정의 길이로 연장 형성되는 몸통부와; 상기 몸통부의 양측에 각각 적어도 하나 이상의 갈래로 연장 형성된 갈래부; 로 이루어진 것이다.

Description

콘크리트 및 숏크리트 보강용 갈래형 합성섬유{Synthetic fiber for division style concrete and shotcrete reinforcement}
본 발명은 콘크리트 및 숏크리트 보강용 갈래형 합성섬유에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 콘크리트 및 숏크리트 등에 발생되는 균열의 성장 및 다수 부위에서의 별도 균열의 발생 등을 방지하며, 인장탄성과 휨 성능 등의 성질을 개선시키기 위해 콘크리트 내에 혼합되는 보강용 합성섬유의 형상을 변형시키고 섬유 자체의 성능을 개선 시킴으로써 콘크리트와 합성섬유와의 부착력 증가로 인한 콘크리트의 균열제어 및 휨 성능을 향상시킬 수 있는 콘크리트 및 숏크리트 보강용 갈래형 합성섬유에 관한 것이다.
일반적으로 모르타르, 콘크리트 및 숏크리트와 같은 시멘트재(이하 "콘크리트" 라고 약칭한다)에 발생하는 초기 미세균열은 구조성능에 큰 영향을 미치지 않지만, 투수성을 증가시켜 이의 내구성능을 저하시키며, 내구 성능 저하는 구조물의 파괴를 촉진시키는 원인이 된다.
이와 같이 콘크리트는 균열 발생이 억제되어 내구 성능을 확보한다.
이러한, 성능 확보를 위해 보강 섬유들이 첨가된 콘크리트가 개발되고 있다.
일반적으로 합성섬유란, 합성고분자를 원료로 하는 인공섬유를 말하며, 합성고분자 종류에 따라서 폴리에스테르계, 폴리아크릴로니크릴계, 폴리아미트계, 폴리염화비닐계, 폴리우레탄계, 폴리올레핀계, 및 폴리플로오르에틸렌계 등이 있다.
이들의 고분자화합물은 용융, 용액, 에멀션으로 한 액을 방사하여 제조하며, 고온에서 융해되는 열가소성을 가진다.
특히 휨성능의 증진을 위하여 가장 크게 요구되는 사항은 콘크리트와 보강섬유와의 부착력이며, 현재 콘크리트와 보강 섬유와의 부착력을 향상시키기 위하여 다양한 방법이 사용되고 있다. 즉, 섬유 표면의 친수성처리 및 실리카 퓸 등의 각종 혼화재료를 사용하여 섬유와 콘크리트 사이의 부착면을 견실하게 하여 부착력을 향상시키는 천이대 변경 등이 이와 같은 방법에 속한다.
종래기술로는 일본공개특허 제2002-137942호 등에서는 폴리프로필렌 섬유를 보강재료로 사용시 발생되는 문제점을 개선하기 위해 사각형 또는 삼각형 단면을 가지는 폴리아미드 섬유에 꼬임을 부여한 후, 이를 콘크리트 보강재료로 제안하고 있다.
하지만 꼬임 부여로 인한 제조상의 비용이 증가하는 문제를 가지고 있으며, 한가닥의 섬유로 이루어지기 때문에 콘크리트와의 접촉 면적을 증가시키는데에 한계가 있다.
또한, 도 1에 도시한 바와 같이 대한민국 공개특허 2003-0038166은 합성섬유의 형상을 함수식으로 표현하여 최적형상을 도출하여 콘크리트 및 숏크리트 보강 합성섬유로 제안하였으나, 이 경우에는 함수식을 도입하기 위해 일정한 간격으로 요철이 삽입된 crimped type을 사용하였기 때문에 crimped type 섬유 이외의 형상을 가진 합성섬유에 대하여 함수식의 적용이 불가능한 한계를 가지고 있다.
또한, 일본의 공개특허와 마찬가지로 콘크리트와 합성섬유간의 접촉 면적 증가에 한계를 가지고 있다.
상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 콘크리트 및 숏크리트 등에 발생되는 균열의 성장 및 다수 부위에서의 별도 균열의 발생 등을 방지하며, 인장탄성과 휨 성능 등의 성질을 개선시키기 위해 콘크리트 내에 혼합되는 보강용 합성섬유의 형상을 변형시키고 섬유 자체의 성능을 개선 시킴으로써 콘크리트와 합성섬유와의 부착력 증가로 인한 콘크리트의 균열제어 및 휨 성능을 향상시킬 수 있는 콘크리트 및 숏크리트 보강용 갈래형 합성섬유를 제공함에 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 콘크리트 및 숏크리트 보강용 갈래형 합성섬유는, 소정 모양의 패턴을 갖는 단섬유가 소정의 길이로 연장 형성되는 몸통부와; 상기 몸통부의 양측에 각각 적어도 하나 이상의 갈래로 연장 형성된 갈래부; 로 이루어진 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 몸통부와 갈래부로 이루어진 보강용 합성섬유는 100%의 PP(폴리프로필렌, Polypropylene)로 이루어진 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 보강용 합성섬유에 나노 분말이 첨가되는 것을 더 포함함을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 갈래부는, 몸통부를 중심으로 양측에서 각각 두 갈래로 연장형성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 몸통부는 중앙에 위치하여 수평한 일직선의 소정 길이를 갖고, 몸통부의 양측 갈래부는 각각 일직선의 소정 각으로 갈라지는 두 갈래로 연장형성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 갈래부는, 두 갈래 양측으로 벌어진 최대 각이 45°~ 120°이며, 각 갈라진 길이가 5 ~ 10mm 인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 몸통부와 갈래부로 이루어진 보강용 합성섬유의 단섬유 길이는 10 ~ 50mm, 인장 탄성계수는 5 ~ 9 GPa인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 몸통부와 갈래부로 이루어진 보강용 합성섬유의 단섬유 직경이 0.7 ~ 1mm 이며, 두께가 0.5 ~ 1mm 이고, 인장강도는 395 MPa인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 몸통부와 갈래부로 이루어진 보강용 합성섬유는 단섬유의 인발에너지가 90 ~ 110 N·mm 이고, 다발섬유의 인발에너지는 810 ~ 1150 N·mm인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 단섬유가 소정의 길이로 연장 형성되되 중앙에 위치하여 일정한 굴곡으로 형성된 굴곡형 몸통부와 상기 굴곡형 몸통부의 양측에 각각 소정 각으로 갈라지는 두 갈래로 연장형성되되 일정한 굴곡으로 형성된 모양의 패턴을 갖는 굴곡형 갈래부로 이루어진 것을 더 포함함을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 굴곡형 몸통부와 굴곡형 갈래부가 일정한 굴곡으로 형성된 굴곡형 보강용 합성섬유의 단섬유 길이는 30mm, 직경이 0.7 ~ 1mm 이며, 두께가 0.5 ~ 1mm 이고, 단섬유의 인발에너지는 145 ~ 174 N·mm 이고, 다발섬유의 인발에너지는 1230 ~ 2032 N·mm인 것을 더 포함함을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 본 발명은, 콘크리트 및 숏크리트 등에 혼합되는 갈래형 보강 합성섬유에 의해 섬유의 양측이 갈라지는 형태를 가짐으로 표면적이 넓어져 부착력을 높여주며, 양측 갈래부의 경사로 인하여 앵커작용을 향상시켜 인발에너지가 커짐으로 보강 합성섬유와 콘크리트 사이의 부착력이 향상되는 효과가 있다.
또한, 합성섬유에 나노를 첨가하여 섬유 자체의 인장강도와 인장탄성계수를 증가시킴으로 성능이 더 뛰어난 갈래형 합성섬유를 생산할 수 있다.
이렇게, 콘크리트와 보강 합성섬유 사이의 부착력이 강화됨으로서 인장력 성능이 향상되어 콘크리트의 휨성능이 증가되는 효과를 나타낸다.
도 1은 종래의 보강 합성섬유를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 콘크리트 및 숏크리트 보강용 갈래형 합성섬유의 형상을 나타낸 도면.
도 3은 도 2의 A-A`를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 콘크리트 및 숏크리트 보강용 갈래형 합성섬유의 인발실험용 플라스틱판을 도시한 측면도.
도 5는 본 발명에 따른 콘크리트 및 숏크리트 보강용 갈래형 합성섬유의 인발실험용 시편을 도시한 정면도.
도 6은 본 발명에 따른 콘크리트 및 숏크리트 보강용 갈래형 합성섬유의 단섬유로 제작된 시편으로 인발실험을 실시하는 인발장치를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 콘크리트 및 숏크리트 보강용 갈래형 합성섬유와 종래의 섬유와의 형상을 비교 도시한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 콘크리트 및 숏크리트 보강용 갈래형 합성섬유의 다섬유로 제작된 시편으로 인발실험을 실시하는 인발장치를 나타낸 도면.
도 9는 본 발명에 따른 콘크리트 및 숏크리트 보강용 갈래형 합성섬유의 고강도 모르타르의 섬유종류에 따른 다섬유 인발에너지를 나타내는 그래프.
도 10은 본 발명에 따른 콘크리트 및 숏크리트 보강용 갈래형 합성섬유의 보통강도 모르타르의 섬유종류에 따른 다섬유 인발에너지를 나타내는 그래프.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
소정 모양의 패턴을 갖는 단섬유가 소정의 길이로 연장 형성되는 몸통부와;
상기 몸통부의 양측에 각각 적어도 하나 이상의 갈래로 연장 형성된 갈래부; 로 이루어진 것을 특징으로 하는 콘크리트 및 숏크리트 보강용 갈래형 합성섬유를 제공함으로써 달성하였다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의하여 상세하게 설명한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 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.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명에 따른 콘크리트 및 숏크리트 보강용 갈래형 합성섬유의 형상을 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2의 A-A`를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 콘크리트 및 숏크리트 보강용 갈래형 합성섬유는 콘크리트 및 숏크리트 등에 발생되는 균열의 성장 및 다수 부위에서의 별도 균열의 발생 등을 방지하며, 인장탄성과 휨 성능을 개선시키기 위해 콘크리트 내에 혼합되는 보강 섬유의 형상을 변형시키고 섬유 자체의 성능을 개선 시킴으로써 콘크리트와 보강용 합성섬유(100)와의 부착력 증가로 인한 콘크리트의 휨성능 향상시킬 수 있는 것이다.
이러한, 상기 보강용 합성섬유(100)는 몸통부(110)와 갈래부(120)로 이루어진다.
상기 몸통부(110)는 소정 모양의 패턴을 갖는 단섬유가 소정의 길이로 연장 형성되고, 상기 몸통부(110)의 양측에 각각 적어도 하나 이상의 갈래로 연장 형성된 갈래부(120)로 이루어진 것이다.
이때, 상기 몸통부(110)와 갈래부(120)로 이루어진 보강용 합성섬유(100)는 100%의 PP(폴리프로필렌, Polypropylene)로 이루어지며, 상기 보강용 합성섬유(100)에 나노 분말을 첨가하여 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
이렇게, 상기 몸통부(110)와 갈래부(120)로 연장되어 이루어진 보강용 합성섬유(100)를 콘크리트 및 숏크리트 등에 혼합하여 사용하게 된다.
구체적으로 상기 몸통부(110)는 양측에 형성된 갈래부(120)의 중앙에 위치하여 수평한 일직선의 소정 길이를 갖는다.
그리고, 상기 몸통부(110)의 양측 갈래부(120)는 각각 일직선의 소정 각으로 갈라지는 두 갈래로 연장형성된다.
상기 갈래부(120)는 두 갈래 양측으로 벌어진 최대 각이 45°~ 120°이며, 각 갈라진 길이가 5 ~ 10mm 인 것이다.
이러한 본 발명의 보강용 합성섬유(100)는 취성적인 성질을 가지는 콘크리트와 함께 사용되어 콘크리트의 취성을 완화시키게 된다.
이렇게 보강용 합성섬유(100)로 콘크리트를 보강하게 되면 콘크리트의 인장강도와 휨성능을 크게 증가시킬 수 있다.
이하에서 본 발명을 실시예에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다. 단, 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
본 발명은 콘크리트의 인장강도 및 휨성능 향상을 위한 것으로 일반적인 구조용 합성섬유와 본 발명의 양단이 갈라진 갈래부(120)로 형성된 보강용 합성섬유(100)를 선택하여 JCI SF8의‘METHOD OF TEST FOR BOND OF FIBERS'에 표 1과 같은 규정된 기준 모르타르의 배합에 의해 시험 시편을 제작하여 부착시험을 실시하였다.
종류 W/C 시멘트/모래비율(무게)
고강도 0.50 1:1.7
저강도 0.65 1:1
부착시험 방법은 아래와 같다.
부착시험시 사용되는 시편은 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 0.5mm 두께의 시편 양쪽을 분할하는 플라스틱 판(210)에 1개 또는 4개의 구멍을 뚫고, 이 구멍으로 단섬유 인발용에는 1개의 보강용 합성섬유(100)를 끼우고, 다섬유 인발용에는 4개의 보강용 합성섬유를(100)를 끼운 후, 모르타르(220)를 플라스틱 판의(210) 양측에 형성하여 양생된 모르타르(220)의 내부로 섬유가 부착되는 구조로 시편을 제작한다.
시편 제작한 후 28일이 경과한 다음에 도 5 및 도 6의 그림과 같이, 인발시험장치에 시험시편을 장치하고, 변위제어방식의 UTM을 사용하여 0.5mm/min의 하중재하속도로 시험을 실시한다.
그리고, 변위가 2.5mm까지의 로드 슬립피지(load-slippage)의 곡선을 데이터 취득 시스템(data acquisition system)에 의해 얻어 최대 인발 하중과 곡선의 면적에 의한 인발에너지(계면인성)를 구한다.
본 발명과 같은 섬유의 형상을 가진 보강용 합성섬유(100)의 부착성능을 확인하기 위해서 표 2와 같이 종래 콘크리트의 휨성능 향상용으로 사용되고 있는 일반 일직선 타입(straight type)과 굴곡형 타입(crimped type)을 비교하여 도 7에 비교 실험한 결과를 나타내고 있다.

 단섬유
Eenrgy to 5mm
(N·mm)		 다발섬유
Eenrgy to 10mm
(N·mm)
고강도 저강도 고강도 저강도

일직선타입
65.66
37.799
455.799
361.455
갈래형
일직선타입
107.591
89.763
1147.419
808.446

굴곡형타입
162.391
125.989
1554.749
959.933
갈래형
굴곡형타입
173.276
144.952
2031.941
1228.719
표 2와 도 9 및 도 10에서도 알 수 있듯이, 양측이 벌어진 갈래형 보강용 합성섬유(100)의 인발에너지가 종래의 섬유와 비교하여 우수하다.
즉, 콘크리트와 부착성능이 우수함을 알 수 있다.
이상의 실시예들은 일반 일직선 타입(straight type)의 섬유와 굴곡형 타입(crimped type)에 관하여 두 갈래의 형상으로 설명하였으나, 상술한 실시예들은 예시에 불과하며 본 발명은 몸통부(110)에 종래의 모든 합성섬유의 형태를 도입하여 본 발명의 목적을 달성할 수 있을 것이며, 양측 갈래부(120)의 갈래 개수가 늘어날수록 표면적의 증가로 인해 부착성능이 향상될 것을 기대할 수 있다.
또한, 이상은 합성섬유 외에도 강섬유, 탄소섬유 등의 다양한 재료에도 사용될 수 있다.
<실시예 2>
콘크리트 보강용 합성섬유(100)의 경우 높은 인장탄성계수와 높은 인장강도를 가질수록 콘크리트의 인장강도와 휨성능의 향상에 유리하다.
콘크리트 보강용 합성섬유(100) 자체의 인장탄성계수와 인장강도를 높이는 방법으로 나노 분말을 첨가하는 방법이 있으며, 일반적으로 콘크리트 보강용 합성섬유(100)로 사용되고 있는 PP 100%의 구조용 합성섬유와 이에 나노 클레이를 2wt% 첨가한 섬유를 선택하여 KS K 0412의 ‘필라멘트사의 강도 및 신도 시험 방법’에 따라 섬유의 인장강도와 인장탄성계수를 측정하였다.
본 발명에서 확인하기 위한 일반 합성섬유와 나노를 첨가한 보강용 합성섬유(100)의 인장 실험결과를 다음 표 3에 나타내고 있다.
종류 인장강도(MPa) 인장탄성계수(GPa)
일반 합성섬유 355.04 5.5
나노첨가 합성섬유 394.16 6.3
표 3에서 확인할 수 있듯이, 나노가 첨가된 보강용 합성섬유(100)의 경우 인장강도와 인장탄성계수 모두 종래의 일반 콘크리트 합성섬유보다 우수함을 확인할 수 있다.
이상의 결과로 나노가 첨가된 보강용 합성섬유(100)를 갈래형 섬유에 적용함으로 콘크리트의 인장강도와 휨성능을 더욱 효과적으로 향상시킬 수 있는 것이다.
이와 같은 결과에 따르면, 몸통부(110)와 갈래부(120)로 이루어진 보강용 합성섬유(100)의 단섬유 길이는 10 ~ 50mm, 인장 탄성계수는 5 ~ 9 GPa인 것으로 나타난다.
또, 상기 몸통부(110)와 갈래부(120)로 이루어진 보강용 합성섬유(100)의 단섬유 직경이 0.7 ~ 1mm 이며, 두께가 0.5 ~ 1mm 이고, 인장강도는 395 MPa인 것으로 나타난다.
또한, 상기 몸통부(110)와 갈래부(120)로 이루어진 보강용 합성섬유(100)는 단섬유의 인발에너지가 90 ~ 110 N·mm(에너지단위) 이고, 도 8에 도시한 바와 같이 다발섬유의 인발에너지는 810 ~ 1150 N·mm인 것으로 나타난다.
한편, 도 7 및 도 9, 도 10에 도시한 바와 같이 굴곡형 보강용 합성섬유(300)를 구성한 것으로 단섬유가 소정의 길이로 연장 형성되되 중앙에 위치하여 일정한 굴곡으로 형성된 굴곡형 몸통부(310)와 상기 굴곡형 몸통부(310)의 양측에 각각 소정 각으로 갈라지는 두 갈래로 연장형성되되 일정한 굴곡으로 형성된 모양의 패턴을 갖는 굴곡형 갈래부(320)로 이루어진다.
상기 굴곡형 몸통부(310)와 굴곡형 갈래부(320)가 일정한 굴곡으로 형성된 굴곡형 보강용 합성섬유(300)의 단섬유 길이는 30mm, 직경이 0.7 ~ 1mm 이며, 두께가 0.5 ~ 1mm 이고, 단섬유의 인발에너지는 145 ~ 174 N·mm 이고, 다발섬유의 인발에너지는 1230 ~ 2032 N·mm인 것으로 나타난다.
이러한 본 발명의 보강용 합성섬유(100)는 취성적인 성질을 가지는 콘크리트와 함께 사용되어 콘크리트의 취성을 증가시키게 된다.
이렇게, 상기 보강용 합성섬유(100)로 콘크리트를 보강하게 되면 콘크리트의 인장강도와 휨성능을 크게 증가시킬 수 있다.
그리고, 본 발명의 콘크리트 및 숏크리트 보강용 합성섬유는 인장 탄성이 강하고 섬유 자체의 인장력이 높으며 콘크리트와 부착하는 면의 거칠기가 거칠수록 인장강도와 휨성능의 증가에 효과적이다.
100:보강용 합성섬유 110:몸통부
120:갈래부 210:플라스틱 판
220:모르타르 300:굴곡형 보강용 합성섬유
310:굴곡형 몸통부 320:굴곡형 갈래부

Claims (11)

  1. 단섬유의 몸통부; 및
    상기 몸통부의 양측에 각각 두 갈래로 연장 형성된 갈래부;를 포함하는,
    콘크리트 및 숏크리트 보강용 갈래형 합성섬유.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 몸통부와 갈래부로 이루어진 보강용 합성섬유는 100%의 PP(폴리프로필렌, Polypropylene)로 이루어진 것을 특징으로 하는 콘크리트 및 숏크리트 보강용 갈래형 합성섬유.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 보강용 합성섬유에 나노 분말이 첨가되는 것을 더 포함함을 특징으로 하는 콘크리트 및 숏크리트 보강용 갈래형 합성섬유.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 몸통부는 중앙에 위치하면서 일직선의 형상을 갖는 것인,
    콘크리트 및 숏크리트 보강용 갈래형 합성섬유.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 갈래부는,
    두 갈래 양측으로 벌어진 최대 각이 45°~ 120°이며, 각 갈라진 길이가 5 ~ 10mm 인 것을 특징으로 하는 콘크리트 및 숏크리트 보강용 갈래형 합성섬유.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 몸통부와 갈래부로 이루어진 보강용 합성섬유의 단섬유 길이는 10 ~ 50mm, 인장 탄성계수는 5 ~ 9 GPa인 것을 특징으로 하는 콘크리트 및 숏크리트 보강용 갈래형 합성섬유.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 몸통부와 갈래부로 이루어진 보강용 합성섬유의 단섬유 직경이 0.7 ~ 1mm 이며, 두께가 0.5 ~ 1mm 이고, 인장강도는 395 MPa인 것을 특징으로 하는 콘크리트 및 숏크리트 보강용 갈래형 합성섬유.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 몸통부와 갈래부로 이루어진 보강용 합성섬유는 단섬유의 인발에너지가 90 ~ 110 N·mm 인 것인,
    콘크리트 및 숏크리트 보강용 갈래형 합성섬유.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 몸통부와 상기 갈래부는 굴곡으로 형성된 굴곡형인 것인,
    콘크리트 및 숏크리트 보강용 갈래형 합성섬유.
  11. 삭제
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016047910A1 (ko) * 2014-09-22 2016-03-31 건국대학교 산학협력단 시멘트계 복합체 구조용 합성섬유 및 이의 제조방법
KR20160137898A (ko) 2016-11-17 2016-12-01 건국대학교 산학협력단 시멘트계 복합체 구조용 합성섬유 및 이의 제조방법
KR102119999B1 (ko) 2019-01-17 2020-06-08 건국대학교 산학협력단 코팅층을 갖는 시멘트계 재료보강용 합성섬유, 그 제조방법 및 이를 포함하는 콘크리트
KR20200065171A (ko) 2018-11-29 2020-06-09 건국대학교 산학협력단 표면패턴을 갖는 시멘트계 재료 보강용 합성섬유의 제조방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102152170B1 (ko) * 2018-11-07 2020-09-07 중앙대학교 산학협력단 섬유 그물망 인발 시험용 콘크리트 패널 시험체 및 그 제조 방법, 섬유 그물망의 인발 시험 방법 및 섬유 그물망의 인발 시험 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0744957U (ja) * 1992-12-12 1995-12-05 勇 石川 繊維を用いたセメントコンクリート補強材
JP3721493B2 (ja) * 1999-03-05 2005-11-30 清水建設株式会社 コンクリート部材の補強構造
JP2006132213A (ja) * 2004-11-05 2006-05-25 Sumitomo Forestry Co Ltd 基礎補強構造
WO2010151052A2 (ko) * 2009-06-23 2010-12-29 코오롱건설주식회사 보강섬유 및 이를 포함하는 숏크리트 조성물

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0744957U (ja) * 1992-12-12 1995-12-05 勇 石川 繊維を用いたセメントコンクリート補強材
JP3721493B2 (ja) * 1999-03-05 2005-11-30 清水建設株式会社 コンクリート部材の補強構造
JP2006132213A (ja) * 2004-11-05 2006-05-25 Sumitomo Forestry Co Ltd 基礎補強構造
WO2010151052A2 (ko) * 2009-06-23 2010-12-29 코오롱건설주식회사 보강섬유 및 이를 포함하는 숏크리트 조성물

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016047910A1 (ko) * 2014-09-22 2016-03-31 건국대학교 산학협력단 시멘트계 복합체 구조용 합성섬유 및 이의 제조방법
KR20160137898A (ko) 2016-11-17 2016-12-01 건국대학교 산학협력단 시멘트계 복합체 구조용 합성섬유 및 이의 제조방법
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KR102119999B1 (ko) 2019-01-17 2020-06-08 건국대학교 산학협력단 코팅층을 갖는 시멘트계 재료보강용 합성섬유, 그 제조방법 및 이를 포함하는 콘크리트

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