KR101764693B1 - 가이드섬유를 이용한 돌기사 위치 고정 구성의 섬유보강폴리머 보강근 제작방법과 제작장치 - Google Patents

가이드섬유를 이용한 돌기사 위치 고정 구성의 섬유보강폴리머 보강근 제작방법과 제작장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101764693B1
KR101764693B1 KR1020150100563A KR20150100563A KR101764693B1 KR 101764693 B1 KR101764693 B1 KR 101764693B1 KR 1020150100563 A KR1020150100563 A KR 1020150100563A KR 20150100563 A KR20150100563 A KR 20150100563A KR 101764693 B1 KR101764693 B1 KR 101764693B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
stone
fiber
guide
fibers
core
Prior art date
Application number
KR1020150100563A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170009101A (ko
Inventor
김희주
박기태
유영준
이상윤
김태헌
노승희
Original Assignee
한국건설기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국건설기술연구원 filed Critical 한국건설기술연구원
Priority to KR1020150100563A priority Critical patent/KR101764693B1/ko
Publication of KR20170009101A publication Critical patent/KR20170009101A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101764693B1 publication Critical patent/KR101764693B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C63/00—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor
    • B29C63/02—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor using sheet or web-like material
    • B29C63/04—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor using sheet or web-like material by folding, winding, bending or the like
    • B29C63/08—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor using sheet or web-like material by folding, winding, bending or the like by winding helically
    • B29C63/10—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor using sheet or web-like material by folding, winding, bending or the like by winding helically around tubular articles
    • B29C63/105—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor using sheet or web-like material by folding, winding, bending or the like by winding helically around tubular articles continuously
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/50—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC]
    • B29C70/52—Pultrusion, i.e. forming and compressing by continuously pulling through a die
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/07—Reinforcing elements of material other than metal, e.g. of glass, of plastics, or not exclusively made of metal

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

본 발명은 섬유보강폴리머(FRP)를 이용하여 제작한 봉형상의 FRP 보강근을 제작할 때, 돌기사보다 작은 직경의 가이드섬유를 돌기사와 나란하게 접한 상태로 심재 표면에 감아서 돌기사의 주변에 만들어지는 공극을 가이드섬유로 채워서 제거함으로써, 돌기사의 위치를 견고하게 고정하여 돌기사가 FRP 보강근의 길이 방향(종방향)으로 움직이는 것을 효과적으로 방지하고, 그에 따라 FRP 보강근과 콘크리트와의 결합력을 향상시켜서 FRP 보강근이 의도하지 않게 콘크리트로부터 인발되는 것을 예방할 수 있도록 하는 "가이드섬유를 이용하여 돌기사 주변의 공극을 제거하고 위치를 고정하게 되는 FRP 보강근의 제작방법 및 제작장치, 그리고 이에 의해 제작된 FRP 보강근"에 관한 것이다.

Description

가이드섬유를 이용한 돌기사 위치 고정 구성의 섬유보강폴리머 보강근 제작방법과 제작장치{Manufacturing Method and Apparatus of FRP Bar}
본 발명은 수지와 섬유를 이용하여 만들어진 섬유보강폴리머 보강근, 그리고 이를 제작하는 장치와 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 심재의 표면에 돌기사(絲)를 감고 그 외면에 외피섬유를 도포하는 형태로 섬유보강폴리머(Fiber Reinforced Polymer/"FRP")를 이용하여 제작한 봉형상의 보강근(이하, "FRP 보강근"이라고 약칭함)을 제작함에 있어서, 돌기사보다 작은 직경의 가이드섬유를 돌기사와 나란하게 접한 상태로 심재 표면에 감아서 돌기사의 주변에 만들어지는 공극을 가이드섬유로 채워서 제거함으로써, 돌기사의 위치를 견고하게 고정하여 돌기사가 FRP 보강근의 길이 방향(종방향)으로 움직이는 것을 효과적으로 방지하고, 그에 따라 FRP 보강근과 콘크리트와의 결합력을 향상시켜서 FRP 보강근이 의도하지 않게 콘크리트로부터 인발되는 것을 예방할 수 있도록 하는 "가이드섬유를 이용하여 돌기사 주변의 공극을 제거하고 위치를 고정하게 되는 FRP 보강근의 제작방법 및 제작장치, 그리고 이에 의해 제작된 FRP 보강근"에 관한 것이다.
철근의 부식에 의한 기능 상실 등을 대비하여, 콘크리트 구조물에 배근되는 철근을 대신하거나 또는 철근을 보조하는 용도로 사용하기 위한 FRP 보강근이 개발되어 있다. 이러한 종래의 FRP 보강근은 콘크리트 구조물의 보강을 위하여 사용된다는 점을 감안하여 통상적으로 "FRP 리바"라고도 부른다.
대한민국 등록특허 제10-1416181호에는 이러한 FRP 보강근을 제조하는 기술에 대해 소개하고 있고, 대한민국 등록특허 제10-0766954호에는 심재에 돌기사를 권취하는 구체적인 구성이 개시되어 있다.
한편, 위에서 언급한 대한민국 등록특허 제10-1416181호 및 제10-0766954호와는 다른 또다른 종래 기술이 존재하는데, 도 8 및 도 9에는 이러한 또다른 종래 기술에 대한 도면이 도시되어 있다. 구체적으로 도 8에는 종래의 FRP 보강근을 제조하기 위한 종래 기술에 의한 제작장치의 개략적인 구성도가 도시되어 있으며, 도 9에는 이러한 종래의 제작장치에 의해 만들어진 종래의 FRP 보강근의 형상에 대한 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 10에는 도 9의 선 F-F에 따른 종래의 FRP 보강근(200)에 대한 개략적인 횡방향의 단면도가 도시되어 있고, 도 11에는 도 10의 원 E부분에 대한 개략적인 확대도가 도시되어 있다. 도 12에는 인장력이 작용하여 돌기사(2)의 전후로 존재하는 공극(205)으로 움직인 형태를 보여주는 도 11에 대응되는 확대도가 도시되어 있다.
종래에는 섬유 권취릴(101), 수지 공급부(102), 성형노즐(103), 회전 권취기(104), 블레이딩 장치(105), 가열기(106) 및 인발기(107)로 이루어진 제작장치를 이용하여 도 9에 도시된 형태의 FRP 보강근(200)을 제조하게 된다. 구체적으로 섬유 권취릴(101)로부터 공급되는 실처럼 가는 섬유를 다발로 만들어서 인발기(107)로 인발하게 되는데, 수지 공급부(102)를 거치면서 섬유가 수지에 함침된 상태에서 성형노즐(103)로 들어가면서 봉형상의 심재(1)로 성형된다. 후속하여 봉형상의 심재(1)가 회전 권취기(104)를 통과하는 과정에서, 회전 권취기(104)에 의해 심재(1)의 표면에는 돌기사(2)가 심재(1)의 길이 방향으로 소정 피치를 가지면서 권취된다. 돌기사(2)가 표면에 권취된 심재(1)는 계속 진행하면서 블레이딩 장치(105)에 의해 심재(1)의 표면과 돌기사(2) 위로 그물망의 형태로 이루어진 외피섬유(4)가 덮여진다. 심재(1)의 표면에는 여전히 액상의 수지가 존재하므로, 외피섬유(4)는 수지에 함침되어 심재(1)와 돌기사(2)를 덮게 되는데, 이렇게 외피섬유(4)가 덮인 상태의 심재(1)가 가열기(106)를 통과하면서 수지가 경화되어 FRP 보강근(200)이 만들어진다. 참고로 본 명세서에 첨부된 도면 전체에서 외피섬유(4)는 수지에 함침되어 심재(1)와 돌기사(2)를 덮는 것인 바, 도면 도시의 편의를 위하여 외피섬유(4)를 명시적으로 그물형태로 표현하지는 않았다.
그런데 위와 같이 돌기사(2)가 심재(1)에 감겨진 상태에서 그 위에 외피섬유(4)가 덮어씌워질 때, 도 9 내지 도 11에 도시된 것처럼, 돌기사(2)가 존재하는 위치에서 외피섬유(4)는 완만한 굴곡을 가지면서 피복된다. 즉, 종래 기술에 의해 제작된 FRP 보강근(200)의 경우, 비록 콘크리트와의 부착력 및 마찰력 증대를 위하여 돌기사(2)를 심재(1)의 표면에 감고 있지만, 돌기사(203) 위로 외피섬유(4)가 피복될 때, 돌기사(203) 위치에서 외피섬유(4)가 덮여서 만들어진 외면이 완만한 곡선을 이루게 되면서 돌기사(2)의 주변 즉, 전방과 후방에는 수지가 전혀 채워지지 아니한 빈 공간 형태의 공극(205)이 외피섬유(4)와 심재(1)의 표면 사이에 존재할 수 있게 된다(도 10 및 도 11 참조).
그런데 이와 같이 돌기사(2)의 주변에 존재하는 공극(205)으로 인하여, 돌기사(2)가 감겨진 위치가 변동되는 현상이 발생하게 된다. 도 12에서 점선은 FRP 보강근(200)의 제작 당시에 돌기사(2)가 심재(1)에 감겨진 위치를 나타내며, 실선은 인장력으로 인하여 돌기사(2)의 위치가 변동된 상태를 나타낸다. FRP 보강근(200)이 콘크리트에 매립된 상태에 인장력이 작용하게 되면, 돌기사(2)에도 FRP 보강근(200)의 길이 방향 즉, 종방향으로 인장력(F)이 가해지게 되는데 종방향으로 돌기사(2)의 전,후에 공극(205)이 존재하므로 도 12에 도시된 것처럼 인장력을 받은 돌기사(2)는 공극(205)으로 인하여 종방향으로 움직이게 된다. 이러한 돌기사(2)의 움직임에 따른 감김 위치의 변동은 결국 FRP 보강근(200)과 콘크리트간의 부착력 약화 및 미끄러짐 현상을 야기하고, 심지어 FRP 보강근(200)이 콘크리트로부터 인발되는 등의 FRP 보강근(200)의 품질을 저하시키게 된다.
대한민국 등록특허공보 제10-1416181호(2014. 07. 09. 공고). 대한민국 등록특허공보 제10-0766954호(2007. 10. 17. 공고).
본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점과 단점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 심재 위에 돌기사가 감겨지고 그 위에 외피섬유가 도포되어 있는 구성의 FRP 보강근을 제작함에 있어서, 돌기사보다 작은 직경의 가이드섬유를 돌기사의 양측에 밀착 배치한 상태로 돌기사와 나란하게 심재 표면에 감아서, 돌기사의 주변에서 심재의 표면과 외피섬유 사이에 존재할 수 있는 공극을 가이드섬유로 채워서 제거함으로써, 돌기사가 움직이지 않도록 견고하게 고정하고, 그에 따라 FRP 보강근과 콘크리트간의 부착력 및 마찰력을 더욱 향상시켜서 FRP 보강근과 콘크리트간의 견고한 일체화를 이룰 수 있게 하는 FRP 보강근의 제작방법과, 이에 의해 제작되는 FRP 보강근을 제공하는 것을 목적으로 한다.
위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, FRP 보강근의 제작방법과, 제작장치, 그리고 이에 의해 제작되는 FRP 보강근이 제공된다. 구체적으로 본 발명에서는 심재의 표면에 돌기사를 감아서 권취하는 작업을 포함하여 FRP 보강근을 제작하는 방법으로서, 돌기사의 직경보다 작은 직경을 가지는 가이드섬유가 돌기사의 주변에서 돌기사에 밀착한 상태로 돌기사와 나란하게 진출되도록 하여, 종방향으로 돌기사의 전,후에 가이드섬유가 위치한 상태로, 돌기사와 가이드섬유를 심재의 외면에 나선형으로 권취하는 단계; 및 심재, 돌기사 및 가이드섬유의 외면에 외피섬유를 피복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 FRP 보강근의 제작방법이 제공된다.
위와 같은 본 발명의 FRP 보강근 제작방법에서, 돌기사와 가이드섬유를 심재의 외면에 권취하는 단계는, 성형노즐이 존재하는 위치를 중심축으로 하여 회전하는 부재로 이루어진 회전 권취기를 이용하여 수행되는데; 회전 권취기에는, 돌기사를 공급하는 제1보빈과 가이드섬유를 공급하는 복수개의 제2보빈이 구비되어 있고; 일측에는 돌기사와 가이드섬유가 진입되어 오는 입구가 형성되어 있고 타측에는 가이드섬유와 돌기사가 서로 밀착한 상태로 빠져나오도록 하는 출구가 형성되어 있는 섬유정렬 공급기가 회전 권취기에 더 구비되어 있어서; 제1보빈으로부터 공급되는 돌기사와, 복수개의 제2보빈 각각으로부터 공급되는 가이드섬유가 섬유정렬 공급기를 통과하면서 섬유정렬 공급기의 타측에 형성된 출구에 의해 돌기사를 중심으로 돌기사의 주변에서 가이드섬유가 밀착된 상태로 돌기사와 함께 심재 방향으로 진행되도록 하여 심재에 권취하게 되는 구성을 가질 수 있다.
한편, 본 발명에서는 상기한 목적을 달성하기 위하여, 섬유 권취릴, 수지 공급부, 성형노즐, 회전 권취기, 외피섬유를 피복하기 위한 블레이딩 장치, 가열기 및 인발기를 포함하고 있어서, 섬유를 다발로 만들어서 인발하면서 섬유를 수지에 함침시켜 심재를 성형하고, 심재 표면에 돌기사를 감아서 권취하고, 심재의 표면과 돌기사 위로 외피섬유를 피복한 후, 수지를 경화시켜서 FRP 보강근을 제작하는 장치로서, 회전 권취기는 성형노즐이 존재하는 위치를 중심축으로 하여 회전하는 부재로 이루어지며; 회전 권취기에는 돌기사를 공급하는 제1보빈과 가이드섬유를 공급하는 복수개의 제2보빈이 구비되어 있고; 일측에는 돌기사와 가이드섬유가 진입되어 오는 입구가 형성되어 있고 타측에는 가이드섬유가 돌기사가 빠져나오도록 하는 출구가 형성되어 있는 섬유정렬 공급기가 회전 권취기에 더 구비되어 있어서; 제1보빈으로부터 공급되는 돌기사와, 복수개의 제2보빈 각각으로부터 공급되는 가이드섬유가 섬유정렬 공급기를 통과하면서 섬유정렬 공급기의 타측에 형성된 출구에 의해 돌기사를 중심으로 돌기사의 주변에서 가이드섬유가 밀착된 상태로 돌기사와 함께 심재 방향으로 진행되도록 하여 심재에 권취하게 되는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 FRP 보강근의 제작장치가 제공된다.
위와 같은 본 발명의 제작장치에 있어서, 회전 권취기에는 외피섬유를 이루게 되는 피복섬유를 감고 있는 추가적인 보빈이 설치되어 있어서, 회전 권취기가 회전하여 돌기사와 가이드섬유를 심재에 권취함과 동시에, 돌기사와 가이드섬유가 이미 감겨있는 부분에서는 피복섬유가 심재, 돌기사 및 가이드섬유의 외면에 감겨서 외피섬유가 피복되도록, 회전 권취기와 블레이딩 장치가 하나의 장치로 통합되어 구비될 수 있다.
또한 본 발명에서는 상기한 목적을 달성하기 위하여, 위에서 설명한 본 발명의 제작방법과 제작장치에 의해 제작된 FRP 보강근이 제공된다. 즉, 본 발명에서는 수지에 함침된 섬유에 의해 봉형상으로 성형된 심재의 표면에, 돌기사 및 돌기사의 직경보다 작은 직경을 가지는 가이드섬유가 종방향으로 돌기사의 전,후에 밀착한 상태로 위치한 상태로, 나선형으로 권취되어 있고; 심재, 돌기사 및 가이드섬유의 위로 그물망의 형태로 이루어진 외피섬유가 피복되어 있는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 FRP 보강근이 제공되는 것이다.
본 발명에서는 FRP 보강근을 제작함에 있어서, 가이드섬유가 돌기사의 종방향 전,후에서 돌기사에 밀착한 상태로 돌기사와 함께 심재의 외면에 감겨있으므로, 돌기사가 종방향으로 움직이는 것이 가이드섬유에 의해 억제되어, 돌기사가 감겨져 있는 위치의 변동이 실질적으로 일어나지 않게 된다. 따라서 본 발명의 FRP 보강근이 콘크리트 내에 매립된 상태에서 FRP 보강근에 인장력이 작용하더라도, 돌기사(2)가 종방향으로 움직이는 것이 극도로 억제되어 돌기사의 감김 위치의 변동이 최소화되고, 그에 따라 FRP 보강근과 콘크리트간의 부착력 변화와 미끄러짐 현상이 발생하지 않게 되어 FRP 보강근의 품질 저하를 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에서 회전 권취기에 의해 심재의 표면에 돌기사와 가이드섬유를 감는 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 원 A 부분에 대한 개략적인 확대도이다.
도 3은 본 발명에서 섬유정렬 공급기에 아직 돌기사와 가이드섬유가 공급되지 아니한 상태를 보여주는 도 2에 대응되는 개략적인 확대도이다.
도 4는 도 1의 원 B 부분에 대한 개략적인 확대도이다.
도 5는 본 발명에 따라 심재의 표면에 돌기사와 가이드섬유가 감겨있는 상태를 보여주는 도 4의 선 C-C에 따른 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따라 돌기사와 가이드섬유 위에 외피섬유가 피복된 상태를 보여주는 도 5에 대응되는 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 발명에서 돌기사의 종방향 전,후 위치에 각각 3개씩의 가이드섬유가 배치되어 있는 것을 보여주는 도 6에 대응되는 개략적인 단면도이다.
도 8은 종래의 FRP 보강근을 제조하기 위한 종래 기술에 의한 제작장치의 개략적인 구성도이다.
도 9는 종래의 FRP 보강근 제작장치에 의해 만들어진 종래의 FRP 보강근 형상에 대한 개략적인 사시도이다.
도 10은 종래의 FRP 보강근에 대한 도 9의 선 F-F에 따른 개략적인 횡방향의 단면도이다.
도 11은 도 10의 원 E부분에 대한 개략적인 확대도이다.
도 12는 종래의 FRP 보강근에서 돌기사가 인장력에 의해 위치 변동된 상태를 보여주는 도 11에 대응되는 개략적인 확대도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다. 특히, 본 명세서에서 "종방향"은 FRP 보강근의 심재가 연장되는 방향 즉, 심재의 길이 방향을 의미한다.
본 발명에 따른 FRP 보강근(200)은, 도 8에 도시된 것처럼, 섬유를 공급하는 섬유 권취릴(101), 섬유가 함침되는 수지를 공급하는 수지 공급부(102), 수지에 함침된 섬유를 봉형상으로 성형하여 심재(1)로 만들어 내는 성형노즐(103), 수지에 함침된 섬유로 이루어진 봉형상의 심재(1)의 표면에 돌기사(2)와 가이드섬유(3)를 감게 되는 회전 권취기(104), 심재(1) 위에 감겨진 돌기사(2)와 가이드섬유(3) 외면에 외피섬유(4)를 피복하는 블레이딩 장치(105), 수지를 경화시키는 가열기(106), 및 봉형상의 FRP 보강근을 인발하는 인발기(107)를 포함하는 제작장치에 의해 제작된다.
도 1에는 본 발명에서 회전 권취기(104)에 의해 심재(1)의 표면에 돌기사(2)와 가이드섬유(3)를 감는 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 2에는 도 1의 원 A 부분에 대한 개략적인 확대도가 도시되어 있고, 도 3에는 섬유정렬 공급기(5)에 아직 돌기사(2)와 가이드섬유(3)가 공급되지 아니한 상태를 보여주는 도 2에 대응되는 개략적인 확대도가 도시되어 있다. 도 4에는 도 1의 원 B 부분에 대한 개략적인 확대도가 도시되어 잇다. 도 5에는 심재(1)의 표면에 돌기사(2)와 가이드섬유(3)가 감겨있는 상태를 보여주는 도 4의 선 C-C에 따른 개략적인 단면도가 도시되어 있으며, 도 6에는 돌기사(2)와 가이드섬유(3) 위에 외피섬유(4)가 피복된 상태를 보여주는 도 5에 대응되는 개략적인 단면도가 도시되어 있다.
도면에 예시된 것처럼, 본 발명에 따른 FRP 보강근 제작장치에 구비된 회전 권취기(104)는 성형노즐(103)이 존재하는 위치를 중심축으로 하여 회전하는 부재이다. 회전권취기(104)에는 돌기사(2)를 공급하는 제1보빈(20)과 가이드섬유(3)를 공급하는 복수개의 제2보빈(30)이 구비되어 있다. 가이드섬유(3)는 돌기사(2)보다 직경이 작다.
본 발명의 RP 보강근 제작장치에 구비된 회전 권취기(104)에는, 돌기사(2)의 주변에 가이드섬유(3)가 밀착하여 나란하게 배치된 상태로 심재(1)를 향하여 공급되도록 하는 섬유정렬 공급기(5)가 구비되어 있다. 도 2 및 도 3에 예시된 것처럼, 섬유정렬 공급기(5)의 일측에는 돌기사(2)와 가이드섬유(3)가 진입되어 오는 입구(50)가 형성되어 있고 타측에는 가이드섬유(3)가 돌기사(2)가 빠져나오도록 하는 출구(51)가 형성되어 있는데, 가이드섬유(3)가 돌기사(2)의 주변에서 돌기사(2)에 밀착한 상태로 진출되도록, 섬유정렬 공급기(5)의 타측에 형성된 출구(51)에서 가이드섬유의 인출공은 돌기사의 인출공과 바로 연속되도록 배열되어 있다. 따라서 제1보빈(20)로부터 공급되는 돌기사(2)와, 복수개의 제2보빈(30) 각각으로부터 공급되는 가이드섬유(3)는 섬유정렬 공급기(5)를 통과하게 되는데, 섬유정렬 공급기(5)를 통과한 후에는 돌기사(2)를 중심으로 돌기사(2)의 주변에서 가이드섬유(3)가 밀착된 상태로 돌기사(2)와 함께 심재(1) 방향으로 진행된다.
성형노즐(103)을 통하여 심재(1)가 압착 성형되어 인발에 의해 종방향으로 진출함과 동시에, 회전 권취기(104)가 성형노즐(103)의 위치를 중심축으로 하여 회전하면서 위에서 설명하였듯이 돌기사(2)와 가이드섬유(3)가 섬유정렬 공급기(5)를 통과하여 공급되면, 도 3에 도시된 것처럼, 돌기사(2)의 주변에 가이드섬유(3)가 밀착하여 나란하게 위치한 상태로, 돌기사(2)와 가이드섬유(3)가 심재(1)의 외면에 권취된다. 즉, 종방향으로 돌기사(2)의 전,후 주변에는 돌기사(2)보다 직경이 작은 가이드섬유(3)가 위치한 상태로, 돌기사(2)와 가이드섬유(3)가 심재(1)의 외면에 나선형으로 감겨지는 것이다.
이렇게 심재(1)의 외면에 돌기사(2)와 가이드섬유(3)가 종방향으로 소정 피치를 가지는 나선형으로 감긴 상태에서, 후속하여 심재(1), 돌기사(2) 및 가이드섬유(3)의 외면으로 외피섬유(4)가 피복된다.
이와 같이 외피섬유 피복용 섬유를 이용하여 외피섬유(4)를 피복함에 있어서, 외피섬유(4)의 피복 전에 이미 가이드섬유(3)가 돌기사(2)의 종방향 전,후에서 돌기사(2)에 밀착한 상태로 돌기사(2)와 함께 심재(1)의 외면에 감겨있으므로, 도 6에 도시된 것처럼 외피섬유(4)가 피복되었을 때, 돌기사(2)의 전,후에서 외피섬유(4)와 심재(1)의 표면 사이에 공극(205)이 존재하지 않거나, 공극(205)이 존재하더라도 매우 작은 크기로만 존재하게 되어, 돌기사(2)가 전,후 방향으로 움직이는 것이 제한된다.
즉, 돌기사(2)만이 단독으로 심재(1)의 외면에 감기는 종래 기술과 달리, 본 발명에 따른 FRP 보강근(200)에는 가이드섬유(3)가 돌기사(2)의 종방향 전,후에서 돌기사(2)에 밀착한 상태로 돌기사(2)와 함께 심재(1)의 외면에 감겨있으므로, 돌기사(2)가 종방향으로 움직이는 것이 가이드섬유(3)에 의해 억제되어, 돌기사(2)가 감겨져 있는 위치의 변동이 실질적으로 일어나지 않게 되는 것이다. 따라서 본 발의 FRP 보강근(200)이 콘크리트 내에 매립된 상태에서 FRP 보강근(200)에 인장력이 작용하더라도, 돌기사(2)가 종방향으로 움직이는 것이 극도로 억제되어 돌기사(2)의 감김 위치의 변동이 최소화되고, 그에 따라 FRP 보강근(200)과 콘크리트간의 부착력 변화와 미끄러짐 현상이 발생하지 않게 되어 FRP 보강근(200)의 품질 저하를 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
도 1 내지 도 6에 도시된 실시예의 경우, 돌기사(2)의 종방향 전,후 위치에 각각 2개씩의 가이드섬유(3)가 배치되어 있으나, 가이드섬유(3)는 돌기사(2)의 종방향 전,후 위치 각각에 1개의 가이드섬유(3)가 배치될 수도 있고, 3개 이상의 가이드섬유(3)가 배치될 수도 있다. 도 7에는 돌기사(2)의 종방향 전,후 위치에 각각 3개씩의 가이드섬유(3)가 배치되어 있는 것을 보여주는 도 6에 대응되는 개략적인 단면도가 도시되어 있다.
또한 위에서는 본 발명에서, 돌기사(2)와 가이드섬유(3)를 심재(1)에 권취하는 회전 권취기(104)와, 심재 위에 외피섬유(4)를 피복하는 블레이딩 장치(105)가 별개의 장치로 구성된 것으로 설명하였으나, 회전 권취기(104)와 블레이딩 장치(105)는 하나의 장치로 구성될 수 있다. 즉, 대한민국 등록특허 제10-0766954호에 개시된 것처럼, 외피섬유(4)를 이루게 되는 피복섬유를 감고 있는 추가적인 보빈을 회전 권취기(104)에 설치함으로써, 회전 권취기(104)가 회전하여 돌기사(2)와 가이드섬유(3)를 심재(1)에 권취함과 동시에, 돌기사(2)와 가이드섬유(3)가 이미 감겨있는 부분에서는 피복섬유가 심재(1), 돌기사(2) 및 가이드섬유(3)의 외면에 감겨서 외피섬유(4)가 피복되도록 구성할 수도 있는 것이다.
200: FRP 보강근
1: 심재
2: 돌기사
3: 가이드섬유
4: 외피섬유

Claims (5)

  1. 심재(1)의 표면에 돌기사(2)를 감아서 권취하는 작업을 포함하여 FRP 보강근(200)을 제작하는 방법에 있어서,
    돌기사(2)의 직경보다 작은 직경을 가지는 가이드섬유(3)가 돌기사(2)의 주변에서 돌기사(2)에 밀착한 상태로 돌기사(2)와 나란하게 진출되도록 하여, 종방향으로 돌기사(2)의 전,후에 가이드섬유(3)가 위치한 상태로, 돌기사(2)와 가이드섬유(3)를 심재(1)의 외면에 나선형으로 권취하는 단계; 및
    심재(1), 돌기사(2) 및 가이드섬유(3)의 외면에 외피섬유(4)를 피복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 FRP 보강근의 제작방법.
  2. 제1항에 있어서,
    돌기사(2)와 가이드섬유(3)를 심재(1)의 외면에 권취하는 단계는, 성형노즐(103)이 존재하는 위치를 중심축으로 하여 회전하는 부재로 이루어진 회전 권취기(104)를 이용하여 수행되는데;
    회전 권취기(104)에는, 돌기사(2)를 공급하는 제1보빈(20)과 가이드섬유(3)를 공급하는 복수개의 제2보빈(30)이 구비되어 있고;
    일측에는 돌기사(2)와 가이드섬유(3)가 진입되어 오는 입구(50)가 형성되어 있고 타측에는 가이드섬유(3)와 돌기사(2)가 서로 밀착한 상태로 빠져나오도록 하는 출구(51)가 형성되어 있는 섬유정렬 공급기(5)가 회전 권취기(104)에 더 구비되어 있어서;
    제1보빈(20)로부터 공급되는 돌기사(2)와, 복수개의 제2보빈(30) 각각으로부터 공급되는 가이드섬유(3)가 섬유정렬 공급기(5)를 통과하면서 섬유정렬 공급기(5)의 타측에 형성된 출구(51)에 의해 돌기사(2)를 중심으로 돌기사(2)의 주변에서 가이드섬유(3)가 밀착된 상태로 돌기사(2)와 함께 심재(1) 방향으로 진행되도록 하여 심재(1)에 권취하게 되는 것을 특징으로 하는 FRP 보강근의 제작방법.
  3. 섬유를 공급하는 섬유 권취릴(101), 섬유가 함침되는 수지를 공급하는 수지 공급부(102), 수지에 함침된 섬유를 봉형상으로 성형하여 심재(1)로 만들어 내는 성형노즐(103), 수지에 함침된 섬유로 이루어진 봉형상의 심재(1)의 표면에 돌기사(2)와 가이드섬유(3)를 감게 되는 회전 권취기(104), 심재(1) 위에 감겨진 돌기사(2)와 가이드섬유(3) 외면에 외피섬유(4)를 피복하는 블레이딩 장치(105), 수지를 경화시키는 가열기(106), 및 봉형상의 FRP 보강근을 인발하는 인발기(107)를 포함하고 있어서, 섬유를 다발로 만들어서 인발하면서 섬유를 수지에 함침시켜 심재(1)를 성형하고, 심재(1) 표면에 돌기사(2)를 감아서 권취하고, 심재(1)의 표면과 돌기사(2) 위로 외피섬유(4)를 피복한 후, 수지를 경화시켜서 FRP 보강근(200)을 제작하는 장치로서,
    회전 권취기(104)는 성형노즐(103)이 존재하는 위치를 중심축으로 하여 회전하는 부재로 이루어지며;
    회전 권취기(104)에는 돌기사(2)를 공급하는 제1보빈(20)과 가이드섬유(3)를 공급하는 복수개의 제2보빈(30)이 구비되어 있고;
    일측에는 돌기사(2)와 가이드섬유(3)가 진입되어 오는 입구(50)가 형성되어 있고 타측에는 가이드섬유(3)가 돌기사(2)가 빠져나오도록 하는 출구(51)가 형성되어 있는 섬유정렬 공급기(5)가 회전 권취기(104)에 더 구비되어 있어서;
    제1보빈(20)로부터 공급되는 돌기사(2)와, 복수개의 제2보빈(30) 각각으로부터 공급되는 가이드섬유(3)가 섬유정렬 공급기(5)를 통과하면서 섬유정렬 공급기(5)의 타측에 형성된 출구(51)에 의해 돌기사(2)를 중심으로 돌기사(2)의 주변에서 가이드섬유(3)가 밀착된 상태로 돌기사(2)와 함께 심재(1) 방향으로 진행되도록 하여 심재(1)에 권취하게 되는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 FRP 보강근의 제작장치.
  4. 제3항에 있어서,
    회전 권취기(104)에는 외피섬유(4)를 이루게 되는 피복섬유를 감고 있는 추가적인 보빈이 설치되어 있어서, 회전 권취기(104)가 회전하여 돌기사(2)와 가이드섬유(3)를 심재(1)에 권취함과 동시에, 돌기사(2)와 가이드섬유(3)가 이미 감겨있는 부분에서는 피복섬유가 심재(1), 돌기사(2) 및 가이드섬유(3)의 외면에 감겨서 외피섬유(4)가 피복되도록, 회전 권취기(104)와 블레이딩 장치(105)가 하나의 장치로 통합되어 있는 것을 특징으로 하는 FRP 보강근의 제작장치.
  5. 삭제
KR1020150100563A 2015-07-15 2015-07-15 가이드섬유를 이용한 돌기사 위치 고정 구성의 섬유보강폴리머 보강근 제작방법과 제작장치 KR101764693B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150100563A KR101764693B1 (ko) 2015-07-15 2015-07-15 가이드섬유를 이용한 돌기사 위치 고정 구성의 섬유보강폴리머 보강근 제작방법과 제작장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150100563A KR101764693B1 (ko) 2015-07-15 2015-07-15 가이드섬유를 이용한 돌기사 위치 고정 구성의 섬유보강폴리머 보강근 제작방법과 제작장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170009101A KR20170009101A (ko) 2017-01-25
KR101764693B1 true KR101764693B1 (ko) 2017-08-07

Family

ID=57991181

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150100563A KR101764693B1 (ko) 2015-07-15 2015-07-15 가이드섬유를 이용한 돌기사 위치 고정 구성의 섬유보강폴리머 보강근 제작방법과 제작장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101764693B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200131422A (ko) * 2019-05-14 2020-11-24 주식회사 와이아이이엔지 유리섬유 리바용 회전 권취기
KR102349380B1 (ko) * 2021-08-10 2022-01-10 이남민 콘크리트용 보강근 제조장치 및 이를 이용한 보강근 제조방법

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210017766A1 (en) * 2018-04-23 2021-01-21 Ocv Intellectual Capital, Llc Frp rebar and method of making same
KR102100689B1 (ko) * 2018-11-02 2020-04-14 주식회사 씨에스이노벤 유리 섬유 리바 제조용 인발 다이 및 이를 구비하는 유리 섬유 리바 제조 장치
WO2023282788A1 (ru) * 2021-07-06 2023-01-12 Олег Юрьевич БЕЛЯЕВ Композитная арматура

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001150433A (ja) 1999-11-22 2001-06-05 Ube Nitto Kasei Co Ltd せん断補強用熱可塑性樹脂被覆ｆｒｐ筋
KR100473073B1 (ko) 2002-12-18 2005-03-15 동원건설주식회사 부착 성능이 향상된 콘크리트 구조 보강용 섬유강화폴리머 바
KR100766954B1 (ko) 2006-05-10 2007-10-17 한국건설기술연구원 자가 함침된 돌기를 가진 섬유강화 폴리머 보강근 및 그제조방법
KR101043809B1 (ko) * 2010-09-10 2011-06-22 동원건설주식회사 섬유강화 폴리머 보강재와 이의 제조 방법 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강 공법

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101416181B1 (ko) 2012-11-01 2014-07-09 한국건설기술연구원 다단 직렬 배치 노즐을 이용한 하이브리드 섬유보강폴리머 보강근의 제조방법 및 제조장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001150433A (ja) 1999-11-22 2001-06-05 Ube Nitto Kasei Co Ltd せん断補強用熱可塑性樹脂被覆ｆｒｐ筋
KR100473073B1 (ko) 2002-12-18 2005-03-15 동원건설주식회사 부착 성능이 향상된 콘크리트 구조 보강용 섬유강화폴리머 바
KR100766954B1 (ko) 2006-05-10 2007-10-17 한국건설기술연구원 자가 함침된 돌기를 가진 섬유강화 폴리머 보강근 및 그제조방법
KR101043809B1 (ko) * 2010-09-10 2011-06-22 동원건설주식회사 섬유강화 폴리머 보강재와 이의 제조 방법 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강 공법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200131422A (ko) * 2019-05-14 2020-11-24 주식회사 와이아이이엔지 유리섬유 리바용 회전 권취기
KR102217523B1 (ko) * 2019-05-14 2021-02-19 주식회사 와이아이이엔지 유리섬유 리바용 회전 권취기
KR102349380B1 (ko) * 2021-08-10 2022-01-10 이남민 콘크리트용 보강근 제조장치 및 이를 이용한 보강근 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170009101A (ko) 2017-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101764693B1 (ko) 가이드섬유를 이용한 돌기사 위치 고정 구성의 섬유보강폴리머 보강근 제작방법과 제작장치
CN101631822B (zh) 圆形纤维强化塑料线材及其制造方法、以及纤维强化片
US3457962A (en) Golf club shaft and method of forming the same
CN102781650B (zh) 用于制造具有局部增大厚度的复合材料连杆的方法
KR100766954B1 (ko) 자가 함침된 돌기를 가진 섬유강화 폴리머 보강근 및 그제조방법
RU2755917C2 (ru) Инжекторная камера для пултрузионной установки для изготовления армированных волокном пластмассовых профилей, прежде всего пластмассовых стержней
CN109311240B (zh) 用于生产至少部分具有轮廓的纤维增强塑料型材的方法、具有轮廓的纤维增强塑料型材及其用途
KR20110058264A (ko) 엑셀얀이 포함되는 트리엑셀 브레이디드 슬리브 제작을 위한 트리엑셀 브레이딩기 및 그 트리엑셀 브레이딩기에 의해 제작된 트리엑셀 브레이디드 슬리브 및 그 트리엑셀 브레이딩기를 이용한 튜브형 복합재의 연속 제조 시스템 및 그 연속 제조 시스템에 의해 제조된 튜브형 복합재
RU2287646C1 (ru) Технологическая линия для изготовления композитной арматуры
JP2016215437A (ja) タンクの製造方法、および、タンクの製造装置
US20070125487A1 (en) Method and apparatus for maintaining filaments in position in a filament winding process
CN110914045A (zh) 生产由复合材料制成的零件的方法及由此获得的复合零件
JP6879855B2 (ja) 無機系繊維の製造方法
US20080241446A1 (en) Composite material and methods of filament winding, pultrusion and open molding that material
RU2389853C1 (ru) Технологическая линия для изготовления композитной арматуры
RU82247U1 (ru) Технологическая линия для изготовления композитной арматуры
KR101578170B1 (ko) 회전 가압봉을 이용하여 피치섬유 주변의 공극을 제거하게 되는 섬유보강폴리머 보강근의 제작방법 및 제작장치
KR100580226B1 (ko) 그라우팅용 ｆｒｐ 파이프 및 그 제조방법
US7513970B2 (en) Method and apparatus for production of a reinforcement bar
JP7209707B2 (ja) 材料の巻き出し
JPH02112926A (ja) フープ筋の製造方法
JP7423870B2 (ja) 繊維強化樹脂ロッド及び繊維強化樹脂ロッドの製造方法
JPH0489346A (ja) コンクリート補強部材及びその製造法
JP3671601B2 (ja) ガラスロービングの解舒方法
US11760039B2 (en) Apparatus and process for producing pultruded FRP rebar

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right