KR102534869B1 - Precast concrete reinforced with steel fiber of hooked type - Google Patents

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KR102534869B1
KR102534869B1 KR1020220099061A KR20220099061A KR102534869B1 KR 102534869 B1 KR102534869 B1 KR 102534869B1 KR 1020220099061 A KR1020220099061 A KR 1020220099061A KR 20220099061 A KR20220099061 A KR 20220099061A KR 102534869 B1 KR102534869 B1 KR 102534869B1
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KR1020220099061A
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문준식
김진팔
고성일
박민수
강태성
김광수
강신주
조진만
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주식회사 서하기술단
주식회사 유신
주식회사 인터컨스텍
주식회사 지스코
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    • E04CSTRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/01Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings
    • E04C5/012Discrete reinforcing elements, e.g. fibres

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Abstract

Provided is a precast concrete segment with a reinforced hooked-type steel fiber, which may improve resistance power for a weight. The hooked-type steel fiber provided by one embodiment of the present invention comprises: a central unit which extends in a straight-line form; a first refraction unit which is bent to have a first inclination angle with the central unit at one end of the central unit and extends in the straight-line form; a second refraction unit which is bent to have a second inclination angle with the central unit at the other end of the central unit and extends in the straight-line form; a third refraction unit which is bent at the first refraction unit and extends in the straight-line form; and a fourth refraction unit which is bent at the second refraction unit and extends in the straight-line form. The third refraction unit and the fourth refraction unit may extend to be parallel to the central unit. The first refraction unit and the second refraction unit may extend in different side directions based on the extension direction of the central unit.

Description

후크형 강섬유가 보강된 프리캐스트 콘크리트 세그먼트{PRECAST CONCRETE REINFORCED WITH STEEL FIBER OF HOOKED TYPE}Precast concrete segments reinforced with hooked steel fibers {PRECAST CONCRETE REINFORCED WITH STEEL FIBER OF HOOKED TYPE}

본 발명은 후크형 강섬유가 보강된 프리캐스트 콘크리트 세그먼트에 관한 것이다.The present invention relates to precast concrete segments reinforced with hooked steel fibers.

콘크리트는 낮은 인장 강도와 낮은 연신 능력을 갖는 취성 재료이다. 이에 압축에는 유리하지만 휨 및 인장에 대하여 취약성을 보이는 콘크리트 재료에 강섬유를 혼입하는 경우 그 혼입량의 증가에 따라 피로저항, 휨인장, 전단력, 유연성이 일정 수준까지는 향상되는 것으로 알려져 있다.Concrete is a brittle material with low tensile strength and low elongation ability. Accordingly, it is known that when steel fibers are mixed into concrete materials that are advantageous in compression but show vulnerability to bending and tension, the fatigue resistance, bending tension, shear force, and flexibility are improved to a certain level according to the increase in the mixing amount.

그러나 강섬유를 혼입하는 경우 콘크리트의 제조 원가가 증가한다는 문제점이 제기되어, 강섬유 혼입량을 줄이면서도 콘크리트 물성을 향상시키고자 하는 시도가 있었다.However, when the steel fibers are mixed, a problem has been raised that the manufacturing cost of concrete increases, and attempts have been made to improve the physical properties of concrete while reducing the amount of steel fibers mixed.

예를 들어, 직선형 강섬유에 양끝단을 구부린 후크형 강섬유, 아치형 강섬유에 양끝단을 구부린 아치형 강섬유, 양단이 이격된 링 형상을 갖는 강섬유 등이 개발되어왔다.For example, a hook-shaped steel fiber in which both ends are bent to a straight steel fiber, an arch-shaped steel fiber to which both ends are bent to an arcuate steel fiber, and a steel fiber having a ring shape with both ends spaced apart have been developed.

그러나, 종래 후크형 강섬유의 경우 하중에 대한 저항력(즉, Anchoring 효과)이 낮아 균열하중, 파괴하중이 낮게 나타나 효과적인 강성 증대를 달성하기 어렵다는 문제가 있었다.However, in the case of conventional hook-type steel fibers, resistance to load (i.e., anchoring effect) is low, so cracking load and breaking load are low, making it difficult to achieve effective stiffness increase.

아치형 강섬유의 경우 전체적으로 콘크리트와의 부착성능을 향상시킬 수 있다는 장점이 있으나 터널 굴착 시 2차 지보재인 숏크리트, 바닥 슬래브 등에 적용되기 위해서는 단면을 작게 할 수밖에 없게 되어 결국 아치형 강섬유를 제작하기 위한 제조비용만 상승하고 콘크리트 물성 증대에 큰 효과를 가져오지 못하는 경우들이 있었고, 아치형 강섬유에서 굴절되는 말단부와의 경계에서 취성 파괴 현상이 발생한다는 문제가 있었다.In the case of arch-shaped steel fiber, it has the advantage of improving the overall adhesion performance with concrete, but in order to be applied to shotcrete, which is a secondary support material, floor slab, etc. during tunnel excavation, the cross section has to be reduced, and in the end, only the manufacturing cost for producing arch-shaped steel fiber is incurred. There were cases in which it rose and did not have a significant effect on improving the physical properties of concrete, and there was a problem that brittle fracture occurred at the boundary with the distal end bent in the arcuate steel fiber.

그 외에도 다양한 형상, 예를 들어, 파형을 갖거나 표면에 오목한 홈을 형성하여 콘크리트와의 부착력을 향상시키거나 말단부를 복수 회 굴절시키는 형상을 갖는 강섬유들이 대안으로 제시되었으나, 굴절부위와 오목한 표면을 중심으로 취성파괴가 빈번하게 일어나는 문제가 발생하였다.In addition, steel fibers having various shapes, for example, having a waveform, forming concave grooves on the surface to improve adhesion to concrete, or having a shape that bends the distal end multiple times have been suggested as alternatives, but the bent portion and the concave surface have been proposed as alternatives. There was a problem that brittle fracture frequently occurred in the center.

또한, 종래 후크형 강섬유는 단지 단부가 굴절된 형태로서 공장에서 임의 제작된 것이 사용되어 그 혼입양에 비해 콘크리트 물성의 향상이 크지 않다는 문제가 있었다.In addition, conventional hook-shaped steel fibers have a problem in that the improvement in physical properties of concrete is not large compared to the amount of mixing, since only those with bent ends are arbitrarily manufactured in factories.

따라서, 소정 두께를 갖는 후크형 강섬유에 있어서 굴절된 양 말단의 형태, 길이, 굴절된 각도가 구체적으로 제어되어, 강섬유 자체의 물성뿐만 아니라 강섬유가 보강된 콘크리트의 물성을 향상시킬 수 있는 후크형 강섬유와 이를 포함하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트의 개발이 필요하다.Therefore, in a hook-type steel fiber having a predetermined thickness, the shape, length, and bent angle of both ends of the hook-type steel fiber bent in detail are specifically controlled to improve the physical properties of the steel fiber itself as well as the physical properties of concrete reinforced with the steel fiber. It is necessary to develop a precast concrete segment including the same.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 소정 두께를 갖는 후크형 강섬유의 굴절된 양 말단의 형태, 길이, 굴절된 각도가 구체적으로 제어되어, 강섬유 자체의 물성뿐만 아니라 강섬유가 보강된 콘크리트의 물성이 향상된, 후크형 강섬유가 보강된 프리캐스트 콘크리트 세그먼트를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to specifically control the shape, length, and bent angle of both bent ends of a hook-type steel fiber having a predetermined thickness, so that not only the physical properties of the steel fiber itself but also the physical properties of the steel fiber-reinforced concrete are improved. , to provide a precast concrete segment reinforced with hooked steel fibers.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 후크형 강섬유가 보강된 프리캐스트 콘크리트 세그먼트에 있어서, 상기 후크형 강섬유는, 직선 형상으로 연장되는 중앙부; 상기 중앙부의 일 말단에서 상기 중앙부와 제1경사각을 갖도록 절곡되어 직선 형상으로 연장되는 제1굴절부; 상기 중앙부의 타 말단에서 상기 중앙부와 제2경사각을 갖도록 절곡되어 직선 형상으로 연장되는 제2굴절부; 상기 제1굴절부에서 절곡되어 직선 형상으로 연장되는 제3굴절부; 및 상기 제2굴절부에서 절곡되어 직선 형상으로 연장되는 제4굴절부;로 구성되되, 상기 제3굴절부와 상기 제4굴절부는 상기 중앙부와 평행을 이루도록 연장되며, 상기 제1굴절부와 상기 제2굴절부는 상기 중앙부의 연장 방향을 기준으로 서로 다른 측면 방향으로 연장되는, 후크형 강섬유가 보강된 프리캐스트 콘크리트 세그먼트를 제공한다. In order to solve the above problems, the present invention provides a precast concrete segment reinforced with hook-type steel fibers, wherein the hook-type steel fibers include: a central portion extending in a straight line; a first bending part bent at one end of the central part to have a first inclination angle with the central part and extending in a straight line; a second bending part bent at the other end of the central part to have a second inclination angle with the central part and extending in a straight line; a third bending part bent from the first bending part and extending in a straight line; And a fourth bend bent from the second bend and extending in a straight line shape; the third bend and the fourth bend extend parallel to the central portion, and the first bend and the The second bent part provides precast concrete segments reinforced with hook-shaped steel fibers extending in different lateral directions based on the extension direction of the central part.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 후크형 강섬유가 혼입된 프리캐스트 콘크리트 세그먼트는 종래의 후크형 강섬유에 비해 하중에 대한 저항력이 향상됨으로써 휨강도, 잔류 휨인장강도, 초기 균열하중, 파괴하중이 향상될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the precast concrete segment incorporating the hook-type steel fiber of the present invention has improved resistance to load compared to the conventional hook-type steel fiber, thereby improving the bending strength, residual bending tensile strength, initial cracking load, and breaking load. this can be improved.

도 1은 종래 후크형 강섬유를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 후크형 강섬유를 나타낸 것이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 각 실시예에 따른 후크형 강섬유를 나타낸 것이다.
도 7 내지 도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 후크형 강섬유에 대한 수치해석 시험 방법과 결과를 나타낸 것이다.
도 12는 종래 후크형 강섬유를 나타낸 것이다.
도 13 내지 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 후크형 강섬유가 혼입된 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 세그먼트에 대한 목업 시험 방법과 그 시험 결과를 나타낸 것이다.
1 shows a conventional hook-type steel fiber.
2 shows a hook-type steel fiber according to an embodiment of the present invention.
3 to 6 show hook-type steel fibers according to each embodiment of the present invention.
7 to 11 show numerical analysis test methods and results for hook-type steel fibers according to various embodiments of the present invention.
12 shows a conventional hook-type steel fiber.
13 to 15 show a mock-up test method and test results for a precast concrete segment according to an embodiment of the present invention in which hook-type steel fibers are incorporated according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예들이 상세하게 설명된다. 그러나 본 발명이 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 내용을 더 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention are described in detail. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms, but only the present embodiments make the disclosure of the present invention complete and provide the content of the present invention to those skilled in the art. It is provided to inform you more completely.

본 명세서에서 일 요소가 다른 요소 '위' 또는 '아래'에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 이는 상기 일 요소가 다른 요소 '위' 또는 '아래'에 바로 위치하거나 또는 그들 요소들 사이에 추가적인 요소가 개재될 수 있다는 의미를 모두 포함한다. 본 명세서에서, '상부' 또는 '하부' 라는 용어는 관찰자의 시점에서 설정된 상대적인 개념으로, 관찰자의 시점이 달라지면, '상부' 가 '하부'를 의미할 수도 있고, '하부'가 '상부'를 의미할 수도 있다.In this specification, when an element is referred to as being positioned 'above' or 'below' another element, this means that the element is positioned directly 'above' or 'below' another element, or an additional element is present between them. It includes all meanings that can be intervened. In this specification, the term 'upper' or 'lower' is a relative concept established from the observer's point of view, and if the observer's point of view changes, 'upper' may mean 'lower', and 'lower' may mean 'upper' could mean

복수의 도면들 상에서 동일 부호는 실질적으로 서로 동일한 요소를 지칭한다. 또한, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 기술되는 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In a plurality of drawings, like reference numerals denote substantially the same elements. In addition, terms such as 'comprise' or 'have' are intended to designate that the described feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof exists, but one or more other features, numbers, or steps However, it should be understood that it does not preclude the possibility of existence or addition of operations, components, parts, or combinations thereof.

한편, 본 명세서에서 지칭하는 '제1굴절부와 제2굴절부가 중앙부의 연장 방향을 기준으로 서로 다른 측면 방향으로 연장'되는 형태는 REVERSE END HOOKED TYPE로서 도 2에 도시된 형태를 지칭하고, '제1굴절부와 제2굴절부가 중앙부의 연장 방향을 기준으로 동일한 측면 방향으로 연장'되는 형태는 END HOOKED TYPE로서 도 1에 도시된 형태를 지칭한다.On the other hand, the form in which the first and second bends extend in different lateral directions based on the extension direction of the central portion referred to in this specification refers to the form shown in FIG. 2 as a REVERSE END HOOKED TYPE, The form in which the first bend and the second bend extend in the same lateral direction based on the extension direction of the central portion refers to the form shown in FIG. 1 as an end hooked type.

이하, 도면을 들어 구체적으로 설명한다.Hereinafter, it will be described in detail with reference to drawings.

도 1은 종래 후크형 강섬유를 나타낸 것이다. 도 1을 참조하면, 종래 후크형 강섬유는 제작단가를 낮추기 위해 양 말단이 동일한 측면 방향으로 굴절되도록 제작되었다(END HOOKED TYPE). 그러나, 본 발명의 발명자들은 이와 같은 종래 후크형 강섬유를 콘크리트에 혼입하여 세그먼트를 제작하는 경우 혼입하지 않는 경우에 비해 하중에 대한 저항력이 향상될 수는 있지만 강섬유의 사용량 대비 하중에 대한 저항력(즉, Anchoring 효과)이 낮아 강섬유 혼입에 의한 효과가 크지 않다는 것을 시험을 통해 확인하였다. 즉, 본 발명의 발명자들은 동일한 양의 강섬유를 혼입할 때 하중에 대한 저항력(즉, Anchoring 효과)을 극대화시킬 수 있는 여러가지 변수들을 설정하고, 관련된 수치해석 시험과 현장 목업시험을 수행하면서 여러가지 시행착오를 거친 끝에 본 발명을 완성하기에 이르렀다.1 shows a conventional hook-type steel fiber. Referring to FIG. 1, conventional hook-type steel fibers are manufactured so that both ends are bent in the same lateral direction in order to lower the manufacturing cost (END HOOKED TYPE). However, the inventors of the present invention found that when manufacturing segments by mixing such conventional hook-type steel fibers into concrete, resistance to load may be improved compared to the case where they are not mixed, but resistance to load relative to the amount of steel fiber used (i.e., Anchoring effect) was low, and it was confirmed through the test that the effect of the steel fiber incorporation was not large. That is, the inventors of the present invention set various variables that can maximize the resistance to load (ie, anchoring effect) when mixing the same amount of steel fiber, and performed various trial and error tests while performing related numerical analysis tests and field mock-up tests. After going through, I came to complete the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 후크형 강섬유를 나타낸 것이다.2 shows a hook-type steel fiber according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 후크형 강섬유(1)는 콘크리트에 혼입되어 세그먼트의 물성을 향상시키기 위해 적용되는 것으로, 중앙부(10), 제1굴절부(11), 제2굴절부(12), 제3굴절부(13), 및 제4굴절부(14)로 구성된다.Referring to FIG. 2, the hook-type steel fiber 1 is incorporated into concrete and applied to improve the physical properties of the segment, and includes a central portion 10, a first bending portion 11, a second bending portion 12, and a second bending portion 12. It is composed of three bends (13) and a fourth bend (14).

중앙부(10)는 전체 길이의 절반 이상의 비율을 차지하며 직선으로 연장되는 형태를 갖는다.The central portion 10 occupies more than half of the total length and has a shape extending in a straight line.

제1굴절부(11)는 중앙부(10)의 일 말단에서 중앙부(10)와 제1경사각(a)을 갖도록 절곡되어 직선 형상으로 연장된다. The first bending part 11 is bent at one end of the central part 10 to have a first inclination angle (a) with the central part 10 and extends in a straight line shape.

제2굴절부(12)는 중앙부(10)의 타 말단에서 중앙부(10)와 제2경사각(b)을 갖도록 절곡되어 직선 형상으로 연장된다.The second bending part 12 is bent at the other end of the central part 10 to have a second inclination angle b with the central part 10 and extends in a straight line shape.

제3굴절부(13)는 제1굴절부(11)에서 절곡되어 직선 형상으로 연장된다. 이때, 제3굴절부(13)는 제1굴절부(11)와 제3경사각(c)을 갖도록 절곡되어 직선 형상으로 연장된다.The third bending part 13 is bent at the first bending part 11 and extends in a straight line shape. At this time, the third bending part 13 is bent to have a third inclination angle c with the first bending part 11 and extends in a straight line shape.

제4굴절부(14)는 제2굴절부(12)에서 절곡되어 직선 형상으로 연장된다. 이때, 제4굴절부(14)는 제2굴절부(12)와 제4경사각(d)을 갖도록 절곡되어 직선 형상으로 연장된다.The fourth bent part 14 is bent at the second bent part 12 and extends in a straight line shape. At this time, the fourth bent part 14 is bent to have a fourth inclination angle d with the second bent part 12 and extends in a straight line shape.

이때, 제3굴절부(13)와 제4굴절부(14)는 중앙부(10)와 평행을 이루도록 연장되어, 본 발명의 후크형 강섬유(1)가 혼입된 콘크리트 세그먼트의 잔류 휨인장강도, 초기 균열하중, 파괴하중, 및 하중에 대한 저항력(즉, Anchoring 효과) 발현을 용이하게 제어하여 균일한 물성이 달성되도록 할 수 있다.At this time, the third bent part 13 and the fourth bent part 14 extend parallel to the central part 10, and the residual flexural tensile strength of the concrete segment in which the hook-shaped steel fiber 1 of the present invention is mixed, the initial Uniform physical properties can be achieved by easily controlling the expression of crack load, fracture load, and resistance to load (i.e., anchoring effect).

또한, 본 발명은 도 2에 나타낸 바와 같이 제1굴절부(11)와 제2굴절부(12)가 중앙부(10)의 연장 방향을 기준으로 서로 다른 측면 방향으로 연장되는 REH(Reverse End Hooked) 타입의 콘크리트 세그먼트 보강용 강섬유(1)를 제작하여 본 발명의 후크형 강섬유(1)가 혼입된 콘크리트 세그먼트의 잔류 휨인장강도, 초기균열하중, 파괴하중, 및 하중에 대한 저항력(즉, Anchoring 효과)을 향상시킬 수 있다.In addition, as shown in FIG. 2, the present invention is REH (Reverse End Hooked) in which the first bendable part 11 and the second bent part 12 extend in different lateral directions based on the extension direction of the central part 10. The residual flexural tensile strength, initial crack load, fracture load, and resistance to load (i.e., anchoring effect) of the concrete segment incorporating the hook-type steel fiber (1) of the present invention ) can be improved.

본 발명의 후크형 강섬유(1)는 경사각, 길이, 두께, 수평 방향으로 이격된 거리가 제어될 수 있고, 이들 구성이 유기적으로 결합하여 본 발명의 후크형 강섬유(1)가 혼입된 콘크리트 세그먼트의 잔류 휨인장강도, 초기균열하중, 파괴하중, 및 하중에 대한 저항력을 향상시킬 수 있다. 이하, 이를 설명한다.The angle of inclination, length, thickness, and horizontal distance of the hook-type steel fiber 1 of the present invention can be controlled, and these configurations are organically combined to form a concrete segment incorporating the hook-type steel fiber 1 of the present invention. Residual flexural tensile strength, initial crack load, breaking load, and load resistance can be improved. Hereinafter, this is explained.

제1경사각(a) 내지 제4경사각(d)은 90° 내지 160° 일 수 있고, 예를 들어, 120° 내지 140° 일 수 있으며, 일 실시예로 130° 일 수 있다. 제1경사각(a) 내지 제4경사각(d)이 상기 수치범위를 가질 때, 제1굴절부(11) 및 제2굴절부(12)의 전단력이 크게 발생하게 되어 하중에 대한 저항력을 향상시킴으로써 본 발명의 후크형 강섬유(1)가 혼입된 콘크리트 세그먼트의 잔류 휨인장강도, 초기균열하중, 파괴하중을 향상시킬 수 있다.The first inclination angle (a) to the fourth inclination angle (d) may be 90° to 160°, for example, 120° to 140°, and in one embodiment, 130°. When the first inclination angle (a) to the fourth inclination angle (d) have the above numerical range, the shear force of the first bending part 11 and the second bending part 12 is greatly generated, thereby improving the resistance to the load. The residual flexural tensile strength, initial crack load, and breaking load of the concrete segment incorporated with the hook-type steel fiber 1 of the present invention can be improved.

본 발명의 후크형 강섬유(1)는 그 전체 길이가 특별히 한정되지 않으며, 길이 비율로서 효과를 가질 수 있다. 예를 들어, 중앙부(10)가 연장되는 방향으로 측정된 양 말단부 사이의 길이(l10)가 61㎜ 일 때를 기준으로 제3굴절부(13)의 길이(l3) 및 제4굴절부(14)의 길이(l4)는 2~4㎜ 이고, 중앙부(10)로부터 제3굴절부(13)가 이격된 거리(h1) 및 제4굴절부(14)가 이격된 거리(h2)가 1.5㎜ 내지 2.3㎜ 이며, 제1굴절부(11)의 길이(l1)과 제2굴절부(12)의 길이(l2)는 0.5~5㎜ 이내에서 제1경사각(a) 내지 제4경사각(d)과 중앙부(10)로부터 제3굴절부(13)가 이격된 거리(h1) 및 제4굴절부(14)가 이격된 거리(h2)에 의해 정의될 수 있다. 본 발명의 후크형 강섬유(1)가 상기 길이 비율을 갖는 경우 말단부의 가공성이 담보된 범위 내에서 제1굴절부(11) 및 제2굴절부(12)의 전단력이 크게 발생하게 되어 하중에 대한 저항력을 향상시킴으로써 본 발명의 후크형 강섬유(1)가 혼입된 콘크리트 세그먼트의 잔류 휨인장강도, 초기균열하중, 파괴하중을 향상시킬 수 있다.The overall length of the hook-shaped steel fiber 1 of the present invention is not particularly limited, and the length ratio can have an effect. For example, the length l 3 of the third bent part 13 and the fourth bent part based on when the length l 10 between both ends measured in the direction in which the central part 10 extends is 61 mm. The length (l 4 ) of (14) is 2 to 4 mm, and the distance (h 1 ) and the distance (h 1 ) of the third bend (13) from the central portion (10) and the distance (h) of the fourth bend (14) are spaced apart. 2 ) is 1.5 mm to 2.3 mm, and the length (l 1 ) of the first bent part 11 and the length (l 2 ) of the second bent part 12 are within 0.5 to 5 mm, the first inclination angle (a) to the fourth inclination angle (d) and the distance (h 1 ) of the third bend (13) from the central portion (10) and the distance (h 2 ) of the fourth bend (14) may be defined. . When the hook-type steel fiber 1 of the present invention has the above length ratio, the shear force of the first bending part 11 and the second bending part 12 is generated greatly within the range in which the workability of the distal end is guaranteed, so that By improving the resistance, the residual flexural tensile strength, initial crack load, and breaking load of the concrete segment in which the hook-type steel fiber 1 of the present invention is incorporated can be improved.

본 발명의 후크형 강섬유(1)는 두께 및/또는 지름이 0.5~1.5㎜ 일 수 있고, 예를 들어, 0.75㎜ 일 수 있다. 상기 수치범위 내에서 경사각, 길이, 수평 방향으로 이격된 거리와 유기적으로 결합되어 전술한 효과를 달성할 수 있다.The hook-shaped steel fiber 1 of the present invention may have a thickness and/or a diameter of 0.5 to 1.5 mm, for example, 0.75 mm. The aforementioned effect can be achieved by organically combining with the angle of inclination, the length, and the horizontally spaced distance within the above numerical range.

일 실시예로서, 본 발명의 후크형 강섬유(1)는 중앙부(10)의 중심을 기준으로 점대칭 인 형상을 가질 수 있다.As an example, the hook-type steel fiber 1 of the present invention may have a point-symmetrical shape with respect to the center of the central portion 10.

일 실시예로서, 본 발명의 후크형 강섬유(1)는 제1굴절부(11)가 연장되는 방향을 따라 측정된 제1굴절부(11)의 길이와 제3굴절부(13)가 연장되는 방향을 따라 측정된 제3굴절부(13)의 길이가 동일할 수 있고, 제2굴절부(12)가 연장되는 방향을 따라 측정된 제2굴절부(12)의 길이와 제4굴절부(14)가 연장되는 방향을 따라 측정된 제4굴절부(14)의 길이가 동일할 수 있다.As an embodiment, the hook-type steel fiber 1 of the present invention is the length of the first bent part 11 measured along the direction in which the first bent part 11 extends and the length of the third bent part 13 extended. The length of the third bent part 13 measured along the direction may be the same, and the length of the second bent part 12 measured along the direction in which the second bent part 12 extends and the length of the fourth bent part ( 14) may have the same length as the fourth bent part 14 measured along the extending direction.

일 실시예로서, 중앙부(10)의 중심을 기준으로 점대칭 인 형상을 가질 수 있다.As an example, it may have a point-symmetrical shape with respect to the center of the central portion 10 .

한편, 후크형 강섬유(1)는 직선 형상으로서 전체 길이의 대부분을 차지하는 중앙부(10)와 콘크리트의 부착성능이 열악해지는 문제가 발생할 수 있다.On the other hand, the hook-type steel fiber 1 has a straight shape and may cause poor adhesion between the central portion 10 occupying most of the total length and concrete.

도 3에 나타낸 바와 같이 일 실시예로, 본 발명의 후크형 강섬유는 표면에 돌기(20)가 형성될 수 있고, 예를 들어, 중앙부(10a)의 표면에 돌기(20)가 형성될 수 있다. 돌기(20)는 복수개가 형성되며, 상기 중앙부(10a)의 표면과 접촉되는 영역을 돌기(20)의 면적으로 지칭할 때, 인접하는 돌기(20)들은 상기 돌기(20)의 면적 이상의 거리로 이격되어 형성될 수 있다. 이에 따라, 중앙부(10a)와 콘크리트와의 부착성능을 향상시킬 수 있다.As shown in FIG. 3, in one embodiment, the hook-shaped steel fiber of the present invention may have protrusions 20 formed on the surface, for example, protrusions 20 may be formed on the surface of the central portion 10a. . A plurality of projections 20 are formed, and when the area in contact with the surface of the central portion 10a is referred to as the area of the projection 20, the adjacent projections 20 are spaced at a distance greater than or equal to the area of the projection 20. It can be formed spaced apart. Accordingly, adhesion between the central portion 10a and concrete can be improved.

도 4에 나타낸 바와 같이 일 실시예로, 돌기는 중앙부(10b)의 표면에 접하는 제1돌기(21)와 제1돌기(21) 상에 형성되는 1 이상의 제2돌기(22)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 중앙부(10b)와 콘크리트와의 부착성능을 향상시킬 수 있다.As shown in FIG. 4, in one embodiment, the protrusion may include a first protrusion 21 in contact with the surface of the central portion 10b and one or more second protrusions 22 formed on the first protrusion 21. there is. Accordingly, adhesion between the central portion 10b and concrete can be improved.

도 5에 나타낸 바와 같이 일 실시예로, 돌기는 중앙부(10c)의 표면에 접하는 제1돌기(21), 제1돌기(21) 상에 형성되는 1 이상의 제2돌기(22), 제2돌기(22) 상에 형성되는 1 이상의 제3돌기(23)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 중앙부(10c)와 콘크리트와의 부착성능을 향상시킬 수 있다.As shown in FIG. 5, in one embodiment, the protrusion includes a first protrusion 21 in contact with the surface of the central portion 10c, one or more second protrusions 22 formed on the first protrusion 21, and a second protrusion. It may include one or more third projections 23 formed on (22). Accordingly, adhesion between the central portion 10c and concrete can be improved.

도 6에 나타낸 바와 같이 일 실시예로, 후크형 강섬유는 전술한 돌기로부터 섬모 형태로 돌출되는 강섬유섬모(24)가 형성될 수 있다. 강섬유섬모(24)의 두께는 후크형 강섬유 두께의 0.001배 내지 0.1배로 형성될 수 있다. 이에 따라, 중앙부(10d)와 콘크리트와의 부착성능을 향상시킬 수 있다. 이때, 강섬유섬모(24)는 전술한 돌기로부터 섬모 형태로 돌출되는 제1강섬유섬모(미도시), 상기 제1강섬유섬모의 측면에서 섬모 형태로 연장되는 제2강섬유섬모(미도시), 상기 제2강섬유섬모의 측면에서 섬모 형태로 연장되는 제3강섬유섬모(미도시)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 전술한 돌기 사이의 공간에서 제1,2,3강섬유섬모에 의한 네트워크 구조가 형성되어 중앙부(10c)와 콘크리트와의 부착성능이 크게 향상될 수 있다.As shown in FIG. 6, in one embodiment, the hook-type steel fiber may have steel fiber cilia 24 protruding in the form of cilia from the protrusions described above. The thickness of the steel fiber cilia 24 may be formed to be 0.001 to 0.1 times the thickness of the hook-type steel fiber. Accordingly, adhesion between the central portion 10d and concrete can be improved. At this time, the steel fiber cilia 24 include first steel fiber cilia (not shown) protruding from the above projections in the form of cilia, second steel fiber cilia (not shown) extending in the form of cilia from the side surface of the first steel fiber cilia, and the first steel fiber cilia (not shown). It may include third filament cilia (not shown) extending in the form of cilia on the side of the filamentous filament. Accordingly, a network structure is formed by the first, second, and third steel fiber cilia in the space between the above-mentioned protrusions, so that the adhesion performance between the central portion 10c and the concrete can be greatly improved.

일 실시예로, 도 3 내지 도 6을 들어 설명한 돌기(20, 21, 22, 23)는 중앙부(10a, 10b, 10c, 10d) 표면을 따라 나선형태로 연속되어 형성될 수 있다(도면 미도시). 이에 따라, 돌기(20, 21, 22, 23)를 포함함에 따른 후크형 강섬유의 향상된 품질의 균일성을 담보할 수 있다. In one embodiment, the protrusions 20, 21, 22, and 23 described with reference to FIGS. 3 to 6 may be continuously formed in a spiral shape along the surfaces of the central portions 10a, 10b, 10c, and 10d (not shown). ). Accordingly, improved uniformity of quality of the hook-type steel fibers due to the inclusion of the protrusions 20, 21, 22, and 23 can be ensured.

이하에서는, 본 발명의 발명자들이 본 발명의 후크형 강섬유(1)가 혼입된 콘크리트 세그먼트의 잔류 휨인장강도, 초기균열하중, 파괴하중, 및 하중에 대한 저항력을 향상시키기 위해 본 발명의 후크형 강섬유(1)의 경사각, 길이, 두께, 수평 방향으로 이격된 거리에 관한 수치해석 시험과 현장 목업시험을 수행한 결과를 설명한다.Hereinafter, the inventors of the present invention hook-type steel fibers of the present invention to improve the residual flexural tensile strength, initial crack load, breaking load, and resistance to load of the concrete segment in which the hook-type steel fibers (1) of the present invention are incorporated. The results of numerical analysis tests and on-site mock-up tests on the inclination angle, length, thickness, and distance in the horizontal direction of (1) are explained.

시험예 1: 수치해석 시험Test Example 1: Numerical analysis test

본 시험예에는 수치해석 프로그램으로 MIDAS GTS NX를 사용하였고, 도 7에 도시한 바와 같이 가로세로 10cm 정방향 콘크리트 세그먼트에 지름 1㎜의 원형 강섬유가 혼입된 것으로 모델링하였다. 해석조건은 다음과 같다.In this test example, MIDAS GTS NX was used as a numerical analysis program, and as shown in FIG. The analysis conditions are as follows.

-콘크리트: 콘크리트 강성으로 물성을 입력하였고, 경계조건은 고정된 것으로 설정-Concrete: Physical properties were entered as concrete stiffness, and boundary conditions were set as fixed.

-강섬유: 지름 1㎜의 원형으로, 제1굴절부(11)가 연장되는 방향으로 측정된 제1굴절부(11)의 길이와 제3굴절부(13)가 연장되는 방향으로 측정된 제3굴절부(13)의 길이가 동일-Steel fiber: a circular shape with a diameter of 1mm, the length of the first bent part 11 measured in the direction in which the first bent part 11 extends and the third bent part 13 measured in the direction in which the third bent part 13 extends. The length of the bent part 13 is the same

-인발력: 100kg으로 강섬유 말단 인 제3굴절부(13)의 표면에서 인발-Pulling force: Pulling out from the surface of the third bend (13), which is the end of the steel fiber, at 100kg

-전단력 해석: 전단력이 크다는 것은 Anchoring 효과로 강섬유에 발생되는 부재력이 증가한다는 것을 의미하므로 제1굴절부(11)에서의 전단력 발생량으로 측정. 전단력이 2.00E-06 이상인 경우 종래 후크형 강섬유 보다 높은 효과를 갖는 것으로 해석-Shear force analysis: Since the shear force is large, it means that the member force generated in the steel fiber increases due to the anchoring effect, so it is measured by the amount of shear force generated at the first bend (11). If the shear force is 2.00E-06 or more, it is interpreted as having a higher effect than the conventional hook-type steel fiber

시험예 1-1: 제3경사각의 변화에 따른 수치해석 결과Test Example 1-1: Numerical analysis results according to the change of the third inclination angle

본 발명의 후크형 강섬유에서 제3경사각(c)의 변수로 90°, 100°, 110°, 120°, 130°, 140°, 150°, 160°를 입력하였다.In the hook-type steel fiber of the present invention, 90 °, 100 °, 110 °, 120 °, 130 °, 140 °, 150 °, and 160 ° were input as variables of the third inclination angle (c).

제3경사각(c)의 변화에 따른 전단력 해석 결과는 도 8 및 도 9에 나타내었다.The shear force analysis results according to the change of the third inclination angle (c) are shown in FIGS. 8 and 9.

도 8 및 도 9를 참고하면, 제3경사각(c)이 120° 내지 140° 일 때 전단력이 2.00E-06 이상인 것으로 나타났고, 특히, 제3경사각(c)이 130° 일 때 전단력이 가장 큰 것으로 나타났다.8 and 9, it was found that the shear force was 2.00E-06 or more when the third inclination angle (c) was 120° to 140°, and in particular, the shear force was the highest when the third inclination angle (c) was 130°. appeared to be large.

시험예 1-2: 제3굴절부의 길이에 따른 수치해석 결과Test Example 1-2: Numerical analysis results according to the length of the third bend

본 발명의 후크형 강섬유에서 제3굴절부(13)의 길이 변수로 1.0㎜, 2.0㎜, 3.0㎜, 4.0㎜, 5.0㎜를 입력하였다.In the hook-type steel fiber of the present invention, 1.0 mm, 2.0 mm, 3.0 mm, 4.0 mm, and 5.0 mm were input as the length variable of the third bent part 13.

제3굴절부(13)의 변화에 따른 전단력 해석 결과는 도 10 및 도 11에 나타내었다.The shear force analysis results according to the change of the third bend 13 are shown in FIGS. 10 and 11 .

도 10 및 도 11을 참고하면, 제3굴절부(13)의 길이가 1.0㎜ 내지 4.0㎜ 일 때 전단력이 2.00E-06 이상인 것으로 나타났다. 그러나, 산업 현장에서 제3굴절부(13)와 제4굴절부(14)를 1㎜ 길이로 2회 굴절시키는 것은 극히 비효율적이므로 제3굴절부(13)의 길이가 2.0㎜ 내지 4.0㎜ 인 것이 바람직한 것으로 나타났다. 다만, 제3굴절부(13)와 제4굴절부(14)의 길이가 증가할수록 전단력이 낮아지고 산업 현장에서 제조의 용이성을 고려할 때, 제3굴절부(13)의 길이가 2.0㎜ 내지 3.0㎜ 인 것이 바람직한 것으로 나타났다.Referring to FIGS. 10 and 11 , when the length of the third bent part 13 is 1.0 mm to 4.0 mm, it is found that the shear force is 2.00E-06 or more. However, since it is extremely inefficient to bend the third bendable part 13 and the fourth bendable part 14 twice with a length of 1mm in the industrial field, it is recommended that the length of the third bent part 13 is 2.0mm to 4.0mm. appeared to be desirable. However, as the lengths of the third and fourth bends 13 and 14 increase, the shear force decreases, and considering the ease of manufacture in industrial settings, the length of the third bend 13 is 2.0 mm to 3.0 mm. mm was found to be preferred.

시험예 2: 목업 시험Test Example 2: mock-up test

본 시험예에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 후크형 강섬유(1)가 혼입된 콘크리트 세그먼트의 하중에 대한 저항력이 종래 후크형 강섬유가 혼입된 콘크리트 세그먼트에 비해 향상됨을 실제 제작된 콘크리트 세그먼트를 통해 확인하였다.In this test example, it was confirmed through actually manufactured concrete segments that the load resistance of the concrete segment incorporating the hook-type steel fiber 1 according to an embodiment of the present invention is improved compared to the conventional concrete segment incorporating the hook-type steel fiber. did

시험예 2-1: 휨인성 시험Test Example 2-1: Flexural toughness test

본 시험예에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 후크형 강섬유(1)가 혼입되어 제작된 콘크리트 세그먼트(도 13의 30)에 대해 EN 14651:2005에 따라 3 point bending test를 실시하였다. 본 시험예에서 사용된 본 발명의 실시예에 따른 후크형 강섬유(1)는, 중앙부가 연장되는 방향으로 측정된 양 말단부 사이의 길이가 61㎜ 이고, 제3굴절부(13) 및 상기 제4굴절부(14)의 길이는 2~3㎜, 중앙부(10)로부터 제3굴절부(13) 및 제4굴절부(14)가 각각 이격된 거리(h1, h2)가 1.5㎜ 내지 2.3㎜ 이며, 제1경사각(a) 및 제2경사각(b)은 120° 내지 140°, 예를 들어, 130° 이며, 전체 형상은 중앙부(10)의 중심을 기준으로 점대칭인 것이 적용되었다.In this test example, a 3-point bending test was performed according to EN 14651:2005 on a concrete segment (30 in FIG. 13) manufactured by incorporating the hook-type steel fiber 1 according to an embodiment of the present invention. The hook-shaped steel fiber 1 according to the embodiment of the present invention used in this test example has a length of 61 mm between both ends measured in the direction in which the central portion extends, and the third bent portion 13 and the fourth The length of the bend 14 is 2 to 3 mm, and the distance between the third bend 13 and the fourth bend 14 from the central portion 10 (h 1 , h 2 ) is 1.5 mm to 2.3 mm. mm, the first inclination angle (a) and the second inclination angle (b) are 120 ° to 140 °, for example, 130 °, and the overall shape is point symmetrical with respect to the center of the central portion 10 It was applied.

시험은 ASTM 시험기준에 따라 150×150×550㎜ 각주형 공시체를 제작하여 재령 28일에 진행하였다. 소요의 재령까지 수중양생을 실시한 후 휨시험을 진행하기 24시간 전에 공시체 하부에 깊이 25㎜의 노치(notch)를 주고 클립게이지 고정 지그를 노치(notch)를 중심으로 중앙에 부착시켰다.The test was conducted at the age of 28 days by manufacturing a 150 × 150 × 550 mm prismatic specimen according to ASTM test standards. After curing in water until the required age, a notch with a depth of 25 mm was given to the lower part of the specimen 24 hours before the bending test, and a clip gauge fixing jig was attached to the center around the notch.

시험편은 다음과 같이 제작하였다.The test piece was prepared as follows.

실시예 1: REH (1100)(30kg/mExample 1: REH (1100) (30 kg/m 33 ))

인장강도 1100MPa의 본 발명의 일 실시예에 따른 후크형 강섬유가 30kg/m3 혼입된 강도 45MPa의 콘크리트 세그먼트 7개(#1 내지 #7, 표 1 참조) 제작Fabrication of seven concrete segments (#1 to #7, see Table 1) with a strength of 45 MPa incorporating 30 kg/m 3 of hook-type steel fiber according to an embodiment of the present invention with a tensile strength of 1100 MPa

실시예 2: REH (1200)(30kg/mExample 2: REH (1200) (30 kg/m 33 ))

인장강도 1200MPa의 본 발명의 일 실시예에 따른 후크형 강섬유가 30kg/m3 혼입된 강도 45MPa의 콘크리트 세그먼트 7개(#1 내지 #7, 표 1 참조) 제작Fabrication of seven concrete segments (#1 to #7, see Table 1) with a strength of 45 MPa incorporating 30 kg/m 3 hook-type steel fiber according to an embodiment of the present invention with a tensile strength of 1200 MPa

비교예 1: EH (1100)(30kg/mComparative Example 1: EH (1100) (30 kg / m 33 ))

인장강도 1100MPa의 후크형 강섬유가 30kg/m3 혼입된 강도 45MPa의 콘크리트 세그먼트 3개(#1 내지 #3, 표 1 참조) 제작으로서, 후크형 강섬유는 도 12에 도시된 형상Three concrete segments (#1 to #3, see Table 1) with a strength of 45 MPa incorporating 30 kg/m 3 of hook-type steel fibers with a tensile strength of 1100 MPa, the hook-type steel fibers have the shape shown in FIG.

재령일을 만족하고 전처리가 완료된 공시체는 250kN 용량의 변위제어 UTM(Shimadzu, Japan)을 이용하여 EN 14651:2005 규정에서 제시하고 있는 속도로 CMOD(Crack Mouth Opening Displacement) 0.1㎜까지 0.05㎜/min, CMOD 4㎜까지 0.2㎜/min의 하중재하속도를 기준으로 휨성능 시험을 실시하였다. Specimens that satisfy the age and have been pretreated are subjected to CMOD (Crack Mouth Opening Displacement) 0.05 mm/min up to 0.1 mm at the speed suggested in EN 14651:2005 using a displacement control UTM (Shimadzu, Japan) with a capacity of 250 kN. The bending performance test was conducted based on the loading speed of 0.2 mm/min up to CMOD 4 mm.

휨성능 시험을 실시한 후 공시체의 휨강도, 잔류휨인장강도(residual flexural tensile strength), 하중-균열개구변위(CMOD) 곡선을 구하였다. 휨강도는 아래의 수식에 의하여 산정하였다.After conducting the flexural performance test, the flexural strength, residual flexural tensile strength, and load-crack opening displacement (CMOD) curves of the specimen were obtained. The flexural strength was calculated by the formula below.

Figure 112022083047707-pat00001
Figure 112022083047707-pat00001

잔류 휨인장강도는 균열개구변위(CMOD) 0.5㎜, 1.5㎜, 2.5㎜, 3.5㎜에 따른 저항 하중 값을 이용하여 다음 수식에 의해 산정하였다.The residual flexural tensile strength was calculated by the following formula using the resistance load value according to the crack opening displacement (CMOD) of 0.5 mm, 1.5 mm, 2.5 mm, and 3.5 mm.

Figure 112022083047707-pat00002
Figure 112022083047707-pat00002

본 시험예에 따라 수행한 휨인성 시험 과정을 도 13에 나타냈고, 상기 실시예 1(REH (1100)(30kg/m3)), 실시예 2(REH (1200)(30kg/m3)), 비교예 1(EH (1100)(30kg/m3))에 따른 시험 결과를 다음 표 1에 나타냈다.The flexural toughness test process performed according to this test example is shown in FIG. 13, Example 1 (REH (1100) (30kg/m 3 )), Example 2 (REH (1200) (30kg/m 3 )) , The test results according to Comparative Example 1 (EH (1100) (30kg/m 3 )) are shown in Table 1 below.

여기에서 FLOP는 휨강도를, fR1 내지 FR4는 각각 균열개구변위(CMOD) 0.5㎜, 1.5㎜, 2.5㎜, 3.5㎜ 일 때의 잔류 휨인장강도를 나타낸 것이다.Here, F LOP is the flexural strength, and f R1 to F R4 represent the residual flexural tensile strength when the crack opening displacement (CMOD) is 0.5 mm, 1.5 mm, 2.5 mm, and 3.5 mm, respectively.

Figure 112022083047707-pat00003
Figure 112022083047707-pat00003

상기 표 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 후크형 강섬유(1)가 혼입된 콘크리트 세그먼트(30)의 경우 제1굴절부(11)와 제2굴절부(12)가 중앙부를 중심으로 동일한 면으로 연장되는 종래의 후크형 강섬유(비교예 1, 도 12 참조)가 혼입된 콘크리트 세그먼트에 비해 휨강도가 월등하게 높은 것으로 나타났다.Referring to Table 1, in the case of the concrete segment 30 incorporating the hook-type steel fiber 1 manufactured according to an embodiment of the present invention, the first bending part 11 and the second bending part 12 are at the central part. It was found that the flexural strength was significantly higher than that of the concrete segment incorporating the conventional hook-type steel fiber (Comparative Example 1, see FIG. 12) extending in the same plane centered on.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 후크형 강섬유(1)가 혼입된 콘크리트 세그먼트(30)의 경우 제1굴절부(11)와 제2굴절부(12)가 중앙부(10)를 중심으로 동일한 면으로 연장되는 종래의 후크형 강섬유(비교예 1, 도 12 참조)가 혼입된 콘크리트 세그먼트에 비해 균열개구변위(CMOD) 0.5㎜, 1.5㎜, 2.5㎜, 및 3.5㎜ 모든 구간에서 잔류 휨인장강도가 크게 향상된 것으로 나타났다.In addition, in the case of the concrete segment 30 incorporating the hook-type steel fiber 1 manufactured according to an embodiment of the present invention, the first bending part 11 and the second bending part 12 are centered around the central part 10 Residual deflection in all sections of Crack Opening Displacement (CMOD) of 0.5 mm, 1.5 mm, 2.5 mm, and 3.5 mm compared to concrete segments incorporating conventional hook-type steel fibers (Comparative Example 1, see FIG. 12) extending in the same plane. It was found that the tensile strength was greatly improved.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 후크형 강섬유(1)가 혼입된 콘크리트 세그먼트(30)의 경우 동일한 인장강도를 가지되 제1굴절부(11)와 제2굴절부(12)가 중앙부(10)를 중심으로 동일한 면으로 연장되는 종래의 후크형 강섬유(비교예 1, 도 13 참조)가 혼입된 콘크리트 세그먼트에 비해, 휨강도는 18.3% 증가하였고, 잔류 휨인장강도는 균열개구변위 0.5㎜ 일 때 11.9%, 균열개구변위 1.5㎜ 일 때 16.6%, 균열개구변위 2.5㎜ 일 때 24.2%, 균열개구변위 3.5㎜ 일 때 24.4%가 증가하였다.In addition, in the case of the concrete segment 30 in which the hook-type steel fiber 1 is mixed according to an embodiment of the present invention, the first bending part 11 and the second bending part 12 have the same tensile strength, but the central part ( 10), the flexural strength was increased by 18.3%, and the residual flexural tensile strength was increased by 18.3% compared to the concrete segment incorporating the conventional hook-type steel fiber (Comparative Example 1, see FIG. 11.9% when the crack opening displacement was 1.5 mm, 16.6% when the crack opening displacement was 2.5 mm, 24.2% when the crack opening displacement was 2.5 mm, and 24.4% when the crack opening displacement was 3.5 mm.

시험예 2-2: 실재하 시험Test Example 2-2: Test in real life

본 시험에서는 TBM 세그먼트(도 14의 40)의 휨 시험을 수행하였다. In this test, a bending test of the TBM segment (40 in FIG. 14) was performed.

시험편은 다음과 같이 제작하였다.The test piece was prepared as follows.

실시예 3 Example 3

인장강도 1100MPa의 본 발명의 일 실시예에 따른 후크형 강섬유(1)가 30kg/m3 혼입되고 철근량이 199kg/m3 인 TBM 세그먼트(40)A hook-type steel fiber (1) according to an embodiment of the present invention having a tensile strength of 1100 MPa is mixed with 30 kg/m 3 and a reinforcing bar amount of 199 kg/m 3 TBM segment (40)

비교예 2Comparative Example 2

인장강도 1100MPa의 후크형 강섬유가 30kg/m3 혼입되고 철근량이 199kg/m3 인 TBM 세그먼트로서, 후크형 강섬유는 도 12에 도시된 형상A TBM segment in which 30 kg/m 3 of hook-type steel fiber having a tensile strength of 1100 MPa is mixed and the amount of reinforcement is 199 kg/m 3 , and the hook-type steel fiber has the shape shown in FIG. 12

비교예 3 Comparative Example 3

후크형 강섬유가 혼입되지 않고 철근량이 324kg/m3 인 TBM 세그먼트TBM segment with 324 kg/m 3 reinforcing bars without mixing of hook-type steel fibers

도 14(a)에 나타낸 개념도와 같이 TBM 세그먼트(40) 1 piece(표준형, A-Type)에 대해 양단가동지점으로 하여 아치(arch)부에 2점 재하 하였고, 하중을 점차 증가시키면서 초기 균열하중과 파괴하중을 측정하였다. 도 14(b)에 나타낸 본 실재하 시험에서 시험체 상부의 재하를 위해 재하 시스템 중앙부에 설치된 유압 엑츄에이터(최대 재하용량 400톤)를 사용하였다. 실재하 시험 결과 TBM 세그먼트(40)의 상태를 도 15에 나타냈고, 시험 결과를 표 2에 나타냈다.As shown in the conceptual diagram shown in FIG. 14 (a), 2 points were loaded on the arch part as both ends movable points for 1 piece (standard type, A-Type) of the TBM segment 40, and the initial crack load while gradually increasing the load and breaking load were measured. In this live loading test shown in FIG. 14(b), a hydraulic actuator (maximum loading capacity of 400 tons) installed in the center of the loading system was used to load the top of the specimen. As a result of the test in real life, the state of the TBM segment 40 is shown in FIG. 15, and the test results are shown in Table 2.

초기 균열하중 시험 평균값(3회)(MPa)Average value of initial crack load test (3 times) (MPa) 파괴하중 시험 평균값(3회)(MPa)Average value of breaking load test (3 times) (MPa) 실시예 3(REH)Example 3 (REH) 24.324.3 58.958.9 비교예 2(EH)Comparative Example 2 (EH) 22.322.3 58.358.3 비교예 3(철근)Comparative Example 3 (rebar) 11.0911.09 50.750.7

상기 표 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 후크형 강섬유(1)가 혼입된 TBM 세그먼트(표준형, A-Type)(40)는 철근만 혼입된 비교예 3에 비해 월등하게 높은 초기 균열하중 값과 파괴하중 값을 갖는 것으로 나타났다.Referring to Table 2, the TBM segment (standard type, A-Type) 40 mixed with the hook-type steel fiber 1 according to an embodiment of the present invention has a significantly higher initial value than that of Comparative Example 3 in which only reinforcing bars are mixed. It was found to have crack load values and fracture load values.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 후크형 강섬유가 혼입된 TBM 세그먼트(표준형, A-Type)는 동일한 인장강도를 가지되 제1굴절부와 제2굴절부가 중앙부의 연장 방향을 기준으로 동일한 측면 방향으로 연장되는 종래의 후크형 강섬유(비교예 2, 도 13 참조)에 비해 초기 균열하중 값이 약 20% 향상되었고, 파괴하중 값도 더 높은 것으로 나타났다.In addition, the TBM segment (standard type, A-Type) incorporating the hook-type steel fiber according to an embodiment of the present invention has the same tensile strength, but the first and second bends have the same side surface based on the extension direction of the central part. Compared to the conventional hook-type steel fiber extending in the direction (Comparative Example 2, see FIG. 13), the initial cracking load value was improved by about 20%, and the breaking load value was also higher.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다. As described above, the detailed description of the present invention has been made by the embodiments with reference to the accompanying drawings, but since the above-described embodiments have only been described as preferred examples of the present invention, it is believed that the present invention is limited only to the above embodiments. Should not be understood, the scope of the present invention should be understood as the following claims and equivalent concepts.

예를 들어, 도면은 이해를 돕기 위해 각각의 구성요소를 주체로 하여 모식적으로 나타낸 것으로, 도시된 각 구성요소의 두께, 길이, 개수 등은 도면 작성의 진행상, 실제와 다를 수 있다. 또한, 상기의 실시형태에서 나타낸 각 구성요소의 재질이나 형상, 치수 등은 한 예로서, 특별히 한정되지 않고, 본 발명의 효과에서 실질적으로 벗어나지 않는 범위에서 여러 가지 변경이 가능하다.For example, the drawings are schematically shown with each component as the main body to aid understanding, and the thickness, length, number, etc. of each component shown may differ from the actual one in the progress of drawing. In addition, the material, shape, dimensions, etc. of each component shown in the above embodiment are only examples and are not particularly limited, and various changes are possible within a range that does not substantially deviate from the effects of the present invention.

1: 후크형 강섬유
10, 10a, 10b, 10c, 10d: 중앙부
11: 제1굴절부
12: 제2굴절부
13: 제3굴절부
14: 제4굴절부
20: 돌기
21: 제1돌기
22: 제2돌기
23: 제3돌기
24: 강섬유섬모
30: 콘크리트 세그먼트
40: TBM 세그먼트
1: hooked steel fiber
10, 10a, 10b, 10c, 10d: central portion
11: first bend
12: second bend
13: third bend
14: 4th bend
20: projection
21: first protrusion
22: second protrusion
23: 3rd protrusion
24: steel fiber cilia
30: concrete segment
40: TBM segment

Claims (5)

리버스 후크형 강섬유(REVERSE END HOOKED TYPE)가 보강된 프리캐스트 콘크리트 세그먼트에 있어서,
상기 리버스 후크형 강섬유는,
직선 형상으로 연장되는 중앙부;
상기 중앙부의 일 말단에서 상기 중앙부와 제1경사각을 갖도록 절곡되어 직선 형상으로 연장되는 제1굴절부;
상기 중앙부의 타 말단에서 상기 중앙부와 제2경사각을 갖도록 절곡되어 직선 형상으로 연장되는 제2굴절부;
상기 제1굴절부에서 절곡되어 직선 형상으로 연장되는 제3굴절부; 및
상기 제2굴절부에서 절곡되어 직선 형상으로 연장되는 제4굴절부;
로 구성되되,
상기 제3굴절부와 상기 제4굴절부는 상기 중앙부와 평행을 이루도록 연장되며,
상기 제1굴절부와 상기 제2굴절부는 상기 중앙부의 연장 방향을 기준으로 서로 다른 측면 방향으로 연장되며,
상기 중앙부가 연장되는 방향으로 측정된 양 말단부 사이의 길이가 61㎜ 일 때를 기준으로 상기 제3굴절부 및 상기 제4굴절부의 길이는 2㎜ 내지 4㎜ 이고, 상기 중앙부로부터 상기 제3굴절부 및 상기 제4굴절부가 각각 이격된 거리가 1.5㎜ 내지 2.3㎜ 이며,
두께가 0.5㎜ 내지 1.5㎜ 이고,
상기 제1경사각 및 상기 제2경사각은 130° 이고,
상기 중앙부의 중심을 기준으로 점대칭 인 형상을 갖고,
상기 리버스 후크형 강섬유(REVERSE END HOOKED TYPE)가 보강된 프리캐스트 콘크리트 세그먼트는, 상기 후크형 강섬유와 동일한 인장강도를 가지되 상기 제1굴절부와 상기 제2굴절부가 상기 중앙부의 연장 방향을 기준으로 동일한 측면 방향으로 연장되는 후크형 강섬유(END HOOKED TYPE)가 혼입된 콘크리트 세그먼트에 비해 휨강도가 10% 이상 증가하고, 균열개구변위 0.5㎜ 내지 3.5㎜ 범위에서의 잔류 휨인장강도가 10% 이상 증가된 것을 특징으로 하는, 리버스 후크형 강섬유가 보강된 프리캐스트 콘크리트 세그먼트.
In the precast concrete segment reinforced with reverse hooked steel fiber (REVERSE END HOOKED TYPE),
The reverse hook-type steel fiber,
a central portion extending in a straight line;
a first bending part bent at one end of the central part to have a first inclination angle with the central part and extending in a straight line;
a second bending part bent at the other end of the central part to have a second inclination angle with the central part and extending in a straight line;
a third bending part bent from the first bending part and extending in a straight line; and
a fourth bend bent from the second bend and extended in a straight line;
composed of,
The third and fourth bends extend parallel to the central portion,
The first bending part and the second bending part extend in different lateral directions based on the extension direction of the central part,
Based on a length of 61 mm between both end portions measured in the direction in which the central portion extends, the length of the third and fourth bends is 2 mm to 4 mm, and the third bend from the central portion And the distance at which the fourth bend is spaced apart from each other is 1.5 mm to 2.3 mm,
The thickness is 0.5 mm to 1.5 mm,
The first tilt angle and the second tilt angle are 130 °,
It has a shape that is point symmetrical with respect to the center of the central portion,
The precast concrete segment reinforced with the reverse hook-type steel fiber (REVERSE END HOOKED TYPE) has the same tensile strength as the hook-type steel fiber, but the first bending part and the second bending part are based on the extension direction of the central part Compared to concrete segments incorporating end hooked steel fibers extending in the same lateral direction, the flexural strength is increased by more than 10%, and the residual flexural tensile strength in the range of crack opening displacement 0.5mm to 3.5mm is increased by more than 10% Characterized in that, a precast concrete segment reinforced with reverse hook-type steel fibers.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 리버스 후크형 강섬유(REVERSE END HOOKED TYPE)가 보강된 프리캐스트 콘크리트 세그먼트는 TBM 세그먼트이고,
상기 TBM 세그먼트의 양단가동지점으로 하여 아치(arch)부에 2점 재하로 측정된 초기 균열하중 값은, 상기 리버스 후크형 강섬유가 혼입된 상기 TBM 세그먼트가, 상기 리버스 후크형 강섬유와 동일한 인장강도를 가지되 상기 제1굴절부와 상기 제2굴절부가 상기 중앙부의 연장 방향을 기준으로 동일한 측면 방향으로 연장되는 후크형 강섬유(END HOOKED TYPE)가 혼입된 TBM 세그먼트에 비해 15% 이상 증가된 것을 특징으로 하는, 리버스 후크형 강섬유가 보강된 프리캐스트 콘크리트 세그먼트.
The method of claim 1,
The precast concrete segment reinforced with the reverse hooked steel fiber (REVERSE END HOOKED TYPE) is a TBM segment,
The initial cracking load value measured as a two-point load on the arch portion as the movable point at both ends of the TBM segment is that the TBM segment mixed with the reverse hook-type steel fiber has the same tensile strength as the reverse hook-type steel fiber However, the first bend and the second bend are increased by 15% or more compared to TBM segments incorporating hook-type steel fibers (END HOOKED TYPE) extending in the same lateral direction based on the extension direction of the central portion. A precast concrete segment reinforced with reverse hooked steel fibers.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05262544A (en) * 1992-03-19 1993-10-12 Bridgestone Bekaert Steel Code Kk Steel fiber for reinforcing concrete
KR200386267Y1 (en) * 2005-03-10 2005-06-10 금강와이어메쉬산업 주식회사 Asymmetric steel fiber for reinforced concrete

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