KR20190114513A - 건축물 내진 보강용 난연 섬유복합체 및 그의 제조방법 - Google Patents

건축물 내진 보강용 난연 섬유복합체 및 그의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20190114513A
KR20190114513A KR1020180037333A KR20180037333A KR20190114513A KR 20190114513 A KR20190114513 A KR 20190114513A KR 1020180037333 A KR1020180037333 A KR 1020180037333A KR 20180037333 A KR20180037333 A KR 20180037333A KR 20190114513 A KR20190114513 A KR 20190114513A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
flame retardant
building
fiber composite
less
flame
Prior art date
Application number
KR1020180037333A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102195386B1 (ko
Inventor
임형미
문소윤
박선민
이두진
Original Assignee
한국세라믹기술원
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 한국세라믹기술원 filed Critical 한국세라믹기술원
Priority to KR1020180037333A priority Critical patent/KR102195386B1/ko
Publication of KR20190114513A publication Critical patent/KR20190114513A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102195386B1 publication Critical patent/KR102195386B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C13/00—Fibre or filament compositions
    • C03C13/06—Mineral fibres, e.g. slag wool, mineral wool, rock wool
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/007—Impregnation by solution; Solution doping or molecular stuffing of porous glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10—Coating
    • C03C25/24—Coatings containing organic materials
    • C03C25/26—Macromolecular compounds or prepolymers
    • C03C25/32—Macromolecular compounds or prepolymers obtained otherwise than by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C03C25/36—Epoxy resins
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G23/00—Working measures on existing buildings
    • E04G23/02—Repairing, e.g. filling cracks; Restoring; Altering; Enlarging
    • E04G23/0218—Increasing or restoring the load-bearing capacity of building construction elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Working Measures On Existing Buildindgs (AREA)

Abstract

본 발명은 건축물 내진 보강용 난연 섬유복합체에 관한 것으로, 지진 발생시 콘크리트 표면에서 콘크리트 파괴에 따른 외관 체적 팽창을 구속할 수 있도록 한 현무암섬유와 현무암섬유에 함침된 에폭시 수지 소재의 접착제로 이루어져, 터널, 교각, 건축물 등의 콘크리트 건축물 표면에 간단히 부착하는 방식으로 시공되어 지진발생시 콘크리트 건축물의 급작스런 붕괴를 억제할 수 있도록 강도를 보강하는 동시에, 별도의 난연 마감재를 덧바르지 않고서도 화재 발생시 준불연 수준의 높은 난연성을 갖는 것이다.

Description

건축물 내진 보강용 난연 섬유복합체 및 그의 제조방법{EARTHQUAKE-PROOF REINFORCEMENT FLAME-RETARDED FIBER COMPOSITE　FOR CONCRETE STRUCTURE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 건축물 내진 보강을 위한 섬유복합체에 관한 것으로, 특히 터널, 교각, 건축물 등의 콘크리트 건축물 표면에 간단히 부착하는 방식으로 시공되어 지진발생시 콘크리트 건축물의 급작스런 붕괴를 억제할 수 있도록 강도를 보강하는 동시에, 별도의 난연 마감재를 덧바르지 않고서도 화재 발생시 준불연 수준의 높은 난연성을 갖는 건축물 내진 보강용 난연 섬유복합체에 관한 것이다.
일반적으로, 건축, 토목, 조선, 항공 등의 분야에서 보수 보강에 필요한 보강용 FRP는 합성수지 속에 섬유소재를 혼입시켜 기계적 강도를 향상시킨 수지를 총칭하며, 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유, 탄소섬유 복합재료로 보강판(FLAT Panel) 또는 로드(ROD) 형태로 제작되어 판매되고 있다.
탄소섬유로 제작된 건축용 보강판은 인장강도와 인장탄성은 높으며, 아라미드의 경우 탄소섬유에 비해 인장강도와 인장탄성이 떨어진다. 아라미드섬유는 탄소섬유 대비 인장강도와 인장탄성이 떨어지지만, 충격강도가 높고, 내마모성이 강하며, 끊어짐에 대한 저항이 크고 탄소섬유에 비해 진동감쇠 효과가 있다.
기존의 제품들은 일방향 프리프레그 이용하여 성형을 하거나, 카본 필라멘트를 이용하여 인발성형으로 제작을 하고 있다. 기존의 일방향 프리프레그나 인발성형으로 제작을 할 경우에는 섬유 길이 방향으로는 강한 힘을 가지나 직각인 방향으로는 수지 결합으로만 결합이 되기 때문에 아주 약한 힘을 가진다. 따라서, 아라미드섬유를 이용하여 직물형태로 제직하여 합성수지로 함침하여 섬유길이 방향뿐만 아니라 직각방향으로도 인장강도가 우수한 보강재료가 제조되고 있다.
그러나 종래에 아라미드 섬유를 사용한 고강도섬유의 경우 콘크리트 건축물의 급작스런 붕괴를 억제하는 기능을 기대할 수는 있으나 난연 마감재의 도움없이 난연성을 갖고 있지는 못하였기 때문에 시공시 별도의 난연 마감재를 덧발라야 하는 문제점이 있었다.
한국공개특허공보 제1996-0001245호(1996.01.25.)
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 특히 터널, 교각, 건축물 등의 콘크리트 건축물 표면에 간단히 부착하는 방식으로 시공되어 지진발생시 콘크리트 건축물의 급작스런 붕괴를 억제할 수 있도록 강도를 보강하는 동시에, 별도의 난연 마감재를 덧바르지 않고서도 화재 발생시 준불연 수준의 높은 난연성을 갖는 건축물 내진 보강용 난연 섬유복합체를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 건축물 내진 보강용 난연 섬유복합체는, 콘크리트 건축물 표면에 부착되어 내진성능을 보강해주는 것으로서, 지진 발생시 콘크리트 표면에서 콘크리트 파괴에 따른 외관 체적 팽창을 구속할 수 있도록 한 현무암섬유; 상기 현무암섬유에 함침된 에폭시 수지 소재의 접착제; 를 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
여기서, 상기 현무암섬유는 경사와 위사로 직조된 직물인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 현무암섬유에 상기 에폭시 수지가 함침된 복합체의 두께는 0.55mm 이하인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 현무암섬유에 상기 에폭시 수지가 함침된 복합체는 0.55mm 이하의 두께에서 10분간 THR(총방출열량)이 8(MJ/m2)이하이며, 10분간 최대 열방출률이 10초 이상 연속으로 200kW/m2를 초과하지 않는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 에폭시 수지에는 에폭시 수지 대비 50wt% 이하의 난연제가 더 첨가된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 난연제는 분말 형태로 이루어진 수산화알루미늄(Al(OH)3), 수산화마그네슘(Mg(OH)2), 뵈마이트(AlOOH)의 무기난연제 군에서 선택된 어느 한 종인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 난연제는 0.1μm ~ 10μm의 평균입경을 갖는 수산화알루미늄(Al(OH)3) 분말인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 난연제는 적인, 암모늄 포스페이트, 암모늄 폴리포스페이트, 인산에스테르계의 인계난연제 군에서 선택된 어느 한 종인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 현무암섬유에 상기 에폭시 수지 및 난연제가 함침되어 이루어진 복합체는 0.55mm 이하의 두께에서 PHRR 160(kW/m2) 이하, THR 7(MJ/m2) 이하이며, 착화시간은 15초 이상인 것을 특징으로 할 수 있다.
한편, 본 발명의 건축물 내진 보강용 난연 섬유복합체의 제조방법은, 현무암 섬유사를 직조하여 직물 형태의 현무암섬유를 제조하는 단계; 상기 현무암섬유에 에폭시 수지 소재의 접착제를 함침하는 단계; 상기 현무암섬유에 에폭시 수지가 함침된 상태에서 120℃의 온도로 30분간 가열하여 건조하는 단계; 를 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에 의한 건축물 내진 보강용 난연 섬유복합체는 터널, 교각, 건축물 등의 콘크리트 건축물 표면에 간단히 부착하는 방식으로 시공되어 지진발생시 콘크리트 건축물의 급작스런 붕괴를 억제할 수 있도록 강도를 보강하는 동시에, 별도의 난연 마감재를 덧바르지 않고서도 화재 발생시 준불연 수준의 높은 난연성을 갖도록 한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 건축물 내진 보강용 난연 섬유복합체의 구성을 설명하기 위한 사시도
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 건축물 내진 보강용 난연 섬유복합체의 난연테스트 결과를 나타낸 비교 그래프
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 건축물 내진 보강용 난연 섬유복합체의 난연테스트 후 남은 잔류물의 비교 사진
첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 의한 건축물 내진 보강용 난연 섬유복합체 및 그의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.
또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 건축물 내진 보강용 난연 섬유복합체의 구성을 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 건축물 내진 보강용 난연 섬유복합체의 난연테스트 결과를 나타낸 비교 그래프이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 건축물 내진 보강용 난연 섬유복합체의 난연테스트 후 남은 잔류물의 비교 사진이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 건축물 내진 보강용 난연 섬유복합체는 지진 발생시 콘크리트 표면에서 콘크리트 파괴에 따른 외관 체적 팽창을 구속하는 역할을 하는 현무암섬유와, 상기 현무암섬유에 함침되어 접착제 역할을 하는 에폭시 수지로 이루어지며 프라이머에 의해 표면처리된 콘크리트 건축물 표면에 간단히 부착되어 지진발생시에는 콘크리트 건축물의 급작스런 붕괴를 억제할 수 있도록 강도를 보강하고, 자체적으로 높은 난연성을 보유하여 화재 발생시 대응할 수 있도록 한 것이다.
이처럼 본 발명의 실시예에 의한 섬유복합체는 현무암섬유와 에폭시 수지의 조합이라는 매우 단순한 구성을 갖기 때문에 제조와 시공시 편의성 증가, 시간 단축, 비용 감소라는 장점을 극대화할 수 있으면서도 별도의 난연제를 덧바르는 일 없이 충분한 수준의 난연성을 가지면서 내진성능을 발휘할 수 있다는 점에서 주목할 만한 것이다.
이하, 상기 각 구성요소들을 중심으로 본 발명의 실시예에 의한 건축물 내진 보강용 난연 섬유복합체에 대해 상세히 설명한다.
상기 현무암섬유는 전술된 것처럼 지진 발생시 콘크리트 표면에서 콘크리트 파괴에 따른 외관 체적 팽창을 구속하는 역할을 하여 내진성능을 높이게 된다. 이를 위해 상기 현무암섬유는 경사와 위사로 직조된 직물의 형태로 구비된다.
일반적으로 아라미드 섬유는 이미 콘크리트 파괴에 따른 외관 체적 팽창을 구속하는 기능으로 널리 알려져 있지만 이점에서 현무암섬유의 경우에는 전혀 관심 대상이 아니었다. 하지만, 본 발명을 통해 내진성능 보강재로서 새롭게 발굴된 현무암섬유의 경우 아래 표 1에서 볼 수 있는 것처럼 각각의 섬유사를 대상으로 한 반복적인 인장강도 실험 결과, 아라미드 섬유사에 거의 뒤지지 않는 우수한 인장강도를 보이는 것으로 나타났다. (단, 인장강도 실험은 ASTM D 3379의 측정규격으로 각 섬유사들에 대하여 13회에 걸쳐 반복적으로 행해졌으며, 최소, 최댓값을 제외한 평균값을 결과치로 산출하였다.)
아라미드 섬유사 현무암섬유사 유리섬유사
평균 23,092 22,183 12,825
위 표 1의 실험 결과를 살펴보면 아라미드 섬유사는 23,092 kgf/cm2, 유리섬유사는 12,825 kgf/cm2의 인장강도를 갖는 것으로 나타났는데, 현무암 섬유사는 22,183 kgf/cm2의 인장강도를 갖는 것으로 나타나 인장강도 측면에서 유리섬유사보다는 훨씬 뛰어나고 아라미드 섬유사에 거의 근접하는 수준임을 확인할 수 있다.
이같이 각 섬유사들을 대상으로 한 실험결과는 현무암섬유가 일반적으로 알려진 것처럼 우수한 내열성을 가지고 있을 뿐만 아니라 아라미드 섬유에 필적하는 인장강도까지 가지고 있음을 의미하는 것이다. 하지만 종래에는 현무암섬유의 기능을 활용할 때 내열성에만 치중한 나머지 이처럼 우수한 인장강도를 갖는 것에는 전혀 주목하지 않았었다. 본 발명의 경우 이처럼 현무암섬유가 아라미드 섬유에 필적할만한 인장강도를 갖는다는 점에 주목하여 현무암섬유를 통해 필요로 하는 내열성과 내진성능 모두를 충족시킬 수 있도록 하였다.
상기 에폭시 수지는 현무암섬유에 함침되어 현무암섬유의 기계적 강도를 높이고 콘크리트 건축물 표면에 현무암섬유를 접합하는 접착제로서의 역할을 수행하게 된다. 에폭시 수지의 함침시 와 관련하여 현무암섬유가 직물 특유의 연성을 잃어버리지 않을 정도의 양으로만 사용되어야 한다.
이같은 에폭시 수지의 경우 아래 첨부된 표 2에서 볼 수 있는 것처럼 요구되는 접착제의 성능보다 훨씬 우수한 성능을 갖는 것으로 나타나서 현무암섬유와 조합되어 전체 성능을 높이는데 기여할 것으로 기대된다.
평가 항목 규격 기준치 평가 결과
인장강도(kgf/cm2) ASTM D 638 300 581
압축강도(kgf/cm2) ASTM D 695 700 806
인장전단접착강도(kgf/cm2) ASTM D 1002 100 163
이처럼 현무암섬유에 에폭시 수지가 함침된 형태로 이루어진 본 발명의 실시예에 의한 건축물 내진 보강용 난연 섬유복합체의 경우 전체 두께가 얇게 구성됨에도 불구하고 충분한 수준의 내진성능을 발휘하면서 난연성까지 가질 수 있도록 하는 것이 가능해진다. 이에 대해서는 하기의 실험예를 통해 설명하기로 한다.
<실험예>
본 실험예에서는 아래 첨부된 표 3과 같이 실험군으로서 현무암섬유에 에폭시를 함침하되 난연제를 첨가하지 않은 것과 난연제를 종류별, 함량별로 첨가한 것을 번호 2, 4, 5, 7로 구분하고, 이에 대한 비교군으로서 아라미드 섬유, 유리섬유에 에폭시를 함침하되 난연제를 첨가하지 않는 것과 첨가한 것을 번호 1, 3, 6으로 구분하여 정리하였다. 이들 모두는 섬유에 에폭시 수지를 도포, 함침 후 120℃에서 30분간 가열하여 건조하는 방법으로 제조되었다. 단, A타입 난연제는 Al(OH)3(나노텍세라믹스의 TAJIMA-A)이고, B타입 난연제는 Mg(OH)2(KISUMA Chemicals의 KISUMA-5B)이며, 0.1μm ~ 10μm의 평균입경을 갖는 것들로 에폭시 수지에 균일하게 분산 첨가되었다.
NO. 섬유 수지 난연제 수지함량
(wt%)		 두께(mm)
종류 함량(wt%)
1 아라미드 섬유 에폭시 - - 59.5 1.19
2 현무암섬유 - - 52.1 0.46
3 유리섬유 - - 49.6 0.71
4 현무암섬유 A타입 12.5 52.5 0.47
5 현무암섬유 A타입 25 55.5 0.52
6 유리섬유 A타입 25 55.9 0.79
7 현무암섬유 B타입 25 55.4 0.7
위 첨부된 표 3에서 볼 수 있는 것처럼 난연제가 첨가되지 않고 각각 아라미드 섬유, 현무암섬유, 유리섬유를 기반으로 하면서 난연제 없이 에폭시 수지가 함침된 번호 1~3의 복합체, 에폭시 수지에 분말 형태의 난연제가 첨가된 번호 4~7의 복합체들이 마련되었다.
한편 아래 표 4와 도 2는 번호 1~7의 복합체들 각각에 대해 측정한 난연테스트 결과를 비교하여 정리하였다.
No. TTI(s) PHRR(kW/m2) THR(MJ/m2) 200kW/m2초과시간(초)
1 20 387.8 31.8 58
2 12 224.2 7.8 9
3 14 273.6 11.8 18
4 13 179.8 7.6 0
5 16 157.5 6.5 0
6 20 188.8 10 0
7 12 160.7 7 0
표 4와 도 2를 통해 살펴볼 수 있는 것처럼 난연제를 첨가하지 않고 현무암섬유를 기반으로 한 번호 2의 복합체는 0.46mm의 두께에서 PHRR 224.2(kW/m2) 이하, THR 7.8(MJ/m2) 이하로 난연성이 우수한 것으로 확인되었다. 이같은 결과는 현무암 섬유를 기반으로 하는 번호 2의 복합체가 0.46mm 정도의 얇은 두께에도 불구하고 KS F ISO 5660-1(콘칼로리미터법) 규정에 따라 가열시험 개시 후 10분간 THR(총방출열량)이 8MJ/m2 이하이며, 10분간 최대 열방출률이 10초 이상 연속으로 200kW/m2를 초과하지 않는다는 난연재를 뛰어넘는 준불연재료로서의 특성까지도 충족시키고 있음을 의미한다.
반면, 아라미드 섬유와 유리섬유를 기반으로 한 번호 1, 3의 복합체는 번호 2의 복합체보다 PHRR 수치와 THR 수치가 모두 높게 나타남에 따라 세라믹 기반의 복합체보다 난연성이 떨어진다는 것을 확인하였다.
한편 현무암섬유를 기반으로 하면서 난연제까지 첨가된 번호 4, 5, 7의 복합체에 대하여 난연테스트를 진행한 결과를 보면 현무암섬유를 기반으로 하면서 난연제를 첨가하지 않은 번호 2의 복합체보다 PHRR 수치와 THR 수치가 근소하게 낮게 나타나고 착화시간도 길어져서 난연제 첨가로 인해 난연성이 개선된 것으로 나타났다. 특히 에폭시 수지 55.5wt%, 난연제로서 Al(OH)3를 25wt% 첨가한 번호 5의 복합체의 경우 가장 큰 개선이 이루어진 것으로 나타났다. 하지만, 현무암섬유를 기반으로 한 복합체의 경우 굳이 난연제를 첨가하지 않더라도 준불연재료로서의 특성까지도 충족시킬 정도로 이미 충분한 수준의 난연성을 갖는 것으로 나타났다는 점에서 기술적 의미가 크다고 할 수 있다.
도 3은 번호 1~3의 복합체들에 대하여 난연테스트 후 남은 잔여물의 상태를 비교한 사진들이다. 육안으로 살펴보더라도 현무암섬유를 기반으로 하는 번호 2의 복합체가 연소로 인해 훨씬 적게 손상되었음을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

Claims (12)

  1. 콘크리트 건축물 표면에 부착되어 내진성능을 보강해주는 건축물 내진 보강용 난연 섬유복합체로서,
    지진 발생시 콘크리트 표면에서 콘크리트 파괴에 따른 외관 체적 팽창을 구속할 수 있도록 한 현무암섬유;
    상기 현무암섬유에 함침된 에폭시 수지 소재의 접착제;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물 내진 보강용 난연 섬유복합체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 현무암섬유는 경사와 위사로 직조된 직물인 것을 특징으로 하는 건축물 내진 보강용 난연 섬유복합체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 현무암섬유에 상기 에폭시 수지가 함침된 복합체의 두께는 2mm 이하인 것을 특징으로 하는 건축물 내진 보강용 난연 섬유복합체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 현무암섬유에 상기 에폭시 수지가 함침된 복합체는 2mm 이하의 두께에서 10분간 THR(총방출열량)이 8(MJ/m2)이하이며, 10분간 최대 열방출률이 10초 이상 연속으로 200kW/m2를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 건축물 내진 보강용 난연 섬유복합체.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 에폭시 수지에는 에폭시 수지 대비 50wt% 이하의 난연제가 더 첨가된 것을 특징으로 하는 건축물 내진 보강용 난연 섬유복합체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 난연제는 분말 형태로 이루어진 수산화알루미늄(Al(OH)3), 수산화마그네슘(Mg(OH)2), 뵈마이트(AlOOH)의 무기난연제 군에서 선택된 어느 한 종인 것을 특징으로 하는 건축물 내진 보강용 난연 섬유복합체.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 난연제는 0.1μm ~ 10μm의 평균입경을 갖는 수산화알루미늄(Al(OH)3) 분말인 것을 특징으로 하는 건축물 내진 보강용 난연 섬유복합체.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 난연제는 적인, 암모늄 포스페이트, 암모늄 폴리포스페이트, 인산에스테르계의 인계난연제 군에서 선택된 어느 한 종인 것을 특징으로 하는 건축물 내진 보강용 난연 섬유복합체.
  9. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 현무암섬유에 상기 에폭시 수지 및 난연제가 함침되어 이루어진 복합체는 2mm 이하의 두께에서 PHRR 160(kW/m2) 이하, THR 7(MJ/m2) 이하이며, 착화시간은 15초 이상인 것을 특징으로 하는 건축물 내진 보강용 난연 섬유복합체.
  10. 콘크리트 건축물 표면에 부착되어 내진성능을 보강해주는 건축물 내진 보강용 난연 섬유복합체의 제조방법으로서,
    현무암 섬유사를 직조하여 직물 형태의 현무암섬유를 제조하는 단계;
    상기 현무암섬유에 에폭시 수지 소재의 접착제를 함침하는 단계;
    상기 현무암섬유에 에폭시 수지가 함침된 상태에서 120℃의 온도로 30분간 가열하여 건조하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물 내진 보강용 난연 섬유복합체의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 현무암섬유에 상기 에폭시 수지가 함침되어 이루어진 복합체는 2mm 이하의 두께에서 PHRR 225(kW/m2) 이하, THR 8(MJ/m2) 이하인 것을 특징으로 하는 건축물 내진 보강용 난연 섬유복합체의 제조방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 에폭시 수지에는 에폭시 수지 대비 50wt% 이하의 난연제가 더 첨가되되, 상기 난연제는 0.1μm ~ 10μm의 평균입경을 갖는 수산화알루미늄(Al(OH)3) 분말이며,
    상기 현무암섬유에 상기 에폭시 수지 및 난연제가 함침되어 이루어진 복합체는 2mm 이하의 두께에서 PHRR 160(kW/m2) 이하, THR 7(MJ/m2) 이하이며, 착화시간은 15초 이상인 것을 특징으로 하는 건축물 내진 보강용 난연 섬유복합체의 제조방법.
KR1020180037333A 2018-03-30 2018-03-30 건축물 내진 보강용 난연 섬유복합체 및 그의 제조방법 KR102195386B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180037333A KR102195386B1 (ko) 2018-03-30 2018-03-30 건축물 내진 보강용 난연 섬유복합체 및 그의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180037333A KR102195386B1 (ko) 2018-03-30 2018-03-30 건축물 내진 보강용 난연 섬유복합체 및 그의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190114513A true KR20190114513A (ko) 2019-10-10
KR102195386B1 KR102195386B1 (ko) 2020-12-24

Family

ID=68206435

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180037333A KR102195386B1 (ko) 2018-03-30 2018-03-30 건축물 내진 보강용 난연 섬유복합체 및 그의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102195386B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113216672A (zh) * 2021-05-24 2021-08-06 陕西省建筑科学研究院有限公司 一种玄武岩纤维混凝土加固砌体结构房屋的施工方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960001245A (ko) 1994-06-30 1996-01-25 하기주 아라미드 복합직물의 제조방법
KR970021419A (ko) * 1995-10-05 1997-05-28 최훈 섬유계 단열 · 흡음재 및 그 제조방법
KR101737554B1 (ko) * 2016-10-06 2017-05-19 한국세라믹기술원 콘크리트 구조물용 난연/준불연 내진 보강 섬유복합체 및 이를 이용한 콘크리트 보강공법
KR101761658B1 (ko) * 2016-12-07 2017-07-26 김양중 내진 또는 구조보강용 바잘트 섬유시트

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960001245A (ko) 1994-06-30 1996-01-25 하기주 아라미드 복합직물의 제조방법
KR970021419A (ko) * 1995-10-05 1997-05-28 최훈 섬유계 단열 · 흡음재 및 그 제조방법
KR101737554B1 (ko) * 2016-10-06 2017-05-19 한국세라믹기술원 콘크리트 구조물용 난연/준불연 내진 보강 섬유복합체 및 이를 이용한 콘크리트 보강공법
KR101761658B1 (ko) * 2016-12-07 2017-07-26 김양중 내진 또는 구조보강용 바잘트 섬유시트

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113216672A (zh) * 2021-05-24 2021-08-06 陕西省建筑科学研究院有限公司 一种玄武岩纤维混凝土加固砌体结构房屋的施工方法
CN113216672B (zh) * 2021-05-24 2022-02-15 陕西省建筑科学研究院有限公司 一种玄武岩纤维混凝土加固砌体结构房屋的施工方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR102195386B1 (ko) 2020-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101737554B1 (ko) 콘크리트 구조물용 난연/준불연 내진 보강 섬유복합체 및 이를 이용한 콘크리트 보강공법
KR101737557B1 (ko) 콘크리트 구조물용 내진 및 난연 복합 보강공법
US7406806B2 (en) Blast resistant prefabricated wall units
KR101134993B1 (ko) 우수한 방폭 성능을 갖는 콘크리트 구조물 및 이의 제조방법
BR112017018593B1 (pt) Composição e material pré-impregnado termoplástico, material compósito à base do referido material pré-impregnado e utilizações do referido material compósito
Umair et al. Effect of pile height on the mechanical properties of 3D woven spacer composites
JP2012525992A (ja) 複合材料およびその応用
KR102230395B1 (ko) 현무암 추출사 섬유와 고강도 섬유를 복합한 콘크리트 구조물 보강용 난연재 및 이를 이용한 콘크리트 보강 구조물 제조공법
US20040203305A1 (en) Fire and heat resistant materials
KR20190114513A (ko) 건축물 내진 보강용 난연 섬유복합체 및 그의 제조방법
KR20230108415A (ko) 콘크리트 구조물용 불연 내진 복합재 및 이를 이용한 콘크리트 보강공법
KR20200090287A (ko) 난연성이 우수한 경량 패널 구조물 및 이의 제조방법
KR101667336B1 (ko) 팽창흑연을 이용한 난연 및 불연보강패널, 및 이를 이용한 구조물의 보수보강공법
Chang Aramid fibers
JP2002028922A (ja) 繊維強化樹脂成形体からなる補修・補強材およびその製造方法並びに補修・補強材を使用したセメント系構造体
Zigler et al. Fire protection of timber structures strengthened with FRP materials
EP1106744A1 (en) Fire and heat resistant materials
Sokolov et al. Effect of the Chemical Nature of Fabric Mineral Fillers on the Properties of Polymer Composite Materials
US7323509B2 (en) Fire-resistant structural composite material
KR102155349B1 (ko) 콘크리트 구조물용 내진 불연 보강재 및 이를 이용한 내진 불연 복합 보강공법
EP2118614A1 (en) Ballistic materials
KR20230108420A (ko) 콘크리트 구조물용 준불연 섬유복합재 및 이를 이용한 콘크리트 보강공법
KR102319976B1 (ko) 그리드형 섬유보강재가 포함된 경량 내진 콘크리트 패널 및 콘크리트 패널의 내진성능 평가 방법
Mishra et al. Compression resilience and impact resistance of fiber‐reinforced sandwich composites
Hani et al. Influence of woven and cross-ply laminates on mechanical properties of coir epoxy composite

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant