KR20160109861A - 콘크리트 섬유보강재 및 이 콘크리트 섬유보강재의 제조방법 - Google Patents

Abstract

콘크리트 섬유보강재의 제조방법을 개시한다.
이러한 콘크리트 섬유보강재의 제조방법은, 섬유보강재 제조용 천연섬유원사들이 서로 겹쳐진 배열을 이루는 상태로 다발(BUNDLE)형의 섬유보강재를 형성하는 공정과, 다발형의 섬유보강재 내측에 무게를 부여하기 위한 심재부를 형성하는 공정을 포함한다.

Description

콘크리트 섬유보강재 및 이 콘크리트 섬유보강재의 제조방법{A FIBER REINFORCEMENT AND A METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 콘크리트 섬유보강재 및 이 콘크리트 섬유보강재의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 섬유보강재는 콘크리트 시멘트 조성물에 혼합되어 콘크리트 구조물의 물성(物性) 특성을 보강하기 위한 목적으로 사용된다.

섬유보강재에 의한 안정적인 보강 기능을 확보하려면, 콘크리트 시멘트 조성물과 혼합시 균일하게 혼합 분포될 수 있는 분산성(分散性)을 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.

근래에는 분산성을 확보하면서 제조 비용도 줄이고 제조 공정도 단순화 할 수 있도록 천연섬유원사(예: 麻 섬유원사)를 다발(BUNDLE) 형태로 묶어서 섬유보강재를 제조하는 방법들이 제시되고 있으며, 이와 부합하는 천연섬유보강재의 제조방법으로는 "특허등록 제10-1253316호."가 있다.

하지만, 상기 특허등록 제10-1253316호와 같이 마(麻) 섬유원사를 사용하면, 일반 합성섬유계 원료와 비교할 때 제조 비용(재료비)을 줄일 수 있지만, 콘크리트 시멘트 조성물과 혼합시 분산성 측면에서는 만족할 만한 효과를 기대하기 어렵다.

즉, 마 섬유원사는 물과 혼합될 때 물 위에 뜨는 특성이 있으므로 통상의 방법으로 콘크리트 시멘트 조성물과 혼합될 때 마 섬유원사들이 물 위에 떠서 콘크리트 시멘트 조성물 중에 불균일하게 분포되는 분산 상태로 혼합되는 문제가 빈번하게 발생할 수 있다.

그러므로, 마 섬유원사가 갖는 분산성 문제를 개선하지 않고서는 섬유보강재의 안정적인 보강 기능을 기대할 수 없다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서,

본 발명의 목적은, 제조 비용을 절감하면서 만족할 만한 분산성(分散性)도 확보할 수 있는 콘크리트 섬유보강재 및 이 콘크리트 섬유보강재의 제조방법을 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 실현하기 위하여,

섬유보강재 제조용 천연섬유원사들이 서로 겹쳐진 배열을 이루는 상태로 다발(BUNDLE)형의 섬유보강재를 형성하는 공정;

다발형의 섬유보강재 내측에 무게를 부여하기 위한 심재부를 형성하는 공정;

을 포함하는 콘크리트 섬유보강재의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 콘크리트 섬유보강재의 제조방법으로 제조된 콘크리트 섬유보강재를 제공한다.

본 발명은, 섬유보강재 제조용 천연섬유원사들이 다발형을 이루도록 형성한 다음, 무게를 부여하기 위한 심재부를 형성하는 방식으로 콘크리트 섬유보강재를 제조할 수 있다.

특히, 다발형의 섬유보강재 측에 무게를 부여하기 위한 심재부를 형성하면, 콘크리트 시멘트 조성물과 혼합시 섬유보강재들이 물에 뜨면서 불균일하게 분포되는 현상을 억제하여 천연섬유원사들의 분산성(分散性)을 안정적으로 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 콘크리트 섬유보강재 제조방법의 제조공정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 7은 도 1의 제조공정들을 세부적으로 설명하기 위한 도면들이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다.

본 발명의 실시 예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자들이 본 발명의 실시가 가능한 범위 내에서 설명된다.

따라서, 본 발명의 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있는 것이므로 본 발명의 특허청구범위는 아래에서 설명하는 실시 예들로 인하여 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 콘크리트 섬유보강재 제조방법의 제조공정을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2 내지 도 7은 도 1의 제조공정들을 세부적으로 설명하기 위한 도면들로서, 도 1의 도면 부호 S1은 다발형 섬유보강재를 형성하는 공정을 지칭한다.

다발형 섬유보강재를 형성하는 공정(S1)은 도 2에서와 같이 여러 가닥의 천연섬유원사(4)들이 서로 겹쳐지게 배치된 상태에서 이들을 서로 결속하는 방식으로 진행된다.

천연섬유원사(4)는 천연 마(麻)의 속껍질로부터 추출한 낱실 형태의 마 섬유원사를 사용할 수 있다.

특히 마 섬유원사는 일반 합성섬유원사와 비교할 때 재료비가 저렴할 뿐만 아니라, 표면이 거칠어서 만족할 만한 보강 기능(부착력, 결속력)을 확보할 수 있다.

즉, 천연섬유원사(4)들을 서로 결속하는 작업은 예를 들어, 도 3에서와 같이 서로 겹쳐지게 배치된 천연섬유원사(4)들을 향하여 스프레이 건(P)으로 결속제(W)를 분무하는 방식으로 진행할 수 있다.

결속제(W)는 수용성(水溶性) 용액 중에서 점착력을 갖는 용액을 선정하여 사용할 수 있다.

그러면, 천연섬유원사(4)들 사이사이를 결속제(W)의 점착력으로 잡아줄 수 있고, 물과 접촉시에는 수용성 특성에 의해 결속제(W)가 물에 녹아서 천연섬유원사(W)들의 결속력이 해제될 수 있는 결속 상태를 이룰 수 있다.

특히 결속 작업은 도 4에서와 같이 여러 가닥의 천연섬유원사(4)들이 대략 원형의 둘레를 이루도록 겹쳐진 상태일 때 둘레부 측에 배치되는 천연섬유원사(4)들만 결속제(W)에 의해 결속될 수 있는 상태로 작업을 진행할 수 있다.

그러면, 둘레부 내측에 위치되는 천연섬유원사(4)들은 비(非) 결속 상태가 되므로 분산성(分散性)을 한층 더 높일 수 있는 다발(BUNDLE)형의 결속 구조를 이룰 수 있다.

그리고, 다발형을 이루도록 천연섬유원사(4)들을 결속한 후에는, 도면에는 나타내지 않았지만, 별도의 컷팅용 도구(예: 나이프)를 이용하여 요구되는 보강재 길이와 부합하도록 일정 길이로 절단한다.

이와 같이 결속 및 절단 작업을 진행하여 도 5에서와 같은 다발형의 섬유보강재(2)를 형성할 수 있다.

다발형의 섬유보강재(2)는 대략 직경이 1mm 내지 15mm이고, 길이가 2mm 내지 40mm의 크기를 갖는 원통의 다발형을 이루는 상태로 형성할 수 있다.

다음으로 도 1의 공정 중에서 심재부를 형성하는 공정(S2)을 진행한다.

심재부를 형성하는 공정(S2)은 다발형의 섬유보강재(2)가 물에 원활하게 잠길 수 있는 구조를 부여하기 위한 것이다.

심재부를 형성하는 공정(S2)은 도 6에서와 같이 다발형의 섬유보강재(2) 내측에 심재(H)를 끼워서 셋팅하는 방식으로 진행할 수 있다.

심재(H)는 물보다 비중(比重)이 큰 금속이나 합성수지 심재를 사용할 수 있으며, 특히 물에 담겨질 때 원활하게 가라않을 수 있는 크기의 비중을 갖는 재질 중에서 선정하여 사용할 수 있다.

즉, 도 6에서와 같이 다발형의 섬유보강재(2) 내측(중심부)에 심재(H)를 끼워 넣어서 도 7에서와 같이 다발형의 섬유보강재(2)가 심재부(6)를 갖도록 형성할 수 있다.

이와 같이 심재부(6)를 형성하면, 특히 물에 뜨는 천연섬유원사(4)들로 이루어지는 다발형의 섬유보강재(2)를 콘크리트 시멘트 조성물과 혼합할 때 다발형의 섬유보강재(2)가 물에 가라앉은 상태로 원활하게 혼합이 이루어질 수 있다.

그러므로, 다발형의 섬유보강재(2)를 이루는 여러 가닥의 천연섬유원사(4)들이 콘크리트 시멘트 조성물 중에 더욱 균일하게 분포된 상태로 혼합될 수 있는 분산성(分散性)을 확보할 수 있다.

그리고, 심재부를 형성하는 공정(S2)은 도 6에서와 같이 다발형의 섬유보강재(2) 측에 심재(H)를 셋팅하기 전에, 심재(H)의 외부면에 결속제(W, 예: 수용성 용액)를 도포한 상태로 셋팅할 수 있다.

그러면, 심재(H)가 다발형의 섬유보강재(2) 내측에서 결속제(W)의 점착력에 의해 안정적인 끼움 상태를 유지할 수 있으므로 예를 들어, 다발형의 섬유보강재(2)를 보관 또는 운반할 때 심재(H)의 셋팅 안정성을 높일 수 있다.

따라서, 상기와 같은 제조 공정들을 거치면서 도 7에서와 같이 여러 가닥의 천연섬유원사(4)들이 서로 겹쳐진 상태로 배치되고, 내측에 심재부(6)가 형성된 다발형의 섬유보강재(2)를 제조할 수 있다.

이러한 다발형의 섬유보강재(2) 구조에 의하면, 마(麻) 섬유원사를 천연섬유원사(4)로 사용하여 재료비를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 특히 심재부(6)를 구비하여 콘크리트 시멘트 조성물과 혼합 작업시 물에 뜨지 않고 가라않아서 균일하게 분포된 상태로 혼합이 이루어질 수 있으므로 만족할 만한 분산성(分散性)도 확보할 수 있다.

2: 다발형의 섬유보강재 4: 천연섬유원사 6: 심재부
P: 스프레이 건 W: 결속제 H: 심재

Claims (11)

1. a) 섬유보강재 제조용 천연섬유원사들이 서로 겹쳐진 배열을 이루는 상태로 다발(BUNDLE)형의 섬유보강재를 형성하는 공정;
   b) 다발형의 섬유보강재 내측에 무게를 부여하기 위한 심재부를 형성하는 공정;
   을 포함하는 콘크리트 섬유보강재의 제조방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 공정 a)는,
   상기 섬유보강재 제조용 천연섬유원사들이 서로 평행하게 겹쳐진 상태에서 상기 섬유보강재 제조용 천연섬유원사들을 향하여 결속제를 분무하거나 도포하여 다발형을 이루는 결속 상태로 다발형의 섬유보강재를 형성하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 섬유보강재의 제조방법.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 공정 a)는,
   점착력을 갖는 수용성 용액을 상기 결속제로 사용하는 콘크리트 섬유보강재의 제조방법.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 공정 a)는,
   상기 섬유보강재 제조용 천연섬유원사들이 서로 평행하게 겹쳐진 상태에서 이들의 둘레부는 결속되고, 둘레부 내측은 비(非) 결속 상태가 되도록 결속 작업을 진행하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 섬유보강재의 제조방법.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 공정 a)는,
   마(麻) 섬유원사를 상기 섬유보강재 제조용 천연섬유원사로 사용하는 콘크리트 섬유보강재의 제조방법.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 공정 a)는,
   상기 섬유보강재 제조용 천연섬유원사들이 다발형을 이루도록 결속한 상태에서 일정 길이로 절단하여 보강재 둘레부 직경이 1mm 내지 15mm이고, 보강재 길이가 2mm 내지 40mm의 크기를 갖는 원통의 다발형 섬유보강재를 형성하는 콘크리트 섬유보강재의 제조방법.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 공정 b)는,
   상기 다발형의 섬유보강재 내측에 심재를 끼워서 심재부를 형성하는 콘크리트 섬유보강재의 제조방법.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 공정 b)는,
   물보다 비중(比重)이 큰 금속재나 합성수지재를 상기 심재로 사용하는 콘크리트 섬유보강재의 제조방법.
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 공정 b)는,
   상기 심재 외부면에 결속제가 묻혀진 상태로 상기 다발형의 섬유보강재 내측에 상기 심재를 끼우는 상태로 작업을 진행하는 콘크리트 섬유보강재의 제조방법.
10. 청구항 1의 콘크리트 섬유보강재의 제조방법을 통해서 제조된 콘크리트 섬유보강재.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 콘크리트 섬유보강재는,
    여러 가닥의 천연섬유원사들이 서로 평행하게 겹쳐져서 원통의 다발형을 이루는 결속 상태로 형성되는 콘크리트 섬유보강재.

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