KR102265319B1 - Reinforcement method of concrete pillar for previnting spalling - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 콘크리트 기둥을 화재 및 폭열로부터 보호하기 위한 보강공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 콘크리트 기둥을 불연보드 및 팽창보드를 이용하여 보호함으로써, 화재시 콘크리트 기둥의 폭열을 방지하여 화재로 인한 건물의 구조내력 저하를 방지하는 콘크리트 기둥을 화재 및 폭열로부터 보호하기 위한 보강공법에 관한 것이다. The present invention relates to a reinforcement construction method for protecting a concrete column from fire and explosion, and more particularly, by protecting the concrete column using a non-combustible board and an expansion board, thereby preventing the explosion of the concrete column in case of a fire, thereby preventing a building caused by a fire. It relates to a reinforcement construction method to protect a concrete column from a fire and explosive heat, which prevents the deterioration of the structural strength of the structure.
일반적으로 빌딩, 주상복합아파트, 공공시설 등의 초고층 철근콘크리트구조물에 있어서 보통강도 콘크리트를 사용할 경우에 비하여 고강도 콘크리트를 사용할 경우 화재 등에 의해 극도의 고온하에 노출되면 콘크리트의 표면으로부터 파편이 비산되는 폭열현상이 발생하게 된다. 이러한 폭열현상은 고온가열에 의해 콘크리트 내부의 수분이 증발할 때에 내부조직이 치밀한 고강도 콘크리트의 경우에는 수증기가 배출되는 통기로가 없기 때문에 수증기압이 극단적으로 상승하여 발생하는 것으로 알려져 있으나, 그 상세한 메커니즘은 아직까지도 규명되지 않은 실정이다.In general, when high-strength concrete is used in super-high-rise reinforced concrete structures such as buildings, residential-commercial apartments, and public facilities, compared to when ordinary-strength concrete is used, when exposed to extreme high temperatures due to fire, etc., fragments are scattered from the surface of the concrete. this will happen It is known that this explosive heat phenomenon is caused by an extreme increase in water vapor pressure because there is no ventilation path through which water vapor is discharged in the case of high-strength concrete with a dense internal structure when moisture inside the concrete evaporates due to high-temperature heating. It has not been clarified as of yet.
전술한 폭열현상이 고강도 콘크리트 부재에 발생하게 되면 단면결손이 발생함과 동시에 피복 두께의 감소에 의해 내부 철근의 온도상승을 유발하며, 그 결과 부재의 구조내력이 급격히 저하되는 것으로 알려져 있다. It is known that when the above-described explosion occurs in high-strength concrete members, cross-sectional defects occur and at the same time, the temperature of the internal reinforcing bars increases due to a decrease in the covering thickness, and as a result, the structural strength of the members is rapidly reduced.
이에 따라, 고강도 콘크리트 부재에 있어서 전술한 폭열현상을 방지하기 위한 공법이 다양하게 제안되었다.Accordingly, various methods have been proposed for preventing the above-described explosion phenomenon in high-strength concrete members.
예시적으로 고강도 콘크리트 부재의 표면을 박판의 강판으로 피복하는 방법, 고강도 콘크리트 비빔시 용융점이 낮은 유기재료(구체적으로는, 직경 5~100㎛, 길이 3~40mm인 유기섬유)를 혼입하여 제조하는 공법, 내화도료를 고강도콘크리트 부재의 표면에 도포하는 공법 등이 제안되고 있다.Illustratively, a method of covering the surface of a high-strength concrete member with a thin steel plate, manufacturing by mixing an organic material with a low melting point (specifically, an organic fiber having a diameter of 5 to 100 μm and a length of 3 to 40 mm) when bi-beaming high-strength concrete A method of applying a fire resistant paint to the surface of a high-strength concrete member has been proposed.
그러나 상기 강판을 피복하는 방법, 복잡한 시공과정과 고비용이 소요될 뿐만 아니라 화재시 강판이 화열에 의해 급격히 손상을 입게 되는 문제가 있으며, 유기재료를 이용하는 방법은 유기섬유의 혼입에 의해 고강도 콘크리트 비빔시 화이버볼(Fiber-ball) 현상이 발생되거나 유동성이 크게 저하되어 타설작업이 곤란하게 될 우려가 있으며, 내화도료 도포공법은 시공이 간편하나 내화성능이 부족한 단점이 있다.However, the method of covering the steel sheet, complicated construction process and high cost, as well as the problem that the steel sheet is rapidly damaged by fire in case of fire, is a problem in that the method of using organic materials is a method of using organic fibers when mixing high-strength concrete fibers. There is a fear that a fiber-ball phenomenon occurs or fluidity is greatly reduced, making it difficult to pour. The fire-resistant paint coating method is easy to install, but has a disadvantage in that it lacks fire-resistance performance.
또한, 고강도 콘크리트 부재의 표면에 내화패널을 부착하는 방법, 고강도콘크리트 부재와 마감패널 사이에 내화충전 모르타르를 주입하는 방법 역시 제안되었으나, 이 역시 내화 및 차열성능이 충분하지 못한 단점이 있었다.In addition, a method of attaching a fire-resistance panel to the surface of a high-strength concrete member and a method of injecting a fire-resistant filling mortar between the high-strength concrete member and the finished panel have also been proposed, but these also had the disadvantage that the fire resistance and heat shielding performance were not sufficient.
따라서 본 발명의 목적은 콘크리트 기둥을 불연보드 및 팽창보드를 이용하여 랩핑하여 화재시 콘크리트의 폭열을 방지함으로써, 화재로 인한 건물의 구조내력 저하를 방지하는 콘크리트 기둥을 화재 및 폭열로부터 보호하기 위한 보강공법을 제공하는 데 있다.Therefore, it is an object of the present invention to wrap a concrete column using a non-combustible board and an expansion board to prevent the concrete from exploding in case of fire, thereby preventing the deterioration of the structural strength of the building due to fire. Reinforcement to protect the concrete column from fire and explosion It is to provide a technique.
또한, 본 발명의 목적은 불연보드 및 팽창보드를 통해 콘크리트 기둥의 인장강도 및 인장탄성률을 보완하여 콘크리트 기둥의 내구성을 개선할 수 있는 콘크리트 기둥을 화재 및 폭열로부터 보호하기 위한 보강공법을 제공하는 데 있다.In addition, it is an object of the present invention to provide a reinforcement construction method for protecting a concrete column from fire and explosive heat, which can improve the durability of a concrete column by supplementing the tensile strength and tensile modulus of the concrete column through a non-combustible board and an expansion board. have.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 콘크리트 기둥을 화재 및 폭열로부터 보호하기 위한 보강공법은, 콘크리트 기둥의 표면을 정리하는 단계와, 상기 표면이 정리된 콘크리트 기둥에 난연 접착제를 도포하는 단계와, 상기 도포된 난연 접착제에 불연보드를 압착하는 단계와, 상기 압착된 불연보드에 팽창보드를 접착하는 단계와, 상기 접착된 팽창보드 및 압착된 불연보드를 고정구로 콘크리트 기둥에 고정하는 단계를 포함하며, 상기 불연보드는 제1 난연성 수지 조성물이 함침 처리된 플린트 유리섬유(flint glass fiber)로 구성되고, 상기 팽창보드는 제2 난연성 수지 조성물이 함침 처리된 유리섬유로 구성되는 것을 특징으로 한다.The reinforcement construction method for protecting the concrete column of the present invention for achieving the above object from fire and explosion includes the steps of arranging the surface of the concrete column, and applying a flame-retardant adhesive to the concrete column on which the surface is arranged; Compressing the non-combustible board to the applied flame-retardant adhesive, adhering the expanded board to the pressed non-combustible board, and fixing the bonded expansion board and the compressed non-combustible board to a concrete column with a fastener, , The non-flammable board is composed of flint glass fibers impregnated with the first flame-retardant resin composition, and the expansion board is composed of glass fibers impregnated with the second flame-retardant resin composition.
상기 유리섬유 및 플린트 유리섬유는 로빙 크로스(roving cloth) 형태로서, 상기 불연보드는 복수층의 함침 처리된 플린트 유리섬유로 구성되고, 상기 팽창보드는 복수층의 함침 처리된 유리섬유로 구성되는 것을 특징으로 한다.The glass fiber and the flint glass fiber are in the form of a roving cloth, the non-combustible board is composed of a plurality of layers of impregnated flint glass fiber, and the expansion board is composed of a plurality of layers of impregnated glass fiber. characterized.
상기 제1 난연성 수지 조성물은, 멜라민 수지 또는 페놀 수지; 경화제; 및 난연재;를 포함하고, 상기 제2 난연성 수지 조성물은, 에폭시 수지 또는 우레아 수지; 경화제; 난연재; 및 팽창흑연 또는 팽창질석;을 포함하는 것을 특징으로 한다.The first flame retardant resin composition, a melamine resin or a phenol resin; hardener; and a flame retardant, wherein the second flame retardant resin composition comprises: an epoxy resin or a urea resin; hardener; flame retardant; and expanded graphite or expanded vermiculite.
상기 난연재는 석고, 황토, 탄산칼슘, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 소성알루미나 및 붕산아연으로 이루어진 그룹 중 선택된 2종 이상의 것임을 특징으로 한다.The flame retardant is characterized in that at least two selected from the group consisting of gypsum, loess, calcium carbonate, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcined alumina and zinc borate.
상기 제1 난연성 수지 조성물은, 경화제 0.1~3중량%; 난연재 20~40중량%; 및 잔부의 멜라민 수지 또는 페놀 수지;를 포함하고, 상기 제2 난연성 수지 조성물은, 경화제 0.1~3중량%; 난연재 5~30중량%; 팽창흑연 또는 팽창질석 5~40중량%; 및 잔부의 에폭시 수지 또는 우레아 수지;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The first flame-retardant resin composition, the curing agent 0.1 to 3% by weight; Flame retardant 20-40% by weight; And the remainder of the melamine resin or phenol resin; includes, wherein the second flame-retardant resin composition, a curing agent 0.1 to 3% by weight; Flame retardant 5 to 30% by weight; Expanded graphite or expanded vermiculite 5-40% by weight; and the remainder of the epoxy resin or urea resin.
본 발명의 콘크리트 기둥을 화재 및 폭열로부터 보호하기 위한 보강공법에 의하면, 콘크리트 기둥을 화재로부터 안전하게 보호하여 콘크리트의 폭열을 방지하며, 내부 철근의 온도상승을 방지하여 화재로 인한 건물의 구조내력 저하를 방지한다는 장점이 있다.According to the reinforcement method for protecting the concrete column of the present invention from fire and explosion, the concrete column is safely protected from fire to prevent the explosion of the concrete, and the temperature rise of the internal reinforcing bar is prevented, thereby reducing the structural strength of the building due to the fire. It has the advantage of preventing it.
도 1은 본 발명에 의한 콘크리트 기둥을 화재 및 폭열로부터 보호하기 위한 보강공법을 나타낸 순서도.
도 2는 본 발명에 의한 보강공법을 적용한 콘크리트 기둥의 부분단면도.
도 3은 본 발명의 시험예 2의 결과를 나타낸 사진. 1 is a flowchart showing a reinforcement construction method for protecting a concrete column according to the present invention from fire and explosion.
2 is a partial cross-sectional view of a concrete column to which the reinforcement method according to the present invention is applied.
3 is a photograph showing the results of Test Example 2 of the present invention.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명의 가장 큰 특징은 콘크리트 기둥에 내화보드를 설치하여 화재로부터 콘크리트 기둥을 보호하되, 상기 내화보드로 불연보드와 팽창보드를 이용함으로써, 콘크리트 기둥에 우수한 내화성, 차열성을 부여하여 화재시 콘크리트 기둥의 폭열을 방지함은 물론, 콘크리트 기둥 내부의 철근을 열로부터 보호하여 구조물의 구조내력이 저하되는 것을 방지하는 데 있다.The biggest feature of the present invention is that a fireproof board is installed on a concrete column to protect the concrete column from fire, but by using a non-combustible board and an expansion board as the fireproof board, excellent fire resistance and heat shielding properties are given to the concrete column in case of fire. This is to prevent the structural strength of the structure from being deteriorated by not only preventing the explosion of the column, but also protecting the reinforcing bars inside the concrete column from heat.
상기한 콘크리트 기둥을 화재 및 폭열로부터 보호하기 위한 보강공법은, 콘크리트 기둥의 표면을 정리하는 단계와, 상기 표면이 정리된 콘크리트 기둥에 난연 접착제를 도포하는 단계와, 상기 도포된 난연 접착제에 복수층를 압착하는 단계와, 상기 압착된 복수층에 팽창보드를 접착하는 단계와, 상기 접착된 팽창보드 및 상기 압착된 복수층를 고정구로 콘크리트 기둥에 고정하는 단계를 포함하며, 상기 복수층는 제1 난연성 수지 조성물이 함침 처리된 플린트 유리섬유(flint glass fiber)로 구성되고, 상기 팽창보드는 제2 난연성 수지 조성물이 함침 처리된 유리섬유로 구성되는 것을 특징으로 한다.The reinforcement method for protecting the concrete column from fire and explosion includes the steps of arranging the surface of the concrete column, applying a flame-retardant adhesive to the concrete column on which the surface is arranged, and a plurality of layers on the applied flame-retardant adhesive Compressing, adhering an expansion board to the compressed plurality of layers, and fixing the bonded expansion board and the compressed plurality of layers to a concrete column with a fastener, wherein the plurality of layers is a first flame retardant resin composition It is composed of the impregnated flint glass fiber (flint glass fiber), and the expansion board is characterized in that composed of the glass fiber impregnated with the second flame-retardant resin composition.
이하, 첨부된 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이때, 상기 도 2는 편의를 위하여 기둥의 일측 표면에만 보강공법을 실시한 예를 도시하였으나, 기둥의 전체 표면을 보강할 수 있음은 당연하다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying FIGS. 1 and 2 . At this time, although FIG. 2 shows an example in which the reinforcement method is applied only to one surface of the pillar for convenience, it is natural that the entire surface of the pillar can be reinforced.
콘크리트 기둥(C)의 표면을 정리하는 단계Steps to clean the surface of the concrete column (C)
먼저, 보강할 콘크리트 기둥(C)을 선택한다. 이때, 상기 콘크리트 기둥(C)은 고강도의 콘크리트 기둥이며, 그 형태는 원기둥, 사각기둥, 팔각기둥 다양한 형태일 수 있음은 당연하다.First, select the concrete column (C) to be reinforced. In this case, the concrete pillar (C) is a high-strength concrete pillar, and it is natural that the shape may be various shapes such as a cylinder, a square pillar, and an octagonal pillar.
상기 선택된 콘크리트 기둥(C)의 표면을 정리한다. 상기 표면의 정리란, 기둥 표면의 레이턴스(laitance), 먼지, 유지류, 및 기존 구도막 등과 같이 부착을 방해하는 각종 오염물질을 그라인더, 샌드블라스트, 고압수 등으로 깨끗이 제거하는 것을 의미한다.Clean the surface of the selected concrete column (C). The cleaning of the surface means to cleanly remove various contaminants that prevent adhesion, such as laitance, dust, oils and fats, and existing old coatings on the surface of the column with a grinder, sandblasting, high-pressure water, and the like.
상기 표면이 정리된 콘크리트 기둥(C)에 난연 접착제(1)를 도포하는 단계Applying the flame-retardant adhesive (1) to the concrete column (C) on which the surface is arranged
다음으로, 상기 표면이 정리된 콘크리트 기둥(C)에 난연 접착제(1)를 도포한다.Next, the flame-retardant adhesive (1) is applied to the concrete column (C) on which the surface is arranged.
상기 난연 접착제(1)는 추후 압착되는 불연보드(2)의 접착을 위한 것으로, 일반 접착제를 사용할 경우 화재에 취약할 수 있으므로, 난연 접착제(1)를 사용하는 것이다. 이때, 상기 난연 접착제는 0.5~1.5mm 정도의 두께로 도포되면 족하다.The flame-retardant adhesive 1 is for bonding the
상기 난연 접착제는 이 기술이 속하는 분야에서 공지된 것을 사용할 수 있는데, 예시적으로, 에폭시 수지 100중량부; 인계, 인산 에스테르계 및 파라핀계 중에서 선택되는 1종 이상의 난연성 가소제 5~20중량부; 중비금속 화합물계, 수산화금속 화합물계 및 실리카 중에서 선택되는 1종 이상의 필러 1~10중량부; 경화촉진제 1~5중량부; 및 경화제 1~5중량부를 포함하는 것을 사용할 수 있다. The flame-retardant adhesive may be used that is known in the art to which this technology belongs, for example, 100 parts by weight of an epoxy resin; 5 to 20 parts by weight of at least one flame-retardant plasticizer selected from phosphorus-based, phosphoric acid ester-based and paraffin-based; 1 to 10 parts by weight of at least one filler selected from heavy metal compound type, metal hydroxide compound type and silica; 1 to 5 parts by weight of a curing accelerator; and 1 to 5 parts by weight of a curing agent may be used.
상기 도포된 난연 접착제(1)에 불연보드(2)를 압착하는 단계Compressing the non-combustible board (2) to the applied flame-retardant adhesive (1)
다음으로, 상기 도포된 난연 접착제(1)에 불연보드(2)를 랩핑하고, 이를 압착한다. Next, the
이때, 상기 불연보드(2)는 내화성이 우수하고, 중량이 가벼우며, 단면적 대비 기계적 강도가 우수한바, 콘크리트 기둥(C)을 화재 및 폭열로부터 안정적으로 보호함은 물론, 인장강도 및 인장탄성률이 우수하여 콘크리트 기둥(C)의 강도 역시 보완해 주는 역할을 한다. 이때, 상기 불연보드(2)의 두께는 2~10mm일 수 있으나, 이를 제한하지는 않는다.At this time, the non-combustible board (2) has excellent fire resistance, light weight, and excellent mechanical strength compared to the cross-sectional area, so that the concrete column (C) is stably protected from fire and explosion, as well as tensile strength and tensile modulus of elasticity. Because it is excellent, it also serves to complement the strength of the concrete column (C). In this case, the thickness of the
상기 불연보드(2)는 제1 난연성 수지 조성물이 함침 처리된 플린트 유리섬유로 구성된다. 보다 바람직하게는 제1 난연성 수지 조성물에 함침 처리된 로빙 크로스(roving cloth) 형태의 플린트 유리섬유가 복수개, 2~5개의 층으로 적층되어 형성된다. 이때, 상기 제1 난연성 수지 조성물은, 경화제 0.1~3중량%; 난연재 20~40중량%; 및 잔부의 멜라민 수지 또는 페놀 수지;를 포함하며, 필요에 따라 톨루엔, 크실렌 등의 용제를 1~10중량%의 양으로 더 포함할 수 있다.The
상기 플린트 유리섬유는 석영 유리섬유라고도 하며, 일반 유리섬유보다 월등히 높은 용융온도(약 1600℃ 이상)을 가지는 것은 물론, 인장강도, 내열도, 내화학성이 우수하여 화재시 고온에서 일정시간 동안 견딜 수 있도록 하며, 콘크리트 기둥의 강성을 보완해준다. .The flint glass fiber is also referred to as quartz glass fiber, and has a significantly higher melting temperature (about 1600° C. or higher) than general glass fiber, and has excellent tensile strength, heat resistance, and chemical resistance, so it can withstand high temperatures for a certain period of time in case of fire. and complements the rigidity of the concrete column. .
상기 제1 난연성 수지 조성물을 구성하는 멜라민 수지 또는 페놀 수지는 수용성의 멜라민 수지 또는 페놀 수지를 이용할 수 있는 것으로, 상기 멜라민 수지 또는 페놀 수지는 이 기술이 속하는 분야에서 충분히 공지된 것이기에 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The melamine resin or phenol resin constituting the first flame-retardant resin composition may use a water-soluble melamine resin or phenol resin, and the melamine resin or phenol resin is sufficiently well known in the field to which this technology belongs. omit
아울러, 상기 경화제는 각 수지에 따라 공지된 적절한 경화제를 선택하여 사용할 수 있는 것으로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.In addition, the curing agent may be used by selecting an appropriate curing agent known for each resin, and detailed description thereof will be omitted.
상기 제1 난연성 수지 조성물을 구성하는 상기 난연재는 내화성을 개선해주는 것으로, 석고, 황토, 탄산칼슘, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 소성알루미나 및 붕산아연으로 이루어진 그룹 중 선택된 2종 이상의 것을 사용함이 바람직하며, 그 평균 입자 크기는 분산성 등을 고려할 때 100nm~30㎛임이 바람직하다. The flame retardant constituting the first flame retardant resin composition is to improve fire resistance, and it is preferable to use at least two selected from the group consisting of gypsum, loess, calcium carbonate, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcined alumina and zinc borate, The average particle size is preferably 100 nm to 30 μm in consideration of dispersibility and the like.
상기 불연보드(2)를 제조하는 구체적인 방법으로는, 경화제 0.1~3중량%; 난연재 20~40중량%; 및 잔부의 수용성의 멜라민 수지 또는 수용성의 페놀 수지를 혼합하여 제1 난연성 수지 조성물을 준비한다. 이때, 톨루엔, 크실렌 등의 용제를 1~10중량%의 양으로 더 혼합할 수 있다. 그리고 이에 물을 상기 제1 난연성 수지 조성물 100중량부에 대하여 1~50중량부로 더 혼합하여 분산성을 개선하거나, 점도를 조절할 수 있는 것으로, 이를 제한하지 않는다. 그리고 상기 로빙 크로스(roving cloth) 형태의 플린트 유리섬유를 상기 점도가 조절된 제1 난연성 수지 조성물에 침지 후 꺼내거나, 상기 플린트 유리섬유에 상기 제1 난연성 수지 조성물을 도포하여, 상기 제1 난연성 수지 조성물이 플린트 유리섬유에 충분히 함침되도록 한다. 그리고 상기 제1 난연성 수지 조성물이 함침된 플린트 유리섬유에 다른 제1 난연성 수지 조성물이 침지된 플린트 유리섬유를 적층하는 과정을 복수회 반복한다. 다음으로, 이를 80~100kgf/㎠ 정도의 압력으로 압축하여 120~150℃의 온도로 경화하고, 냉각함으로써 불연보드(2)를 제조한다.As a specific method of manufacturing the
상기 압착된 불연보드(2)에 팽창보드(3)를 접착하는 단계Adhering the expansion board (3) to the compressed non-combustible board (2)
다음으로, 상기 압착된 불연보드(2)에 팽창보드(3)를 접착한다.Next, the expansion board 3 is attached to the compressed
상기 불연보드(2)는 우수한 내화성능을 보이나, 불연보드(2)만으로는 충분한 차열성능을 확보할 수 없어, 콘크리트 기둥 내부, 즉 철근으로 열이 전달되는 것을 방지할 수 없는 바, 상기 팽창보드(3)를 통해 차열성능을 확보하는 것이다. 이때, 상기 팽창보드(3)의 두께는 1~3mm일 수 있으나, 이를 제한하지는 않는다.The non-combustible board (2) shows excellent fire resistance performance, but the non-combustible board (2) alone cannot secure sufficient heat shielding performance, so it is not possible to prevent heat transfer to the inside of the concrete column, that is, to the reinforcing bar, the expansion board ( 3) to secure thermal insulation performance. At this time, the thickness of the expansion board 3 may be 1 to 3 mm, but is not limited thereto.
상기 팽창보드(3)는 우수한 차열성능을 나타내는 것으로, 제2 난연성 수지 조성물이 함침 처리된 유리섬유로 이루어진다. 보다 바람직하게는 제2 난연성 수지 조성물에 함침 처리된 로빙 크로스(roving cloth) 형태의 유리섬유가 복수개, 2~5개의 층으로 적층되어 형성된다. 이때, 상기 제2 난연성 수지 조성물은, 경화제 0.1~3중량% 난연재 5~30중량; 팽창흑연 또는 팽창질석 5~40중량%; 및 잔부의 에폭시 수지 또는 우레아 수지;를 포함하며, 필요에 따라 톨루엔, 크실렌 등의 용제를 1~10중량%의 양으로 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 에폭시 수지 또는 우레아 수지는 접착성 역시 우수하여, 별도의 접착제를 사용하지 않더라도 상기 불연보드(2)에 상기 팽창보드(3)를 견고히 접착시킬 수 있다.The expansion board 3 is made of glass fiber impregnated with the second flame-retardant resin composition to exhibit excellent heat shielding performance. More preferably, a plurality of glass fibers in the form of a roving cloth impregnated with the second flame-retardant resin composition are laminated and formed in 2 to 5 layers. At this time, the second flame retardant resin composition, curing agent 0.1 to 3% by weight flame retardant 5 to 30 weight; Expanded graphite or expanded vermiculite 5-40% by weight; And the remainder of the epoxy resin or urea resin; includes, if necessary, may further include a solvent such as toluene, xylene in an amount of 1 to 10% by weight. Here, the epoxy resin or the urea resin also has excellent adhesion, so that the expansion board 3 can be firmly adhered to the
상기 제2 난연성 수지 조성물을 구성하는 에폭시 수지 또는 우레아 수지는 수용성의 에폭시 수지 또는 우레아 수지를 이용하는 것으로, 상기 에폭시 수지 또는 우레아 수지는 이 기술이 속하는 분야에서 충분히 공지된 것이기에 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The epoxy resin or urea resin constituting the second flame-retardant resin composition uses a water-soluble epoxy resin or urea resin, and the epoxy resin or urea resin is sufficiently well known in the art to which this technology belongs, so detailed description thereof will be omitted. .
아울러, 상기 경화제는 각 수지에 따라 공지된 적절한 경화제를 선택하여 사용할 수 있는 것으로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.In addition, the curing agent may be used by selecting an appropriate curing agent known for each resin, and detailed description thereof will be omitted.
그리고 상기 난연재는 앞선 불연보드(2)와 동일하게 사용된다.And the flame retardant is used in the same way as the above non-combustible board (2).
상기 팽창흑연 또는 팽창질석은, 열전도율을 낮춰 단열 성능을 향상시킴은 물론, 열과 접촉시 발포되는 특성을 갖는 것으로, 화재발생시 온도가 180℃ 이상으로 상승하는 과정에서 30~50배로 팽창하여 숯(Char)을 형성하기 때문에 연기 발생을 대부분 억제할 뿐만 아니라 팽창된 팽창층이 절연층으로 작용해 열의 이동을 방해하는 역할을 한다. 상기 팽창흑연 또는 팽창질석의 평균 입자 크기는 분산성 등을 고려할 때 100nm~30㎛임이 바람직하다. 상기 팽창흑연 또는 팽창질석은, 제2 난연 조성물 100중량%에 대하여 5~40중량%로 포함됨이 바람직한데, 그 첨가량이 5중량% 미만이면 그 효과가 미미하고, 40중량%를 초과할 경우 혼화성, 강도 등의 문제가 있기 때문이다.The expanded graphite or expanded vermiculite not only improves thermal insulation performance by lowering thermal conductivity, but also has a property of foaming when in contact with heat. ), not only suppresses most of the smoke generation, but also acts as an insulating layer to prevent heat transfer. The average particle size of the expanded graphite or expanded vermiculite is preferably 100 nm to 30 μm in consideration of dispersibility and the like. The expanded graphite or expanded vermiculite is preferably included in an amount of 5 to 40% by weight based on 100% by weight of the second flame retardant composition. If the amount added is less than 5% by weight, the effect is insignificant, and when it exceeds 40% by weight, the mixture This is because there are problems with Mars, strength, etc.
아울러, 상기 팽창보드(3)를 제조하는 방법은 제1 난연성 수지 조성물을 대신하여 제2 난연성 수지 조성물을, 플린트 유리섬유를 대신하여 유리섬유를 사용하는 것을 제외하고는 상기 불연보드(2)와 동일하게 제조한다. 다만, 경화온도는 팽창흑연 또는 팽창질석의 팽창을 방지하고, 상기 팽창보드(3)의 접착성을 확보하기 위하여 60~80℃로 하며, 압축 압력 역시 30~50kgf/㎠ 정도로만 압축한다.In addition, in the method of manufacturing the expansion board 3, the
상기 불연보드(2) 및 팽창보드(3)를 고정구(4)로 콘크리트 기둥(C)에 고정하는 단계Fixing the non-combustible board (2) and the expansion board (3) to the concrete column (C) with a fixture (4)
다음으로, 상기 불연보드(2) 및 팽창보드(3)를 앵커 등의 고정구(4)로 콘크리트 기둥(C)에 고정한다. Next, the
상기 앵커 등을 이용하여 콘크리트 구조물에 보드 등을 고정하는 방법은 이 기술이 속하는 분야에서 공지된 사항이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. A method of fixing a board to a concrete structure using the anchor or the like is known in the art to which this technology belongs, so a detailed description thereof will be omitted.
그리고 필요에 따라 마감도장을 실시한다.And if necessary, the finishing coat is applied.
상기와 같이 시공된 콘크리트 기둥은, 우수한 내화성과 차열성을 확보할 수 있을 뿐 아니라, 기계적 강도 역시 확보할 수 있어, 콘크리트 기둥의 내구성, 강성 등을 좋게하고, 화재로부터 구조물을 안정적으로 보호할 수 있다는 장점이 있다. The concrete column constructed as described above can not only secure excellent fire resistance and heat shielding properties, but also secure mechanical strength, so that the durability and rigidity of the concrete column can be improved, and the structure can be stably protected from fire. There is an advantage that
이하, 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples.
(실시예 1)(Example 1)
고강성의 콘크리트 기둥의 표면 이물질을 제거하고, 이에 난연 접착제를 1mm 두께로 도포하였다. 그리고 상기 난연 접착제에 두께 2mm의 불연보드를 압착하고, 다시 두께 2mm의 팽창보드를 접착한 후, 앵커로 고정하였다.Foreign substances on the surface of the high-rigidity concrete column were removed, and a flame-retardant adhesive was applied thereto to a thickness of 1 mm. Then, a non-combustible board having a thickness of 2 mm was pressed to the flame-retardant adhesive, and an expansion board having a thickness of 2 mm was adhered again, and then fixed with an anchor.
이때, 상기 난연 접착제는 실온에서 비스페놀 F형 에폭시 수지 100중량부, 인산트리크레실 및 멜라민피로인산염 혼합물(1:1 중량부) 12중량부, 무수붕산아연 3중량부, 폴리에테르아민 2중량부 및 염화칼슘 2중량부를 혼합하여 제조하였다.At this time, the flame-retardant adhesive is 100 parts by weight of bisphenol F-type epoxy resin at room temperature, 12 parts by weight of a mixture of tricresyl phosphate and melamine pyrophosphate (1:1 parts by weight), 3 parts by weight of anhydrous zinc borate, and 2 parts by weight of polyetheramine and 2 parts by weight of calcium chloride.
상기 불연보드는 수용성의 멜라민 수지 64.5중량%, 톨루엔 5중량%, 염화암모늄 경화제 0.5중량%, 난연재(탄산칼슘, 수산화알루미늄 및 붕산아연을 1:1:1 중량비로 혼합한 것, 입자 크기 2㎛) 30중량%를 혼합하여 제1 난연성 수지 조성물을 준비하고, 이에 물을 1:0.2 중량비로 첨가하여 점도를 조절한 후, 이에 로빙 크로스(roving cloth) 형태의 플린트 유리섬유(570g/sq.m)를 1시간 동안 침지 후 꺼내고, 상기 함침 처리된 플린트 유리섬유 4개를 적층하여 80~100kgf/㎠ 정도의 압력으로 압축하고 130℃의 온도로 경화하고, 10℃로 냉각함으로써 제조하였다.The non-flammable board is a water-soluble melamine resin 64.5% by weight, toluene 5% by weight, ammonium chloride curing agent 0.5% by weight, flame retardant (calcium carbonate, aluminum hydroxide and zinc borate in a 1:1:1 weight ratio mixture,
상기 팽창보드는 수용성의 비스페놀 F형의 에폭시 수지 60중량%, 톨루엔 5중량%, 아민 경화제 2중량%, 난연재(탄산칼슘, 수산화알루미늄 및 붕산아연을 1:1:1 중량비로 혼합한 것, 입자 크기 2㎛) 15중량% 및 팽창흑연(입자 크기 2㎛) 20중량%을 혼합하여 제2 난연성 수지 조성물을 준비하고, 이에 물을 1:0.2 중량비로 첨가하여 점도를 조절한 후, 이에 로빙 크로스(roving cloth) 형태의 유리섬유(570g/sq.m)를 1시간 동안 침지 후 꺼내고, 상기 함침 처리된 유리섬유 2개를 적층하여 40kgf/㎠ 정도의 압력으로 압축하고 70℃의 온도로 경화하고, 10℃로 냉각함으로써 제조하였다.The expansion board contains 60% by weight of a water-soluble bisphenol F-type epoxy resin, 5% by weight of toluene, 2% by weight of an amine curing agent, and a flame retardant (calcium carbonate, aluminum hydroxide and zinc borate mixed in a 1:1:1 weight ratio, particles A second flame-retardant resin composition was prepared by mixing 15% by weight of
(비교예 1)(Comparative Example 1)
고강성의 콘크리트 기둥의 표면 이물질을 제거하고, 에폭시 접착제를 도포한 후, 두께 4mm의 FRP 보드를 압착하고, 앵커로 고정하였다.After removing foreign substances on the surface of the high-strength concrete column, and applying an epoxy adhesive, a 4mm-thick FRP board was pressed and fixed with an anchor.
(시험예 1)(Test Example 1)
상기 실시예 1의 불연보드에 팽창보드를 부착한 내화보드의 불연성을 테스트하였다. 상기 테스트는 한국건설기술연구원에서 실시하였으며, 국토해양부 고시 제2009-866호에 따라 테스트하였다. 그 결과는 하기 표 1가 같았다.The incombustibility of the fire resistant board with the expansion board attached to the non-combustible board of Example 1 was tested. The above test was conducted by the Korea Institute of Construction Technology and was tested in accordance with Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs Notice No. 2009-866. The results were as shown in Table 1 below.
상기 표 1에서와 같이 본 발명의 실시예 1은 불연재료로서 기준을 모두 만족함을 확인할 수 있었다.As shown in Table 1, it was confirmed that Example 1 of the present invention satisfies all the criteria as a non-combustible material.
(시험예 2)(Test Example 2)
실시예 1과 비교예 1의 화재 테스트를 진행하였다. 상기 화재 테스트는 한국건설기술연구원에 의뢰하였는바, 그 결과는 도 3에 나타내었다.The fire test of Example 1 and Comparative Example 1 was performed. The fire test was commissioned by the Korea Institute of Construction Technology, and the results are shown in FIG. 3 .
도 3에서와 같이 비교예 1은 72분 경과 시험체 붕괴위험으로 시험을 종료하였으며, 실시예 1은 180분이 경과될 때까지 특이사항이 없어 시험을 종료하였는바, 본 발명의 실시예 1은 우수한 내화성능을 가짐을 확인하였다.As shown in FIG. 3, Comparative Example 1 ended the test due to the risk of specimen collapse after 72 minutes, and Example 1 had no specific issues until 180 minutes had elapsed and the test was terminated, Example 1 of the present invention has excellent fire resistance performance was confirmed.
(시험예 3)(Test Example 3)
또한, 실시예 1의 불연보드에 팽창보드를 부착한 내화보드의 독성지수(BS 6853.Annex B.2:1999)를 테스트하였다. 상기 테스트는 한국철도기술연구원에 의뢰하였다. 그 결과 표 2와 같았다. In addition, the toxicity index (BS 6853.Annex B.2:1999) of the fireproof board attached to the inflammable board of Example 1 was tested. The test was commissioned by the Korea Railroad Research Institute. As a result, it was shown in Table 2.
N.D:not detectedN.D: not detected
상기 표 2에서와 같이, 본 발명의 불연보드와 팽창보드는 독성지수가 1.30 정도로 독성이 거의 없음을 확인하였다. As shown in Table 2, it was confirmed that the non-combustible board and the inflatable board of the present invention had almost no toxicity with a toxicity index of 1.30.
(시험예 4)(Test Example 4)
실시예 1의 불연보드에 팽창보드를 부착한 내화보드의 인장강도와 인장탄성률을 테스트하였다. 상기 테스트는 한국화학융합시험연구원에 의뢰하였으며, 그 결과는 하기 표 3과 같았다. 상기 실시예 1-1은 불연보드의 두께를 4mm로 제조하고, 이에 팽창보드 2mm를 부착한 것이다.(시험속도 2mm/min)The tensile strength and tensile modulus of the fire resistant board with the expanded board attached to the non-combustible board of Example 1 were tested. The test was commissioned by the Korea Research Institute of Chemical Convergence, and the results are shown in Table 3 below. In Example 1-1, the thickness of the non-combustible board was 4 mm, and 2 mm of the expansion board was attached thereto. (
상기 표 2에서와 같이 본 발명의 실시예 1, 1-2은 인장강도 및 인장탄성률이 우수함을 확인할 수 있었다.As shown in Table 2, it was confirmed that Examples 1 and 1-2 of the present invention were excellent in tensile strength and tensile modulus.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described with reference to limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical spirit of the present invention and the following by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the equivalent scope of the claims to be described.
1: 난연 접착제 2: 불연보드
3: 팽창보드 4: 고정구1: Flame-retardant adhesive 2: Non-combustible board
3: Expansion board 4: Fixture
Claims (5)
상기 표면이 정리된 콘크리트 기둥(C)에 난연 접착제(1)를 도포하는 단계와,
상기 도포된 난연 접착제(1)에 불연보드(2)를 압착하는 단계와,
상기 압착된 불연보드(2)에 팽창보드(3)를 접착하는 단계와,
상기 접착된 팽창보드(3) 및 압착된 불연보드(2)를 고정구(4)로 콘크리트 기둥(C)에 고정하는 단계를 포함하며,
상기 불연보드(2)는 제1 난연성 수지 조성물이 함침 처리된 플린트 유리섬유(flint glass fiber)를 복수층으로 적층하고, 이를 80~100kgf/㎠의 압력으로 압축하여 120~150℃의 온도로 경화한 것이고,
상기 팽창보드(3)는 제2 난연성 수지 조성물이 함침 처리된 유리섬유를 복수층으로 적층하고, 이를 30~50kgf/㎠의 압력으로 압축하여 60~80℃의 온도로 경화한 것이며,
상기 유리섬유 및 플린트 유리섬유는 로빙 크로스(roving cloth) 형태이고,
상기 제1 난연성 수지 조성물은,
경화제 0.1~3중량%; 난연재 20~40중량%; 및 잔부의 멜라민 수지 또는 페놀 수지;를 포함하며,
상기 제2 난연성 수지 조성물은,
경화제 0.1~3중량%; 난연재 5~30중량%; 팽창흑연 또는 팽창질석 5~40중량%; 및 잔부의 에폭시 수지 또는 우레아 수지;를 포함하고,
상기 난연재는 석고, 황토, 탄산칼슘, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 소성알루미나 및 붕산아연으로 이루어진 그룹 중 선택된 2종 이상의 것을 특징으로 하는 콘크리트 기둥을 화재 및 폭열로부터 보호하기 위한 보강공법.A step of arranging the surface of the concrete column (C),
Applying a flame-retardant adhesive (1) to the concrete column (C) on which the surface is arranged;
Compressing the non-combustible board (2) to the applied flame-retardant adhesive (1);
adhering the expansion board (3) to the compressed non-combustible board (2);
and fixing the bonded expansion board (3) and the pressed non-combustible board (2) to the concrete column (C) with a fixture (4),
The non-combustible board 2 is formed by laminating a plurality of layers of flint glass fibers impregnated with a first flame-retardant resin composition, and compressing them at a pressure of 80 to 100 kgf/cm 2 and curing at a temperature of 120 to 150 ° C. did it,
The expansion board 3 is made by laminating a plurality of layers of glass fibers impregnated with a second flame retardant resin composition, and compressing them at a pressure of 30 to 50 kgf/cm 2 and curing them at a temperature of 60 to 80 ℃,
The glass fiber and the flint glass fiber are in the form of a roving cloth,
The first flame-retardant resin composition,
0.1 to 3% by weight of a curing agent; Flame retardant 20-40% by weight; and the remainder of the melamine resin or phenol resin;
The second flame retardant resin composition,
0.1 to 3% by weight of a curing agent; Flame retardant 5 to 30% by weight; Expanded graphite or expanded vermiculite 5-40% by weight; and the remainder of the epoxy resin or urea resin;
The flame retardant is a reinforcement method for protecting a concrete column from fire and explosion, characterized in that at least two selected from the group consisting of gypsum, loess, calcium carbonate, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcined alumina and zinc borate.
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