KR101752686B1

KR101752686B1 - 내부식성이 향상된 구조 보강용 강연선 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101752686B1
Application number: KR1020150148585A
Authority: KR
Inventors: 박경룡; 최영구
Original assignee: 주식회사 디에스글로벌이씨엠
Priority date: 2014-11-11
Filing date: 2015-10-26
Publication date: 2017-07-11
Also published as: KR20160056273A

Abstract

본 발명은 구조물의 하중을 지지하거나 보조하는 구조 보강용 강연선에 관한 것으로, 축선 방향을 따라 다수의 강선체가 서로 꼬인 상태로 다발을 형성하는 강선체 다발과, 상기 강선체 다발의 외주면에 드러난 상기 강선체들 중 인접한 강선체의 사이 공간에 상기 강선체와 함께 꼬인 형태로 배치되고, 상기 강선체에 비하여 작은 단면으로 형성된 접촉 선재와, 상기 강선체 다발과 상기 접촉 선재를 감싸는 피복층과, 상기 강선체 다발과 상기 피복층으로 둘러싸인 영역에 도포된 방청제를 포함하여 구성되어, 온도 변화에 따라 방청제의 점도가 변화하더라도 높은 영역에서 낮은 영역으로 방청제가 중력 방향으로 흘러내리는 것을 방지하여, 강선체 다발의 둘레에 방청제가 항상 균일하게 점착된 상태로 유지함에 따라 강연선의 부식을 막을 수 있는 구조 보강용 강연선을 제공한다.

Description

내부식성이 향상된 구조 보강용 강연선 및 그 제조 방법 {STEEL STRAND FOR REINFORCING STRUCTURE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 토목 구조물 및 건축 구조물의 하중을 지지하거나 보조하는 강연선에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 강연선에 존재하는 방청제의 양이 계절이나 온도에 따라 변동하지 않고 일정하게 유지되어 내부식성이 향상되고, 동시에 강선체의 일부가 파단되더라도 곧바로 끊기지 않고 견딜 수 있는 구조 보강용 강연선에 관한 것이다.

최근 산업화와 도시화가 진행이 되면서 토목 구조물 및 건축 구조물이 많아지고 있다. 토목 구조물 및 건축 구조물은 주로 철근 콘크리트나 강재로 시공되는 데, 보다 높은 하중에 견딜 수 있도록 강연선에 의해 보강된 형태가 많이 적용되고 있다. 특히, 강연선은 보다 높은 인장력을 지지할 수 있다는 점에서 널리 사용되고 있다.

일반적으로 구조 보강용 강연선은 다수의 강선(20, 30)이 꼬인 형태로 형성되어, 토목 구조물이나 건축 구조물의 콘크리트 내에 매설되거나 노출된 상태로 설치되며, 경우에 따라 긴장력이 작용된 상태로 설치되기도 한다. 도1에 도시된 사장교(1)에서는, 강연선(9)이 주탑(11)으로부터 바닥판(12)까지 연장되게 설치되어, 바닥판(12)에 작용하는 하중(P)을 지지한다. 또한, 도2에 도시된 현수교(2)에서는, 강연선(9')이 주탑(11)을 연결하는 주케이블(8)로부터 바닥판(12)까지 행어 케이블로 연장되게 설치되어, 바닥판(12)에 작용하는 하중(P)을 지지한다. 이 뿐만 아니라, 강연선은 교량의 지지 거더 내에 압축 프리스트레스를 도입하거나 앵커나 낙석을 방지하기 위한 용도 등 다양하게 사용되고 있다.

이와 같이, 강연선(9)은 하중을 지지하기 위하여 사용되므로, 높은 인장 강도를 갖는 금속 소재로 주로 제작된다. 그러나, 금속 소재는 공용 중 공기와의 접촉에 의하여 산화되어 부식이 발생할 수 있고, 특히 큰 인장력을 받고 있는 강선이 부식될 경우에는 급작스런 파괴가 발생되는 심각한 문제가 있다. 따라서, 금속 소재로 형성되는 강연선(9)의 부식을 방지하기 위하여 다양한 방법이 제안되었다.

먼저, 일반적인 구조 보강용 강연선(9)은, 도3에 도시된 바와 같이 중심에 배치된 제1강선(20)의 둘레에 다수의 제2강선이 꼬인 형태로 배치된 강선체 다발(40)을 이루며, 강선체 다발(40)의 둘레에 그리스나 왁스 등의 방청제(50)가 도포되고, 그 둘레를 피복층(60, 70)으로 감싸는 형태로 구성된다. 강선체 다발(40)의 둘레에 방청제(50)가 도포되고, 방청제(50)가 피복층(60, 70)에 의해 둘러싸여 있으므로, 외기의 침투를 막아 금속 소재의 강선체 다발(40)이 부식되는 것이 방지된다.

그러나, 구조 보강용 강연선(9)은 수평 상태로만 설치되는 것이 아니라, 도1 및 도2에 도시된 바와 같이 경사진 상태로도 설치되므로, 강연선의 설치 초기에는 강선체 다발(40)의 둘레에 도포된 방청제(50)가 강선체 다발(40)의 둘레에 균일하게 입혀진 상태이어서 부식을 방지하는 작용을 원활히 수행하지만, 계절이 변화하여 더운 여름철이 되면 온도가 상승하면서 방청제의 점도가 낮아지는 현상이 발생된다.

이에 따라, 경사지게 설치된 구조 보강용 강연선(9) 내의 방청제(50)는 높은 영역(9U)에서 낮은 영역(9L)으로 중력에 의해 흘러내리게 되어, 강연선(9)의 하부에는 불필요하게 많은 방청제(50)로 채워지고, 강연선(9)의 상부에는 방청제(50)가 모두 흘러내려 공기에 노출된다. 따라서, 경사지게 설치된 구조 보강용 강연선(9)의 상부에서는 부식이 발생되어 강도가 저하되는 문제가 있었다.

한편, 일본 등록특허공보 제2691113호와 대한민국 등록특허공보 제10-1322215에 개시된 강연선은, 꼬인 상태의 강연선을 이루는 강선의 외주면에 합성 수지 분체 도료 부착막을 각각 형성하고, 부착막을 가열 용착시켜 피막을 형성하는 구성이 개시되어 있다. 그러나, 강선에 부식을 방지하는 코팅 피막을 형성하는 것은 매우 높은 비용이 소요될 뿐만 아니라, 다수의 강선이 꼬이면서 강선체 다발을 형성하는 과정에서 코팅막이 벗겨지는 문제도 있었다. 또한, 강선에 입혀진 코팅 피막은 고체 상태이므로 사용 연한이 경과할 수록 외력에 의하여 쉽게 찢겨나가 강선체 일부가 노출되는 문제가 있었다.

따라서, 구조 보강용 강연선을 보다 저렴하고 간편하게 제작하면서도, 경사지게 설치된 상태로 장기간이 경과하더라도, 외기에 노출되어 부식을 방지할 수 있는 방안의 필요성이 절실히 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 경사지게 설치된 상태로 장기간이 경과하더라도 부식되지 않는 구조 보강용 강연선을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 경사지게 설치된 상태에서도 높은 내부식성을 갖는 구조 보강용 강연선을 보다 저렴하게 제조하는 것을 목적으로 한다.

이를 통해, 본 발명은 구조 보강용 강연선의 수명을 충분히 길게 확보하는 것을 목적으로 한다.

이와 동시에, 본 발명은 구조 보강용 강연선을 이루는 강선체들 중 일부가 파손되더라도 즉시에 끊어지지 않고 견딜 수 있게 함으로써 안전성을 담보할 수 있는 구조 보강용 강연선을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 달성하기 위하여 도출된 구조 보강용 강연선에 관한 것으로서, 축선 방향을 따라 다수의 강선체가 서로 꼬인 상태로 다발을 형성하는 강선체 다발과; 상기 강선체 다발의 외주면에 드러난 상기 강선체들 중 인접한 강선체의 사이 공간에 상기 강선체에 비하여 작은 단면으로 형성되어 배치된 간섭 부재와; 상기 강선체 다발과 상기 간섭 부재를 감싸는 피복층과; 상기 강선체 다발과 상기 피복층으로 둘러싸인 영역에 도포된 방청제를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 구조 보강용 강연선을 제공한다.

이는, 강선체 다발의 외주면에 드러난 강선체들 중 강선체 사이의 공간에 강선체보다 단면이 작은 간섭 부재를 배치시키는 것에 의하여, 강선체 다발의 둘레에 입혀지는 방청제가 접촉 선재와 접촉하여 방청제가 주변의 고체 표면과 접촉하는 접촉 면적이 증가함에 따라, 방청제의 점도가 낮아지더라도 고체 표면과 접촉함에 따라 중력 방향으로 흘러내리는 것을 간섭 부재와의 마찰이나 가로막는 것으로 억제하기 위함이다.

여기서, 상기 간섭 부재는 상기 강선체 다발의 축선 방향을 따라 간격을 두고 간섭 볼 등의 알갱이 형태로 배치됨으로써, 구조 보강용 강연선이 수직이나 경사지게 설치되어 중력 방향으로 방청제가 흘러내리려고 하여도, 간섭 부재에 의해 걸려 더 이상 중력 방향으로 흘러내리지 못하게 됨으로써, 강선체 다발의 표면이 부식되는 것을 억제할 수 있다.

한편, 상기 간섭 부재는 상기 강선체와 함께 꼬인 형태로 배치되고, 상기 강선체에 비하여 작은 단면으로 형성된 접촉 선재일 수도 있다. 즉, 강선체 다발의 외주면에 드러난 강선체들 중 강선체 사이의 공간에 강선체보다 단면이 작은 접촉 선재를 배치시키는 것에 의하여, 강선체 다발의 둘레에 입혀지는 방청제가 접촉 선재와 접촉하여 방청제가 주변의 고체 표면과 접촉하는 접촉 면적이 증가함에 따라, 방청제의 점도가 낮아지더라도 고체 표면과 접촉함에 따라 중력 방향으로 흘러내리는 것을 억제할 수 있다.

이를 통해, 본 발명에 따른 구조 보강용 강연선은 여름철에 주변 온도가 높아져 피복층과 강선체 다발의 사이에 채워진 방청제의 점도가 낮아지더라도, 강선체 다발과 피복층의 제자리에 그대로 유지되어, 강선체 다발이 외기와 접촉하여 부식되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

여기서, 상기 접촉 선재의 둘레에는 섬유재가 격자 형태로 입혀질 수 있다. 이에 의하여, 방청제는 접촉 선재와의 접촉 면적이 증가할 뿐만 아니라, 방청제와 격자 형태의 섬유재와의 마찰에 의해 흘러내리지 않고 제 위치에 그대로 위치시키는 효과를 보다 확실하게 얻을 수 있다.

상기 접촉 선재는 강재, 스테인레스, 유리섬유, 탄소섬유 등 다양한 재질로 형성될 수 있다. 다만, 상기 접촉 선재의 단위 면적당 인장 강도는 상기 강선체의 단위 면적당 인장 강도보다 더 높은 소재로 접촉 선재가 형성될 수도 있다. 이 경우에는, 상기 강선체 다발에 큰 하중이 작용하여 강선체 다발을 이루는 강선체 중 어느 하나가 끊어지더라도, 강선체 다발의 외주면에 꼬인 형태로 배열되는 접촉 선재가 강선체 다발의 인장력을 보강하여 지탱함으로써, 구조 보강용 강연선이 지지하는 구조물의 안전성을 보다 확보할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

이 때, 상기 강선체 다발은 중앙부 없이 다수의 강선체가 꼬인 상태로 형성될 수도 있지만, 중앙부에 제1강선체가 배치되고 상기 제1강선체의 둘레를 다수의 제2강선체가 꼬인 형태로 감싸는 형태로 형성될 수도 있다.

본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '강선체'라는 용어는 하나의 강선(wire) 뿐만 아니라, 다수의 강선(wire)들이 꼬인 단위 강선 다발(unit strand)을 포함하는 것으로 정의한다. 따라서, 제1강선체와 제2강선체 중 어느 하나 이상은 하나의 강선(wire)으로 형성될 수 있고, 제1강선체와 제2강선체 중 어느 하나 이상은 다수의 강선(wire)이 꼬인 단위 강선 다발로 형성될 수도 있다.

즉, 본 발명에 따른 강연선은 강선체의 둘레에 강선체가 꼬인 상태로 감겨진 구성과, 단위 강선 다발의 둘레에 강선체가 꼬인 상태로 감겨진 구성과, 강선체의 둘레에 단위 강선 다발이 꼬인 상태로 감겨진 구성과, 단위 강선 다발의 둘레에 단위 강선 다발이 꼬인 상태로 감겨진 구성을 포함하는 강연선을 모두 포함한다. 따라서, 이들 4가지 구성의 외주면에 또 다른 강선체가 둘러싸인 강연선도 본 발명에 따른 강연선에 포함된다.

이 때, 중앙부의 제1강선체의 둘레에 감겨지는 제2강선체의 개수는 3개 내지 8개로 다양하게 변동될 수 있다.

그리고, 상기 간섭 부재의 단면은 상기 강선체 다발의 강선체 외주 끝단을 잇는 가상 원에 접하는 크기로 형성되어, 방청제가 접촉 선재에 접촉하는 접촉면적을 극대화하는 것이 바람직하다. 피복재의 재질이 유연한(flexible) 재질인 경우에는, 간섭 부재의 단면은 강선체 다발의 강선체 외주 끝단을 잇는 가상 원으로부터 돌출되는 단면 크기로 형성될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 구조 보강용 강연선의 피복층은 내측 피복층과 외측 피복층을 포함하여 2겹 이상으로 형성되는 것이 바람직하다. 이는, 야외에 설치되어 자외선에 노출되는 구조 보강용 강연선은 피복층이 열화되면서 자외선에 노출된 균열이 발생되는 데, 자외선에 직접 노출되는 외측 피복층과 자외선에 노출되지 않는 내측 피복층으로 2겹을 피복층을 형성함으로써, 피복층이 자외선에 의해 손상되어 강연선이 외기에 노출되는 것을 방지하기 위함이다.

따라서, 본 발명은, 축선 방향을 따라 다수의 강선체가 서로 꼬인 상태로 다발을 형성하는 강선체 다발과; 상기 강선체 다발과 상기 접촉 선재를 감싸되, 내측 피복층과 외측 피복층의 2겹으로 형성되어, 자외선에 의한 열화 손상이 상기 내측 피복층에 도달하는 것을 억제하는 피복층과; 상기 강선체 다발과 상기 피복층으로 둘러싸인 영역에 도포된 방청제를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 구조 보강용 강연선을 제공한다.

이와 같이, 피복층을 외기에 노출되는 외측 피복층과, 외측 피복층에 의해 둘러싸인 내측 피복층으로 구분하여 구성됨에 따라, 햇빛 등으로부터의 자외선에 의하여 외측 피복층이 열화되어 균열이 발생되더라도, 외측 피복층과 내측 피복층의 경계에서의 저항이 크기 때문에, 균열이 외측 피복층으로부터 내측 피복층으로 전달되지 않고 외측 피복층을 따라 전파되기 때문에, 내측 피복층은 자외선에 의한 열화 손상을 방지할 수 있다. 이를 통해, 피복층에 둘러싸인 강연선이 외기에 직접 노출되는 것을 방지할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

한편, 발명의 다른 분야에 따르면, 본 발명은, 제1강선체를 축선 방향으로 이동시키는 제1강선체 진행 단계와; 상기 제1강선체의 주위에 다수의 제2강선체가 회전하면서 상기 제1강선체로 공급되어, 상기 제2강선체가 상기 제1강선체에 꼬인 상태가 되게 위치시키면서 강선체 다발을 형성하는 강선체 다발 형성단계와; 상기 강선체 다발의 외주면에 드러난 상기 강선체들 중 인접한 강선체의 사이 공간에 상기 강선체에 비하여 작은 단면의 접촉 선재가 꼬인 형태로 위치시키는 접촉 선재 배치단계와; 상기 강선체 다발의 외주에 방청제를 도포하는 방청제 도포단계와; 상기 강선체 다발과 상기 접촉 선재를 감싸는 피복층을 입히는 피복층 설치단계를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 구조 보강용 강연선의 제작 방법을 제공한다.

이 때, 상기 제1강선체 진행단계와, 상기 강선체 다발 형성단계와, 상기 접촉 선재 배치단계는 동시에 행해질 수 있다.

본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '알갱이' 및 이와 유사한 용어는 구형, 타원형, 직육면체, 다각면체 등의 다양한 형상을 지칭하는 것으로 정의한다. 또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 '알갱이' 및 이와 유사한 용어는 그 크기가 곡식 알갱이의 크기에 국한되지 않으며, 모래알 내지 구슬의 크기로 형성되는 것을 모두 통칭하는 것으로 정의하기로 한다. 즉, 강선체 다발의 외주 홈에 하나 또는 다수로 부착될 수 있는 크기과 형상을 모두 포함하는 것으로 정의한다.

이상에서 기재된 바와 같이, 본 발명은, 축선 방향을 따라 다수의 강선체가 서로 꼬인 상태로 다발을 형성하고, 강선체 다발의 외주면 틈 사이에 간섭 부재를 배치함으로써, 부식방지를 위하여 피복층 내의 강선체 다발의 둘레에 방청제가 도포된 상태에서, 여름철과 같이 온도가 상승하여 방청제의 점도가 낮아지더라도, 액체 상태의 방청제가 간섭 부재에 의하여 흘러내리는 것을 억제함으로써, 구조 보강용 강연선의 경사진 설치에 의한 높낮이의 차이에도 중력 방향으로 흘러내리는 것을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 간섭 부재가 강선체 다발의 축선 방향으로 간격을 두고 배치된 경우에는, 강선체 다발의 둘레에 도포된 방청제가 점도가 낮아져 중력 방향으로 흘러내리더라도, 간섭 부재가 흘러내리는 방청제를 물리적으로 막는 장벽 역할을 함에 따라, 강연선 다발의 주변에 방청제가 남아있게 되어 강연선 다발의 부식을 방지할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 간섭 부재가 강선체 다발의 외주면 틈 사이에 선 형태의 접촉 선재로 배치된 경우에는, 강선체 다발의 둘레에 도포된 방청제가 점도가 낮아져 중력 방향으로 흘러내리려고 하더라도, 강선체 다발의 둘레에 배치된 접촉 선재와의 마찰이 증대되면서 흘러내리는 것 자체를 억제하므로, 강연선 다발의 주변에 방청제가 남아있게 되어 강연선 다발의 부식을 방지할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 접촉 선재의 둘레에 격자형으로 섬유재를 입히는 것에 의하여, 방청제가 흘러내리려는 유동에 대하여 접촉 선재의 표면과 마찰을 보다 높임으로써, 경사지게 설치된 상태에서도 방청제를 제자리에 유지시키는 효과를 보다 확실하게 구현할 수 있다.

이를 통해, 본 발명은 장기간 동안 구조보강용 강연선을 경사진 상태나 연직 상태로 설치하더라도, 온도 차이에 따른 방청제의 점도 저하에도 불구하고, 강연선의 상부에도 방청제가 균일하게 유지되므로 종래에 비하여 향상된 내부식성을 구현하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

이 뿐만 아니라, 본 발명은 접촉 선재의 단위 면적당 인장 강도가 강선체의 단위 면적당 인장 강도에 비하여 더 큰 재료로 형성됨으로써, 구조 보강용 강연선이 공용 중에 강선체들 중 일부가 파손될 경우에, 높은 인장 강도를 갖는 접촉 선재에 의하여 구조 보강용 강연선의 다른 강선체들이 연쇄적으로 끊어지지 않게 되므로, 구조 보강용 강연선이 바로 끊어지지 않고 추가로 더 견딜 수 있게 되어 안전성을 보다 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 본 발명은 강연선 다발의 둘레를 감싸는 피복층을 내측 피복층과 외측 피복층으로 구분하여 2겹 이상으로 형성하여 이들 피복층 사이에 균열이 성장하는 저항이 커지게 유도함으로써, 자외선에 노출되는 구조 보강용 강연선의 피복층이 열화되면서 발생되는 균열이 내측 피복층에는 도달하지 않고 외측 피복층에서만 전파됨에 따라, 자외선에 의한 열화 균열이 발생되지 않는 내측 피복층에 의하여 강선체 다발이 외기에 노출되는 것을 근본적으로 차단하여 강선체 다발의 부식을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도1은 구조보강용 강연선이 사용되는 사장교의 개략도,
도2는 구조보강용 강연선이 사용되는 현수교의 개략도,
도3은 절단선 Ⅲ-Ⅲ에 따른 단면도,
도4는 'A'부분의 확대도,
도5는 본 발명의 제1실시예에 따른 구조보강용 강연선의 구성을 도시한 일부 절개 사시도,
도6은 도5의 절단선 Ⅵ-Ⅵ에 따른 단면도,
도7은 도6의 'B'부분의 확대도,
도8은 본 발명의 제1실시예에 따른 구조보강용 강연선의 제작방법의 구성을 도시한 개략도,
도9a는 본 발명의 제2실시예에 따른 구조보강용 강연선의 구성을 도시한 일부 절개 사시도,
도9b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 구조보강용 강연선의 구성을 도시한 일부 절개 사시도,
도10은 본 발명의 제3실시예에 따른 구조 보강용 강연선의 구성을 도시한 일부 절개 사시도,
도11은 본 발명의 제4실시예에 따른 구조 보강용 강연선의 구성을 피복층이 제외된 상태로 도시된 사시도,
도12는 본 발명의 제5실시예에 따른 구조 보강용 강연선의 구성을 피복층이 제외된 상태로 도시된 사시도,
도13은 본 발명의 제6실시예에 따른 구조 보강용 강연선의 구성을 도시한 일부 절개 사시도,
도14는 강선체 다발의 외주면에 간섭 알갱이가 배치되는 구성의 단면도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 구조 보강용 강연선(100-600)에 관하여 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 동일 또는 유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 구조 보강용 강연선(100, 200, 300, 400, 500)은 축선 방향을 따라 다수의 강선체(20, 30)가 서로 꼬인 상태로 다발을 형성하는 강선체 다발(40)과, 강선체 다발(40)의 외주면에 드러난 강선체(30)들 중 인접한 강선체의 사이 공간(30x)에 배치되는 간섭 부재(110, 210, 310, 410, 510)와, 강선체 다발(40)과 간섭 부재(110, 210, 310, 410, 510)를 함께 감싸는 피복층(60, 70)과, 강선체 다발(40)과 피복층(60, 70)의 사잇 공간에 채워지게 도포된 방청제(50)로 구성된다.

상기 제1강선체(20)는 강연선(100)의 축선 방향을 따라 중심에 위치하여, 제2강선체(30)가 서로 꼬인 형태로 배열되게 하는 가이드 역할을 한다. 따라서, 도면에는 제1강선체(20)는 제2강선체(30)와 동일한 직경을 갖는 형태로 도시되었지만, 제1강선체(20)는 제2강선체(30)와 다른 크기의 직경으로 형성될 수도 있다.

또한, 제1강선체(20)는 강연선(100)이 높은 저항 능력을 갖도록 가급적 높은 인장 강도를 갖는 강재 등의 금속재로 형성되는 것이 바람직하지만, 금속재 이외의 소재로 형성될 수도 있다. 또한, 도면에는 제1강선체(20)의 단면이 원형인 것을 예로 들었지만, 다양한 형태의 단면으로 형성될 수도 있다. 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 강연선은 제1강선체(20)가 없이 제2강선체(30)로만 서로 꼬인 형태로 구성될 수도 있다.

상기 제2강선체(30)는 제1강선체(20)의 둘레를 꼬인 상태로 다수 배열되어 제1강선체(20)와 함께 강선체 다발(40)을 형성한다. 제2강선체(30)가 서로 꼬인 형태를 이룸으로써, 강선체 다발(40)에 작용하는 힘을 하나의 강선체가 지지하지 않고 다수의 제2강선체(30)가 함께 분산하여 지지하게 된다.

제2강선체는 높은 저항 능력을 갖도록 높은 인장 강도를 갖는 강재 등의 금속재로 형성되는 것이 바람직하지만, 금속재 이외의 소재로 형성될 수도 있다. 또한, 도면에는 제2강선체(30)의 단면이 원형인 것을 예로 들었지만, 다양한 형태의 단면으로 형성될 수도 있다. 일반적으로 제2강선체(30)는 제1강선체(20)의 둘레에 6 가닥이 감싸는 형태로 이루어지지만, 6개 이외의 가닥으로 제1강선체(20)의 둘레를 감싸는 형태로 이루어질 수도 있다.

상기 방청제(50)는 금속 표면이 산화되어 부식되는 것을 방지하기 위해 사용되며, 공지된 다양한 종류 중 하나 또는 이들의 조합으로 적용될 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 강연선(100)에 사용되는 방청제(50)는 고체 상태가 아니라 저온에서는 젤 상태이고 고온에서는 액체 상태인 그리스나 왁스 등이 적용될 수 있다.

상기 피복층(60, 70)은 제1강선체(20)와 제2강선체(30)로 이루어진 강선체 다발(40)을 감싸며, 강선체 다발(40)에 도포된 방청제(50)가 외부로 누설되는 것을 방지하고, 강선체 다발(40)이 공기에 노출되어 산화되는 것을 방지하기 위한 것이다. 또한, 휨 변형이 허용되는 용도로 사용되는 강연선(100)은 피복층(60, 70)도 함께 휨 변형이 허용되어야 하므로 가요성 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 피복층(60, 70)은 폴리에틸랜(PE)나 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 등의 고분자화합물로 형성되지만, 이에 한정되지 않는다.

피복층(60, 70)은 하나의 층으로도 형성될 수 있지만, 도5 및 도9a에 도시된 바와 같이, 내측 피복층(60)과 이를 감싸는 외측 피복층(70)으로 형성되는 것이 바람직하다. 도면에 도시되지 않았지만, 내측 피복층(60)과 외측 피복층(70)의 사이에 또 다른 피복층이 추가로 형성될 수도 있다.

이와 같이, 2겹 이상의 피복층(60, 70)으로 형성됨에 따라, 야외에 설치되는 구조 보강용 강연선(100)에 햇빛 등의 자외선(UV)이 오랫동안 쬐게 되면, 고분자 화합물로 형성되는 외측 피복층(70)에는 자외선(UV)에 따른 열화 균열(77)이 도7에 도시된 바와 같이 발생된다. 그런데, 외측 피복층(70)과 내측 피복층(60)이 연속적인 소재로 이루어지는 것이 아니므로, 외측 피복층(70)에 발생된 열화 균열(77)은 이들 피복층(60, 70)의 경계를 너머 내측 피복층(60)으로 전파되는 대신에, 외측 피복층(70) 내에서 전파(77d)되는 성질을 보이게 된다. 따라서, 내측 피복층(60)은 외측 피복층(70)에서 발생된 열화 균열(77)이 외측 피복층(70)의 전체 표면에 걸쳐 전파되는 오랜 시간 동안에 전파되지 않으므로, 내측 피복층(60)의 내부에 위치하는 강선체 다발(40)이 외기에 노출되는 것을 반영구적으로 지연시키는 효과를 얻을 수 있다.

이 때, 2겹 이상의 피복층(60, 70) 중에 최외측의 피복층(70)은 내측 피복층(60)의 두께에 비하여 더 두꺼운 두께로 형성되어, 열화 균열(77)의 전파에 보다 오랜 시간을 지연시키도록 구성될 수도 있다. 구체적으로는, 외측 피복층(70)은 내측 피복층(60)의 두께에 비하여 1.5배 내지 3배의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.

따라서, 2겹 이상의 피복층(60, 70)으로 둘러싸인 강선체 다발(40)은 피복층(60, 70)의 손상에 의하여 외기에 노출될 가능성을 반영구적으로 배제할 수 있으므로, 구조 보강용 강연선(100)이 설치된 상태로 장기간이 경과하더라도 설치 당시의 강도를 유지할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

이와 같은 효과를 구현하기 위하여, 도13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제6실시예에 따른 구조 보강용 강연선(400)은 간섭 부재(110, 210, 310, 410, 510)가 구비되지 않고, 2겹 이상의 피복층(60, 70)으로 둘러싸인 형태로만 구성될 수도 있다.

상기 간섭 부재(110, 210, 310, 410, 510)는 강선체 다발(40)의 외측에 위치한 제2강선체(30) 사이의 경계 홈(45)에서 인접한 제2강선체(30)의 표면(30s)과 각각 접촉하게 위치하여, 강연선(100-500)이 경사진 상태이거나 연직 상태로 설치되고 방청제(50)의 점도가 낮아지더라도, 방청제(50)의 유동을 막거나 방해하는 것에 의하여 방청제(50)의 흘러내림을 방지한다.

간섭 부재(110, 210, 310, 410, 510)는 다양한 형태로 설치될 수 있는 데, 도5에 도시된 바와 같이 강선체(30)와 동일한 각도로 함께 꼬인 형태로 배치되는 접촉 선재(110)로 형성될 수도 있고, 도9a에 도시된 바와 같이 강선체 다발(40)의 축선 방향으로 정해진 간격(Le)을 두고 이격 배치된 볼 형태의 간섭 알갱이(210)로 형성될 수도 있으며, 도10에 도시된 바와 같이 접촉 선재(110)의 표면에 격자 형태의 섬유재(115)가 입혀진 형태로 형성될 수도 있고, 도11에 도시된 바와 같이 강선체 다발(40)의 외측에 드러난 홈(45)에 불규칙적으로 분포된 간섭 알갱이(410)에 의해 형성될 수도 있고, 도12에 도시된 바와 같이 강선체 다발(40)의 외측에 드러난 꼬인 홈(45)의 일측(원주 방향으로 특정한 각도 범위에서 보여지는 면)에만 짧은 길이의 선재 절편(510)이 접착되어 형성될 수도 있다.

여기서, 선재 절편(510)은 금속 재질의 강선체 다발(40)에 부착이 용이한 자석으로 제작될 수 있다. 이에 의하여, 선재 절편(510)이 강선체 다발(40)의 외측 강선체(30)의 사잇 공간에 일단 유입되면, 자력에 의하여 강선체 다발(40)에 부착된 상태를 유지하여 안정적으로 제 위치에 고정된다.

도9a에 도시된 형태로 강선체 다발(40)의 경계 홈(45)에 간섭 알갱이(210)를 배치하는 것은, 강선체 다발(40)을 제작한 이후에, 강선체 다발(40)을 축선 방향으로 진행해가면서 볼 형태의 간섭 알갱이(210)를 간격(Le)을 두고 클램프로 찍어 고정시키는 것에 의해 가능하다. 그 다음에, 피복재(60, 70)가 입혀진다.

여기서, 간섭 알갱이(210)의 크기는 도13을 참조하여 다음의 수식에 의해 정해진다.

예를 들어, 도9a에 도시된 바와 같이 강선체 다발(40)이 중앙부 강선체(20)의 둘레에 6개의 강선체(30)가 둘러싼 경우에는, θ = 30°가 되므로, 간섭 알갱이(210)의 반지름(r')은 강선체(30)의 반지름(r)에 대하여 0.354*r 인 경우에, 간섭 알갱이(210)의 외주면이 피복층(60)의 내주면에 접하게 된다.

따라서, 강선체 다발(40)과 피복층(60)으로 둘러싸인 공간을 통해 방청제(50)의 점도가 낮아져 흘러내리는 것을 방지하기 위해서는 간섭 알갱이(210)의 외주면이 피복층(60)의 내주면에 접하는 반지름(r'=0.354*r)의 50% 이상을 확보하는 것이 필요하다. 즉, 간섭 알갱이(210)의 반지름(r')은 0.177*r 이상으로 유지하는 것이 필요하다.

한편, 강선체 다발(40)을 둘러싸는 피복층(50)은 고무, 합성 수지, 섬유 등 가요성(flexible) 재질로 형성되어, 간섭 알갱이(210)의 외주면이 외측 강선체(30)의 외주면을 잇는 원단면의 바깥으로 돌출될 수 있게 된다. 따라서, 이 경우에는 간섭 알갱이(210)의 반지름(r')은 피복층(60)의 내주면에 접하는 반지름(r'=0.354*r)에 비하여 더 커질 수 있다. 피복층(60)의 탄성에 따라 차이가 있지만, 간섭 알갱이(210)가 피복층(60)의 내주면에 접하는 반지름(r'=0.354*r)의 50%까지 증가한 0.531*r의 치수로 설치 가능하다는 것이 확인되었다. 따라서, 간섭 알갱이(210)의 반지름(r')은 0.531*r까지 설치 가능하다.

이와 같이, 간섭 알갱이(210)는 반지름(r')이 외측 강선체의 반지름(r)의 0.177배 내지 0.531배의 범위에서 설치 가능하다. 즉, 간섭 알갱이(210)는 단면적은 외측 강선체의 단면적의 0.03배 내지 0.28배의 범위로 정해진다.

한편, 강선체 다발(40)이 중앙부 강선체(20)의 둘레에 6개를 초과하는 개수의 강선체(30)가 둘러싼 경우에는, θ가 30도보다 더 작아지므로, 간섭 알갱이(210)의 반지름(r')은 0.177*r 내지 0.531*r의 범위를 약간 더 초과하는 0.3*r 내지 0.7*r의 범위로 확장될 수 있다. 또한, 강선체 다발(40)이 중앙부 강선체(20)의 둘레에 5개 이하의 강선체(30)가 둘러싼 경우에는, θ가 30도보다 더 커지므로, 간섭 알갱이(210)의 반지름(r')은 0.177*r 내지 0.531*r의 범위를 약간 더 작아지는 0.1*r 내지 0.45*r의 범위로 확장될 수 있다.

따라서, 간섭 알갱이(210)의 반경(r')은 0.1*r 내지 0.7*r의 범위 내에서 정해지며, 가장 널리 사용되는 6개의 외측 강선체(30)가 형성되는 강선체 다발(40)에서는, 간섭 알갱이(210)의 반경(r')이 0.177*r 내지 0.531*r의 범위 내에서 정해지는 것이 효과적이다.

한편, 본 발명에 따른 강선체 다발(40')은 도9b에 도시된 바와 같이, 내측 강선체(20')와 외측 강선체(30')가 다수의 와이어가 꼬인 단위 강선 다발(strand)로 형성될 수도 있다. 도면에 도시되지 않았지만, 내측 강선체(20, 20')와 외측 강선체(30, 30') 중 어느 하나만 단위 강선 다발(strand)로 형성되고 다른 하나는 와이어(wire, 소선)으로 형성될 수도 있다.

그리고, 내측 강선체(20, 20')는 단위 강선 다발(strand)이 단위 강선 다발(strand)을 감싸는 강선 다발로 형성될 수도 있다. 즉, 외측 강선체(30, 30')가 강연선의 최외측에 드러난 강선 또는 단위 강선 다발이 감겨진 강선체인 강연선은 모두 본 발명에 따른 강연선에 포함된다.

즉, 외측 강선체(30')가 단위 강선 다발(strand)로 형성된 경우에는, 단위 강선 다발을 이루는 강선(또는 소선)의 외주면을 잇는 원형 또는 타원의 반경이 도13의 r로 간주되어, 간섭 알갱이(210)의 단면 크기(r')가 정해지며, 외측 강선체(30')의 사잇 공간에 간섭 알갱이(210)가 끼워진 상태로 배치된다.

이하에서는, 편의상 내측 강선체와 외측 강선체가 강선 형태의 강선체인 것으로 상술한다.

한편, 도11에 도시된 제4실시예에 따른 구조 보강용 강연선(400)은 간섭 부재로서 볼 형태의 간섭 알갱이(410)들이 강선체 다발(40)의 경계 홈(45)에 불규칙적으로 분포된다. 도11에 도시된 형태로 강선체 다발(40)의 경계홈(45)에 간섭 알갱이(410)를 배치하는 것은, 가요성 수용 홀더(440) 내부에 간섭 알갱이(410)와 굳기 이전의 접착제(440B)를 혼합한 상태에서, 강선체 다발(40)을 수용 홀더(440)의 관통공(441)을 통과시키면서 축선 방향으로 이동(40d)시키고, 이와 동시에 가요성 수용 홀더(440)의 외주면을 쥐는 힘(440F)을 가하면서, 수용 홀더(440)의 내부 공간이 좁아지면서 접착제(440B)가 묻은 간섭 알갱이(410)가 강선체 다발(40)의 경계홈(45)으로 삽입 배치할 수 있다. 도면에는 간섭 알갱이(410)가 하나씩 홈(45)에 안착되는 구성을 도시하였지만, 다수의 알갱이(410)가 접착제와 함께 뭉쳐져 홈(45)에 이격되거나 연속적으로 안착될 수도 있다. 간섭 알갱이(410)가 강선체 다발(40)에 안착되면, 강선체 다발(40)에 방청제(50)가 입혀지고, 피복층이 입혀진다.

도면에는 간섭 알갱이(410)가 구형인 형태를 예로 들었지만, 타원형, 원기둥 형태이거나 직육면체, 정육면체, 정다면체 등 다양한 형태로 형성될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 간섭 알갱이(410)를 강선체 다발(40)에 안착시키는 과정과 방청제(50)를 입히는 과정을 하나의 과정으로 행할 수도 있다. 즉, 접착제와 간섭 알갱이(410)를 혼합하여 강선체 다발(40)에 간섭 알갱이(410)를 고정시키는 대신에, 방청제와 간섭 알갱이(410)를 혼합하여 도11에 도시된 방법으로 강선체 다발(40)에 간섭 알갱이(410)를 위치시킬 수 있다.

여기서, 간섭 알갱이(410)는 수지, 플라스틱, 금속 등 다양한 재질로 형성될 수 있지만, 자석으로 형성되어 금속 재질의 강선체 다발(40)의 표면에 자력에 의해 부착될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이를 통해, 접착제를 사용하지 않고서도 간섭 알갱이(410)를 외측 강선체(30)의 사잇 공간에 끼워 위치시킨 상태를 자력에 의해 안정적으로 위치 고정시킬 수 있게 되어, 방청제의 점성이 낮아져 흘러내리려고 하더라도 간섭 알갱이(410)가 제위치에서 자력에 의해 견고하게 위치 고정될 수 있다.

또한, 간섭 알갱이(410)를 끼워 넣는 공정과 방청제(50)의 도포 공정이 하나의 공정으로 이루어짐에 따라, 간섭 알갱이(410)를 이용한 강연선(400)의 제작 시간을 단축할 수 있는 이점도 얻을 수 있다.

본 명세서 및 특허청구범위에서 '자석'으로 '형성'된다는 것은 자석으로 제작하는 것을 포함할 뿐만 아니라, 금속 등으로 간섭 알갱이(410)를 제작한 후, 전자석 등에 의하여 간섭 알갱이(410)를 자화된 상태로 만드는 것을 모두 포함하는 것으로 정의한다.

이와 같이, 본 발명의 구조 보강용 강연선(200, 400)은 종래의 강연선(9)에 구비되지 않은 간섭 알갱이(210, 410)가 강선체 다발(40)과 피복층(60, 70)의 사이를 채우게 되므로, 구조 보강용 강연선(200)이 수직이나 경사지게 설치되고 더운 여름철에 방청제(50)의 점도가 낮아져 중력 방향으로 방청제(50)가 흘러내리려고 하여도, 간섭 알갱이(210, 410)에 의해 가로막혀 더 이상 중력 방향(99)으로 흘러내리지 못하게 됨으로써, 강선체 다발의 표면이 부식되는 것을 억제할 수 있다.

도9 및 도11에서는 간섭 부재가 볼 형태의 간섭 알갱이(210, 410)로 형성된 구성을 예로 들었지만, 방청제(50)의 흘러내림을 가로막을 수 있는 다각형, 원호 형태 등 다양한 단면 형태로 간섭 알갱이(210, 410)가 형성될 수 있다. 또한, 간섭 알갱이(210)는 축선 방향을 따라 단면이 변화하는 원뿔 형태로 형성될 수도 있고, 축선 방향을 따라 길이를 갖는 원통 형태로 형성될 수도 있다. 그리고, 방청제(50)의 흘러내리는 경로를 막는 간섭 알갱이(210, 410)는 금속재로 형성되는 것이 내구성 측면에서 바람직하지만, 강선체 다발(40)의 경계홈(45)에서 위치 고정이 용이한 플라스틱이나 수지 재질로 형성될 수도 있다.

무엇보다도, 간섭 알갱이(210, 410)는 금속 재질의 강선체 다발(40)에 부착이 용이한 자석으로 제작될 수 있다. 이에 의하여, 간섭 알갱이(210, 410)는 강선체 다발(40)의 외측 강선체(30)의 사잇 공간에 일단 유입되면, 자력에 의하여 외측 강선체(30)의 사잇 공간에 부착되어, 작은 외력에 대하여 위치 변동되지 않고 제 위치에서 안정적으로 고정된 상태를 유지하는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 상기 간섭 부재는 도5에 도시된 바와 같이 선(線) 형태로 형성된 접촉 선재(110, 310)로 형성될 수 있다. 여기서, 접촉 선재(110, 310)의 단면은 제2강선체(30)의 단면에 비하여 더 작은 크기로 형성되어, 강선체 다발(40)의 외주면을 형성하는 제2강선체(30)들 중 인접한 제2강선체(30) 사이의 경계홈(45)에 안착되며, 2개의 제2강선체(30)의 표면(30s)과 동시에 접촉하면서 꼬인 형태로 배열될 수 있다. 따라서, 제2강선체(30)의 꼬임각과 접촉 선재(110, 310)의 꼬임각은 서로 동일하다. 여기서, 꼬임각은 축선 방향으로의 단위 길이당 회전각도를 의미한다.

한편, 도10에 도시된 본 발명의 제3실시예에서와 같이, 간섭 부재로서의 접촉 선재(310)는 둘레에 격자 모양의 섬유재(115)가 입혀진 형태로 구성될 수 있다. 이에 의하여, 방청재(50)의 흘러내리는 것을 높은 마찰력과 간섭에 의하여 보다 확실하게 방지할 수 있으며, 동시에 강선체 다발(40)의 둘레에 꼬인 형태로 배열시키는 것도 용이하게 할 수 있다.

한편, 제1실시예에 따른 접촉 선재(110)에 의하여 방청제(50)의 흘러내림을 보다 억제하기 위하여, 접촉 선재(110)의 표면은 일반적인 와이어의 표면과 달리 표면 조도(surface roughness)의 피크값 차이가 20㎛ 내지 200㎛에 해당하는 거친 표면으로 형성될 수 있다. 이에 의하여, 접촉 선재(110)의 거친 표면에 의하여 보다 높은 마찰력으로 방청제(50)의 흘러내리는 것을 보다 확실하게 억제할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 접촉 선재(110, 310)는 강선체 다발(40) 외주면의 모든 사잇 틈새(30x)에 설치되지 않고, 이용형태나 경제적 차원에서 강선체 다발(40) 외주면의 일부 사잇 틈새(30x)에만 접촉 선재(110)를 배치시킬 수도 있다. 그리고, 도면에 예시된 접촉 선재(110, 310)는 원형 단면인 형태를 예로 들었지만, 육각형 등의 다각형 단면으로 형성될 수도 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 구조 보강용 강연선(100, 300)은, 접촉 선재(110, 310)에 의하여 방청제(50)가 보다 넓은 접촉 면적 만큼 접촉할 수 있도록 접촉 선재(110, 310)의 단면은 피복층(60, 70)을 입히기 편리한 범위 내에서 가능한 크게 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 접촉 선재(110, 310)의 직경(d1)은, 접촉 선재(110, 310)가 제2강선체(30)의 표면(30s)과 2개 지점에서 접촉한 단면 상태에서, 강선체 다발(40)의 중심으로부터 강선체 외주면에 접하는 가상 원(피복층의 내주면에 대응함)의 직경(D)에 접하는 크기로 정해져, 접촉 선재(110, 310)의 외주 끝단(111)이 피복층(60, 70)의 내주면에 접촉한 상태가 되어 접촉 선재(110, 310)에 의하여 방청제(50)의 접촉면적을 극대화할 수 있다.

이에 비추어 볼 때, 접촉 선재(110, 310)는 반드시 금속재로 형성될 필요는 없으며, 강선체 다발(40)의 외주면에 형성된 꼬인 형태의 홈(30x)에 삽입될 수 있는 다양한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 접촉 선재(110, 310)는 강재, 스테인레스, 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드 섬유, 합성 섬유 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 형성될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 구조 보강용 강연선(100, 300)은 종래의 강연선(9)에 구비되지 않은 접촉 선재(110, 310)가 강선체 다발(40)과 피복층(60, 70)의 사이를 채우게 되므로, 강선체 다발(40)과 피복층(60, 70)의 사이를 채우는 방청제(50)가 접촉하는 접촉 면적이 더 증가하게 된다. 즉, 종래의 강연선 단면이 도시된 도4와 본 발명의 제1실시예에 따른 강연선 단면이 도시된 도7을 대비하면, 본 발명에 따른 강연선(100)은 접촉 선재(110)의 단면 둘레 길이에 해당하는 만큼 방청제(50)와의 접촉 면적이 증가한다.

이에 따라, 더운 여름철에 구조 보강용 강연선(100)의 주변 온도가 상승하여 방청제(50)의 점도가 낮아져 젤 상태에서 액체 상태로 변화하더라도, 강선체 다발(40)의 둘레에 도포된 방청제(50)는 제2강선체(30)와, 접촉 선재(110, 310)와, 피복층(60, 70)의 내주면에 동시에 접촉하게 되여, 강연선(100)이 경사지게 설치되거나 연직 방향으로 설치되더라도, 이들 고체 성분(30, 110 또는 210, 60)들이 액체 상태의 방청제(50)를 붙잡아주므로, 방청제(50)가 중력 방향으로 흘러내려가는 현상을 최소화할 수 있다.

한편, 방청제(50)의 유동을 방해하는 간섭 부재로서 형성되는 접촉 선재(110, 310)는 제2강선체(30)에 비하여 보다 높은 연성을 갖는 소재이면서, 단위 면적당 보다 높은 인장 응력에 견딜 수 있는 소재로 형성될 수 있다. 이와 같이, 높은 연성과 높은 인장 강도를 갖는 소재로 접촉 선재(110, 310)를 형성될 수 있다.

이를 통해, 접촉 선재(110, 310)가 끊어지지 않고 강선체 다발(40)의 외주면에 꼬인 상태로 접촉 배치시키는 공정이 원활해질 뿐만 아니라, 강연선(100)을 이루는 강선체(20, 30) 중 일부에 응력이 집중되어 끊어지는 현상이 발생되더라도, 접촉 선재(110, 310)에 의하여 끊어진 강선체가 지탱하는 하중을 지지함으로써, 나머지 강선체(20, 30)에 응력이 집중되면서 연쇄적으로 끊어지지 않고 일정 시간 동안 강연선(100)의 이음 상태를 지속시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 이에 의하여, 구조 보강용 강연선(100)의 적용 현장에서 안전성을 보다 담보할 수 있는 잇점이 얻어진다.

한편, 본 발명의 제5실시예에 따른 구조 보강용 강연선(500)에서는, 강선체 다발(40)의 일면(원주 방향을 기준으로 일측에서 보여지는 면)에만 선재가 짧은 형태로 잘려진 선재 절편(510)이 꼬인 형태로 부착된 형태로 간섭 부재가 형성된다. 즉, 선재 절편(510)은 강선체 다발(40)의 일면(도12의 지면의 앞쪽면)에만 부착되고 타면(도12의 지면의 반대쪽면)에는 부착되지 않는다. 이와 같이 구성된 구조 보강용 강연선(500)은 강선체 다발(40)을 축선 방향으로 이동(40d)시키면서, 작업자나 기계로 보이는 면에 미리 준비된 선재 절편(510)을 부착하는 것에 의하여 짧은 시간 내에 손쉽게 부착할 수 있는 잇점이 있다.

이와 같은 구성에 의하여, 더운 여름철에 방청제(50)의 점도가 낮아져 강선체 다발(40)의 외주면에 드러난 강선체(30)의 사이 공간(30x)에 형성되는 경계 홈(45)을 통해 방청제(50)가 흘러내리더라도, 경계홈(45)이 360도만큼 회전할 때마다 배치되는 선재 절편(510)에 의해 방청제(50)가 흘러내리는 통로를 막아 중력 방향으로의 흘러내림을 방지하고, 동시에, 선재 절편(510)은 간섭 알갱이(210, 410)에 비하여 충분히 길게 형성되므로, 점도가 낮아진 방청제(50)가 선재 절편(510)과의 마찰에 의하여 중력 방향으로 흘러내리는 것이 방해되어 방청제(50)가 선재 절편(510)의 근처에 머물게 하는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 간섭 알갱이(210)의 반경(r')이 0.1*r 내지 0.7*r의 범위 내에서 정해지는 것과 마찬가지로 (여기서, r은 외측 강선체(30)의 반경), 간섭 부재(110, 210, 310, 410, 510)의 반경(r')도 0.1*r 내지 0.7*r의 범위 내에서 정해지며, 가장 널리 사용되는 6개의 외측 강선체(30)가 형성되는 강선체 다발(40)에서는, 간섭 부재(110, 210, 310, 410, 510)의 반경(r')이 0.177*r 내지 0.531*r의 범위 내에서 정해진다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 제1실시예에 따른 구조 보강용 강연선(100)의 제조방법을 도8을 참조하여 상술한다.

단계 1: 먼저, 제1롤(69)에 감겨진 제1강선체(20)를 제2롤(55)에 연결한 상태로, 제1롤(69)에 감아두었던 제1강선체(20)를 축선 방향으로 이동시켜 제2롤(55)에 서 완성된 강연선(100)이 감기도록 한다.

단계 2: 이와 동시에, 제1강선체(20)가 축선 방향으로 진행하는 경로 상에, 다수의 제2강선체(30)를 감은 제3롤(77)이 제1회전체(770)에 의해 회전(77d)하면서, 제3롤(77)로부터 제2강선체(30)가 회전(95d)하는 제1회전링(95)에 의해 안내되어 제1강선체(20)의 둘레에 감기면서, 제1강선체(20)와 제2강선체(30)로 이루어진 강선체 다발(40)을 'I'로 표시된 위치에서 형성한다.

도면에서는 6가닥의 제2강선체(30)가 제1강선체(20)의 둘레에 감기므로, 제1회전체(770)의 각각의 제3롤(77)은 60도 간격으로 6개 배치되며, 동시에 제1회전링(95)의 안내공도 60도 간격으로 6개 배치된다. 이 때, 제1회전체(770)의 회전 각속도와 제1회전링(95)의 회전 각속도는 일치하며, 제1강선체(20)의 축선 방향으로의 진행 속도에 대한 제1회전체(770)의 회전 각속도에 따라, 제1강선체(20)의 둘레에 꼬인 상태로 감기는 제2강선체(30)의 꼬임각이 정해진다.

이를 통해, 'I'로 표시된 위치에서는 제1강선체(20)의 둘레에 6본의 제2강선체(30)가 일정한 꼬임각으로 감기면서 강선체 다발(40)을 형성한다.

단계 3: 단계 2와 마찬가지로, 제1강선체(20)가 축선 방향으로 진행하는 경로 상에, 다수의 접촉 선재(110)을 감은 제4롤(88)이 제2회전체(880)에 의해 회전(88d)하면서, 제4롤(88)로부터 접촉 선재(110)가 회전(96d)하는 제2회전링(96)에 의해 안내되어 제2강선체(30) 간의 사이 틈새(30x)에 형성된 꼬인 홈(45)에 감기면서, 'II'로 표시된 위치에서는 강선체 다발(40) 외주면의 사이 틈새(30x)의 홈에 접촉 선재(110)가 끼워진 상태로 배열된다.

도면에서는 6가닥의 접촉 선재(110)가 강선체 다발(40)의 사이 틈새(30x)에 위치한 꼬인 홈에 안착되게 감기므로, 제2회전체(880)의 각각의 제4롤(88)은 60도 간격으로 6개 배치되며, 동시에 제2회전링(96)의 안내공도 60도 간격으로 6개 배치된다. 마찬가지로, 제2회전체(880)의 회전 각속도와 제2회전링(96)의 회전 각속도는 일치하며, 강선체 다발(40) 외주면의 사이의 꼬인 홈(45)에 접촉 선재(110)가 안착되게 하기 위하여 제1강선체(20)의 축선 방향으로의 진행 속도에 대한 제2회전체(880)의 회전 각속도는 제1회전체(770)의 회전 각속도와 일치하게 제어된다.

한편, 도8에는 단계 2와 단계 3이 동시에 행해지는 구성을 예시하였지만, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면 단계 2와 단계 3은 별개로 행해질 수 있다.

단계 4: 그리고 나서, 상기 강선체 다발(40)의 외주에 방청제(50)를 도포하고, 강선체 다발(40)과 접촉 선재(110)를 감싸는 피복층(60, 70)을 입힌다.

한편, 도10에 도시된 본 발명의 제3실시예에 따른 구조 보강용 강연선(300)도 마찬가지로, 둘레에 격자 모양의 섬유재(115)가 입혀진 접촉 선재(110)를 채용하여 전술한 제조 방법으로 제작될 수 있다.

상기와 같이 제조된 본 발명에 따른 구조 보강용 강연선(100, 300)은 꼬인 상태로 축선 방향을 따라 연장된 강선체 다발(40)의 외주면 틈새에 접촉 선재(110, 310)를 배치시킨 상태에서, 방청제(50)가 강선체 다발(40)의 둘레에 도포됨으로써, 주변 온도의 상승에 따라 방청제(50)의 점도가 낮아지더라도, 액체 상태의 방청제(50)가 접촉 선재(110, 310)로 인하여 증가된 접촉 면적에 의해 마찰력이 높아져 중력 방향으로 흘러내리는 것을 억제함으로써, 구조 보강용 강연선(100, 300)이 연직 방향이나 경사지게 설치된 경우라도 강연선(100, 300)의 상,하부에 걸쳐 균일하게 도포된 방청제(50)가 제자리에서 유지되므로, 외기에 의한 부식 문제를 해소할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

더욱이, 본 발명에 따른 구조 보강용 강연선(100, 200, 300, 400, 500)은, 강선체 가닥 하나하나에 대하여 고체 코팅을 행하는 복잡한 공정을 거치지 않더라도, 저렴하고 간단한 방식으로 제조할 수 있는 잇점도 있다. 이 뿐만 아니라, 본 발명은 접촉 선재(110, 310)를 단위 면적당 인장 강도와 연성이 우수한 소재로 형성함으로써, 구조 보강용 강연선이 공용 중에 강선체들 중 일부가 파손되더라도 접촉 선재에 의하여 견딜 수 있으므로, 보다 안전성을 확실하게 담보할 수 있는 효과도 얻을 수 있다.

이상에서 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 예시적으로 설명하였으나, 본 발명은 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 발명에서 제시한 기술적 사상, 구체적으로는 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있을 것이다. 즉, 본 발명은 선재 형태나 볼 등의 알갱이 형태로 형성된 간섭 부재를 채용하여 방청제의 흘러내림을 방지하는 구성만을 포함할 뿐만 아니라, 2겹의 피복재를 채용하는 것에 의해서도 피복재의 손상에 의한 부식을 방지하는 구성만을 포함한다.

100, 200, 300, 400: 구조 보강용 강연선
20: 제1강선체 30: 제2강선체
40: 강선체 다발 50: 방청제
60: 피복층 110, 210, 310, 410, 510: 간섭 부재
55: 제2롤 66: 제1롤
770: 제1회전체 880: 제2회전체
95: 제1회전링 96: 제2회전링

Claims

축선 방향을 따라 다수의 강선체가 서로 꼬인 상태로 다발을 형성하는 강선체 다발과;
상기 강선체 다발의 외주면에 드러난 상기 강선체들 중 인접한 강선체의 사이 공간에 상기 강선체의 반지름의 0.1배 내지 0.7배로 상기 강선체에 비하여 작은 단면으로 형성되어 상기 강선체 다발의 축선 방향을 따라 다수 배치된 간섭 알갱이들과;
상기 강선체 다발과 상기 간섭 알갱이들을 감싸는 피복층과;
상기 강선체 다발과 상기 피복층으로 둘러싸인 영역에 도포되고 온도에 따라 점도가 변화하는 방청제를;
포함하여 구성되어, 상기 간섭 알갱이들에 의하여 상기 방청제의 흘러내림이 방지되는 것을 특징으로 하는 구조 보강용 강연선.
제 1항에 있어서,
상기 간섭 알갱이는 상기 방청제의 도포 이전에 접착제와 함께 상기 강선체 다발의 외주면의 홈을 따라 불규칙적으로 분포되는 것을 특징으로 하는 구조 보강용 강연선.
제 1항에 있어서,
상기 간섭 알갱이의 단면은 상기 강선체 다발의 강선체 외주 끝단을 잇는 가상 원에 접하는 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 구조 보강용 강연선.
제 1항에 있어서,
상기 외주면에 드러난 상기 강선체들은 강선인 것을 특징으로 하는 구조 보강용 강연선.
제 1항에 있어서,
상기 외주면에 드러난 상기 강선체들은 강선이 꼬여져서 제작된 단위 강선 다발인 것을 특징으로 하는 구조 보강용 강연선.
제 1항에 있어서,
상기 간섭 알갱이는 금속, 수지, 플라스틱 중 어느 하나 이상의 소재로 형성된 것을 특징으로 하는 구조 보강용 강연선.
제 1항에 있어서,
상기 간섭 알갱이는 자석으로 형성된 것을 특징으로 하는 구조 보강용 강연선.
제 1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 강선체 다발의 외주면에 드러난 상기 강선체들의 개수는 6개이고, 상기 간섭 알갱이의 반지름(r')은 상기 강선체 다발의 외주면에 드러난 상기 강선체의 반지름(r)의 0.177배 내지 0.531배인 것을 특징으로 하는 구조 보강용 강연선.
축선 방향을 따라 다수의 강선체가 서로 꼬인 상태로 다발을 형성하는 강선체 다발과;
상기 강선체 다발의 외주면에 드러난 상기 강선체들 중 인접한 강선체의 사이 공간에 상기 강선체에 비하여 작은 단면으로 형성되어 상기 강선체 다발의 축선 방향을 따라 다수 배치된 선재 절편들과;
상기 강선체 다발과 상기 선재 절편들을 감싸는 피복층과;
상기 강선체 다발과 상기 피복층으로 둘러싸인 영역에 도포되고 온도에 따라 점도가 변화하는 방청제를;
포함하여 구성되어, 상기 선재 절편에 의하여 상기 방청제의 흘러내림이 방지되는 것을 특징으로 하는 구조 보강용 강연선.
제 9항에 있어서,
상기 외주면에 드러난 상기 강선체들은 강선인 것을 특징으로 하는 구조 보강용 강연선.
제 9항에 있어서,
상기 외주면에 드러난 상기 강선체들은 강선이 꼬여져서 제작된 단위 강선 다발인 것을 특징으로 하는 구조 보강용 강연선.
제 9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 강선체 다발의 외주면에 드러난 상기 강선체들의 개수는 6개이고, 상기 선재 절편의 반지름(r')은 상기 강선체 다발의 외주면에 드러난 상기 강선체의 반지름(r)의 0.177배 내지 0.531배인 것을 특징으로 하는 구조 보강용 강연선.
제 1항 내지 제7항 중 어느 한 항 또는 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 강선체 다발은 중앙부에 제1강선체와, 상기 제1강선체를 꼬인 형태로 감싸는 다수의 제2강선체로 이루어진 것을 특징으로 하는 구조 보강용 강연선.
제 1항 내지 제7항 중 어느 한 항 또는 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 피복층은 내측 피복층과 외측 피복층의 2겹 이상으로 형성되어, 자외선에 의한 열화 손상이 상기 내측 피복층에 도달하는 것을 억제하는 것을 특징으로 하는 구조 보강용 강연선.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 구조 보강용 강연선의 제작 방법으로서,
강선체 다발을 제작하는 강선체다발 제작단계와;
중앙부에 관통공이 형성된 가요성 수용 홀더 내에 접착제와 간섭 알갱이를 함께 혼합된 상태로 수용시키고, 상기 강선체 다발이 상기 가요성 수용 홀더의 상기 관통공을 통과하면서 상기 가요성 수용 홀더의 외주면을 누르는 힘에 의해 상기 간섭 알갱이들이 상기 강선체 다발의 경계 홈에 불규칙하게 삽입 배치시키는 간섭알갱이 배치단계와;
상기 강선체 다발의 외주에 방청제를 도포하는 방청제 도포단계와;
상기 강선체 다발과 상기 방청제를 감싸는 피복층을 입히는 피복층 설치단계를;
포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 구조 보강용 강연선의 제작 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 구조 보강용 강연선의 제작 방법으로서,
강선체 다발을 제작하는 강선체다발 제작단계와;
중앙부에 관통공이 형성된 가요성 수용 홀더 내에 방청제와 간섭 알갱이를 함께 혼합된 상태로 수용시키고, 상기 강선체 다발이 상기 가요성 수용 홀더의 상기 관통공을 통과하면서 상기 가요성 수용 홀더의 외주면을 누르는 힘에 의해 상기 간섭 알갱이들이 상기 강선체 다발의 경계 홈에 불규칙하게 삽입 배치시키고 방청제를 상기 강선체 다발의 외주에 도포하는 간섭알갱이배치 및 방청제도포단계와;
상기 강선체 다발과 상기 방청제를 감싸는 피복층을 입히는 피복층 설치단계를;
포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 구조 보강용 강연선의 제작 방법.
제16항에 있어서,
상기 간섭 알갱이는 자석으로 형성된 것을 특징으로 하는 구조 보강용 강연선의 제작 방법.
제 16항에 있어서,
상기 강선체 다발의 외주면에 드러난 상기 강선체들의 개수는 6개이고, 상기 간섭 알갱이의 반지름(r')은 상기 강선체 다발의 외주면에 드러난 상기 강선체의 반지름(r)의 0.177배 내지 0.531배인 것을 특징으로 하는 구조 보강용 강연선의 제작 방법.