KR101887815B1 - bundle-type short fibers for fiber reinforced concrete using conjugate fiber and fiber Reinforced concrete using thereof - Google Patents

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최정호
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윤병수
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한국섬유개발연구원
윤병수
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Abstract

The present invention relates to a bundle-type short fiber (1) for reinforcing concrete for increasing compressive strength and flexural tensile strength by being added to a concrete composition to enhance interfacial adhesion, flowability and dispersibility. The bundle-type short fiber (1) for reinforcing concrete is manufactured by twisting para-aramid composite fibers or carbon fiber filaments through a twisting process or covering process, heat-treating the fibers through a resin impregnation process, and then cutting the same. Further, the present invention relates to a fiber reinforced concrete composition in which a bundle-type short fiber (1) for reinforcing concrete is mixed to enhance compressive strength and flexural tensile strength.

Description

복합섬유를 이용한 콘크리트 보강용 번들형 단섬유 및 섬유보강 콘크리트 조성물 {bundle-type short fibers for fiber reinforced concrete using conjugate fiber and fiber Reinforced concrete using thereof }BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a bundle-type short fiber reinforced concrete (CBF)

본 발명은 콘크리트 매트릭스(matrix)에 혼입되는 콘크리트 보강용 단섬유에 관한 것으로, 특히 콘크리트 매트릭스와 혼입시 계면접착력과 흐름성 및 분산성이 개선되어 섬유보강 콘크리트 조성물의 기계적 물성을 증가시키기 위한 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유에 관한 것이다. 이를 위해 상기 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유는 파라-아라미드 복합섬유 또는 탄소 복합섬유로 구성되어 꼬임이 부여되고, 또한 수지가 함침처리되어 그 단면이 번들(bundle) 형상으로 형성된 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유에 관한 것이다. The present invention relates to a concrete reinforcing short fiber incorporated in a concrete matrix. In particular, the present invention relates to a concrete reinforcing fiber for reinforcing a concrete to improve the mechanical properties of a fiber reinforced concrete composition by improving interfacial adhesion, flowability, The present invention relates to a bundle type short fiber for use in the present invention. For this purpose, the bundle-type short fibers for reinforcing concrete are made of para-aramid composite fibers or carbon composite fibers, and are provided with a twist, and the resin is impregnated with the resin to form a bundle, To bundled short fibers.

건설재료로써 가장 많이 사용되고 있는 콘크리트는 시멘트와 골재 및 모래를 물과 함께 혼합하여 수화반응을 거쳐 경화하게 되는데, 이때 콘크리트는 소성 및 건조수축균열과 수화열에 의한 온도 균열이 발생된다. 또한 콘크리트는 인장력 및 변형율이 낮아 깨지기 쉽다는 단점을 갖는다. 최근에 이러한 콘크리트의 단점을 극복하기 위하여 섬유를 보강재로 혼입한 섬유보강 콘크리트(Fiber Reinforced concrete, 이하 FRC)의 사용이 꾸준히 증가하고 있다. 즉, 상기 FRC는 기계적 물성이 증가되고, 소성 및 건조수축균열의 저감 효과가 있는 것으로 알려져 있다. Concrete, which is the most commonly used construction material, is cemented by mixing cement, aggregate and sand together with water and hydration reaction. In this case, concrete cracks due to firing, drying shrinkage cracking and hydration heat. Also, concrete has disadvantages that it is fragile due to low tensile strength and strain. Recently, the use of fiber reinforced concrete (FRC) with fiber as a reinforcing material has been increasing steadily to overcome the disadvantages of such concrete. That is, it is known that the FRC has an increased mechanical property and an effect of reducing firing and drying shrinkage cracks.

FRC는 콘크리트 매트릭스 내부에 불연속성의 섬유를 포함하며, 상기 섬유는 일반적으로 상기 FRC의 믈성을 증진시킨다. 또한 콘크리트 매트릭스 내부에 혼입된 보강용 단섬유는 콘크리트의 균열을 억제하며, 균열 이후 재료들의 거동을 보완한다. 상기와 같은 콘크리트 보강용 단섬유로는 강섬유, 합성섬유, 유리섬유, 탄소섬유, 석면, 셀룰로오스섬유 등이 주로 사용되고, 섬유의 종류, 형태 및 혼입률에 따라 FRC의 물성에 큰 차이가 있어 그 용도에 따라 보강용 단섬유를 적절하게 선택하여 사용해야 한다. The FRC contains discontinuous fibers within the concrete matrix, which fibers generally enhance the FRC's appearance. The reinforcement stiffeners incorporated in the concrete matrix suppress the cracks in the concrete and compensate the behavior of the materials after cracking. As the above-mentioned concrete reinforcing staple fibers, steel fiber, synthetic fiber, glass fiber, carbon fiber, asbestos, cellulose fiber and the like are mainly used and there is a great difference in the properties of FRC depending on the type, Therefore, the reinforcing staple fibers should be appropriately selected and used.

상기 강섬유는 콘크리트와의 계면접착력이 충분하지 못하고, 콘크리트와의 혼합시 뭉침현상(Fiber Ball)이 발생하며, 녹이 발생하는 단점이 있다. 또한 물이나 염류가 많은 지역에서는 사용이 제한되는 문제점이 있으나, 높은 내구성을 갖는다. 유리섬유는 알카리 성분에 의한 화학 침식으로 강도가 저하된다. 또한 석면섬유는 콘크리트와 결합력이 견고하고, 내부식성 및 내마모성이 우수하나, 발암물질로서 사용이 극히 제한된다. The steel fiber has insufficient interfacial adhesion strength to concrete and has a disadvantage that rust occurs due to fiber ball when mixed with concrete. In addition, there is a problem in that the use thereof is restricted in regions where water or salts are abundant, but it has high durability. Glass fiber is degraded in strength due to chemical attack by alkaline components. In addition, asbestos fibers have strong bonding strength with concrete, excellent corrosion resistance and abrasion resistance, but their use as carcinogens is extremely limited.

따라서 최근에는 콘크리트 보강용 단섬유에 합성섬유의 사용이 급격히 증가되고 있다. 대부분의 합성섬유는 콘크리트보다 탄성계수가 낮아 건조수축균열을 감소시키는데 효과적이며, 내충격성 등의 물성을 향상시킨다. 합성섬유로는 낮은 탄성계수를 갖는 폴리프로필렌 섬유가 일반적으로 사용되지만, 나일론 섬유와 폴리에틸렌 섬유도 많이 사용된다. 최근에는 높은 탄성계수 및 인장강도를 갖는 탄소섬유와 아라미드섬유의 사용이 증가하고 있으나, 비용이 높고, 특히 콘크리트 매트릭스와의 계면접착력 및 분산성이 불량한 단점이 있다. Recently, the use of synthetic fibers in concrete reinforcing staple fibers has been rapidly increasing. Most synthetic fibers have lower elastic modulus than concrete and are effective in reducing drying shrinkage cracks and improve properties such as impact resistance. Polypropylene fibers with low modulus of elasticity are generally used as synthetic fibers, but nylon fibers and polyethylene fibers are also widely used. Recently, the use of carbon fibers and aramid fibers having high elastic modulus and tensile strength has been increasing, but it has a disadvantage of high cost, in particular, poor interfacial adhesion and dispersibility with concrete matrix.

대한민국공개특허공보 제10-1996-7003393호(1996년 08월 17일, 발명의 명칭 : 콘크리트 부재를 성형하기 위한 금속 섬유 조성물, 생성된 부재 및 열 양생 방법)에는 포틀랜드 시멘트와 4mm 내지 20㎜로 이루어진 길이의 금속 섬유를 1.0부피% 내지 4.0부피% 범위 내에서 포함하는 금속 섬유 콘크리트가 개시되어 있다. Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-1996-7003393 (filed on August 17, 1996, entitled METAL FIBER COMPOSITION FOR FORMING CONCRETE MEMBERS, PRODUCED MEMBER, AND METHOD OF HEATING THERMAL) And a length of the metal fiber in the range of 1.0 volume% to 4.0 volume%.

대한민국공개특허공보 제10-2008-0061161호(2008년 07월 02일, 발명의 명칭 : 시멘트 및 콘크리트 보강용 폴리비닐알콜계 단섬유)에는 폴리비닐알콜(Polyvinyl alchol, PVA)계 중합체를 용해시켜 고강도의 폴리비닐알콜 섬유를 제조하고 이를 단섬유로 제조하여 시멘트 및 콘크리트 보강재 용도로 적용시켜 건축 구조물의 고강도 및 고인성을 발현시킬 수 있는 시멘트 및 콘크리트 보강용 폴리비닐알콜 섬유가 개시되어 있다.Korean Patent Laid-Open No. 10-2008-0061161 (Jul. 02, 2008, entitled "Polyvinyl alcohol staple fiber for cement and concrete reinforcement)", a polyvinyl alcohol (PVA) There is disclosed a polyvinyl alcohol fiber for reinforcing cement and concrete, which can produce a high strength polyvinyl alcohol fiber and can be used as a cement and concrete reinforcing material by producing it as a short fiber to manifest high strength and toughness of a building structure.

FRC의 제조공정은 일반적인 콘크리트 제조 공정과 유사하나, 보강용 단섬유를 콘크리트 매트릭스 내부에 뭉치지 않고 균일하게 분산시키는 것이 가장 중요한 문제이다. 즉, FRC의 제조시 콘크리트 매트릭스에서의 보강용 단섬유의 분산성에 의해 섬유보강 콘크리트 조성물의 역학적 특성, 특히 건조수축균열의 저감 특성이 매우 큰 영향을 받는 것으로 알려져 있다. The manufacturing process of FRC is similar to the general concrete manufacturing process, but the most important problem is to uniformly disperse the reinforcing staple fibers in the concrete matrix without aggregation. That is, it is known that the mechanical properties of the fiber-reinforced concrete composition, especially the shrinkage of drying shrinkage cracks, are greatly influenced by the dispersibility of the reinforcing staple fibers in the concrete matrix in the production of FRC.

그러나 종래기술에서 폴리프로필렌 섬유로 제조된 보강용 단섬유는 그 비중이 0.9로서, 이와 같이 보강용 단섬유의 비중이 작은 경우에는 콘크리트 매트릭스 내부에서 제대로 분산되지 아니하여 보강용 단섬유끼리 엉키거나 뭉침 현상이 발생하게 된다 또한 강섬유로 제조된 보강용 단섬유는 그 비중이 7.3으로서, 이와 같이 보강용 단섬유의 비중이 큰 경우에는 콘크리트 매트릭스 내부에서 침전 및 층분리의 문제가 발생하여 콘크리트 조성물의 물성을 개선하는데 한계가 있다. 더구나, FRC는 균열의 제어를 위해 휨 인성(Bending Toughness)이 우수해야 하지만, 기존의 보강용 단섬유는 이를 개선하는데 한계가 있다. 또한 단순한 형상구조를 갖는 보강용 단섬유는 콘크리트 매트릭스와의 계면접착력이 약해 보강 기능이 떨어지기 때문에 이에 대한 보완이 시급하게 요구되고 있다.However, in the prior art, the reinforcing short fibers made of polypropylene fibers have a specific gravity of 0.9. When the specific gravity of the reinforcing short fibers is small, the reinforcing short fibers are not properly dispersed in the concrete matrix, In addition, when the specific gravity of reinforcing staple fiber is large, the problem of sedimentation and layer separation in the concrete matrix occurs, so that the physical properties of the concrete composition There is a limit to improvement. In addition, FRC should have excellent bending toughness for crack control, but existing reinforcing staple fibers have limitations in improving it. In addition, reinforcing stiffening fibers having a simple shape structure are weakly interfacial adhesion to a concrete matrix, and their reinforcing function is inferior.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술상의 문제를 해결하기 위해 창출된 것으로, FRC의 물성을 개량하기 위하여, 콘크리트 보강용 단섬유를 제조하기 위한 원료섬유를 복합화하여 제조하고, 꼬임을 부여한 후, 수지함침공정을 통해 보강용 단섬유의 단면을 번들(bundle)형으로 형성하여 콘크리트 매트릭스에 혼입시 계면접착력과 흐름성 및 분산성이 개선된 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유를 제공함에 목적이 있다. 또한 상기 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유가 혼입되어 압축강도가 130 MPa 이상이며, 휨인장강도가 15 MPa 이상인 섬유보강 콘크리트 조성물을 제공함에 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above. In order to improve the physical properties of the FRC, the present invention provides a method for producing a reinforcing fiber for concrete, The object of the present invention is to provide a bundle-type short fiber for reinforcing concrete having improved interfacial adhesion, flowability and dispersibility when a reinforcing short fiber is formed into a bundle shape by impregnation into a concrete matrix. have. Also, it is an object of the present invention to provide a fiber reinforced concrete composition having a compressive strength of 130 MPa or more and a flexural tensile strength of 15 MPa or more by mixing bundle type short fibers for reinforcing concrete.

본 발명은 콘크리트 매트릭스에 혼입시 계면접착력과 흐름성 및 분산성이 개선된 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)에 관한 것으로서, 파라-아라미드 복합섬유 또는 탄소 복합섬유를 연사공정 또는 커버링공정에 의해 꼬임을 부여하고, 또한 수지함침공정을 거쳐 열처리한 후 절단하여 그 단면이 번들(bundle) 형상을 갖는 단섬유로 구성되는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a bundle-type short fiber (1) for reinforcing concrete having improved interfacial adhesion, flowability and dispersibility when mixed in a concrete matrix, and is characterized in that the para- And then cut by heat treatment through a resin impregnation step and then cut into a bundle shape having a bundle shape.

그리고 상기 파라-아라미드 복합섬유는 파라-아라미드 섬유와 유리섬유, 현무암섬유, 실리카섬유, 금속섬유, 세라믹섬유, 광재면(slag wool)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 섬유가 복합된 것이며, 탄소 복합섬유는 탄소섬유와 유리섬유, 현무암섬유, 실리카섬유, 금속섬유, 세라믹섬유, 광재면(slag wool)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 섬유가 복합된 것을 특징으로 한다. 특히 상기 파라-아라미드 복합섬유 또는 탄소 복합섬유는 그 비중이 1.3 ~ 5.0인 것이 바람직하다. The para-aramid composite fiber is a composite of para-aramid fiber and at least one fiber selected from the group consisting of glass fiber, basalt fiber, silica fiber, metal fiber, ceramic fiber, slag wool, The fiber is characterized by a composite of carbon fiber and at least one fiber selected from the group consisting of glass fiber, basalt fiber, silica fiber, metal fiber, ceramic fiber, slag wool. In particular, the para-aramid composite fiber or the carbon composite fiber preferably has a specific gravity of 1.3 to 5.0.

그리고 상기 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)는 길이가 3 ~ 60mm이며, 총섬도는 200 ~ 6,000 데니어인 것이 바람직하며, 상기 수지함침공정시 처리되는 수지는 폴리비닐계수지, 아크릴계수지, 에폭시계수지, 폴리우레탄계수지, 레소시놀-포르말린-라텍스(Resorcinol-Formaline Latex, 이하 RFL) 수지 중 어느 하나인 것이 바람직하다. 또한 상기 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)는 연사공정을 통해 S방향 또는 Z방향으로 5 ~ 1,200 T/M이며, 연각도는 42° 이하의 꼬임이 부여되거나 또는 S방향 또는 Z방향으로 5 ~ 1,200 T/M이며, 연각도는 42° 이하로 1차 연사하고, 상기 1차 연사된 필라멘트를 합사하여 1차 연사방향과 반대 방향으로 5 ~ 1,200 T/M이며, 연각도는 42° 이하로 2차 연사하여 꼬임을 부여할 수 있다. The bundle-type short fibers 1 for reinforcing concrete preferably have a length of 3 to 60 mm, a total fineness of 200 to 6,000 denier, and the resins to be treated in the resin impregnation step include polyvinylidene chloride, Resin, an epoxy resin, a polyurethane resin, and a resorcinol-formalin latex (hereinafter referred to as RFL) resin. Further, the bundle-type short fibers 1 for reinforcing concrete have a twist in the range of 5 to 1,200 T / M in the S direction or Z direction through the twisting process, a twist angle of 42 degrees or less, And 5 to 1,200 T / M in the direction opposite to the first twist yarn direction, and the angle of incidence is 5 to 1,200 T / The twist can be imparted to the twisted yarn at 42 ° or less.

그리고 본 발명은 상기 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1); 및 콘크리트;를 포함하는 섬유보강 콘크리트 조성물을 제공하며, 특히 상기 섬유보강 콘크리트 조성물은 압축강도가 130 MPa 이상이며, 휨인장강도가 15 MPa 이상인 것을 특징으로 한다. The present invention also relates to a bundle-type short fiber 1 for reinforcing concrete; And a fiber reinforced concrete composition, wherein the fiber reinforced concrete composition has a compressive strength of 130 MPa or more and a flexural tensile strength of 15 MPa or more.

본 발명에 따른 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)는 비중을 조절하여 콘크리트 매트릭스에 혼입시 계면접착력과 흐름성 및 분산성이 개선되고, 또한 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유의 뭉침 현상을 방지하는 효과를 갖는다. 이에 따라 상기 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)를 이용하여 제조된 섬유보강 콘크리트 조성물의 물성 즉, 압축강도 및 휨인장강도가 크게 개선되는 효과를 갖는다. 또한 본 발명에 따른 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)를 이용하면, 콘크리트의 시공효율을 증대시키며, 작업성을 개선하고, 공기를 단축할 수 있는 효과를 얻을 수 있다 The bundle-type short fibers 1 for reinforcing concrete according to the present invention have an improved interfacial adhesion, flowability and dispersibility when mixed with a concrete matrix by controlling the specific gravity, and also have improved bundle- Thereby preventing the agglomeration phenomenon. Accordingly, the fiber reinforced concrete composition produced by using the bundle-type short fiber 1 for reinforcing concrete has the effect of significantly improving the physical properties, that is, the compressive strength and the flexural tensile strength. Further, by using the bundle-type short fibers 1 for reinforcing concrete according to the present invention, it is possible to increase the construction efficiency of the concrete, improve the workability and shorten the air

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)의 단면도이며,
도 2는 연각도를 설명하기 위한 꼬임이 부여된 필라멘트의 모식도이며,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)의 제조공정을 나타내는 흐름도이다.
1 is a cross-sectional view of a bundle-type short fiber 1 for reinforcing concrete according to an embodiment of the present invention,
Fig. 2 is a schematic view of a twisted filament for explaining the opening angle,
3 is a flowchart showing a manufacturing process of a bundle-type short fiber 1 for reinforcing concrete according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실험예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실험예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실험예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실험예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but is capable of other various forms of implementation. The following examples are intended to be illustrative of the present invention, Is provided to fully inform the user. Also, for convenience of explanation, the components may be exaggerated or reduced in size. In the figures, for example, variations in the shape shown may be expected, depending on manufacturing techniques and / or tolerances. Therefore, the experimental examples of the present invention should not be construed as limited to the specific shapes of the regions shown in this specification, and should include, for example, changes in the shape resulting from manufacturing.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)의 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)는 콘크리트 매트릭스에 혼입시 계면접착력과 흐름성 및 분산성을 개선하기 위하여 꼬임을 부여하는 연사공정 또는 커버링공정을 거친 후, 수지함침공정에 의해 형성된 수지함침부(20)가 섬유(10)를 둘러쌓아 그 단면이 번들(bundle) 형상을 갖도록 한다. 상기 번들 형상은 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)를 구성하는 원료섬유들이 하나로 집속된 형상을 의미한다. 1 is a sectional view of a bundle type short fiber 1 for reinforcing concrete according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the bundle-type short fiber 1 for reinforcing concrete according to the present invention is a twisted yarn process for imparting twist to improve interfacial adhesion, flowability and dispersibility when mixed in a concrete matrix, After the covering step, the resin impregnation part 20 formed by the resin impregnation step surrounds the fiber 10 so that its cross section has a bundle shape. The bundle shape refers to a shape in which bundles of bundle-type short fibers 1 are bundled together.

본 발명의 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)를 제조하기 위한 원료섬유는 파라-아라미드 복합섬유 또는 탄소 복합섬유가 바람직하다. The raw material fibers for producing the bundle-type short fibers 1 for reinforcing concrete of the present invention are preferably para-aramid composite fibers or carbon composite fibers.

상기 파라-아라미드 복합섬유는 파라-아라미드 섬유와 유리섬유, 현무암섬유, 실리카섬유, 금속섬유, 세라믹섬유, 광재면(slag wool)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 섬유를 합사하여 복합된 섬유를 가리킨다.The para-aramid conjugated fiber refers to a composite fiber obtained by folding at least one fiber selected from the group consisting of para-aramid fiber and glass fiber, basalt fiber, silica fiber, metal fiber, ceramic fiber and slag wool .

상기 파라-아라미드 섬유는 방향족 폴리아미드의 일종으로서, 벤젠고리들이 아미드기(-CONH-)를 통해 직선적으로 연결된 구조를 갖는다. 파라-아라미드 섬유는 고강도, 고탄성, 저수축 등의 우수한 특성을 가지고 있다. 또한 그 비중이 1.44 ~ 1.45로서 콘크리트 매트릭스와의 혼합시 유리하며, 특히 강도가 우수하고, 내알칼리성이나 내산성 및 내약품성 등이 우수하다.The para-aramid fiber is a kind of aromatic polyamide having a structure in which benzene rings are linearly connected through an amide group (-CONH-). Para-aramid fibers have excellent properties such as high strength, high elasticity and low shrinkage. It has a specific gravity of 1.44 to 1.45, which is advantageous when mixed with a concrete matrix. In particular, it has excellent strength, and is excellent in alkali resistance, acid resistance and chemical resistance.

상기 탄소 복합섬유는 탄소섬유와 유리섬유, 현무암섬유, 실리카섬유, 금속섬유, 세라믹섬유, 광재면(slag wool)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 섬유를 합사하여 복합된 섬유를 가리킨다. 상기 탄소 섬유는 유기섬유를 비활성 기체 속에서 가열, 탄화하여 만든 섬유로서 비중이 1.5 ~ 2.1이다. 상기 탄소섬유는 내열성, 내충격성이 뛰어나며 화학약품에 강하고 해충에 대한 저항성이 크다. 또한 비강도, 비탄성률이 크고, 가볍고, 변형이 잘 일어나지 않는 특성을 갖는다. The carbon composite fiber refers to a composite fiber formed by folding at least one fiber selected from the group consisting of carbon fiber, glass fiber, basalt fiber, silica fiber, metal fiber, ceramic fiber and slag wool. The carbon fiber is a fiber formed by heating and carbonizing an organic fiber in an inert gas and has a specific gravity of 1.5 to 2.1. The carbon fiber is excellent in heat resistance, impact resistance, resistance to chemicals, and resistance to insects. Also, it has a non-elasticity, a large non-elasticity ratio, light weight, and a property that does not easily deform.

상기 파라-아라미드 복합섬유와 탄소 복합섬유는 콘크리트 매트릭스와의 분산성을 개선하기 위하여 비중이 1.3 ~ 5.0인 것이 바람직하다.The para-aramid conjugated fiber and the carbon conjugated fiber preferably have a specific gravity of 1.3 to 5.0 in order to improve the dispersibility with the concrete matrix.

상기와 같이, 파라-아라미드 복합섬유 또는 탄소 복합섬유는 이후에 꼬임을 부여하기 위한 연사공정 또는 커버링공정과, 수지함침공정 등을 거친 후 소정의 길이로 절단하여 본 발명의 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)를 제조하게 된다. As described above, the para-aramid composite fiber or the carbon composite fiber is cut into a predetermined length through a twisting process or a covering process for imparting twist, a resin impregnation process, or the like, and then the bundle of reinforcing concrete ) -Type short fibers (1).

즉, 본 발명의 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)는 콘크리트 매트릭스에 혼입시 계면접착력과 흐름성 및 분산성을 개선하기 위하여 원료섬유에 꼬임을 부여한다. 콘크리트 보강용 단섬유를 콘크리트 매트릭스에 혼입시 흐름성과 분산성은 상기 콘크리트 보강용 단섬유의 직경과 길이 및 섬유의 기하학적 형상 등으로부터 많은 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 또한 콘크리트 보강용 단섬유와 콘크리트 매트릭스간의 결합력은 계면접착력으로부터 큰 영향을 받는 것으로 알려져 있다. That is, the bundle type short fiber 1 for reinforcing concrete of the present invention imparts twist to the raw fiber to improve interfacial adhesion, flowability and dispersibility when mixed in a concrete matrix. Flowability and dispersibility of the concrete reinforcing staple fibers in the concrete matrix are known to be influenced by the diameter and length of the concrete reinforcing staple fibers and the geometric shape of the fibers. It is also known that the bonding force between the concrete reinforcing stiffener and the concrete matrix is greatly influenced by the interfacial adhesion.

따라서 본 발명의 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)는 콘크리트 매트릭스에 혼입시 콘크리트 매트릭스와의 계면접착력과 흐름성 및 분산성을 개선하기 위하여 원료섬유에 꼬임을 부여한다. Accordingly, the bundle-type short fibers 1 for reinforcing concrete according to the present invention imparts twist to the raw material fibers to improve interfacial adhesion with the concrete matrix, flowability and dispersibility when incorporated into a concrete matrix.

상기와 같이 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)에 꼬임을 부여하면, 상기 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)의 표면적이 커져서 콘크리트 매트릭스와의 계면접착력과 결속력이 증대되며, 또한 콘크리트 매트릭스에 혼입시 흐름성과 분산성이 개선된다. 이에 따라 본 발명의 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)는 수지함침공정전에 연사공정 또는 커버링공정을 거쳐 원료섬유에 꼬임을 부여하는 것이 바람직하다. 상기 연사공정에 의해 부여되는 꼬임은 S방향 또는 Z방향으로 5 ~ 1,200 T/M이며, 연각도는 42° 이하인 것이 바람직하다. 상기 원료섬유에 부여되는 꼬임이 5 T/M 미만인 경우에는 상기 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)의 표면적이 크게 증가히지 않으므로, 콘크리트 매트릭스와의 계면접착력과 흐름성 및 분산성이 크게 개선되지 않는다. 또한 꼬임이 1,200 T/M을 초과하는 경우에는 섬유가 크레이프(Crepe)성을 나타내며 절단강도가 감소되고, 섬유에 변형이 생겨 그 형태가 왜곡되어 접촉면적이 오히려 감소되어 계면접착력과 흐름성 및 분산성 등이 감소된다. 따라서 상기 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)를 제조하기 위한 원료섬유에 연사공정을 통해 부여되는 꼬임은 5 ~ 1,200 T/M이 바람직하다. When the bundle-type short fibers 1 for reinforcing concrete are twisted as described above, the surface area of the bundle-type short fibers 1 for reinforcing concrete is increased to increase the interfacial adhesion force and binding force with the concrete matrix And also improves flowability and dispersibility when incorporated into the concrete matrix. Accordingly, it is preferable that the bundle-type short fibers 1 for reinforcing concrete of the present invention are twisted to the raw fibers through a twisting process or a covering process before the resin impregnation process. The twist imparted by the twisting process is preferably 5 to 1,200 T / M in the S direction or the Z direction, and the twist angle is preferably 42 degrees or less. When the twist applied to the raw fiber is less than 5 T / M, the surface area of the bundle-type short fiber 1 for reinforcing concrete is not greatly increased, so that the interfacial adhesion with the concrete matrix, It is not greatly improved. In addition, when the twist exceeds 1,200 T / M, the fiber exhibits crepe properties, the cutting strength is reduced, and the fibers are deformed to distort the shape, thereby reducing the contact area, Acidity and the like are reduced. Therefore, the twist to be imparted to the raw fiber for producing the bundle-type short fiber 1 for reinforcing concrete through the twisting process is preferably 5 to 1,200 T / M.

그리고 상기 원료섬유에 부여되는 꼬임의 연각도는 42° 이하인 것이 바람직하다. 도 2는 섬유에 부여된 연각도를 설명하기 위한 꼬임이 부여된 필라멘트의 모식도이다. 상기 도 2를 살펴보면, 연사(撚絲)공정에 의해 섬유에 부여된 꼬임은 연각도(撚角度)를 측정하여 정량화할 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 연사공정을 통해 꼬임을 부여하면 필라멘트에 나선상의 권취선이 생긴다. 이 경우 권취선과 실의 중심축과의 각도를 연각도(θ)라 하며, 그 크기는 중심축과의 거리(d/2)에 비례한다. 또한 상기 연각도의 크기로 꼬임의 강도를 나타낼 수 있고, 상기 연각도가 클 때는 작을 때 보다 강한 꼬임이 부여된 것이다. 그리고 상기 연각도는 아래와 같은 [식 1]에 의해 계산할 수 있다.The angle of twist provided to the raw fiber is preferably 42 degrees or less. Fig. 2 is a schematic diagram of a twisted filament for explaining the softening angle imparted to the fiber. Referring to FIG. 2, the twist imparted to the fiber by the twisted yarn process can be quantified by measuring the twist angle. That is, as shown in FIG. 2, if a twist is imparted through the twisting process, a spiral winding line is generated in the filament. In this case, the angle between the winding line and the center axis of the yarn is called an angle of view (?), And the size is proportional to the distance (d / 2) from the center axis. In addition, the strength of the twist can be expressed by the magnitude of the angle of incidence, and a stronger twist is given when the angle of incidence is small. The above-mentioned angle of incidence can be calculated by the following equation (1).

[식 1][Formula 1]

Figure 112017050290299-pat00001
Figure 112017050290299-pat00001

또한 상기 연사공정에서 부여되는 꼬임은 시계 반대 방향의 꼬임인 Z방향으로 부여할 수도 있고, 시계방향의 꼬임인 S방향으로 부여할 수도 있다. 상기 꼬임의 방향은 통상의 기술자가 적절하게 선택하여 실시할 수 있다.Further, the twisting imparted in the twisting process may be imparted in the Z direction, which is the twist in the counterclockwise direction, or in the S direction, which is the twist in the clockwise direction. The direction of the twist can be suitably selected by a person skilled in the art.

특히 본 발명에서 상기 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)를 제조하기 위한 원료섬유에 부여되는 꼬임의 연각도는 42° 이하일 때, 섬유보강 콘크리트 조성물의 역학적 물성 특히 압축강도와 휨인장강도를 크게 향상시킬 수 있다. Particularly, in the present invention, when the angle of twist provided to the raw fiber for producing the bundle-type short fiber 1 for reinforcing concrete is 42 ° or less, the mechanical properties of the fiber-reinforced concrete composition, The strength can be greatly improved.

본 발명의 다른 실시예에서 섬유보강 콘크리트 조성물의 압축강도와 휨인장강도를 개선하기 위하여 상기 원료섬유에 부여되는 꼬임은 S방향 또는 Z방향으로 5 ~ 1,200 T/M이며, 연각도는 42° 이하로 1차 연사하고, 상기 1차 연사된 필라멘트를 합사하여 1차 연사방향과 반대 방향으로 5 ~ 1,200 T/M이며, 연각도는 42° 이하로 2차 연사하는 방법도 가능하다. In another embodiment of the present invention, in order to improve the compressive strength and flexural tensile strength of the fiber reinforced concrete composition, the twist imparted to the raw fiber is 5 to 1,200 T / M in the S direction or Z direction, And the filament of the primary filaments is folded in the direction opposite to the direction of the primary filaments to 5 to 1,200 T / M, and the filament of the primary filaments is doubled to the filament of the filaments of the primary filaments.

또한 상기 본 발명의 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)는 커버링공정을 통해 꼬임을 부여할 수 있다. 즉, 상기 커버링공정을 거친 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)는 표면적이 증가되어 콘크리트 매트릭스와의 계면접착력이 증대된다. 그리고 상기 커버링 공정에 의해 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)의 단면이 원형으로 형성되어, 콘크리트 매트릭스 내부에 혼입시 흐름성과 분산성을 개선할 수 있다. In addition, the bundle-type short fibers 1 for reinforcing concrete according to the present invention may be twisted through a covering process. That is, the bundle-type short fibers 1 for reinforcing concrete that have undergone the covering process are increased in surface area to increase the interfacial adhesion with the concrete matrix. In addition, the bundle-type short fibers 1 for reinforcing concrete are formed in a circular shape by the covering step, so that flowability and dispersibility can be improved when they are mixed into the concrete matrix.

상기와 같이 섬유에 꼬임을 부여하는 연사공정 또는 커버링공정은 공지된 여러 방법을 사용할 수 있다. As the twisting process or the covering process for imparting twist to the fibers as described above, various known methods can be used.

그리고 본 발명의 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)를 제조하기 위한 원료섬유의 총섬도는 200 ~ 6,000 데니어가 바람직하다. 상기 원료섬유의 총섬도가 200 데니어 미만인 경우에는 콘크리트 매트릭스의 내부에서 분산이 용이하여 작업성은 좋으나, 혼입후 섬유보강 콘크리트 조성물의 인성(Toughness)이 떨어지는 현상이 발생한다. 또한 총섬도가 6,000 데니어를 초과하게 되면 인성은 증가하나, 분산성이 떨어지기 때문에 총섬도는 상기 범위로 한정되어야 한다.The total fineness of the raw fiber for producing the bundle-type short fibers 1 for reinforcing concrete of the present invention is preferably 200 to 6,000 denier. When the total fineness of the raw fibers is less than 200 deniers, the dispersion of the fibers in the concrete matrix is easy and workability is good, but the toughness of the fiber reinforced concrete composition after mixing is lowered. In addition, if the total fineness exceeds 6,000 denier, the toughness is increased, but the total fineness should be limited to the above range since the dispersibility is deteriorated.

또한 본 발명의 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)는 콘크리트 매트릭스에 혼입시 흐름성과 분산성을 개선하기 위하여 수지함침공정에 의해 섬유에 수지처리를 한다. 상기와 같은 수지함침처리에 의해 수지함침부(20)가 섬유(10)를 둘러싼 번들(bundle) 형상의 단면 구조가 형성된다. 콘크리트 보강용 단섬유를 콘크리트 매트릭스에 혼입시 상기 콘크리트 보강용 단섬유의 흐름성과 분산성은 그 섬유의 그 기하학적 형상 등으로부터 많은 영향을 받으므로, 상기 콘크리트 보강용 섬유의 단면 형상을 수지함침공정에 의해 번들형으로 형성하면 콘크리트 매트릭스에 혼입시 유동성이 증가되어 흐름성과 분산성이 개선되므로 작업성이 크게 향상된다.In addition, the bundle-type short fibers 1 for reinforcing concrete according to the present invention are subjected to a resin treatment by a resin impregnation process in order to improve flowability and dispersibility in a concrete matrix. A bundle-shaped sectional structure in which the resin-impregnated portion 20 surrounds the fiber 10 is formed by the resin impregnation treatment as described above. Since the flowability and dispersibility of the reinforcing staple fibers are greatly influenced by the geometric shape of the fibers when the stiffening short fibers are mixed into the concrete matrix, the cross-sectional shape of the reinforcing fibers is reinforced by the resin impregnation process When formed into a bundle shape, flowability and flowability are improved when mixed in a concrete matrix, and workability is greatly improved.

상기와 같이 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)의 콘크리트 매트릭스와의 혼합시 유동성을 개선하기 위해서 수지함침공정에서 사용되는 수지는 폴리비닐계 수지, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 폴리우레탄계 수지, 레소시놀-포르말린-라텍스(RFL) 수지 중 어느 하나인 것이 바람직하다. 상기 수지들은 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)에 처리시 콘크리트 매트릭스와의 부착력을 증대시키고, 또한 상기 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)의 유동성을 증가시키고, 이에 따라 흐름성과 분산성을 개선하는 효과가 특히 우수하다. As described above, in order to improve the flowability of the bundle-type short fiber 1 for reinforcing concrete with the concrete matrix, the resin used in the resin impregnation process may be a polyvinyl resin, an acrylic resin, an epoxy resin, a polyurethane Resin, and resorcinol-formalin-latex (RFL) resin. The resins increase the adhesion of the bundle-type short fibers 1 to reinforcing concrete to the concrete matrix during the treatment, increase the fluidity of the bundle-type short fibers 1 for reinforcing concrete, The effect of improving the flowability and dispersibility is particularly excellent.

상기와 같이 수지함침공정을 거친 후에는 열처리 공정을 통해 원료섬유를 건조한다. 이후에는 절단공정을 통해 단섬유화하여 본 발명의 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)를 제조한다.After the resin impregnation process, the raw fiber is dried through the heat treatment process. Thereafter, the bundle-type short fibers 1 for concrete reinforcement of the present invention are produced by shortening the fibers through a cutting process.

상기 절단공정을 통해 형성되는 본 발명의 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)의 길이는 3 ~ 60 mm가 바람직하다. 상기 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)의 길이가 3 mm 미만인 경우에는 콘크리트 매트릭스에 혼입된 후 섬유보강 콘크리트 조성물의 물성 즉, 압축강도 및 휨인장강도의 개선이 미미하며, 60 mm 이상인 경우에는 콘크리트 매트릭스에 혼입시 물성은 개선되나, 뭉침현상(Fiber ball)이 발생하여 분산성이 불량하게 된다. The length of the bundle-type short fiber 1 for reinforcing concrete according to the present invention formed through the cutting process is preferably 3 to 60 mm. When the length of the bundle-type short fiber 1 for reinforcing concrete is less than 3 mm, the improvement of the physical properties of the fiber-reinforced concrete composition, that is, the compressive strength and the flexural tensile strength after mixing into the concrete matrix is insignificant, , The physical properties are improved when incorporated into the concrete matrix, but the dispersibility is poor due to the occurrence of fiber ball.

상기에서 얻어진 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)를 이용하여 공지의 방법으로 섬유보강 콘크리트 조성물을 제조할 수 있다. 또한 상기와 같이 제조된 섬유보강 콘크리트 조성물의 물성 즉, 압축강도가 130 MPa 이상이며, 휨인장강도가 15 MPa 이상인 특징을 갖는다.The fiber-reinforced concrete composition can be manufactured by a known method using the bundle-type short fiber 1 for reinforcing concrete obtained above. Also, the fiber reinforced concrete composition prepared as described above has a physical property, that is, a compressive strength of 130 MPa or more and a flexural tensile strength of 15 MPa or more.

아래에서는 본 발명의 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)의 제조방법에 대해 설명한다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)의 제조과정을 나타내는 흐름도이다. Hereinafter, a method for manufacturing a bundle-type short fiber 1 for reinforcing concrete according to the present invention will be described. FIG. 3 is a flowchart showing a manufacturing process of a bundle-type short fiber 1 for reinforcing concrete according to an embodiment of the present invention.

상기 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)는 우선적으로 파라-아라미드 섬유 또는 탄소섬유의 멀티필라멘트를 준비한다. 상기 파라-아라미드 섬유 또는 탄소섬유의 멀티필라멘트와 유리섬유, 현무암섬유, 실리카섬유, 금속섬유, 세라믹섬유, 광재면(slag wool)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 섬유를 합사공정을 통해 복합화하여 파라-아라미드 복합섬유 또는 탄소 복합섬유를 제조한다. 상기와 같이 제조된 파라-아라미드 복합섬유 또는 탄소 복합섬유는 이후에 연사공정 또는 커버링공정을 통해 꼬임을 부여한다. As shown in FIG. 3, the bundle-type short fiber 1 for reinforcing concrete of the present invention first prepares para-aramid fiber or carbon fiber multifilament. Wherein at least one fiber selected from the group consisting of para-aramid fiber or carbon fiber multifilament and glass fiber, basalt fiber, silica fiber, metal fiber, ceramic fiber and slag wool is compounded through a padding process to produce para -Aramid composite fiber or carbon composite fiber is produced. The para-aramid composite fiber or carbon composite fiber prepared as described above is then subjected to a twist through a twisting process or a covering process.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 본 발명의 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)의 제조 방법은 상기 파라-아라미드 복합섬유 또는 탄소 복합섬유에 S방향 또는 Z방향으로 5 ~ 1,200 T/M의 꼬임을 연사공정을 통해 부여한다. 이때 꼬임의 연각도는 42° 이하인 것이 바람직하다.According to a preferred embodiment of the present invention, the method for producing a bundle-type short fiber 1 for reinforcing concrete according to the present invention is characterized in that the para-aramid composite fiber or the carbon fiber composite fiber is subjected to the S- or Z- / M twist through the twisting process. At this time, the angle of twist is preferably 42 degrees or less.

또한 본 발명의 다른 실시예에서 파라-아라미드 복합섬유 또는 탄소 복합섬유에 부여되는 꼬임은 연사공정에서 S방향 또는 Z방향으로 5 ~ 1,200 T/M이며, 연각도는 42° 이하로 1차 연사하고, 상기 1차 연사된 멀티필라멘트를 합사하여 1차 연사방향과 반대 방향으로 5 ~ 1,200 T/M이며, 연각도는 42° 이하로 2차 연사하여 부여할 수도 있다.In another embodiment of the present invention, the twist imparted to the para-aramid composite fiber or the carbon fiber composite fiber is 5 to 1,200 T / M in the S direction or the Z direction in the twisting process, , The first multifilaments are folded in the direction opposite to the first twisting direction to 5 to 1,200 T / M, and the twisting angle is set to 42 degrees or less.

상기와 같이 꼬임이 부여된 파라-아라미드 복합섬유 또는 탄소 복합섬유는 이후에 수지함침공정을 거치게 된다. 상기 수지함침공정을 통해 상기 멀티필라멘트는 그 단면의 형상이 번들(bundle)형으로 제조된다. 이때 사용되는 수지는 폴리비닐계 수지, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 폴리우레탄계 수지, 레소시놀-포르말린-라텍스(RFL) 수지 중 어느 하나인 것이 바람직하다. The para-aramid conjugated fiber or carbon conjugated fiber to which the twist is imparted as described above is then subjected to a resin impregnation process. Through the resin impregnation process, the cross-sectional shape of the multifilament is produced in a bundle shape. The resin used herein is preferably any one of a polyvinyl resin, an acrylic resin, an epoxy resin, a polyurethane resin, and a resorcinol-formalin-latex (RFL) resin.

이때 상기 수지함침공정을 통해 수지가 처리된 파라-아라미드 복합섬유 또는 탄소 복합섬유는 그 비중이 1.3 ~ 5.0인 것이 바람직하다. 즉, 통상적으로 파라-아라미드 섬유의 비중이 1.44 ~ 1.45이고, 탄소섬유의 비중이 1.5 ~ 2.1이므로, 상기 파라-아라미드 섬유 또는 탄소 섬유를 유리섬유, 현무암섬유, 실리카섬유, 금속섬유, 세라믹섬유, 광재면(slag wool)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 섬유를 합사하여 복합화하고, 수지처리를 하면 본 발명의 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)의 비중을 1.3 ~ 5.0의 범위로 조절이 가능하다. At this time, the para-aramid composite fiber or the carbon composite fiber treated with the resin through the resin impregnation step preferably has a specific gravity of 1.3 to 5.0. That is, since the specific gravity of the para-aramid fiber is 1.44 to 1.45 and the specific gravity of the carbon fiber is 1.5 to 2.1, the para-aramid fiber or the carbon fiber can be used as the glass fiber, the basalt fiber, the silica fiber, The bundle-type short fibers 1 for reinforcing concrete according to the present invention may have a specific gravity in the range of 1.3 to 5.0 Adjustable.

즉, 본 발명에서 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)의 제조시 비중이 1.44인 파라-아라미드 섬유와 비중이 3.0인 유리 섬유를 중량비로 1:1로 합사하여 비중이 2.22인 파라-아라미드 복합섬유를 제조한다. 이후에 연사공정 또는 커버링공정을 거친 후 상기 비중이 2.22인 파라-아라미드 복합섬유에 비중이 1.14인 PMMA수지를 중량비로 1:1로 함침처리하여 수지함침공정을 수행하면 전체적으로 비중이 1.68인 파라-아라미드계 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)를 제조할 수 있다. 이와 같이 본 발명의 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)는 복합되는 섬유와 처리되는 수지의 비율을 조절하여 비중의 조절이 가능하다.That is, in the present invention, when manufacturing a bundle-type short fiber 1 for reinforcing concrete, the para-aramid fiber having a specific gravity of 1.44 and the glass fiber having a specific gravity of 3.0 are combined in a weight ratio of 1: - Aramid composite fibers are produced. The resin impregnation process was performed by impregnating the para-aramid composite fiber having a specific gravity of 1.22 with a PMMA resin having a specific gravity of 1.14 in a weight ratio of 1: 1 to obtain a para-aramid composite fiber having a specific gravity of 1.68, A bundle-type short fiber 1 for reinforcing an aramid-based concrete can be produced. As described above, the bundle-type short fibers 1 for reinforcing concrete according to the present invention can control the specific gravity by controlling the ratio of the composite fibers to the resin to be treated.

본 발명의 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)의 비중이 1.3 미만인 경우에는 콘크리트 매트릭스에 혼입시 비중이 작아 상기 단섬유끼리 엉키거나 뭉침 현상이 발생하여 분산성이 불량하게 된다. 또한 본 발명의 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)의 비중이 5.0을 초과하는 경우에는 비중이 커서 콘크리트 매트릭스에 혼입시 침전되거나 또는 층분리 현상이 발생하게 된다. When the specific gravity of the bundle-type short fibers 1 for reinforcing concrete according to the present invention is less than 1.3, the specific gravity is small when incorporated in the concrete matrix, so that the short fibers tend to be entangled or aggregated, resulting in poor dispersibility. When the specific gravity of the bundle-type short fiber 1 for reinforcing concrete of the present invention exceeds 5.0, the specific gravity is large, so that it precipitates or layer separation phenomenon occurs when it is mixed into the concrete matrix.

상기와 같이 수지함침공정을 통해 번들형으로 제조된 파라-아라미드 복합섬유 또는 탄소 복합섬유는 열처리를 통해 함침된 수지를 건조시킨 후, 절단공정을 통해 소정 길이로 절단하여 단섬유화하게 된다. As described above, the para-aramid composite fiber or the carbon composite fiber produced in a bundle through the resin impregnation process is dried to a predetermined length through a cutting process after the impregnated resin is dried through heat treatment to form a short fiber.

상기 절단공정에 의해 상기 번들형으로 제조된 파라-아라미드 복합섬유 또는 탄소 복합섬유는 본 발명의 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)로 제조된다. 상기 절단공정은 통상의 회전식 초퍼(chopper) 등을 이용할 수 있다. 이때 파라-아라미드 복합섬유 또는 탄소 복합섬유는 3 ~ 60 mm의 길이로 절단하는 것이 바람직하며, 또한 상기 파라-아라미드 복합섬유 또는 탄소 복합섬유의 총섬도는 200 ~ 6,000 데니어가 바람직하다. The para-aramid composite fiber or the carbon composite fiber produced in the bundling process by the cutting process is made of the bundle-type short fiber 1 for reinforcing concrete of the present invention. As the cutting process, a conventional rotary chopper or the like can be used. At this time, the para-aramid composite fiber or the carbon composite fiber is preferably cut to a length of 3 to 60 mm, and the total fineness of the para-aramid composite fiber or the carbon fiber composite is preferably 200 to 6,000 denier.

상기와 같이 제조된 본 발명의 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)는 결합재인 시멘트의 100 중량부에 대하여, 0.5 ~ 10 중량부 사용한다. 상기 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)를 0.5 중량부 미만으로 사용하는 경우는 콘크리트 조성물의 휨강도 증가 및 균열억제와 같은 물성을 향상시킬 수 없고, 10 중량부를 초과하는 경우에는 과도한 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)의 혼입으로 단섬유간의 뭉침현상(Fiber ball)현상이 발생하여 콘크리트 조성물의 강도 및 내구성이 현저하게 감소한다.The bundle-type short fiber 1 for reinforcing concrete according to the present invention manufactured as described above is used in an amount of 0.5 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of cement as a binder. When the bundle type short fiber 1 for reinforcing concrete is used in an amount of less than 0.5 parts by weight, it is impossible to improve physical properties such as increase in flexural strength and cracking resistance of the concrete composition. When the amount is more than 10 parts by weight, Fiber bundle phenomenon occurs between short fibers due to the incorporation of reinforcing bundle type short fibers (1), so that the strength and durability of the concrete composition are remarkably reduced.

이하, 비교예 및 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 살펴본다. 그러나 본 발명은 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through comparative examples and examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

[비교예] [Comparative Example]

본 발명에 따른 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)가 혼입된 섬유보강 콘크리트 조성물과 물성을 비교하기 위하여, 상기 본 발명의 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)를 포함하지 않는 콘크리트 조성물을 아래와 같이 준비하여 시험편으로 사용하였다. In order to compare the physical properties of the fiber reinforced concrete composition incorporating the bundle type short fiber 1 for reinforcing concrete according to the present invention, the bundle type short fiber 1 for reinforcing concrete according to the present invention Were prepared as follows and used as test specimens.

(1) 콘크리트의 배합(1) Mixing of concrete

콘크리트는 아래 표 1와 같은 재료를 사용하여, 표 2와 같은 배합조건으로 콘크리트 조성물을 제조하였다. The concrete composition was prepared using the same materials as shown in Table 1 below under the conditions as shown in Table 2. < tb > < TABLE >

재료material 기호sign 물성Properties 실리카퓸프리믹스 시멘트Silica fume premix cement SFPCSFPC 밀도 3.07 g/cm3 , 비표면적 6,160cm2/gDensity 3.07 g / cm 3 , specific surface area 6,160 cm 2 / g 팽창제Swelling agent EXEX 석회계, 밀도 3.16g/m3 , 비표면적 3,280 cm2/gLime, density 3.16 g / m 3 , specific surface area 3,280 cm 2 / g 조골재Coarse aggregate GG 밀도 2.64 g/cm3 , 흡수율 0.67%, F.M.6.74Density of 2.64 g / cm 3 , absorption rate of 0.67%, FM 6.74 세골재Fine aggregate SS 밀도 2.61 g/cm3 , 흡수율 1.66%, F.M.2.88Density 2.61 g / cm < 3 >, absorption rate 1.66%, FM 2.88 혼화제Admixture SPSP 폴리카르본산계 고성능 감수제Polycarboxylic acid-based high-performance water reducing agent

F.M. : 조립율(Fineness Modules)F.M. : Fineness Modules

W/B(%)W / B (%) 단위중량 (kg/m3)Unit weight (kg / m 3 ) WW SFPCSFPC EXEX SS GG SPSP 16.516.5 165165 919919 2020 526526 839839 2020

W/B : 물과 결합재인 실리카퓸프리믹스 시멘트의 비율, W : WaterW / B: ratio of water and silica fume premix cement as a binder, W: water

(2) 물성 측정(2) Measurement of physical properties

시험편의 압축강도 및 휨인장강도는 KS F 2505(콘크리트의 압축강도 시험방법) 및 KS F 2408(콘크리트의 휨 강도 시험 방법)에 의거하여 실시하였다.The compressive strength and flexural tensile strength of the test specimens were measured in accordance with KS F 2505 (Compressive strength test method of concrete) and KS F 2408 (Flexural strength test method of concrete).

[실시예 1-15][Example 1-15]

본 발명에 따른 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)를 포함하는 섬유보강 콘크리트 조성물의 물성을 조사하기 위하여, 파라-아라미드 섬유를 이용하여 아래 표 3과 같은 조건을 갖는 본 발명의 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)를 제조하였다. 표 3에서 복합섬유는 파라-아라미드 섬유와 합사되어 복합화되는 섬유를 가리키고, 수지는 수지함침공정에서 사용되는 수지를 가리킨다. In order to investigate the physical properties of the fiber reinforced concrete composition comprising the bundle type short fiber 1 for reinforcing concrete according to the present invention, the concrete of the present invention having the conditions as shown in Table 3 below was used by using para- A reinforcing bundle type short fiber 1 was produced. In Table 3, the conjugate fiber refers to a fiber that is compounded with the para-aramid fiber to be compounded, and the resin refers to the resin used in the resin impregnation process.

상기 표 3에서 PVA는 폴리비닐계 수지인 폴리비닐알콜(polyvinylalcohol)을 가리키며, PMMA는 아크릴계 수지인 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethylmetacrlate)를 가리키며, 에폭시계 수지는 Sorbitol Polyglycidyl Ether를 사용하였으며, 폴리우레탄계 수지는 수분산성 폴리우레탄(PU)을 사용하였으며, 또한 RFL은 레소시놀 포르말린 라텍스(Resorcinol-Formaline Latex)를 가리킨다.In Table 3, PVA refers to polyvinylalcohol as a polyvinyl resin, PMMA refers to polymethylmetacrlate as an acrylic resin, Sorbitol Polyglycidyl Ether as an epoxy resin, and polyurethane resin based on a polyurethane resin (PU), and RFL refers to Resorcinol-Formaline Latex.

상기와 같이 본 발명에서 사용되는 섬유와 수지의 비중을 표 4에 나타내었다. The specific gravity of the fiber and the resin used in the present invention is shown in Table 4.

상기 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)를 상기 비교예의 콘크리트 조성물 100 중량부에 1.5 중량부로 혼입하여 시험편을 제조하였다. A bundle-type short fiber (1) for reinforcing concrete was mixed with 1.5 parts by weight of 100 parts by weight of the concrete composition of the comparative example to prepare a test piece.

복합섬유Conjugated fiber 수지Suzy 파라-아라미드계 콘크리트 보강용 번들형 단섬유Para-aramid concrete reinforced bundle-type staple fibers 길이
(mm)
Length
(mm)
총섬도
(데니어)
Total fineness
(Denier)
꼬임
(T/M)
kink
(T / M)
꼬임방향Twist direction 연각도
(°)
Year angle
(°)
비중importance
실시예 1Example 1 현무암섬유Basalt fiber PVAPVA 1010 400400 12001200 SS 4141 1.31.3 실시예 2Example 2 실리카섬유Silica fiber PVAPVA 2020 3,0003,000 200200 ZZ 2525 2.22.2 실시예 3Example 3 강섬유Steel fiber PVAPVA 3030 6,0006,000 1010 SS 88 5.05.0 실시예 4Example 4 유리섬유Glass fiber PMMAPMMA 1010 400400 12001200 SS 4141 1.31.3 실시예 5Example 5 현무암섬유Basalt fiber PMMAPMMA 2020 3,0003,000 200200 ZZ 2525 2.12.1 실시예 6Example 6 광재면Slab face PMMAPMMA 3030 6,0006,000 1010 SS 88 2.12.1 실시예 7Example 7 현무암섬유Basalt fiber Sorbitol Polyglycidyl EtherSorbitol Polyglycidyl Ether 1010 400400 12001200 SS 4141 1.31.3 실시예 8Example 8 알루미나
섬유
Alumina
fiber
Sorbitol Polyglycidyl EtherSorbitol Polyglycidyl Ether 2020 3,0003,000 200200 ZZ 2525 3.03.0
실시예 9Example 9 유리섬유Glass fiber Sorbitol Polyglycidyl EtherSorbitol Polyglycidyl Ether 3030 6,0006,000 1010 SS 88 2..02..0 실시예 10Example 10 얼루미나
섬유
Earlmina
fiber
수분산성PUWater-dispersible PU 33 400400 12001200 SS 4141 1.31.3
실시예 11Example 11 광재면Slab face 수분산성PUWater-dispersible PU 2020 3,0003,000 200200 ZZ 2525 2.12.1 실시예 12Example 12 실리카섬유Silica fiber 수분산성PUWater-dispersible PU 6060 6,0006,000 1010 SS 88 3.03.0 실시예 13Example 13 현무암섬유Basalt fiber RFLRFL 33 400400 12001200 SS 4141 1.31.3 실시예 14Example 14 알루미나
섬유
Alumina
fiber
RFLRFL 2020 3,0003,000 200200 ZZ 2525 3.03.0
실시예 15Example 15 유리섬유Glass fiber RFLRFL 6060 6,0006,000 1010 SS 88 2.02.0

섬유fiber 비중importance 수지Suzy 비중importance 파라-아라미드 섬유Para-aramid fiber 1.441.44 PVAPVA 1.191.19 탄소섬유Carbon fiber 1.51.5 PMMAPMMA 1.141.14 유리섬유Glass fiber 3..03..0 Sorbitol Polyglycidyl EtherSorbitol Polyglycidyl Ether 1.131.13 현무암섬유Basalt fiber 2.82.8 수분산성PUWater-dispersible PU 1.071.07 실리카섬유Silica fiber 1.391.39 RFLRFL 1.161.16 강섬유Steel fiber 7.37.3 알루미나섬유Alumina fiber 3.9653.965 광재면Slab face 2.72.7

[실시예 16-30][Examples 16 to 30]

본 발명에 따른 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)를 포함하는 섬유보강 콘크리트 조성물의 물성을 조사하기 위하여, 탄소섬유를 이용하여 아래 표 5와 같은 조건을 갖는 본 발명의 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)를 제조하였다. 이후의 공정은 실시예 1-15와 동일하다. 즉, 상기 실시예 1-15와 실시예 16-30에서의 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)는 각각 파라-아라미드 또는 탄소섬유를 이용하여 제조하므로, 원료섬유만이 상이하고 길이 등의 조건은 모두 동일하도록 제조하여 사용하였다. In order to investigate the physical properties of a fiber reinforced concrete composition comprising a bundle type short fiber (1) for reinforcing concrete according to the present invention, a carbon fiber was used for reinforcing concrete of the present invention Bundled short fibers 1 were prepared. The subsequent steps are the same as in Examples 1-15. That is, since the bundle-type short fibers 1 for reinforcing concrete in Examples 1-15 and Examples 16-30 are produced using para-aramid or carbon fiber, respectively, only the raw fibers are different and the length And the like were used in the same manner.

상기와 같이 제조된 비교예 및 실시예 1-30의 시험편을 대상으로 물성을 측정한 후 이를 표 5에 나타내었다.The properties of the comparative examples and the test pieces of Examples 1-30 were measured and are shown in Table 5.

복합섬유Conjugated fiber 수지Suzy 탄소섬유계 콘크리트 보강용 번들형 단섬유Carbon fiber-based concrete reinforced bundle-type staple fiber 길이
(mm)
Length
(mm)
총섬도
(데니어)
Total fineness
(Denier)
꼬임
(T/M)
kink
(T / M)
꼬임
방향
kink
direction
연각도
(°)
Year angle
(°)
비중importance
실시예 16Example 16 현무암섬유Basalt fiber PVAPVA 1010 400400 12001200 SS 4141 1.51.5 실시예 17Example 17 실리카섬유Silica fiber PVAPVA 2020 3,0003,000 200200 ZZ 2525 2.22.2 실시예 18Example 18 강섬유Steel fiber PVAPVA 3030 6,0006,000 1010 SS 88 5.05.0 실시예 19Example 19 유리섬유Glass fiber PMMAPMMA 1010 400400 12001200 SS 4141 1.51.5 실시예 20Example 20 현무암섬유Basalt fiber PMMAPMMA 2020 3,0003,000 200200 ZZ 2525 2.12.1 실시예 21Example 21 광재면Slab face PMMAPMMA 3030 6,0006,000 1010 SS 88 2.12.1 실시예 22Example 22 현무암섬유Basalt fiber Sorbitol Polyglycidyl EtherSorbitol Polyglycidyl Ether 1010 400400 12001200 SS 4141 1.51.5 실시예 23Example 23 알루미나
섬유
Alumina
fiber
Sorbitol Polyglycidyl EtherSorbitol Polyglycidyl Ether 2020 3,0003,000 200200 ZZ 2525 3.03.0
실시예 24Example 24 유리섬유Glass fiber Sorbitol Polyglycidyl EtherSorbitol Polyglycidyl Ether 3030 6,0006,000 1010 SS 88 2..02..0 실시예 25Example 25 얼루미나
섬유
Earlmina
fiber
수분산성PUWater-dispersible PU 33 400400 12001200 SS 4141 1.51.5
실시예 26Example 26 광재면Slab face 수분산성PUWater-dispersible PU 2020 3,0003,000 200200 ZZ 2525 2.12.1 실시예 27Example 27 실리카섬유Silica fiber 수분산성PUWater-dispersible PU 6060 6,0006,000 1010 SS 88 3.03.0 실시예 28Example 28 현무암섬유Basalt fiber RFLRFL 33 400400 12001200 SS 4141 1.51.5 실시예 29Example 29 알루미나
섬유
Alumina
fiber
RFLRFL 2020 3,0003,000 200200 ZZ 2525 3.03.0
실시예 30Example 30 유리섬유Glass fiber RFLRFL 6060 6,0006,000 1010 SS 88 2.02.0

시험편 Specimen 압축강도
(MPa)
Compressive strength
(MPa)
휨인장강도
(MPa)
Flexural tensile strength
(MPa)
시험편Specimen 압축강도
(MPa)
Compressive strength
(MPa)
휨인장강도
(MPa)
Flexural tensile strength
(MPa)
비교예Comparative Example 110110 9.59.5 실시예 16Example 16 133133 15.115.1 실시예 1Example 1 133133 15.215.2 실시예 17Example 17 145145 15.315.3 실시예 2Example 2 137137 16.116.1 실시예 18Example 18 149149 15.315.3 실시예 3Example 3 151151 17.517.5 실시예 19Example 19 135135 15.315.3 실시예 4Example 4 138138 15.615.6 실시예 20Example 20 141141 15.915.9 실시예 5Example 5 142142 16.316.3 실시예 21Example 21 147147 16.116.1 실시예 6Example 6 138138 17.117.1 실시예 22Example 22 131131 15.515.5 실시예 7Example 7 137137 15.215.2 실시예 23Example 23 148148 15.915.9 실시예 8Example 8 142142 16.216.2 실시예 24Example 24 152152 16.216.2 실시예 9Example 9 132132 17.317.3 실시예 25Example 25 135135 15.215.2 실시예 10Example 10 142142 15.815.8 실시예 26Example 26 142142 15.915.9 실시예 11Example 11 143143 17.217.2 실시예 27Example 27 150150 16.116.1 실시예 12Example 12 147147 18.118.1 실시예 28Example 28 135135 16.816.8 실시예 13Example 13 133133 16.916.9 실시예 29Example 29 151151 17.417.4 실시예 14Example 14 141141 18.118.1 실시예 30Example 30 157157 17.817.8 실시예 15Example 15 145145 19.719.7

상기 표 6을 살펴보면, 본 발명의 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)가 혼입되지 않은 비교예 시험편의 압축강도와 휨인장강도는 각각 110 MPa과 9.5 MPa을 나타내었다. 그런데 본 발명의 파라-아라미드계 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)를 혼입한 실시예 1-15의 시험편에서 압축강도는 모두 130 MPa을 초과하는 것으로 나타났다. 즉, 본 발명의 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)를 혼입하지 않고 제조한 비교예 시험편의 압축강도가 110 MPa을 나타내었으나, 압축강도 측정치의 가장 낮은 값을 갖는 실시예 22의 시험편에서 압축강도가 131 MPa로 측정되었다. 즉, 본 발명의 파라-아라미드계 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)가 혼입된 실시예 1-15에서 모두 압축강도가 130MPa 이상의 값을 갖는 것을 확인할 수 있다. Referring to Table 6, the compressive strength and the flexural tensile strength of the comparative specimens in which the bundle type short fiber 1 for reinforcing concrete according to the present invention was not incorporated were 110 MPa and 9.5 MPa, respectively. However, the compressive strength of the test pieces of Examples 1-15 in which the bundle-type short fibers (1) for reinforcing para-aramid concrete of the present invention were mixed exceeded 130 MPa. That is, the compressive strength of the test specimen of the comparative example prepared without incorporating the bundle-type short fiber 1 for reinforcing concrete of the present invention was 110 MPa, but the compressive strength of the specimen of Example 22 having the lowest compressive strength measurement value The compressive strength of the specimens was measured at 131 MPa. That is, it can be confirmed that the compressive strength of all of Examples 1-15 in which the bundle-type short fiber 1 for reinforcing para-aramid concrete of the present invention is incorporated has a compressive strength of 130 MPa or more.

또한 휨인장강도를 살펴보면, 본 발명의 파라-아라미드계 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)가 혼입되지 않은 비교예 시험편에서 휨인장강도가 9.5 MPa로 측정되었다. 그런데 본 발명의 파라-아라미드계 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)가 혼입된 실시예 1-15에서 모두 휨인장강도가 15 MPa 이상의 값을 갖는 것을 확인할 수 있다. As for the flexural tensile strength, the flexural tensile strength was measured at 9.5 MPa in the comparative test piece in which the bundle type short fiber (1) for reinforcing para-aramid concrete of the present invention was not incorporated. However, it can be confirmed that the flexural tensile strength of each Example 1-15 in which the bundle-type short fiber 1 for reinforcing para-aramid concrete of the present invention is incorporated has a value of 15 MPa or more.

그리고 본 발명의 탄소섬유계 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)가 혼입된 실시예 16-30에서도 압축강도는 모두 130 MPa이상이며, 휨인장강도는 15 MPa 이상의 값을 갖는 것을 확인할 수 있다.In Example 16-30 in which the bundle-type short fibers 1 for reinforcing carbon fiber-based concrete of the present invention were incorporated, the compressive strength was all 130 MPa or more and the flexural tensile strength was 15 MPa or more .

즉, 본 발명의 파라-아라미드계 또는 탄소 섬유계 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)가 혼입된 섬유보강 콘크리트 조성물은 비교예 대비 압축강도 및 휨인장강도가 모두 크게 개선되었음을 알 수 있다. 이는 본 발명의 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)의 혼입시 콘크리트 매트릭스 내부에서 흐름성 및 분산성이 개선되고, 또한 콘크리트 매트릭스와의 계면접착력이 증대되므로서, 상기와 같이 섬유보강 콘크리트 조성물의 압축강도 및 휨인장강도가 크게 개선되는 것으로 판단된다. That is, it can be seen that the fiber-reinforced concrete composition containing the bundle-type short fiber (1) for para-aramid or carbon fiber reinforced concrete according to the present invention is greatly improved in both compressive strength and flexural tensile strength have. This is because when the bundle type short fiber 1 for reinforcing concrete according to the present invention is mixed, the flowability and dispersibility in the concrete matrix are improved and the interfacial adhesion with the concrete matrix is increased, The compressive strength and the flexural tensile strength of the concrete composition are remarkably improved.

본 발명은 도면에 도시된 실험예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실험예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

1 : 콘크리트 보강용 번들(Bundle)형 단섬유, 10 : 섬유, 20 : 수지함침부1: bundle type short fiber for reinforcing concrete, 10: fiber, 20: resin impregnation part

Claims (10)

콘크리트 매트릭스와 혼합시 분산성이 개선된 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유에 있어서,
상기 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)는 길이가 8 ~ 35 mm이며, 섬도는 400 ~ 3,000 데니어이며,
비중이 1.5 ~ 3.0인 파라-아라미드 복합섬유를 연사공정 또는 커버링공정에 의해 꼬임을 부여하되,
상기 꼬임은 S방향 또는 Z방향으로 30 ~ 400 T/M이며, 연각도는 42° 이하이며,
폴리비닐계 수지, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 폴리우레탄계 수지, 레소시놀-포르말린-라텍스(RFL) 수지 중 어느 하나를 이용하는 수지함침공정을 거쳐 열처리한 후 절단하여 그 단면이 번들(bundle) 형상을 갖는 단섬유로 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유.
In a bundle type stiffener for reinforcing concrete having improved dispersibility when mixed with a concrete matrix,
The bundle-type short fibers 1 for reinforcing concrete have a length of 8 to 35 mm, a fineness of 400 to 3,000 denier,
The para-aramid composite fiber having a specific gravity of 1.5 to 3.0 is twisted by a twisting process or a covering process,
The twist is 30 to 400 T / M in the S direction or the Z direction, the angle of inclination is 42 degrees or less,
Treated by a resin impregnation process using any one of polyvinyl resin, acrylic resin, epoxy resin, polyurethane resin, and resorcinol-formalin-latex (RFL) resin and then cut to form a bundle Wherein the bundle-type single-stranded fiber bundle is made of staple fibers.
청구항 1에 있어서,
상기 파라-아라미드 복합섬유는 파라-아라미드 섬유와 유리섬유, 현무암섬유, 실리카섬유, 금속섬유, 세라믹섬유, 광재면(slag wool)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 섬유가 복합된 것을 특징으로 하는 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유
The method according to claim 1,
Wherein the para-aramid composite fiber is a composite of para-aramid fiber and at least one fiber selected from the group consisting of glass fiber, basalt fiber, silica fiber, metal fiber, ceramic fiber and slag wool. Bundle-type staple fibers for reinforcement
콘크리트 매트릭스와 혼합시 분산성이 개선된 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유에 있어서,
상기 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유(1)는 길이가 8 ~ 35 mm이며, 섬도는 400 ~ 3,000 데니어이며,
비중이 1.5 ~ 3.0인 탄소 복합섬유를 연사공정 또는 커버링공정에 의해 꼬임을 부여하되,
상기 꼬임은 S방향 또는 Z방향으로 30 ~ 400 T/M이며, 연각도는 42° 이하로 1차 연사하고, 상기 1차 연사된 필라멘트를 합사하여 1차 연사방향과 반대 방향으로 방향으로 30 ~ 400 T/M이며, 연각도는 42° 이하로 2차 연사하며,
폴리비닐계 수지, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 폴리우레탄계 수지, 레소시놀-포르말린-라텍스(RFL) 수지 중 어느 하나를 이용하는 수지함침공정을 거쳐 열처리한 후 절단하여 그 단면이 번들(bundle) 형상을 갖는 단섬유로 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유.
In a bundle type stiffener for reinforcing concrete having improved dispersibility when mixed with a concrete matrix,
The bundle-type short fibers 1 for reinforcing concrete have a length of 8 to 35 mm, a fineness of 400 to 3,000 denier,
A carbon fiber composite material having a specific gravity of 1.5 to 3.0 is twisted by a twisting process or a covering process,
The twist is 30 to 400 T / M in the S direction or the Z direction, and the twist angle is 42 degrees or less. The filament yarn is firstly twisted and wound in a direction opposite to the first twist yarn direction, 400 T / M, and the angle of rotation is 42 ° or less,
Treated by a resin impregnation process using any one of polyvinyl resin, acrylic resin, epoxy resin, polyurethane resin, and resorcinol-formalin-latex (RFL) resin and then cut to form a bundle Wherein the bundle-type single-stranded fiber bundle is made of staple fibers.
청구항 3에 있어서,
상기 탄소 복합섬유는 탄소섬유와, 유리섬유, 현무암섬유, 실리카섬유, 금속섬유, 세라믹섬유, 광재면(slag wool)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 섬유가 복합된 것을 특징으로 하는 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유.
The method of claim 3,
Wherein the carbon composite fiber comprises a carbon fiber bundle, at least one fiber selected from the group consisting of glass fiber, basalt fiber, silica fiber, metal fiber, ceramic fiber, slag wool, (bundle) type short fibers.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항의 콘크리트 보강용 번들(bundle)형 단섬유; 및 콘크리트;를 포함하는 섬유보강 콘크리트 조성물.
A bundle-type short fiber for reinforcing concrete according to any one of claims 1 to 4; And concrete. ≪ IMAGE >
청구항 9에 있어서,
상기 섬유보강 콘크리트 조성물은 압축강도가 130 MPa 이상이며, 휨인장강도가 15 MPa 이상인 것을 특징으로 하는 섬유보강 콘크리트 조성물

The method of claim 9,
Wherein the fiber reinforced concrete composition has a compressive strength of 130 MPa or more and a flexural tensile strength of 15 MPa or more

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