KR102496080B1 - 콘크리트 또는 모르터용 복합섬유보강재 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 콘크리트 또는 모르터용 복합섬유보강재에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 건축이나 토목에 이용되는 콘크리트 또는 모르터에 첨가하여 내구성을 향상시킬 수 있고, 내진, 폭렬 저항성 및 내화 기능을 갖게 하는 콘크리트 또는 모르터용 복합섬유보강재에 관한 것이다.
Description
본 발명은 콘크리트 또는 모르터용 복합섬유보강재에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 건축이나 토목에 이용되는 콘크리트 또는 모르터에 첨가하여 내구성을 향상시킬 수 있고, 내진, 폭렬 저항성 및 내화 기능을 갖게 하는 콘크리트 또는 모르터용 복합섬유보강재에 관한 것이다.
콘크리트 또는 모르터는 건축이나 토목현장에서 거푸집에 타설하여 양생시킴으로써 다양한 콘크리트 구조체를 만든 역할을 한다.
도 1을 참조하면, 콘크리트 또는 모르터(10)는 일반적으로 시멘트와 모래, 자갈 등의 골재들을 물에 반죽하여 제조되며, 건축물의 바닥이나 벽체등에 타설하여 콘크리트 구조체로 양생된다.
한편, 시멘트와 골재만을 물에 반죽한 콘크리트 또는 모르터는 양생할 경우 구조체의 건조 수축이 발생하고 휨감도, 인장강도 등에 취약하기 때문에 거푸집에 철근 와이어 매쉬를 설치한 후 모르터를 타설한다.
도 2는 종래의 철근 와이어 매쉬를 설치하여 양생한 구조체와 본 발명의 복합섬유보강제를 첨가하여 양생한 구조체를 비교한 것으로 도 2의 (a)는 보강재가 첨가되지 않은 콘크리트 또는 모르터를 양생한 구조체이고, (b)는 철근 와이어 매쉬(20)를 설치하여 콘크리트 또는 모르터를 양생한 구조체이며, (c)는 본 발명의 복합섬유보강제(100)를 첨가한 콘크리트 또는 모르터를 양생한 구조체이다.
도 2에서도 알 수 있듯이 철근 와이어 매쉬를 설치하지 않은 구조체(a)는 전체적으로 균일이 일어나는 반면, 철근 와이어 매쉬를 설치한 구조체(b)는 수평보강의 원리로 철근 와이어 매쉬(20)가 보강된 인근 부분에 균열이 적은 장점이 있으나 수직으로는 균열이 발생하며, 철근 와이어 매쉬(20)와 멀리 떨어진 지점은 수직 및 수평으로 균열이 발생하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 복합섬유보강제(100)를 콘크리트 또는 모르터에 첨가하여 양생시킴으로써 3차원의 입체보강구조가 형성되게 하고 이는 수균열방지와 폭렬 저항성, 내진 및 내화 성능을 향상시키는 장점이 있다.
한국등록특허 제10-1597080호 '콘크리트 보강용 섬유 조성물'에는 셀룰로오스 섬유보강재와 입체섬유보강재, 균열방지 섬유보강재와 유동화제 등을 콘크리트 또는 모르터에 혼합하여 콘크리트의 미세균열 발생을 감소시킬 수 있는 기술이 개시되어 있다.
이 '콘크리트 보강용 섬유 조성물'은 셀룰로오스 섬유보강재를 이용하므로 친환경적이고 시멘트와 부착능력이 우수한 장점이 있으나 섬유보강재의 길이가 너무 짧고 분산성능이 많이 떨어진다.
즉, 종래의 '콘크리트 보강용 섬유 조성물'은 양생 후 섬유보강재가 부분적으로 뭉쳐있어 오히려 구조체의 내구성을 떨어뜨릴 수 있는 문제점이 있고, 폭렬 저항성을 높일 수 있는 데 한계가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 본 발명의 목적은 분산성이 매우 좋아 콘크리트 또는 모르터에 고루 혼합될 수 있는 복합섬유보강재를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 콘크리트 또는 모르터에 고루 혼합되어 양생 후 구조체의 균열발생을 최소화할 수 있고, 취성파괴 저항성을 향상시킬 수 있으며, 내진, 폭렬 저항성 및 내화 기능을 부여할 수 있는 복합섬유보강재를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 콘크리트 또는 모르터(mortar)에 첨가하여 양생 후 콘크리트의 내구성을 향상시켜 내진, 폭렬 저항성 및 내화 기능을 갖게 하는 콘크리트 또는 모르터용 섬유보강재로서, 3mm 내지 30mm 사이의 길이로 절단된 복수의 나일론 섬유와 3mm 내지 30mm 사이의 길이로 절단된 복수의 피브이에이(PVA)섬유가 혼합된 것을 특징으로 하는 콘크리트 또는 모르터용 복합섬유보강재를 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 나일론 섬유들과 상기 피브이에이 섬유들은 길이가 동일하고 하나의 뭉쳐진 다발로 제조되며, 복수의 다발이 상기 콘크리트 또는 모르터에 첨가된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 다발은 나일론 섬유와 피브이에이 섬유는 6:4 내지 8:2의 혼합비를 갖고, 상기 나일론 섬유는 상기 피브이에이 섬유보다 비중이 작아 상기 콘크리트 또는 모르터에 첨가시 분산에 불리하나 상기 피브이에이 섬유가 분산될 때 상기 나일론 섬유와 마찰하여 분산을 돕는다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 나일론 섬유들과 상기 피브이에이 섬유들은 서로 길이가 상이하고 각각 하나의 뭉쳐진 다발로 제조되며, 복수의 나일론 섬유 다발과 복수의 피브이에이 섬유 다발이 혼합되어 단위 포장으로 제공된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 단위 포장 내의 상기 나일론 섬유와 상기 피브이에이 섬유는 6:4 내지 8:2의 혼합비를 갖고, 상기 나일론 섬유는 상기 피브이에이 섬유보다 비중이 작아 상기 콘크리트 또는 모르터에 첨가시 상기 피브이에이 섬유보다 분산에 불리하나 상기 피브이에이 섬유가 분산될 때 상기 나일론 섬유와 마찰하여 분산을 돕는다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 나일론 섬유와 상기 피브이에이 섬유는 1.5:1 내지 2.5:1의 길이비를 갖게 하여 상기 피브이에이 섬유를 상기 나일론 섬유보다 짧게 함으로써, 콘크리트 또는 모르터 내에서 상기 피브이에이 섬유의 분산성을 상기 나일론 섬유의 분산성보다 더 향상시키는 한편, 콘크리트 또는 모르터의 양생 후에는 상기 나일론 섬유는 상기 피브이에이 섬유보다 길이가 길어 뽑힘 저항성이 향상시킨다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.
먼저, 본 발명의 복합섬유보강재에 의하면, 나일론 섬유에 비중이 상대적으로 큰 피브이에이 섬유를 혼합하여 나일론 섬유가 모르터에서 고르게 분산될 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 복합섬유보강재에 의하면, 콘크리트 또는 모르터에 고루 혼합될 수 있으므로 양생 후 콘크리트 구조체의 균열발생을 최소화할 수 있고, 인장신도, 내충격성, 균열저항성, 휨강도, 뽑힘 저항성 및 취성파괴 저항성을 향상시킬 수 있으며, 내진, 폭렬 저항성 및 내화 기능을 부여할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 콘크리트 또는 모르터의 용처를 설명하기 위한 도면,
도 2는 종래의 철근 와이어 매쉬 보강재와 본 발명의 복합섬유보강재를 비교설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합섬유보강재를 보여주는 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합섬유보강재를 확대하여 보여주는 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합섬유보강재의 균열 저항성을 시험한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합섬유보강재가 첨가된 콘크리트 구조체가 폭렬 저항성을 갖게 하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래의 철근 와이어 매쉬 보강재와 본 발명의 복합섬유보강재를 비교설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합섬유보강재를 보여주는 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합섬유보강재를 확대하여 보여주는 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합섬유보강재의 균열 저항성을 시험한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합섬유보강재가 첨가된 콘크리트 구조체가 폭렬 저항성을 갖게 하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합섬유보강재를 보여주는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합섬유보강재를 확대하여 보여주는 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합섬유보강재(100)는 콘크리트 또는 모르터에 혼합하는 첨가재로써 양생 후 콘크리트 구조체가 균열 저항성, 폭렬 저항성, 내진 및 내화 기능을 갖게 하는 첨가재이다.
상기 복합섬유보강재(100)는 복수의 나일론(nylon) 섬유(110)와 복수의 피브이에이(PVA:polyvinyl alcohol) 섬유(120)가 함께 뭉쳐진 다발로 이루어진다.
또한, 상기 복합섬유보강재(100)는 실패(bobbin)에서 복수의 나일론 섬유 원사와 복수의 피브이에이 섬유 원사를 풀어 가이드를 통해 이송시키고 적당한 길이로 커팅함으로써 제작된다.
또한, 섬유 원사들이 가이드로 이송될 때 마찰력에 의해 서로 뭉쳐져 다발을 이룬다. 실질적으로 상기 다발은 완전히 뭉쳐져 결속된 정도는 아니며 원사들이 부분적으로 접촉하여 나열된 정도이다.
또한, 도 3은 상기 나일론 섬유(110)와 상기 피브이에이 섬유(120)가 뭉쳐진 섬유 다발(100a)을 도식화한 것으로 도 3에서 알 수 있듯이 하나의 섬유 다발(100a)에는 복수의 나일론 섬유(110)와 복수의 피브이에이 섬유(120)가 함께 이송되며 서로 거의 나란하게 나열되어 부분적으로 접촉해 있다.
또한, 상기 나일론 섬유(110)와 상기 피브이에이 섬유(120)는 각각 3mm 내지 30mm 사이의 특정 길이로 동일하게 커팅된다.
또한, 복수의 섬유 다발들(100a)은 단위 포장(수백g 내지 수kg)되어 출하된다.
한편, 상기 피브이에이 섬유(120)는 상기 나일론 섬유(110)보다 비중이 커 콘크리트 또는 모르터에서 분산성이 좋은 반면 늘어나는 인장신도는 낮다.
따라서, 상기 피브이에이 섬유(120)는 상기 나일론 섬유(110)를 함께 혼합하여 상기 피브이에이 섬유(120)가 분산될 때, 상기 나일론 섬유(110)와 마찰하여 함께 분산되게 함으로써 상기 나일론 섬유(110)의 분산을 도와 고루 분산되게 한다.
이렇게 섬유가 고루 분산될 경우 콘크리트 구조체의 균열저항성이 대폭 향상된다.
또한, 상기 피브이에이 섬유(120)만을 이용할 때 보다 인장신도가 커져 내충격성이 향상되는 장점이 있다.
또한, 상기 나일론 섬유(110)와 상기 피브이에이 섬유(120)가 뭉쳐진 하나의 섬유 다발(100a)에는 상기 나일론 섬유(110)와 상기 피브이에이 섬유(120)가 6:4 내지 8:2의 혼합비를 갖는다.
예를 들면, 섬유다발이 총 10 가닥의 섬유로 이루어질 경우 상기 나일론 섬유(110)와 상기 피브이에이 섬유(120)가 6:4, 7:3 또는 8:2의 가닥비로 혼합될 수 있다.
이는 전술한 바와 같이 콘크리트 또는 모르터 내에서 분산성은 극대화 하는 한편, 내충격성, 균열저항성 및 휨강도를 향상시킬 수 있는 비율이다.
추가적으로 상기 나일론 섬유(110)의 가격이 상기 피브이에이 섬유(120)의 가격보다 저렴하여 상기 피브이에이 섬유(120)로만 섬유보강재를 만드는 것 보다 저렴한 비용으로 제작이 가능하다.
또한, 상기 나일론 섬유(110)와 상기 피브이에이 섬유(120)는 서로 다른 길이로 컷팅될 수도 있다.
이 경우 서로 다른 길이로 컷팅한 나일론 섬유 다발과 피브이에이 섬유 다발을 혼합하여 단위 포장으로 포장하여 출하된다.
또한, 단위 포장 내에서 상기 나일론 섬유(110)와 상기 피브이에이 섬유(120)는 6:4 내지 8:2의 혼합비를 갖게 포장한다.
이는 전술한 바와 같이 상기 나일론 섬유(110)의 분산성을 향상시키면서도 인장신도를 크게하여 내충격성, 균열저항성 및 휨강도를 향상시킬 수 있는 조건이다.
자세하게는 상기 나일론 섬유(110)와 상기 피브이에이 섬유(120)는 1.5:1 내지 2.5:1의 길이비로 상기 피브이에이 섬유(120)의 길이를 짧게 함으로써 상기 피브이에이 섬유의 분산을 더욱 빠르게 하여 상기 나일론 섬유의 분산성도 향상시킬 수 있다.
이 경우 분산성이 향상되는 것과 더불어 상기 나일론 섬유(110)의 길이가 길어 양생 후 뽑힘 저항성이 향상되는 장점도 발현된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합섬유보강재의 균열 저항성을 시험한 도면으로 도 5의 (a)는 본 발명의 복합섬유보강재(100)를 첨가하여 양생한 구조체의 표면을 보여주는 것이고 (b)는 상기 복합섬유보강재(100)를 첨가하지 않고 양생한 구조체의 표면을 보여주는 것이다.
도 5에서도 알 수 있듯이 상기 복합섬유보강재(100)를 첨가할 경우 균열이 발생하지 않았으나 그렇지 않은 경우 균열이 발생함을 알 수 있다.
한편, 본 발명의 복합섬유보강재(100)가 균일하게 혼합되어 양생될 경우 콘크리트 구조체(40)의 폭열 저항성이 향상되게 되는데 도 6에 도시한 바와 같이 나일론 섬유(110)와 피브이에이 섬유(120)가 콘크리트 구조체(40)에 균일하게 혼합된 경우에는 화재가 발생할 경우, 구조체 내부의 수증기(30)가 다수의 기공을 통해 빠르게 배출되므로 폭렬 저항성을 향상된다.
그러나 역으로 보강재가 균일하지 않게 혼합되면 구조체 내부의 수증기가 외부로 배출되지 못하고 끓어올라 구조체가 폭발하므로 큰 인명사고를 초래할 수 있다.
따라서, 본 발명의 복합섬유보강재(100)에 따르면, 나일론 섬유에 피브이에이 섬유를 혼합하여 나일론 섬유의 분산을 유리하게 하고, 인장신도, 내충격성, 균열저항성, 휨강도 및 뽑힘 저항성을 향상시킬 수 있으며, 이는 내진, 폭렬 저항성 및 내화기능을 부여할 수 있는 장점이 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
100:복합섬유보강재 110:나일론 섬유
120:피브이에이 섬유
120:피브이에이 섬유
Claims (6)
- 콘크리트 또는 모르터(mortar)에 첨가하여 양생 후 콘크리트의 내구성을 향상시켜 내진, 폭렬 저항성 및 내화 기능을 갖게 하는 콘크리트 또는 모르터용 섬유보강재로서,
3mm 내지 30mm 사이의 길이로 절단된 복수의 나일론 섬유와 3mm 내지 30mm 사이의 길이로 절단된 복수의 피브이에이(PVA)섬유가 혼합되어 이루어지며,
상기 나일론 섬유들과 상기 피브이에이 섬유들은 하나의 뭉쳐진 다발로 제조되며, 복수의 다발이 상기 콘크리트 또는 모르터에 첨가되며,
상기 다발은 상기 나일론 섬유와 상기 피브이에이 섬유가 6:4 내지 8:2의 혼합비를 갖고, 상기 나일론 섬유는 상기 피브이에이 섬유보다 비중이 작아 상기 콘크리트 또는 모르터에 첨가시 상기 피브이에이 섬유보다 분산에 불리하나 상기 피브이에이 섬유가 분산될 때 상기 나일론 섬유와 마찰하여 분산을 돕는 것을 특징으로 하는 콘크리트 또는 모르터용 복합섬유보강재. - 삭제
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| KR1020210139458A KR102496080B1 (ko) | 2021-10-19 | 2021-10-19 | 콘크리트 또는 모르터용 복합섬유보강재 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102496080B1 true KR102496080B1 (ko) | 2023-02-07 |
Family
ID=85221676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210139458A KR102496080B1 (ko) | 2021-10-19 | 2021-10-19 | 콘크리트 또는 모르터용 복합섬유보강재 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102496080B1 (ko) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010071263A (ko) * | 1998-05-14 | 2001-07-28 | 뷰게스 | 시멘트 메트릭스에 분산된 유기 섬유, 콘크리트 시멘트메트릭스 및 프리믹스를 포함하는 콘크리트 |
| KR20130011560A (ko) * | 2011-07-22 | 2013-01-30 | 주식회사 홍서이엔씨 | 보수용 폴리머 혼입 초속경 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 공법 |
| KR20160109861A (ko) * | 2015-03-13 | 2016-09-21 | 서상욱 | 콘크리트 섬유보강재 및 이 콘크리트 섬유보강재의 제조방법 |
| JP2021130603A (ja) * | 2019-11-30 | 2021-09-09 | 株式会社Ｈｐｃ沖縄 | 繊維補強コンクリート |
-
2021
- 2021-10-19 KR KR1020210139458A patent/KR102496080B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010071263A (ko) * | 1998-05-14 | 2001-07-28 | 뷰게스 | 시멘트 메트릭스에 분산된 유기 섬유, 콘크리트 시멘트메트릭스 및 프리믹스를 포함하는 콘크리트 |
| KR20130011560A (ko) * | 2011-07-22 | 2013-01-30 | 주식회사 홍서이엔씨 | 보수용 폴리머 혼입 초속경 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 공법 |
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