KR20160125398A

KR20160125398A - 기능성 덮개를 구비한 강화 제방 구조물을 위한 강화 안정화 스트립

Info

Publication number: KR20160125398A
Application number: KR1020167023229A
Authority: KR
Inventors: 카코 나이트-알리; 니콜라스 프라이탁
Original assignee: 테르 아르메 엠떼르나시오날
Priority date: 2014-01-27
Filing date: 2014-12-30
Publication date: 2016-10-31
Also published as: CN106133246A; EP3099860B1; PL3099860T3; DK3099860T3; JP2017505865A; ES2670605T3; WO2015110725A1; EP3099860A1; US20170009420A1; FR3016904A1; FR3016904B1

Abstract

본 발명은 긴 강화 섬유(12) 및 긴 강화 섬유(12)를 둘러싸거나 에워싸는 세로 덮개(11)를 포함하는 강화 제방 구조물을 위한 강화 안정화 스트립(1)에 관한 것이며, 덮개(11)는 기능성 폴리올레핀을 포함하는 기능성 폴리머 재료(111)로 적어도 부분적으로 구성된다. 본 발명은 또한 이런 안정화 스트립(1)을 포함하는 가화 제방 구조물(1) 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

기능성 덮개를 구비한 강화 제방 구조물을 위한 강화 안정화 스트립{Reinforced Stabilisation Strip for Reinforced Embankment Structures, with a Functionalised Casing}

본 발명은 지지벽을 건설하기 위한 지면의 강화의 기술 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 강화되고 지지벽을 건설하기 위한 강화 흙 또는 강화 토양으로 제조된 구조물에 사용될 수 있는 지오스트립(geostrip)으로도 불리는 안정화 스트립에 관한 것이다.

강화 제방 구조물은 제방, 단장면 및 단장면에 연결되거나 되지 않은 강화재를 포함한다.

제방은 모래, 자갈, 미세 토양, 분쇄된 돌, 빌딩 또는 토목공학 구조물의 파괴에 의한 재료와 같은 재생 재료, 석회 또는 시멘트와 같은 산업용 잔류물 또는 접합제로부터 적어도 하나의 재료를 포함할 수 있는 혼합물 또는 조립물로 구성된다.

단장면은 지지벽의 전면, 즉, 보이지 않는 면을 덮음으로써 심미적 외관 및 부식에 대한 구조물의 안정성을 제공한다. 단장면은 주로 슬라브 또는 블럭 형태로, 나란히 놓인 미리 조립된 콘크리트 요소를 사용하여 주로 제조된다. 단장면은 또한 금속 용접 격자 패널 또는 우븐 금속 와이어로 제조된 돌망태로 이루어질 수 있다.

강화재는 금속(및 더욱 구체적으로 아연도금강) 및 합성 재료와 같은 다양한 재료로 제조될 수 있다. 이들은 제방 내에 분산되며 밀도는 구조물에 가해질 수 있는 스트레스에 의존하며, 모래에 의한 추력은 제방과 강화재 사이의 마찰에 의해 흡수된다.

대부분의 경우에, 강화재는 대략 3m 내지 10m의 길이를 가진 안정화 스트립 형태로 제공되나, 더 짧거나 긴 스트립이 사용될 수 있다. 스트립의 폭은 일반적으로 4cm 내지 10cm이나, 10cm 또는 25cm 또는 그 이상의 범위의 폭을 가진 스트립을 사용하는 것도 가능하다. 두께는, 예를 들어, 대략 1mm로부터 수 센티미터까지 변하며 일반적으로 1mm 내지 6mm이다. 이런 안정화 스트립은 제방 내에 힘을 전달하여, 힘을 분산시킨다.

특히, 안정화 스트립 및 안정화 스트립이 놓이는 제방 사이에 힘을 전달하는 것이 필수적이다. 또한, 안정화 스트립이 전체 길이에 걸쳐 힘을 전달할 수 있는 것이 바람직하다.

당업자에게 공지된 한 해결책은 마찰에 의해 제방과 상호작용하는 세로 덮개를 포함하는 안정화 스트립을 사용하는 것에 있다. 안정화 스트립은 또한 서로 평행하게 세로로 배열되고 중앙부가 덮개 내부에 삽입되어 인장 강도를 강화시키는 한 세트의 섬유로 구성된 강화재를 포함한다. 덮개는 일반적으로 폴리에틸렌 및 폴리에스터 섬유로 제조된다. 필요할 때, 스트립과 제방 사이에 마찰 저항을 증가시키기 위한 당업자에게 공지된 해결책은 세로 덮개에 강화 섬유를 포함하는 중앙부 및 돌출하는 측면부를 제공하여 제방을 구성하는 알갱이와 더 잘 상호작용시키는 것에 있다.

폴리에스터 섬유는 주변 알칼리성에 민감해지는 단점을 가지며 이를 포함하는 안정화 스트립이 예를 들어 염기성 토양에 사용될 때 분해될 수 있다. 이것은 예를 들어 작업성 및/또는 안정성을 개선하기 위해 석회 또는 수경성 접합제로 처리된 미세 토양에 의한 경우이다.

따라서 제방의 성질에 매우 민감하지 않은 다른 형태의 섬유; 예를 들어, 폴리바이닐 알코올 섬유를 사용하는 것이 유리하다.

본 발명자들은 폴리에틸렌 덮개 및 한 세트의 폴리바이닐 알코올 섬유로 구성된 강화재를 포함하는 안정화 스트립을 제조하려고 시도하였다.

강한 제방 제한하에서, 이런 안정화 스트립과 제방 사이의 접착 테스트 동안, 스트립이 완결성을 유지해야 하는 덮개 내에서 섬유가 미끄러지며 스트립이 둘러싸는 제방에 대해 미끄러지는 것이 발생하였다. 이로부터 폴리에틸렌 덮개 및 폴리바이닐 알코올 섬유 사이의 화학적 결합의 부존재가 섬유와 덮개 사이에 불충분한 접착 강도를 생기게 하였다는 것을 결론내렸다.

본 발명은 따라서 상기 종래 기술의 단점을 극복하려고 한다. 특히, 본 발명은 환경에 민감하지 않으며(및 바람직하게는 다양한 형태의 제방에 사용될 수 있는) 높은 인장 강도를 가진 안정화 스트립을 제조하는 것을 가능하게 하며 이의 기계적 특성을 신뢰할 수 있게 측정할 수 있게 하려고 한다.

이런 목적을 위해, 본 발명은 긴 강화 섬유 및 긴 강화 섬유를 둘러싸거나 에워싸는 세로 덮개를 포함하는 강화 제방 구조물을 위한 강화 안정화 스트립을 제공하며, 덮개는 기능성 폴리올레핀을 포함하는 기능성 폴리머 재료로 적어도 부분적으로 제조된다.

폴리올레핀 기능성화는 작용기를 가진 덮개의 기능성 폴리머 재료를 제공하는 것이 가능하며 작용기에 의해 강화 섬유의 재료는 반응할 수 있어서, 강화 섬유와 덮개 사이의 접착력을 증가시킴으로써 이의 분리를 예방하는 강화 섬유와 덮개 사이의 결합을 형성한다.

다른 선택적 및 비-제한적 특징은 아래에 제공된다.

기능성 폴리올레핀은 유리하게는 0.01중량% 내지 45중량% 기능성화를 포함한다.

기능성 폴리올레핀 재료는 비-기능성 폴리머 및 기능성 폴리올레핀의 혼합물을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 비-기능성 폴리머는 비-기능성 폴리올레핀이다. 바람직하게는, 비-기능성 폴리올레핀은 비-기능성 폴리에틸렌, 더 바람직하게는 비-기능성 선형 저-밀도 폴리에틸렌이다. 기능성 폴리올레핀 및 비-기능성 폴리머의 질량비는 1:9 및 10:0이다.

기능성 폴리머 재료는 유리하게는 강화 섬유와 접촉할 때 최대이며 강화 섬유로부터 점차적으로 떨어져 감소하는 기능성화 구배(functionalisation gradient)를 가진다.

본 발명의 한 특정 실시태양에서, 기능성 폴리올레핀은 모노- 또는 다이-카복실산 무수물로부터 선택된 작용기를 가진 화학 원소에 의해 치환되거나 그 위에 화학 원소가 접합된 폴리올레핀이다. 바람직하게는, 화학 원소는 말레산 무수물 또는 프탈산 무수물 그룹 또는 아크릴산이다.

덮개는 기능성 폴리머 재료를 둘러싸거나 에워싸는 비-기능성 지역을 더 포함할 수 있다. 이런 비-기능성 지역은 비-기능성 폴리머, 예를 들어, 기능성 폴리머 재료를 형성하는 혼합물의 동일한 비-기능성 폴리머 또는 기타이다.

강화 섬유는 유리하게는 폴리바이닐 알코올, 폴리에스터, 실리카 유리, 선형 또는 방향족 폴리아마이드 및 금속으로부터 선택된 재료로 제조된다. 강화 섬유는 쓰레드(threads), 스트랜드(strands) 또는 코드(cords) 형태일 수 있다; 이런 쓰레드, 스트랜드 또는 코드는 방적되거나(spun) 직조될 수 있다(woven).

덮개는 강화 섬유가 없고 벤 자리(notches)를 가진 적어도 하나의 세로 가장자리를 포함할 수 있다.

안정화 스트립은 서로 결합된 2개의 세로 말단을 가져서, 루프 형태를 채택할 수 있다.

본 발명은 또한 상기한 대로 안정화 스트립으로 적어도 부분적으로 제조된 안정화 층을 제안한다. 이런 안정화 층은 안정화 스트립(1)으로 구성된 날실과 씨실에 의해 형성된 지오그리드 형태일 수 있고, 날실과 씨실은 직조되거나 다른 것 위에 겹쳐진다. 날실과 씨실의 안정화 스트립은 열 용접 또는 접착제 결합에 의해 특정 교차점에서 연결된다.

본 발명은 또한 다음을 포함하는 강화 제방 구조물을 제안한다:

- 충전제; 및

- 상기한 대로 적어도 하나의 안정화 스트립, 및/또는 상기한 대로 적어도 하나의 안정화 층, 적어도 하나의 안정화 스트립 및/또는 상기 적어도 하나의 안정화 층은 제방에 하나 이상의 평면상에 실질적으로 수평으로 배치된다.

이런 강화 제방 구조물은 단장면 및 안정화 스트립 및/또는 안정화 층의 적어도 일부를 단장면에 연결하기 위한 커넥터를 더 포함할 수 있다. 이런 커넥터는 또한 안정화 스트립, 특히 루프 형태를 가진 안정화 스트립에 의해 형성될 수 있다.

마지막으로, 본 발명은 상기한 대로 안정화 스트립을 제조하기 위한 방법을 제공하며, 상기 방법은 다음 단계를 포함한다:

- 기능성 폴리머 재료를 적어도 작용기의 활성화 온도로 가열하는 단계;

- 강화 섬유 주위에 기능성 폴리머 재료를 형성하여 강화 섬유를 둘러싸거나 에워싸는 덮개를 형성하는 단계.

상기 방법은 강화 섬유를 당기는 단계를 더 포함할 수 있고 기능성 폴리머 재료를 형성하는 단계는 강화 섬유 주위에 기능성 폴리머 재료를 압출함으로써 실행될 수 있다.

상기 방법은 또한 비-기능성 폴리머를 가열하는 단계 및 강화 섬유를 당기는 단계를 포함할 수 있다;

기능성 폴리머 재료를 형성하는 단계는 강화 섬유 주위에 기능성 폴리머 재료 및 기능성 폴리머 재료 주위에 비-기능성 폴리머를 공동 압출하여 기능성 폴리머 재료를 둘러싸거나 에워싸는 덮개의 비-기능성 지역을 형성함으로써 실행된다.

강화 섬유를 당기는 단계는 유리하게는 덮개가 압출되면서 실행된다.

본 발명의 내용 중에 포함되어 있다.

다른 목적, 특징 및 이점은 예로서 비-제한적으로 제공된 도면을 참조하여 다음 상세한 설명을 읽음으로써 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 안정화 스트립의 개략적 예시이며, 이의 덮개는 완전히 기능성 폴리머 재료로 제조된다;
도 2는 본 발명에 따른 안정화 스트립의 개략적 예시이며, 이의 덮개는 기능성 폴리머 재료를 둘러싸거나 에워싸는 비-기능성 지역을 포함한다;
도 3은 본 발명에 따른 안정화 스트립의 개략적 예시이며, 이의 덮개는 완전히 기능성 폴리머 재료로 만들어지며 벤 자리를 가진다;
도 4는 본 발명에 따른 안정화 스트립의 개략적 예시이며, 이의 덮개는 기능성 폴리머 재료를 둘러싸거나 에워싸는 비-기능성 지역을 포함하며 벤 자리를 가진다;
도 5는 안정화 스트립으로 제조된 날실 및 서로 위에 놓인 안정화 스트립의 씨실을 포함하는 안정화 층의 개략적 예시이다.
도 6은 안정화 스트립으로 제조된 날실 및 안정화 스트립의 씨실을 포함하는 안정화 층의 개략적 예시이며, 날실과 씨실은 서로 직조되며, 이런 형태의 구성은 강화 지오그리드의 정의에 해당한다.
도 7은 도 1 내지 4 중 하나의 안정화 스트립에 의해, 선택적으로 도 5 또는 6의 층에 의해 제조될 수 있는 강화 제방 구조물의 개략적 예시이다.
도 8은 본 발명에 따른 안정화 스트립을 제조하기 위한 방법의 다양한 단계를 예시하는 흐름도이다.
도 9는 강화 섬유 및 덮개 사이의 접착력을 측정하기 위해 절단되고 사용된 안정화 스트립의 개략적 예시이다.

도 1 내지 4를 참조하여, 본 발명에 따른 강화 제방 구조물을 위한 강화 안정화 스트립이 아래에 설명된다.

이런 안정화 스트립(1)은 긴 강화 섬유(12) 및 긴 강화 섬유(12)를 둘러싸거나 에워싸는 세로 덮개(11)를 포함한다. 덮개(11)는 기능성 폴리올레핀(Po-f)을 포함하는 기능성 폴리머 재료로 적어도 부분적으로 제조된다.

폴리올레핀은 선택적으로 치환되고, 올레핀을 중합하여 얻은 포화 지방족 폴리머이다(또한 알켄으로 불림).

기능성 폴리올레핀은 기능성 폴리에틸렌, 기능성 폴리프로필렌 또는 기능성 에틸렌 바이닐 아세테이트(EVA)와 같은 기능성 올레핀 코폴리머로부터 선택될 수 있다. 바람직하게는 기능성 폴리에틸렌 및 특히 기능성 선형 저-밀도 폴리에틸렌이 선택될 것이다.

용어 "기능성화(functionalisation)"는 작용기 또는 불포화를 포함하는 화학 원소로 폴리올레핀을 대체함으로써 또는 폴리올레핀 상에 화학 원소를 접합함으로써 폴리올레핀의 변형을 나타내는 것으로 본 발명의 내용에서 이해될 것이다. 폴리올레핀의 변형은 또한 폴리올레핀 사슬에서 불포화의 생성을 유도할 수 있다. 폴리올레핀의 일부에 대한 작용기는 공유 결합 또는 수소 결합을 형성함으로써 강화 섬유(12)의 재료와 작용할 수 있다.

특히, 작용기는 모노- 또는 다이-카복실산 무수물로부터 선택될 수 있다.

예를 들어, 폴리올레핀의 탄소 사슬에서 수소 원자를 치환하는 화학 요소는 말레산 무수물 또는 프탈산 무수물 그룹 또는 아크릴산일 수 있으며; 말레산 무수물 그룹이 가장 일반적으로 사용된다.

Po-f에 많은 수의 작용기를 제공하는 것이 필수적이지 않다. 또한 Po-f의 기능화는 일반적으로 0.01중량% 내지 45중량%이다. 45중량% 기능화를 넘으면, 더 이상 폴리올레핀이 아니다. 유리하게는, 기능화 정도는 0.01중량% 내지 30중량%, 바람직하게는 0.01중량% 내지 15중량% 또는 바람직하게는 0.01중량% 내지 5중량%, 더욱더 바람직하게는 0.1중량% 내지 2중량%이다.

Po-f의 기능화 정도는 폴리올레핀과 반응한 작용기의 질량 내지 기능성 폴리올레핀 Po-f의 전체 질량 사이의 비로서 이해되어야 한다. 이는 또한 비-기능성 최초 폴리올레핀(Po-nf) 및 기능성 폴리올레핀(Po-f) 사이의 질량의 증가로 계산될 수 있다. 예를 들어, 10g의 말레산 무수물이 폴리올레핀과 반응하고 Po-f의 전체 질량이 100g인 경우, 기능성화의 정도는 10중량%이다. 기능성 폴리머 재료는 100중량%의 Po-f 또는 Po-f와 비-기능성 폴리머의 혼합물을 포함할 수 있다. 이런 비-기능성 폴리머는 기능성 폴리올레핀과 상용가능한 폴리머이며, 즉 이들의 혼합물은 시간에 걸쳐 안정하며 상분리가 관찰되지 않는다. 이들은 완전히 혼합되었다고 말한다. 비-기능성 폴리머는 바람직하게는 비-기능성 폴리에틸렌(PE-nf), 비-기능성 폴리프로필렌(PP-nf) 또는 에틸렌 바이닐 아세테이트(EVA-nf)와 같은 올레핀 코폴리머로부터 선택된다. 바람직한 기능성 폴리머는 선형 저-밀도 폴리에틸렌(LLDPE-nf)이다.

유리하게는, Po-f 및 비-기능성 폴리머 사이의 질량비는 1:9 내지 10:0이다. Po-f, 바람직하게는 LLDPE-f 및 비-기능성 폴리머, 바람직하게는 LLDPE-nf 사이의 질량비는 1:4 내지 1:1일 수 있다.

기능성 폴리머 재료(111)는 강화 섬유(12)와 접촉할 때 최대이며 강화 섬유(12)로부터 점차적으로 떨어져 감소하는 기능성화 구배를 갖는 것이 유리하다. 구배는 연속적이거나 단계적일 수 있다.

덮개(11)는 또한 기능성 폴리머 재료(111)를 둘러싸거나 에워싸는 비-기능성 지역(112)을 포함할 수 있다. 따라서 덮개(11)의 비용은 감소될 수 있는데, 이는 일반적으로, 비-기능성 폴리머(또는 Po-nf)가 Po-f보다 덜 비싸기 때문이다. 비-기능성 지역의 폴리머는 기능성 폴리머 재료가 되는 혼합물의 폴리머와 동일하거나 다를 수 있고 혼합물에 대해 상기한 것들로부터 선택될 수 있다.

하나 이상의 채널(13)은 덮개(11) 내부에 형성될 수 있고, 강화 섬유(12)는 이런 채널(13) 내부로 당겨진다. 채널(13)의 숫자를 증가시키면 긴 강화 섬유(12)와 덮개(11) 사이의 접촉면을 증가시킬 수 있고, 결과적으로 이런 두 구성 요소 사이의 상호작용 강도를 증가시킬 수 있다. 바람직하게는, 채널의 숫자는 5 내지 20이다.

강화 섬유(12)는 안정화 스트립의 인장 강도를 증가시킬 수 있는 임의의 재료로 이루어진다. 이들은 폴리바이닐 알코올(PVAL), 폴리에스터, 실리카 유리, 선형 또는 방향족 폴리아마이드(또한 아라미드로 불림) 및 금속 또는 이의 혼합물로부터 선택된 재료로 제조되는 것이 유리하다. 둘 이상의 재료가 사용될 때, 하나의 소정의 재료로 제조된 강화 섬유는 함께 사용될 수 있거나 채널(13)의 각각에서 강화 섬유의 조성물은 다른 강화 섬유의 조성물과 다를 수 있으나, 바람직하게는 강화 섬유의 조성물은 채널(23)의 각각에서 동일하다.

언급한 섬유들 중에서, PVAL 섬유가 바람직하다. 이것은 폴리머, 유리, 선형 폴리아마이드, 아라미드 및 금속과 달리, 이런 재료는 충전제의 성질(및 특히 충전제의 조성물의 토양 형성 부분의 pH)에 대해 민감하지 않기 때문이다.

강화 섬유(12)는 길이에 대해 평행하고 서로에 대해 평행한 덮개(11)에 배치되는 것이 유리하다. 이들은 원료일 수 있는데, 즉, 방적되지 않을 수 있다.

강화 섬유(12)는 또한 서로 평행한 쓰레드 형태로 존재할 수 있다. "쓰레드"는 섬유의 방적으로부터 얻어진다. 즉 섬유는 모두 동일한 방향으로 배향되고 함께 꼬인다. 섬유로 구성된 쓰레드는 단지 서로 나란히 놓인 모든 섬유보다 높은 인장 강도를 가지며; 또한, 방적은 섬유의 기계적 특성을 강화시킨다.

강화 섬유(12)는 또한 문헌 EP 2171160에 기술된 것과 같이, 서로 평행한 스트랜드 또는 코드 형태로 존재할 수 있다. 함께 여러 쓰레드의 방적 또는 꼬기는 "스트랜드"를 제공한다. 함께 여러 스트랜드의 방적 또는 꼬기는 "코드"를 제공한다. 스트랜드 및 코드는 복수의 쓰레드의 조립물로부터 얻어진다는 사실 때문에, 이들의 표면의 외관은 섬유 또는 쓰레드의 외관처럼 부드럽지 않다. 결과적으로 스트랜드 또는 코드는 표면 양각을 가지는데, 즉, 이들 표면은 오목부와 볼록부를 가진다. 강화 섬유(12)를 둘러싸는 또는 에워싸는 기능성 폴리머 재료는 이런 오목부와 볼록부의 형태와 일치하여, 강화 섬유(12)와 덮개(11) 사이의 접착력을 더 증가시킨다.

강화 섬유(12)는 또한 원료 섬유, 쓰레드, 스트랜드 및 코드로부터 적어도 두 요소를 포함하는 혼합물로 구성될 수 있다.

덮개(11)는 문헌 EP 2247797에 기술된 대로, 강화 섬유가 없고 벤 자리(114)(도 3과 4 참조)를 가진 적어도 하나의 고-접착 세로 가장자리(113)를 포함할 수 있다. 이런 고-접착 세로 가장자리(113) 상의 벤 자리(114)의 기능은 안정화 스트립(1)을 제 위치에 고정하도록 강화 제방 구조물의 충전제에 대항하여 비비는 것이다.

일반적인 면에서와, 상기한 대로, 더 길거나 더 짧은 안정화 스트립이 또한 제공될 수 있으나, 안정화 스트립(1)은 대략 3m 내지 10m의 길이를 가진다. 안정화 스트립(1)의 폭은, 10cm 또는 25cm까지의 범위의 더 큰 폭을 가진 스트립을 제조하는 것이 가능하나, 4cm 내지 6cm이다. 안정화 스트립(1)의 두께는 1mm 내지 수 cm, 바람직하게는 1mm 내지 6mm로 변한다.

안정화 스트립(1)은 서로 연결된 두 개의 세로 말단을 가질 수 있어서, 루프 형성을 가진다. 안정화 스트립으로 제조된 이런 루프는 강화 제방 구조물의 단장면에 안정화 스트립을 연결하기 위한 커넥터로서 사용될 수 있다. 바람직하게는, 루프의 둘레는 40cm 내지 80cm이다.

복수의 안정화 스트립(1)은, 유리하게는 안정화 스트립을 포함하는 날실 및 안정화 스트립을 포함하는 씨실에 의해 형성된 지오그리드 형태로 안정화 층(10)의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 날실과 씨실은 겹쳐지거나(도 5) 직조된다(도 6). 겹쳐진 날실과 씨실의 경우에, 날실의 안정화 스트립(1c)의 일부 또는 전부는 교차점(101)에서 이들을 교차하는 씨실의 안정화 스트립(1t)에 고정된다. 직조된 날실과 씨실의 경우에, 씨실의 안정화 스트립(1t)에 대한 날실의 안정화 스트립(1c)의 이런 일부 또는 전부 고정이 제공될 수 있으나, 필수적이지 않다; 이것은 직조는 날실이 씨실에 대해 고정되게 하고 그 반대도 마찬가지이기 때문이다. 날실의 안정화 스트립(1c)은 씨실의 안정화 스트립(1t)에 대해 우선적으로 90°에 배치되어, 후자를 적당한 각도에서 교차한다. 그러나, 본 발명은 이런 배양에 제한되지 않고 씨실의 안정화 스트립(1t)에 대한 날실의 안정화 스트립(1c)의 임의의 다른 상대적 배향이 가능하며, 예를 들어, 60°내지 45°이다.

날실의 안정화 스트립(1c) 및 씨실의 안정화 스트립(1t)은 열 용접 또는 접착제 결합에 의해 고정될 수 있다. 폴리올레핀 덮개에 대한 공지된 용접 방법은 뜨거운 공기 용접, 거울 용접, 핫 웨지 용접, 초음파 용접 및 적외선 용접이다.

상기한 안정화 스트립(1)은 강화 제방 구조물(2)(도 7)의 건설에 사용된다. 이런 강화 제방 구조물(2)은, 안정화 스트립(1)에 이외에, 충전제(21)를 포함한다. 안정화 스트립(1)은 하나 이상의 수평면상의 충전제에 수평으로 배치된다. 한 변형물에서 또는 추가로, 이런 안정화 스트립(1)은 하나 이상의 수평면상의 충전제에 수평으로 배치된 안정화 층(10)을 형성할 수 있다.

충전제(21)는 일반적으로 모래, 자갈, 고운 토양, 분쇄 바위, 빌딩 또는 토목공사 구조물의 파괴에 의한 재료와 같은 재생 재료, 산업용 잔류물, 석회 또는 시멘트와 같은 접합제로부터의 적어도 하나의 재료를 포함할 수 있는 혼합물 또는 조립물을 포함한다.

일반적으로, 이런 강화 제방 구조물(2)은 또한 단장면(22) 및 단장면(22)에 대한 안정화 스트립(1)의 적어도 일부를 연결하기 위한 커넥터(23)를 포함한다. 단장면(22)은 슬라브 또는 블럭 형태로, 콘크리트로 제조된 미리조립된 나란히 놓인 요소(221)로부터 제조될 수 있다.

안정화 스트립(1)은 원래 대로 사용될 수 있는데, 즉 이들은 강화 제방 구조물(2)의 건설 동안 개별적으로 배치된다.

안정화 스트립(1)이 안정화 층(10)의 형태일 때, 안정화 스트립(1)의 전체 세트는 강화 제방 구조물(2)의 건설 동안 하나의 작업으로 배치된다. 이점은 개별적 배치와 비교된 안정화 스트립(1)을 배치하기 위한 시간의 절약이다. 다른 이점은 더 편한 배치인데 이는 안정화 스트립(1) 사이의 거리가 안정화 층(10)의 제조 동안 미리 정해지기 때문이다.

커넥터(23)는 특히 감기와 결합에 의해 제조된 루프 형태의 안정화 스트립(1)일 수 있다. 이런 경우에, 쓰레드와 덮개 사이의 접착은 루프의 강도를 보장하기 위해 매우 중요하다.

도 8을 참조하면, 안정화 스트립을 제조하는 방법은 아래에 기술된다.

상기한 대로 안정화 스트립을 제조하는 방법은 다음을 포함한다:

- 기능성 폴리머 재료를 적어도 Po-f의 작용기의 활성화 온도로 가열하는 단계; 및

- 강화 섬유를 둘러싸거나 에워싸는 덮개를 형성하기 위해 강화 섬유 둘레에 기능성 폴리머 재료를 형성하여, 안정화 스트립을 얻는 단계.

활성화 온도는 작용기가 활성화되고 폴리올레핀을 기능화하는 화학적 요소의 성질에 의존하는 온도이다. 예를 들어, 말레산 무수물에 대한 활성화 온도는 180℃이다. 따라서, 유리하게는, 말레산 무수물에 의해 기능화된 폴리머 재료는 압출기 또는 혼합기에서 수초 동안 대략 180℃로 가열된다.

상기 방법은 유리하게는 강화 섬유를 당기는 방향으로 당기는 단계를 포함한다. 기능성 폴리머 재료를 형성하는 단계는 강화 섬유 둘레에 기능성 폴리머 재료를 당기는 방향으로 압출함으로써 실행된다.

이 실시태양은 균일한 덮개, 즉, 임의의 비-기능성 지역이 없는 덮개에 유리하게 사용된다.

한 변형물에서, 기능성 폴리머 재료를 형성하는 단계는 강화 섬유와 접촉할 때 최대이며 강화 섬유로부터 점차적으로 감소하는 폴리머 재료에 기능성 구배를 형성하도록 실행된다.

또한, 상기 방법은 비-기능성 폴리머, 바람직하게는 PE-nf 및 더욱 바람직하게는 LLDPF-nf를 가열하는 단계를 포함할 수 있다. 기능성 폴리머 재료를 형성하는 단계는 강화 섬유 둘레에 기능성 폴리머 재료 및 기능성 폴리머 재료 둘레에 비-기능성 폴리머를 공동-압출함으로써 실행되어 기능성 폴리머 재료를 둘러싸거나 에워싸는 덮개의 비-기능성 지역을 형성한다.

강화 섬유를 당기는 단계는 덮개가 압출되면서 실행될 수 있고, 안정화 스트립을 제조하는데 시간 절약과 공간 절약을 가져온다.

강화 섬유의 당기기 전에, 강화 섬유는 쓰레드로 방적될 수 있다. 쓰레드는 스트랜드로 방적되거나 꼬일 수 있으며 스트랜드는 코드로 방적되거나 꼬일 수 있다.

선택적으로, 강화 섬유는 임의적으로 미리 당겨진 쓰레드, 스트랜드 또는 코드 형태로 미리 공급된다. 임의적으로, 쓰레드 또는 스트랜드 형태로 공급된 섬유는 방적되거나 꼬여서 각각 스트랜드 또는 코드를 제공할 수 있다.

테스트 - 강화 섬유와 덮개 사이의 접착력의 측정

아래 제공된 테스트는 덮개 및 표 1에 나타낸 비율로 LLDPE-nf 및 LLDPE-f의 혼합물을 포함하는 기능성 폴리머 재료를 포함하는 안정화 스트립 상에서 실행된다. LLDPE-f는 말레산 무수물 요소에 의해 대략 1중량%에서 측정된 기능성화 정도를 가진다. 대조군 예는 또한 비교를 위해 제공된다. 이런 대조예에서 덮개는 100% LLDPE-nf를 포함한다.

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	대조예
LLDPE-f 및 LLDPE-nf의 질량비	25:75	50:50	75:25	100:0	0:100

안정화 스트립(1)은 덮개 내부에 존재하는 스트랜드의 형태로 PVAL 강화재를 포함한다. PVAL 강화 섬유는 덮개(11) 내부의 5개 채널(13)에 분포되며, 이의 중앙 채널(131)은 7mm 폭과 2mm 높이이다. 안정화 스트립의 형태와 구성은 LLDPF-f 대 LLDPE-nf의 모든 테스트된 질량비 및 대조예와 동일하다.

안정화 스트립의 두 반대 금속 가장자리에 절단된 En이 만들어져, 중앙 채널(131)만 온전하게 남겨진다. 절단된 가장자리로부터 10cm에, 가로 벤 자국(In)이 폭의 전체 위에 중앙 채널(131)을 통해 만들어져, 중앙 채널(131)에 위치한 스트랜드를 절단한다. 따라서, 절단된 En 과 벤 자국(In) 사이에, 안정화 스트립(1)이 10cm에 걸쳐 온전하게 남겨진다(도 9 참조).

이렇게 제조된 각 안정화 스트립(1)은 일축 수축 벤치 상에 배치된다. 스트립의 두 말단은 벤치에 고정되고 수축력이 두 말단 사이에 가해져 200mm/min의 속도로 두 말단을 분리시킨다. 200mm/min에서 분리에 필요한 힘이 기록된다.

따라서, 강화 섬유와 덮개(11) 사이의 1800mm²의 접촉면에 해당하는 10cm의 길이에 걸쳐 강화 섬유 및 덮개(11) 사이의 접착력을 측정하는 것이 가능하였다. 결과는 다음 표 2에 기록된다:

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 C
접착력 (N)	2140	2908	3072	2960	1368
증가 %	56%	113%	125%	116%	0%
단위 면적당 접착력 (N/mm²=(MPa)	0.43	0.86	0.95	0.88	0

따라서, 전적으로 LLDPF-nf로 제조된 덮개를 가진 안정화 스트립과 비교하여, 접착력의 증가는 25% LLDPE-f를 포함하는 기능성 폴리머 재료를 가진 덮개에 대해 이미 56%이다. 이 증가는 50%, 75% 및 100% LLDPE-f를 포함하는 기능성 폴리머 재료를 가진 덮개에 의해 안정화 스트립에 대해 110% 초과까지 상승한다.

Claims

긴 강화 섬유(12) 및 긴 강화 섬유(12)를 둘러싸거나 에워싸는 세로 덮개(11)를 포함하는 강화 제방 구조물을 위한 강화 안정화 스트립(1)으로서, 덮개(11)는 기능성 폴리올레핀을 포함하는 기능성 폴리머 재료(111)로 적어도 부분적으로 제조되는 강화 안정화 스트립(1).
제 1 항에 있어서,
기능성 폴리올레핀은 0.01중량% 내지 45중량% 기능성화를 포함하는 안정화 스트립(1).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
기능성 폴리머 재료(111)는 비-기능성 폴리머 및 기능성 폴리올레핀의 혼합물을 포함하는 안정화 스트립(1).
제 3 항에 있어서,
기능성 폴리올레핀 대 비-기능성 폴리머의 질량비는 1:9 내지 10:0인 안정화 스트립(1).
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
기능성 폴리머 재료(111)는 강화 섬유(12)와 접촉할 때 최대이며 강화 섬유(12)로부터 점차적으로 떨어져 감소하는 기능성화 구배를 가지는 안정화 스트립(1).
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
기능성 폴리올레핀은 모노- 또는 다이-카복실산 무수물로부터 선택된 작용기를 가진 화학 원소에 의해 치환되거나 그 위에 화학 원소가 접합된 폴리올레핀인 안정화 스트립(1).
제 6 항에 있어서,
화학 원소는 말레산 무수물 또는 프탈산 무수물 그룹 또는 아크릴산인 안정화 스트립(1).
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
덮개(1)는 기능성 폴리머 재료(111)를 둘러싸거나 에워싸는 비-기능성 지역(112)을 포함하는 안정화 스트립(1).
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
강화 섬유(12)는 폴리바이닐 알코올(PVAL), 폴리에스터, 실리카 유리, 선형 또는 방향족 폴리아마이드 및 금속으로부터 선택된 재료로 제조되는 안정화 스트립(1).
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
강화 섬유(12)는 쓰레드(threads), 스트랜드(strands) 또는 코드(cords) 형태이며; 이런 쓰레드, 스트랜드 또는 코드는 방적되거나 직조되는 안정화 스트립(1).
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
덮개(11)는 강화 섬유(12)가 없고 벤 자리(114)를 가진 적어도 하나의 세로 가장자리(113)를 포함하는 안정화 스트립(1).
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 안정화 스트립(1)으로 적어도 부분적으로 제조된 안정화 층(10).
제 12 항에 있어서,
안정화 스트립(1)으로 부분적으로 구성된 날실과 씨실에 의해 형성된 지오그리드 형태로 제조되며, 날실과 씨실은 직조되거나 다른 것 위에 겹쳐지는 안정화 층(10).
제 13 항에 있어서,
날실과 씨실의 안정화 스트립은 열 용접 또는 접착제 결합에 의해 특정 교차점에서 연결되는 안정화 층(10).
- 충전제(21); 및
- 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 안정화 스트립(1) 및/또는 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 안정화 층(10)을 포함하는 강화 제방 구조물(2)로서, 상기 적어도 하나의 안정화 스트립(1) 및/또는 상기 적어도 하나의 안정화 층(10)은 제방에 하나 이상의 평면상에 실질적으로 수평으로 배치되는 강화 제방 구조물(2).
제 15 항에 있어서,
단장면(22) 및 안정화 스트립(1)의 적어도 일부를 단장면(22)에 연결하기 위한 커넥터(23)를 더 포함하는 강화 제방 구조물(2).
- 기능성 폴리머 재료를 적어도 기능성 폴리올레핀의 작용기의 활성화 온도로 가열하는 단계; 및
- 강화 섬유 주위에 기능성 폴리머 재료를 형성하여 강화 섬유를 둘러싸거나 에워싸는 덮개를 형성하는 단계를 포함하여 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 안정화 스트립을 제조하기 위한 방법.
제 17 항에 있어서,
- 강화 섬유를 당기는 단계를 포함하며; 기능성 폴리머 재료를 형성하는 단계는 강화 섬유 주위에 기능성 폴리머 재료를 압출함으로써 실행되는 안정화 스트립을 제조하기 위한 방법.
제 17 항에 있어서,
상기 방법은 비-기능성 폴리머를 가열하는 단계 및 강화 섬유를 당기는 단계를 더 포함하며;
기능성 폴리머 재료를 형성하는 단계는 강화 섬유 주위에 기능성 폴리머 재료 및 기능성 폴리머 재료 주위에 비-기능성 폴리머를 공동 압출하여 기능성 폴리머 재료를 둘러싸거나 에워싸는 덮개의 비-기능성 지역을 형성함으로써 실행되는 안정화 스트립을 제조하기 위한 방법.
제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
강화 섬유를 당기는 단계는 덮개가 압출되면서 실행되는 안정화 스트립을 제조하기 위한 방법.