KR20050029730A - 콘크리트 보강용 섬유 강재 복합 로드 및 그 제조방법 - Google Patents

콘크리트 보강용 섬유 강재 복합 로드 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20050029730A
KR20050029730A KR1020030065450A KR20030065450A KR20050029730A KR 20050029730 A KR20050029730 A KR 20050029730A KR 1020030065450 A KR1020030065450 A KR 1020030065450A KR 20030065450 A KR20030065450 A KR 20030065450A KR 20050029730 A KR20050029730 A KR 20050029730A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fiber
steel
rod
resin
steel composite
Prior art date
Application number
KR1020030065450A
Other languages
English (en)
Inventor
박상태
Original Assignee
(주)엠프로
주식회사 엠텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)엠프로, 주식회사 엠텍 filed Critical (주)엠프로
Priority to KR1020030065450A priority Critical patent/KR20050029730A/ko
Publication of KR20050029730A publication Critical patent/KR20050029730A/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/50—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC]
    • B29C70/502—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC] by first forming a mat composed of short fibres
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/01—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings
    • E04C5/02—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings of low bending resistance
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/07—Reinforcing elements of material other than metal, e.g. of glass, of plastics, or not exclusively made of metal
    • E04C5/073—Discrete reinforcing elements, e.g. fibres
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/16—Auxiliary parts for reinforcements, e.g. connectors, spacers, stirrups
    • E04C5/161—Protective caps for the ends of reinforcing bars

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Reinforcement Elements For Buildings (AREA)

Abstract

본 발명은 콘크리트 구조물 보강재로 사용되는, 섬유와 로드 형태의 강재를 복합한 섬유 강재 복합 로드에 관한 것으로, 특히 탄소섬유 등의 보강섬유를 로드 형태의 강재의 외면 전체에 부착, 감쌈으로써, 철근콘크리트 시공시 보강재로 사용된 철근과 가장 유사한 성질을 지닌 로드 형태의 강재를 사용하면서도 철근의 최대 단점인 부식 문제를 해결하여, 해수에 인접해 있거나 가혹한 조건에 영향을 받는 콘크리트 구조물 건설에 사용될 수 있으며, 또한 열화 또는 하중증가에 의해 부분적으로 보수·보강을 요하는 철근콘크리트 구조물을 보수·보강하는데 사용될 수 있는 섬유 강재 복합 로드 및 그 제조에 관한 것이다.
본 발명에 의하면 상대적으로 인장강도가 뛰어난 섬유류-탄소섬유, 유리섬유, 아라미드섬유 등-와 상대적으로 연성이 뛰어난 로드 형태의 강재를 복합 일체화하여 사용함으로써 섬유와 강재의 우수한 기능이 함께 발휘되는, 콘크리트 보강재로 사용되는 철근을 대체할 수 있는 보강재를 제공한다. 또한 가늘고 가벼운 로드 형태의 강재와 아주 가벼운 섬유를 복합함으로써 철근에 비하여 가벼운 보강재를 제공할 수 있다.
본 발명에 의한 섬유 강재 복합 로드의 상기와 같은 특성으로 콘크리트 구조물 신설시 및 열화 또는 하중증가에 의한 부분적인 보수·보강시에도 자중 증가를 대폭 감소시키면서도 보강재로서의 역할을 다 할 수 있다.
또한 본 발명에 의한 섬유 강재 복합 로드가 보수·보강에 사용될 경우, 보수·보강 되지 않은 부위에 기 존재하는 철근과 유사한 성질의 강재이면서 또한 수지로 함침된 섬유에 의해 완전히 감싸여져 있어, 보수·보강 된 부위와 보수·보강 되지 않은 부위의 전위차에 의한 기존 철근의 부식촉진을 최소화하는 효과가 있으며, 철근과 마찬가지로 콘크리트 피복 내에 매립되므로 미관을 손상시키지 않는다.

Description

콘크리트 보강용 섬유 강재 복합 로드 및 그 제조방법{Fiber and steel composite rod for reinforcement of concrete and how to make it}
본 발명은 콘크리트 구조물 신설 및 보수·보강에 사용되는 섬유와 로드 형태의 강재를 복합한 섬유 강재 복합 로드에 관한 것으로서, 신설되는 콘크리트 구조물의 콘크리트 보강재로서 사용됨은 물론 열화 또는 하중증가에 의해 부분적으로 보수·보강을 요하는 철근콘크리트 구조물을 보수·보강하는데도 사용될 수 있는 섬유 강재 복합 로드 및 그 제조에 관한 것이다.
콘크리트 구조물 건설시 콘크리트 보강재로서는 주로 철근이 사용되고 있으나 그 가장 큰 단점은 부식이 된다는 점이다. 특히 콘크리트 구조물이 해수에 인접해 있거나 습한 분위기에 있을 경우 부식은 더욱 촉진된다. 이를 방지하기 위해서 전기방식 등 여러 방식법이 사용되고 있으나 부식을 근원적으로 차단하는데 한계를 보이고 있다. 또한 철근 대용으로 부식이 되지 않는 탄소섬유를 봉 형태로 제조하여 사용하고 있으나 연성이 전혀 없어 일정 하중 이상이 작용할 경우 한순간에 쉽게 부러지는 문제점을 안고 있다. 게다가 매우 고가라는 문제점도 안고 있다.
콘크리트 구조물 보수·보강에 사용되는 종래의 기술은 강판접착공법, 탄소섬유시트 부착공법 등으로 주로 콘크리트 외면에 보강재를 접착한다. 강판접착의 경우, 자중 증가에 의한 보강 효과 감소, 접착부의 들뜸이나 탈락 현상에 의한 보강 효과 감소 등에 의해 문제가 야기될 수 있으며, 보강재로 사용되는 강판이 무거워 작업성이 매우 나쁘고 부식이 될 수 있다는 문제점을 안고 있다. 또한 콘크리트 외면을 넓게 덮어 버리므로 콘크리트의 통기성이 없어지는 문제도 있다. 탄소섬유시트 부착공법의 경우, 섬유시트가 들뜸이나 탈락 현상에 의한 보강 효과 감소 문제가 야기될 수 있으며, 강판접착과 마찬가지로 통기성이 확보되지 않는다. 접착제로 주로 사용되는 에폭시는 습도가 높을 경우 그 접착성이 보장되지 않는다. 상기와 같은 외부 접착 보강 방법은 또한 콘크리트 구조물의 외관을 손상시킨다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 해수에 인접해 있거나 그외 가혹한 조건에 있는 콘크리트 구조물 건설시 콘크리트 보강재로 사용되는 철근을 대체할 철근과 유사한 성질을 지니면서도 부식으로부터 자유로운 보강재를 제공하는 것이다.
또한 열화나 하중증가에 의해 제 기능을 하지 못하는 콘크리트 구조물의 특정 부위를 보수·보강함에 있어 철근콘크리트 구조물 본래의 상태를 가능한 한 변화시키지 않으면서도 부족한 하중을 보강해주는 것이다. 철근과 마찬가지로 콘크리트 피복 내에 매립되어 콘크리트 보강재로서의 역할을 하면서도 철근과는 달리 부식이 발생하지 않고, 철근보다 가벼워 보수·보강 공사에 따른 자중 증가가 발생하지 않으며, 보수·보강된 부위와 보수·보강되지 않은 부위의 전위차에 의해 발생하는 기존 철근의 부식 심화를 방지할 수 있는, 가능한 철근과 유사한 형태 및 재질을 지닌 콘크리트 구조물 보수·보강재를 제공하는 것이다. 더 나아가 해수나 수분에 의해 침해 받는 콘크리트 구조물을 보수·보강하더라도 부식이 되지 않는 보강재를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의해 제공되는 섬유 강재 복합 로드(302, 303)는 도1 및 도2와 같다. 도3 및 도4에서와 같이 로드 형태의 강재(201)에 열경화성 수지(203)로 함침한 섬유(202)를 로드 형태의 강재(201)의 길이 방향을 따라 로드 형태의 강재의 전체 표면에 접착하여 100~200℃ 정도의 분위기를 지닌 몰드(104)를 통과시키면서 열경화로 일체화하여 섬유 강재 복합 로드-반제품(301)을 제조한다. 이후 섬유 강재 복합 로드-a(302)의 경우, 도3에서와 같이 상기의 섬유 강재 복합 로드-반제품(301)이 접착수지살포기(105)를 통과할 때, 그 외부면에 접착수지(204)를 도포한 후 입자살포기(106)를 통과할 때, 입자(205)를 골고루 살포하고, 가열양생기(107)를 통과하면서 열경화한 후 절단기(109)에서 필요 길이로 절단하여 섬유 강재 복합 로드-a(302)를 생산한다. 상기 공정중 입자(205)를 접착수지(204)에 함침하여 살포할 수도 있다. 섬유 강재 복합 로드-b(303)의 경우, 몰드(104)까지의 공정, 즉 섬유 강재 복합 로드-반제품(301)을 생산하는 공정은 도3의 섬유 강재 복합 로드-a(302)의 경우와 같다. 이후 도4에서와 같이 절단기(109)로 섬유 강재 복합 로드-반제품(301)을 일정 길이로 절단한 후, 절단된 섬유 강재 복합 로드-반제품(301)을 도5의 로드회전기(111)에 물린다. 로드회전기(111)는 섬유 강재 복합 로드-반제품(301)을 회전시키면서 앞으로 전진한다. 상기 전진 기능은 직진회전기(113)에 의해 이루어진다. 상기와 같이 회전하며 전진하는 섬유 강재 복합 로드-반제품(301)은 접착수지살포기(105)를 통과하면서 그 외부면에 접착수지(204)가 도포되고, 그 위에 섬유시트(206)가 나선형으로 접착된다. 상기 나선형으로 섬유시트(206)가 접착된 부위는 다시 접착수지살포기-2(1000)를 지나면서 그 외부면에 접착수지(204)가 도포되고, 입자살포기(106)를 지나면서 상기 접착수지(204)가 도포된 부위에 입자(205)가 살포된다. 상기와 같이 입자(205)까지 살포된 로드를 도6의 가열양생기(115)에 적재, 열경화하여 섬유 강재 복합 로드-b(303)를 생산한다.
상기 공정에서 인발은 도3및 도4의 인발이동기(108)가 일정 속도로 전진하며 이루어진다.
도3과 도4의 섬유분배기(103)는 도7과 같은 형태로 제작되며 로드 형태의 강재(201)의 형상에 따라 적절히 그 형태를 변형할 수 있다.
섬유 강재 복합 로드(302,303)의 외부면에 접착된 입자(205) 또는 섬유시트(206)는 섬유 강재 복합 로드(302, 303)가 콘크리트 내에 매립되었을 때 콘크리트와의 접착능력을 증대시키는 역할을 한다.
이후 상기 섬유 강재 복합 로드(302,303)의 양단은 수지로 코팅을 하거나 캡(207)을 끼우고 접착 고정하여 로드 형태의 강재(201)의 금속 부분이 전혀 노출되지 않게 한다.
상기 섬유 강재 복합 로드(302,303)에 사용되는 로드 형태의 강재(201)는 철근과 유사한 성질을 지니면서도 그 단면적이 상대적으로 적은 것을 사용한다. 각종 강선(Steel Wire), 강삭(Steel Wire Rope) 및 각종 철근을 로드 형태의 강재(201)로 사용할 수 있다.
섬유(202)는 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드섬유 등을 단독 사용하거나 혼합하여 사용할 수 있다. 섬유(202)는 로드 형태의 강재(201)의 길이 방향과 나란한 방향으로 배열되는 것이 가장 바람직하며, 필요에 따라 섬유의 배열 방향을 조절할 수 있다. 또한 섬유를 서로 다른 방향으로 배열하여 여러 층으로 적층할 수도 있다.
캡(30)은 FRP, 합성수지 등으로 제작한다.
살포 입자(205)로는 규사, 석류석 등을 사용할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 섬유 강재 복합 로드를 해수에 인접하거나 수분이 많은 환경에 건설되는 콘크리트 구조물의 콘크리트 보강재로 사용할 경우, 부식이 일어나지 않기 때문에 콘크리트 구조물이 안전하게 제 기능을 다 하도록 할 뿐만 아니라 그 수명도 길게 하는 효과를 거둘 수 있다. 또한 철근보다 가벼워 콘크리트 구조물 자체의 중량(자중)을 감소시킬 수 있고, 콘크리트 피복 두께도 감소시켜 보다 효율적인 공간확보도 가능하다.
또한 본 발명에 의한 섬유 강재 복합 로드를 콘크리트 구조물 보수·보강재로 사용하면, 열화나 하중증가에 의해 제 기능을 하지 못하는 콘크리트 구조물의 특정 부위를 철근과 마찬가지로 콘크리트 피복 내에 매립하여 보수·보강할 수 있다. 콘크리트 보강재로서의 역할을 하면서도 철근과는 달리 부식이 발생하지 않으며, 철근보다 가벼워 보수·보강 공사에 따른 자중 증가가 발생하지 않는다. 보수·보강된 부위와 보수·보강되지 않은 부위의 전위차에 의해 발생하는 기존 철근의 부식 심화를 방지할 수도 있으며, 더 나아가 해수에 의해 침해 받는 콘크리트 구조물 보수·보강재로서도 우수한 기능을 발휘할 수 있다.
도1은 본 발명에 따른 섬유 강재 복합 로드-a의 입체도(a1) 및 단면도(a2)이다.
도2는 본 발명에 따른 섬유 강재 복합 로드-b의 입체도(b1) 및 단면도(b2)이다.
도3은 본 발명에 따른 섬유 강재 복합 로드-a의 제조공정도이다.
도4는 본 발명에 따른 섬유 강재 복합 로드-b의 제조공정도-인발부이다.
도5는 본 발명에 따른 섬유 강재 복합 로드-b의 제조공정도-표면마감부이다.
도6은 본 발명에 따른 섬유 강재 복합 로드-b의 제조공정도-가열양생부이다.
도7은 본 발명에 따른 상기 제조공정도의 섬유분배기의 단면도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
(101)강재공급기 (102)수지함침조
(103)섬유분배기 (104)몰드
(105)접착수지살포기 (106)입자살포기
(107)가열양생기 (108)인발이동기
(109)절단기 (110)섬유통과홀
(111)로드회전기 (112)직진이동봉
(113)직진회전기 (114)섬유시트공급기
(115)가열양생기 (201)로드 형태의 강재
(202)섬유 (203)수지
(204)접착수지 (205)입자
(206)섬유시트 (207)캡
(301)섬유 강재 복합 로드-반제품 (302)섬유 강재 복합 로드-a
(303)섬유 강재 복합 로드-b (1000)접착수지살포기-2

Claims (5)

  1. 각종 로드 형태의 강재 외면 전체에 수지로 함침된 섬유를 상기 강재의 길이 방향과 나란히 일방향으로 접착, 경화한 후, 그 외부면에 접착수지를 도포한 후, 규사나 석류석 등의 단단한 입자를 살포 접착한 후, 경화하고, 양단을 수지로 코팅하거나 캡을 끼우고 접착시켜 경화한 콘크리트 보강용 섬유 강재 복합 로드.
  2. 각종 로드 형태의 강재 외면 전체에 수지로 함침된 섬유를 상기 강재의 길이 방향과 나란히 일방향으로 접착, 경화한 후, 그 외부면에 접착수지를 도포한 후 다양한 두께나 폭의 섬유시트를 나선형으로 접착하되 시트간에 일정 간격을 띠우고 나선형으로 접착, 경화하고, 그 위에 다시 접착수지를 도포한 후, 규사나 석류석 등의 단단한 입자를 살포 접착한 후, 경화하고, 양단을 수지로 코팅하거나 캡을 끼우고 접착시킨 콘크리트 보강용 섬유 강재 복합 로드.
  3. 제1항 및 제2항에 있어서, 로드 형태의 강재로는 PC강선, 철선, 스테인리스 강선 등을 포함하는 각종 강선(Steel Wire)과 강삭(Steel Wire Rope) 및 각종 철근을 사용하여 제작된 섬유 강재 복합 로드.
  4. 제1항 및 제2항에 있어서, 섬유로는 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드섬유 등을 포함하는 각종 보강용 섬유를 단독 또는 혼합하여 사용하고, 로드 형태의 강재의 길이 방향과 나란히 배열하거나 또는 서로 다른 방향으로 여러 층을 적층하여 접착 성형시킨 섬유 강재 복합 로드.
  5. 제1항에 있어서의 섬유 강재 복합 로드를 제조하는 도3, 도7에 의한 방법 및
    제2항에 있어서의 섬유 강재 복합 로드를 제조하는 도4, 도5, 도6, 도7에 의한 방법.
KR1020030065450A 2003-09-22 2003-09-22 콘크리트 보강용 섬유 강재 복합 로드 및 그 제조방법 KR20050029730A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030065450A KR20050029730A (ko) 2003-09-22 2003-09-22 콘크리트 보강용 섬유 강재 복합 로드 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030065450A KR20050029730A (ko) 2003-09-22 2003-09-22 콘크리트 보강용 섬유 강재 복합 로드 및 그 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20050029730A true KR20050029730A (ko) 2005-03-28

Family

ID=37386250

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030065450A KR20050029730A (ko) 2003-09-22 2003-09-22 콘크리트 보강용 섬유 강재 복합 로드 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20050029730A (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100840147B1 (ko) * 2007-11-21 2008-06-23 주식회사 대유스틸 콘크리트 보강용 강섬유
KR100980658B1 (ko) * 2007-12-28 2010-09-07 성균관대학교산학협력단 인공구조물용 이종재복합보강근
KR101385269B1 (ko) * 2005-11-04 2014-04-16 리포스테크 에이에스 보강된 콘크리트 구조물
KR101691642B1 (ko) * 2015-08-10 2017-01-03 경희대학교 산학협력단 고강도 탄소 나노튜브 섬유를 사용한 스마트 텐돈
CN106481026A (zh) * 2016-12-15 2017-03-08 济南大学 Sma‑gfrp超弹性复合筋及其制备方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101385269B1 (ko) * 2005-11-04 2014-04-16 리포스테크 에이에스 보강된 콘크리트 구조물
KR100840147B1 (ko) * 2007-11-21 2008-06-23 주식회사 대유스틸 콘크리트 보강용 강섬유
KR100980658B1 (ko) * 2007-12-28 2010-09-07 성균관대학교산학협력단 인공구조물용 이종재복합보강근
KR101691642B1 (ko) * 2015-08-10 2017-01-03 경희대학교 산학협력단 고강도 탄소 나노튜브 섬유를 사용한 스마트 텐돈
KR101696760B1 (ko) * 2015-08-10 2017-01-17 경희대학교 산학협력단 탄소 나노튜브 섬유를 사용한 스마트 텐돈
CN106481026A (zh) * 2016-12-15 2017-03-08 济南大学 Sma‑gfrp超弹性复合筋及其制备方法
CN106481026B (zh) * 2016-12-15 2019-07-23 济南大学 Sma-gfrp超弹性复合筋及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103225369B (zh) 一种表面具有螺纹结构的纤维复合筋及其制备方法
US5727357A (en) Composite reinforcement
CA2356724C (en) Wire reinforced thermoplastic coating
KR100861578B1 (ko) 콘크리트 구조물 보강용 ｆｒｐ 리바 및 그 제조방법
CN105464288A (zh) 复合筋增强ecc和混凝土组合梁及其施工方法
GB2448950B (en) Manufacture of fibre-reinforced composite moulding
WO2010018225A3 (en) A method of manufacturing a wind turbine blade comprising steel wire reinforced matrix material
EP3007883B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines faserverbundbauteils sowie faserverbundbauteil
Correia Fibre-reinforced polymer (FRP) composites
KR100808938B1 (ko) 콘크리트용 섬유강화 복합체 보강근
CA2586394A1 (en) Fiber reinforced rebar
KR100717623B1 (ko) 섬유강화패널, 이의 제조방법 및 이를 이용한콘크리트구조물의 보강방법
WO2005035209B1 (en) Wood bamboo composites
JP6948503B2 (ja) コンクリート構造物の補強方法、コンクリート構造物及び可撓性連続繊維補強材
KR20050029730A (ko) 콘크리트 보강용 섬유 강재 복합 로드 및 그 제조방법
CN108843042A (zh) 一种复合约束加固混凝土柱及其加固方法
CN102022589A (zh) 带有轴向纤维的复合材料管的制备方法及装置
KR100378217B1 (ko) 콘크리트 보강용 고인장 박판패널 및 그의 제조방법
KR100360222B1 (ko) 건축용 보강부재의 제조방법
CN106837705A (zh) 一种复合材料风力发电机组塔筒
EP3884123A1 (en) Composite rebar
US20020020033A1 (en) Wooden bridge deck with fiber-reinforced plastic coating
WO2019015801A1 (de) Ski-kern aus faserstabilisiertem steinmaterial
CN104074114A (zh) 复合材料立体蜂窝增强混凝土制品及其制备方法
US20220055249A1 (en) Device for automatic reinforcement of structures, and method for automatic reinforcement of structures

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application