KR102516274B1 - 고강도 및 고내열성의 열경화성 수지와 산무수물 경화제를 바인더로 하여 복합섬유 소재를 인발성형한 frp 패널조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수보강공법 - Google Patents

고강도 및 고내열성의 열경화성 수지와 산무수물 경화제를 바인더로 하여 복합섬유 소재를 인발성형한 frp 패널조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수보강공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열경화성 수지 100중량부 기준으로, 도데실 석신 안하이드라이드, 헥사히드로-4-메틸프탈릭 안하이드라이드, 메틸부테닐 테트라하이드로프탈릭 안하아드라이드, 메틸렌도메틸렌 테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드, 메틸테트라하이드로프탈릭 안하아이드라이드, 메틸사이클로헥산 디카르복실릭 안하이드라이드, 석신 안하이드라이드, 테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드, 트리멜리틱 안하이드라이드, 헥사하이드로프탈릭 안하이드라이드, 벤조페논 트라카르복실릭 안하이드라이드 또는 이들로부터 선택된 하나 이상의 산무수물 경화제 60 내지 120중량부; 현무암 섬유, 아라미드 섬유, 유리섬유, 탄소섬유, 메탈섬유 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 인발성형한 성형물 70 내지 90중량부; 석회분말, 포틀랜드 시멘트, 시멘트, 소석회, 플라이애쉬, 회수 더스트, 전기로 제강더스트, 주물더스트 및 소각재, 석분, 탄산칼슘, 소석회 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물로 이루어진 충진제 5 내지 50중량부; 나노세라믹 입자 3 내지 20중량부; 저수축제 2 내지 10중량부; 변형방지제 0.1 내지 2중량부; 및 안정제 1 내지 3중량부를 포함하는 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 난연성 기계적 성능, 내구성, 내충격성 및 강도 등을 향상시킨 FRP 패널조성물을 제공함으로써, 화재에 강하고, 성형성이 좋을 뿐만 아니라, 생산공정이 간편하여 생산비용이 저렴하다.
본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 기계적 성능, 내구성, 내충격성 및 강도 등을 향상시킨 FRP 패널조성물을 제공함으로써, 성형성이 좋을 뿐만 아니라, 생산공정이 간편하여 생산비용이 저렴하다.

Description

고강도 및 고내열성의 열경화성 수지와 산무수물 경화제를 바인더로 하여 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수보강공법{FRP Panel Composition Made of Complex Fiber Material Manufactured by Drawing with Binder Having Thermosetting Resin and Acid Anhydride-Hardener and Constructing Methods Using Thereof}
본 발명은 고강도 및 고내열성의 열경화성 수지와 산무수물 경화제를 바인더로 하여 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물에 관한 것으로서, 더 상세하게는 콘크리트 구조물 등의 강도와 구조내력을 증대시키기 위해 고강도 및 고내열성의 열경화성 수지와 산무수물 경화제를 바인더로 하여 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물 및 이를 이용한 보수 보강공법에 관한 것이다.
일반적으로 구조물은 시간이 지남에 따라 설계 및 시공 상의 하자, 사용 중의 구조변경, 환경변화에 따른 노후화 및 자연재해, 화재 등 각종 원인에 의해 내구성 및 내하력이 저하되며, 이러한 원인에 의해 구조적으로 영향을 받게 된 구조물들은 붕괴로까지 이어질 수 있어 인명피해 등 대형 참사뿐만 아니라, 사회 기반인 주요시설 및 교통망이 장기간 마비되고 복구를 위해서는 막대한 공사비가 소요되어 사회적으로 큰 영향을 미친다.
구조적인 손상을 입은 구조물들은 안전성 확보를 위해 전면 또는 부분적인 보강조치가 반드시 필요하며, 이러한 문제점을 해결하고자 여러 가지 보수, 보강 공법이 개발되고 있고, 이러한 주요 보강공법으로는 강판보강공법과 섬유시트보강공법 그리고 섬유판 보강공법으로 나눌 수 있고, 시공방식에 따라 현장 함침보강공법, 압착보강공법, 접착보강공법, 매립보강공법으로 나눌 수 있다.
여기서, 상기한 강판보강공법은 검증된 보강효과와 시공성 때문에 실제 구조물에 폭넓게 적용되어 왔지만, 강판의 무거운 중량과 부식에 취약하여 시공성과 유지 관리적 측면에서 문제점이 있다.
특히, 강판의 과도한 자중으로 인해 시공시에는 중장비가 필요하고. 용접작업 등으로 인한 화재의 위험도 상존하며 부식을 막기 위해 별도의 방청도장이 필요하다.
또한, 상기한 강판보강공법은 통기성 결여로 인한 밀폐현상으로 대상 구조물과 보강재의 계면에서 발생되는 부착력의 약화 등 내구성에 문제점이 있다.
그리고 현장함침 보강공법은 주로 카본섬유, 유리섬유, 아라미드섬유 등의 섬유강화복합소재를 이용한 보강공법으로 운송비가 저렴하고, 취급이 용이하며, 빠르고 간편한 시공성, 우수한 내구성 때문에 그 활용빈도가 지속적으로 증가되어 왔다.
그러나 상기한 카본섬유는 제품의 가격이 매우 고가이기 때문에 적용이 용이하지 않고, 전도체로서 고압전류가 흐르는 곳에서는 사용이 적합하지 않다는 문제점이 있다.
또한, 상기 유리섬유는 카본섬유에 비해 가격이 상대적으로 저렴한 특성이 있고, 저탄성재료로서의 이점이 있으나, 유리섬유의 제작, 재단 및 시공시 유리분진에 의하여 시공성이 문제가 있으며, 내화성이 떨어질 뿐만 아니라, 폐기시 환경에 영향을 미치는 것으로 알려져 있고, 최근에는 발암가능성 물질로 분류되어 그 사용이 제한되고 있다.
그리고 상기 아라미드섬유의 경우에는 기계적, 역학적 성능이 유리섬유나 카본섬유에 비하여 현저히 떨어지므로 최근에는 그 사용이 감소하고 있는 실정이다
또한, 상기한 현장함침보강공법은 보강성능에 비해 시공이 힘들고, 작업자의 숙련도, 노하우에 따라 품질이 많이 좌우된다.
이 또한 전면시공으로 인한 통기성의 결여, 유지관리의 어려움 등의 문제점이 있다.
한편, 섬유판 보강공법은 재료적 물성은 우수하나 보강대상 구조물과의 부착을 에폭시 접착제에만 의존할 수밖에 없는 메커니즘으로 단부박리 등 부착성능의 한계가 있고, 이러한 부착성능의 한계를 해결하기 위하여 별도의 보강철물이 필요하며, 이 공법 또한 전면시공으로 인한 통기성의 결여, 유지관리의 어려움 등의 문제점이 있다.
이러한 문제점을 극복하기 위하여, 대한민국 특허 제10-1204368호에는 현무암 섬유를 이용한 철근콘크리트구조물 보수보강용 패널이 개시되어 있다.
한편, 상기 콘크리트 구조물의 보수보강하기 위해 판, 리바, 패널 등의 다양한 물건을 사용할 수 있는바, 이러한 물건으로 제조하기 위해 충분한 내구성을 갖는 조성물을 개발하는 것이 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출한 것으로서, 열경화성 수지를 현무암 섬유, 아라미드 섬유, 유리섬유, 탄소섬유, 메탈섬유 등을 인발 가공한 복합소재에 함침시킬 수 있도록 하여 기계적 성능, 내구성, 내충격성 및 강도 등을 향상시킬 수 있도록 한 FRP 패널조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
특히, 본 발명은 빌딩, 변전소, 전산실 등의 특수시설, 지하 주차장 등의 건축 구조물, 터널, 교량 등의 토목 구조물에 적용 가능한 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물을 제공하고자 한다.
본 발명은
열경화성 수지 100중량부 기준으로,
도데실 석신 안하이드라이드, 헥사히드로-4-메틸프탈릭 안하이드라이드, 메틸부테닐 테트라하이드로프탈릭 안하아드라이드, 메틸렌도메틸렌 테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드, 메틸테트라하이드로프탈릭 안하아이드라이드, 메틸사이클로헥산 디카르복실릭 안하이드라이드, 석신 안하이드라이드, 테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드, 트리멜리틱 안하이드라이드, 헥사하이드로프탈릭 안하이드라이드, 벤조페논 트라카르복실릭 안하이드라이드 또는 이들로부터 선택된 하나 이상의 산무수물 경화제 60 내지 120중량부;
현무암 섬유, 아라미드 섬유, 유리섬유, 탄소섬유, 메탈섬유 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 인발성형한 성형물 70 내지 90중량부;
석회분말, 포틀랜드 시멘트, 시멘트, 소석회, 플라이애쉬, 회수 더스트, 전기로 제강더스트, 주물더스트 및 소각재, 석분, 탄산칼슘, 소석회 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물로 이루어진 충진제 5 내지 50중량부;
나노세라믹 입자 3 내지 20중량부;
저수축제 2 내지 10중량부;
변형방지제 0.1 내지 2중량부; 및
안정제 1 내지 3중량부를 포함하는 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은
현무암 섬유, 아라미드 섬유, 유리섬유, 탄소섬유, 메탈섬유 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 인발성형한 성형물을 제조하는 인발성형단계;
열경화성 수지 100중량부 기준으로, 도데실 석신 안하이드라이드, 헥사히드로-4-메틸프탈릭 안하이드라이드, 메틸부테닐 테트라하이드로프탈릭 안하아드라이드, 메틸렌도메틸렌 테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드, 메틸테트라하이드로프탈릭 안하아이드라이드, 메틸사이클로헥산 디카르복실릭 안하이드라이드, 석신 안하이드라이드, 테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드, 트리멜리틱 안하이드라이드, 헥사하이드로프탈릭 안하이드라이드, 벤조페논 트라카르복실릭 안하이드라이드 또는 이들로부터 선택된 하나 이상의 산무수물 경화제 60 내지 120중량부; 석회분말, 포틀랜드 시멘트, 시멘트, 소석회, 플라이애쉬, 회수 더스트, 전기로 제강더스트, 주물더스트 및 소각재, 석분, 탄산칼슘, 소석회 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물로 이루어진 충진제 5 내지 50중량부; 나노세라믹 입자 3 내지 20중량부; 저수축제 2 내지 10중량부; 변형방지제 0.1 내지 2중량부; 및 안정제 1 내지 3중량부를 포함하는 혼합물을 인발성형 단계에서 인발성형한 성형물 70 내지 90중량부에 함침시켜 FRP 패널조성물을 제조하는 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물 제조단계;
상기 FRP 패널조성물을 시공할 콘크리트 구조물의 바탕면을 정리하는 단계;
상기 콘크리트 구조물의 바탕면에 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물을 접착제로 부착 고정하는 단계; 및
상기 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물의 표면과 콘크리트 구조물의 바탕면 사이를 실링재로 밀봉 처리하는 단계를 포함하는 콘크리트 구조물 보수 보강공법을 제공한다.
또한, 현무암 섬유, 아라미드 섬유, 유리섬유, 탄소섬유, 메탈섬유 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 인발성형한 성형물을 제조하는 인발성형단계;
열경화성 수지 100중량부 기준으로, 도데실 석신 안하이드라이드, 헥사히드로-4-메틸프탈릭 안하이드라이드, 메틸부테닐 테트라하이드로프탈릭 안하아드라이드, 메틸렌도메틸렌 테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드, 메틸테트라하이드로프탈릭 안하아이드라이드, 메틸사이클로헥산 디카르복실릭 안하이드라이드, 석신 안하이드라이드, 테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드, 트리멜리틱 안하이드라이드, 헥사하이드로프탈릭 안하이드라이드, 벤조페논 트라카르복실릭 안하이드라이드 또는 이들로부터 선택된 하나 이상의 산무수물 경화제 60 내지 120중량부; 석회분말, 포틀랜드 시멘트, 시멘트, 소석회, 플라이애쉬, 회수 더스트, 전기로 제강더스트, 주물더스트 및 소각재, 석분, 탄산칼슘, 소석회 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물로 이루어진 충진제 5 내지 50중량부; 나노세라믹 입자 3 내지 20중량부; 저수축제 2 내지 10중량부; 변형방지제 0.1 내지 2중량부; 및 안정제 1 내지 3중량부를 포함하는 혼합물을 인발성형 단계에서 인발성형한 성형물 70 내지 90중량부에 함침시켜 FRP 패널조성물을 제조하는 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물 제조단계;
상기 FRP 패널조성물을 시공할 콘크리트 구조물의 바탕면을 정리하는 단계;
상기 콘크리트 구조물의 바탕면에 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물을 접착제로 부착 고정하는 단계; 및
상기 부착 고정하는 단계가 종료된 후 콘크리트 구조물의 바탕면과 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물을 단부고정앵커로 고정하는 고정단계를 포함하는 콘크리트 구조물 보수 보강공법을 제공한다.
본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 기계적 성능, 내구성, 내충격성 및 강도 등을 향상시킨 FRP 패널조성물을 제공함으로써, 성형성이 좋을 뿐만 아니라, 생산공정이 간편하여 생산비용이 저렴하다.
또한, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 복합섬유 소재의 인발성형 형태에 따라 다양한 모양으로 적용 가능하여 빌딩, 변전소, 전산실 등의 특수시설, 지하 주차장 등의 건축 구조물, 터널, 교량 등의 토목 구조물에 적용이 용이하다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
한 가지 관점에서, 본 발명은 열경화성 수지 100중량부 기준으로, 도데실 석신 안하이드라이드, 헥사히드로-4-메틸프탈릭 안하이드라이드, 메틸부테닐 테트라하이드로프탈릭 안하아드라이드, 메틸렌도메틸렌 테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드, 메틸테트라하이드로프탈릭 안하아이드라이드, 메틸사이클로헥산 디카르복실릭 안하이드라이드, 석신 안하이드라이드, 테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드, 트리멜리틱 안하이드라이드, 헥사하이드로프탈릭 안하이드라이드, 벤조페논 트라카르복실릭 안하이드라이드 또는 이들로부터 선택된 하나 이상의 산무수물 경화제 60 내지 120중량부; 현무암 섬유, 아라미드 섬유, 유리섬유, 탄소섬유, 메탈섬유 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 인발성형한 성형물 70 내지 90중량부; 석회분말, 포틀랜드 시멘트, 시멘트, 소석회, 플라이애쉬, 회수 더스트, 전기로 제강더스트, 주물더스트 및 소각재, 석분, 탄산칼슘, 소석회 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물로 이루어진 충진제 5 내지 50중량부; 나노세라믹 입자 3 내지 20중량부; 저수축제 2 내지 10중량부; 변형방지제 0.1 내지 2중량부; 및 안정제 1 내지 3중량부를 포함하는 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물을 제공한다.
다른 관점에서, 본 발명은 현무암 섬유, 아라미드 섬유, 유리섬유, 탄소섬유, 메탈섬유 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 인발성형한 성형물을 제조하는 인발성형단계; 열경화성 수지 100중량부 기준으로, 도데실 석신 안하이드라이드, 헥사히드로-4-메틸프탈릭 안하이드라이드, 메틸부테닐 테트라하이드로프탈릭 안하아드라이드, 메틸렌도메틸렌 테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드, 메틸테트라하이드로프탈릭 안하아이드라이드, 메틸사이클로헥산 디카르복실릭 안하이드라이드, 석신 안하이드라이드, 테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드, 트리멜리틱 안하이드라이드, 헥사하이드로프탈릭 안하이드라이드, 벤조페논 트라카르복실릭 안하이드라이드 또는 이들로부터 선택된 하나 이상의 산무수물 경화제 60 내지 120중량부; 석회분말, 포틀랜드 시멘트, 시멘트, 소석회, 플라이애쉬, 회수 더스트, 전기로 제강더스트, 주물더스트 및 소각재, 석분, 탄산칼슘, 소석회 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물로 이루어진 충진제 5 내지 50중량부; 나노세라믹 입자 3 내지 20중량부; 저수축제 2 내지 10중량부; 변형방지제 0.1 내지 2중량부; 및 안정제 1 내지 3중량부를 포함하는 혼합물을 인발성형 단계에서 인발성형한 성형물 70 내지 90중량부에 함침시켜 FRP 패널조성물을 제조하는 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물 제조단계; 상기 FRP 패널조성물을 시공할 콘크리트 구조물의 바탕면을 정리하는 단계; 상기 콘크리트 구조물의 바탕면에 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물을 접착제로 부착 고정하는 단계; 및 상기 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물의 표면과 콘크리트 구조물의 바탕면 사이를 실링재로 밀봉 처리하는 단계를 포함하는 콘크리트 구조물 보수 보강공법을 제공한다.
또 다른 관점에서, 본 발명은 현무암 섬유, 아라미드 섬유, 유리섬유, 탄소섬유, 메탈섬유 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 인발성형한 성형물을 제조하는 인발성형단계; 열경화성 수지 100중량부 기준으로, 도데실 석신 안하이드라이드, 헥사히드로-4-메틸프탈릭 안하이드라이드, 메틸부테닐 테트라하이드로프탈릭 안하아드라이드, 메틸렌도메틸렌 테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드, 메틸테트라하이드로프탈릭 안하아이드라이드, 메틸사이클로헥산 디카르복실릭 안하이드라이드, 석신 안하이드라이드, 테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드, 트리멜리틱 안하이드라이드, 헥사하이드로프탈릭 안하이드라이드, 벤조페논 트라카르복실릭 안하이드라이드 또는 이들로부터 선택된 하나 이상의 산무수물 경화제 60 내지 120중량부; 석회분말, 포틀랜드 시멘트, 시멘트, 소석회, 플라이애쉬, 회수 더스트, 전기로 제강더스트, 주물더스트 및 소각재, 석분, 탄산칼슘, 소석회 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물로 이루어진 충진제 5 내지 50중량부; 나노세라믹 입자 3 내지 20중량부; 저수축제 2 내지 10중량부; 변형방지제 0.1 내지 2중량부; 및 안정제 1 내지 3중량부를 포함하는 혼합물을 인발성형 단계에서 인발성형한 성형물 70 내지 90중량부에 함침시켜 FRP 패널조성물을 제조하는 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물 제조단계; 상기 FRP 패널조성물을 시공할 콘크리트 구조물 단부의 바탕면을 정리하는 단계; 상기 콘크리트 구조물 단부의 바탕면에 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물을 접착제로 부착 고정하는 단계; 및 상기 부착 고정하는 단계가 종료된 후 콘크리트 구조물 단부의 바탕면과 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물을 단부고정앵커로 고정하는 고정단계를 포함하는 콘크리트 구조물 보수 보강공법을 제공한다.
본 발명에 따른 FRP 패널조성물, 특정적으로 고강도 및 고내열성의 열경화성 수지와 산무수물 경화제를 바인더로 하여 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 현무암 섬유, 아라미드 섬유, 유리섬유, 탄소섬유, 메탈섬유 등을 인발 가공한 복합소재를 열경화성 수지 및 산무수물경화제 혼합물로 함침하여 보수 및/또는 보강이 필요한 콘크리트, 예를 들면 콘크리트 구조물 등에 적용함으로써, 기계적 성능 및/또는 내충격성 등을 향상시킬 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않는다.
더욱이 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 복합섬유 소재의 인발성형 형태에 따라 다양한 모양으로 적용 가능하여 빌딩, 변전소, 전산실 등의 특수시설, 지하 주차장 등의 건축 구조물, 터널, 교량 등의 토목 구조물에 적용이 용이하다.
본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 현무암 섬유, 아라미드 섬유, 유리섬유, 탄소섬유, 메탈섬유 등을 인발 가공한 복합소재로 성형물, 예들 들면 패널 등의 성형물을 제조한 후 열경화성 수지 및 산무수물 경화제 혼합물이 함침되도록 구성된다.
본 발명에 따른 열경화성 수지는 산무수물경화제와 혼합되어 경화됨으로써 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP의 형태를 이룰 수 있도록 한다.
바람직한 열경화성 수지는 당업계의 통상적인 열경화성 수지, 바람직하게는 고강도 및 고내열성의 열경화성 수지라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 추천하기로는 에폭시 수지, 페놀수지 또는 이들의 혼합물인 것이 좋다.
여기서, 상기 에폭시 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지(Bisphenol A type Epoxy resin), 비스페놀 F형 에폭시 수지(Bisphenol F type Epoxy resin), 노볼락 에폭시 수지(Novolac Epoxy resin), 변성 다이머산 에폭시 수지(Dimer Acid Modified Epoxy resin), 변성 고무 에폭시 수지(Rubber Modified Epoxy resin) 변성 우레탄 에폭시 수지(Urethane Modified Epoxy resin) 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 포함한다.
이때, 상기 열경화성 수지의 일 양태인 에폭시 수지는 다양한 종류의 에폭시 수지를 함께 사용할 수 있는바, 이러한 일례로서, 에폭시 수지 전체 100중량% 기준으로, 비스페놀 A형 에폭시 수지 20 내지 40중량%, 비스페놀 F형 에폭시 수지 20 내지 40중량%, 노볼락 에폭시 수지 20 내지 40중량%, 변성 다이머산 에폭시 수지 10 내지 30중량%, 변성 고무 에폭시 수지 5 내지 20중량% 및 변성 우레탄 에폭시 수지 5 내지 20중량%를 혼합하여 구성할 수 있다.
여기서, 상기 비스페놀 A형 에폭시 수지는 액상 에폭시 수지로 뛰어난 접착력, 내약품성, 내열성 등 경화물성이 우수하여 다양한 용도로 응용되는 범용 에폭시 수지로서, 반응수축이 매우작고 휘발이 발생하지 않을 뿐만 아니라, 기계적 강도가 우수하며, 치수안정성, 강근성, 고온특성, 내마모성이 좋아 기계적 가공성이 높다.
또한, 상기 비스페놀 F형 에폭시 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지의 분자 가운데 CH3 대신에 H가 있는 수지로서, 비스페놀 A형에 비해 저점도이며 가소성이 우수하며 고반응성이다.
또한, 상기 노볼락 에폭시 수지는 반응활성기인 에폭시 그룹이 3개 이상인 수지로서, 밀실한 경화구조를 형성하므로 내약품성, 기계적강도, 접착력 등이 우수하다.
또한, 상기 변성 다이머산 에폭시 수지는 가소성과 내충격성이 우수하며 접착력과 치수안정성이 좋은 특성이 있다.
또한, 상기 변성 고무 에폭시 수지는 NBR 및 CTBN의 변성 에폭시 수지로서, 강근성과 가소성이 우수하며 부착성이 좋다.
또한, 상기 변성 우레탄 에폭시 수지는 우레탄 변성 에폭시 수지로서, 고유연성 및 탄성력이 우수하다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 열경화성 수지, 특정적으로 고강도 및 고내열성 열경화성 수지는 복합소재 성형물, 특정적으로 현무암 섬유, 아라미드 섬유, 유리섬유, 탄소섬유, 메탈섬유 등을 인발 가공한 복합소재 성형물, 예를 들면 패널에 함침되기 용이하도록 용액 형태로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 FRP 패널조성물, 특정적으로 고강도 및 고내열성의 열경화성 수지와 산무수물 경화제를 바인더로 하여 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물을 구성하는 열경화성 수지 외 나머지 성분들의 함량은 열경화성 수지 100중량부 기준으로 한다.
본 발명에 따른 산무수물경화제는 FRP 패널조성물에 포함된 열경화성 수지 등을 경화시켜 바인더로서 역할을 제공하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 산무수물 경화제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 도데실 석신 안하이드라이드(Dodecenyl succinic anhydride), 헥사히드로-4-메틸프탈릭 안하이드라이드(Hexahydro-4-Methylphthalic anhydride), 메틸부테닐 테트라하이드로프탈릭 안하아드라이드(Methylbutenyl tetrahydrophthalic anhydride), 메틸렌도메틸렌 테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드(Methylendomethylene tetrahydrophthalic anhydride), 메틸테트라하이드로프탈릭 안하아이드라이드(Methyltetrahydrophthalic anhydride), 메틸사이클로헥산 디카르복실릭 안하이드라이드(Methylcyclohexene dicarboxylic anhydride), 석신 안하이드라이드(Succinic anhydride), 테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드(Tetrahydrophthalic anhydride), 트리멜리틱 안하이드라이드(Trimellitic anhydride), 헥사하이드로프탈릭 안하이드라이드(Hexahydrophthalic anhydride), 벤조페논 트라카르복실릭 안하이드라이드(Benzophenone tracarboxylic anhydride) 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 열경화성 수지 100중량부 기준으로 60 내지 120중량부인 것을 추천한다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 산무수물 경화제는 산무수물 경화제를 구성하는 각각의 산무수물 경화제의 함량은 사용자의 선택에 따라 선택 가능하지만, 바람직하게는 산무수물 경화제 전체 100중량% 기준으로, 도데실 석신 안하이드라이드 5 내지 40중량%, 헥사히드로-4-메틸프탈릭 안하이드라이드 5 내지 30중량%, 메틸부테닐 테트라하이드로프탈릭 안하아드라이드 5 내지 25중량%, 메틸렌도메틸렌 테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드 5 내지 25중량%, 메틸테트라하이드로프탈릭 안하아이드라이드 5 내지 25중량%, 메틸사이클로헥산 디카르복실릭 안하이드라이드 5 내지 25중량%, 석신 안하이드라이드 5 내지 25중량%, 테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드 5 내지 25중량%, 트리멜리틱 안하이드라이드 5 내지 25중량%, 헥사하이드로프탈릭 안하이드라이드 5 내지 25중량% 및 벤조페논 트라카르복실릭 안하이드라이드 5 내지 25중량%를 포함하는 것이 좋다.
여기서, 상기 도데실 석신 안하이드라이드는 지방족 액상 산무수물경화제로서 열경화성 수지와 상용성이 좋고, 점도는 낮으며, 가사시간(Potlife)이 길며 경화물의 가소성이 좋다.
또한, 상기 헥사히드로-4-메틸프탈릭 안하이드라이드는 지환족 액상 산무수물 경화제로서 점도가 낮고 가사시간이 매우 길며, 높은 내열성 및 우수한 기계적 특성을 가질 뿐만 아니라, 점도가 낮아 함침성, 주형성이 좋고, 경화수축이 적다.
아울러, 상기 헥사히드로-4-메틸프탈릭 안하이드라이드는 추가적으로 열변형온도가 높고, 섬유와의 친화성이 좋다.
또한, 상기 메틸부테닐 테트라하이드로프탈릭 안하아드라이드는 가사시간이 길고, 높은 내열성 및 우수한 기계적 특성을 가질 뿐만 아니라, 경화수축이 적고 열변형온도가 높으며 섬유와의 친화성이 좋고, 치수안정성이 좋아 기계적 가공성이 좋은 제품을 제조할 수 있다.
또한, 상기 메틸렌도메틸렌 테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드는 경화수축이 적고, 열변형온도가 높아 섬유와의 친화성이 좋을 뿐만 아니라, 치수안정성 및 기계적 가공성이 좋고, 내마모성이 우수하다.
또한, 상기 메틸테트라하이드로프탈릭 안하아이드라이드는 지환족 액상 산무수물 경화제로서 점도가 낮고 가사시간이 매우 길며, 높은 내열성 및 우수한 기계적 특성을 가질 뿐만 아니라, 점도가 낮아 함침성/주형성이 좋고, 경화수축이 적으며, 열변형온도가 높다.
또한, 상기 메틸사이클로헥산 디카르복실릭 안하이드라이드는 가사시간이 매우 길고, 높은 내열성 및 우수한 기계적 특성을 가질 뿐만 아니라, 경화수축이 적고 열변형온도가 높으며, 치수 안정성이 좋다.
또한, 상기 석신 안하이드라이드는 석식산의 산무수물로서, 가사시간이 매우 길며, 높은 내열성 및 우수한 기계적 특성을 가질 뿐만 아니라, 경화수축이 적고 열변형온도가 높다.
또한, 상기 테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드는 가사시간이 매우 길며, 높은 내열성 및 우수한 기계적 특성을 가질 뿐만 아니라, 열변형 온도가 높아 고온에서 물리적 성질이 좋다.
또한, 상기 트리멜리틱 안하이드라이드는 경화수축이 적고 열변형온도가 높아 치수안정성 및 기계적 가공성이 좋고, 내약품성이 우수하다.
또한, 상기 헥사하이드로프탈릭 안하이드라이드는 경화수축이 적고 열변형온도가 높아 치수안정성 및 기계적 가공성이 좋으며, 단시간 경화가 가능하다.
또한, 상기 벤조페논 트라카르복실릭 안하이드라이드는 높은 내열성 및 우수한 기계적 특성을 가질 뿐만 아니라, 열변형 온도가 높다.
본 발명에 따른 성형물은 콘크리트 구조물을 보수보강하기 위한 물건의 형태, 특정적으로 제품의 형태를 지칭하는 것으로서, 그 형태에 따라 판, 리바 및/또는 패널 형태를 포함할 수 있지만, 본 발명에서는 패널을 지칭한다.
이때, 상기 성형물, 예를 들면 패널은 성형물을 제외한 나머지 FRP 패널조성물을 구성하는 성분들이 함침되어 최종적인 제품으로 제작된다.
바람직한 성형물은 현무암 섬유, 아라미드 섬유, 유리섬유, 탄소섬유, 메탈섬유 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물, 특정적으로 복합섬유 소재를 인발성형한 것을 포함하고, 그 사용량은 열경화성 수지 100중량부 기준으로 70 내지 90중량부인 것을 추천한다.
여기서, 상기 현무암섬유는 유리섬유와 화학적 성질이 서로 유사하다. 즉, 유리와 현무암 모두 실리카를 주성분으로 하는 비결정성 소재이다.
통상 유리섬유는 활용이 다양화되면서 전세계 연평균 생산량도 약 300만톤에 달하고 있다.
또한, 상기 유리섬유 또한 다양한 종류가 있으나, 물량을 기준으로 보면 유리섬유(E glass)가 주요 제품이다.
일반 유리섬유와 현무암 섬유를 비교해 보면, 유리섬유는 다양한 성분으로 되어 있고, 밀도가 2.6 내지 2.7g/㎤ 정도로 낮지만, 현무암섬유는 고강도, 고내열성이며, 복합재료로 사용할 경우 그 기능이 우수하다.
특히, 상기 현무암섬유는 강도 보강시 요구되는 경제성(낮은 비용)으로 인해, 다양한 용도로 사용이 가능하다.
더욱이, 현무암 섬유는 적당한 강도(단위면적당 강도기준), 높은 내산화성, 전기 절연성, 용이한 가공성 및 원료 조달, 매우 저렴한 가격 등의 특징이 있다.
이러한 면에서 카본섬유의 우위성은 저밀도 및 고강도에 국한된다고 볼 수 있으며, 고가이며 공급이 부족한 카본섬유에 비해 현무암섬유가 갖는 장점이 있다.
한편, 본 발명에 따른 아라마이드 섬유는 실의 형태로 뽑아 직물을 만드는 데 사용하는 필라멘트 형태, 분말형태로 형성하여 제품을 만드는 데 사용하는 펄프형태, 실의 두께를 자유롭게 조정함은 물론 다른 성질의 실과 혼방하여 사용하기 위해 약한 분쇄가공을 한 스테플 형태가 있는데, 본 발명에서는 필요에 따라 이중 선택된 어느 하나의 형태로 적용될 수 있다.
한편, 상기 아라미드 섬유는 단일 형상을 갖는 것이며, 그 길이는 1 내지 100mm, 바람직하게는 3 내지 40mm이며, 단면의 직경 또는 두께는 1 내지 50㎛, 바람직하게는 10 내지 40㎛이다. 상기 아라미드의 길이 및 직경 또는 두께는 목적하는 FRP 패널조성물의 품질, 내구 성능과 인장강도, 휨강도 및 인성 등에 따라 최적 범위로 조절할 수 있으며, 단일 형상을 유지하는 단일 길이 및 단일 직경으로 사용하는 것이 바람직하다.
상기 아라미드에서 단일 형상이라 함은 길이 또는 직경 중 어느 하나라도 상이한 섬유가 혼합되지 않은 것을 의미하며, FRP 패널조성물 내의 분산성 측면에서 단일 길이 및 단일 직경의 단일 형상을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 상기 아라미드는 5mm의 게이지 길이(gauge length)로 측정한 강도가 8.5g/d 이상, 바람직하게는 9.5g/d이상이고, 5mm의 게이지 길이로 측정한 신도가 60 내지 135%, 바람직하게는 75 내지 115%가 될 수 있다.
본 발명에서 상기 아라미드의 강도 및 신도가 상기 범위를 벗어나면 FRP 패널조성물, 특정적으로 FRP 패널조성물의 균열저항 등을 개선하는 효과가 미약해질 수 있다.
상기 아라미드는 상대점도(RV)가 2.9 이상, 바람직하게는 3.2 이상이 될 수 있으며, 아라미드의 상대점도(RV)가 상기 범위 보다 낮으면 섬유자체의 강도 및 내마모 특성이 저하될 수 있다.
본 발명에서 아라미드는 섬도가 1 내지 10 데니어, 바람직하게는 1.5 내지 5 데니어인 것을 사용할 수 있다.
상기 섬도가 1 데니어 미만인 경우에는 섬유의 표면적이 증가해서 접촉면적이 증가하는 장점은 있으나, 섬유 자체의 강도가 저하되고 FRP 패널조성물 내 섬유의 분산성이 저하될 수 있다. 반면에, 섬도가 10 데니어를 초과하는 경우에는 FRP 패널조성물 단위면적당 섬유 개수가 감소하여 상대적으로 FRP 패널조성물에서 취약부가 형성될 위험이 발생될 수 있다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 아라미드 섬유는 분산제가 코팅된 형태를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 분산제가 코팅된 아라미드(aramid)는 인장력, 내마모성, 내구성 등이 뛰어나다는 장점이 있어서 이를 FRP 패널조성물에 혼입하게 되면, 앞서와 같은 아라미드 고유의 특성을 FRP 패널조성물에 부여할 수 있으며, 또한, 아라미드는 낮은 열전도도 특성 때문에 단열성능을 향상시킬 수 있다.
다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 아라미드 섬유는 그 표면에 에스테르계 윤활제 및 비이온성 계면활성제를 포함하는 코팅액으로 코팅될 수 있으며, 이러한 코팅을 통해 FRP 패널조성물 내 분산성과 각 조성물과의 결합력이 크게 향상될 수 있다.
아라미드의 분산성과 결합력의 개선효과를 고려하면, 상기 코팅액의 코팅량은 아라미드 전체 중량 대비 0.5 내지 3중량%가 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니다.
본 발명에 따른 충진제는 치수 안정성 및 내마모성을 향상시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 충진제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하며, 그 사용량은 열경화성 수지 100중량부 기준으로 5 내지 50중량부인 것이 좋다.
바람직한 충진제로는 석회분말, 포틀랜드 시멘트, 시멘트, 소석회, 플라이애쉬, 회수 더스트, 전기로 제강더스트, 주물더스트 및 소각재, 석분, 탄산칼슘, 소석회 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 포함한다.
여기서, 상기 탄산칼슘는 무기질 충진제로서 내마모성을 향상시킬 수 있고, 압축강도, 기계적 강도 및 접착강도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 경화시 발열을 낮게 하여 경화수축률을 감소시키고, 열팽창률을 조절할 수 있다.
본 발명에 따른 나노세라믹 입자는 FRP 패널조성물의 양생 중에 표면으로 부상하여 치밀하고 경도가 높은 표면을 형성하기 때문에, 수증기와 기타 기체, 액체의 투과를 방지함은 물론, 내습성, 내구성, 내후성, 내충격성 및/또는 내약품성이 향상된다.
상기 나노세라믹 입자의 사용량은 열경화성 수지 100중량부 기준으로 3 내지 20중량부인 것이 좋다.
바람직한 나노세라믹 입자는 실리콘카바이드, 알루미나, 실리카, 지르코니아-실리카, ZnO, TiO2 및/또는 CaCO3가 포함된다.
이들 세라믹입자는 평균 입경이 나노미터 범위인 것이 바람직한데, 구체적으로 상기 실리콘카바이드의 평균 입경은 300 내지 500nm, 상기 알루미나의 평균 입경은 500 내지 1000nm, 상기 실리카의 평균 입경은 700 내지 1500nm, 상기 지르코니아-실리카의 평균 입경은 500 내지 1000nm, 상기 ZnO의 평균 입경은 500 내지 1000nm, 상기 TiO2의 평균 입경은 100 내지 300nm, 그리고 CaCO3의 평균 입경은 500 내지 1000nm인 것이 바람직하다.
이 중에서도 실리콘카바이드는 천연광물로 존재하지 않으므로 인공적으로 합성하며, 고온에서의 화학적 안정성 및 내식성이 뛰어나고 높은 경도를 갖는다.
본 발명에 따른 저수축제는 FRP 패널조성물을 패널 제조시 수축되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계에서 통상적으로 사용되는 저수축제라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 폴리비닐 아세테이트계 저수축제, 폴리에스터계 저수축제, 특정적으로 불포화 폴리에스터 수지로 이루어진 저수축제를 사용하는 것이 좋다.
바람직한 저수축제의 사용량은 사용자의 선택에 따라 변경 가능하지만, 추천하기로는 열가소성 수지 100중량부 기준으로 2 내지 10중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 변형방지제는 FRP 패널조성물, 특정적으로 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물의 소성변형을 감소시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용하는 것이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하며, 그 사용량은 열가소성 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부인 것이 좋다.
바림직한 변형방지제는 폴리에틸렌, 폴리뷰텐, 하임팩트폴리스티렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 추천한다.
본 발명에 따른 안정제는 FRP 패널조성물을 자외선으로부터 보호하여 안정성을 제공하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 안정제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 아크릴 폴리올 수지, 무황변 폴리 우레아수지, 폴리이소시아네이트 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부인 것을 추천한다.
본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물, 특정적으로 고강도 및 고내열성의 열경화성 수지와 산무수물 경화제를 바인더로 하여 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 하기의 특정 양태로 실시되는 부가물을 1종 또는 1종 이상 더 포함할 수 있다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물, 특정적으로 고강도 및 고내열성의 열경화성 수지와 산무수물 경화제를 바인더로 하여 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 조성물의 내식성, 내열성, 열전도성 등을 개선하기 위하여 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 질화알루미늄을 더 포함할 수 있다.
다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 조성물의 균일한 분산성과 내구성 및 내후성을 부여하기 위하여 이산화규소를 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 이산화규소의 사용량이 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1중량부 미만으로 첨가되면 내구성을 유지하기 어렵고, 5중량부를 초과하면 수화반응성이 과대하여 물성을 저하시키므로 상기 범위로 한정되는 것이 바람직하다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 조성물의 방수성을 향상시키기 위하여 푸탈산 수지 니스(phthalic resin varnish)를 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 조성물의 강도, 침투력, 및/또는 발수성 등을 향상시키기 위하여 3-메르캅토프로필트리메톡시실란을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 조성물의 통기성을 확보하기 위하여 소디윰스테아레이트를 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함할 수 있는데, 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1중량부 미만이면 목적한 기능을 얻을 수 없고, 3중량부를 초과하면 조성물의 강도 저하현상을 나타내어 좋지 않다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 조성물의 초기강도 발현 및/또는 수축저감 효과를 향상시키기 위하여 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 규산칼슘을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 조성물의 습윤강도 및 마모저항성을 향상시키기 위하여 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 진크암모늄클로라이드를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 조성물의 내구성 및 열안정성을 향상시키기 위하여 열경화성 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 5중량부의 트리아세틴을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 조성물의 경화속도를 향상시킬 뿐만 아니라, 동결 온도를 낮추어 동결융해저항성을 향상시키기 위하여 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 질산나트륨을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 조성물의 점도 및 재료분리 저항성을 개선하기 위하여 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 세피올라이트를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 조성물이 세균, 곰팡이 박테리아 등에 의해 부패되는 것을 방지하고, 상온에서 공기 중에서 산소에 의해 산화되는 방지하기 위하여 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부의 벤조산(benzoic acid)을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 조성물의 방수성, 내열성, 내염성 및/또는 접착성 등을 향상시키기 위하여 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 아세틸레이티드라놀란을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 조성물이 시공되는 시공대상면에 적용되어 내수성을 개선하기 위하여 케이산 소다를 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 4중량부 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 조성물의 분산성을 향상시키고 조성물의 혼합 후에도 다시 엉김현상이 발생하지 않도록 하기 위하여 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부의 로진산 나트륨을 더 포함할 수 있다.
또 다른 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 조성물의 노화방지, 박리방지 및 균열 저항성 향상을 위하여 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 글루코노락톤(gluconolactone)을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 조성물의 분산성 및 유동성을 일정시간 유지할 수 있도록 하기 위하여 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 이타코닉 산을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 조성물의 강도, 내마모성 및 내약품성 등을 개선하기 위하여 열경화성 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 5중량부의 산화베릴륨을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 조성물의 유동성을 높이면서 시공 후에는 강도를 증가시키고, 방수성을 향상시키기 위하여 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 규불화마그네슘을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 조성물의 내수성, 내화학성 및/또는 내부착성 등을 향상시키기 위하여 테트라메틸렌 디이소시아네이트를 열경화성 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부로 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 조성물의 재료분리 저항성, 작업성 및 동결융해 내구성 등을 향상시키기 위하여 이미다졸린베타인을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부로 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 조성물의 유동성을 확보하고, 경량성, 내화성, 내산성 및 내구성을 향상시키기 위하여 사문암 분말을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함할 수 있는데, 상기 사문암은 마그네슘을 함유하는 규산염 광물로서 사문암 분말의 평균입경은 0.01 내지 0.29mm인 것이 좋다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 조성물의 내마모성, 내구성, 충전효과 및 증점효과 등을 향상시키기 위하여 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 황산바륨을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 조성물의 내수성을 보강하고, 접착분리를 방지하기 위하여 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부의 아라고나이트(aragonite)를 더 포함할 수 있는데, 상기 아라고나이트는 사방정계의 탄산염 광물로서 잘게 분쇄가 가능하여 표면적을 증가시키기 쉬운 장점이 있어, 이를 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물에 포함시키면 상기와 같은 효과를 발현하게 된다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 조성물이 시공되는 시공면의 알카리성을 회복시키고, 표면에 비활성막을 형성시킴으로써 부식을 방지하기 위하여 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 진크설페이트(zinc sulphate)를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 조성물의 신율과 강도를 개선하기 위하여 테트라 플루오로 에틸렌을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함할 수 있는데, 그 함량이 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1중량부 미만이면 신율 및 강도 개선의 효과가 미미하며, 5중량부를 초과하면 경제적이지 못하여 좋지 않다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 조성물의 내화 및/또는 내열성을 향상시키기 위하여 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 하프늄을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 조성물의 흡수성, 투과성 및 보습성을 향상시키기 위하여 음이온 변성스타치의 일종인 스타치 포스페이트 에스테르를 더 포함할 수 있는데, 그 사용량은 열경화성 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부가 좋다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 조성물의 초기강도를 발현하고 균열저항성을 향상시키기 위하여 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 트리칼슘알루미네이트를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 조성물의 냄새를 흡착하여 탈취하고, 조성물내에 잔존하는 미생물의 살균하기 위하여 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부의 견운모를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 조성물의 내식성, 내산성 및 내화성을 강화시키기 위하여 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 지르코늄을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 조성물의 접착력을 향상시키고 조성물이 시공되는 시공대상면의 공극을 충전하기 위하여 폴리메틸실세스키옥산(polymetylsilsesquioxane)을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 조성물의 내화성 및 내마모성을 개선하기 위하여 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 마그네사이트를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 수분침투를 방지하여 내구성을 향상시키기 위해 열경화성 수지 100중량부 기준으로 가교된 폴리아크릴레이트염 1 내지 5중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 가교된 폴리아크릴레이트염은 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물의 내부의 공극을 채우게 되어 수분의 침투를 방지하게 되고 이에 따라 내부의 내구성을 증진시키는 역할을 하게 되는데, 상세하게는 상기 가교된 폴리아크릴레이트염은 아크릴레이트염의 중합체가 가교(crosslinking)된 물질을 말하며, 가교제로 아크릴산(Acrylic acid)이 포함된 아크릴산과 소듐아크릴레이트(sodium acrylate)의 공중합체로 이루어지며, 하기(C3H4O2.C3H3O3Na)x의 분자식을 갖는다.
상기 구조로 이루어지는 가교된 폴리아크릴레이트염은 고분자 사슬 간의 가교결합(cross-linking)을 통한 3차원 망상구조 또는 단일 사슬구조에서 친수성기의 도입에 따라 가교된 폴리아크릴레이트염이 사용되면 수분 침투시팽창하여 내부 공극을 채워 수분의 침투를 방지하고, 내구성을 증진시키게 된다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 조성물의 점도를 조절하고 부착성을 향상시키기 위하여 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 부틸글리시딜에테르(Butyl glycidyl ether)를 더 포함할 수 있는데, 그 함량이 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1중량부 미만이면 점도조절 및 부착성 향상의 효과가 미미하며, 5중량부를 초과하면 경화가 지연되고 표면의 경도가 저하되는 단점이 있어 좋지 않다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 자외선을 흡수하고 크랙의 발생을 방지하기 위하여 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 하이드라진 페닐 트리아진을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 조성물의 초기 접착력을 유지하기 위하여 톨루엔 및 검로진이 1:1의 중량비로 혼합된 톨루엔-검로진 혼합물을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 시공면의 균일성을 위하여 티오우레아를 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 시공면의 크랙을 방지하기 위하여 규회석을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 조성물이 시공되는 시공면에 존재하는 유해 성분들이 외부로 용출되는 것을 방지함으로써 환경오염을 유발되는 것을 방지하기 위하여 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 디메틸 암모늄 클로라이드를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 내마모성 및 기계적 강도를 개선하기 위하여 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 이황화텡스텐(WS2)을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 조성물의 성분들 간의 비중차에 따른 재료의 분리 현상을 방지하기 위하여 웰란 검(welan gum)을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 3중량부로 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 장기 강도 발현 및 내구성 증진을 위하여 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 산성백토를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 점도 및/또는 보수성 개선을 위하여 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 조성물의 점성을 조절하고 건조성을 개선하기 위하여 황산나트륨을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부 더 포함할 수 있는데, 그 함량이 열경화성 수지 100중량부 기준으로 5중량부를 초과하면 건조성은 개선되나 점도가 높아져 작업성이 저하되고, 그 함량이 1중량부 미만이면 점성이 낮아져 치밀한 내부조직 형성이 어려워져 좋지 않다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 내식성 및 내구성 개선시키기 위하여 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 아질산 칼슘을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물의 충진성을 향상시키기 위하여 열경화성 수지 100중량부 기준으로 3 내지 30중량부의 블레인 비표면적 6,000cm2/g 이상의 아윈 광물을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물의 팽창성을 조절할 수 있도록 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 15중량부의 알루미나 파우더를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물은 시멘트의 반응성을 촉진하여 순결반응을 유도함으로써 강도를 향상시킬 수 있도록 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 수산화리튬을 더 포함할 수 있다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 FRP 패널조성물을 이용한 보수 보강공법을 설명하면 다음과 같다. 여기서, 하기 보수 보강공법은 FRP 패널조성물의 일 실시양태로서 이에 한정되지 않고, 당업계의 통상적인 FRP 패널조성물을 이용한 보수 보강공법이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다.
일 양태로서, 본 발명에 따른 FRP 패널조성물을 이용한 보수보강 공법은 현무암 섬유, 아라미드 섬유, 유리섬유, 탄소섬유, 메탈섬유 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 인발성형한 성형물을 제조하는 인발성형단계;
열경화성 수지 100중량부 기준으로, 도데실 석신 안하이드라이드, 헥사히드로-4-메틸프탈릭 안하이드라이드, 메틸부테닐 테트라하이드로프탈릭 안하아드라이드, 메틸렌도메틸렌 테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드, 메틸테트라하이드로프탈릭 안하아이드라이드, 메틸사이클로헥산 디카르복실릭 안하이드라이드, 석신 안하이드라이드, 테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드, 트리멜리틱 안하이드라이드, 헥사하이드로프탈릭 안하이드라이드, 벤조페논 트라카르복실릭 안하이드라이드 또는 이들로부터 선택된 하나 이상의 산무수물 경화제 60 내지 120중량부; 석회분말, 포틀랜드 시멘트, 시멘트, 소석회, 플라이애쉬, 회수 더스트, 전기로 제강더스트, 주물더스트 및 소각재, 석분, 탄산칼슘, 소석회 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물로 이루어진 충진제 5 내지 50중량부; 나노세라믹 입자 3 내지 20중량부; 저수축제 2 내지 10중량부; 변형방지제 0.1 내지 2중량부; 및 안정제 1 내지 3중량부를 포함하는 혼합물을 인발성형 단계에서 인발성형한 성형물 70 내지 90중량부에 함침시켜 FRP 패널조성물을 제조하는 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물 제조단계;
상기 FRP 패널조성물을 시공할 콘크리트 구조물의 바탕면을 정리하는 단계;
상기 콘크리트 구조물의 바탕면에 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물을 접착제로 부착 고정하는 단계; 및
상기 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물의 표면과 콘크리트 구조물의 바탕면 사이를 실링재로 밀봉 처리하는 단계를 포함한다.
다른 일 양태로서, 본 발명에 따른 FRP 패널조성물을 이용한 보수 보강공법은 현무암 섬유, 아라미드 섬유, 유리섬유, 탄소섬유, 메탈섬유 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 인발성형한 성형물을 제조하는 인발성형단계;
열경화성 수지 100중량부 기준으로, 도데실 석신 안하이드라이드, 헥사히드로-4-메틸프탈릭 안하이드라이드, 메틸부테닐 테트라하이드로프탈릭 안하아드라이드, 메틸렌도메틸렌 테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드, 메틸테트라하이드로프탈릭 안하아이드라이드, 메틸사이클로헥산 디카르복실릭 안하이드라이드, 석신 안하이드라이드, 테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드, 트리멜리틱 안하이드라이드, 헥사하이드로프탈릭 안하이드라이드, 벤조페논 트라카르복실릭 안하이드라이드 또는 이들로부터 선택된 하나 이상의 산무수물 경화제 60 내지 120중량부; 석회분말, 포틀랜드 시멘트, 시멘트, 소석회, 플라이애쉬, 회수 더스트, 전기로 제강더스트, 주물더스트 및 소각재, 석분, 탄산칼슘, 소석회 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물로 이루어진 충진제 5 내지 50중량부; 나노세라믹 입자 3 내지 20중량부; 저수축제 2 내지 10중량부; 변형방지제 0.1 내지 2중량부; 및 안정제 1 내지 3중량부를 포함하는 혼합물을 인발성형 단계에서 인발성형한 성형물 70 내지 90중량부에 함침시켜 FRP 패널조성물을 제조하는 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물 제조단계;
상기 FRP 패널조성물을 시공할 콘크리트 구조물 단부의 바탕면을 정리하는 단계;
상기 콘크리트 구조물 단부의 바탕면에 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물을 접착제로 부착 고정하는 단계; 및
상기 부착 고정하는 단계가 종료된 후 콘크리트 구조물 단부의 바탕면과 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물을 단부고정앵커로 고정하는 고정단계를 포함한다.
여기서, 상기 실링재는 당업계에서 통상적으로 사용하는 실링재라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 실리콘, 모르타르, 콘크리트 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
또한, 상기 접착제는 당업계에서 통상적으로 사용하는 접착제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다.
또한, 상기 단부고정앵커는 콘크리트 구조물의 바탕면과 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물을 서로 관통하도록 천공한 뒤 그 내부에 단부고정앵커를 삽입하여 고정시키도록 하는 당업계의 통상적인 단부고정앵커, 추천하기로는 와셔로 고정되는 앵커라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다.
또한, 상기 인발성형물은 패널 형태로서, 상기 인발성형물의 형태에 따라 콘크리트 구조물의 보수보강용 제품의 최종 형태가 결정된다.
이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 하기의 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
[실시예 1]
현무암 섬유를 인발하여 패널 형상의 성형물을 제조하였다.
그 다음, 에폭시 수지 100g, 도데실 석신 안하이드라이드 90g, 탄산칼슘 30g, 평균 입경이 약 400nm인 실리콘카바이드 12g, 불포화 폴리에스터 수지 6g, 하임팩트폴리스티렌 1g, 및 아크릴 폴리올 수지 2g을 혼합한 혼합물에 상기 현무암 섬유를 인발성형하여 제조된 인발성형물 80g을 함침시켜 FRP 패널 조성물을 제조하였다.
[실시예 2]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 질화알루미늄 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 3]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 이산화규소 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 4]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 푸탈산 수지 니스 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 5]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 3-메르캅토프로필트리메톡시실란 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 6]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 소디윰스테아레이트 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 7]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 규산칼슘 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 8]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 진크암모늄클로라이드 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 9]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 트리아세틴 1g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 10]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 질산나트륨 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 11]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 세피올라이트 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 12]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 벤조산 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 13]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 아세틸레이티드라놀란 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 14]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 케이산 소다 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 15]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 로진산 나트륨 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 16]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 글루코노락톤 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 17]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 이타코닉 산 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 18]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 산화베릴륨 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 19]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 규불화마그네슘 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 20]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 테트라메틸렌 디이소시아네이트 1g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 21]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 이미다졸린베타인 1g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 22]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 평균입경이 0.1mm인 사문암 분말 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 23]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 황산바륨 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 24]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 아라고나이트 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 25]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 진크설페이트 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 26]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 테트라 플루오로 에틸렌 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 27]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 하프늄 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 28]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 스타치 포스페이트 에스테르 1g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 29]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 트리칼슘알루미네이트 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 30]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 견운모 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 31]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 지르코늄 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 32]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 폴리메틸실세스키옥산 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 33]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 마그네사이트 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 34]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 가교된 폴리아크릴레이트염 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 35]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 부틸글리시딜에테르 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 36]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 하이드라진 페닐 트리아진 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 37]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 톨루엔 및 검로진이 1:1의 중량비로 혼합된 톨루엔-검로진 혼합물 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 38]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 티오우레아 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 39]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 규회석 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 40]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 디메틸 암모늄 클로라이드 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 41]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 이황화텡스텐 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 42]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 웰란 검 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 43]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 산성백토 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 44]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 45]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 황산나트륨 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 46]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 아질산 칼슘 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 47]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 비표면적이 6,000cm2/g 이상의 아윈 광물 15g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 48]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 알루미나 파우더 8g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 49]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 수산화리튬 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 50]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 혼합물에 실시예 2 내지 실시예 49에 따라 부가된 부가물을 모두 더 부가하여 실시하였다.
[실 험]
실시예에 따라 제조된 조성물을 이용하여 제조한 제품의 압축강도, 휨강도, 부착강도 및 장기내열성 등의 기계적물성을 측정하였다.
그 결과를 표 1로 나타냈다.
압축강도(N/mm2) 휨강도(N/mm2) 부착강도(N/mm2) 장기내열성(%)
(강도유지율)
실시예 1 48.6 15.4 1.7 100
실시예 2 48.3 15.1 1.6 103
실시예 3 48.8 15.3 1.7 102
실시예 4 49.1 15.4 1.7 101
실시예 5 48.5 15.4 1.8 101
실시예 6 46.2 15.6 1.5 103
실시예 7 48.5 15.7 1.7 102
실시예 8 50.3 16.8 1.5 105
실시예 9 51.4 15.3 1.7 103
실시예 10 48.3 14.9 1.5 102
실시예 11 50.6 15.4 1.5 102
실시예 12 48.4 14.6 1.6 102
실시예 13 48.2 15.4 1.7 105
실시예 14 48.3 15.3 1.6 102
실시예 15 46.3 15.6 1.6 104
실시예 16 48.3 16.2 1.7 103
실시예 17 49.7 15.3 1.7 101
실시예 18 49.6 15.5 1.6 103
실시예 19 52.5 15.7 1.6 100
실시예 20 51.3 14.3 1.7 105
실시예 21 50.3 15.5 1.8 104
실시예 22 48.4 16.1 1.6 103
실시예 23 49.3 15.8 1.7 104
실시예 24 50.3 14.5 1.5 101
실시예 25 49.1 15.4 1.5 101
실시예 26 50.8 14.4 1.5 104
실시예 27 51.7 14.1 1.6 105
실시예 28 50.3 15.7 1.6 106
실시예 29 49.4 16.3 1.6 103
실시예 30 48.3 15.1 1.7 106
실시예 31 49.3 16.0 1.5 103
실시예 32 51.1 14.8 1.6 101
실시예 33 48.2 15.4 1.7 103
실시예 34 47.3 16.3 1.7 105
실시예 35 49.3 15.2 1.6 103
실시예 36 47.6 14.7 1.7 102
실시예 37 49.9 14.5 1.6 104
실시예 38 50.5 15.7 1.5 105
실시예 39 48.4 15.6 1.5 103
실시예 40 49.3 15.3 1.7 106
실시예 41 49.3 14.8 1.5 104
실시예 42 48.4 14.7 1.7 102
실시예 43 49.1 16.5 1.7 103
실시예 44 48.6 15.8 1.6 102
실시예 45 49.3 15.4 1.5 102
실시예 46 48.5 16.2 1.7 104
실시예 47 49.6 14.8 1.6 105
실시예 48 50.3 15.5 1.6 103
실시예 49 51.1 16.3 1.6 106
실시예 50 50.3 15.3 1.5 103
표 1에 나타난 바와 같이, 실시예에 따라 제조된 FRP 패널조성물은 압축강도와 휨강도가 좋고, 부착성이 우수할 뿐만 아니라 장기내열성이 좋은 것으로 나타났다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (5)

  1. 열경화성 수지 100중량부 기준으로,
    도데실 석신 안하이드라이드, 헥사히드로-4-메틸프탈릭 안하이드라이드, 메틸부테닐 테트라하이드로프탈릭 안하아드라이드, 메틸렌도메틸렌 테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드, 메틸테트라하이드로프탈릭 안하아이드라이드, 메틸사이클로헥산 디카르복실릭 안하이드라이드, 석신 안하이드라이드, 테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드, 트리멜리틱 안하이드라이드, 헥사하이드로프탈릭 안하이드라이드, 벤조페논 트라카르복실릭 안하이드라이드 또는 이들로부터 선택된 하나 이상의 산무수물 경화제 60 내지 120중량부;
    현무암 섬유, 아라미드 섬유, 유리섬유, 탄소섬유, 메탈섬유 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 인발성형한 성형물 70 내지 90중량부;
    석회분말, 포틀랜드 시멘트, 시멘트, 소석회, 플라이애쉬, 회수 더스트, 전기로 제강더스트, 주물더스트 및 소각재, 석분, 탄산칼슘, 소석회 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물로 이루어진 충진제 5 내지 50중량부;
    나노세라믹 입자 3 내지 20중량부;
    저수축제 2 내지 10중량부;
    변형방지제 0.1 내지 2중량부; 및
    안정제 1 내지 3중량부를 포함하는 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물에,
    질화알루미늄을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고,
    진크암모늄클로라이드를 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며,
    질산나트륨을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고,
    벤조산을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함하며,
    로진산 나트륨을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함하고,
    글루코노락톤을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며,
    산화베릴륨을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 5중량부로 더 포함하고,
    규불화마그네슘을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며,
    사문암 분말을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고,
    아라고나이트를 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함하며,
    진크설페이트를 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고,
    테트라 플루오로 에틸렌을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며,
    견운모를 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함하고,
    규회석을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며,
    이황화텅스텐을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하는 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 현무암 섬유, 아라미드 섬유, 유리섬유, 탄소섬유, 메탈섬유 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 인발성형한 성형물을 제조하는 인발성형단계;
    열경화성 수지 100중량부 기준으로, 도데실 석신 안하이드라이드, 헥사히드로-4-메틸프탈릭 안하이드라이드, 메틸부테닐 테트라하이드로프탈릭 안하아드라이드, 메틸렌도메틸렌 테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드, 메틸테트라하이드로프탈릭 안하아이드라이드, 메틸사이클로헥산 디카르복실릭 안하이드라이드, 석신 안하이드라이드, 테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드, 트리멜리틱 안하이드라이드, 헥사하이드로프탈릭 안하이드라이드, 벤조페논 트라카르복실릭 안하이드라이드 또는 이들로부터 선택된 하나 이상의 산무수물 경화제 60 내지 120중량부; 석회분말, 포틀랜드 시멘트, 시멘트, 소석회, 플라이애쉬, 회수 더스트, 전기로 제강더스트, 주물더스트 및 소각재, 석분, 탄산칼슘, 소석회 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물로 이루어진 충진제 5 내지 50중량부; 나노세라믹 입자 3 내지 20중량부; 저수축제 2 내지 10중량부; 변형방지제 0.1 내지 2중량부; 및 안정제 1 내지 3중량부를 포함하는 혼합물에, 질화알루미늄을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고, 진크암모늄클로라이드를 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 질산나트륨을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고, 벤조산을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함하며, 로진산 나트륨을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함하고, 글루코노락톤을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 산화베릴륨을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 5중량부로 더 포함하고, 규불화마그네슘을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 사문암 분말을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고, 아라고나이트를 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함하며, 진크설페이트를 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고, 테트라 플루오로 에틸렌을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 견운모를 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함하고, 규회석을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 이황화텅스텐을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하는 혼합물을 인발성형 단계에서 인발성형한 성형물 70 내지 90중량부에 함침시켜 FRP 패널조성물을 제조하는 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물 제조단계;
    상기 FRP 패널조성물을 시공할 콘크리트 구조물의 바탕면을 정리하는 단계;
    상기 콘크리트 구조물의 바탕면에 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물을 접착제로 부착 고정하는 단계; 및
    상기 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물의 표면과 콘크리트 구조물의 바탕면 사이를 실링재로 밀봉 처리하는 단계를 포함하는 콘크리트 구조물 보수 보강공법.
  5. 현무암 섬유, 아라미드 섬유, 유리섬유, 탄소섬유, 메탈섬유 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 인발성형한 성형물을 제조하는 인발성형단계;
    열경화성 수지 100중량부 기준으로, 도데실 석신 안하이드라이드, 헥사히드로-4-메틸프탈릭 안하이드라이드, 메틸부테닐 테트라하이드로프탈릭 안하아드라이드, 메틸렌도메틸렌 테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드, 메틸테트라하이드로프탈릭 안하아이드라이드, 메틸사이클로헥산 디카르복실릭 안하이드라이드, 석신 안하이드라이드, 테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드, 트리멜리틱 안하이드라이드, 헥사하이드로프탈릭 안하이드라이드, 벤조페논 트라카르복실릭 안하이드라이드 또는 이들로부터 선택된 하나 이상의 산무수물 경화제 60 내지 120중량부; 석회분말, 포틀랜드 시멘트, 시멘트, 소석회, 플라이애쉬, 회수 더스트, 전기로 제강더스트, 주물더스트 및 소각재, 석분, 탄산칼슘, 소석회 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물로 이루어진 충진제 5 내지 50중량부; 나노세라믹 입자 3 내지 20중량부; 저수축제 2 내지 10중량부; 변형방지제 0.1 내지 2중량부; 및 안정제 1 내지 3중량부를 포함하는 혼합물에, 질화알루미늄을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고, 진크암모늄클로라이드를 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 질산나트륨을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고, 벤조산을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함하며, 로진산 나트륨을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함하고, 글루코노락톤을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 산화베릴륨을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 5중량부로 더 포함하고, 규불화마그네슘을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 사문암 분말을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고, 아라고나이트를 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함하며, 진크설페이트를 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고, 테트라 플루오로 에틸렌을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 견운모를 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함하고, 규회석을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 이황화텅스텐을 열경화성 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하는 혼합물을 인발성형 단계에서 인발성형한 성형물 70 내지 90중량부에 함침시켜 FRP 패널조성물을 제조하는 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물 제조단계;
    상기 FRP 패널조성물을 시공할 콘크리트 구조물 단부의 바탕면을 정리하는 단계;
    상기 콘크리트 구조물 단부의 바탕면에 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물을 접착제로 부착 고정하는 단계; 및 상기 부착 고정하는 단계가 종료된 후 콘크리트 구조물 단부의 바탕면과 복합섬유 소재를 인발성형한 FRP 패널조성물을 단부고정앵커로 고정하는 고정단계를 포함하는 콘크리트 구조물 보수 보강공법.
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