KR200343948Y1 - 콘크리트 보강용 강섬유 - Google Patents

Abstract

본 고안은 일반적인 콘크리트 구조물이나 모르타르와 같은 시멘트 조성물 중에 다수의 강섬유를 혼합하여 시공함으로써, 종래에 비해 결속력을 보다 효과적으로 발휘하고 접촉저항을 더욱 증대시킬 수 있도록 한 콘크리트 보강용 강섬유에 관한 것이다.

본 고안은 일직선으로 수평하게 형성되는 몸통부를 가지며, 이 몸통부의 양측에 각각 형성되는 절곡부로 이루어진 콘크리트 보강용 강섬유에 있어서, 강섬유를 구성하는 몸통부 양측의 절곡부가 제1 및 제2경사부로 이루어져 있고, 이들 제1경사부와 제2경사부에 대한 각각의 길이가 0.85:1∼0.95:1의 비율로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

콘크리트 보강용 강섬유{STEEL FIBER FOR REINFORCING CONCRETE}

본 고안은 일반적인 콘크리트 구조물이나 모르타르와 같은 시멘트 조성물 중에 다수의 강섬유(鋼纖維)를 혼합하여 시공함으로써, 종래에 비해 결속력을 보다 효과적으로 발휘하고 접촉저항을 더욱 증대시킬 수 있도록 한 콘크리트 보강용 강섬유에 관한 것이다.

일반적으로, 콘크리트 구조물은 양생된 후에 균열의 생성이나 성장을 억제하기 힘들고 또한 인장력이 작고 취성을 띠고 있기 때문에, 최근에는 콘크리트 혹은 모르타르와 같은 시멘트 조성물에 강철제를 절곡 성형하여 제작한 강섬유를 적정량 혼합해 줌으로써, 콘크리트 구조물의 강도를 보강해 주는 방법이 행해지고 있다.

즉, 도 1에서와 같이 콘크리트 구조물(P) 속에 강철제의 강섬유(10)를 다량 매립하여 입자 사이의 부착력을 증대시켜 주게 되며, 구조물 전체에 균일한 인장력을 부여하여 줌에 따라 외부 응력을 분산시켜 주는 보강역할을 행함으로써, 각종 콘크리트 구조물(P)의 구조적인 강도를 향상시킬 수 있게 된다.

이러한 강섬유(10)에 요구되는 특성으로서는, 자체의 인장강도 및 콘크리트 구조물(P)과의 부착성이 매우 중요한 요인이라 알려져 있으며, 이들 중 인장강도에 있어서는 강섬유(10)의 재질이나 직경을 적절히 선택함으로써 목적으로 하는 값을 용이하게 확보할 수 있지만, 콘크리트 구조물(P)과 강섬유(10)의 부착성에 대해서는 아직 만족할 만한 결과를 얻지 못하고 있는 실정이다.

이와 관련된 문헌으로서, 국내 등록특허 제0259927호(2000.03.29. 등록) 공보에는, 강섬유의 양 끝단에 형성되는 절곡부의 길이를 한정하여 강섬유의 특성을 향상시키고자 한 기술이 개시되어 있다.

즉, 도 2에서와 같이, 이 강섬유(10)는 몸통부(11)의 양측에 각각 경사꺽임부(12a) 및 수평단부(12b)를 연속적으로 가지는 절곡부(12)를 구비하고 있으며, 상기 경사꺽임부(12a) 및 수평단부(12b)의 길이(a,b)를 1.1:1∼1.2:1로 한정하여 제작한 것이다.

이와 같이 하는 경우, 상기 절곡부(12)를 이루는 경사꺽임부(12a) 및 수평단부(12b)가 1:1로 제작되던 종래의 강섬유에 비해 콘크리트 구조물(P) 내에서의 결속력을 효과적으로 발휘하여 보강특성을 향상시킬 수 있다고는 하지만, 상기 절곡부(12)의 수평단부(12b)가 몸통부(110)에 대하여 수평을 유지하고 있기 때문에, 결국 콘크리트 구조물(P)에 대한 접촉저항의 향상을 기대하기 어렵다는 문제가 있었다.

본 고안은 상술한 바와 같은 종래의 문제들을 감안하여 이루어진 것으로서, 본 고안의 목적은, 종래의 강섬유에 비해 콘크리트 구조물 내에서의 결속력을 효과적으로 발휘하여 보강특성을 향상시킬 수 있음은 물론, 접촉저항을 더욱 증대시켜 내구성을 향상시킬 수 있는 콘크리트 보강용 강섬유를 제공함에 있다.

도 1은 종래의 콘크리트 보강용 강섬유의 사용상태를 나타낸 단면 구조도,

도 2는 도 1에 도시된 강섬유를 확대하여 나타낸 구조도,

도 3은 본 고안에 따른 콘크리트 보강용 강섬유를 나타낸 구조도,

도 4는 다발형태로 제작된 강섬유를 나타낸 사시도,

도 5는 강섬유를 제조하기 위한 금형장치의 일예를 개략적으로 나타낸 구성도,

도 6은 도 5에 도시된 금형장치의 주요부를 확대하여 나타낸 도면이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10,100: 강섬유 11,110: 몸통부

12,120: 절곡부 12a: 경사꺽임부

12b: 수평단부 120a: 제1경사부

120b: 제2경사부 130,140: 금형

130a: 오목부 140a: 볼록부

130b,140b: 커팅부

상기한 바와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 고안은, 일직선으로 수평하게 형성되는 몸통부를 가지며, 이 몸통부의 양측에 각각 형성되는 절곡부로 이루어진 콘크리트 보강용 강섬유에 있어서, 강섬유를 구성하는 몸통부 양측의 절곡부가 제1 및 제2경사부로 이루어져 있고, 이들 제1경사부와 제2경사부에 대한 각각의 길이가 0.85:1∼0.95:1의 비율로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 강섬유의 절곡부를 구성하는 제1경사부는 수평의 몸통부에 대하여 140°∼145°의 각도로 경사져서 형성되어 있고, 제2경사부는 수평의 몸통부에 대하여 10°∼30°의 각도를 이루고 있다.

또한, 상기 강섬유를 구성하는 몸통부 및 절곡부의 전체 길이가 25㎜∼35㎜이고, 직경은 0.3㎜∼0.9㎜이며, 인장강도는 100∼130㎏/㎟의 범위 내에 있다.

또, 상기 강섬유는 수용성 접착제에 의해 15∼50개 단위로 연결하여 다발형태로 제작될 수 있다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.

도 3은 본 고안에 따른 콘크리트 보강용 강섬유를 설명하기 위한 도면으로서, 이 도면에서와 같이 본 고안의 강섬유(100)는 일직선으로 수평하게 형성되는 몸통부(110)와, 이 몸통부(110)의 양측에 각각 형성되는 제1경사부(120a)를 사이에 두고 제2경사부(120b)를 가지는 절곡부(120)로 구성되어 있다.

또한, 본 고안에 있어서의 강섬유(100)는 상기 몸통부(110)의 양 끝단에서연장하여 절곡부(120)를 구성하는 제1경사부(120a)와 제2경사부(120b)의 각각의 길이(a,b)가 0.85:1∼0.95:1의 비율로 구성되어 있다.

이와 같이 구성함으로써, 상기 제1경사부(120a)의 길이보다 제2경사부(120b)의 길이가 길어지기 때문에 콘크리트 구조물 내에서 강섬유(100)가 제1경사부 (120a)에 의해 길이방향으로의 저항력이 커져 강한 결속력이 유지되고, 길이방향과 직각방향의 강도를 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 절곡부(120)를 구성하는 제1경사부(120a)가 수평의 몸통부(110)에 대하여 140°∼145°의 각도(α)로 경사져서 형성됨과 동시에, 상기 제2경사부 (120b)가 몸통부(110)에 대하여 10°∼30°의 각도(β)를 이루게 하여 강섬유(100)의 절곡부(120)에 2단으로 경사부를 가지게 함으로써, 강섬유(100)가 콘크리트 구조물에서 강섬유(100)의 길이방향의 결속력을 향상시킬 수 있게 된다.

이와 같이 하면, 강섬유(100)를 구성하는 절곡부(120) 들이 콘크리트 구조물 내에서의 결속력과 전단력의 균형을 확보하면서 보강특성을 확실하게 발휘할 수 있게 되며, 콘크리트 구조물에 대한 강섬유(100)의 접촉저항을 증대시켜 내구성을 더욱 향상시킬 수 있게 되어, 콘크리트 구조물 자체의 인장강도, 굽힘강도, 굽힘인성, 균열성 등의 기계적 강도를 향상시키게 된다.

그리고, 본 고안에 있어서의 강섬유(100)를 구성하는 몸통부(110) 및 절곡부 (120)의 전체 길이가 대략 25㎜∼35㎜이고, 직경은 0.3㎜∼0.9㎜이며, 인장강도가 100∼130㎏/㎟의 범위 내에 있는 것이 가장 효과적으로 제 기능을 발휘할 수 있다.

또한, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 강섬유(100)는 낱개로 제작할수도 있으나 수용성 접착제를 이용하여 15∼50개 단위로서 다발형태로 묶어서 제작하는 것이 바람직하다.

이와 같이 하면, 낱개로 제작되는 강섬유(100)의 포장시에 서로의 엉키는 현상을 방지할 수 있게 되며, 콘크리트 혼합물에 섞일 때 수분이 접촉됨에 따라 대략 1분 이내에 낱개로 분리되어 콘크리트 혼합물 내에 골고루 분포될 수 있게 된다.

한편, 도 5 및 도 6은 상술한 바와 같은 강섬유(100)를 제조하기 위한 금형장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면으로서, 공급부(도시생략)로부터 제공되는 소재(A)를 서로 맞물려 연속적으로 회전하는 한쌍의 금형(130,140) 사이로 공급함과 동시에, 이들 금형(130,140)의 원주면 사이에 강섬유(100)의 형상을 이루도록 형성되어 있는 간극으로 소재(A)가 통과하면서 성형되는 것이다.

즉, 상기 금형(130,140)의 원주면에는 강섬유(100)의 형상에 따라 다수의 오목부(130a)와 볼록부(140a)가 반복적으로 형성되어 있기 때문에, 직선형의 소재(A)가 회전하는 금형(130,140) 사이를 통과하면서 절곡되어 강섬유(100)를 성형할 수 있게 된다.

또한, 상기 금형(130,140)의 원주면 상에는 일정 간격으로 형성되어 있는 커팅부(130b,140b)에 의해 강섬유(100)가 성형됨과 동시에 소재(A)를 일정 길이로 절단할 수 있도록 구성되어 있다.

전술한 바와 같이, 상기 강섬유(100)를 다발형태로 제작하는 경우에는, 소재(A)를 서로 인접하여 15∼50개 단위의 여러 가닥으로 공급하면서 수용성 접착제를 도포하여 건조시키고, 이들 강섬유(100)를 연속적으로 이송시키면서 성형 및 절단되도록 함으로써, 도 4에서와 같이 다발형태로 강섬유(100)를 제작할 수 있는 것이다.

상술한 실시예는 본 고안의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 고안의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.

이상에서와 같이, 본 고안에 따른 콘크리트 보강용 강섬유에 의하면, 종래의 강섬유에 비해 콘크리트 구조물 내에서의 결속력을 효과적으로 발휘할 수 있기 때문에 강섬유에 의한 보강특성을 향상시킬 수 있게 되며, 또한 접촉저항을 증대시켜 줌에 따라 콘크리트 구조물의 내구성을 보다 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (5)

1. 일직선으로 수평하게 형성되는 몸통부(110)를 가지며, 이 몸통부(110)의 양측에 각각 형성되는 절곡부(120)로 이루어진 콘크리트 보강용 강섬유에 있어서,

   강섬유(100)를 구성하는 몸통부(110) 양측의 절곡부(120)가 제1 및 제2경사부(120a,120b)로 이루어져 있고, 이들 제1경사부(120a)와 제2경사부(120b)에 대한 각각의 길이(a,b)가 0.85:1∼0.95:1의 비율로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 콘크리트 보강용 강섬유.
2. 제1항에 있어서, 상기 강섬유(100)의 절곡부(120)를 구성하는 제1경사부 (120a)가 수평의 몸통부(110)에 대하여 140°∼145°의 각도(α)로 경사져서 형성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 보강용 강섬유.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 강섬유(100)의 절곡부(120)를 구성하는 제2경사부(120b)가 수평의 몸통부(110)에 대하여 10°∼30°의 각도(β)를 이루고 있는 것을 특징으로 하는 콘크리트 보강용 강섬유.
4. 제3항에 있어서, 상기 강섬유(100)를 구성하는 몸통부(110) 및 절곡부(120)의 전체 길이가 25㎜∼35㎜이고, 직경은 0.3㎜∼0.9㎜이며, 인장강도는 100∼ 130㎏/㎟의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 콘크리트 보강용 강섬유.
5. 제4항에 있어서, 상기 강섬유(100)는 수용성 접착제에 의해 15∼50개 단위로 연결하여 다발형태로 제작되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 보강용 강섬유.