KR20100089136A - 탄소섬유와 유리섬유를 이용한 콘크리트 보강용 섬유보강재개발 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 콘크리트 구조물에 마련되어 콘크리트 구조물을 보강하는 콘크리트 보강용 섬유보강재에 관한 것으로서, 탄소섬유와 유리섬유의 체적비가 1 : 8 ~ 10 범위인 보강부가 폭 방향을 따라 일렬로 직조되고, 고정용 유리섬유가 상기 보강부에 대해 직교하는 방향으로 일렬로 직조되어 시트(sheet) 형상으로 제조되는 것을 특징으로 한다. 그리고 상기와 같이 직조된 섬유보강재의 연성거동을 증대시키기 위해서 연성이 우수한 에폭시를 접착제로 사용하고, 단부의 탈락을 방지하기 위해서 마름모꼴 모양의 전단키를 설치하는 것을 포함한다.

이에 의하여, 철근보다 가벼운 섬유를 사용하여 경량화를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 두 가지 이상의 섬유를 적절한 비율로 제조하고, 연성이 높은 접착제와 단부구속장치인 전단키를 이용해서, 선형 거동으로 인한 급격한 취성파괴를 방지하여 연성을 증대시킬 수 있다.

콘크리트 보, 섬유보강재, 연성에폭시, 전단키

Description

탄소섬유와 유리섬유를 이용한 콘크리트 보강용 섬유보강재 개발 {Developing fiber composites for reinforcing concrete structures using fibers made with carbon and glass fiber}

본 발명은, 섬유보강재 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보강공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 열화된 콘크리트 구조물의 내하력을 증대시켜 콘크리트 구조물의 성능을 향상시킬 수 있는 섬유보강재 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보강방법에 관한 것이다.

특히 본 발명은 파단 변형율이 약 3.0%인 유리섬유와 파단변형율이 약 1.5%인 탄소섬유을 적절한 비율로 혼합해서 직조함으로서 각각의 섬유가 가지고 있는 장점을 최대한 활용한 한 것으로, 특히 연성율을 증대시켜서, 과도한 하중이 가해지는 콘크리트 구조물에 개발된 섬유보강재를 적용하면, 구조물이 천천히 파괴됨으로서 구조물의 안전성을 증대 시킬 수 있다.

또한 본 발명은 섬유보강재의 연성 거동을 확보하기 위해서 섬유보강재의 개발과 더불어, 섬유보강재를 콘크리트 구조물에 부착하는 접착제을 개발하고, 접착제의 변형율을 증가시키므로서 섬유보강재의 연성거동을 증진시킨 것이다

특히 본 발명에서는 콘크리트 구조물에 과도한 하중 작용으로, 섬유보강재가 2 겹 이상 보강이 필요한 경우에는 첫 번째 겹은 전면에 보강하고, 두 번째 겹부터는 하중이 집중적으로 작용하는 부재의 중앙부에 첫 번째 겹의 보강면적에 1/2만 적용함으로서 섬유보강재의 보강량을 두 번째 보강부터는 반으로 줄이므로서 경제성을 2배 향상시킨 기술이다.

또한 섬유보강재의 부착력을 증진시키기 위해서 보강면의 단부에 사다리꼴 모양의 전단키를 설치하였다. 기존의 공법은 전단키를 설치하지 않고 부착함으로서, 최대하중이 가해지면, 단부에서부터 보강재가 탈락함으로서, 원래 보강재가 가지고 있는 인장응력을 충분히 발휘하지 못하는 단점을 지니고 있었으나, 본 발명에서는 단부에 전단키가 설치됨으로서, 보강한 섬유보강재가 단부에서 탈락하는 것을 방지함으로서 섬유보강재가 원래가지고 있는 인장응력을 최대한 발휘할 수 있도록 하였다.

일반적으로 콘크리트는 시멘트, 굵은골재, 잔골재, 혼화재 등으로 구성되어 있어 다른 건설자재(철근)와 달리 재료의 구성성분이 다양하며, 서로 다른 이질의 물성들이 서로 합쳐서 이루어져 있다. 그러므로 콘크리트의 품질은 구성재료의 품질과 밀접한 관계가 있으며, 배합비, 타설방법, 양생법에 따라 달라지게 된다.

품질이 좋은 콘크리트는 경제적이고, 반영구적이기 때문에 오래 전부터 건축 및 토목재료에 사용되고 있다. 그러나, 품질이 낮은 콘크리트를 생산하여 사용하거나, 외부의 열악한 환경에 콘크리트 구조물이 노출되었을 경우에는 콘크리트는 급속하게 파손된다.

한편, 최근 콘크리트구조물의 형태가 다양화되고 복잡해짐에 따라, 원래의 설계 하중보다 많은 하중이 가해지는 경우가 발생하게 되어 콘크리트 구조물의 강도를 향상시켜야 하는 경우가 종종 발생하는데, 특히 교량의 경우에는 차량이 대형화되면서 중차량에 견딜 수 있는 구조물이 요구됨으로써 성능 개선의 필요성이 절실히 요구되고있다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 과거에는 주로 철판을 이용한 보강공법을 많이 사용하였으나, 철판의 무게로 인해서 콘크리트 구조물의 자중이 증가하고, 시간이 지남에 따라 부식이 발행하여 미관상 보기에 좋지 않고, 환경오염의 원인이 되었다.

따라서, 최근 상기 문제점을 해결하기 위해, 철근에 비해 무게가 가볍고, 부식의 위험이 전혀 없는 섬유시트(유리섬유, 아라미드섬유, 탄소섬유, 바살트섬유 등)를 이용한 보강공법이 많이 적용되고 있다.

즉, 단일 섬유(유리섬유, 아라미드섬유, 탄소섬유, 바살트섬유 등 중 어느 하나)로 이루어진 섬유시트 보강재(10)를 콘크리트 구조물(3)의 보강부위에 접착제(5) 등을 이용하여 부착시키고 있다.

그러나, 종래의 섬유시트 보강재(10)는 철근과 다르게, 선형으로 거동하며, 변형율이 극히 제한적이어서 취성파괴를 하게 된다. 이러한 재료의 특성으로 인해, 콘크리트 구조물(3)에 하중이 과다하게 작용할 경우에 급속하게 파손되고, 보강면 단부에서 보강재가 탈락하면서, 콘크리트 구조물(3)의 안전성이 급격히 저하되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은, 철근보다 가벼운 섬유를 사용하여 경량화를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 두 가지 이상의 섬유를 적절한 비율로 혼합하여 제조함으로서 선형 거동으로 인한 급격한 취성파괴를 방지하여 연성을 증대시킬 수 있는 섬유보강재 및 접착제, 그리고 2 겹 이상의 섬유보강재를 적용시에 2 겹부터는 1겹 보강량의 1/2만 적용함으로서 경제성을 2배로 향상시킨 콘크리트 구조물의 보강공법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 섬유보강재(110)는 탄소섬유(111b)와 유리섬유(111a)의 체적비가 각각 1 : 8 ~ 10 범위인 주 보강재(111)가 길이 방향을 따라 빈틈없이 연이어서 일렬로 직조되고, 보강 방향의 섬유 간격 및 모양을 유지하기 위해서 고정용 유리섬유(112)가 상기 주 보강재에 대해 직교하는 방향으로 일렬로 직조되어 시트(sheet) 형상으로 제조되는 것을 특징으로 하고, 또한 고정용 유리섬유(112)가 주 보강재인 유리섬유(111a)와 탄소섬유(111b)에 약 1.0cm 간격으로 서로 교차하면서 직조됨으로서 보강 방향의 섬유(111)가 견고하게 모양을 유지하고, 일정한 방향 과 간격을 유지할 수 있도록 하는 역할을 하게 된다. 길이 방향의 섬유는 서로 빈틈없이 이어지는데, 직교하는 섬유와 지속적으로 일정한 간격으로 교차를 반복하면서 서로의 간격 및 모양을 유지하도록 만들어 진다. 따라서 주 보강재(111)와 고정용 유리섬유(112)가 견고하게 결합되고, 상기 섬유들은 길이 방향의 고정용 유리섬유(112)가 상기 주 보강재(111)에 대해 직교하는 방향으로 일렬로 직조되어 시트 형상으로 제조되는 것을 특징으로 한다.

이러한 모양으로 직조된 섬유는 주 보강재(111) 사이와 고정용 유리섬유(112) 사이에 일정한 틈새가 주어짐으로서, 이곳을 통해서 함침제인 접착제(5)가 골고루 섬유보강재(110)에 흡수되면서 양생되고, 유리섬유(111a)는 2,200Tex, 4,400Tex, 탄소섬유(111b)는 12K, 24K, 48K의 섬유들 중에서 선택적으로 사용함으로서 다양한 배합비를 갖는 섬유보강재(110)로 구성된다.

섬유보강재(110)의 연성을 확보하기 위해서는 섬유의 구성 및 배열뿐 아니라, 섬유보강재(110)를 보강부위에 접착하는 접착제의 물성치도 섬유보강재(110)의 연성에 중요한 영향을 미친다. 본 발명에서 사용한 접착제는 점도가 880cps이고, 부착강도가 14.2MPa, 인장강도가 49.5MPa인 에폭시로서 물성치가 우수하다.

도 3a에서 열화된 콘크리트 구조물에 하중(P)이 가해지면, 보(103)의 밑면에 휨모멘트가 발생하고, 보 하부에 설치된 철근의 부식으로 인하여 하중을 충분히 견디지 못함으로서 보강량을 늘리는 경우에는 1 겹(110) 혹은 2겹(110)을 보 밑면의 전단면을 감싸는 형식으로 보강을 하고 있다.

본 발명에서 개발된 섬유보강재(110)를 이용해서 손상된 콘크리트 구조물을 보강하는 공법의 공정 순서는, 첫 단계로 손상된 콘크리트 부위를 치핑해서, 약한 부위를 제거하고, 물 세척을 한 다음에, 보(103)의 밑면을 건조시키고, 콘크리트 보(103)와 섬유보강재(110)를 잘 부착시키기 위해서 프라이머(105)를 도포한 다 음에 접착제로 함침한 섬유보강재(110)를 콘크리트 보강면에 부착시킨 후에 일정한 기간동안 양생하는 순서로 공정이 이루어진다.

본 발명에서 개발된 섬유보강재는 파단변형율이 서로 다른 탄소섬유(111b)와 유리섬유(111a)의 체적비가 각각 1 : 8 ~ 10 범위인 주 보강재(111)가 길이 방향을 따라 빈틈없이 연이어서 일렬로 직조되고, 연성이 우수한 접착제를 이용해서 파괴시에 섬유보강재의 변형율이 높아지므로 구조적인 안전성을 갖는다. 특히 두 가지이상의 섬유를 적절한 비율로 제조함으로서 최대하중이 작용시에 선형거동에 의한 급격한 파괴를 방지하고, 연성적으로 파괴 될 수 있도록 함으로서 콘크리트 구조물 보강공법의 안전성을 높인 것이다.

또한 본 발명에서는 주 보강재(111)인 섬유보강재에서 직교 방향으로 직조된 유리섬유(112)는 교차점에 접착제를 부여하고, 열을 가해서 순간적으로 접착하게 함으로서 보강 방향의 섬유 올이 풀어지거나, 규칙적인 형태의 섬유보강재 모양이 변하는 것을 방지하게 된다. 따라서 일정한 양생기간 후에 강도를 유지 할 수 있도록 하였으며, 시공의 편리성을 위해서 섬유보강재(110)의 두께를 다양함으로서, 시공 현장에서 섬유보강재(110)의 시공성을 향상시킬 수 있다.

또한 1겹 보강시에는 보의 전단면을 섬유보강재(110)로 부착함으로서 부착길이가 충분히 확보 될 수 있도록 해서, 기존의 보강방법과 유사한 방법을 사용하지만, 2겹이상은 휨모멘트가 많이 걸리는 보의 단부에서 1/4 떨어진 중앙부위만 섬유보강재(110)로 보강함으로서 동일하게 2겹으로 보강하는 공법과 성능에는 차이가 없지 만, 재료비가 반으로 감소하고, 이에 따른 인건비가 감소함으로서 공사원가가 절감되고, 생산성이 향상된다. 그리고 공사기간이 줄어듬으로서 공기를 단축시키는 효과가 있다.

본 발명의 설명에 앞서, 설명의 편의상, 기존에 사용하고 있는 콘크리트 구조물의 보강공법에 대하여 간단히 설명하기로 한다.

1980년대 콘크리트 구조물의 내하력 부족에 대응하기 위한 보강공법은 강판접착공법이나, 외부프리스트레싱 공법과 같은 강재를 이용한 공법이었다. 그러나 이러한 공법들은 사하중이 증가하고, 상대적으로 낮은 강성, 부식발생, 보강구조물 주변의 손상 등과 같은 문제점을 가지고 있다. 따라서 1980년 후반부터 섬유시트(탄소섬유시트, 유리섬유시트, 아라미드섬유시트)를 이용한 콘크리트 구조물 보강공법이 선진국을 중심으로 상용화 되었고, 곧이어 국내에도 도입되었다. 섬유시트는 높은 강성과 탄성계수를 갖고 있기 때문에 콘크리트 보강재로서 매우 우수한 역학적 특성을 가지고 있다.

도 1은 손상을 입은 콘크리트 구조물 슬래브(3)에 프라이머 접착제(5)를 도포하고, 섬유보강재(10)로 보강한 도면으로, 하중이 가해지는 콘크리트 구조물에 외부로부터 열화인자가 친입하고, 시간이 지남에 따라서 콘크리트 내부의 철근들이 부식하면서 외부에서 작용하는 하중을 충분히 견디지 못 할 경우에 철근 대용으로 섬유보강재(10)를 부착해서 콘크리트 구조물이 원래의 기능을 발휘 할 수 있도록 하는 콘 크리트 슬래브 보강 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 발명의 적합한 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 콘크리트 구조물을 보강하기 위해 사용되는 섬유보강재(110)의 직조형태로서, 탄소섬유(111b)와 유리섬유(111a)의 비율이 1 : 8 ~ 10 이고,

도 3a는 콘크리트 구조물의 보(103)에 섬유보강재(110)를 부착해서 하중을 가하는 도면이며,

도 3b는 기존 접착제와 본 연구에서 개발한 접착제(105)를 이용해서 접착한 섬유보강재(110)의 하중-변형율 곡선이다.

상기 도면을 함께 참조하면, 본 발명에 따른 섬유보강재(110)는 주 보강재인 탄소섬유(111b)와 유리섬유(111a)의 비율이 1 : 8 ~ 10 이고, 주 보강재의 직교방향으로 주 보강재를 고정시키기 위해서 고정용 유리섬유(112)를 설치한 것으로 이루어진다 섬유보강재(110)를 콘크리트 보의 하면에 접착제(105)를 이용해서 부착시킨 후에 하중을 가해서 섬유보강재가 하중에 견디는 정도를 알아보기 위해서, 섬유보강재(110)로 보강된 콘크리트 보에 하중(P)을 순차적으로 높여서, 하중의 크기에 따라서 섬유보강재에 작용하는 변형율을 측정하고 예를 통해서 규명한 것이다. (도3b) 더불어 하중의 크기에 따라서 변하는 변형율의 크기는 사용하는 접착제(105)의 종류에 따라서 변하기 때문에, 본 발명을 통해서 개발한 접착제는 Bisphenol-A의 에폭시 레진과 폴리아미드마인 레진을 10 : 4 로 혼합해서 제조한 것으로서 점도가 880cps이고, 부착강도가 14.2MPa, 인장강도가 49.5MPa인 물리적인 특성을 지니고 있다. 본 발명에서 개발한 접착제(105)가 섬유보강재(110)의 변형에 미치는 영향을 알아보면, 기존에 한 가지 섬유만을 이용해서 직조한 섬유는 파단변형율이 0.0154이고, 본 발명에서 개발한 섬유보강재(110)의 탄소섬유와 유리섬유 비율이 1 : 8, 9, 10인 경우에 각각 파단변형율이 0.0211, 0.0230, 0.0242로서 기존 섬유보다 변형율이 큰것을 알수 있었다. 또한 본 발명에서 개발한 연성 접착제(105)는 기존 접착제와 달리, 하중이 지속적으로 가해지면, 약 0.015에서 탄소섬유(111b)가 파괴되면서, 변형율이 커지고, 약 0.021 ~ 0.024에서 마지막으로 유리섬유(111a)가 파괴되는 것을 알 수 있다[도3b]. 그러나 기존에 사용하고 있는 접착제는 탄소섬유와 유리섬유가 파괴되는 영역이 분명하지 않고, 변형율도 본 발명에서 개발한 탄소섬유(111b)와 유리섬유(111a)를 혼합해서 직조한 섬유보강재(110)에 보다 현저히 저하된다.

도 4a는 콘크리트 보에 차량이 통과하면서 하중이 가해지는 것을 개략적으로 도시한 도면이고,

도 4b 는 상기 도 4a에 도시된 보 하면에 섬유보강재를 1겹 보강한 도면이고,

도 4c 는 상기 도 4a에 도시된 보 하면에 섬유보강재를 1겹에 전단키로 보의 단부를 보강한 도면이고,

도 4d 는 상기 도 4a에 도시된 보 하면에 섬유보강재를 2겹 보강한 도면이고,

도 4e 는 상기 도 4a에 도시된 보 하면에 섬유보강재를 2겹에 전단키로 보의 단부를 보강한 도면이고,

도 4f 는 상기 도 4a에 도시된 보 하면에 섬유보강재를 1.5겹에 전단키로 보의 단부를 보강한 도면이다.

도 5 는 상기 도 4c,4e,4f에 도시된 전단키의 상세도이다.

상기도면을 함께 참조하면, 본 발명은 콘크리트 슬래브(103) 하부에 섬유보강재(110) 와 전단키(107)를 이용해서 보강하는 것으로, 보강량에 따라서 1 겹, 2겹 그리고 단부에 전단키(107)를 설치해서 슬래브에 가해지는 하중을 견디기 위한 것이다. 섬유보강재(110)는 상기에서 설명한 것과 같이 탄소섬유(111b)와 유리섬유(111a)로 구성되고, 전단키(107)는 보강 대상 구조물의 하부 단부에 마름모꼴 모양의 홈을 형성한 다음에 섬유보강재가 홈 내부를 통과한 후에 지름이 9~60mm인 섬유봉(109)을 삽입해서 교량에 하중이 가해지면 섬유보강재 와 콘크리트 계면사이에 탈락을 방지하기 위해서 설치한 것이다.

도 4a에서는 콘크리트 보(103) 위에 하중이 가해졌을 경우에 보의 거동 상태를 나타낸 것으로, 가해지는 하중이 증가함에 따라서 콘크리트 보(103)가 휘어져서 휨 모멘트가 발생하는 것을 알 수 있다. 즉 보(103)의 가운데 부위가 가장 많이 발생하고, 단부쪽으로 갈수록 휨 모멘트가 감소한다. 일반적으로 보를 보강할 경우에는 휨 모멘트가 작용하는 부위 보강이 대부분이므로, 휨 모멘트가 작용하는 부위에 섬 유보강재(110)를 부착하여 보강을 하게 된다.

본 발명에서는 도 4b 같이 1겹으로 보강시에는 보의 전단면에 부착을 함으로서 부착길이가 충분히 확보 될 수 있도록 하고, 2겹 이상은 휨 모멘트가 많이 걸리는 중앙부위에만 보강(도 4f)을 함으로서 본래의 성능에는 차이가 없지만, 재료비가 감소하고, 이에 따른 인건비가 절약됨으로서 공사원가를 절감하는데 효과가 큰 공법이다. 그리고 공사기간이 줄어듬으로서 공기를 단축시키는 효과가 있다.

섬유보강재(110)로 콘크리트 보(103)를 보강하는 경우에 단부(보의 양쪽 끝단)에 정착장치를 하지 않으면 계면에서 발생하는 국부응력으로 인하여 계면이 탈락하는 경우가 자주 발생한다. 따라서 오래전부터 하중재하시 섬유보강재의 탈락을 방지하기 위해서 U자 형 보강이나, 앵커를 이용하여 보강하는 단부보강장치가 개발되어 사용되고 있다. 그러나 본 발명에서는 기존에 소개되지 않은 전단키(107)를 이용하여 부착력을 향상시킨 공법을 개발하였다. 도 5는 보에 전단키를 설치한 도면으로서 보의 하단(섬유가 부착되는 부분)에 다양한 크기(전단키의 크기는 섬유봉의 크기에 따라 결정됨)의 전단키(107)를 보의 가로방향을 따라서 홈을 만든 다음에 섬유봉(109)을 홈에 삽입함으로서, 보에 하중이 작용 할 때 섬유보강재(110)가 충분한 인장강도를 발휘하도록 하는 방법이다. 하중재하시 이 섬유봉(109)과 홈이 전단키(107) 역활을 해서 부착된 섬유보강재(110)가 계면을 따라서 탈락하는 것을 방지하는 공법이다. 전단키(107)는 도 5에서와 같이 단부에 설치하고 섬유보강재 홈 안으로 충분히 말려서 섬유봉(109)과 밀착됨으로서 계면 탈락을 방지하는 역활을 하게 된다.

도 6은 실시 예를 보여주는 것으로 섬유보강재를 1겹, 2겹으로 보강한 보(103)에 전단키(107)를 설치한 것과 미설치한 것을 비교하여 시험을 수행한 결과이다. 도 6에서와 같이 무보강한 보(도 4a)보다 탄소섬유로 보강한 보(도 4b)가 지지력이 높은 것을 알 수 있으며, 전단키(107)를 설치한 보(도 4c)의 보강효과 더 우수한 것을 알 수 있다. 2겹으로 보강한 보(도 4d)가 1겹으로 보강한 보(도 4b)에 비하여 보강효과가 우수하지만, 전단키(107)를 설치한 2겹 보강 보(도 4e)가 보강효과가 높은 것을 보여준다. 그리고 두번째 겹 보강부터는 첫 번째 섬유보강재의 하면중에서 휨모멘트가 가장 많이 작용하는 보의 단부에서 1/4 떨어진 중앙부에 부착해서 한 겹 반(1.5겹)으로 보강하고 전단키(107)로 보강한 보(도 4f)는 도 4e와 유사한 성능을 발휘함으로서 보의 중앙을 0.5겹으로 보강하는 것이 1겹으로 보강하는 것과 동등하고, 전단키(107)의 설치는 계면 탈락을 방지하고, 내하력을 증진시키는 역할을 하는 것을 알 수 있다.

도 7은 시공순서를 도시한 것으로 섬유부착공법은 다른 공법에 비하여 시공성 및 경제성이 우수하여 근래에 들어와서 많이 사용하고 있으며, 보강성능이 우수한 것으로 알려져 있다. 시공순서는 보강을 필요로 하는 부위에 치핑, 물세척을 이용해서 표면을 깨끗하게 정리하고, 열화된 콘크리트 부위는 제거하여 표면이 충분히 부착력을 확보 할 수 있도록 조치하고 동시에 섬유보강재를 보강부위의 크기에 적절하게 재단한다. 그 다음에 단부에 마름모꼴 모양의 홈을 설치해서 전단키(107)를 생성하고, 콘크리트 표면이 적절한 부착력을 확보하기 위해서 프라이머를 도포한 후에 보강이 필요한 부위에 섬유보강재(110)를 부착하게 된다.

도 1은 손상을 입은 콘크리트 구조물 슬래브

도 2는 콘크리트 구조물을 보강하기 위해 사용되는 섬유보강재

도 3a는 콘크리트 구조물의 보에 섬유보강재를 부착해서 하중을 가하는 도면

도 3b는 섬유보강재(110)의 하중-변형율 곡선도면

도 4a는 콘크리트 보에 차량이 통과하면서 하중이 가해지는 것을 도시한 도면

도 4b 는 상기 도 4a 도시된 보 하면에 섬유보강재를 1겹 보강한 도면

도 4c 는 상기 도 4a에 도시된 보 하면에 섬유보강재를 1겹에 전단키로 보의 단부를 보강한 도면

도 4d 는 상기 도 4a에 도시된 보 하면에 섬유보강재를 2겹 보강한 도면

도 4e 는 상기 도 4a에 도시된 보 하면에 섬유보강재를 2겹에 전단키로 보의 단부를 보강한 도면

도 4f 는 상기 도 4a에 도시된 보 하면에 섬유보강재를 1.5겹에 전단키로 보의 단부를 보강한 도면

도 5 는 상기 도 4c,4e,4f 도시된 전단키의 상세도

도 6은 실시 예를 보여주는 도면

도 7은 섬유보강재 시공 순서도이다

Claims (5)

1. 콘크리트 구조물에 마련되어 콘크리트 구조물을 보강하는 섬유보강재(110)에 있어서,

   탄소섬유 와 유리섬유의 체적비가 1 : 8 ~ 10 범위인 주 보강재(111)가 폭 방향을 따라 일렬로 직조되고, 유리섬유(112)로 이루어진 고정용 섬유가 상기 주 보강재에 대해 직교하는 방향으로 일렬로 직조되어 시트(sheet) 형상으로 제조되는 것을 특징으로 하는 섬유보강재.
2. 청구 제1항에 있어서,

   섬유보강재(110)를 접착하는 접착제(105) 수지의 구성은 비스페놀-A의 엑폭시 레진과 폴리아미드마인 레진을 10 : 4 로 혼합해서 제조한 것으로서 점도가 880cps이고, 부착강도가 14.2MPa, 인장강도가 49.5MPa인 물리적인 특성 갖는 접착제.
3. 보강이 필요한 콘크리트 보에 섬유보강재(110)를 설치하는데 있어서,

   콘크리트 보 하면에 섬유보강재를 부착하고, 보의 단부에 마름모꼴 모양의 홈을 설치하고, 섬유봉(107)을 삽입해서 섬유보강재(110)의 탈락을 방지하는 전단키(107) 설치
4. 청구 제3항에 있어서,

   2 겹 이상의 섬유보강재로 콘크리트 보를 보강하는 경우에 두 번째 겹 보강부터는 첫 번째 섬유보강재(110)의 하면중에서 휨모멘트가 가장 많이 작용하는 보의 단부에서 1/4 떨어진 중앙부에 섬유보강재를 부착해서 2겹 대신 1.5겹으로 보강하는 공법.
5. 청구항 제 1항과 3항에 있어서,

   보강을 필요로 하는 부위에 치핑, 물세척을 이용해서 표면을 깨끗하게 정리하고, 단부에 마름모꼴 모양의 홈을 설치해서 전단키(107)를 생성한 후에 콘크리트 표면이 적절한 부착력을 확보할 수 있도록, 프라이머(105)를 도포하고, 보강이 필요한 부위에 섬유보강재(110)를 부착 하는 공정으로 이루어지는 공법

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