KR20010056657A - 토양보강용 그리드 구조물 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

토양을 안정화시키고 보강하는 그리드 형태의 구조물이 제공된다.

이 구조물은 무기섬유로된 경사방향(세로방향)의 제 1 보강요소, 제 1 보강요소와 교차하며 무기 또는 유기섬유로된 위사방향(가로방향)의 제 2 보강요소 및 제 1 보강요소와 제 2 보강요소를 편성에 의해 결합시키며 유기합성섬유 또는 무기고분자물질코팅된 무기섬유로된 결합요소로 이루어져 있다.

이 구조물은 가볍고, 고강도, 저신도로서 내약품성, 내구성이 우수하다.

구조물을 제조하는 방법이 또한 제공된다.

Description

토양보강용 그리드 구조물 및 그 제조방법{A REINFORCING GRID STRUCTURE AND A MANUFACTURING PROCESS THEREOF}

본 발명은 토양보강용 그리드 구조물 및 그 제조방법에 관한 것이며, 보다 상세히는, 성토사면이나 연약지반을 보강하기 위하여 고강력 연속섬유를 그리드 형태로 형성시킨 그리드 구조물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 토양의 안정화, 아스팔트보강, 연약지반 보강, 및 기타 옹벽 보강용으로는 경사면의 토양이 흘러내려오지 못하도록 철망을 경사면 표면에 설치하거나 혹은 철근을 토양 내부에 다수층 매설하였거나 콘크리트 구조물을 경사면이나 기타 보강이 필요한 지역에 설치하여 왔다.

그러나 철망이나 철근을 이용한 보강재는 토양내부로부터의 전단저항에는 효력이 있으나 쉽게 부식되고 시공상 번거러운 문제점이 있으며, 콘크리트 구조물은 보강하고자 하는 토양의 표면층 가까이 설치되기 때문에 내부로 부터의 균열 등에 대하여는 그 효과가 떨어질 뿐만 아니라 무겁고 시공이 어려우며 운반등의 문제점이 존재하며, 미관이 떨어지는 문제점도 있었다.

1997.11.15 Shimizu 건설에 부여된 미국특허 제4,706,430 에 의하면 건물의 벽이나 바닥으로 사용되는 콘크리트 보강재가 개시되어 있는바, 이 콘크리트 보강재는 콘크리트 내에 철근대신 수지로 결합시킨 섬유 보강재를 매설한 것으로서 보다 가볍고 질기며 작업성도 우수한 콘크리트 구조물인 것으로 개시되어 있다.

한편 영국특허 공고 2,096 531 A에 의하면 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)로 이루어진 메쉬구조물로된 성토보강용 그리드 구조물이 개시되어 있으나, 이같은 HDPE는 필름상에 펀칭하여 개구부를 형성한 후 연신시켰다고는 하나 여전히 신도가 커서 (예를들어 15%이상) 토양에 의한 부하에 의해 쉽게 신장되어 토양등을 지지하기가 어려울 뿐만 아니라 폴리에틸렌의 특성상 사용도중 일광에 의해 그 강도가 급격히 저하되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명의 목적은 토양의 안정화, 토양보강 및 기타 보강재로 사용되는 전체적으로 개선된 그리드구조물을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 초경량, 고강도, 저신도일뿐 아니라 내약품성, 내구성도 우수하며, 내부식성인 성토보강용 그리드 구조물을 제공하는데 있다.

도 1a 및 1b는 각각 본 발명에 의한 그리드 구조물의 개략평면도 및 일부확대도

도 1c는 도 1b의 A-A선 단면도

도 2는 도 1의 그리드 구조물의 개략 정면도

도 3은 본 발명의 그리드 구조물에서 제 1 보강요소와 제 2 보강요소가 결합요소에 의해 결합되어 있는 상태를 보여주는 상태도

도 4는 본 발명에 의한 그리드 구조물을 사용하는 것을 보여주는 사용상태도

도 5는 본 발명에 의한 그리드 구조물을 사용하여 축대의 성토를 보강하는 것을 단면적으로 표시한 개략단면도이다.

* 도면의 주요부위에 대한 부호의 설명 *

1 : 그리드 구조물 P : 교차부위

2 : 제 1보강요소 E : 보강토

3 : 제 2보강요소 B : 블록(block)

4,4' : 섬유로빙 조(組) O : 개구부

5,5' : 섬유로빙

6 : 결합요소

본 발명의 제1측면에 의하면,

경사방향으로 일정간격을 두고 평행하게 배열된 복수개의 무기섬유 로빙조(組)로 이루어진 제 1보강요소;

상기 제 1 보강요소와 동일평면상에서 일정각을 이루며 교차하여 사각형 모양의 그리드(grid)를 형성하도록 위사방향으로 일정간격을 두고 평행하게 배열되며, 무기섬유, 유기 고분자물질이 표면에 코팅된 무기섬유 및 유기합성 섬유로 이루어진 그룹에서 선택된 복수개의 섬유로빙조(組)로 이루어진 제 2 보강요소; 및

상기 제 1보강요소의 무기섬유 로빙조(組)를 이루고 있는 각로빙을 횡방향으로 서로서로 결합시킴과 동시에, 상기 제 1보강요소와 상기 제 2보강요소를 이들이 교차하는 교차부위에서 서로 결합시키는, 유기합성섬유 또는 유기고분자물질이 코팅된 무기섬유로 이루어진 결합요소;

를 포함하여 구성되는 성토보강용 그리드 구조물이 제공된다.

본 발명의 다른 측면에 의하면,

유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유, 붕소섬유, 세라믹섬유 및 금속섬유로 이루어진 그룹에서 선택된 500-5000tex 섬도의 무기섬유로빙을 얀가이드(yarn guide)를 통과시키면서 조밀화하여 단면이 실질적으로 원형 또는 원형에 가까운 정사각형 형상으로 형성시키고, 이같이 조밀화된 무기섬유 로빙을 2-30개 횡으로 배열하여 로빙조(組)를 형성하고, 이같은 로빙조(組)를 경사방향으로 일정간격을 두고 평행하게 복수개 배열하여 제 1 보강요소를 준비하는 단계;

유리섬유, 탄소섬유, 아라미드 섬유, 붕소섬유, 세라믹섬유, 금속섬유, 폴리에스테르계섬유 및 폴리아미드계 섬유로 구성되는 그룹에서 선택된 섬유로된 500-5000tex 섬도의 섬유로빙을 2-30개 횡으로 배열하여 로빙조(組)를 형성하고, 이같은 로빙조를 위사방향으로 일정간격을 두고 평행하게 복수개 배열하여 제 2 보강요소를 준비하는 단계;

상기 제 1 보강요소를 경사방향으로 장력을 가하면서 공급하고 동시에 상기제 2 보강요소를 위사방향으로 공급하면서 상기 제 1 보강요소와 제 2 보강요소가 서로 교차하는 교차부위를, 폴리에스테르계섬유, 폴리아미드계섬유 또는 유기고분자물질이 코팅된 무기섬유로 구성되는 그룹에서 선택된 섬유로된 5-500tex 섬도의 결합사로써 편직하여 상기 제 1 보강요소와 제 2 보강요소를 함께 결합시켜 그리드를 제조하는 단계; 및

상기 제조된 그리드를, 아크릴계수지, 폴리염화비닐계(PVC)수지, 페놀계수지, 에폭시계수지, 폴리에스테르계수지 및 폴리올레핀계수지로 구성되는 그룹에서 선택된 수지조로 코팅시킨다음 건조 및 열처리하여 상기 그리드 표면에 코팅층을 형성하는 단계;

를 포함하는 성토보강용 그리드 구조물 제조방법이 제공된다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명자는 성토보강용으로 사용될 수 있는 그리드에 대하여 연구하여 온 결과 그리드 구조물중 특히 하중을 많이 받는 방향으로 가볍고, 고강도일뿐 아니라, 신도가 적고 토양내에 방치하더라도 내구성, 내약품성 및 내식성등이 양호한 무기섬유를 사용하는 것이 그리드구조물로서의 우수한 성능을 발휘한다는 것에 착안하여 연구를 계속한 결과 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명에 의한 그리드 구조물은 도 1에 도시되어 있는 바와같이 경사(세로방향)방향으로 배열된 제 1 보강요소(2), 상기 제 1 보강요소(2)와 교차되면서 위사방향(가로방향)으로 배열된 제 2 보강요소(3), 이들 제 1 보강요소(2)와 제 2보강요소(3)을 결합시키는 결합요소(6)으로 구성되어 있다.

상기 제 1보강요소(2)는, 무기섬유 로빙(5)가 여러개 모여(도 1에서는 6개) 섬유로빙조(組)(4)를 이루며, 이같은 섬유로빙조(4)가 복수개 경사방향으로 평행하게 배열되어 제 1 보강요소(2)를 이루고 있다.

본 명세서에서 사용되고 있는 용어 로빙(roving)이란 필라멘트섬유가 다수개 모여 집속된 섬유속을 의미한다.

제 1 보강요소로 사용될 수 있는 무기섬유로서는 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유, 붕소섬유, 세라믹섬유 및 금속섬유를 들 수 있으며, 바람직하게는 유리섬유가 좋다.

상기 유리섬유의 예로서는 하기 조성의 유리섬유를 들 수가 있다.

SiO₂: 50-75%, Al₂O₃: 2-26%, B₂O₃: 3-8%, MgO: 2-15%, CaO: 0-22%, Na₂O: 0-14%, K₂O: 0-2%, Fe₂O₃: 0-1%, F₂: 0-1%.

상기 제 1 보강요소는 다수의 섬유로 이루어진 섬도 약 500-5000tex의 무기섬유로빙을 2-30개 횡으로 배열하여 로빙조로 이용할수가 있으며, 이때 로빙의 단면은 결합요소인 결합사에 의해 결합될때 결합사에 의한 파지를 견고하게하여 집속력이 증대하도록 원형 또는 원형에 가까운 정사각형 형상을 갖게 하는 것이 좋다.

상기 각각의 섬유로빙이 500tex 미만의 섬도를 갖는 경우는 너무 가늘어 하중을 지탱하기 어려운 반면, 5000tex 이상이 되면 너무 굵게되어 휨성이 나빠지게 된다.

한편 제 2 보강요소(3)은 무기섬유 또는 유기합성섬유로 구성될 수 있으며, 제 1 보강요소(2)와 같이 섬유로빙(5)이 여러개 모여(도 1에서는 8개) 섬유로빙조(4')를 이루며, 이같은 섬유로빙조(4')가 복수개 경사방향으로 평행하게 배열되어 제 2 보강요소(3)을 이루게 된다.

제 2 보강요소로 사용될 수 있는 무기섬유로서는 제 1 보강요소와 같이 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유, 붕소섬유, 세라믹섬유 및 금속섬유를 들 수 있으며, 유기합성섬유로서는 폴리에스테르계섬유 및 폴리아미드계 섬유를 들 수 있다.바람직하게는 유리섬유 및 폴리에스테르계섬유가 좋다.

상기 유리섬유는 제 1 보강요소에 사용되는 조성의 유리섬유이면 좋다.

상기 제 2 보강요소 역시 다수의 무기섬유 또는 유기합성섬유로 이루어진 섬도 약 500-5000tex의 섬유로빙을 필요에 따라 2-30개 횡으로 배열한 로빙조를 이용할 수 있다.

상기 제 2 보강요소로 유기합성섬유를 사용하는 경우는 섬유의 보호 및 물성저하 방지를 위하여 유기고분자 물질로 코팅된 것을 사용하는 것이 좋다.

상기 경사방향의 제 1 보강요소와 위사방향의 제 2 보강요소는 도 1에 도시된 바와같이 서로 교차되게 배열되며, 이들은 도 1c에 도시된 바와같이 결합요소(6)에 의해 서로 결합되게 된다.

결합요소(6)은 사(絲)형태로 되어있으며 5-500tex 섬도의 폴리에스테르계섬유, 폴리아미드계섬유 및 유긱분자 물질이 코팅된 무기섬유가 사용가능하다. 바람직하게는 폴리에스테르계 섬유 또는 폴리아미드계섬유가 좋다.

상기 사(絲)형태의 결합요소(6)은 제 1 보강요소(2)와 제 2 보강요소(3)가 만나는 교차부위(P)에서는 도 1c 및 도 2에 도시한 바와같이 제 1 보강요소와 제 2 보강요소를 일체로 결합시킴으로써 모든 교차부위(P)에서 강한 강도를 유지할 수 있게 한다. 또한 상기 결합요소(6)은 임의적으로 제 1 보강요소의 무기섬유로빙조를 이루고 있는 인접한 로빙을 서로 엮어서 이들 로빙이 견고한 로빙조를 이루도록 결합시킬 수도 있다.

이때 결합요소(6)은 제 1 보강요소와 제 2 보강요소를 'S'자형, 'Z'자형 또는 'X'자형으로 편성하여 결합할 수 있으며, 그 편성방법으로는 경편성 분야에서 사용되는 프론트스윙(front swing), 백스윙(back swing) 또는 오버랩 쇼깅(overlap shogging)등의 동작을 적절히 조합하여 사용할 수 있다.

한편 상기 위사방향의 제 2 보강요소를 이루는 각각의 섬유로빙은, 하중이 미치는 방향이 아니므로 이들 각각을 반드시 상기 결합수단으로 결합시킬 필요는 없다.

상기한 바와같이 결합요소(6)에 의해 제 1 보강요소와 제 2 보강요소는 그 교차부위(P)에서 결합되나, 결합후 교차부위(P)의 두께는, 상기 제 1 보강요소의 두께와 제 2 보강요소의 두께를 산술적으로 합한 값인 것이 바람직하다. 다시말해서 제 1 보강요소와 제 2 보강요소는 결합수단(6)에 의해 단순 결합되는 것이 좋다.

또한 상기 제 1 보강요소와 제 2 보강요소는 도 1에서와 같이 반드시 서로 직교하여 교차할 필요는 없으며, 임의의 각을 이루어 교차함으로써 이들이 교차함으로써 형성하는 내부개구부가 직사각형인 도 1에서와 달리 마름모꼴이나 평행사변형을 이루게 할수도 있다.

또한 본 발명에 의한 그리드 구조물에서,

제 1 보강요소(2)와 제 2 보강요소(3)이 이루는 그리드(격자)의 면적에 대한, 그 내부에 형성되는 개구부 면적의 비는 백분율로 60% 이상이 되는 것이 좋다.

즉 도 1에서 격자의 외부칫수로 이루어지는 면적 a x b 에 대한 그 내부 개구부(O)의 면적, 즉 a' x b'의 비(개방도)는 60% 이상인 것이 바람직하다.

특히 본발명에 의한 그리드 구조물이 성토보강용으로 이용되는 경우 상기 비가 60% 미만이 되면 내부 개구부에 포착·보지되는 토양의 양이 적어 토양안정 효과가 다소 떨어지는 것으로 믿어진다.

한편, 본원발명의 그리드 구조물은 지하에 매설시 외부로부터의 충격으로 인한 섬유의 절단을 방지하고, 산·알칼리로부터 섬유를 보호하고, 설치도중에 태양광에 의한 손상 및 시각적 불편함을 해소하기 위하여 수지용액으로 코팅하는 것이 바람직하다.

사용가능한 수지용액으로서는 아크릴계수지, PVC계수지, 폴리에스테르계수지 및 폴리올레핀계수지 같은 열가소성수지나, 레졸형(Resole type) 페놀수지, 노볼락형(Novolac type) 페놀수지 및 에폭시계수지 같은 열경화성 수지를 적당한 용매에용해 또는 유화분산 시킨 것을 들 수 있다.

코팅방법으로는, 그리드 구조물을 상기 수지용액에 함침시키는 것이 바람직하나, 기타 수지코팅을 위해 사용가능한 어떠한 방법이라도 좋다.

수지코팅된 그리드 구조물은 건조 및 열처리되며, 건조는 80-130℃에서 약 1-10분간 수행될 수 있으며, 열처리는 150-250℃에서 1-10분간 수행될 수 있다.

상기 수지용액에는 필요에 따라 자외선 방지제, 착색제, 가교제 및 촉매 등 통상적으로 사용될 수 있는 첨가제를 첨가 사용할 수 있다.

이같이 제조된 본 발명의 그리드 구조물은 초경량으로, 고강도, 저신도로 고강성일 뿐만 아니라, 내약품성 및 내구성이 우수하여 부식됨이 없으며, 가혹한 환경하에서도 그 열화가 적어 장기간의 사용이 가능한 것인바, 성토보강, 옹벽보강, 연약지반보강 뿐만 아니라 도로의 보강 및 기타 각종 구조물의 보강용으로 사용될 수 있다.

한편, 본 발명의 제 2 측면에 의하면,

유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유, 붕소섬유, 세라믹섬유 및 금속섬유로 이루어진 그룹에서 선택된 500-5000tex 섬도의 무기섬유로빙을 얀가이드(yarn guide)를 통과시키면서 집속하여 단면이 실질적으로 원형 또는 원형에 가까운 정사각형 형상으로 조밀형성시키고, 이같이 조밀하게 집속화된 무기섬유 로빙을 2-30개 횡으로 배열하여 로빙조(組)를 형성하고, 이같은 로빙조를 경사방향으로 일정간격을 두고 평행하게 복수개 배열하여 제 1 보강요소를 준비하는 단계;

유리섬유, 탄소섬유, 아라미드 섬유, 붕소섬유, 세라믹섬유, 금속섬유, 폴리에스테르계섬유 및 폴리아미드계 섬유로 구성되는 그룹에서 선택된 500-5000tex 섬도의 섬유로빙을 2-30개 횡으로 배열하여 로빙조를 형성하고, 이같은 로빙조를 위사방향으로 일정간격을 두고 평행하게 복수개 배열하여 제 2 보강요소를 준비하는 단계;

상기 제 1 보강요소를 경사방향으로 장력을 가하면서 공급하고 동시에 상기 제 2 보강요소를 위사방향으로 공급하면서 상기 제 1 보강요소와 제 2 보강요소가 서로 교차하는 교차부위를, 폴리에스테르계섬유, 폴리아미드계섬유 및 유기고분자물질로 코팅된 무기섬유로 구성되는 그룹에서 선택된 섬유로된 5-500tex 섬도의 결합사로써 편성하여 상기 제 1 보강요소와 제 2 보강요소를 함께 결합시켜 그리드를 제조하는 단계; 및

상기 제조된 그리드를, 아크릴계수지, 폴리염화비닐계(PVC)수지, 페놀계수지, 에폭시계수지, 폴리에스테르계수지 및 폴리올레핀계수지로 구성되는 그룹에서 선택된 수지로 코팅시킨다음 건조 및 열처리하여 코팅층을 형성하는 단계;

를 포함하는 성토보강용 그리드 구조물 제조방법이 제공된다.

상기 본 발명의 방법에서는 제 1 보강요소 준비시 제 1 보강요소를 이루는로빙사를 장력을 가하면서 얀가이드(yarn guide)를 통과 시키는바, 이때 원래 편평한 직사각형 형상의 로빙사가 원형 또는 원형에 가까운 정사각형으로 변형되며 이에 따라 그리드 제조시 결합사로서 편직할 때 집속력이 증대되어 결합사에 의한 파지력이 견고하게 되는 것이다.

상기 제 2 보강요소를 이루는 로빙사 역시 얀가이드를 통과시켜 그 단면이 원형 또는 원형에 가까운 정사각형으로 변형되게 집속화 할 수 있다.

바람직하게는 상기 얀가이드 통과시 적당한 꼬임 및 장력을 부여하는 것이 좋다.

한편 상기 결합사는 필요에 따라 제 1 보강요소의 로빙조를 이루는 각로빙 상호간을 편성하여 결합시킬 수도 있다.

상기와 같은 본 발명의 방법으로 제조된 그리드 구조물(1)은 도 4 및 도 5에 도시한 바와같이 성토(E)내부에 깊이 방향으로 일정간격을 두고 배치하고 그 외측단을 블럭에 고정시키게 되면 그리드 구조물내의 격자가 이루는 개구부에 토양이 보지되고, 경사방향으로 배열된 저신도, 고강도의 제 1 보강요소에 의해 하중방향으로 부터의 부하를 효과적으로 방지할 수 있는 것이다.

이하 본 발명을 실시예에 따라 상세히 설명한다.

실시예 1 : 그리드 구조물의 제조

제 1 보강요소의 로빙사로서 (주)금강에서 제조판매되는 4400tex 및 3600tex 2가지를 사용하였다.

상기 4400tex 유리섬유 로빙을 5개 횡방향으로 배열하여 로빙조를 구성하고 이같은 로빙조를 복수개 배열하여 경사방향의 제 1 보강요소를 준비하였다.

제 2 보강요소로의 로빙사로서는 (주)금강에서 제조판매하는 2400tex를 사용하고 이를 4개 배열하여 로빙조를 구성하였다.

결합사로서는 300데니어 2합 PET[Poly(ethylene terephthalate)]사를 사용하였다.

제 1 보강요소와 제 2보강요소의 조직은 다음과 같이 2가지로 구성하였다.

(1) 경사(제 1 보강요소의 로빙조) : 4400tex x 5로빙

위사(제 2 보강요소의 로빙조) : 2400tex x 4로빙

경사밀도 : 31 로빙조/m

위사밀도 : 30 로빙조/m

개구부의 크기 : 가로(경사간격) 2.2㎝ x 세로(위사간격) 2.4㎝

그리드 구조물의 무게 : 1006g/㎡(결합사 제외)

: 1020g/㎡(결합사 포함)

(2) 경사 : 3600tex x 5로빙

위사 : 2400tex x 4로빙

경사밀도 : 31 로빙조/m

위사밀도 : 30 로빙조/m

개구부의 크기 : 가로(경사간격) 2.2㎝ x 세로(위사간격) 2.4㎝

그리드 구조물의 무게 : 912g/㎡(결합사 제외)

: 936g/㎡(결합사 포함)

다축 직·편성기를 이용하여 상기 조건에 따라 그리드 구조물을 제조하였다.

실시예 2 : 그리드 구조물의 코팅

하기 2가지 코팅조건으로 실시예 1에서 제조된 그리드 구조물을 코팅하였다.

(1) 아크릴 코팅

조성(중량기준) : 아크릴에멀젼(고형분 함량 40%) 100부

증점제(폴리아크릴산 공중합체,고형분 함량 28%) 0.4부

카본블랙(미국 Columbian Chemical사 제품) 3부

건조조건 : 125℃에서 20분

에드-온(Add-on)량 : 13.8중량%

코팅처리대상 : 4400tex 및 3600tex 제품

(2) PVC 코팅

조성(중량기준) : PVC (한화종합화학(주)) 100부

디옥틸프탈레이트(DOP)^*(가소제, 한화종합화학(주),

분자량 390.56) 60부

카본블랙(미국 Columbian Chemical Co.,) 4부

톨루엔 3부

건조조건 : 150℃에서 17분간

에드-온(Add-on)량 : 35중량%

코팅처리대상 : 4400tex 제품

실시예 3 : 강도 및 신도 측정

상기에서 제조된 2가지 종류의 4400tex 및 3600tex 제품에 대하여 강도 및 신도를 ASTM D-4595 법에 따라 측정하였으며 그 결과를 하기에 나타내었다.

강도 및 신도 측정결과

1) 조직 1(4400tex), Acryl coating

경사방향

강도 : 15.487 ton/m 신도 : 1.1210%

17.825 ton/m 0.9235%

18.414 ton/m 0.8752%

평균 : 17.242 ton/m 0.9232%

위사방향

강도 : 9.018 ton/m 신도 : 1.0270%

8.628 ton/m 0.6899%

6.548 ton/m 1.2590%

평균 : 8.065 ton/m 0.9920%

2) 조직 1(4400tex), PVC coating

경사방향

강도 : 13.398 ton/m 신도 : 1.027%

14.621 ton/m 0.6282%

12.917 ton/m 0.6899%

평균 : 13.645 ton/m 0.7817%

위사방향

강도 : 5.001 ton/m 신도 : 0.4617%

7.847 ton/m 0.5154%

7.345 ton/m 0.8376%

평균 : 6.731 ton/m 0.6049%

3) 조직 2(3600tex), Acryl coating

경사방향

강도 : 16.708 ton/m 신도 : 1.1000%

13.971 ton/m 0.8376%

15.314 ton/m 0.7758%

평균 : 15.331 ton/m 0.9045%

위사방향

강도 : 8.298 ton/m 신도 : 0.8270%

9.297 ton/m 1.1410%

8.961 ton/m 0.8054%

평균 : 8.852 ton/m 0.9245%

접점강도(joint strength)

1)조직1(4400tex), Acryl coating

45kg

2)조직1(4400tex), PVC coating

50kg

3)조직2(3600tex), Acryl coating

39kg

상기 시험결과에 의하면 본 발명에 의한 그리드 구조물은 그 강도 및 신도가 아주 우수함을 나타내어준다.

상기한 바와같이, 본 발명의 그리드 구조물은 초경량으로, 고강도, 저신도 일뿐만 아니라 내약품성, 내식성 등이 우수하고 장기간 사용이 가능한 것으로서 성토보강, 옹벽보강, 연약지반보강, 도로보강 뿐만 아니라 시멘트 혼합물로된 각종 구조물의 보강용도등으로 사용되는 유익한 것이다.

Claims (16)

1. 경사방향으로 일정간격을 두고 평행하게 배열된 복수의 무기섬유 로빙조(組)로 이루어진 제 1보강요소;

   상기 제 1 보강요소와 동일평면상에서 일정각을 이루고 교차하여 사각형 모양의 그리드(grid)를 형성하도록 위사방향으로 일정간격을 두고 평행하게 배열되며, 무기섬유, 유기 고분자물질이 표면에 코팅된 무기섬유 및 유기합성 섬유로 이루어진 그룹에서 선택된 섬유로된 복수의 섬유로빙조(組)로 이루어진 제 2 보강요소; 및

   상기 제 1보강요소와 상기 제 2보강요소를 이들이 교차하는 교차부위에서 서로 결합시키고, 그리고 임의로 상기 제 1보강요소의 무기섬유 로빙조를 구성하고 있는 경사방향의 각로빙을 횡방향(위사방향)으로 서로서로 결합시키는, 유기합성섬유 또는 유기고분자물질로 코팅된 무기섬유로 이루어진 결합요소;

   를 포함하여 구성되는 성토보강용 그리드 구조물.
2. 1항에 있어서,

   상기 제 1보강요소는 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유, 붕소섬유, 세라믹섬유 및 금속섬유로 이루어진 그룹에서 선택된 섬유로 이루어지며,

   상기 제 2 보강요소는 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유, 붕소섬유, 세라믹섬유, 금속섬유, 폴리에스테르계섬유, 및 폴리아미드계섬유로 구성되는 그룹에서선택된 섬유로 이루어지며,

   상기 결합요소는 폴리에스테르계섬유, 폴리아미드계섬유로 이루어짐을 특징으로 하는 그리드 구조물.
3. 2항에 있어서,

   상기 제 1 보강요소, 제 2 보강요소는 유리섬유로 이루어져 있음을 특징으로 하는 그리드 구조물.
4. 3항에 있어서, 상기 유리섬유는 중량%로 SiO₂: 50-70%, Al₂O₃: 2-26%, B₂O₃: 3-8%, MgO: 2-15%, CaO: 0-22%, Na₂O: 0-14%, K₂O: 0-2%, Fe₂O₃: 0-1%, F₂: 0-1%로 조성됨을 특징으로 하는 그리드 구조물.
5. 1항에 있어서, 상기 제 1 보강요소와 상기 제 2보강요소는 직각을 이루며 교차함을, 특징으로 하는 그리드 구조물.
6. 2항에 있어서, 상기 제 1 보강요소및 제 2보강요소는 500-5000tex 섬도의 유리섬유 로빙을 2-30가닥 합하여 구성된 로빙조를 복수개 배열하여 구성되며,

   상기 결합요소는 5-500tex 섬도의 폴리에스테르계섬유임을 특징으로 하는 그리드구조물.
7. 1항에 있어서,

   상기 그리드 구조물에서 제 1보강요소와 제 2 보강요소가 교차하는 교차부위에서의 두께는 제 1 보강요소의 두께와 제 2 보강요소의 두께를 산술적으로 합한 수치임을 특징으로 하는 그리드 구조물.
8. 1항 내지 7항중 어느 한항에 있어서,

   상기 그리드 구조물은 아크릴계수지, 폴리염화비닐(PVC)수지, 레졸형이나 노볼락형의 페놀계수지, 에폭시계수지, 폴리에스테르계수지 및 폴리올레핀계수지로 구성되는 그룹에서 선택된 수지로 코팅되어 있음을 특징으로 하는 그리드 구조물.
9. 1항에 있어서, 상기 제 1 보강요소로 이루어진 무기섬유로빙 각각은 그 단면이 실질적으로 원형 또는 원형에 가까운 정사각형 형상으로 되어 있음을 특징으로 하는 그리드구조물.
10. 1항에 있어서, 상기 결합요소는 상기 제 1 보강요소와 제 2 보강요소를 "S"자형, "Z"자형 혹은 "X"자형으로 편성하여 결합시키고 있음을 특징으로 하는 그리드 구조물.
11. 1항에 있어서, 상기 제 1 보강요소와 제 2 보강요소가 교차함으로써 형성되는 단위그리드(Unit Grid, 단위격자)의 면적에 대한, 그 그리드로 이루어진 내부의 개구부의 면적의 백분율이 60% 이상임을 특징으로 하는 그리드 구조물.
12. 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유, 붕소섬유, 세라믹섬유 및 금속섬유로 이루어진 그룹에서 선택된 500-5000tex 섬도의 무기섬유로빙을 얀가이드(yarn guide)를 통과시키면서 조밀하게 집속하여 단면이 실질적으로 원형 또는 원형에 가까운 정사각형 형상으로 형성시키고, 이같이 조밀하게 집속화된 무기섬유 로빙을 2-30개 횡으로 배열하여 로빙조를 형성하고, 이같은 로빙조를 경사방향으로 일정간격을 두고 평행하게 복수개 배열하여 제 1 보강요소를 준비하는 단계;

    유리섬유, 탄소섬유, 아라미드 섬유, 붕소섬유, 세라믹섬유, 금속섬유, 폴리에스테르계섬유 및 폴리아미드계 섬유로 구성되는 그룹에서 선택된 500-5000tex 섬도의 섬유로빙을 2-30개 횡으로 배열하여 로빙조를 형성하고, 이같은 로빙조를 위사방향으로 일정간격을 두고 평행하게 복수개 배열하여 제 2 보강요소를 준비하는 단계;

    상기 제 1 보강요소를 경사방향으로 장력을 가하면서 공급함과 동시에 상기 제 2 보강요소를 위사방향으로 공급하면서 상기 제 1 보강요소와 제 2 보강요소가 서로 교차하는 교차부위 및 임의로 상기 제 1 보강요소의 로빙조를 이루는 로빙상호간을 폴리에스테르계섬유, 폴리아미드계섬유 및 유기고분자물질 코팅된 무기섬유로 구성되는 그룹에서 선택된 섬유로된 5-500tex 섬도의 결합사로 편성하여 상기 제 1 보강요소와 제 2 보강요소를 함께 결합시켜 그리드를 제조하는 단계; 및

    상기 제조된 그리드를, 아크릴계수지, 폴리염화비닐계(PVC)수지, 페놀계수지, 에폭시계수지, 폴리에스테르계수지 및 폴리올레핀계수지로 구성되는 그룹에서 선택된 수지로 코팅시킨다음 건조 및 열처리하여 코팅층을 형성하는 단계;

    를 포함하는 성토보강용 그리드 구조물 제조방법.
13. 12항에 있어서, 상기 제 1 보강요소 및 제 2 보강요소는 유리섬유로 이루어져 있음을 특징으로 하는 그리드 구조물 제조방법.
14. 12항에 있어서, 상기 결합사는 상기 제 1 보강요소와 상기 제 2보강요소를 "S"자형, "Z"자형 또는 "X"자형으로 편성하여 결합시킴을 특징으로 그리드 구조물 제조방법.
15. 12항에 있어서, 상기 수지용액은 카본블랙을 함유하고 있음을 특징으로 하는 그리드 구조물 제조방법.
16. 12항에 있어서, 상기 제 2 보강요소를 이루는 로빙조의 로빙 역시 제 1 보강요소의 로빙과 마찬가지로 얀가이드를 통과시켜 그 단면을 조밀하게 집속시킴을 특징으로 하는 그리드 구조물 제조방법.