KR20060086110A - Cement member with reinforcing fibers of different kind and composition thereof - Google Patents

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KR20060086110A
KR20060086110A KR1020050007010A KR20050007010A KR20060086110A KR 20060086110 A KR20060086110 A KR 20060086110A KR 1020050007010 A KR1020050007010 A KR 1020050007010A KR 20050007010 A KR20050007010 A KR 20050007010A KR 20060086110 A KR20060086110 A KR 20060086110A
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원종필
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Abstract

본 발명은 시멘트재의 구조 성능과 내구 성능 및 내화 성능을 동시에 높이는데 그 목적이 있다. 이를 위하여 본 발명은 모르타르, 콘크리트 및 숏크리트로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 시멘트재에 있어서, 강 섬유들 및 상기 강 섬유들과 길이와 직경 중 적어도 하나가 상이한 유기 섬유들을 포함하며, 최대 100MPa의 압축 강도와 최대 10MPa의 휨 강도를 가지는 시멘트재를 제공한다. 또한, 본 발명은 모르타르, 콘크리트 및 숏크리트로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 시멘트재 조성물에 있어서, 시멘트, 골재 입자들, 적어도 하나의 분산제, 물, 강 섬유들, 상기 강 섬유들과 길이와 직경 중 적어도 하나가 상이한 유기 섬유들을 포함하며, 강 섬유들과 유기 섬유들을 시멘트재 조성물에 대하여 0.05 내지 5 체적%로 포함하는 시멘트재 조성물을 제공한다.An object of the present invention is to simultaneously increase the structural performance, durability and fire resistance of cement materials. To this end, the present invention is a cement material selected from the group consisting of mortar, concrete and shotcrete, comprising steel fibers and organic fibers different in length and diameter from at least one of the steel fibers, the compression of up to 100MPa A cement material having strength and flexural strength of up to 10 MPa is provided. In addition, the present invention is a cement material composition selected from the group consisting of mortar, concrete and shotcrete, cement, aggregate particles, at least one dispersant, water, steel fibers, the length and diameter of the steel fibers Provided is a cement material composition comprising at least one different organic fiber and comprising steel fibers and organic fibers at 0.05 to 5% by volume relative to the cement material composition.

모르타르, 콘크리트, 숏크리트, 구조성능, 균열억제, 내구성능, 내화성능, 강섬유, 유기섬유Mortar, Concrete, Shotcrete, Structural Performance, Crack Inhibition, Durability, Fire Resistance, Steel Fiber, Organic Fiber

Description

이종의 보강 섬유를 포함하는 시멘트재와 이의 조성물 {CEMENT MEMBER WITH REINFORCING FIBERS OF DIFFERENT KIND AND COMPOSITION THEREOF}Cement material and its composition comprising heterogeneous reinforcing fibers {CEMENT MEMBER WITH REINFORCING FIBERS OF DIFFERENT KIND AND COMPOSITION THEREOF}

도 1은 본 발명의 시멘트재에 포함되는 길이가 상이한 강 섬유와 유기 섬유의 개략도이다.1 is a schematic diagram of steel fibers and organic fibers having different lengths contained in the cement material of the present invention.

도 2는 본 발명의 시멘트재에 포함되는 직경이 상이한 강 섬유와 유기 섬유의 개략도이다.2 is a schematic view of steel fibers and organic fibers having different diameters included in the cement material of the present invention.

도 3은 본 발명의 시멘트재에 포함되는 길이와 경이 모두 상이한 강 섬유와 유기 섬유의 개략도이다.3 is a schematic view of steel fibers and organic fibers having different lengths and diameters included in the cement material of the present invention.

도 4는 시멘트재의 소성수축 균열제어 시험 설비의 개략도이다.4 is a schematic diagram of a plastic shrinkage crack control test facility of cement material.

도 5a와 도 5b는 각각 시멘트재의 내화 성능 시험을 위한 내화로의 측단면도와 평면도이다.5A and 5B are side cross-sectional views and plan views, respectively, for a fire resistance test for testing fire resistance performance of cement materials.

도 6은 내화 성능 시험에 사용되는 온도 곡선을 나타낸 그래프이다.6 is a graph showing the temperature curve used in the fire resistance performance test.

본 발명은 시멘트재에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 100MPa 이하의 압축 강도와 10MPa 이하의 휨 강도를 가지며, 구조 성능과 내구 성능 및 내화 성능을 동 시에 확보하기 위하여 이종(異種)의 보강 섬유가 포함된 시멘트재 및 시멘트재 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a cement material, and more particularly, has a compressive strength of 100 MPa or less and a bending strength of 10 MPa or less, and in order to secure structural performance, durability, and fire resistance at the same time, heterogeneous reinforcing fibers are used. It relates to a cement material and cement material composition included.

일반적으로 모르타르, 콘크리트 및 숏크리트와 같은 시멘트재가 휨 하중을 받는 터널 및 지하 구조물 시공에 사용되는 경우, 이의 인성 증가가 요구된다. 현재 강 섬유(steel fiber)가 보강된 콘크리트가 휨 인성 증가에 효과적이어서 상기 분야에 널리 사용되고 있다. 그런데 강 섬유 보강 콘크리트는 내구 성능 저하에 큰 원인이 되는 미세 균열의 억제에는 만족할만한 성능을 발휘하지 못하고 있다.In general, when cement materials such as mortar, concrete and shotcrete are used in the construction of tunnels and underground structures subjected to flexural loads, their toughness is required to increase. At present, concrete reinforced with steel fiber is effective in increasing flexural toughness and is widely used in the field. However, steel fiber reinforced concrete is not satisfactory in suppressing fine cracks, which are a major cause of deterioration in durability.

초기 미세 균열은 구조 성능에 큰 영향을 미치지 않지만 투수성(透水性)을 증가시켜 강 섬유의 부식을 유발하고, 동결과 융해 과정이 반복될 때 구조의 파괴를 촉진시키는 원인이 된다. 상기 강 섬유 보강 콘크리트에서 초기 미세 균열을 억제하기 위해서는 강 섬유의 혼입률을 상당히 증가시켜야 하는데 이는 큰 폭의 제조 원가 상승으로 이어진다.Early microcracks do not significantly affect structural performance, but increase permeability, causing corrosion of steel fibers, and causing breakage of structures when freezing and thawing are repeated. In order to suppress the initial microcracks in the steel fiber reinforced concrete, the incorporation rate of the steel fiber must be increased considerably, which leads to a large increase in manufacturing cost.

또한, 터널이나 지하 공간 등에서 화재 발생시 이로 인한 피해를 최소화할 수 있도록 일정한 내화 성능을 갖춘 시멘트재가 요구되고 있다.In addition, in order to minimize the damage caused in the event of a fire in a tunnel or underground space, a cement material having a certain fire resistance is required.

이와 같이 터널 및 지하 공간 등에 사용되는 시멘트재는 구조물에 요구되는 구조 성능(휨 인성)을 확보하면서 미세 균열을 억제하여 내구 성을 높이고, 화재 발생시 충분한 내화 성능을 발휘하여야 한다.As such, cement materials used in tunnels and underground spaces should increase the durability by suppressing fine cracks while securing structural performance (bending toughness) required for the structure, and exhibit sufficient fire resistance in the event of fire.

이와 관련한 선행 기술인 미국 등록특허 5,749,961호는 약 90 내지 105MPa의 압축 강도를 갖는 콘크리트에 유기 섬유(organic fiber)를 혼합하여 내화성을 높이는 내용을 개시하고 있다. 그러나 이 등록특허는 유기 섬유만을 사용하므로 구조물 에 요구되는 구조 성능을 확보할 수 없으며, 단일 형상의 유기 섬유만을 사용하고 있어 균열 억제를 통한 내구 성능 향상에 큰 효과를 기대하기 어렵다.In the related art, US Patent No. 5,749,961 discloses a method of increasing fire resistance by mixing organic fibers with concrete having a compressive strength of about 90 to 105 MPa. However, since the registered patent uses only organic fibers, structural performance required for the structure cannot be secured, and since only a single shape of organic fibers is used, it is difficult to expect a great effect on improving durability through crack suppression.

국제 공개특허 WO99/28267호는 금속 섬유를 함유한 초고성능 콘크리트를 개시하고 있다. 금속 섬유는 구조 성능 향상에 큰 효과를 발휘하지만 높은 전기 전도성 등으로 인해 내화 성능에 악영향을 미쳐 화재 발생시 폭열 현상을 유발한다. 또한 콘크리트의 균열을 억제하기 위해서는 보다 많은 양의 금속 섬유가 요구된다.International publication WO 99/28267 discloses ultra high performance concrete containing metal fibers. Metal fiber has a great effect on improving structural performance, but high electrical conductivity, etc., adversely affects the fire resistance, causing a thermal explosion in the event of fire. Also, in order to suppress cracking of concrete, a larger amount of metal fibers is required.

국제 공개특허 WO99/58468호는 콘크리트의 연성 증가를 위하여 초고성능 콘크리트에 구조용 유기 섬유를 혼합한 내용을 개시하고 있다. 구조용 유기 섬유는 일반 유기 섬유보다 직경이 크고 탄성 계수가 높은 성질을 갖는다. 이 공개특허는 유기 섬유 사용으로 인해 일반적인 내화 성능을 확보하지만, 충분한 균열 억제 성능을 구현할 수 없어 내구 성능 향상에는 그 효과가 미약하다.International Publication No. WO 99/58468 discloses a mixture of structural organic fibers in ultra-high performance concrete to increase the ductility of concrete. Structural organic fibers have a larger diameter and higher modulus of elasticity than ordinary organic fibers. Although this patent discloses general fire resistance performance due to the use of organic fibers, sufficient crack suppression performance cannot be realized, and thus the effect is weak in improving durability.

국제 공개특허 WO2001/58826호는 120MPa 이상의 압축 강도와 20MPa 이상의 휨 강도를 갖는 초고성능 콘크리트에 금속 섬유를 함유하여 구조 성능을 높이고, 유기 섬유를 함유하여 내화 성능을 높이는 내용을 개시하고 있다. 그러나 이 공개특허 또한 단일 형상의 금속 섬유와 유기 섬유를 사용함에 따라, 다양한 크기의 균열 억제 기능이 결여되어 충분한 내구 성능 향상을 기대하기 어렵고, 구조 성능을 획득하기 위해서는 경제성이 악화되는 문제가 있다.International Publication No. WO2001 / 58826 discloses a content of metal fiber contained in ultra-high performance concrete having a compressive strength of 120 MPa or more and a flexural strength of 20 MPa or more to improve the structural performance and to increase the fire resistance performance by containing the organic fiber. However, this publication also uses a single shape of metal fibers and organic fibers, it is difficult to expect a sufficient durability performance improvement due to the lack of crack suppression function of various sizes, there is a problem that the economic deterioration to obtain structural performance.

이와 같이 종래의 시멘트재는 보강 섬유를 이용하여 구조 성능과 내구 성능 및 내화 성능 모두를 동시에 확보할 수 없는 단점을 안고 있다.As such, the conventional cement material has a disadvantage in that it is not possible to secure both structural performance, durability performance, and fire resistance performance using reinforcing fibers.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 이종(異種)의 보강 섬유를 사용하여 구조물에 요구되는 구조 성능(휨 인성)을 확보하고, 미세 균열과 큰 균열 모두를 억제하여 내구 성능을 높임과 아울러 우수한 내화 성능을 확보할 수 있는 시멘트재를 제공하는데 있다. Accordingly, the present invention is to solve the above problems, the object of the present invention is to use the heterogeneous reinforcing fibers to ensure the structural performance (bending toughness) required for the structure, to suppress both micro and large cracks It is to provide a cement material that can increase the durability performance and secure excellent fire performance.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 모르타르, 콘크리트 및 숏크리트로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 시멘트재에 있어서, 강 섬유들 및 상기 강 섬유들과 길이와 직경 중 적어도 하나가 상이한 유기 섬유들을 포함하며, 최대 100MPa의 압축 강도와 최대 10MPa의 휨 강도를 가지는 시멘트재를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a cement material selected from the group consisting of mortar, concrete and shotcrete, comprising steel fibers and organic fibers different in length and diameter from the steel fibers The present invention provides a cement material having a compressive strength of up to 100 MPa and a bending strength of up to 10 MPa.

또한, 본 발명은 모르타르, 콘크리트 및 숏크리트로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 시멘트재 조성물에 있어서, 시멘트, 골재 입자들, 적어도 하나의 분산제, 물, 강 섬유들 및 상기 강 섬유들과 길이와 직경 중 적어도 하나가 상이한 유기 섬유들을 포함하며, 상기 강 섬유들과 유기 섬유들을 시멘트재 조성물에 대하여 0.05 내지 5 체적%로 포함하는 시멘트재 조성물을 제공한다.In addition, the present invention is a cement material composition selected from the group consisting of mortar, concrete and shotcrete, cement, aggregate particles, at least one dispersant, water, steel fibers and the length and diameter of the steel fibers Provided is a cement material composition comprising at least one of different organic fibers, wherein the steel fibers and the organic fibers comprise 0.05 to 5% by volume relative to the cement material composition.

이하에서 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 건축과 토목 구조물에 사용되는 시멘트재에 관한 것이며, 본 발명에서 시멘트재는 모르타르, 콘크리트 및 숏크리트를 포함한다. 본 발명에 따른 시멘트재는 길이가 상이한 강 섬유들과 유기 섬유들, 또는 직경이 상이한 강 섬유들과 유기 섬유들, 또는 길이와 직경이 모두 상이한 강 섬유들과 유기 섬유들을 포함한다.The present invention relates to cement materials used in construction and civil engineering structures, where the cement materials include mortar, concrete and shotcrete. The cement material according to the invention comprises steel fibers and organic fibers of different lengths, or steel fibers and organic fibers of different diameters, or steel fibers and organic fibers of different lengths and diameters.

도 1에 본 발명의 시멘트재에 포함되는 길이가 상이한 강 섬유(1)와 유기 섬유(2)를 개략화하여 도시하였고, 도 2에 본 발명의 시멘트재에 포함되는 직경이 상이한 강 섬유(3)와 유기 섬유(4)를 개략화하여 도시하였다. 그리고 도 3에 본 발명의 시멘트재에 포함되는 길이와 직경이 모두 상이한 강 섬유(5)와 유기 섬유(6)를 개략화하여 도시하였다. 도 1 내지 도 3에서는 일례로 절곡된 후크형 강 섬유를 도시하였다.FIG. 1 schematically shows steel fibers 1 and organic fibers 2 having different lengths included in the cement material of the present invention, and in FIG. 2, steel fibers 3 having different diameters included in the cement material of the present invention. ) And the organic fiber 4 are shown schematically. And in FIG. 3, the steel fiber 5 and the organic fiber 6 which differ in both length and diameter contained in the cement material of this invention are shown in outline. 1 to 3 illustrate hooked steel fibers as an example.

상기 강 섬유들은 구조물의 휨 강도와 휨 인성을 증가시켜 구조 성능을 높인다. 강 섬유들은 양단부가 같은 방향 또는 서로 다른 방향으로 절곡된 형태로 이루어질 수 있다.The steel fibers increase the structural strength by increasing the flexural strength and flexural toughness of the structure. Steel fibers may be formed in a form in which both ends are bent in the same direction or in different directions.

상기 유기 섬유들은 300℃ 이하의 융해점을 갖는 모든 유기 섬유, 바람직하게 폴리에틸렌을 포함하는 올레핀계 섬유, 나일론을 포함하는 폴리아미드계 섬유, 폴리아크릴 섬유, 폴리에스테르 섬유, 폴리프로필렌 섬유와 폴리비닐알코올 섬유 중 어느 하나의 섬유들로 이루어진다.The organic fibers are all organic fibers having a melting point of 300 ° C. or lower, preferably olefin fibers including polyethylene, polyamide fibers including nylon, polyacrylic fibers, polyester fibers, polypropylene fibers and polyvinyl alcohol fibers. Made of either fiber.

이러한 유기 섬유들은 열 전도성이 없으므로 자체적인 내화 성능을 가지며, 화재에 의해 시멘트재가 300℃ 이상으로 온도 상승시 융해되어 시멘트재 내부에 공극을 형성한다. 이로써 열과 가스가 공극을 통해 이동하여 화재에 의한 시멘트재의 폭열 현상을 방지한다.These organic fibers have their own fire resistance because they have no thermal conductivity, and when the cement material rises above 300 ° C. by fire, it melts and forms voids in the cement material. This prevents heat and gas from moving through the air gap and causing the cement material to burst due to fire.

상기 강 섬유들과 유기 섬유들 가운데 길이 또는 직경이 큰 섬유들이 시멘트재에서 발생하는 큰 균열(macro crack)을 억제하고, 길이 또는 직경이 작은 섬유들이 시멘트재에서 발생하는 작은 균열(micro crack)을 억제한다. 따라서 강 섬유들 과 유기 섬유들이 큰 균열과 작은 균열 모두를 억제하여 내구 성능을 높인다.Among the steel fibers and the organic fibers, fibers having a large length or diameter suppress macro cracks occurring in cement material, and small fibers of small length or diameter generate micro cracks in cement material. Suppress Thus, steel fibers and organic fibers suppress both large and small cracks, increasing durability.

상기 강 섬유들과 유기 섬유들은 바람직하게 1 내지 100mm의 길이와, 0.01 내지 25mm의 직경을 가진다.The steel fibers and organic fibers preferably have a length of 1 to 100 mm and a diameter of 0.01 to 25 mm.

이와 같이 본 발명에 의한 모르타르, 콘크리트 및 숏크리트는 길이와 직경 중 적어도 하나가 상이한 강 섬유들과 유기 섬유들을 포함함으로써 구조 성능과 내구 성능 및 내화 성능을 동시에 확보하는 효과를 가진다.As described above, the mortar, concrete, and shotcrete according to the present invention have the effect of simultaneously securing structural performance, durability, and fire resistance by including steel fibers and organic fibers having different lengths and diameters.

또한, 본 발명에 따른 시멘트재 조성물은 시멘트, 골재 입자들, 적어도 하나의 분산제, 강 섬유들, 강 섬유들과 길이와 직경 중 적어도 하나가 상이한 유기 섬유들 및 물을 포함하며, 강 섬유들과 유기 섬유들을 시멘트재 조성물에 대하여 0.05 내지 5 체적% 포함한다.In addition, the cement material composition according to the present invention comprises cement, aggregate particles, at least one dispersant, steel fibers, organic fibers and water different from at least one of the length and diameter of the steel fibers, The organic fibers are contained in an amount of 0.05 to 5% by volume based on the cement material composition.

상기 강 섬유들과 유기 섬유들의 총 혼입률이 0.05 체적% 미만이면, 강 섬유들고 유기 섬유들을 첨가하지 않은 시멘트재와 비교할 때 효과상 차이가 미비하다. 그리고 강 섬유들과 유기 섬유들의 총 혼입률이 5 체적%를 초과하면, 강 섬유들과 유기 섬유들이 시멘트재 내에 균일하게 분산되지 못하여 오히려 콘크리트 및 숏크리트 내의 공극을 증가시키고, 이는 구조 성능과 균열억제 성능 및 내화 성능이 감소하는 결과를 초래한다.If the total mixing ratio of the steel fibers and the organic fibers is less than 0.05% by volume, the difference in effect is insignificant when compared with the cement material containing the steel fibers and without adding the organic fibers. And when the total content of steel fibers and organic fibers exceeds 5% by volume, the steel fibers and organic fibers are not uniformly dispersed in the cement material, but rather increase the voids in the concrete and shotcrete, which is a structural performance and crack suppression performance And fireproofing performance is reduced.

상기 시멘트재 조성물을 제조함에 있어서, 길이와 직경 중 적어도 하나가 상이한 강 섬유들과 유기 섬유들의 혼합비를 결정할 때에는 심플랙스 격자 배열법(simplex lattice design)을 이용할 수 있다.In preparing the cement material composition, a simplex lattice design may be used to determine a mixing ratio of steel fibers and organic fibers having different lengths and diameters.

하기 수학식 1은 시멘트재 조성물에 포함되는 강 섬유들과 유기 섬유들의 혼 합비를 나타낸다.Equation 1 shows a mixture ratio of steel fibers and organic fibers included in the cement material composition.

(X강섬유1+X강섬유2+...+X강섬유n)+(Y유기섬유1+Y유기섬유2 +...+Y유기섬유n) = 0.05~5 체적%(X steel fiber 1 + X steel fiber 2 + ... + X steel fiber n ) + (Y organic fiber 1 + Y organic fiber 2 + ... + Y organic fiber n ) = 0.05 ~ 5% by volume

이 때, (X강섬유)>0 체적%, (Y유기섬유)>0 체적%At this time, (X steel fiber )> 0% by volume, (Y organic fiber )> 0% by volume

이하의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 단, 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 본 발명이 이들 만으로 한정되는 것은 아니다.The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the Examples are provided to illustrate the present invention and the present invention is not limited to these.

[실시예]EXAMPLE

실시예 1 ~ 13, 비교예 1 ~ 5Examples 1 to 13, Comparative Examples 1 to 5

하기 표 1은 강 섬유들과 유기 섬유들의 총 혼입률이 시멘트재 조성물에 대해 0.7 체적%가 되도록 심플랙스 격자 배열법을 이용하여 결정된 강 섬유들과 유기 섬유들의 최적 혼합비를 나타낸다. 이 때 사용된 강 섬유는 양단이 절곡된 후크형이고, 길이는 각각 30mm와 50mm이며, 직경은 0.5mm로 동일하다. 유기 섬유는 폴리프로필렌 섬유이고, 길이는 각각 10mm와 19mm이며, 직경은 0.09mm로 동일하다.Table 1 below shows the optimum mixing ratio of the steel fibers and the organic fibers determined using the Simplex lattice arrangement so that the total mixing ratio of the steel fibers and the organic fibers is 0.7% by volume with respect to the cement material composition. The steel fiber used at this time is a hook type bent at both ends, the length is 30mm and 50mm, respectively, the diameter is the same 0.5mm. The organic fibers are polypropylene fibers, 10 mm long and 19 mm long, with the same diameter of 0.09 mm.

배합의 종류Kind of combination 섬유 혼합률(%)Fiber blend rate (%) 강섬유 1 (길이 30mm)Steel fiber 1 (length 30mm) 강섬유 2 (길이 50mm)Steel fiber 2 (length 50mm) 유기섬유 1 (길이 10mm)Organic Fiber 1 (length 10mm) 유기섬유 2 (길이 19mm)Organic Fiber 2 (length 19mm) AA 0.35000.3500 -- 0.35000.3500 -- BB 0.35000.3500 -- -- 0.35000.3500 CC -- 0.35000.3500 0.35000.3500 -- DD -- 0.35000.3500 -- 0.35000.3500 EE 0.43800.4380 0.08750.0875 0.08750.0875 0.08750.0875 FF 0.08750.0875 0.43800.4380 0.08750.0875 0.08750.0875 GG 0.08750.0875 0.08750.0875 0.43800.4380 0.08750.0875 HH 0.08750.0875 0.08750.0875 0.08750.0875 0.43800.4380 II 0.17500.1750 0.17500.1750 0.17500.1750 0.17500.1750 JJ 0.35000.3500 -- 0.17500.1750 0.17500.1750 KK 0.17500.1750 0.17500.1750 0.35000.3500 --

하기 표 2는 상기 표 1에 기재한 배합들 가운데 실제 시멘트재 조성물에 포함되어 시멘트재의 구조 성능, 내구 성능 및 내화 성능을 평가하기 위하여 고려된 세가지 실시예를 나타낸다.Table 2 below shows three examples included in the actual cement material composition among the formulations described in Table 1 to be considered in order to evaluate the structural performance, durability performance, and fire resistance performance of the cement material.

섬유 혼합률(%)Fiber blend rate (%) 강섬유 1 (길이 30mm)Steel fiber 1 (length 30mm) 강섬유 2 (길이 50mm)Steel fiber 2 (length 50mm) 유기섬유 1 (길이 10mm)Organic Fiber 1 (length 10mm) 유기섬유 2 (길이 19mm)Organic Fiber 2 (length 19mm) 실시예 1Example 1 0.35000.3500 -- 0.35000.3500 -- 실시예 2Example 2 0.43800.4380 0.08750.0875 0.08750.0875 0.08750.0875 실시예 3Example 3 0.17500.1750 0.17500.1750 0.17500.1750 0.17500.1750 실시예 4Example 4 0.35000.3500 -- 0.17500.1750 0.17500.1750 실시예 5Example 5 0.17500.1750 0.17500.1750 0.35000.3500 --

하기 표 3은 강 섬유들과 유기 섬유들의 전체 혼입률이 시멘트재 조성물에 대해 0.7 체적%가 되도록 심플랙스 격자 배열법을 이용하여 결정된 강 섬유들과 유기 섬유들의 최적 혼합비를 나타낸다. 이 때 사용된 강 섬유는 양단이 절곡된 후크형이고, 직경은 각각 0.5mm와 0.7mm이며, 길이는 30mm로 동일하다. 유기 섬유는 폴리프로필렌 섬유이고, 직경은 각각 0.02mm와 0.09mm이며, 길이는 19mm로 동일하다.Table 3 below shows the optimum mixing ratio of the steel fibers and the organic fibers determined using the Simplex lattice arrangement method such that the total mixing ratio of the steel fibers and the organic fibers is 0.7% by volume with respect to the cement material composition. The steel fiber used at this time is a hook type bent at both ends, the diameter is 0.5mm and 0.7mm, respectively, the length is equal to 30mm. The organic fibers are polypropylene fibers, diameters of 0.02 mm and 0.09 mm, respectively, and the length is equal to 19 mm.

배합의 종류Kind of combination 섬유 혼합률(%)Fiber blend rate (%) 강섬유 1 (직경 0.5mm)Steel fiber 1 (0.5mm in diameter) 강섬유 2 (직경 0.7mm)Steel fiber 2 (0.7mm in diameter) 유기섬유 1 (직경 0.02mm)Organic Fiber 1 (diameter 0.02mm) 유기섬유 2 (직경 0.09mm)Organic Fiber 2 (0.09mm in diameter) AA 0.35000.3500 -- 0.35000.3500 -- BB 0.35000.3500 -- -- 0.35000.3500 CC -- 0.35000.3500 0.35000.3500 -- DD -- 0.35000.3500 -- 0.35000.3500 EE 0.43800.4380 0.08750.0875 0.08750.0875 0.08750.0875 FF 0.08750.0875 0.43800.4380 0.08750.0875 0.08750.0875 GG 0.08750.0875 0.08750.0875 0.43800.4380 0.08750.0875 HH 0.08750.0875 0.08750.0875 0.08750.0875 0.43800.4380 II 0.17500.1750 0.17500.1750 0.17500.1750 0.17500.1750 JJ 0.35000.3500 -- 0.17500.1750 0.17500.1750 KK 0.17500.1750 0.17500.1750 0.35000.3500 --

하기 표 4는 상기 표 3에 기재한 배합들 가운데 실제 시멘트재 조성물에 포 함되어 시멘트재의 구조 성능, 내구 성능 및 내화 성능을 평가하기 위하여 고려된 세가지 실시예를 나타낸다.Table 4 below shows three examples included in the actual cement material composition among the formulations described in Table 3 to be considered in order to evaluate the structural performance, durability performance, and fire resistance performance of the cement material.

섬유 혼합률(%)Fiber blend rate (%) 강섬유 1 (직경 0.5mm)Steel fiber 1 (0.5mm in diameter) 강섬유 2 (직경 0.7mm)Steel fiber 2 (0.7mm in diameter) 유기섬유 1 (직경 0.02mm)Organic Fiber 1 (diameter 0.02mm) 유기섬유 2 (직경 0.09mm)Organic Fiber 2 (0.09mm in diameter) 실시예 6Example 6 0.35000.3500 -- 0.35000.3500 -- 실시예 7Example 7 0.43800.4380 0.08750.0875 0.08750.0875 0.08750.0875 실시예 8Example 8 0.17500.1750 0.17500.1750 0.17500.1750 0.17500.1750 실시예 9Example 9 0.35000.3500 -- 0.17500.1750 0.17500.1750 실시예 10Example 10 0.17500.1750 0.17500.1750 0.35000.3500 --

하기 표 5는 길이와 직경이 모두 다른 강 섬유들 및 유기 섬유들의 총 혼입률이 시멘트재 조성물에 대해 0.35 체적%가 되도록 심플랙스 격자 배열법을 이용하여 결정된 유기 섬유들의 최적 혼합비로서, 시멘트재의 구조 성능, 내구 성능 및 내화 성능을 평가하기 위하여 고려된 세가지 실시예를 나타낸다. 이 때 사용된 강 섬유는 양단이 절곡된 후크형 강 섬유이고, 유기 섬유는 폴리프로필렌 섬유이다.Table 5 shows the optimum mixing ratio of the organic fibers determined using the Simplex lattice arrangement method so that the total mixing ratio of the steel fibers and the organic fibers having different lengths and diameters is 0.35% by volume with respect to the cement material composition. Three examples are considered to evaluate the durability and fire resistance performance. The steel fiber used at this time is a hook type steel fiber bent at both ends, and the organic fiber is a polypropylene fiber.

섬유 혼합률(%)Fiber blend rate (%) 강섬유 1 (길이 30mm, 직경 0.5mm)Steel fiber 1 (length 30mm, diameter 0.5mm) 강섬유 2 (길이 50mm, 직경 0.7mm)Steel fiber 2 (length 50mm, diameter 0.7mm) 유기섬유 1 (길이 10mm, 직경 0.02mm)Organic Fiber 1 (length 10mm, diameter 0.02mm) 유기섬유 2 (길이 19mm, 직경 0.09mm)Organic Fiber 2 (length 19mm, diameter 0.09mm) 실시예 11Example 11 0.175000.17500 -- 0.175000.17500 -- 실시예 12Example 12 0.043750.04375 0.043750.04375 0.219000.21900 0.043750.04375 실시예 13Example 13 0.087500.08750 0.087500.08750 0.087500.08750 0.087500.08750

한편, 시멘트재의 구조 성능, 내구 성능 및 내화 성능을 평가하기 위하여 고려된 다섯가지 비교예는 다음과 같다.On the other hand, five comparative examples considered in order to evaluate the structural performance, durability performance and fire resistance performance of the cement material is as follows.

비교예 1에서는 30mm 길이와 0.5mm 직경을 갖는 단일 형상의 강 섬유들을 시멘트재 조성물에 대해 0.7 체적% 포함시키고, 비교예 2에서는 19mm 길이와 0.09mm 직경을 갖는 단일 형상의 유기 섬유(폴리프로필렌 섬유)들을 시멘트재 조성물에 대 해 0.7 체적% 포함시킨다. 그리고 비교예 3에서는 폴리올레핀계 합성섬유를 이용하여 섬유의 강도와 탄성계수를 향상시킨 길이 50mm 및 직경 1mm 단일 형상의 구조용 유기 섬유들을 시멘트재 조성물에 대해 1 체적% 포함시킨다.In Comparative Example 1, the steel fibers having a single shape having a length of 30 mm and a diameter of 0.5 mm were included in the volume of the cement material composition. In Comparative Example 2, the organic fiber having a single shape having a length of 19 mm and a diameter of 0.09 mm (polypropylene fiber) ) Is included in the volume of the cement material composition 0.7% by volume. In Comparative Example 3, 1 vol% of the structural organic fibers having a length of 50 mm and a diameter of 1 mm single shape having the strength and elastic modulus of the fiber improved by using the polyolefin-based synthetic fibers were included in the cement material composition.

비교예 4에서는 길이와 직경이 다른 강 섬유들과 유기 섬유들을 포함하나 이 섬유들을 시멘트재 조성물에 대해 0.04 체적% 포함시키며, 비교예 5에서는 길이와 직경이 다른 강 섬유들과 유기 섬유들을 포함하나 이 섬유들을 시멘트재 조성물에 대해 5.6 체적% 포함시킨다. 하기 표 6은 비교예 4와 비교예 5의 섬유 혼합률을 나타낸다.Comparative Example 4 includes steel fibers and organic fibers of different lengths and diameters, but includes 0.04% by volume of the fibers in the cement composition, and Comparative Example 5 includes steel fibers and organic fibers of different lengths and diameters. These fibers are included in the volume of the cement material 5.6% by volume. Table 6 below shows the fiber mixing ratios of Comparative Example 4 and Comparative Example 5.

총혼입률(%)Total Incorporation Rate (%) 섬유 혼합률(%)Fiber blend rate (%) 강섬유 1 (길이 30mm, 직경 0.5mm)Steel fiber 1 (length 30mm, diameter 0.5mm) 강섬유 2 (길이 50mm, 직경 0.7mm)Steel fiber 2 (length 50mm, diameter 0.7mm) 유기섬유 1 (길이 10mm, 직경 0.02mm)Organic Fiber 1 (length 10mm, diameter 0.02mm) 유기섬유 2 (길이 19mm, 직경 0.09mm)Organic Fiber 2 (length 19mm, diameter 0.09mm) 비교예 4Comparative Example 4 0.040.04 0.010.01 0.010.01 0.010.01 0.010.01 비교예 5Comparative Example 5 5.65.6 1.41.4 1.41.4 1.41.4 1.41.4

하기 표 7은 성능 평가를 위해 사용된 시멘트재의 조성표이다.Table 7 is a composition table of the cement material used for the performance evaluation.

(kg/mm3)(kg / mm 3 ) water 시멘트cement 잔골재Fine aggregate 굵은골재Coarse aggregate 고유동화제 (% of C)High fluidizing agent (% of C) 실시예 1~13Examples 1-13 211211 480480 1,1101,110 483483 1.351.35 비교예 1~5Comparative Examples 1 to 5

(구조 성능 시험)(Structural performance test)

하기 표 8은 시멘트재의 휨 강도와 휨 인성 시험 결과를 나타낸다.Table 8 below shows the flexural strength and flexural toughness test results of cement materials.

휨 강도(MPa)Flexural strength (MPa) 휨 인성(Nㆍm)Flexural Toughness (Nm) 실시예 1Example 1 6.36.3 100.5100.5 실시예 2Example 2 6.26.2 101.5101.5 실시예 3Example 3 6.46.4 103.7103.7 실시예 4Example 4 6.56.5 102.8102.8 실시예 5Example 5 6.76.7 104.3104.3 실시예 6Example 6 6.16.1 98.598.5 실시예 7Example 7 6.56.5 97.797.7 실시예 8Example 8 6.86.8 98.898.8 실시예 9Example 9 6.56.5 96.596.5 실시예 10Example 10 6.76.7 98.498.4 실시예 11Example 11 6.56.5 101.5101.5 실시예 12Example 12 6.76.7 108.7108.7 실시예 13Example 13 6.96.9 109.8109.8 비교예 1Comparative Example 1 5.15.1 83.583.5 비교예 2Comparative Example 2 3.53.5 25.225.2 비교예 3Comparative Example 3 4.34.3 55.655.6 비교예 4Comparative Example 4 4.04.0 48.448.4 비교예 5Comparative Example 5 4.34.3 60.260.2

상기 결과로부터, 길이와 직경 중 적어도 하나가 상이한 강 섬유와 유기 섬유를 혼합한 본 발명의 실시예들에서 휨 강도와 휨 인성이 단일 형상의 강 섬유를 혼합한 비교예 1보다 우수하고, 단일 형상의 유기 섬유 및 구조용 유기 섬유를 혼합한 비교예 2 및 비교예 3보다 월등한 우위를 나타냄을 알 수 있다.From the above results, in the embodiments of the present invention in which at least one of length and diameter is mixed with different steel fibers and organic fibers, the flexural strength and the flexural toughness are superior to those of Comparative Example 1 in which the single-shaped steel fibers are mixed, and the single shape It can be seen that they show superior advantages over Comparative Example 2 and Comparative Example 3 in which the organic fibers and the structural organic fibers were mixed.

(내구 성능 시험)(Durability test)

시멘트재의 균열 제어 성능을 통한 내구 성능 향상을 평가하기 위하여 소성수축 균열제어 시험을 실시하였다. 도 4는 소성수축 균열제어 시험 설비의 개략도이다. 도면에서 부호 7은 몰드를 나타내고, 부호 8은 몰드 바닥면에 고정된 금속 고정편들을 나타낸다. 몰드(7)는 560×365×114mm 크기의 내부 체적을 가지며, 금속 고정편들(8)의 중심간 거리는 76mm로 설정된다.Plastic shrinkage crack control test was performed to evaluate the durability improvement through the crack control performance of cement materials. 4 is a schematic diagram of a plastic shrinkage crack control test facility. In the figure, reference numeral 7 denotes a mold and reference numeral 8 denotes metal fixing pieces fixed to the mold bottom surface. The mold 7 has an internal volume of 560 × 365 × 114 mm, and the distance between the centers of the metal fixing pieces 8 is set to 76 mm.

상기 몰드(7)로부터 시멘트재가 쉽게 분리될 수 있도록 몰드(7) 내부에 기름칠을 하고, 몰드(7)에 상기 표 7에 기재한 조성을 가지는 시멘트재 조성물을 가득 채운 다음, 위 표면이 수평하게 되도록 진동 다짐을 30초간 실시한다. 진동 다짐 직후 온도 28±3℃와 상대습도 40±5%를 유지하고, 시멘트재 조성물의 수분 증발을 촉진시키기 위하여 풍속 4.5 내지 5m/sec의 바람을 작용시켰다.Oil the inside of the mold (7) so that the cement material can be easily separated from the mold (7), fill the mold (7) with the cement material composition having the composition shown in Table 7, and then the upper surface is horizontal Vibration compaction is performed for 30 seconds. Immediately after the vibration compaction, a temperature of 28 ± 3 ° C. and a relative humidity of 40 ± 5% were maintained, and a wind of 4.5-5 m / sec wind speed was applied to promote the evaporation of water in the cement material composition.

몰드(7)에 채워진 시멘트재 조성물은 시간이 지남에 따라 건조되면서 수축이 진행되는데, 금속 고정편들(8)이 수축하는 시멘트재에 구속을 가하여 응력을 유발하며, 그 결과 금속 고정편들(8) 부근에서 균열이 발생한다.As the cement material composition filled in the mold (7) is dried over time shrinkage proceeds, the metal fixing pieces (8) restrain the cement material shrinking to cause a stress, and as a result the metal fixing pieces ( 8) Cracks occur in the vicinity.

하기 표 9는 시멘트재에 발생한 균열 폭과 균열 길이를 측정한 결과를 나타내며, 균열 폭과 균열 길이를 곱하여 균열 면적을 구하였다.Table 9 shows the results of measuring the crack width and crack length generated in the cement material, the crack area was obtained by multiplying the crack width and crack length.

Figure 112005004549539-PAT00001
Figure 112005004549539-PAT00001

시멘트재에 발생하는 균열은 투수성을 증가시켜 구조물의 파괴를 촉진시키므 로, 균열을 억제하는 것이 내구 성능 향상에 중요한 요인이 된다. 상기 결과로부터, 길이와 직경 중 적어도 하나가 상이한 강 섬유와 유기 섬유를 혼합한 본 발명의 실시예들에서 단일 형상의 강 섬유, 유기 섬유 및 구조용 유기 섬유를 사용한 비교예 1 내지 3보다 우수한 균열 제어 성능이 발휘되는 것을 알 수 있다.Since cracks in cement materials increase permeability to promote structural destruction, suppressing cracks is an important factor in improving durability. From the above results, crack control superior to Comparative Examples 1 to 3 using single-shaped steel fibers, organic fibers and structural organic fibers in embodiments of the present invention in which at least one of length and diameter were mixed with different steel fibers and organic fibers. It can be seen that performance is exhibited.

또한, 길이와 직경이 다른 강 섬유와 유기 섬유를 혼합하였으나 섬유들의 총 혼입률이 0.04 체적%인 비교예 4에서는 균열 발생을 억제하는데 충분한 효과를 나타내지 못하였으며, 길이와 직경이 다른 강 섬유와 유기 섬유를 혼합하였으나 섬유들의 총 혼입률이 5.6 체적%인 비교예 5에서는 강 섬유들과 유기 섬유들이 시멘트재 내에 균등하게 분산되지 못하고 일부에 뭉쳐있는 현상이 발생함으로 인해 균열 억제 효과가 크지 못한 것을 알 수 있다.In addition, the steel fibers and organic fibers of different lengths and diameters were mixed, but Comparative Example 4, in which the total content of the fibers was 0.04% by volume, did not show a sufficient effect of suppressing the occurrence of cracks. However, in Comparative Example 5, in which the total mixing ratio of the fibers was 5.6% by volume, the steel fibers and the organic fibers were not uniformly dispersed in the cement material, and it was found that the cracking inhibitory effect was not large due to agglomeration. .

(내화 성능 시험)(Fireproof performance test)

내화 성능을 평가하기 위하여 시멘트재 시편을 화재에 노출시킨 후 압축 강도와 휨 강도를 측정하였다.To evaluate the fire resistance, compressive and flexural strengths were measured after exposing cement specimens to fire.

화재에 대한 노출 시험은 도 5a와 도 5b에 도시한 내화 실험용 내화로를 이용하였으며, 독일 교통성 도로건설부가 규정한 화재 곡선 온도인 알에이비티(RABT) 곡선(도 6 참고)을 따라 실시하였다. 도 5a와 도 5b에서 부호 9는 시멘트재 시편을 나타내고, 부호 10은 발열체를 나타낸다. 그리고 압축 강도 시험은 KS F 2405 규정에 따라 실시하였고, 휨 강도 시험은 JCI SF-4 규정에 따라 실시하였다.The fire test was performed using the fire resistance test furnaces shown in FIGS. 5A and 5B, and was performed according to the RABT curve (see FIG. 6), which is a fire curve temperature defined by the Ministry of Transport, Road, and Construction. In FIG. 5A and FIG. 5B, the code | symbol 9 represents a cement material specimen and the code | symbol 10 shows a heating element. The compressive strength test was conducted according to KS F 2405, and the flexural strength test was performed according to JCI SF-4.

하기 표 10은 시멘트재 시편을 화재에 노출시킨 후 표면을 관찰한 결과와, 압축 강도 및 휨 강도 시험 결과를 나타낸다.Table 10 below shows the results of observing the surface after the cement specimen was exposed to fire, and the compressive and flexural strength test results.

표면 관찰Surface observation 압축 강도 (MPa)Compressive strength (MPa) 휨 강도 (MPa)Flexural strength (MPa) 잔여 압축 강도(%)Residual Compressive Strength (%) 잔여 휨 강도(%)Residual flexural strength (%) 균열crack 박리Peeling 폭열Bomb 실시예 1Example 1 XX XX XX 43.543.5 5.45.4 88.288.2 86.786.7 실시예 2Example 2 XX XX XX 42.442.4 5.35.3 87.387.3 85.985.9 실시예 3Example 3 XX XX XX 41.741.7 5.45.4 85.485.4 84.384.3 실시예 4Example 4 XX XX XX 40.940.9 5.55.5 86.186.1 85.185.1 실시예 5Example 5 XX XX XX 41.841.8 5.65.6 86.886.8 83.983.9 실시예 6Example 6 XX XX XX 43.243.2 5.35.3 86.586.5 84.384.3 실시예 7Example 7 XX XX XX 44.844.8 5.65.6 86.386.3 83.983.9 실시예 8Example 8 XX XX XX 45.445.4 5.85.8 86.086.0 82.382.3 실시예 9Example 9 XX XX XX 42.942.9 5.55.5 85.985.9 84.384.3 실시예 10Example 10 XX XX XX 43.343.3 5.55.5 86.786.7 82.982.9 실시예 11Example 11 XX XX XX 38.938.9 4.94.9 77.877.8 75.175.1 실시예 12Example 12 XX XX XX 40.040.0 4.94.9 80.180.1 73.873.8 실시예 13Example 13 XX XX XX 39.639.6 5.05.0 79.379.3 72.172.1 비교예 1Comparative Example 1 OO OO OO 21.121.1 2.12.1 42.242.2 41.741.7 비교예 2Comparative Example 2 OO XX XX 24.324.3 1.41.4 48.548.5 40.540.5 비교예 3Comparative Example 3 OO OO OO 22.622.6 1.81.8 45.245.2 40.940.9 비교예 4Comparative Example 4 00 XX 00 23.523.5 3.13.1 46.746.7 47.147.1 비교예 5Comparative Example 5 OO XX XX 25.725.7 3.63.6 46.846.8 51.551.5

상기 표의 결과와 같이, 단일 형상의 강 섬유가 포함된 비교예 1과 단일 형상의 구조용 유기 섬유가 포함된 비교예 3에서는 내화 실험후 대부분의 시편에서 균열, 박리 및 폭열 현상이 발생하였다. 비교예 1의 경우, 강 섬유가 열 전도성이 있어 내화에 대한 저항성이 거의 없기 때문이다. 그리고 내화 실험후 대부분의 압축 강도와 휨 강도를 상실하였다.As shown in the table, in Comparative Example 1 containing a single-shaped steel fiber and Comparative Example 3 containing a single-shaped structural organic fiber, cracks, peeling, and thermal phenomena occurred in most of the specimens after the fire resistance test. In the case of Comparative Example 1, since the steel fibers are thermally conductive, there is little resistance to fire. And most of the compressive and flexural strengths were lost after the fire test.

단일 형상의 유기 섬유가 포함된 비교예 2에서는 미소한 균열이 발생하였을 뿐 박리와 폭열 현상은 거의 발생하지 않았지만, 본 발명의 실시예들과 비교해서는 크게 발생하였다. 또한 내화 실험후 압축 강도와 휨 강도가 크게 손실되었는데, 이는 동일한 형상의 유기 섬유들이 화재에 의해 융해되면서 시편 내부에 동일한 크기의 공극을 발생시킨 것에 기인한다.In Comparative Example 2 including a single-shaped organic fiber, only a slight crack was generated but delamination and thermal expansion were hardly generated, but were greatly occurred in comparison with the embodiments of the present invention. In addition, the compressive and flexural strengths were greatly lost after the fire test, due to the formation of the same sized voids in the specimen as the organic fibers of the same shape melted by the fire.

또한, 길이와 직경이 상이한 강 섬유와 유기 섬유가 0.04 체적% 포함된 비교 예 4에서는 섬유의 양이 충분하지 못하여 화재후 강도 저하가 크고, 균열과 폭열 현상이 발생하였다. 그리고 길이와 직경이 상이한 강 섬유와 유기 섬유가 5.6 체적% 포함된 비교예 5에서는 섬유의 양이 과다하여 섬유가 균등하게 퍼지지 못함으로 인해 내화 성능 효과가 크지 못하였다.In addition, in Comparative Example 4 containing 0.04% by volume of steel fibers and organic fibers having different lengths and diameters, the amount of fibers was not sufficient, resulting in a large drop in strength after fire, and cracking and thermal expansion. In Comparative Example 5, which contained 5.6% by volume of steel fibers and organic fibers having different lengths and diameters, the amount of fibers was excessive, and the fibers did not spread evenly.

반면, 본 발명의 실시예들에서 내화 실험후 시편에서 균열, 박리 및 폭열 현상이 발생하지 않았으며, 비교예들보다 압축 강도와 휨 강도의 감소폭이 적게 나타났다. 상기 결과로부터 본 발명의 실시예들이 비교예들보다 우수한 내화 성능이 발휘되는 것을 알 수 있다.On the other hand, in the embodiments of the present invention, after the fire resistance test, cracking, peeling, and thermal expansion did not occur in the specimen, and the decrease in the compressive strength and the flexural strength was less than that of the comparative examples. From the above results, it can be seen that the embodiments of the present invention exhibit better fire resistance than the comparative examples.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to

이와 같이 본 발명에 의한 모르타르, 콘크리트 및 숏크리트는 길이와 직경 중 적어도 하나가 상이한 이종의 강 섬유와 유기 섬유를 혼합함으로써 휨 강도와 휨 인성을 증가시켜 구조 성능을 높이고, 큰 균열과 미세 균열 모두를 억제하여 내구 성능을 높임과 아울러 유기 섬유 사용으로 내화 성능을 우수하게 확보한다. 따라서 본 발명에 의한 모르타르, 콘크리트 및 숏크리트는 구조 성능과 내구 성능 및 내화 성능 모두를 동시에 확보하는 효과를 갖는다.As described above, the mortar, concrete, and shotcrete according to the present invention increase the structural performance by increasing the flexural strength and the flexural toughness by mixing different types of steel fibers and organic fibers having different lengths and diameters, thereby improving both structural and large cracks and microcracks. By suppressing, durability performance is increased, and the use of organic fibers ensures excellent fire resistance. Therefore, mortar, concrete and shotcrete according to the present invention have the effect of securing both structural performance and durability and fire resistance at the same time.

Claims (11)

모르타르, 콘크리트 및 숏크리트로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 시멘트재에 있어서,In any cement material selected from the group consisting of mortar, concrete and shotcrete, 상기 시멘트재가 강 섬유들 및 상기 강 섬유들과 길이와 직경 중 적어도 하나가 상이한 유기 섬유들을 포함하며, 최대 100MPa의 압축 강도와 최대 10MPa의 휨 강도를 가지는 시멘트재.Wherein said cement material comprises steel fibers and organic fibers different in length and diameter from said steel fibers, said cement material having a compressive strength of up to 100 MPa and a flexural strength of up to 10 MPa. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 강 섬유들이 길이와 직경 중 적어도 하나가 상이한 강 섬유들로 이루어지는 시멘트재.A cement material comprising the steel fibers differing in at least one of length and diameter. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유기 섬유들이 길이와 직경 중 적어도 하나가 상이한 유기 섬유들로 이루어지는 시멘트재.A cement material comprising the organic fibers differing in at least one of a length and a diameter. 제1항 또는 제3항에 있어서,The method according to claim 1 or 3, 상기 유기 섬유들이 300℃ 이하의 융해점을 가지는 시멘트재.Cement material having a melting point of the organic fibers below 300 ℃. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 유기 섬유들이 폴리에틸렌을 포함하는 올레핀계 섬유, 나일론을 포함하는 폴리아미드계 섬유, 폴리아크릴 섬유, 폴리에스테르 섬유, 폴리프로필렌 섬유 및 폴리비닐알코올 섬유로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 섬유로 이루어지는 시멘트재.Cement material consisting of any one of the fibers selected from the group consisting of olefin fiber comprising polyethylene, polyamide fiber including nylon, polyacrylic fiber, polyester fiber, polypropylene fiber and polyvinyl alcohol fiber . 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 강 섬유들과 유기 섬유들이 1 내지 100mm의 길이와 0.01 내지 25mm의 직경을 가지는 콘크리트 또는 숏크리트.Concrete or shotcrete wherein the steel fibers and organic fibers have a length of 1 to 100 mm and a diameter of 0.01 to 25 mm. 모르타르, 콘크리트 및 숏크리트로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 시멘트재 조성물에 있어서,In any cement composition selected from the group consisting of mortar, concrete and shotcrete, 상기 시멘트재 조성물이 시멘트, 골재 입자들, 적어도 하나의 분산제, 물, 강 섬유들, 및 상기 강 섬유들과 길이와 직경 중 적어도 하나가 상이한 유기 섬유들을 포함하며, 상기 강 섬유들과 유기 섬유들을 시멘트재 조성물에 대하여 0.05 내지 5 체적%로 포함하는 시멘트재 조성물.The cement material composition includes cement, aggregate particles, at least one dispersant, water, steel fibers, and organic fibers different in length and diameter from the steel fibers, wherein the steel fibers and organic fibers A cement material composition comprising 0.05 to 5% by volume based on the cement material composition. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 강 섬유들이 길이와 직경 중 적어도 하나가 상이한 강 섬유들로 이루어지는 시멘트재 조성물.Wherein said steel fibers are comprised of steel fibers that differ in at least one of a length and a diameter. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 유기 섬유들이 길이와 직경 중 적어도 하나가 상이한 유기 섬유들로 이루어지는 시멘트재 조성물.A cement material composition, wherein the organic fibers are made of organic fibers different in at least one of a length and a diameter. 제7항 또는 제9항에 있어서,The method according to claim 7 or 9, 상기 유기 섬유들이 300℃ 미만의 융해점을 가지는 시멘트재 조성물.Cement material composition having a melting point of less than 300 ℃ the organic fibers. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 7 to 9, 상기 강 섬유들과 유기 섬유들이 1 내지 100mm의 길이와 0.01 내지 25mm의 직경을 가지는 시멘트재 조성물.The steel fibers and organic fibers have a length of 1 to 100mm and a diameter of 0.01 to 25mm.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009011480A1 (en) * 2007-07-18 2009-01-22 Daewoo Engineering & Construction Co., Ltd Fire- resistant concrete containing nylon and polypropylene fibers
KR100921406B1 (en) * 2009-02-27 2009-10-14 (주)대우건설 Fire-resistant concrete with high impact property
KR100945204B1 (en) * 2009-07-28 2010-03-03 주식회사 삼표 High-tensional non-explosion cement composite using complex fiber
KR101323773B1 (en) * 2011-08-01 2013-10-29 재단법인 포항산업과학연구원 Composition for shotcrete and method for manufacturing the same
KR101356380B1 (en) * 2012-02-22 2014-02-05 주식회사 포스코건설 CFT Concrete Composition For Fire Resisting Capacity
KR101360823B1 (en) * 2013-07-04 2014-02-12 주식회사 삼표산업 Grout-filled composition for precast slab track
CN106517942A (en) * 2016-11-07 2017-03-22 哈尔滨工程大学 Basalt and polypropylene hybrid fiber reinforced concrete and preparing method
CN109023578A (en) * 2017-06-08 2018-12-18 中国石油化工股份有限公司 Build reinforced polypropylene nitrile chopped strand and preparation method thereof

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009011480A1 (en) * 2007-07-18 2009-01-22 Daewoo Engineering & Construction Co., Ltd Fire- resistant concrete containing nylon and polypropylene fibers
KR100921406B1 (en) * 2009-02-27 2009-10-14 (주)대우건설 Fire-resistant concrete with high impact property
EP2223902A2 (en) 2009-02-27 2010-09-01 Daewoo Engineering&Construction Co., Ltd Fire-resistant concrete with high impact resistance
KR100945204B1 (en) * 2009-07-28 2010-03-03 주식회사 삼표 High-tensional non-explosion cement composite using complex fiber
KR101323773B1 (en) * 2011-08-01 2013-10-29 재단법인 포항산업과학연구원 Composition for shotcrete and method for manufacturing the same
KR101356380B1 (en) * 2012-02-22 2014-02-05 주식회사 포스코건설 CFT Concrete Composition For Fire Resisting Capacity
KR101360823B1 (en) * 2013-07-04 2014-02-12 주식회사 삼표산업 Grout-filled composition for precast slab track
CN106517942A (en) * 2016-11-07 2017-03-22 哈尔滨工程大学 Basalt and polypropylene hybrid fiber reinforced concrete and preparing method
CN109023578A (en) * 2017-06-08 2018-12-18 中国石油化工股份有限公司 Build reinforced polypropylene nitrile chopped strand and preparation method thereof

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