KR102125807B1 - Optical fiber-attached carbon fiber sheet using support fiber of flame grass type, and construction method for the same - Google Patents

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Abstract

구조물의 보수 및 보강을 위한 탄소섬유시트(Carbon Fiber Sheet)와 같은 직조물의 제작과 시공시, 억새(Flame Gras) 형상의 돌기(Protrusion)가 형성된 보조섬유(Support Fiber)를 이용하여 광섬유(Optical Fiber)를 탄소섬유시트에 용이하게 부착 또는 탈착할 수 있고, 또한, 탄소섬유시트에 부착하기 위한 광섬유에 억새 형상의 돌기를 설치함으로써 접착제 없이도 탄소섬유시트 등 직조물에 광섬유를 용이하게 배치 및 고정할 수 있으며, 또한, 탄소섬유시트에 부착이 용이한 광섬유 제조과정에서 억새형 보조섬유가 설치된 광섬유로 일반 광섬유를 대체 적용할 수 있고, 이에 따라 시공 편의성을 향상시킬 수 있는, 억새형 보조섬유를 이용한 광섬유 부착형 탄소섬유시트 및 그 시공방법이 제공된다.When manufacturing and constructing a woven fabric such as a carbon fiber sheet for repair and reinforcement of a structure, optical fiber is used by using a support fiber formed with a flame-like protrusion. ) Can be easily attached to or detached from the carbon fiber sheet, and by installing a silver grass-like protrusion on the optical fiber for attaching to the carbon fiber sheet, the optical fiber can be easily placed and fixed on a woven fabric such as a carbon fiber sheet without an adhesive. In addition, in the process of manufacturing an optical fiber that is easily attached to a carbon fiber sheet, a general optical fiber can be applied as an optical fiber with an auxiliary fiber installed, and accordingly, an optical fiber using an auxiliary fiber that can improve construction convenience. An adhesive carbon fiber sheet and a construction method thereof are provided.

Description

억새형 보조섬유를 이용한 광섬유 부착형 탄소섬유시트 및 그 시공방법 {OPTICAL FIBER-ATTACHED CARBON FIBER SHEET USING SUPPORT FIBER OF FLAME GRASS TYPE, AND CONSTRUCTION METHOD FOR THE SAME}Fiber optic attached carbon fiber sheet using silver grass auxiliary fiber and its construction method {OPTICAL FIBER-ATTACHED CARBON FIBER SHEET USING SUPPORT FIBER OF FLAME GRASS TYPE, AND CONSTRUCTION METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 광섬유 부착형 탄소섬유시트에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 구조물의 보수 및 보강을 위한 탄소섬유시트(Carbon Fiber Sheet)와 같은 직조물(Woven Fabric)의 제작과 시공시, 억새(Flame Gras) 형상의 돌기(Protrusion)가 형성된 보조섬유(Support Fiber)를 이용하여 광섬유를 탄소섬유시트에 부착 또는 탈착하는 광섬유 부착형 탄소섬유시트 및 그 시공방법에 관한 것이다.The present invention relates to an optical fiber-attached carbon fiber sheet, and more specifically, during fabrication and construction of a woven fabric such as a carbon fiber sheet for repair and reinforcement of a structure, silver grass (Flame Gras) The present invention relates to an optical fiber-attached carbon fiber sheet and a construction method for attaching or detaching an optical fiber to or from a carbon fiber sheet by using a support fiber having a protrusion having a shape.

일반적으로, 탄소섬유(Carbon Fiber)는 다양하게 이용되어온 석유화학 제품으로서, 인장강도가 강철의 10배 이상인 특성을 이용하여 토목 및 건축 구조물의 보강재로 연구 개발되었다.In general, carbon fiber (Carbon Fiber) is a petrochemical product that has been used in various ways, and has been developed and developed as a reinforcing material for civil and building structures by using tensile strength of 10 times or more.

이러한 탄소섬유의 종류로는 생성된 피치(Pitch)를 좁고 가는 노즐을 통해 구워 만들어진 피치계와 폴리아크릴니트릴 섬유를 구워서 탄화시킨 폴리아크릴로니트릴(PAN)계가 있으며, 항공, 우주 및 스포츠 분야에서 건축 및 토목 분야까지 그 적용범위가 확대되는 추세이다. 예를 들면, 건축 및 토목 분야에서는 시트재, 철근대체재인 카본대(Carbon rod) 및 르네핀과 같은 장섬유와 탄소섬유화 시멘트패널인 탄소섬유 보강 시멘트 복합재(CFRC), 보수재인 탄소섬유 르네모르와 같은 단섬유 등으로 활용되고 있다.These types of carbon fibers include pitch-based pitches made through a narrow, narrow nozzle and polyacrylonitrile-based carbonized polyacrylonitrile (PAN) systems, which are built in the aerospace, space and sports fields. And the field of application is expanding to civil engineering. For example, in the field of construction and civil engineering, carbon fiber reinforced cement composite material (CFRC), carbon fiber reinforced cement composite material (CFRC), which is a long-fiber fiber such as sheet material, carbon rod and renepin, which are reinforcing bars, and carbon fiber Renemor, It is used as the same short fiber.

이러한 탄소섬유를 이용한 구조물 보강 공법은, 지금까지 보강재로 주로 사용되었던 철판 대신 고강도 탄소섬유시트(Carbon Fiber Sheet)를 콘크리트 표면에 접착하여 일체화시키는 합성 구조화 공법으로서, 일방향(Uni-Directional)으로 탄소섬유가 배열된 탄소섬유시트를 상온 경화형 에폭시수지를 이용하여 구조 내력이 부족한 콘크리트 단면에 접착하여 보강함으로써 구조물의 강도 내구성 및 내진 성능 등을 보강할 수 있는 보수 및 보강 공법이다.The structure reinforcing method using carbon fiber is a synthetic structured construction method in which high-strength carbon fiber sheets are adhered to a concrete surface instead of iron plates, which have been mainly used as reinforcing materials, to be integrated, and carbon fibers are uni-directional. This is a repair and reinforcement method that can reinforce the strength durability and seismic performance of the structure by adhering and reinforcing the carbon fiber sheet arranged at room temperature to a concrete section having insufficient structural strength using a room temperature curing type epoxy resin.

이러한 탄소섬유를 이용한 구조물 보강 공법의 경우, 탄소섬유시트 내에 다수의 탄소섬유가 일방향으로 배열되어 있기 때문에 강도 및 탄성 특성이 뛰어나며, 또한, 중량이 철의 1/4인 탄소섬유를 사용하므로 보강 이후 구조물의 중량에 영향을 거의 미치지 않는다. 또한, 탄소섬유시트와 에폭시수지만으로 구성되는 복합재 보강이기 때문에 물, 염기, 산, 자외선 등의 외기 영향에 의한 부식이나 열화현상이 없고 수지의 방수 효과를 기대할 수 있다.In the case of the structure reinforcing method using the carbon fiber, since a plurality of carbon fibers are arranged in one direction in the carbon fiber sheet, strength and elastic properties are excellent, and since carbon fiber having a weight of 1/4 of iron is used, after reinforcement It has little effect on the weight of the structure. In addition, since it is a composite reinforcement composed of only carbon fiber sheets and epoxy resins, there is no corrosion or deterioration due to external influences such as water, base, acid and ultraviolet rays, and the waterproof effect of the resin can be expected.

도 1은 탄소섬유시트를 구조물의 표면에 부착하여 보강하는 것을 예시하는 도면이고, 도 2는 탄소섬유시트를 이용한 탄소섬유 보강 공법의 동작흐름도이다.1 is a view illustrating that the carbon fiber sheet is attached to the surface of the structure to reinforce it, and FIG. 2 is an operation flow diagram of the carbon fiber reinforcement method using the carbon fiber sheet.

도 1에 도시된 바와 같이, 탄소섬유를 이용한 구조물 보강 공법에 따르면, 구조물(10)의 휨 보강 및 전단 보강을 위해 사용되고, 예를 들면, 철근 콘크리트 구조물의 인장측에 부착 보강하여 부족한 휨내력을 대폭 증진시킬 수 있다. 또한, 탄소섬유시트(20)의 부착에 의한 보강 표면은 기존 콘크리트 표면보다도 탁월한 내마모 성능을 갖게 되며, 피로하중, 충격, 고하중 등의 원인으로 발생된 콘크리트 표면의 균열 부위에 탄소섬유시트(20)를 보강함으로써 구조물(10)의 내력을 회복시킬 수 있으며, 균열의 활동을 억제 및 유지시킬 수 있다.As shown in Figure 1, according to the structure reinforcement method using carbon fiber, it is used for bending reinforcement and shear reinforcement of the structure 10, for example, by attaching reinforcement to the tensile side of the reinforced concrete structure to significantly reduce the bending strength Can be promoted. In addition, the reinforcing surface by attaching the carbon fiber sheet 20 has superior wear resistance than the existing concrete surface, and the carbon fiber sheet (in the cracked area of the concrete surface caused by fatigue load, impact, high load, etc.) By reinforcing 20), the strength of the structure 10 can be restored, and the activity of cracks can be suppressed and maintained.

또한, 도 1 및 도 2를 참조하면, 이러한 탄소섬유시트를 이용한 탄소섬유 보강 공법은, 먼저, 탄소섬유시트(20)의 보강 전에 1차적으로 보강대상 구조물 내의 균열을 보수한다(S11). 다음으로, 예를 들면, 디스크 그라인더를 이용하여 보강대상 구조물(10)을 표면처리하고(S12), 이후, 보강대상 구조물(10)의 표면에 프라이머를 도포한다(S13).In addition, referring to FIGS. 1 and 2, the carbon fiber reinforcing method using the carbon fiber sheet firstly repairs cracks in the structure to be reinforced prior to reinforcing the carbon fiber sheet 20 (S11 ). Next, for example, surface treatment of the structure 10 to be reinforced using a disk grinder (S12), and then, a primer is applied to the surface of the structure 10 to be reinforced (S13).

다음으로, 에폭시 퍼티로 보강대상 구조물(10)의 표면을 평탄화하고(S14). 이후, 에폭시수지를 보강대상 구조물(10)의 표면에 도포한다(S15). 다음으로, 탄소섬유시트(20)를 보강대상 구조물(10)의 표면에 접착한다(S16). 예를 들면, 탄소섬유시트20)의 이형시트를 벗기면서 부착면을 보강할 구조물(10)의 표면에 접착한다. Next, the surface of the structure 10 to be reinforced with epoxy putty is flattened (S14). Thereafter, the epoxy resin is applied to the surface of the structure 10 to be reinforced (S15). Next, the carbon fiber sheet 20 is adhered to the surface of the structure 10 to be reinforced (S16). For example, while peeling off the release sheet of the carbon fiber sheet 20, it adheres to the surface of the structure 10 to reinforce the attachment surface.

다음으로, 기포제거용 롤러를 이용하여 탄소섬유시트(20) 내의 공기를 제거한다(S17). 다음으로, 마감을 위해 에폭시수지를 도포하고(S18), 이후, 탄소섬유시트(20)가 부착된 보강대상 구조물(10)의 잔여분의 수지를 제거하고 표면을 마감한다(S19).Next, the air in the carbon fiber sheet 20 is removed using a bubble removing roller (S17). Next, an epoxy resin is applied for finishing (S18), and then, the resin of the remaining portion of the structure 10 to which the carbon fiber sheet 20 is attached is removed and the surface is finished (S19).

그러나 종래의 기술에 따른 탄소섬유 보강 방법은, 탄소섬유시트(20)의 내부구조상, 매우 얇은 두께인 탄소섬유시트(20)에 수 만개의 탄소섬유가 집합됨에 따라, 고점도의 에폭시수지가 탄소섬유시트를 함침하기 어렵기 때문에 탄소섬유시트(20)의 부착 후에도 탄소섬유시트(20)가 들뜨는 문제점이 있었으며, 이에 따라 저점도의 에폭시수지를 사용할 경우, 탄소섬유시트(20)를 부착하기도 전에 중력에 의해 에폭시수지가 하부로 흘러내림으로써 균일한 부착이 어렵다는 문제점이 있었다.However, in the carbon fiber reinforcing method according to the prior art, tens of thousands of carbon fibers are collected on the very thin carbon fiber sheet 20 due to the internal structure of the carbon fiber sheet 20, so that the high viscosity epoxy resin is carbon fiber. Since it is difficult to impregnate the sheet, there was a problem that the carbon fiber sheet 20 is lifted even after the carbon fiber sheet 20 is attached. Accordingly, when using a low-viscosity epoxy resin, gravity is applied even before the carbon fiber sheet 20 is attached. There was a problem that it is difficult to uniformly adhere by flowing the epoxy resin to the bottom.

또한, 탄소섬유시트(20)의 부착 후, 다시 에폭시수지를 도포하고, 이후 롤러로 밀면서 압착하면, 탄소섬유시트(20)의 일부가 부스러지는 박리현상이 발생할 수 있고, 또한, 롤러에 에폭시수지가 묻어서 표면을 정리하는데 애로사항이 있었으며, 또한, 양생할 때 설치하는 비닐시트가 에폭시수지에 닿지 않도록 해야 하므로, 이러한 비닐시트를 설치하기 용이하지 않다는 문제점이 있었다.In addition, after the carbon fiber sheet 20 is attached, the epoxy resin is applied again, and then pressed while being pushed with a roller, a peeling phenomenon in which a part of the carbon fiber sheet 20 is broken may occur, and the epoxy resin is also applied to the roller. There was a problem in arranging the surface by burying it, and also, there was a problem in that it was not easy to install such a vinyl sheet because the vinyl sheet installed during curing should not be in contact with the epoxy resin.

한편, 전술한 문제점을 해결하기 위한 선행기술로서, 대한민국 공개특허번호 제2008-0078766호에는 "고장력 볼트를 이용한 탄소섬유 보강공법"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 콘크리트 구조물의 보강재로 사용되는 탄소섬유시트가 탈락하는 현상 및 빈번한 에폭시의 들뜸을 방지할 수 있도록, 그라인더 처리한 콘크리트의 바탕면에 와이어메쉬를 시공한 상태에서 고장력 볼트를 체결한 다음에, 고장력 볼트의 돌출부분까지 에폭시로 미장 처리하는 공정을 거친 후, 탄소섬유시트를 시공하고 에폭시로 마감 처리하는 견고한 시공을 통해서 중력, 진동 또는 외부 충격으로 인한 에폭시의 들뜸 현상 및 탄소섬유시트의 탈락을 방지하기 위한 것이다.On the other hand, as a prior art for solving the above-mentioned problems, Korean Patent Publication No. 2008-0078766 discloses an invention entitled “Carbon fiber reinforcement method using high tension bolt”, which is used as a reinforcement material for concrete structures. To prevent the fiber sheet from falling off and frequent epoxidation, fasten the high-strength bolt with the wire mesh installed on the ground surface of the grinder-treated concrete, and then plaster the high-strength bolt with epoxy. After going through the process, it is to prevent the excitation of the epoxy due to gravity, vibration, or external impact and the fall of the carbon fiber sheet through a sturdy construction that installs the carbon fiber sheet and finishes it with epoxy.

전술한 바와 같이, 광섬유센서 매립형 탄소섬유시트를 제조하기 위하여 광섬유를 탄소섬유시트에 부착하기 위해 에폭시수지 접착제를 이용하는 경우, 접착제를 도포한 광섬유센서를 탄소섬유시트에 배치해야 하므로 접착제가 원치 않는 부위에 도포되는 등 제조에 어려움이 있다.As described above, when an epoxy resin adhesive is used to attach the optical fiber to the carbon fiber sheet in order to manufacture the optical fiber sensor embedded carbon fiber sheet, the optical fiber sensor coated with the adhesive must be placed on the carbon fiber sheet, so that the adhesive is not desired. There are difficulties in manufacturing such as being applied to.

대한민국 공개특허번호 제2011-32127호(공개일: 2011년 3월 30일), 발명의 명칭: "파이프라인 파손탐지를 위한 광섬유 케이블 일체형 테이프(또는 시트) 및 이의 시공방법"Republic of Korea Patent Publication No. 2011-32127 (published date: March 30, 2011), the name of the invention: "fibre-optic cable-integrated tape (or sheet) for detecting pipeline damage and construction method therefor" 대한민국 등록특허번호 제10-789924호(출원일: 2006년 9월 20일), 발명의 명칭: "광섬유센서가 장착된 부착형 보강재를 이용한 구조물 보강상태 분석방법"Republic of Korea Patent No. 10-789924 (application date: September 20, 2006), the name of the invention: "A method of analyzing the structure reinforcement using an optical fiber sensor attached adhesive reinforcement" 대한민국 등록특허번호 제10-1681520호(출원일: 2016년 4월 21일), 발명의 명칭: "탄소섬유시트와 부착용 보강재를 이용한 콘크리트 구조물의 보강구조 및 보강공법"Republic of Korea Patent No. 10-1681520 (application date: April 21, 2016), the name of the invention: "Reinforcement structure and reinforcement method of concrete structures using carbon fiber sheet and attachment reinforcement" 대한민국 등록특허번호 제10-1455364호(출원일: 2014년 9월 3일), 발명의 명칭: "탄소섬유 보강판을 이용한 건물 및 교량 등의 콘크리트 구조물 보강방법"Republic of Korea Patent No. 10-1455364 (application date: September 3, 2014), the name of the invention: "Reinforcement method of concrete structures such as buildings and bridges using carbon fiber reinforcement plate" 대한민국 등록특허번호 제10-1395202호(출원일: 2014년 2월 10일), 발명의 명칭: "탄소섬유 보강재 및 그리드형 섬유보강재와 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보강방법"Republic of Korea Patent No. 10-1395202 (application date: February 10, 2014), the name of the invention: "carbon fiber reinforcement and grid-type fiber reinforcement and concrete structure reinforcement method using the same" 대한민국 등록특허번호 제10-500421호(출원일: 2005년 3월 8일), 발명의 명칭: "탄소섬유시트를 이용한 콘크리트 구조물의 보강 공법"Republic of Korea Patent No. 10-500421 (application date: March 8, 2005), the name of the invention: "reinforcement method of concrete structure using carbon fiber sheet" 대한민국 공개특허번호 제2008-0078766호(공개일: 2008년 8월 28일), 발명의 명칭: "고장력 볼트를 이용한 탄소섬유 보강공법"Republic of Korea Patent Publication No. 2008-0078766 (published date: August 28, 2008), the name of the invention: "Carbon fiber reinforcement method using high tension bolt"

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 구조물의 보수 및 보강을 위한 탄소섬유시트와 같은 직조물의 제작과 시공시, 억새 형상의 돌기가 형성된 보조섬유를 이용하여 광섬유를 탄소섬유시트에 부착 또는 탈착할 수 있는, 억새형 보조섬유를 이용한 광섬유 부착형 탄소섬유시트 및 그 시공방법을 제공하기 위한 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention for solving the above-mentioned problems is to fabricate and construct a woven fabric such as a carbon fiber sheet for the repair and reinforcement of a structure, using an auxiliary fiber formed with silver-shaped projections to carbon fiber an optical fiber. It is to provide an optical fiber-attached carbon fiber sheet and its construction method using a silver-type auxiliary fiber that can be attached to or detached from a sheet.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 탄소섬유시트에 부착하기 위한 광섬유에 억새 형상의 돌기를 설치함으로써 접착제 없이도 탄소섬유시트 등 직조물에 광섬유를 용이하게 배치 및 고정할 수 있는, 억새형 보조섬유를 이용한 광섬유 부착형 탄소섬유시트 및 그 시공방법을 제공하기 위한 것이다.Another technical problem to be achieved by the present invention, by installing a silver grass-like protrusions on the optical fiber for attaching to the carbon fiber sheet, the silver fiber type auxiliary fiber that can be easily placed and fixed to the fiber, such as carbon fiber sheet without adhesive. It is to provide an optical fiber attached carbon fiber sheet and a construction method thereof.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 억새형 보조섬유를 이용한 광섬유 부착형 탄소섬유시트는, 구조물의 보수 및 보강을 위해 광섬유가 설치되는 탄소섬유시트에 있어서, 억새 형상의 다수의 돌기가 형성되도록 사전 제조되는 억새형 보조섬유; 외주면에 상기 억새 형상의 돌기가 형성된 억새형 보조섬유가 설치되는 광섬유; 상기 광섬유를 탄소섬유시트에 부착할 수 있도록 상기 억새형 보조섬유가 설치된 광섬유가 배치되는 모재; 및 상기 억새형 보조섬유의 억새 형상의 돌기에 의해 상기 광섬유가 부착되는 탄소섬유시트를 포함하되, 상기 억새형 보조섬유에 형성된 억새 형상의 돌기에 의해 상기 광섬유가 접착제 없이 상기 탄소섬유시트에 부착되어 광섬유 부착형 탄소섬유시트를 형성하고; 상기 광섬유는 상기 억새 형상의 돌기에 의해 접착제 없이 상기 탄소섬유시트에 부착 또는 탈착되며; 상기 광섬유에 1~2㎝ 간격으로 방사형으로 3~4개의 억새형 보조섬유가 설치되는 것을 특징으로 한다.As a means for achieving the above-described technical problem, the fiber-attached carbon fiber sheet using a silver grass type auxiliary fiber according to the present invention is a carbon fiber sheet in which an optical fiber is installed for repair and reinforcement of a structure, and a plurality of silver grass shapes Thatched type auxiliary fiber is prepared in advance so that the projection of the; An optical fiber in which a silver-like auxiliary fiber in which the silver-shaped projection is formed is installed on an outer peripheral surface; A base material on which the optical fiber on which the silver-type auxiliary fiber is installed is disposed so that the optical fiber can be attached to the carbon fiber sheet; And a carbon fiber sheet to which the optical fiber is attached by a silver-shaped protrusion of the silver-type auxiliary fiber, wherein the optical fiber is attached to the carbon fiber sheet without adhesive by a silver-shaped protrusion formed on the silver-type auxiliary fiber. Forming an optical fiber-attached carbon fiber sheet; The optical fiber is attached to or detached from the carbon fiber sheet without adhesive by the silver-shaped projections; It characterized in that 3 to 4 silver grass type auxiliary fibers are installed radially at intervals of 1 to 2 cm to the optical fiber.

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여기서, 상기 광섬유 부착형 탄소섬유시트는 일측면에 에폭시수지 접착제를 도포하여 구조물에 부착된다.Here, the optical fiber-attached carbon fiber sheet is attached to the structure by applying an epoxy resin adhesive on one side.

여기서, 상기 광섬유 부착형 탄소섬유시트가 구조물에 부착된 후, 상기 광섬유의 양단에는 커넥터가 연결되며, 상기 커넥터를 통해 OTDR 계측장비에 연결되어 계측을 실시할 수 있다.Here, after the optical fiber-attached carbon fiber sheet is attached to the structure, connectors are connected to both ends of the optical fiber, and can be connected to OTDR measurement equipment through the connector for measurement.

한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 억새형 보조섬유를 이용한 광섬유 부착형 탄소섬유시트의 시공방법은, 구조물의 보수 및 보강을 위해 광섬유가 설치되는 탄소섬유시트의 시공방법에 있어서, a) 탄소섬유시트 내에 부착할 광섬유를 준비하는 단계; b) 억새형 보조섬유를 상기 광섬유의 외주면에 감아서 고정하는 단계; c) 상기 억새형 보조섬유가 감긴 광섬유를 모재 상에 설치하는 단계; d) 상기 억새형 보조섬유에 의해 상기 광섬유를 부착시킨 광섬유 부착형 탄소섬유시트를 형성하는 단계; 및 e) 에폭시수지 접착제를 사용하여 상기 광섬유 부착형 탄소섬유시트를 구조물에 부착하는 단계를 포함하되, 상기 억새형 보조섬유에 형성된 억새 형상의 돌기에 의해 상기 광섬유가 접착제 없이 상기 탄소섬유시트에 부착되어 광섬유 부착형 탄소섬유시트를 형성하고; 상기 광섬유는 상기 억새 형상의 돌기에 의해 접착제 없이 상기 탄소섬유시트에 부착 또는 탈착되며; 상기 광섬유에 1~2㎝ 간격으로 방사형으로 3~4개의 억새형 보조섬유가 설치되는 것을 특징으로 한다.On the other hand, as another means for achieving the above technical problem, the construction method of the optical fiber-attached carbon fiber sheet using the silver-assisted auxiliary fiber according to the present invention, the structure of the carbon fiber sheet is installed optical fiber for repair and reinforcement of the structure In the construction method, a) preparing an optical fiber to be attached in the carbon fiber sheet; b) winding and fixing a silver grass type auxiliary fiber on the outer peripheral surface of the optical fiber; c) installing an optical fiber wound by the silver-type auxiliary fiber on a base material; d) forming an optical fiber-attached carbon fiber sheet to which the optical fiber is attached by the silver-type auxiliary fiber; And e) attaching the optical fiber-attached carbon fiber sheet to the structure using an epoxy resin adhesive, wherein the optical fiber is attached to the carbon fiber sheet without adhesive by a silver-shaped protrusion formed on the silver-type auxiliary fiber. To form an optical fiber-attached carbon fiber sheet; The optical fiber is attached to or detached from the carbon fiber sheet without adhesive by the silver-shaped projections; It characterized in that 3 to 4 silver grass type auxiliary fibers are installed radially at intervals of 1 to 2 cm to the optical fiber.

본 발명에 따른 억새형 보조섬유를 이용한 광섬유 부착형 탄소섬유시트의 시공방법은, f) 상기 광섬유 부착형 탄소섬유시트 내에 부착된 광섬유 양단을 인출하여 OTDR 계측장비에 연결하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.The construction method of the optical fiber-attached carbon fiber sheet using the silver-supplementary auxiliary fiber according to the present invention further includes f) drawing out both ends of the optical fiber attached in the optical fiber-attached carbon fiber sheet and connecting it to the OTDR measurement equipment. Can.

본 발명에 따르면, 구조물의 보수 및 보강을 위한 탄소섬유시트와 같은 직조물의 제작과 시공시, 억새 형상의 돌기가 형성된 보조섬유를 이용하여 광섬유를 탄소섬유시트에 용이하게 부착 또는 탈착할 수 있다.According to the present invention, during fabrication and construction of a woven material such as a carbon fiber sheet for repair and reinforcement of a structure, an optical fiber can be easily attached or detached to a carbon fiber sheet by using an auxiliary fiber formed with a silver-shaped protrusion.

본 발명에 따르면, 탄소섬유시트에 부착하기 위한 광섬유에 억새 형상의 돌기를 설치함으로써 접착제 없이도 탄소섬유시트 등 직조물에 광섬유를 용이하게 배치 및 고정할 수 있다.According to the present invention, it is possible to easily place and fix an optical fiber on a woven material such as a carbon fiber sheet without an adhesive by installing a silver-shaped projection on the optical fiber for attaching to the carbon fiber sheet.

본 발명에 따르면, 탄소섬유시트에 부착이 용이한 광섬유 제조과정에서 억새형 보조섬유가 설치된 광섬유로 일반 광섬유를 대체 적용할 수 있고, 이에 따라 시공 편의성을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, in the process of manufacturing an optical fiber that is easily attached to a carbon fiber sheet, a general optical fiber may be alternatively applied as an optical fiber in which a silver-type auxiliary fiber is installed, thereby improving construction convenience.

도 1은 탄소섬유시트를 구조물의 표면에 부착하여 보강하는 것을 예시하는 도면이다.
도 2는 탄소섬유시트를 이용한 탄소섬유 보강 공법의 동작흐름도이다.
도 3은 종래의 기술에 따른 광섬유센서가 장착된 부착형 보강재를 이용한 구조물 보강상태 분석방법에서 광섬유센서의 작용상태를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 광섬유센서의 장착을 예시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 억새형 보조섬유를 이용한 광섬유 부착형 탄소섬유시트를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 억새형 보조섬유를 이용한 광섬유 부착형 탄소섬유시트에서 억새형 보조섬유가 설치된 광섬유를 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 억새 형상의 다수의 돌기가 형성된 억새형 보조섬유를 설치한 광섬유를 예시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 억새형 보조섬유를 이용한 광섬유 부착형 탄소섬유시트의 시공방법의 동작흐름도이다.1 is a view illustrating the reinforcement by attaching the carbon fiber sheet to the surface of the structure.
2 is an operation flow chart of the carbon fiber reinforcement method using a carbon fiber sheet.
Figure 3 is a view for explaining the working state of the optical fiber sensor in the method for analyzing the structure reinforcement using the attached reinforcing material equipped with an optical fiber sensor according to the prior art, Figure 4 illustrates the mounting of the optical fiber sensor shown in Figure 3 It is a drawing.
5 is a view showing an optical fiber-attached carbon fiber sheet using a silver grass type auxiliary fiber according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a perspective view showing an optical fiber in which a silver-type auxiliary fiber is installed in an optical fiber-attached carbon fiber sheet using a silver-type auxiliary fiber according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating an optical fiber in which a silver-type auxiliary fiber having a plurality of projections having a silver-sized shape shown in FIG. 6 is formed.
8 is an operation flow diagram of a construction method of an optical fiber-attached carbon fiber sheet using a silver grass type auxiliary fiber according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains may easily practice. However, the present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, in order to clearly describe the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and like reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part “includes” a certain component, this means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.

먼저, 본 발명의 출원인에 의해 특허출원되어 등록된 대한민국 등록특허번호 제10-789924호에는 "광섬유센서가 장착된 부착형 보강재를 이용한 구조물 보강상태 분석방법"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하며, 본 명세서 내에 참조되어 본 발명의 일부를 이룬다.First, Korean Patent Registration No. 10-789924, which has been patented and registered by the applicant of the present invention, discloses an invention titled "Method for Analyzing Structure Reinforcement Status Using Attached Reinforcing Material with Optical Fiber Sensor". It is described with reference to 3 and 4, and is incorporated in the present specification to form part of the present invention.

도 3은 종래의 기술에 따른 광섬유센서가 장착된 부착형 보강재를 이용한 구조물 보강상태 분석방법에서 광섬유센서의 작용상태를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 광섬유센서의 장착을 예시하는 도면이다.3 is a view for explaining the operating state of the optical fiber sensor in the method of analyzing the structure reinforcement using the attached reinforcing material equipped with an optical fiber sensor according to the prior art, Figure 4 illustrates the mounting of the optical fiber sensor shown in Figure 3 It is a drawing.

도 3을 참조하면, 일반적으로 광섬유센서(40)는 BOTDR(Brillouin Optical Time Domain Reflectometry) 또는 FBG센서(Fiber Bragg Gratting Sensor)를 이용 하여 계측할 수 있다.Referring to FIG. 3, in general, the optical fiber sensor 40 may be measured using Brillouin Optical Time Domain Reflectometry (BOTDR) or Fiber Bragg Gratting Sensor (FBG sensor).

광섬유센서(40)는, 예를 들면, 펄스발생수단(51), 레이저다이오드(52), 출력된 펄스광을 광섬유에 커플링시키고, 후방으로 산란된 펄스광을 출력하는 커플링수단(53), 상기 커플링수단(53)으로부터 펄스광의 광 파워를 측정하고, 이를 전기적인 신호로 변환하는 광 검출기(54), 이러한 전기적인 신호를 증폭하는 증폭기(55), 증폭된 전기신호를 일정한 샘플링속도에 의하여 디지털신호로 변환하는 AD 컨버터(56), 이러한 디지털 신호를 저장하고 분석하여 생성된 데이터를 디스플레이에 출력하고, 상기 분석데이터에 따라 펄스폭과 펄스 주기를 조절하는 제어신호와 샘플링 속도를 조절하기 위한 설정 신호를 출력하는 신호처리부(57) 및 이를 표시하는 디스플레이부(58)로 구성된 계측장비(50)를 이용하되, 광섬유(41)를 포함하는 것으로 한다.The optical fiber sensor 40, for example, a pulse generating means 51, a laser diode 52, a coupling means 53 for coupling the output pulse light to the optical fiber, and outputting the pulsed light scattered backward. , Optical detector 54 for measuring the optical power of the pulsed light from the coupling means 53, and converting it into an electrical signal, an amplifier 55 for amplifying the electrical signal, a constant sampling rate of the amplified electrical signal AD converter 56 to convert to a digital signal by, and stores and analyzes the digital signal and outputs the generated data to a display, and controls the control signal and sampling rate to adjust the pulse width and pulse period according to the analyzed data A measurement device 50 configured as a signal processing unit 57 for outputting a set signal for output and a display unit 58 displaying the same is used, but it is assumed to include an optical fiber 41.

도 3에 도시된 바와 같이, 광섬유(41) 자체는 보강재(60)에 미리 부착되는 방식으로 설치되며, 상기 보강재(60)는 탄소섬유시트, FRP 판, FRP 스트립 또는 강판 등의 형태로 콘크리트 구조물과 같은 피보강 구조물(70)의 표면에 에폭시와 같은 접착제에 의하여 부착식으로 설치된다. 이때, 단지 접착제가 아닌 다른 부착수단(앵커볼트 등과 같은 기계적 부착수단)에 의하여 탄소섬유시트, FRP 판, FRP 스트립 또는 강판 등이 피보강 구조물(70)에 부착될 수도 있다.As shown in Figure 3, the optical fiber 41 itself is installed in a manner that is pre-attached to the reinforcement 60, the reinforcement 60 is a concrete structure in the form of a carbon fiber sheet, FRP plate, FRP strip or steel sheet, etc. It is attached to the surface of the reinforced structure 70 such as an adhesive by an adhesive such as epoxy. At this time, the carbon fiber sheet, the FRP plate, the FRP strip or the steel sheet, etc. may be attached to the reinforcement structure 70 by means of attachment other than an adhesive (mechanical attachment means such as anchor bolts).

이때, 보강재(60)로서 탄소섬유시트, FRP 판, FRP 스트립 또는 강판 등을 이러한 보강재의 표면에는 광섬유(41)가 접착제에 의하여 미리 설치되는 경우를 기준으로 설명한다.At this time, the carbon fiber sheet, FRP plate, FRP strip or steel sheet, etc. as the reinforcing material 60 will be described based on the case where the optical fiber 41 is pre-installed by an adhesive on the surface of the reinforcing material.

전술한 바와 같이, 보강재(60)에 고정된 광섬유(41)는 보강재(60)의 탈락 등에 따라 함께 길이 또는 두께 변화가 발생하게 되며, 이러한 두께 및 길이변화는 광섬유(41)의 단면적이 일시적으로 변경될 수 있는 요인을 제공하게 된다. 통상적으로, 광섬유센서(40)를 구성하는 광섬유(41)는 광이 전반사가 이루어지도록 굴절률이 서로 다른 코어(Fiber Core), 클래딩(Cladding) 및 이러한 코어 및 클래딩을 보호하기 위한 폴리머코팅 및 재킷으로 구성된다.As described above, the length or thickness of the optical fiber 41 fixed to the reinforcing material 60 is caused by dropping or the like of the reinforcing material 60, and such a change in thickness and length temporarily changes the cross-sectional area of the optical fiber 41. It provides factors that can be changed. Typically, the optical fiber 41 constituting the optical fiber sensor 40 is a core (Fiber Core), cladding (Cladding) having a different refractive index so that light is totally reflected, and a polymer coating and a jacket for protecting the core and cladding It is composed.

보강재(60)에는 미리 광섬유(41)가 먼저 고정되어 설치된다. 이에 광섬유(41)에는 일정한 펄스광이 계측장비(50)를 구성하는 펄스광 출력부(51) 및 레이저다이오드(52)에 의하여 입사될 수 있게 된다.In the reinforcing material 60, the optical fiber 41 is first fixed and installed. Accordingly, a certain pulsed light may be incident on the optical fiber 41 by the pulsed light output unit 51 and the laser diode 52 constituting the measurement equipment 50.

이때, 상기 보강재(60)가 피보강 구조물(70)로부터 탈락하게 되면, 광섬유의 압착력이 이완되므로 순간적으로 광섬유(41)가 보강재(60)에 고정되어 있으므로, 그 두께 또는 길이가 증가하게 된다. 이것은 광섬유(41)의 단면적을 증가시키게 되어 입사된 펄스광(입사된 펄스광)을 증가시키게 된다.At this time, when the reinforcing material 60 is detached from the reinforced structure 70, since the compressive force of the optical fiber is relaxed, the optical fiber 41 is temporarily fixed to the reinforcing material 60, thereby increasing its thickness or length. This increases the cross-sectional area of the optical fiber 41, thereby increasing the incident pulse light (incident pulse light).

이후, 접착제에 의하여 부착식으로 설치되는 보강재(60)가 시간이 경과함에 따라 접착제의 변질 등으로 인하여 그 부착 성능이 저하되는 경우, 보강재(60)의 탈락 등에 의하여 광섬유(41)의 단면적이 증가함에 따라 광섬유에 입사된 펄스광의 증가에 의한 전기적인 신호값을 측정하고, 측정된 신호값을 통해 보강재의 탈락여부를 알 수 있다.Thereafter, when the adhesion performance of the reinforcing material 60, which is attached by an adhesive, is reduced due to the deterioration of the adhesive with time, the cross-sectional area of the optical fiber 41 increases due to dropping of the reinforcing material 60, etc. As a result, the electrical signal value due to the increase in the pulsed light incident on the optical fiber is measured, and it is possible to know whether the reinforcing material falls off through the measured signal value.

이때, 보강재(60)의 탈락 여부의 추정은 광섬유(41)에 연결된 펄스발생수단(51), 레이저다이오드(52), 커플링수단(53), 광 검출부(54), 이러한 전기적인 신호를 증폭하는 증폭기(55), AD 컨버터(56), 신호처리부(57) 함께 설계자에 의하여 다양하게 제공될 수 있는 분석프로그램 및 데이터를 포함하는 분석수단 및 디스플레이부(58)에 의하여 대비되어 분석될 수 있다.At this time, the estimation of whether or not the reinforcing material 60 is eliminated is amplified by the pulse generating means 51 connected to the optical fiber 41, the laser diode 52, the coupling means 53, the light detection unit 54, and the like. The amplifier 55, the AD converter 56, and the signal processing unit 57 may be analyzed in contrast by an analysis means and a display unit 58 including an analysis program and data that can be variously provided by a designer. .

결국, 광섬유센서(40)는 보강재(60)의 일면에 미리 부착 등의 방법으로 설치되어 피보강 구조물(70)의 보강부위와 접하도록 설치됨으로써 별도의 특별한 설치 공종 없이도 용이하게 상시 원하는 때 필요한 보강재 탈락 여부를 측정할 수 있다.In the end, the optical fiber sensor 40 is installed in a manner such as pre-attachment to one surface of the reinforcing material 60 to be installed in contact with the reinforcing part of the reinforced structure 70, so that the reinforcement material needed at any time is easily required without special installation. It is possible to measure whether or not to drop out.

또한, 도 4를 참조하면, 보강재(60)에 있어 탄소섬유시트, FRP 판, FRP 스트립 또는 강판 등을 이용하되, 상기 보강재(60) 일측면 전체에 걸쳐 단절 없이 광섬유(41)를 연속으로 배치하는 경우의 예이다. 즉, 보강재(60)의 측면 전체를 커버할 수 있도록 단절 없이 광섬유(41)를 연속으로 배치하되, 광섬유(41)끼리의 이격 거리는 되도록 좁게 형성시킴으로써 보다 정밀한 검측값을 취득할 수 있고, 또한, 보강재(60)의 면적의 크기, 연장길이 등을 고려하여 단절 없이 연속화된 광섬유(41) 다수를 배치할 수 있다. 이러한 광섬유(41)는 일종의 케이블 형태로서 부착된 상태에서 외부로 노출될 수 있도록 형성시킨다.In addition, referring to Figure 4, in the reinforcing material 60, a carbon fiber sheet, FRP plate, FRP strip or steel sheet, etc. is used, but the optical fiber 41 is continuously disposed without breaking across one side of the reinforcing material 60. This is an example. That is, the optical fibers 41 are continuously arranged without a break so as to cover the entire side surface of the reinforcing material 60, but a more precise detection value can be obtained by forming the distance between the optical fibers 41 as narrow as possible. Considering the size of the area of the reinforcing material 60, the length of the extension, and the like, a plurality of continuous optical fibers 41 can be disposed without disconnection. The optical fiber 41 is formed as a kind of cable so that it can be exposed to the outside while attached.

이와 같이 부착된 광섬유(41)의 단부에는 계측장비(50)가 연결되어 원하는 센서 측정값을 계측할 수 있다. 이때, 광섬유(41)는 배치 형태에 따라 구부러지도록 설치되는데, 이러한 점을 고려하여 광섬유에 입사되는 광량 변화량과 배치 형태의 관계를 미리 세팅하여 놓은 상태에서 상기 광량 변화량을 측정할 수 있다. 즉, 상기 광섬유센서에 의한 기본측정값이 광섬유센서의 보강 대상 구조물로부터 보강재가 탈락 또는 파손됨에 따른 광량 변화량으로 설정되어 계측수단에 의하여 상기 광량 변화량에 의한 보강재 상태변화를 상시 확인할 수 있다.Measurement equipment 50 is connected to the end of the attached optical fiber 41 to measure a desired sensor measurement value. At this time, the optical fiber 41 is installed to be bent according to the arrangement type, and considering this point, the change in the amount of light can be measured in a state in which the relationship between the amount of change in the amount of light incident on the optical fiber and the arrangement is set in advance. That is, the basic measurement value by the optical fiber sensor is set to the amount of change in the amount of light as the reinforcing material is dropped or damaged from the structure to be reinforced of the optical fiber sensor, and the measurement means can be used to constantly check the change in the state of the reinforcing material by the amount of change in light.

또한, 탄소섬유시트 표면 부착 공법은 인장강도와 내구성능이 우수하여 콘크리트 구조물의 대표적인 보수ㅇ보강 공법이다. 이러한 탄소섬유시트 보강 공법은 접착시 도포 불량 등의 원인으로 손상부 박리, 부착부 탈락이 발생할 수 있으므로 보강 성능의 검증을 위해 부착 상태에 대한 조사가 필요하다. 현재 적용되고 있는 부착 상태 조사방법은 인력에 의한 조사로 객관성 확보 및 전수조사에 어려움이 있다. 구조물이 시트부착공법으로 보강된 이후 보강재의 손상 유형 파악 및 대응방안 수립이 가능하도록 손상 위치와 면적의 정확한 측정 및 평가 시스템이 필요한 실정이다.In addition, the method of attaching the surface of carbon fiber sheet has excellent tensile strength and durability, so it is a typical repair and reinforcement method for concrete structures. The carbon fiber sheet reinforcing method may cause damage to part peeling and attachment part dropping due to poor application during adhesion, so it is necessary to investigate the state of attachment to verify the reinforcing performance. The currently applied method of attaching status is difficult to secure objectivity and conduct a complete survey through investigation by manpower. After the structure is reinforced with the sheet attaching method, it is necessary to accurately measure and evaluate the location and area of damage so that the type of damage to the reinforcement can be identified and countermeasures can be established.

이하, 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 억새형 보조섬유를 이용한 광섬유 부착형 탄소섬유시트를 설명하고, 도 8을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 억새형 보조섬유를 이용한 광섬유 부착형 탄소섬유시트의 시공방법을 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, an optical fiber-attached carbon fiber sheet using a silver grass type auxiliary fiber according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 7, and a silver grass type auxiliary fiber according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8. The construction method of the optical fiber-attached carbon fiber sheet will be described in detail.

[억새형 보조섬유를 이용한 광섬유 부착형 탄소섬유시트(100)][Carbon fiber sheet with fiber attached using silver grass type auxiliary fiber (100)]

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 억새형 보조섬유를 이용한 광섬유 부착형 탄소섬유시트를 나타내는 도면으로서, 도 5의 a)는 평면도이고, 도 5의 b)는 A-A 라인을 절개선으로 하는 단면도이다.5 is a view showing an optical fiber-attached carbon fiber sheet using a silver grass type auxiliary fiber according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 a) is a plan view, and FIG. 5 b) is a cross-sectional view taken along line AA to be.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 억새형 보조섬유를 이용한 광섬유 부착형 탄소섬유시트(100)는, 모재(110), 억새형 보조섬유(120), 광섬유(130) 및 탄소섬유시트(150)를 포함한다.5, the optical fiber attached carbon fiber sheet 100 using silver grass type auxiliary fiber according to an embodiment of the present invention, a base material 110, silver grass type auxiliary fiber 120, optical fiber 130 and carbon fiber Sheet 150 is included.

억새형 보조섬유(120)는 억새 형상의 돌기가 형성되도록 사전 제조되며, 상기 억새 형상의 돌기에 의해 탄소섬유시트와 같은 직조물에 용이하게 고정된다.The silver-sized auxiliary fiber 120 is pre-manufactured to form a silver-sized protrusion, and is easily fixed to a woven material such as a carbon fiber sheet by the silver-sized protrusion.

광섬유(130)는 그 외주면에 상기 억새 형상의 돌기가 형성된 억새형 보조섬유(120)가 설치되며, 예를 들면, 상기 광섬유(130)에 1~2㎝ 간격으로 방사형으로 3~4개의 억새형 보조섬유(120)가 설치될 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다.The optical fiber 130 is provided with a silver-type auxiliary fiber 120 formed with the silver-shaped projections on its outer circumferential surface, for example, three to four silver type with a radial distance of 1 to 2 cm on the optical fiber 130 The auxiliary fiber 120 may be installed, but is not limited thereto.

모재(110)는, 도 5의 a)에 도시된 바와 같이, 상기 광섬유(130)를 탄소섬유시트(150)에 부착할 수 있도록 상기 억새형 보조섬유(120)가 설치된 광섬유(130)가 배치된다. 이때, 상기 광섬유 부착형 탄소섬유시트가 구조물에 부착된 후, 상기 광섬유(130)의 양단에는 커넥터(140)가 연결되며, 상기 커넥터(140)를 통해, 예를 들면, OTDR 계측장비에 연결되어 계측을 실시할 수 있다.As shown in FIG. 5A), the base material 110 is arranged with an optical fiber 130 in which the silver-type auxiliary fiber 120 is installed so as to attach the optical fiber 130 to the carbon fiber sheet 150. do. At this time, after the optical fiber-attached carbon fiber sheet is attached to the structure, connectors 140 are connected to both ends of the optical fiber 130, and are connected to, for example, OTDR measurement equipment through the connector 140. Measurement can be performed.

탄소섬유시트(150)는 상기 억새형 보조섬유(120)의 억새 형상의 돌기에 의해 상기 광섬유(130)가 부착된다. 이에 따라, 별도의 접착제 없이도 상기 광섬유(130)를 탄소섬유시트(150)에 용이하게 부착 또는 탈착시킬 수 있게 된다. 즉, 상기 억새형 보조섬유(120)에 형성된 억새 형상의 돌기에 의해 상기 광섬유(130)가 접착제 없이 상기 탄소섬유시트(150)에 부착되어 본 발명의 실시예에 따른 광섬유 부착형 탄소섬유시트(100)를 형성하게 된다.The carbon fiber sheet 150 is attached to the optical fiber 130 by a silver-shaped projection of the silver-type auxiliary fiber 120. Accordingly, it is possible to easily attach or detach the optical fiber 130 to the carbon fiber sheet 150 without a separate adhesive. That is, the optical fiber 130 is attached to the carbon fiber sheet 150 without an adhesive by the projection of the silver shape formed on the silver-type auxiliary fiber 120, the optical fiber attached carbon fiber sheet according to an embodiment of the present invention ( 100).

에폭시수지 접착제(160)는 상기 광섬유 부착형 탄소섬유시트(100)가 완성된 후, 구조물에 상기 광섬유 부착형 탄소섬유시트(100)를 부착할 수 있도록 도포된다.The epoxy resin adhesive 160 is applied to attach the optical fiber attached carbon fiber sheet 100 to the structure after the optical fiber attached carbon fiber sheet 100 is completed.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 억새형 보조섬유를 이용한 광섬유 부착형 탄소섬유시트에서 억새형 보조섬유가 설치된 광섬유를 나타내는 사시도로서, 도 6의 a)는 억새형 보조섬유(120)가 설치되지 않은 광섬유(130)를 나타내는 사시도로서, 전술한 바와 같이, 상기 광섬유는 광이 전반사가 이루어지도록 굴절률이 서로 다른 코어(131), 클래딩(132) 및 이러한 코어(131) 및 클래딩(132)을 보호하기 위한 폴리머코팅(133) 및 재킷(134)으로 구성되며, 또한, 도 6의 b)는 억새형 보조섬유(120)가 설치된 광섬유(130)를 나타내는 사시도로서, 억새 형성의 돌기가 다수 형성된 억새형 보조섬유(120)를 상기 광섬유(130)의 외주면에 감아서 고정시킨 것을 나타낸다. 이에 따라, 상기 억새형 보조섬유(120)에 의해 상기 광섬유(130)를 탄소섬유시트(150) 등 직조물에 광섬유(130)를 원하는 형태로 배치할 수 있게 되며, 이때, 별도의 접착제를 사용하지 않고도 광섬유(130)를 부착 또는 탈착시킬 수 있다.FIG. 6 is a perspective view showing an optical fiber in which a silver-type auxiliary fiber is installed in an optical fiber-attached carbon fiber sheet using a silver-type auxiliary fiber according to an embodiment of the present invention, wherein a) of the silver-type auxiliary fiber 120 is installed in FIG. As a perspective view showing an optical fiber 130 that is not, as described above, the optical fiber has cores 131, cladding 132, and cores 131 and cladding 132 having different refractive indices so that total reflection is performed. It consists of a polymer coating 133 and a jacket 134 for protection, and also, b) of FIG. 6 is a perspective view showing the optical fiber 130 in which the silver-type auxiliary fiber 120 is installed, and a plurality of silver-forming protrusions are formed. It shows that the silver grass type auxiliary fiber 120 is wound around the outer circumferential surface of the optical fiber 130 and fixed. Accordingly, it is possible to place the optical fiber 130 in a desired shape on the woven fabric such as the carbon fiber sheet 150 by the silver type auxiliary fiber 120, and at this time, a separate adhesive is not used. It is possible to attach or detach the optical fiber 130 without.

또한, 상기 탄소섬유시트(150) 등 직조물에 광섬유(130)를 원하는 형태로 배치하도록 억새 형상의 돌기가 형성된 억새형 보조섬유(120)를 이용하여 상기 광섬유(130)를 탄소섬유시트(150)에 용이하게 부착 또는 탈착할 수 있다. 이때, 상기 탄소섬유시트(150)에 부착하기 위한 광섬유(130)에 1~2㎝ 간격으로 방사형으로 3~4개의 억새 형상의 돌기가 형성된 억새형 보조섬유(120)를 설치함으로써 기존의 광섬유에 도포되는 에폭시수지 접착제 없이도 탄소섬유시트(150) 등 직조물에 광섬유(130)를 용이하게 배치 및 고정할 수 있다. 이후, 이와 같이 완성된 광섬유 부착형 탄소섬유시트(100)는 에폭시수지 접착제(160)를 사용하여 구조물에 부착된다.In addition, the optical fiber 130 is carbon fiber sheet 150 by using a silver-like auxiliary fiber 120 formed with a silver-shaped projection so as to arrange the optical fiber 130 in a desired shape on the woven fabric such as the carbon fiber sheet 150. It can be easily attached or detached. At this time, by installing the silver fiber-type auxiliary fiber 120, which is formed with 3 to 4 silver-shaped projections in a radial direction at intervals of 1 to 2 cm, to the optical fiber 130 for attaching the carbon fiber sheet 150 to the existing optical fiber. Even without the epoxy resin adhesive applied, the optical fiber 130 can be easily placed and fixed on the woven material such as the carbon fiber sheet 150. Thereafter, the completed optical fiber-attached carbon fiber sheet 100 is attached to the structure using an epoxy resin adhesive 160.

도 7은 도 6에 도시된 억새 형상의 다수의 돌기가 형성된 억새형 보조섬유를 설치한 광섬유를 예시하는 도면으로서, 도 7의 a)는 광섬유(130)를 나타내고, 도 7의 b)는 억새형 보조섬유(120)를 나타내며, 도 7의 c)는 억새형 보조섬유(120)가 설치된 광섬유(130)를 나타내며, 광섬유(130)에 억새형 보조섬유(120)를 간편하게 감아서 설치할 수 있는 것을 나타낸다.FIG. 7 is a view illustrating an optical fiber in which a silver-sized auxiliary fiber having a plurality of projections in the shape of a silver grass shown in FIG. 6 is installed, wherein a) in FIG. 7 shows the optical fiber 130 and b in FIG. 7 is silver grass The type auxiliary fiber 120 is shown, and c) of FIG. 7 represents the optical fiber 130 in which the silver-type auxiliary fiber 120 is installed, and can be installed by simply winding the silver-type auxiliary fiber 120 on the optical fiber 130. Indicates that.

이러한 억새형 보조섬유(130)를 이용하는 경우, 광섬유(130)에 억새 형상의 돌기가 형성된 억새형 보조섬유(130)를 설치할 수 있다. 이와 같이 억새 형상의 돌기가 설치된 광섬유(130)는 탄소섬유시트(150) 등의 직조물에 손쉽게 탈착 및 부착이 가능하므로, 본 발명의 실시예에 따른 광섬유 부착형 탄소섬유시트(100)를 용이하게 제작할 수 있게 된다.In the case of using the silver type auxiliary fiber 130, the silver type auxiliary fiber 130 may be installed on the optical fiber 130 with a silver-shaped protrusion formed thereon. Since the optical fiber 130 in which the projection of the silver-sized shape is installed is easily detachable and attached to the woven material such as the carbon fiber sheet 150, the optical fiber-attached carbon fiber sheet 100 according to an embodiment of the present invention can be easily It becomes possible to produce.

결국, 본 발명의 실시예에 따른 억새형 보조섬유를 이용한 광섬유 부착형 탄소섬유시트에 따르면, 구조물의 보수 및 보강을 위한 탄소섬유시트와 같은 직조물의 제작과 시공시, 억새 형상의 돌기가 형성된 보조섬유를 이용하여 광섬유를 탄소섬유시트에 용이하게 부착 또는 탈착할 수 있다.After all, according to the carbon fiber sheet attached to the optical fiber using a silver grass type auxiliary fiber according to an embodiment of the present invention, during the manufacture and construction of a woven fabric such as a carbon fiber sheet for the repair and reinforcement of the structure, a silver-shaped protrusion formed auxiliary Fibers can be used to easily attach or detach optical fibers to carbon fiber sheets.

[억새형 보조섬유를 이용한 광섬유 부착형 탄소섬유시트의 시공방법][Construction method of optical fiber attached carbon fiber sheet using silver grass type auxiliary fiber]

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 억새형 보조섬유를 이용한 광섬유 부착형 탄소섬유시트의 시공방법의 동작흐름도이다.8 is an operation flow diagram of a construction method of an optical fiber-attached carbon fiber sheet using a silver grass type auxiliary fiber according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 억새형 보조섬유를 이용한 광섬유 부착형 탄소섬유시트의 시공방법은, 먼저, 탄소섬유시트(150) 내에 부착할 광섬유(130)를 준비한다(S110).Referring to Figure 8, the construction method of the optical fiber-attached carbon fiber sheet using a silver grass type auxiliary fiber according to an embodiment of the present invention, first, to prepare the optical fiber 130 to be attached to the carbon fiber sheet 150 (S110 ).

다음으로, 억새형 보조섬유(120)를 상기 광섬유(130)의 외주면에 감아서 고정한다(S120). 여기서, 광섬유(130)가 부착된 탄소섬유시트(150)를 제작하는 과정에서, 종래의 기술에 따르면 광섬유(130)의 배치를 위해서 상기 광섬유(130)에 에폭시수지 접착제를 도포하고 탄소섬유시트(150)에 부착하였지만, 이러한 광섬유 부착 과정의 편의성을 높이기 위해서, 본 발명의 실시예에 따른 억새형 보조섬유를 이용한 광섬유 부착형 탄소섬유시트의 시공방법의 경우, 억새형 보조섬유(130), 예를 들면, 억새 형상의 돌기가 설치된 광섬유(130)를 제공한다. 예를 들면, 상기 탄소섬유시트(159(에 부착하기 위한 광섬유(130)에 1~2㎝ 간격으로 방사형으로 3~4개의 억새형 보조섬유(120), 예를 들면, 억새 형상의 돌기를 형성하여 설치함으로써, 광섬유 부착을 위한 에폭시수지 접착제 없이도 탄소섬유시트(150) 등 직조물에 광섬유를 용이하게 배치 및 고정할 수 있다.Next, the silver grass type auxiliary fiber 120 is wound around the outer circumferential surface of the optical fiber 130 and fixed (S120). Here, in the process of manufacturing the carbon fiber sheet 150 to which the optical fiber 130 is attached, according to the prior art, an epoxy resin adhesive is applied to the optical fiber 130 for the placement of the optical fiber 130 and the carbon fiber sheet ( 150), but in order to increase the convenience of the optical fiber attachment process, in the case of the construction method of the optical fiber-attached carbon fiber sheet using the silver-type auxiliary fiber according to the embodiment of the present invention, the silver-type auxiliary fiber 130, eg For example, there is provided an optical fiber 130 in which a silver-shaped projection is installed. For example, the carbon fiber sheet 159 (3~4 silver-type auxiliary fibers 120 in a radial direction at intervals of 1 to 2 cm to the optical fiber 130 for attachment to, for example, silver-like protrusions are formed. By installing, the optical fiber can be easily placed and fixed on the woven material such as the carbon fiber sheet 150 without an epoxy resin adhesive for attaching the optical fiber.

다음으로, 상기 억새형 보조섬유(120)가 감긴 광섬유(130)를 모재(110) 상에 설치한다(S130).Next, the silver fiber-type auxiliary fiber 120 is installed on the base material 110, the optical fiber 130 is wound (S130).

다음으로, 상기 억새형 보조섬유(120)에 의해 상기 광섬유(130)를 부착시킨 광섬유 부착형 탄소섬유시트(100)를 형성한다(S140).Next, an optical fiber-attached carbon fiber sheet 100 to which the optical fiber 130 is attached is formed by the silver-type auxiliary fiber 120 (S140).

다음으로, 에폭시수지 접착제(160)를 사용하여 상기 광섬유 부착형 탄소섬유시트(100)를 구조물에 부착한다(S150).Next, the optical fiber attached carbon fiber sheet 100 is attached to the structure using an epoxy resin adhesive 160 (S150).

후속적으로, 상기 광섬유 부착형 탄소섬유시트(100) 내에 부착된 광섬유(130) 양단을 인출하여 OTDR 계측장비에 연결하여 계측을 실시한다(S160). 이에 따라, 전술한 바와 같이, 상기 탄소섬유시트(100)가 상기 구조물에 들뜸이 없이 부착되었는지 여부 및 상기 구조물의 보수 또는 보강내력을 파악할 수 있게 된다.Subsequently, both ends of the optical fiber 130 attached to the optical fiber-attached carbon fiber sheet 100 are taken out and connected to an OTDR measurement equipment to perform measurement (S160). Accordingly, as described above, it is possible to determine whether the carbon fiber sheet 100 is attached to the structure without lifting and repair or reinforcement history of the structure.

결국, 본 발명의 실시예에 따르면 탄소섬유시트에 부착하기 위한 광섬유에 억새 형상의 돌기를 설치함으로써 접착제 없이도 탄소섬유시트 등 직조물에 광섬유를 용이하게 배치 및 고정할 수 있으며, 또한, 탄소섬유시트에 부착이 용이한 광섬유 제조과정에서 억새형 보조섬유가 설치된 광섬유로 일반 광섬유를 대체 적용할 수 있고, 이에 따라 시공 편의성을 향상시킬 수 있다.After all, according to an embodiment of the present invention, by installing a silver-like projection on the optical fiber for attaching to the carbon fiber sheet, the optical fiber can be easily placed and fixed on a woven material such as a carbon fiber sheet without an adhesive. In the process of manufacturing the optical fiber that is easy to attach, the general optical fiber can be applied as an optical fiber having a silver-back auxiliary fiber installed, thereby improving construction convenience.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustration only, and those skilled in the art to which the present invention pertains can understand that the present invention can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and it should be interpreted that all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts thereof are included in the scope of the present invention. do.

100: 광섬유 부착형 탄소섬유시트
110: 모재
120: 억새형 보조섬유
130: 광섬유
140: 커넥터
150: 탄소섬유시트
160: 에폭시수지 접착제100: carbon fiber sheet with optical fiber attached
110: base material
120: silver grass type auxiliary fiber
130: optical fiber
140: connector
150: carbon fiber sheet
160: epoxy resin adhesive

Claims (9)

구조물의 보수 및 보강을 위해 광섬유(Optical Fiber)가 설치되는 탄소섬유시트(Carbon Fiber Sheet)에 있어서,
억새 형상의 다수의 돌기가 형성되도록 사전 제조되는 억새형 보조섬유(120);
외주면에 상기 억새 형상의 돌기가 형성된 억새형 보조섬유(120)가 설치되는 광섬유(130);
상기 광섬유(130)를 탄소섬유시트(150)에 부착할 수 있도록 상기 억새형 보조섬유(120)가 설치된 광섬유(130)가 배치되는 모재(110); 및
상기 억새형 보조섬유(120)의 억새 형상의 돌기에 의해 상기 광섬유(130)가 부착되는 탄소섬유시트(150)를 포함하되,
상기 억새형 보조섬유(120)에 형성된 억새 형상의 돌기에 의해 상기 광섬유(130)가 접착제 없이 상기 탄소섬유시트(150)에 부착되어 광섬유 부착형 탄소섬유시트(100)를 형성하고; 상기 광섬유(130)는 상기 억새 형상의 돌기에 의해 접착제 없이 상기 탄소섬유시트(150)에 부착 또는 탈착되며; 상기 광섬유(130)에 1~2㎝ 간격으로 방사형으로 3~4개의 억새형 보조섬유(120)가 설치되는 것을 특징으로 하는 억새형 보조섬유를 이용한 광섬유 부착형 탄소섬유시트.In the carbon fiber sheet (Optical Fiber) is installed for the repair and reinforcement of the structure,
The silver-like auxiliary fiber 120 is pre-fabricated so that a plurality of silver-like projections are formed;
An optical fiber 130 in which a silver-like auxiliary fiber 120 in which the silver-shaped protrusion is formed is installed on an outer peripheral surface;
A base material 110 on which the optical fiber 130 on which the silver-type auxiliary fiber 120 is installed is disposed so as to attach the optical fiber 130 to the carbon fiber sheet 150; And
It includes a carbon fiber sheet 150 to which the optical fiber 130 is attached by the projection of the silver-shaped auxiliary fiber 120, that is, a silver-shaped projection,
The optical fiber 130 is attached to the carbon fiber sheet 150 without adhesive to form a carbon fiber sheet 100 attached to the optical fiber by an adhesive-like protrusion formed on the silver-type auxiliary fiber 120; The optical fiber 130 is attached to or detached from the carbon fiber sheet 150 without adhesive by the silver-shaped projections; Carbon fiber sheet with an optical fiber attached to the optical fiber 130, characterized in that three to four silver grass type auxiliary fibers 120 are installed radially at intervals of 1 to 2 cm. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 광섬유 부착형 탄소섬유시트(100)는 일측면에 에폭시수지 접착제(160)를 도포하여 구조물에 부착되는 것을 특징으로 하는 억새형 보조섬유를 이용한 광섬유 부착형 탄소섬유시트.According to claim 1,
The optical fiber-attached carbon fiber sheet 100 is an optical fiber-attached carbon fiber sheet using a silver grass type auxiliary fiber, characterized in that it is attached to a structure by applying an epoxy resin adhesive 160 on one side. 제1항에 있어서,
상기 광섬유 부착형 탄소섬유시트(100)가 구조물에 부착된 후, 상기 광섬유(130)의 양단에는 커넥터(140)가 연결되며, 상기 커넥터(140)를 통해 OTDR 계측장비에 연결되어 계측을 실시하는 것을 특징으로 하는 억새형 보조섬유를 이용한 광섬유 부착형 탄소섬유시트.According to claim 1,
After the optical fiber-attached carbon fiber sheet 100 is attached to the structure, connectors 140 are connected to both ends of the optical fiber 130, and connected to OTDR measurement equipment through the connector 140 to perform measurement. Carbon fiber sheet attached to the optical fiber using a silver grass type auxiliary fiber, characterized in that. 구조물의 보수 및 보강을 위해 광섬유(Optical Fiber)가 설치되는 탄소섬유시트(Carbon Fiber Sheet)의 시공방법에 있어서,
a) 탄소섬유시트(150) 내에 부착할 광섬유(130)를 준비하는 단계;
b) 억새형 보조섬유(120)를 상기 광섬유(130)의 외주면에 감아서 고정하는 단계;
c) 상기 억새형 보조섬유(120)가 감긴 광섬유(130)를 모재(110) 상에 설치하는 단계;
d) 상기 억새형 보조섬유(120)에 의해 상기 광섬유(130)를 부착시킨 광섬유 부착형 탄소섬유시트(100)를 형성하는 단계; 및
e) 에폭시수지 접착제(160)를 사용하여 상기 광섬유 부착형 탄소섬유시트(100)를 구조물에 부착하는 단계를 포함하되,
상기 억새형 보조섬유(120)에 형성된 억새 형상의 돌기에 의해 상기 광섬유(130)가 접착제 없이 상기 탄소섬유시트(150)에 부착되어 광섬유 부착형 탄소섬유시트(100)를 형성하고; 상기 광섬유(130)는 상기 억새 형상의 돌기에 의해 접착제 없이 상기 탄소섬유시트(150)에 부착 또는 탈착되며; 상기 광섬유(130)에 1~2㎝ 간격으로 방사형으로 3~4개의 억새형 보조섬유(120)가 설치되는 것을 특징으로 하는 억새형 보조섬유를 이용한 광섬유 부착형 탄소섬유시트의 시공방법.In the construction method of a carbon fiber sheet (Optical Fiber) is installed for the repair and reinforcement of the structure,
a) preparing an optical fiber 130 to be attached in the carbon fiber sheet 150;
b) winding and fixing the silver-sized auxiliary fiber 120 on the outer circumferential surface of the optical fiber 130;
c) installing the optical fiber 130 wound on the silver-type auxiliary fiber 120 on the base material 110;
d) forming an optical fiber-attached carbon fiber sheet 100 to which the optical fiber 130 is attached by the silver-type auxiliary fiber 120; And
e) attaching the optical fiber-attached carbon fiber sheet 100 to the structure using an epoxy resin adhesive 160,
The optical fiber 130 is attached to the carbon fiber sheet 150 without adhesive to form a carbon fiber sheet 100 attached to the optical fiber by an adhesive-like protrusion formed on the silver-type auxiliary fiber 120; The optical fiber 130 is attached to or detached from the carbon fiber sheet 150 without adhesive by the silver-shaped projections; Construction method of an optical fiber-attached carbon fiber sheet using a silver grass type auxiliary fiber, characterized in that 3 to 4 silver grass type auxiliary fibers 120 are radially installed at intervals of 1 to 2 cm. 제6항에 있어서,
f) 상기 광섬유 부착형 탄소섬유시트(100) 내에 부착된 광섬유(130) 양단을 인출하여 OTDR 계측장비에 연결하는 단계를 추가로 포함하는 억새형 보조섬유를 이용한 광섬유 부착형 탄소섬유시트의 시공방법.The method of claim 6,
f) Construction method of optical fiber-attached carbon fiber sheet using silver-assisted auxiliary fiber, further comprising drawing both ends of the optical fiber 130 attached in the optical fiber-attached carbon fiber sheet 100 and connecting it to the OTDR measurement equipment. . 삭제delete 삭제delete
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