KR102043306B1 - Steel fiber for reinforcing concrete - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 콘크리트 보강용 강섬유에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 강섬유 보강 콘크리트에 있어서 균열면에서 콘크리트에 묻혀 있던 강섬유가 뽑힘과 아울러 웨이브가 펴지면서 소성에너지의 소산이 일어날 수 있는 콘크리트 보강용 강섬유에 관한 것이다.The present invention relates to a steel fiber for concrete reinforcement. More particularly, the present invention relates to a steel fiber for concrete reinforcement, in which steel fibers buried in concrete at the cracked surface of the steel fiber reinforced concrete are pulled out and wave dissipated.
강섬유(steel fiber)는 콘크리트의 최대 취약점이라 할 수 있는 취성을 극복하기 위해 콘크리트 내에 분포되어 인강강도, 휨강도, 균열에 대한 저항성, 전단강도, 연성, 내충격성을 높이기 위한 것이다.Steel fiber (steel fiber) is distributed in concrete to overcome the brittleness that can be called the greatest vulnerability of concrete to increase the toughness, bending strength, crack resistance, shear strength, ductility, impact resistance.
강섬유 보강 콘크리트란, 콘크리트에 단면이 작고 길이가 짧은 강섬유를 임의로 투입하여 분포시킨 콘크리트이다. 강섬유 보강 콘크리트는 건축 및 토목구조물에 사용되며 강섬유를 콘크리트에 투입함으로써 콘크리트의 인장강도, 휨인장강도, 휨인성 등이 증가되어 콘크리트 자체의 기계적 성질이 향상된다. 따라서 향상된 기계적 성질을 이용하여 바닥 슬래브 등에 용접철망 혹은 철근 대신 적용함으로써 시공성 향상 및 경제적 설계를 실현할 수 있다.Steel fiber-reinforced concrete is concrete that is made by randomly introducing and distributing steel fibers with short cross sections and short lengths. Steel fiber-reinforced concrete is used in construction and civil engineering structures, and by adding steel fiber to concrete, the tensile strength, flexural tensile strength and flexural toughness of concrete are increased, thereby improving the mechanical properties of the concrete itself. Therefore, by using the improved mechanical properties can be applied to the floor slab instead of welded wire mesh or reinforcing bar can be improved construction and economical design.
도 1은 종래 기술에 따른 웨이브형 강섬유를 도시한 도면이고, 도 2는 콘크리트 내에 매립된 웨이브형 강섬유의 파괴 메카니즘을 설명하기 위한 도면이다. 웨이브형 강섬유는 도 1에 도시된 바와 같이 강섬유(100) 길이에 대하여 다수의 웨이브(102)가 반복적으로 형성됨으로써 뽑힘 시 저항력의 향상을 도모한다. 1 is a view showing a wave steel fiber according to the prior art, Figure 2 is a view for explaining the fracture mechanism of the wave steel fiber embedded in concrete. As shown in FIG. 1, the wave-type steel fiber is formed with a plurality of
도 2를 참조하면 콘크리트(104)에 인장력이 가해지면서 콘크리트(104)에 균열이 발생하게 되는데, 균열부(106)를 가로질러 위치하는 웨이브형 강섬유(100)의 경우 웨이브(102)의 굴곡이 작기 때문에 균열부(106)를 중심으로 양쪽으로 많은 수의 웨이브(102)가 콘크리트(104)에 묻혀 있어 인장력이 지속적으로 가해지는 경우 바로 콘크리트(104)의 균열부(106)에서 강섬유(104)의 파단이 일어나게 된다. 즉, 콘크리트(104)에 묻혀 있던 웨이브(102)가 펴지면서 소성에너지의 소산이 발생하지 않고 바로 균열부(106)에서 파단이 발생하는 것이다. Referring to FIG. 2, when the tensile force is applied to the
따라서, 강섬유(100)를 통한 보다 효과적인 콘크리트(104)를 보강하기 위해서는 콘크리트(104)에 묻혀 있던 강섬유(100)가 뽑힘과 아울러 웨이브(102)가 펴지면서 소성에너지의 소산이 일어날 수 있도록 구성하는 것이 필요하다.Accordingly, in order to reinforce the
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다음과 같다.The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, the object of the present invention is as follows.
본 발명은 강섬유 보강 콘크리트에 있어서 균열면에서 콘크리트에 묻혀 있던 강섬유가 뽑힘과 아울러 웨이브가 펴지면서 소성에너지의 소산이 일어날 수 있는 콘크리트 보강용 강섬유를 제공하고자 한다.The present invention is to provide a steel fiber for concrete reinforcement that can be dissipated plastic energy as the steel fiber is pulled and the wave is stretched in the crack surface in the steel fiber reinforced concrete.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 원호(circular arc) 형상의 강섬유로 이루어진 제1 원호바디, 상기 제1 원호바디의 단부에서 연장되며 상기 제1 원호바디와 반대의 위상을 갖는 원호 형상의 강섬유로 이루어진 제2 원호바디 및 상기 제2 원호바디의 단부에 연장되며 상기 제2 원호바디와 반대의 위상을 갖는 원호 형상의 강섬유로 이루어진 제3 원호바디를 포함하여 콘크리트 내부에 분산되어 상기 콘크리트의 강도를 향상시는 콘크리트 보강용 강섬유를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a circular arc-shaped steel fiber, a circular arc-shaped steel fiber extending from the end of the first circular arc body and having a phase opposite to the first circular arc body A second circular arc body comprising a third circular arc body made of an arc-shaped steel fiber extending to an end of the second circular arc body and having an opposite phase to the second circular arc body, and being dispersed inside the concrete; To improve the steel fiber to provide concrete reinforcement.
상기 제 1 원호바디의 반지름을 R이라 하고, 상기 제1 원호바디의 외측단과 제3 원호바디의 외측단을 잇는 직선의 길이를 L이라고 할 때, 다음의 [식]을 만족할 수 있다.When the radius of the first arc body is R and the length of the straight line connecting the outer end of the first arc body and the outer end of the third arc body is L, the following [Formula] can be satisfied.
[식][expression]
여기서, 상기 제1 원호바디의 외측단과 상기 제3 원호바디의 외측단을 잇는 직선의 길이 L은 50 내지 70mm로 형성될 수 있다.Here, the length L of the straight line connecting the outer end of the first arc body and the outer end of the third arc body may be formed to 50 to 70mm.
그리고, 상기 제1 원호바디의 외측단 및 상기 제3 원호바디의 외측단에서 각각 연장되며, 뽑힘 저항성을 증가시키는 후크를 더 포함할 수 있다.The hook may further include hooks extending from an outer end of the first arc body and an outer end of the third arc body, respectively, to increase pulling resistance.
여기서, 상기 후크는 상기 제 1 원호바디 및 상기 제 3 원호바디로부터 상기 제 1 원호바디 및 상기 제 3 원호바디의 볼록한 부분 측으로 절곡 형성될 수 있다.Here, the hook may be bent from the first arc body and the third arc body to the convex portions of the first arc body and the third arc body.
상기 강섬유의 단면은 사각형 또는 원형으로 형성될 수 있다.The cross section of the steel fiber may be formed in a square or a circle.
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상기와 같이 구성된 본 발명의 효과에 대하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the effects of the present invention configured as described above are as follows.
본 발명의 실시예에 따른 콘크리트 보강용 강섬유는, 강섬유 보강 콘크리트에 있어서 균열면에서 콘크리트에 묻혀 있던 강섬유가 뽑힘과 아울러 웨이브가 펴지면서 소성에너지의 소산이 일어날 수 있도록 하여 인장 및 휨인장, 그리고 휨인성 저항성을 향상시킬 수 있다.Steel fiber for concrete reinforcement according to an embodiment of the present invention, in the steel fiber reinforced concrete, the tensile strength and flexural tension, and bending, so that the steel fibers buried in the concrete from the crack surface can be pulled out and the dissipation of the plastic energy as the wave unfolds Toughness resistance can be improved.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
아래에서 설명하는 본 출원의 바람직한 실시예의 상세한 설명뿐만 아니라 위에서 설명한 요약은 첨부된 도면과 관련해서 읽을 때에 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 도면에는 바람직한 실시예들이 도시되어 있다. 그러나, 본 출원은 도시된 정확한 배치와 수단에 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 웨이브형 강섬유를 도시한 도면;
도 2는 콘크리트 내에 매립된 웨이브형 강섬유의 파괴 메카니즘을 설명하기 위한 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 보강용 강섬유를 도시한 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 보강용 강섬유의 형상비를 설명하기 위한 도면;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 보강용 강섬유의 파괴 메커니즘을 설명하기 위한 도면;
도 6 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 보강용 강섬유의 저항 메커니즘을 설명하기 위한 도면;
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 콘크리트 보강용 강섬유를 도시한 도면; 및
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 콘크리트 보강용 강섬유의 콘크리트 균열상태에서 계면 마찰력을 도시한 도면이다.The above summary as well as the detailed description of the preferred embodiments of the present application described below will be better understood when read in connection with the accompanying drawings. Preferred embodiments are shown in the drawings for the purpose of illustrating the invention. However, it should be understood that the present application is not limited to the precise arrangements and instrumentalities shown.
1 shows a wave-like steel fiber according to the prior art;
2 is a view for explaining the failure mechanism of the wave-like steel fibers embedded in concrete;
3 is a view showing a steel fiber for concrete reinforcement according to an embodiment of the present invention;
Figure 4 is a view for explaining the shape ratio of the steel fiber for concrete reinforcement according to an embodiment of the present invention;
5 is a view for explaining the destruction mechanism of the steel fiber for concrete reinforcement according to an embodiment of the present invention;
6 to 11 is a view for explaining the resistance mechanism of the steel fiber for concrete reinforcement according to an embodiment of the present invention;
12 is a view showing a steel fiber for concrete reinforcement according to another embodiment of the present invention; And
13 is a view showing the interfacial friction force in the concrete crack state of the steel fiber for concrete reinforcement according to another embodiment of the present invention.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the accompanying drawings are only described in order to more easily disclose the contents of the present invention, but the scope of the present invention is not limited to the scope of the accompanying drawings that will be readily available to those of ordinary skill in the art. You will know.
그리고, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 동일 기능을 갖는 구성요소에 대해서는 동일 명칭 및 동일부호를 사용할 뿐 실질적으론 종래기술의 구성요소와 완전히 동일하지 않음을 미리 밝힌다.In describing the embodiments of the present invention, the same components and the same reference numerals are used for the components having the same functions, and are not completely identical to the components of the prior art.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Also, the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 보강용 강섬유를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 보강용 강섬유의 형상비를 설명하기 위한 도면이다. 그리고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 보강용 강섬유의 파괴 메커니즘을 설명하기 위한 도면이며, 도 6 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 보강용 강섬유의 저항 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view showing a steel fiber for concrete reinforcement according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a view for explaining the shape ratio of the steel fiber for concrete reinforcement according to an embodiment of the present invention. And, Figure 5 is a view for explaining the destruction mechanism of the steel fiber for concrete reinforcement according to an embodiment of the present invention, Figures 6 to 11 illustrate the resistance mechanism of the steel fiber for concrete reinforcement according to an embodiment of the present invention. It is a figure for following.
도 3 내지 도 11에는, 콘크리트 보강용 강섬유(10), 제1 원호바디(12), 제2 원호바디(13), 제3 원호바디(14), 후크(16), 콘크리트(18), 직선부(20), 균열부(22), 균열면(24)가 도시되어 있다.3 to 11,
본 실시예에 따른 콘크리트 보강용 강섬유(10)는, 콘크리트(18) 내부에 분산되어 상기 콘크리트(18)의 강도를 향상시키는 보강용 강섬유(10)로서, 반지름 R의 원호(circular arc) 형상의 강섬유로 이루어진 제1 원호바디(12)와, 상기 제1 원호바디(12)의 단부에서 연장되며 상기 제1 원호바디(12)와 반대의 위상을 갖는 원호 형상의 강섬유로 이루어진 제2 원호바디(13)와, 상기 제2 원호바디의 단부에 연장되며 상기 제2 원호바디(13)와 반대의 위상을 갖는 원호 형상의 강섬유로 이루어진 제3 원호바디(14)를 포함하되, 상기 제1 원호바디(12)의 외측단과 제3 원호바디(14)의 외측단을 잇는 직선의 길이를 L이라고 할 때, 다음의 [수학식 1]을 만족한다.The
본 실시예에 따른 콘크리트 보강용 강섬유(10)는 원호(circular arc) 형상의 제1 원호바디(12)와, 제1 원호바디(12)의 단부에서 연장되며 제1 원호바디(12)와 반대 방향으로 형성되는 원호 형상의 제2 원호바디(13)와, 제2 원호바디(13)의 단부에서 연장되며 제2 원호바디(13)와 반대 방향으로 형성되는 제3 원호바디(15)를 포함한다. 콘크리트 보강용 강섬유(10)의 길이 방향으로 곡률이 작고 곡률반경의 큰 원호 형태의 파형을 둠으로써 종래의 뽑힘 저항 메커니즘에 추가하여 강섬유(10)가 콘크리트(18)에서 뽑힐 때 펴짐이 발생하면서 상당한 소성에너지 소산이 발생하도록 함으로써 뽑힘 저항성을 향상시킨 것이다.The
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 콘크리트 보강용 강섬유(10)는 반지름 R인 원호 형상의 제1 원호바디(12)와, 제1 원호바디(12)의 단부에서 연장되며 제1 원호바디(12)와 반대의 위상을 갖는 반지름 R인 원호 형상의 강섬유(10)로 이루어진 제2 원호바디(13)와, 제2 원호바디(13)의 단부에서 연장되며 제2 원호바디(13)와 반대 방향으로 형성되는 제3 원호바디(15)를 포함한다. 제1 원호바디(12), 제2 원호바디(13), 제3 원호바디(14)의 반지름은 실질적으로 동일할 수 있다.3 and 4, the
본 실시예에 따른 콘크리트 보강용 강섬유(10)는 세 개의 원호 형상의 파형으로 구성된다. 이때 강섬유(10)의 길이에 비해 작은 곡률의 파형을 갖도록 위의 [수학식 1]이 만족되도록 제작된다.
이하에서는 도 5를 참조하여 본 실시예에 따른 콘크리트 보강용 강섬유(10)의 파괴 메커니즘을 살펴보기로 한다. 콘크리트(18) 내부에 강섬유(10)가 분포된 상태에서 콘크리트(18)에 인장력이 가해지면 콘크리트(18)에 균열이 발생하게 된다. Hereinafter, with reference to Figure 5 will be described the destruction mechanism of the
균열부(22)에는 콘크리트 보강용 강섬유(10)가 균열부(22)를 가로질러 배치될 수 있으며 콘크리트(18)에 인장력이 증가함에 따라 콘크리트(18) 균열이 벌어지고 이에 따라 균열면(24)에서 강섬유(10)가 뽑히면서 직선화가 진행되어 직선부(20)가 형성된다(도 5 참조). 도 6은 이때의 콘크리트 보강용 강섬유(10)의 자유물체도를 도시하고 있다. 도 6을 참조하면, 강섬유(10)에는 i) 콘크리트(18)와 강섬유(10) 표면간의 계면 부착력(Pb), ii) 강섬유(10)의 굴곡진 부분을 따라 발생하는 계면 마찰력 (Pf), iii) 콘크리트(18) 내 매립된 원호 형상의 강섬유(10)가 뽑힘에 따른 펴짐으로 인하여 소성에너지 소산이 발생하고 이로 인한 추가 저항력(Pp)이 발생한다. 이러한 추가 저항력(Pp)이 발생함에 따라 종래에 비해 강섬유 보강 콘크리트의 휨인장 및 휨인성 저항성이 향상된다. In the
즉, 종래에는 큰 곡률를 갖는 작은 파형의 많은 굴곡이 콘크리트 내부에 매립되어 있어 강섬유가 콘크리트에서 뽑히지 않고 균열부에서 파단이 일어났는데, 본 실시예에 따른 콘크리트 보강용 강섬유(10)의 경우 곡률이 작고 곡률반경의 큰 원호 형태의 원호바디를 적용함으로써 콘크리트(18)에서 보다 쉽게 뽑히도록 하여 뽑히는 과정에서 강섬유(10)가 직선적으로 펴지면서 소성에너지의 소산이 일어나도록 구성한 것이다.That is, in the related art, many bends having a small curvature having a large curvature are embedded in the concrete, so that the steel fiber is not pulled out of the concrete and fracture occurs at the cracked portion. By applying a large arc-shaped arc body of a radius of curvature, the
콘크리트(18) 내부에 분포되는 강섬유(10)의 저항성(P)는 다음의 [수학식 2]와 같다.The resistance (P) of the
도 7은 본 실시예에 따른 콘크리트 보강용 강섬유(10)의 콘크리트(18) 균열상태에서 계면 부착력(Pb)을 도시하고 있는데, 계면 부착력(Pb)은 다음의 [수학식 3]에 의해 결정될 수 있다.7 illustrates the interfacial adhesion force Pb in the concrete 18 cracked state of the concrete reinforcing
그리고, 도 8은 본 실시예에 따른 콘크리트 보강용 강섬유(10)의 콘크리트(18) 균열상태에서 계면 마찰력(Pf)을 도시하고 있는데, 계면 마찰력은 다음의 [수학식 4]에 의해 결정될 수 있다. And, Figure 8 shows the interfacial friction force (Pf) in the concrete 18 cracked state of the concrete reinforcing
한편, 도 9는 본 실시예에 따른 콘크리트 보강용 강섬유(10)의 콘크리트(18) 균열상태에서 콘크리트 보강용 강섬유(10)가 콘크리트(18)에서 뽑히면서 소성에너지 소산을 일어나고 있음을 도시하고 있다. 콘크리트(18)에 인장력이 가해짐에 따라 균열부(22)가 더 벌어지고 작은 곡률을 갖는 강섬유(10)가 콘크리트(18)의 균열면(24)에서 용이하게 뽑히면서 직선화되고 이에 따라 소성에너지의 소산이 일어나게 된다.On the other hand, Figure 9 shows that the concrete reinforcing
도 10은 원형 단면을 갖는 콘크리트 보강용 강섬유(10)의 소성응력 상태를 도시한 것으로서, 이때 콘크리트 보강용 강섬유(10)가 원형 단면을 갖는다고 가정한다. 도 10은 작은 곡률을 갖는 강섬유(10)의 펴짐에 따른 강섬유(10)의 원형 단면에서의 변형률과 소성응력을 도시하고 있다. 그리고, 도 11은 콘크리트 보강용 강섬유(10)가 콘크리트(18)로부터 뽑힐 때 자유물체도를 도시하고 있다.FIG. 10 illustrates a plastic stress state of the concrete reinforcing
도 10을 참조하면 변형률(ε1)과 응력(σ1)은 다음의 [수학식 5], [수학식 6]으로 산정할 수 있다.Referring to FIG. 10, the strain ε1 and the stress σ1 may be calculated by the following
여기서,here,
e = 강섬유 단면 중앙부에서 중립축까지 떨어진 거리;e = distance from the center of the steel fiber cross section to the neutral axis;
X2 = 강섬유 단면 중앙부에서 떨어진 거리;X2 = distance away from the center of the steel fiber cross section;
ρ = 강섬유의 곡률반경;ρ = radius of curvature of the steel fiber;
σY = 강섬유 항복강도;σ Y = steel fiber yield strength;
그리고, 펴짐에 따른 강섬유(10)의 뽑힘 인장력(T)은 다음의 [수학식 7]과 같이 산정된다.Then, the pull tensile force (T) of the
[수학식 7]을 변형하면 다음의 [수학식 8]을 얻을 수 있다.By modifying [Equation 7], the following [Equation 8] can be obtained.
상기 [수학식 5]을 보면, 콘크리트 보강용 강섬유(10)의 구부러짐 정도(즉, 도 11에서 ρ값)가 클수록 변형률이 더 크게 발생하여 더 큰 뽑힘 저항력을 확보할 수 있다. 그러나, 곡률반경 ρ값이 어느 정도 이상이 되면 너무 큰 곡률반경으로 인하여 강섬유(10) 자체끼리 콘크리트(18) 내에서 뭉침 현상이 발생하여 강섬유 균일 분산성이 저하될 수 있다. 이는 도리어 콘크리트 강도에 영향을 미쳐 콘크리트 품질을 저하시킨다.Looking at [Equation 5], the greater the degree of bending of the
또, 인장강도가 1,100 MPa 이상인 강선으로 강섬유를 제작할 경우 강선 자체의 탄성으로 인한 반발력으로 강섬유(10)가 다시 펴지는 현상을 일으키며, 현실적으로 대량 생산에 따른 금형 제작이 어려울 뿐 아니라 과다한 생산 공정 비용이 소요된다. 따라서 상기의 문제들을 피하고 현실적으로 적용 가능하도록 다음과 같이 본 실시예에 따른 콘크리트 보강용 강섬유(10)의 형상비를 제시한다.In addition, when the steel fiber is produced with a steel wire having a tensile strength of 1,100 MPa or more, the
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 콘크리트 보강용 강섬유(10)는 반지름 R인 원호 형상의 제1 원호바디(12)와, 제1 원호바디(12)의 단부에서 연장되며 제1 원호바디(12)와 반대의 위상을 갖는 반지름 R인 원호 형상의 강섬유(10)로 이루어진 제2 원호바디(13)와, 제2 원호바디(13)의 단부에서 연장되며 제2 원호바디(13)와 반대의 위상을 갖는 반지름 R인 원호 형상의 강섬유(10)로 이루어진 제3 원호바디(14)를 포함하는데, 원호바디의 높이(h)를 원호의 현(AB 또는 BC)의 중심에서 수직으로 원호까지 연장한 직선의 길이로 정의할 때 제1 원호바디(12), 제2 원호바디(13) 및 제3 원호바디(14)의 높이(h)는 다음의 식에 의해 산정된다.3 and 4, the
즉,In other words,
가 성립하고, 이를 정리하면 다음의 [수학식 9]와 같다.Is established and summarized as in [Equation 9].
[수학식 9]에In [Equation 9]
를 적용하면, 다음의 [수학식 10]으로 변형되고,Is applied, it is transformed into the following
위의 [수학식 10]을 [수학식 8]에 대입하면, 다음의 [수학식 11]로 정리된다.Substituting
위의 [수학식 11]에서, 아래의 제1 원호바디(12), 제2 원호바디(13) 및 제3 원호바디(14)의 높이(h)를 0.1R<h<R로 한정하여 적용하면 [수학식 12]를 얻을 수 있고,In Equation 11 above, the height h of the
[수학식 12]를 정리하면,Summarizing [Equation 12],
로서, 본 실시예에 따른 콘크리트 보강용 강섬유(10)는 위의 [수학식 1]을 만족하도록 형상이 정하여 진다.As, the
본 실시예에서는 제1 원호바디(12)의 외측단과 제3 원호바디(14)의 외측단을 잇는 직선의 길이(L) 50 내지 70mm인 콘크리트 보강용 강섬유(10)를 제시한다. 굳지 않는 콘크리트(18) 내의 분산, 공장 제작의 편의성 등을 고려하여 제1 원호바디(12)의 외측단과 제3 원호바디(14)의 외측단을 잇는 직선의 길이(L) 50 내지 70mm인 것이 바람직하다. L이 50mm 보다 작을 때에는 굳지 않는 콘크리트(18) 내에서 분산 효과가 떨어지고, 70mm 이상일 때에는 강섬유(10) 간의 엉킴으로 분산이 잘 이루어지지 않을 수 있다.The present embodiment proposes a
본 실시예에 따른 콘크리트 보강용 강섬유(10)는, 제1 원호바디(12)의 타단 및 제3 원호바디(14)의 타단에서 각각 연장되며, 뽑힘 저항성을 증가시키는 후크(16)를 더 포함할 수 있다. 후크(16)는 제1 원호바디(12) 및 제3 원호바디(14)로부터 제1 원호바디(12) 및 제3 원호바디(14) 각각의 볼록한 부분 측으로 절곡될 수 있다. 도 3을 참조하면, 제1 원호바디(12)의 타단 및 제3 원호바디(14)의 타단을 잇는 선분 방향에 직선적으로 연장되는 후크(16)가 형성되어 있다. 이러한 후크(16)는 콘크리트(18)에 인장력이 가해져 강섬유(10)가 뽑힐 때 콘크리트(18) 내에서 뽑힘 저항성을 증가시킨다. 본 실시예에서는 직선 형태로 후크(16)를 구성하였으나 필요에 따라 뽑힘 저항성을 높이기 위해 제1 원호바디(12)의 타단 및 제3 원호바디(14)의 타단을 잇는 선분 방향에 대해 단턱을 갖는 후크(16)를 형성하는 것도 가능하다.The
콘크리트 보강용 강섬유(10)의 단면은 원형 또는 사각형일 수 있다. 본 실시예에서는 원형 단면을 갖는 강섬유(10)를 제시하고 있으나, 강섬유(10)를 사각형 단면으로 구성하는 것도 가능하다. The cross section of the
이상으로 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 보강용 강섬유에 대하여 설명하였다.The steel fiber for concrete reinforcement according to the embodiment of the present invention has been described above.
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이하, 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 콘크리트 보강용 강섬유에 대하여 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described for the steel fiber for concrete reinforcement according to another embodiment of the present invention.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 콘크리트 보강용 강섬유를 도시한 도면이고, 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 콘크리트 보강용 강섬유의 콘크리트 균열상태에서 계면 마찰력을 도시한 도면이다.12 is a view showing a steel fiber for concrete reinforcement according to another embodiment of the present invention, Figure 13 is a view showing the interfacial friction force in the concrete crack state of the steel fiber for concrete reinforcement according to another embodiment of the present invention.
본 실시예의 콘크리트 보강용 강섬유(10)는 본 발명의 일 실시예와 동일하게 제1 원호바디(12), 제2 원호바디(13), 제3 원호바디(14) 및 후크(16)를 포함한다.
여기서, 제1 원호바디(12), 제2 원호바디(13), 제2 원호바디(14)는 본 발명의 일 실시예와 동일하며, 동일 구성요소에 대한 설명은 생략한다.Here, the first
다만, 본 실시예의 후크(16)는 제1 원호바디(12)의 타단 및 제3 원호바디(14)의 타단에서 각각 연장되며, 뽑힘 저항성을 증가시키도록 제1 원호바디(12) 및 제3 원호바디(14)로부터 제1 원호바디(12) 및 제3 원호바디(14) 각각의 볼록한 부분 측으로 절곡되되, 본 발명의 일 실시예의 후크보다 더 큰 각도로 절곡될 수 있다.However, the
다시 말하면, 본 발명의 일 실시예의 후크(16)는 전체가 제1 원호바디(12)의 타단 및 제3 원호바디(14)의 타단을 잇는 선분 상에 위치하였다면, 본 실시예의 후크(16)는 도 12에 도시된 바와 같이 제1 원호바디(12)와 제3 원호바디(14)로부터 절곡되는 부분은 제1 원호바디(12)의 타단 및 제3 원호바디(14)의 타단을 잇는 선분 상에 위치하지만, 후크(16)의 말단이 제1 원호바디(12)의 타단 및 제3 원호바디(14)의 타단을 잇는 선분보다 제1 원호바디(12)와 제3 원호바디(14) 각각의 볼록한 부분 측으로 더 절곡되어 후크(16)가 제1 원호바디(12)의 타단 및 제3 원호바디(14)의 타단을 잇는 선분과 각도를 이룰 수 있다.In other words, if the
이로써, 도 13에 도시된 바와 같이 계면 마찰력이 증가되어 콘크리트 보강용 강섬유(10)의 뽑힘 저항성을 더욱 향상시킬 수 있다.As a result, as shown in FIG. 13, the interfacial friction force may be increased to further improve the pull resistance of the
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described, and the fact that the present invention can be embodied in other specific forms in addition to the above-described embodiments without departing from the spirit or scope thereof has ordinary skill in the art. It is obvious to them. Therefore, the above-described embodiments should be regarded as illustrative rather than restrictive, and thus, the present invention is not limited to the above description and may be modified within the scope of the appended claims and their equivalents.
10: 콘크리트 보강용 강섬유 12: 제 1 원호바디
13: 제 2 원호바디 14: 제 3 원호바디
16: 후크 18: 콘크리트
20: 직선부 22: 균열부
24: 균열면10: steel fiber for concrete reinforcement 12: first arc body
13: second arc body 14: third arc body
16: hook 18: concrete
20: straight portion 22: crack portion
24: crack surface
Claims (7)
상기 제1 원호바디의 단부에서 연장되며, 상기 제1 원호바디와 반대의 위상을 갖는 원호 형상의 강섬유로 이루어진 제2 원호바디;
상기 제2 원호바디의 단부에 연장되며, 상기 제2 원호바디와 반대의 위상을 갖는 원호 형상의 강섬유로 이루어진 제3 원호바디; 및
상기 제1 원호바디의 외측단 및 상기 제3 원호바디의 외측단에서 각각 연장되어 뽑힘 저항성을 증가시키며 상기 제 1 원호바디 및 상기 제 3 원호바디로부터 상기 제 1 원호바디 및 상기 제 3 원호바디의 볼록한 부분 측으로 절곡 형성되는 후크;
를 포함하여 콘크리트 내부에 분산되어 상기 콘크리트의 강도를 향상시는 콘크리트 보강용 강섬유.A first circular arc body made of steel fibers having a circular arc shape;
A second circular arc body extending from an end of the first circular arc body and formed of arc-shaped steel fibers having a phase opposite to that of the first circular arc body;
A third circular arc body extending at an end of the second circular arc body and made of steel fibers having an arc shape having a phase opposite to that of the second circular arc body; And
Extending from the outer end of the first arc body and the outer end of the third arc body, respectively, to increase the pull resistance and from the first arc body and the third arc body of the first arc body and the third arc body; A hook bent to the side of the convex portion;
Steel fiber for concrete reinforcement, including being dispersed inside the concrete to improve the strength of the concrete.
상기 제 1 원호바디의 반지름을 R이라 하고, 상기 제1 원호바디의 외측단과 제3 원호바디의 외측단을 잇는 직선의 길이를 L이라고 할 때, 다음의 [식]을 만족하는 콘크리트 보강용 강섬유.
[식]
The method of claim 1,
When the radius of the first arc body is R and the length of the straight line connecting the outer end of the first arc body and the outer end of the third arc body is L, the steel fiber for concrete reinforcement satisfying the following formula .
[expression]
상기 제1 원호바디의 외측단과 상기 제3 원호바디의 외측단을 잇는 직선의 길이 L은 50 내지 70mm인 것을 특징으로 하는 콘크리트 보강용 강섬유.The method of claim 2,
The length L of the straight line connecting the outer end of the first arc body and the outer end of the third arc body is 50 to 70mm, characterized in that the steel fiber for concrete reinforcement.
상기 강섬유의 단면은 사각형 또는 원형인 것을 특징으로 하는 콘크리트 보강용 강섬유.
The method of claim 1,
Cross section of the steel fiber is a steel fiber for concrete reinforcement, characterized in that the rectangular or circular.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113636771A (en) * | 2021-09-06 | 2021-11-12 | 浙江理工大学 | Arc-shaped steel fiber, manufacturing mold and method and concrete applying steel fiber |
KR20230088576A (en) * | 2021-12-10 | 2023-06-20 | 주식회사 금강 | A Reinforcement for Concrete |
KR102571801B1 (en) * | 2022-10-05 | 2023-08-29 | (주)코스틸 | One-Arch Steel Fiber |
CN118009871A (en) * | 2024-04-09 | 2024-05-10 | 西南石油大学 | Preparation method of basalt fiber high temperature resistant sensor |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0753247A (en) * | 1993-06-11 | 1995-02-28 | Bridgestone Metarufua Kk | Steel fiber |
JP2001220190A (en) * | 2000-02-08 | 2001-08-14 | Cmc Kk | S-shaped steel fiber for reinforcing concrete |
CN202509171U (en) * | 2012-03-22 | 2012-10-31 | 上海罗洋新材料科技有限公司 | S-shaped PVA (Polyvinyl Acetate) fiber |
-
2018
- 2018-05-31 KR KR1020180062585A patent/KR102043306B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0753247A (en) * | 1993-06-11 | 1995-02-28 | Bridgestone Metarufua Kk | Steel fiber |
JP2001220190A (en) * | 2000-02-08 | 2001-08-14 | Cmc Kk | S-shaped steel fiber for reinforcing concrete |
CN202509171U (en) * | 2012-03-22 | 2012-10-31 | 上海罗洋新材料科技有限公司 | S-shaped PVA (Polyvinyl Acetate) fiber |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113636771A (en) * | 2021-09-06 | 2021-11-12 | 浙江理工大学 | Arc-shaped steel fiber, manufacturing mold and method and concrete applying steel fiber |
KR20230088576A (en) * | 2021-12-10 | 2023-06-20 | 주식회사 금강 | A Reinforcement for Concrete |
KR102625502B1 (en) * | 2021-12-10 | 2024-01-17 | 주식회사 금강 | A Reinforcement for Concrete |
KR102571801B1 (en) * | 2022-10-05 | 2023-08-29 | (주)코스틸 | One-Arch Steel Fiber |
CN118009871A (en) * | 2024-04-09 | 2024-05-10 | 西南石油大学 | Preparation method of basalt fiber high temperature resistant sensor |
CN118009871B (en) * | 2024-04-09 | 2024-06-04 | 西南石油大学 | Preparation method of basalt fiber high temperature resistant sensor |
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