KR102156131B1 - 구조물 보강용 개량형 섬유 보강재의 제조 방법과 이 방법에 의해 제조된 개량형 섬유 보강재 - Google Patents

구조물 보강용 개량형 섬유 보강재의 제조 방법과 이 방법에 의해 제조된 개량형 섬유 보강재 Download PDF

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Abstract

본 발명은 일정 간격으로 이격시켜 경사로 배열한 스트랩(Strap)과 접착 메쉬(Adhesive mesh)를 히팅롤러 사이에 통과시켜 간편하게 복합스트랩 구조의 구조물 보강용 개량형 섬유 보강재의 제조 방법과 이 방법에 의해 제조된 개량형 섬유 보강재에 관한 것이다.
이와 같이 본 발명은, 열가소성수지인 에폭시수지 또는 열경화성수지인 페놀수지에 탄소섬유사, 아라미드 섬유사, 유리섬유사 또는 이들의 혼합물을 함침시켜 인발로 제조한 FRP 스트랩(Fiber reinforced plastic strap)을 일정 간격으로 이격시켜 경사로 배열한 다음, 접착 메쉬와 함께 히팅롤러 사이에 통과시켜 간편하게 복합 스트랩 구조의 섬유 보강재의 제조가 가능하므로 생산성을 대폭 향상시킬 수 있고, 또한, 본 발명은 구조물의 보강시에, 구조물에 도포한 퍼티(Putty)가 복합스트랩의 이격 공간 사이의 위치하는 접착메쉬의 망을 통과하여 이격 공간 내에 충진되어 섬유보강재와 퍼티(Putty)가 접촉되는 비표면적을 최대화하므로 보다 우수한 접착력과 지속적인 부착력을 가지며, 높은 섬유체적비에 의해 기존의 섬유 보강재보다 기존보다 적게 적용하여도 구조물의 보강 효과를 극대화할 수 있는 효과가 있다.

Description

구조물 보강용 개량형 섬유 보강재의 제조 방법과 이 방법에 의해 제조된 개량형 섬유 보강재{Method of manufacturing improved type fiber reinforcement for reinforce of structure, and Improved fiber reinforcement manufactured by this manufacturing method}
본 발명은 일정 간격으로 이격시켜 경사로 배열한 스트랩(Strap)과 접착 메쉬(Adhesive mesh)를 히팅롤러 사이에 통과시켜 간편하게 복합스트랩 구조의 섬유 보강재를 제조함으로서, 생산성이 향상되고, 구조물의 보강 효과를 극대화할 수 있는 것을 특징으로 하는 구조물 보강용 개량형 섬유 보강재의 제조 방법과 이 방법에 의해 제조된 개량형 섬유 보강재에 관한 것이다.
일반적으로 콘크리트 구조물의 표면은 대개 외부로 노출이 되어 있어서, 시간이 지남에 따라 노후화되어 심미성이 떨어지고, 표면에 크랙이 발생하여 구조물의 강도와 강성을 떨어뜨리고, 이 크랙으로 수분이 침투하면, 추가적인 균열을 더 쉽게 유발하며, 침투된 수분은 콘크리트 내부의 철근을 부식시키고, 콘크리트 구조물이 노후화가 진행되면 보수 시공이나 보강 시공이 필요하였으며, 이외에도 기존 콘크리트 구조물에 추가적인 강도 보강이 필요한 경우에도 보강 시공을 시행하였다.
기본적인 콘크리트 구조물의 보수 보강 방법은 탄소섬유 보강 공법이 일반화되어 있으며, 이 탄소섬유 보강 공법을 간단히 설명하면, 콘크리트 표면의 돌출부위는 제거하고, 오목한 부위는 모르타르, 퍼티로 메워 그 표면을 평평하고, 필요시에 표면에 프라이머의 도포와 모르타르의 미장 및 양생으로 표면 보수를 진행한다.
그리고 콘크리트 구조물 표면에 에폭시수지를 충분히 도포한 뒤, 탄소섬유시트를 부착하여, 도포된 에폭시수지에 함침하며, 또한, 부착된 탄소섬유시트에 에폭시수지를 도포하여 롤러 등으로 밀어 기포를 제거하고, 비닐시트 등을 시공면에 직접 닿지 않게 덮어, 물이나 먼지로부터 보호하면서, 충분히 양생하여 그 콘크리트 구조물의 강도 보강을 완료하며, 강도 보강에 적용하는 탄소섬유시트(Carbon fiber sheet)는 고탄성, 고강도, 우수한 내구성 및 내식성과 불연성 등의 특성이 있어서, 콘크리트 구조물의 표면에 탄소섬유시트를 부착하는 강도 보강을 통해서 콘크리트 구조물의 강도, 내구성 및 내진 성능 등을 높인다.
한편, 콘크리트 구조물의 보수 보강 방법인 탄소섬유 보강 공법이 일반화되면서 탄소섬유시트의 종류와 시공 방법이 다양하게 개발되었으며, 탄소섬유시트의 예를 들어보면, 특허문헌 1인 국내 등록실용 제20-0130505호에는 도 1에 도시된 바와 같이, '경사(5)로서 폴리에틸렌 섬유사, 폴리프로필렌 섬유사 나일론 사 중에 선택되는 섬유사와 위사(3)로서 탄소섬유사가 제직되어 제조되는 보강재용 탄소 섬유 재직 구조'가 게시되어 있고, 특허문헌 2인 국내 공개특허 제10-2012-0120772호에는 '열가소성수지가 코팅된 유리섬유사와 탄소섬유사의 직조로 제조되는 융착사를 이용한 탄소직물의 제조 방법 및 그 탄소직물'이 게시되어 있으며, 특허문헌 3인 국내 등록특허 제10-0791360호에는 '탄소섬유와 아라미드 섬유의 혼합섬유 또는 탄소섬유와 유리섬유사의 혼합섬유 중에 선택된 제1보강부와 유리섬유사의 직조로 제조되는 하이브리드 섬유 보강재, 또는, 이들 섬유 보강재의 1배의 체적비로 에폭시수지가 함침되어 바의 형상으로 제조되는 섬유 보강재와 함께, 이들 섬유 보강재를 콘크리트 구조물의 보강부위에 에폭시로 부착하는 보강공법이 포함된 하이브리드 섬유 보강재 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보강방법'이 게시되어 있다.
그리고 특허문헌 4는, 도 2에 도시된 바와 같은 직조장치를 사용하여 구조물 보강용 섬유 직조물을 제조한 다음, 도 3에 도시된 바와 같은 예열 및 가압 히팅롤러 장치를 구조물 보강용 섬유 보강재를 제조하는 방법 및 이를 이용한 구조물의 보강 방법을 개발하여 특허등록을 받은 바 있다.
그러나 상기와 같은 특허문헌 1 내지 4의 기술들은 모두 구조물 보강용 섬유 보강재를 제조하기 위해서는 구조물 보강용 섬유 직조물을 제조한 다음, 이 섬유 직조물을 수지에 함침시킨 다음 예열 및 가압 히팅롤러 장치를 이용하여 제조함으로써, 그 제조과정이 대단히 복잡할 뿐만 아니라 생산성이 낮은 문제점이 있었다.
따라서, 본 출원인은 상기와 같은 문제점들을 개선하여 복합스트랩 구조의 구조물 보강용 섬유 보강재를 개발함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.
국내 등록실용신안공보 제20-0130505호(1999.10.01. 공고) 보강재용 탄소 섬유 재직 구조 국내 공개특허공보 제10-2012-0120772호(2012.11.02. 공개) 융착사를 이용한 탄소직물의 제직방법 및 그 탄소직물 국내 등록특허공보 제10-0791360호(2008.01.21. 공고) 하이브리드 섬유보강재 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의보강공법 국내 등록특허공보 제10-1892506호(2018.10.04. 공고) 구조물 보강용 섬유 보강재의 제조 방법 그 제조 방법으로 만들어진 섬유 보강재 및 그 섬유보강재를 이용한 구조물의 보강 방법
따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자, 에폭시수지 또는 페놀수지와 같은 열경화성수지와 폴리프로필렌(PP)와 같은 열가소성수지에 탄소섬유사, 아라미드 섬유사, 유리섬유사 또는 이들의 혼합물을 함침시켜 인발로 제조한 FRP 스트랩(Fiber reinforced plastic strap)을 일정 간격으로 이격시켜 경사로 배열한 다음, 접착 메쉬와 함께 히팅롤러 사이에 통과시켜 간편하게 복합 스트랩 구조의 섬유 보강재의 제조가 가능하므로 생산성을 대폭 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 구조물 보강용 개량형 섬유 보강재의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고 본 발명은 구조물의 보강시에, 구조물에 도포한 퍼티(Putty)가 복합스트랩의 이격 공간 사이의 위치하는 접착메쉬의 망을 통과하여 이격 공간 내에 충진되어 섬유보강재와 퍼티(Putty)가 접촉되는 비표면적을 최대화하므로 보다 우수한 접착력과 지속적인 부착력을 가지며, 높은 섬유체적비에 의해 기존의 섬유 보강재보다 적게 적용하여도 구조물의 보강 효과를 극대화할 수 있는 것을 특징으로 하는 구조물 보강용 개량형 섬유 보강재를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명은 FRP 스트랩(10) 및 접착 메쉬(20)를 제조하는 단계(S100)와; 상기 단계에서 제조한 FRP 스트랩(10)을 일정 간격으로 이격시켜 경사로 배열하는 단계(S200)와; 상기 단계에서 경사로 배열시킨 FRP 스트랩(10a ~ 10h)과 접착 메쉬(20)를 히팅롤러 사이로 공급하는 단계(S300) 및; FRP 스트랩(10a ~ 10h)에 접착 메쉬(20)의 접착제가 침투하여 일정 간격으로 이격된 이격 공간이 형성되게 FRP 스트랩(10a ~ 10h)과 접착 메쉬(20)가 일체형으로 결합되도록 히팅 롤러(900a, 900b)에 의해 가열 및 가압하여 복합 스트랩 구조의 개량형 섬유 보강재(100)를 성형하는 단계(S400);를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물 보강용 개량형 섬유 보강재의 제조 방법을 과제의 해결 수단으로 한다.
그리고 본 발명은 상기의 방법에 의해, 길이 방향으로 일정 간격으로 이격되어 FRP 스트랩(10a ~ 10h)이 배열되고, 접착 메쉬(20)에 의해 복수 개의 FRP 스트랩들이 일체형으로 형성되는 구조인 것을 특징으로 하는 구조물 보강용 개량형 섬유 보강재를 과제의 다른 해결 수단으로 한다.
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한편, 본 발명은 FRP 스트랩(10) 및 접착 메쉬(20)를 제조하는 단계(S100)는, 강화섬유사에 합성수지를 함침시킨 다음 인발하여 FRP 스트랩(10)을 제조하는 단계(S110)와; 별도로 강화섬유사(30a)에 합성수지(40)를 코팅한 다음 직조하여 메쉬가 형성되게 접착 메쉬(20)를 제조하는 단계(S120);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, FRP 스트랩 제조 단계(S110)에서, 강화섬유사(FRP)는 탄소섬유사, 아라미드 섬유사, 유리섬유사 또는 이들의 혼합물을 그대로 사용하거나, 또는 탄소섬유사, 아라미드 섬유사, 유리섬유사 또는 이들의 혼합물 중에서 선택한 강화섬유사를 열경화성수지인 에폭시수지 또는 페놀수지와 열가소성수지인 폴리프로필렌(PP) 중에서 선택하여 함침시키고, 상기 FRP 스트랩(10)은 섬유체적비가 70～80％인 것을 특징으로 한다.
또한, 접착 메쉬(20) 제조 단계(S120)에서, 강화섬유사는 탄소섬유사, 아라미드 섬유사, 유리섬유사, 일반 합성섬유인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 또는 이들의 혼합물 중에서 선택하고, 합성수지는 에틸렌비닐아세테이트(EVA)수지, 폴리에스터 수지, 폴리우레탄 수지, 아크릴 수지, 폴리아미드 수지, 에틸렌비닐아세테이트 수지 또는 폴리올레핀 수지 중에서 1종 또는 그 이상을 선택 병용하여 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 히팅롤러는 상부 히팅롤러(900a) 및 하부 히팅롤러(900b)로 이루어진 한 쌍의 롤러를 1조로 하고, 상기 히팅롤러는 1~3조인 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명은, 강화섬유사(FRP)는 탄소섬유사, 아라미드 섬유사, 유리섬유사 또는 이들의 혼합물을 그대로 사용하거나, 또는 탄소섬유사, 아라미드 섬유사, 유리섬유사 또는 이들의 혼합물 중에서 선택한 강화섬유사를 에폭시수지 또는 페놀수지와 같은 열경화성수지와 폴리프로필렌(PP)와 같은 열가소성수지 중에서 선택하여 함침시켜 인발로 제조한 FRP 스트랩을 일정 간격으로 이격시켜 경사로 배열한 다음, 접착 메쉬와 함께 히팅롤러 사이에 통과시켜 간편하게 복합 스트랩 구조의 섬유 보강재의 제조가 가능하므로 생산성을 대폭 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
그리고 본 발명은 구조물의 보강시에, 구조물에 도포한 퍼티(Putty)가 복합스트랩의 이격 공간 사이의 위치하는 접착메쉬의 망을 통과하여 이격 공간 내에 충진되어 섬유보강재와 퍼티(Putty)가 접촉되는 비표면적을 최대화하므로 보다 우수한 접착력과 지속적인 부착력을 가지며, 높은 섬유체적비에 의해 기존의 섬유 보강재보다 기존보다 적게 적용하여도 구조물의 보강 효과를 극대화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 보강재용 탄소 섬유의 재직 구조를 나타낸 평면도.
도 2는 종래의 구조물 보강용 섬유 보강재의 직조물을 직조하기 위한 장치를 간략하게 나타낸 평면도.
도 3은 종래의 구조물 보강용 섬유 보강재를 제조하기 위한 예열 및 가압 히팅롤러 장치를 간략하게 나타낸 측면도.
도 4는 본 발명에 따른 구조물 보강용 개량형 섬유 보강재의 제조 공정을 설명하기 위한 공정블럭도.
도 5는 본 발명에 따른 구조물 보강용 개량형 섬유 보강재 및 이를 시공한 상태를 개략적으로 나타낸 도면.
도 6은 본 발명에 따른 구조물 보강용 개량형 섬유 보강재를 제조하기 위한 FRP 스트랩이 배열된 상태를 설명하기 위한 평면도.
도 7은 본 발명에 따른 개량형 섬유 보강재에 사용하는 접착 메쉬용 원사를 합성수지에 코팅하는 상태를 개략적으로 나타낸 도면.
도 8은 본 발명에 따른 개량형 섬유 보강재에 사용하는 접착 메쉬를 제조하는 공정을 개략적으로 나타낸 도면.
도 9는 본 발명에 따른 개량형 섬유 보강재를 제조하는 공정을 개략적으로 나타낸 도면.
도 10은 본 발명에 따른 개량형 섬유 보강재를 시공하는 과정을 설명하기 위한 공정블럭도.
도 11은 본 발명에 따른 구조물 보강용 개량형 섬유 보강재와 종래의 구조물 보강용 섬유 보강재를 시공한 상태를 개략적으로 나타낸 도면.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하며, 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 있어서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기하며, 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.
참고로 본 발명의 명세서에 기재된 용어 중 'FRP 스트랩(Fiber reinforced plastic strap)'이라 함은 도 6에 도시된 바와 같이, 강화섬유사에 합성수지를 함침시켜 제조한 긴 띠 구조의 스트랩(10)들을 의미한다. 그리고, '복합 스트랩'이라 함은 도 9에 도시된 바와 같이 FRP 스트랩(10)과 접착 메쉬(20)를 히팅롤러(900a, 900b) 사이를 통과시키면서 접착 메쉬(20)에 열을 가하여 접착 메쉬(20)의 강화섬유사에 도포된 합성수지가 용융되면서 스트랩(10)들과 접착되어 일정 형태의 배열된 상태로 일체화되어 성형된 구조물 보강용 개량형 섬유 보강재를 의미한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구조물 보강용 개량형 섬유 보강재의 제조 방법과 이 방법에 의해 제조된 개량형 섬유 보강재에 대하여 설명하면 아래의 내용과 같다.
1. 구조물 보강용 개량형 섬유 보강재의 제조 방법
본 발명에 따른 구조물 보강용 개량형 섬유 보강재의 제조 방법은 도 4에 도시된 바와 같이, FRP 스트랩(10) 및 접착 메쉬(20)를 제조하는 단계(S100)와; 상기 단계에서 제조한 FRP 스트랩(10a ~ 10h)을 일정 간격으로 이격시켜 경사로 배열하는 단계(S200)와; 상기 단계에서 경사로 배열시킨 FRP 스트랩(10a ~ 10h)과 접착 메쉬(20)를 히팅롤러 사이로 공급하는 단계(S300) 및; FRP 스트랩(10a ~ 10h)에 접착 메쉬(20)의 접착제가 침투하여 일정 간격으로 이격된 이격 공간이 형성되게 FRP 스트랩(10a ~ 10h)과 접착 메쉬(20)가 일체형으로 결합되도록 히팅 롤러(900a, 900b)에 의해 가열 및 가압하여 복합 스트랩 구조의 개량형 섬유 보강재(100)를 성형하는 단계(S400);를 성형하는 단계(S400);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 구조물 보강용 개량형 섬유 보강재의 제조 방법을 각 공정 별로 상세히 설명하면 아래의 내용과 같다.
FRP 스트랩(10) 및 접착 메쉬(20) 제조 단계(S100)를 구체적으로 설명하면, 강화섬유사에 합성수지를 함침시킨 다음 인발하여 도 6에 도시된 바와 같은 FRP 스트랩(10)을 제조하는 단계(S110)와; 별도로 도 7에 도시된 바와 같이 강화섬유사(30a)에 합성수지(40)를 코팅한 다음 도 8에 도시된 바와 같이 직조하여 메쉬가 형성되게 접착 메쉬(20)를 제조하는 단계(S120);를 포함한다.
참고로, 도 6은 본 발명에 따른 구조물 보강용 개량형 섬유 보강재를 제조하기 위한 FRP 스트랩이 배열된 상태를 설명하기 위한 평면도에 관한 것으로, FRP 스트랩(10a ~ 10h)이 경사로 배열된 구조이다.
도 7은 본 발명에 따른 개량형 섬유 보강재에 사용하는 접착 메쉬용 원사를 합성수지에 코팅하는 상태를 개략적으로 나타낸 도면에 관한 것으로, 원사 공급롤러(300a)를 통해 원사(30a)를 원사 코팅조(400)에서 합성수지(40)를 코팅한 다음 열풍 건조기(500)을 통과시켜 건조한 다음 합성수지가 코팅된 원사(30b)를 원사 권취롤러(300b)에 권취한다.
상기 도 7에서 부호410 ~ 430은 원사 코팅조(400)에 원사를 공급하고 인출하기 위한 롤러이고, 부호 510 ~ 550은 열풍 건조기(500) 내에 설치된 롤러이다.
도 8은 본 발명에 따른 개량형 섬유 보강재에 사용하는 접착 메쉬를 제조하는 공정을 개략적으로 나타낸 도면에 관한 것으로, 원사 공급기(600)로부터 공급되는 합성수지가 코팅된 원사(30b)를 직기(700)에서 메쉬 구조를 갖는 접착 메쉬(20)로 제조한다.
상기 도 8에서 부호 610은 보빈 장착대, 620은 보빈, 630은 원사 공급대이다.
상기 FRP 스트랩 제조 단계(S110)에서 강화섬유사(FRP : Fiber reinforced plastic)를 사용하여 펄트루젼 제조 공법(pultrusion process, 인발성형법, 원사를 레진에 함침시켜 금형을 통과시키면서 높은 열을 가하여 성형한 후 당겨내어 균일한 단면을 가진 제품을 연속적으로 생산하는 방법)에 의해 인발하여 FRP 스트랩(10)을 제조하는 단계이다.
본 단계에서 사용하는 강화섬유사(FRP)는 FRP 스트랩 제조 단계(S110)에서, 강화섬유사(FRP)는 탄소섬유사, 아라미드 섬유사, 유리섬유사 또는 이들의 혼합물을 그대로 사용하거나, 또는 탄소섬유사, 아라미드 섬유사, 유리섬유사 또는 이들의 혼합물 중에서 선택한 강화섬유사를 에폭시수지 또는 페놀수지와 같은 열경화성수지와 폴리프로필렌(PP)와 같은 열가소성수지 중에서 선택하여 함침시키는 것이 바람직하다.
또한, 상기 FRP 스트랩(10)은 섬유체적비가 70～80％의 프레프레그인 것이 바람직하다. 섬유체적비가 상기에서 한정한 범위 미만이 될 경우에는 강화섬유사의 함량 부족으로 인해 기계적 강도가 저하할 우려가 있고, 섬유체적비가 상기에서 한정한 범위를 초과할 경우에는 강화섬유사에 비해 합성수지의 함량이 부족하여 강화섬유사의 결합력을 약화시켜 기계적 강도가 저하할 우려가 있다.
접착 메쉬(20) 제조 단계(S120)에서, 강화섬유사는 접착 메쉬(20) 제조 단계(S120)에서, 강화섬유사는 탄소섬유사, 아라미드 섬유사, 유리섬유사, 일반 합성섬유인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 또는 이들의 혼합물 중에서 선택하고, 합성수지는 에틸렌비닐아세테이트(EVA)수지, 폴리에스터 수지, 폴리우레탄 수지, 아크릴 수지, 폴리아미드 수지, 에틸렌비닐아세테이트 수지 또는 폴리올레핀 수지 중에서 1종 또는 그 이상을 선택 병용하여 사용할 수 있다.
FRP 스트랩 배열단계(S200)는 FRP 스트랩(10)을 접착 메쉬(20)와 접착시켜 복합 스트랩을 제조하기 위해 히팅롤러에 공급하기 전 단계로서, 히팅롤러(900a, 900b)에 FRP 스트랩(10)의 공급이 용이하도록 FRP 스트랩(10)을 도 6에 도시된 바와 같이 일정 간격으로 이격시켜 경사로 배열하는 단계이다.
FRP 스트랩과 접착 메쉬 공급단계(S300)는 경사로 배열시킨 FRP 스트랩(10)과 접착 메쉬(20)를 히팅롤러(900a, 900b) 사이로 공급하는 단계로서, 상기 접착 메쉬(20)에 사용하는 합성수지들은 FRP 스트랩(10)과의 접착성이 우수한 소재의 합성수지들로서, 핫멜트(Hot melt)의 작용을 하므로, 히팅롤러(900a, 900b)의 온도를 사용하는 합성수지의 용융점보다 높게 설정하면, 상부 히팅롤러(900a) 및 하부 히팅롤러(900b) 사이로 유입된 접착 메쉬(20)의 합성수지가 용융되면서 FRP 스트랩(10)과 접착하게 되므로 복수 개의 스트랩(200a, 200b)들이 일정 간격으로 이격되어 일체형으로 일정한 형상을 갖는 복합 스트랩 구조의 개량형 섬유 보강재가 제조되어진다.
가열 가압에 의한 섬유 보강재 성형단계(S400)는 FRP 스트랩(10a ~ 10h)에 접착 메쉬(20)의 접착제가 침투하여 일정 간격으로 이격된 이격 공간이 형성되게 FRP 스트랩(10a ~ 10h)과 접착 메쉬(20)가 일체형으로 결합되도록 히팅 롤러(900a, 900b)에 의해 가열 및 가압하여 복합 스트랩 구조의 개량형 섬유 보강재(100)를 성형하는 단계이다.
본 단계에서 접착 메쉬(20)에 사용하는 합성수지의 종류는 다양하며, 사용하고자 하는 합성수지의 용융점을 고려하여 히팅롤러의 온도를 사용하는 합성수지의 용융점보다 높게 설정하면 된다.
참고로, 상기 히팅롤러는 상부 히팅롤러(900a) 및 하부 히팅롤러(900b)로 이루어진 한 쌍의 롤러를 1조로 하고, 상기 히팅롤러는 1~3조인 것을 특징으로 하며, 상기 히팅롤러의 설정 온도는 합성수지의 종류에 따른 용융점을 고려하여 접착 메쉬(20)의 진행 방향을 따라 각 조의 히팅롤러의 온도가 단계별로 상승하도록 설정하면 된다.
따라서, 상기의 방법에 의해 제조되는 복합 스트랩 구조의 개량형 섬유 보강재는 합성수지에 FRP 스트랩을 일정 간격으로 이격시켜 경사로 배열한 다음, 접착 메쉬와 함께 히팅롤러 사이에 통과시켜 간편하게 복합 스트랩 구조의 섬유 보강재의 제조가 가능하므로 생산성을 대폭 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
2. 상기 1의 방법에 의해 제조된 구조물 보강용 개량형 섬유 보강재
본 발명에 따른 구조물 보강용 개량형 섬유 보강재는 상기 1에서 설명한 바와 같은 방법에 의해 제조되며 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 길이 방향으로 일정 간격으로 이격되어 FRP 스트랩(10a ~ 10h)이 배열되고, 접착 메쉬(20)에 의해 복수 개의 FRP 스트랩들이 일체형으로 형성되는 구조인 것을 특징으로 한다.
그리고 복합 스트랩 구조의 구조물 보강용 개량형 섬유 보강재는 접착 메쉬(20)의 강화섬유사(30b)에 의해 FRP 스트랩(10a ~ 10h)이 일정 간격이 이격된 상태에서 일체형으로 성형되며, 일측 스트랩(10a)와 타측 스트랩(10b)이 일정 간격으로 이격되어 형성된 공간에 위치하는 접착 메쉬(20)는 위사와 경사로 직조되는 강화섬유사(30b)에 의해 접착 메쉬(20)가 형성된다.
참고로, 도 5는 본 발명에 따른 구조물 보강용 개량형 섬유 보강재 및 이를 시공한 상태를 개략적으로 나타낸 도면에 관한 것으로, 상기에서 접착 메쉬(20)는 개량형 섬유 보강재를 구조물의 보강을 위한 시공시에 구조물에 도포한 퍼티(Putty)(50)가 조물 보강용 개량형 섬유 보강재의 FRP 스트랩 사이의 이격 공간과 메쉬 공간을 통과되도록 함으로써, 구조물과 개량형 섬유 보강재의 부착 성능을 강화시키는 작용을 한다.
FRP 스트랩(10a ~ 10h)과 접착 메쉬(20)의 소재에 대해서는 상기 1에서 상세히 설명한 바 있으므로 여기서는 그 설명을 생략하기로 한다.
참고로, 상기의 방법에 의해 제조한 복합 스트랩 구조의 개량형 섬유 보강재는 복합 스트랩의 두께가 1~10mm, 폭이 10~600mm, 일측 스트랩과 타측 스트랩 사이의 이격 간격이 1～5㎜이고, 메쉬의 크기는 스페이스(space)가 2~5mm인 것이 바람직하지만, 이와 같은 수치 한정은 참고 사항일뿐 수요자의 요구나 또는 사용자의 필요에 따라 그 크기는 적절히 조정되어 질 수 있다.
3. 구조물 보강용 개량형 섬유 보강재를 이용한 구조물 보강 방법
본 발명에 따른 구조물 보강 방법은 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 보강할 구조물(S)의 표면에 열화된 부분을 정리하는 구조물 표면 정리 단계(G100)와; 개량형 섬유 보강재(100)를 부착할 위치를 선정하고, 적용할 개량형 섬유 보강재(100)의 크기를 선정하고 재단하는 위치 선정 단계(G200)와; 선정된 보강 위치에 퍼티(Putty)(50)를 도포하고, 상기 도포된 퍼티(Putty)(50)에 개량형 섬유 보강재(100)를 적층시켜 압착하여 구조물(S)에 부착하는 개량형 섬유 보강재 설치 단계(G300) 및; 부착된 개량형 섬유 보강재(100)의 복합스트랩 구조의 이격 공간 사이의 위치하는 접착 메쉬의 망사로 돌출된 퍼티(Putty)(50)를 매끄럽게 정리하고 양생하는 마무리 및 양생 단계(G400);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 구조물 보강 방법은 섬유 보강재(100)로 보강하기 위한 구조물의 보강 위치의 구조에 따라 부착법과 매립법으로 구분할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 구조물 보강 방법을 부착법에 의한 보강방법에 대해 각 공정별로 상세히 설명하면 아래의 내용과 같다.
구조물 표면 정리 단계(G100)는 보강할 구조물(S)에 개량형 섬유 보강재(100)를 부착하기 위해 구조물(S)의 열화된 표면을 깨끗하게 정리하는 단계이다.
위치 선정 단계(G200)는 개량형 섬유 보강재(100)를 부착할 위치를 선정하고, 적용할 개량형 섬유 보강재(100)의 크기를 선정한 다음 적절한 크기로 재단하는 단계이다.
개량형 섬유 보강재 설치 단계(G300)는 구조물의 보강이 선정된 위치에 주걱 등을 이용하여 퍼티(Putty)(50)를 도포한 다음 여기에 개량형 섬유 보강재(100)를 적층시켜 압착하여 구조물(S)에 부착하는 단계이다.
본 발명에서 사용하는 퍼티(Putty)(50)는 토목건축용으로 사용되는 접착제로서, 통상적으로 사용되고 있는 미세한 분말로 된 탄산칼슘인 백악과 끓인 건성유인 아마유로 만든 퍼티를 사용하거나 또는 상기 퍼티와 동등 이상의 물성을 나타내는 퍼티일 경우에는 모두 사용되어질 수 있다.
마무리 및 양생 단계(G400)는 부착된 개량형 섬유 보강재(100)의 복합스트랩 구조의 이격 공간 사이의 위치하는 접착 메쉬의 망사로 돌출된 퍼티(Putty)(50)를 매끄럽게 마감처리하여 정리한 다음 양생하는 단계이다.
본 발명에 따른 구조물 보강 방법은 구조물의 외면에 퍼티(Putty)(50)를 도포한 다음 개량형 섬유 보강재(100)를 부착시키는 부착법에 대해 설명하였으나, 구조물에 개량형 섬유 보강재(100)를 보강할 위치에 홈을 형성시키고, 상기 홈 내에 퍼티(Putty)(50)를 도포한 다음 개량형 섬유 보강재(100)를 안착시켜 고정시키는 매립법에 의해 시공되어질 수도 있다.
따라서, 본 발명은 구조물의 보강시에 도 11(a)에 도시된 바와 같이, 구조물에 도포한 퍼티(Putty)가 복합스트랩의 이격 공간 사이의 위치하는 접착 메쉬(20)의 메쉬(망)을 통과하여 이격 공간 내에 충진되어 개량형 섬유보강재(100)와 퍼티(50)가 접촉되는 비표면적을 최대화하므로, 도 11(b)에 도시된 바와 같은 종래의 섬유보강재에 의한 시공방법에 비해 보다 우수한 접착력과 지속적인 부착력을 가지며, 높은 섬유체적비에 의해 기존의 섬유 보강재보다 기존보다 적게 적용하여도 구조물의 보강 효과를 극대화할 수 있는 효과가 있다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 구조물 보강용 개량형 섬유 보강재의 제조 방법과 이 방법에 의해 제조된 개량형 섬유 보강재를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
100 : 구조물 보강용 개량형 섬유 보강재
200 : 종래의 구조물 보강용 섬유 보강재
300a : 원사 공급롤러 300b : 원사 권취롤러
400 : 원사 코팅조 410, 420, 430 : 롤러
500 : 열풍 건조기 510, 520, 530, 540, 550 : 롤러
600 : 원사 공급기
610 : 보빈 장착대 620 : 보빈
630 : 원사 공급대
700 : 직기
800a : 탄소 스트랩 공급롤러
800b : 열가소성 접착 메쉬 공급롤러
800c : 탄소 복합스트랩 권취롤러
900a : 상부 히팅롤러 900b : 하부 히팅롤러
10 : 탄소 스트랩 20 : 접착 메쉬
30a : 원사 30b : 코팅원사
40 : 함침형 코팅제 50 : 퍼티

Claims (8)

  1. FRP 스트랩(10) 및 접착 메쉬(20)를 제조하는 단계(S100)와;
    상기 단계에서 제조한 FRP 스트랩(10)을 일정 간격으로 이격시켜 경사로 배열하는 단계(S200)와;
    상기 단계에서 경사로 배열시킨 FRP 스트랩(10a ~ 10h)과 접착 메쉬(20)를 히팅롤러 사이로 공급하는 단계(S300) 및;
    FRP 스트랩(10a ~ 10h)에 접착 메쉬(20)의 접착제가 침투하여 일정 간격으로 이격된 이격 공간이 형성되게 FRP 스트랩(10a ~ 10h)과 접착 메쉬(20)가 일체형으로 결합되도록 히팅 롤러(900a, 900b)에 의해 가열 및 가압하여 복합 스트랩 구조의 개량형 섬유 보강재(100)를 성형하는 단계(S400);를 포함하되,
    상기 FRP 스트랩(10) 및 접착 메쉬(20)를 제조하는 단계(S100)는,
    강화섬유사에 합성수지를 함침시킨 다음 인발하여 FRP 스트랩(10)을 제조하는 단계(S110)와;
    별도로 강화섬유사(30a)에 합성수지(40)를 코팅한 다음 직조하여 메쉬가 형성되게 접착 메쉬(20)를 제조하는 단계(S120);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물 보강용 개량형 섬유 보강재의 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    FRP 스트랩 제조 단계(S110)에서, FRP 스트랩 제조 단계(S110)에서, 강화섬유사(FRP)는 탄소섬유사, 아라미드 섬유사, 유리섬유사 또는 이들의 혼합물을 그대로 사용하거나, 또는 탄소섬유사, 아라미드 섬유사, 유리섬유사 또는 이들의 혼합물 중에서 선택한 강화섬유사를 열경화성수지인 에폭시수지 또는 페놀수지와 열가소성수지인 폴리프로필렌(PP) 중에서 선택하여 함침시키는 것을 특징으로 하는 구조물 보강용 개량형 섬유 보강재의 제조 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 FRP 스트랩(10)은 섬유체적비가 70～80％의 프레프레그인 것을 특징으로 하는 구조물 보강용 개량형 섬유 보강재의 제조 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    접착 메쉬(20) 제조 단계(S120)에서, 강화섬유사는 탄소섬유사, 아라미드 섬유사, 유리섬유사, 일반 합성섬유인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 또는 이들의 혼합물 중에서 선택하고,
    합성수지는 에틸렌비닐아세테이트(EVA)수지, 폴리에스터 수지, 폴리우레탄 수지, 아크릴 수지, 폴리아미드 수지, 에틸렌비닐아세테이트 수지 또는 폴리올레핀 수지 중에서 1종 또는 그 이상을 선택 병용하여 사용하는 것을 특징으로 하는 구조물 보강용 개량형 섬유 보강재의 제조 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 히팅롤러는 상부 히팅롤러(900a) 및 하부 히팅롤러(900b)로 이루어진 한 쌍의 롤러를 1조로 하고,
    상기 히팅롤러는 1~3조인 것을 특징으로 하는 구조물 보강용 개량형 섬유 보강재의 제조 방법.
  7. 청구항 1 또는 청구항 3 내지 청구항 6 중 어느 한 항의 방법에 의해, 길이 방향으로 일정 간격으로 이격되어 FRP 스트랩(10a ~ 10h)이 배열되고, 접착 메쉬(20)의 강화섬유사(30b)에 의해 FRP 스트랩(10a ~ 10h)이 일정 간격이 이격된 상태에서 일체형으로 성형하되,
    일측 스트랩(10a)와 타측 스트랩(10b)이 일정 간격으로 이격되어 형성된 공간에 위치하는 접착 메쉬(20)는 위사와 경사로 직조되는 강화섬유사(30b)에 의해 접착 메쉬(20)가 형성되는 구조인 것을 특징으로 하는 구조물 보강용 개량형 섬유 보강재.
  8. 삭제
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220089489A1 (en) * 2020-09-22 2022-03-24 Korea Institute Of Civil Engineering And Building Technology Concrete structure repaired and reinforced using textile grid reinforcement and highly durable inorganic binder and method of repairing and reinforcing the same

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0130505Y1 (ko) 1996-06-25 1999-10-01 진인창 보강재용 탄소 섬유 재직 구조
KR100225919B1 (ko) * 1996-04-23 1999-10-15 조문수 콘크리트 구조물의 보수/보강용 강화섬유 시트의 제조방법
KR20040058611A (ko) * 2002-12-27 2004-07-05 주식회사 삼양사 섬유 보강 고분자 스트립을 이용한 지오그리드 및 그 제조방법
KR20050018497A (ko) * 2003-08-14 2005-02-23 에스케이케미칼주식회사 보강용 강화섬유 시이트
KR20050078841A (ko) * 2004-02-03 2005-08-08 주식회사 엠텍 섬유메시 유공박막강판 일방향섬유 복합패널 및 상기 복합패널의 제조법과 시공법
KR100791360B1 (ko) 2007-02-16 2008-01-21 (주)오래건설 하이브리드 섬유보강재 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의보강공법
KR20120120772A (ko) 2011-04-25 2012-11-02 박창현 융착사를 이용한 탄소직물의 제직방법 및 그 탄소직물
KR101892506B1 (ko) 2018-02-22 2018-10-04 (주) 씨에프에스 구조물 보강용 섬유 보강재의 제조 방법 그 제조 방법으로 만들어진 섬유 보강재 및 그 섬유 보강재를 이용한 구조물의 보강 방법

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100225919B1 (ko) * 1996-04-23 1999-10-15 조문수 콘크리트 구조물의 보수/보강용 강화섬유 시트의 제조방법
KR0130505Y1 (ko) 1996-06-25 1999-10-01 진인창 보강재용 탄소 섬유 재직 구조
KR20040058611A (ko) * 2002-12-27 2004-07-05 주식회사 삼양사 섬유 보강 고분자 스트립을 이용한 지오그리드 및 그 제조방법
KR20050018497A (ko) * 2003-08-14 2005-02-23 에스케이케미칼주식회사 보강용 강화섬유 시이트
KR20050078841A (ko) * 2004-02-03 2005-08-08 주식회사 엠텍 섬유메시 유공박막강판 일방향섬유 복합패널 및 상기 복합패널의 제조법과 시공법
KR100791360B1 (ko) 2007-02-16 2008-01-21 (주)오래건설 하이브리드 섬유보강재 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의보강공법
KR20120120772A (ko) 2011-04-25 2012-11-02 박창현 융착사를 이용한 탄소직물의 제직방법 및 그 탄소직물
KR101892506B1 (ko) 2018-02-22 2018-10-04 (주) 씨에프에스 구조물 보강용 섬유 보강재의 제조 방법 그 제조 방법으로 만들어진 섬유 보강재 및 그 섬유 보강재를 이용한 구조물의 보강 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220089489A1 (en) * 2020-09-22 2022-03-24 Korea Institute Of Civil Engineering And Building Technology Concrete structure repaired and reinforced using textile grid reinforcement and highly durable inorganic binder and method of repairing and reinforcing the same

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