KR101560804B1 - Repair and seismic retrofitting method of concrete structures by using fiber reinforced plastic [frp] rebar - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 섬유계열의 섬유보강 리바와 모르타르의 물리적, 화학적 기능을 부여하기 위한 마이크로 화이버를 혼합한 모르타르를 사용하여 물리적, 전기적, 화학적 특성 향상 및 내열성을 향상시켜 화재시에도 안정적인 콘크리트 구조물의 보수보강 및 내진보강을 제공하는 공법에 관한 것이다.
The present invention relates to fiber reinforced ribs and fiber reinforced ribs and mortar mixed with microfibers for imparting physical and chemical functions to improve physical, electrical and chemical properties and to improve heat resistance, And an earthquake-proof reinforcement.
콘크리트 구조물의 보강공법으로는, 강재를 에폭시로 콘크리트 구조물의 외측면에 접착하는 강판접착 보강공법과, 탄소섬유나 유리섬유와 같은 섬유계열의 보강재를 시트형태, 판형태, 메쉬형태 등으로 제작하여 콘크리트 구조물에 접착하는 보강섬유 접착공법 등이 있다.Reinforcing methods of concrete structures include steel plate adhesion reinforcement methods in which steel is adhered to the outer surface of a concrete structure with epoxy and fiber reinforcement materials such as carbon fiber and glass fiber in sheet form, And a reinforcing fiber bonding method for bonding to a concrete structure.
강판접착 보강공법은 콘크리트 구조물에 접착되는 강재가 우수한 강성을 가진다는 장점이 있으나, 강재가 부식되는 것을 막는 조치를 하여야 한다는 점 및 강재를 콘크리트 구조물에 정착시키기가 어려운 점 등의 문제점이 있다. The steel plate adhesion reinforcement method has an advantage that the steel material adhered to the concrete structure has excellent rigidity, but there are problems such as measures to prevent corrosion of the steel material and difficulty in fixing the steel material to the concrete structure.
이러한, 문제점으로 인해 근래에는 보강섬유를 이용한 시공이 많이 이루어지고 있는 실정이다.Due to these problems, a lot of construction using reinforcement fibers has been performed in recent years.
한편, 상기와 같은 보강섬유를 이용한 보강공법의 일 예로서 대한민국 등록특허 제10-1434523호가 제안된 바 있다.On the other hand, Korean Patent No. 10-1434523 has been proposed as an example of the reinforcing method using the reinforcing fibers.
이 등록특허는,In this patent,
보수하고자 하는 철근콘크리트 구조물 표면에 모래분사 또는 고압세척수 분사 또는 모래 및 고압세척수를 분사하여 표면을 정리하는 표면처리단계와; 상기 표면처리단계에서 평탄작업이 완료된 철근콘크리트 구조물 표면에 고정부재를 이용하여 종, 횡방향으로 섬유가 교차하여 격자형상을 형성하고 있으며, 표면에는 무정질 실리카가 전처리 되어 있는 섬유 그리드를 고정하는 섬유 그리드 고정단계와; 상기 섬유 그리드 고정단계 이후에 무기질계 시멘트 메트릭스를 스프레이 분사 방식으로 섬유 그리드가 설치된 철근콘크리트 구조물 표면에 2 ∼ 3㎝의 두께로 도포하는 무기질계 시멘트 메트릭스 도포 단계;로 이루어져 있다.A surface treatment step of arranging the surface of the reinforced concrete structure to be repaired by spraying sand spray or high pressure wash water spray or sand and high pressure wash water; In the surface treatment step, fibers are crossed in a longitudinal direction and a transverse direction using a fixing member on the surface of the reinforced concrete structure where the flattening operation is completed, thereby forming a lattice shape. On the surface of the reinforcing concrete structure, fibers for fixing the fibrous grid pretreated with amorphous silica A grid fixing step; And applying the inorganic cement matrix to the reinforcing concrete structure having the fibrous grid at a thickness of 2 to 3 cm by spraying the inorganic cement matrix after the fibrous grid fixing step.
상기 등록특허는 무기질계 시멘트 메트릭스를 통해 섬유 그리드의 부착력을 화학적으로 높이는 한편, 알루미늄 보강재를 형성해 보강능력을 향상시키도록 작용하게 된다.
The above-mentioned patent increases the adhesion of the fiber grid chemically through the inorganic cement matrix, while enhancing the reinforcing ability by forming an aluminum reinforcement.
(특허문헌 1) KR10-1434523 B1, 무기질계 시멘트 메트릭스와 코팅된 섬유 그리드를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 및 내진 보강공법
(Patent Document 1) KR10-1434523 B1, Repair and Seismic Retrofit of Concrete Structures Using Fiber Grid Coated with Mineral Cement Matrix
통상적으로 콘크리트 구조물의 보강은 콘크리트 구조물에 인가되는 하중이 높기 때문에 이 힘에 의해 콘크리트 구조물의 변형을 방지할 목적으로 이용하는데, 상술한 등록특허의 경우 섬유 그리드를 단순히 볼트 형태의 고정부재를 활용하여 고정하기 때문에 콘크리트 구조물에 큰 하중이 발생할 경우 섬유 그리드가 콘크리트 구조물에서 탈락되어 섬유 그리드의 효용성이 떨어지는 문제가 있었다.Generally, the reinforcement of concrete structure is used for the purpose of preventing deformation of concrete structure due to high load applied to concrete structure. In the case of the above-mentioned registered patent, the fiber grid is simply made of a bolt- There is a problem in that the fibrous grid is detached from the concrete structure when a large load is applied to the concrete structure and the efficiency of the fiber grid is deteriorated.
특히, 위의 등록특허는 이러한 문제점을 보완하기 위해 알루미늄 재질의 보강대를 더 형성하고 있으나, 이 또한, 단순히 섬유 그리드 위에 보강대를 형성한 형태만으로는 콘크리트 구조물이 받는 힘에 의해 섬유 그리드가 탈락되는 현상을 방지할 수 없는 문제점이 있었다.
Particularly, the above-mentioned registered patent further forms an aluminum material reinforcing bar to overcome this problem. However, in the case of forming the reinforcing bar on the fiber grid, the fiber grid is pulled out by the force of the concrete structure only There is a problem that can not be prevented.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 섬유보강 리바를 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강 및 내진보강 공법은 친환경적이면서 수분저항성, 구조적 안정성, 화학적 안정성 및 열 저항성이 높아 화재에도 안정적인 섬유보강 리바를 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강 및 내진보강 공법을 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the above-mentioned problems, the repair and reinforcement method and the seismic reinforcement method of a concrete structure using the fiber reinforcing ribs of the present invention are environmentally friendly, and have high moisture resistance, structural stability, chemical stability and heat resistance, And to provide a repair and reinforcement of a structure and an earthquake-proof reinforcement method.
본 발명의 또 다른 목적은 보수보강 및 내진보강하고자 하는 시공면이 구조적으로 연결되어 일체화됨으로써 하중 발생시 이를 분산시켜 물리적 기계강도 향상 및 공용수명을 향상시킬 수 있는 섬유보강 리바를 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강 및 내진보강 공법을 제공하는데 있다.
It is still another object of the present invention to provide a method of repairing and reinforcing a concrete structure using a fiber reinforced rib that can improve mechanical strength and cohesive life by dispersing a load when a load is applied, And an earthquake-proof reinforcement method.
본 발명은 콘크리트 구조물의 보수 및 보강시 섬유로 제작된 리바를 이용하여 친환경적이면서 수분 저항성, 구조적 안정성 및 화학적 안정성을 향상시켜 보수보강 및 내진보강 능력을 향상시킬 수 있다.The present invention can improve repair, reinforcement and seismic strengthening ability by improving environment-friendliness, moisture resistance, structural stability and chemical stability by using a rebar made of fiber when repairing and reinforcing a concrete structure.
또한, 모르타르에 포함되어 있는 광물섬유인 바잘트 섬유에 의해 골재 사이의 공극을 메워주어 구조적 안정성을 향상시킴은 물론, 바잘트 섬유 표면에 코팅된 실레인에 의해 바잘트 섬유에 유연성을 부여하면서 열저항성이 높아 화재가 발생하였을 때에도 콘크리트 구조물을 안정적으로 지지할 수 있다.In addition, it is possible to improve the structural stability by filling the pores between the aggregates with the mineral fibers, which are mineral fibers included in the mortar, and to provide the flexibility to the zeolite fibers by the silanes coated on the surfaces of the zeolite fibers, The concrete structure can be stably supported even when a fire occurs due to high resistance.
그리고 폴리올레핀계 아라미드섬유와 폴리올레핀 섬유로 이루어진 섬유 보강재에 의해 섬유보강 리바에 도포되는 모르타르가 일체화되면서 정적하중 및 동적하중 발생시 모르타르 전체로 하중이 분산되어 구조물의 물리적 기계강도 향상 및 공용수명을 연장할 수 있다.The mortar applied to the fiber reinforcing ribs is integrated by the fiber reinforcing material composed of the polyolefin-based aramid fiber and the polyolefin fiber, so that the load is dispersed to the whole mortar when the static load and dynamic load are generated, have.
아울러, 용융된 상태로 혼합하는 폴리올레핀 섬유가 폴리올레핀계 아라미드 섬유와 바잘트 섬유를 연결하는 링크 역할을 하여 구조적 안정성을 더욱 향상시킬 수 있는 유용한 발명이다.
In addition, the polyolefin fibers that are mixed in the melted state act as a link connecting the polyolefin-based aramid fiber and the bar-cut fiber, thereby being a useful invention that can further improve the structural stability.
도 1은 본 발명에 따른 섬유보강 리바를 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강 및 내진보강 공법의 시공순서를 도시한 블록도.
도 2의 (a)는 본 발명에서 벽체로 이루어진 콘크리트 구조물에 시공한 상태를 도시한 사시도이고, 도 2의 (b)는 평면도.
도 3의 (a)는 본 발명에서 원형기둥으로 이루어진 콘크리트 구조물에 시공한 상태를 도시한 사시도이고, 도 3의 (b)는 평면도.
도 4는 본 발명에서 사각기둥으로 이루어진 콘크리트 구조물에 시공한 상태를 도시한 평면도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a construction procedure of a repairing and reinforcing method of a concrete structure using a fiber reinforcing rib according to the present invention. FIG.
FIG. 2 (a) is a perspective view showing a concrete structure made of a wall in the present invention, and FIG. 2 (b) is a plan view.
FIG. 3 (a) is a perspective view showing a concrete structure made of a circular column in the present invention, and FIG. 3 (b) is a plan view.
4 is a plan view showing a state in which a concrete structure made of square pillar is installed in the present invention.
이하, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명에 대해 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
우선, 본 발명은 보수보강 하고자 하는 콘크리트 구조물 표면의 이물질 제거하고, 열화된 부분은 보수작업을 실시한 후 표면을 정리하는 바탕면 정리단계와, 상기 단계에서 바탕면이 정리된 콘크리트 구조물에 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유, 바잘트섬유 중 선택된 어느 하나의 섬유를 리바(rebar)형태로 제작된 섬유보강 리바를 설치하는 섬유보강 리바 설치단계와, 상기 섬유보강 리바가 설치된 바탕면에 골재를 포함하는 무기질계 시멘트와 상기 무기질계 시멘트의 전체 100중량부에 대하여 길이 4 ∼ 12㎜, 직경 10 ∼ 16㎛인 실레인이 코팅된 필라멘트사인 바잘트 섬유 0.5 ∼ 1.0중량%를 포함하는 모르타르를 숏크리트 또는 미장손으로 마감처리하는 모르타르 도포단계;로 이루어져 있다.The present invention relates to a method of manufacturing a concrete structure, comprising the steps of: removing foreign matter on the surface of a concrete structure to be reinforced and repaired; A method of manufacturing a fiber reinforced steel sheet, comprising the steps of: providing a fiber reinforcing rib formed of a carbon fiber, an aramid fiber or a bar-suit fiber in a rebar form; Mortar containing 0.5 to 1.0% by weight of a zeolite filament fiber coated with silane having a length of 4 to 12 mm and a diameter of 10 to 16 μm based on 100 parts by weight of the total of the inorganic cement and the inorganic cement is shotcrete or plaster And a mortar applying step of hand finishing.
이러한, 본 발명은 도 2 내지 도 4에서와 같이 벽체, 슬라브, 원형 또는 사각 기둥으로 이루어진 콘크리트 구조물(C)에 시공하여 보수보강 및 내진보강을 시공할 수 있다.
The present invention can be applied to a concrete structure (C) made of a wall, a slab, a circular or quadrangular column as shown in Figs. 2 to 4, and can perform repair and seismic reinforcement.
1. 바탕면 정리단계1. Base Layout
본 단계는 콘크리트 구조물(C) 표면의 이물질을 제거하여 건전한 바탕면을 형성하기 위한 단계로서, 열화가 진행된 콘크리트 구조물(C)의 경우에는 일부를 절삭하도록 하고, 콘크리트 구조물(C) 내의 철근의 부식이 있을 경우에는 녹을 제거한 후 절삭한 부분에 보수재를 덧대어 평탄작업을 실시한 후에 이물질을 제거하는 작업을 실시하여야 한다.This step is a step for removing a foreign object on the surface of the concrete structure C to form a sound base surface. In the case of the deteriorated concrete structure C, a part thereof is cut, and the corrosion of the reinforcing bars in the concrete structure C , It is necessary to remove the rust and then remove the foreign matter after performing the flattening work by putting the repair material on the cut part.
이때에, 표면의 이물질은 고압세척이나 습식 모래분사 등 다양한 방법으로 진행할 수 있다.At this time, foreign substances on the surface can be processed by various methods such as high pressure cleaning or wet sand injection.
또한, 콘크리트 구조물(C) 전체 표면이 평탄하지 않을 경우에는 시멘트를 이용해 평탄작업을 실시하도록 하며, 이때에, 평탄작업은 5㎜를 초과하지 않도록 한다.
If the entire surface of the concrete structure (C) is not flat, the cement is used for the flattening operation. At this time, the flattening operation should not exceed 5 mm.
2. 섬유보강 리바 설치단계2. Fiber Reinforcement Laying Step
본 단계는 바탕면이 정리된 콘크리트 구조물(C)의 보강을 위해 섬유보강 리바(20)를 설치하는 단계이다.In this step, the
이러한, 섬유보강 리바(20)는 콘크리트 구조물(C)과 인접하게 배치하며, 특히, 구조적 안정성을 위해 종방향 및 횡방향으로 엮어서 사용하도록 한다.The fiber-reinforced
예컨대, 도 2에서와 같이 콘크리트 구조물(C)이 보 또는 벽체 등 편평한 형태로 이루어졌을 경우에는 종방향과 횡방향으로 다수의 섬유보강 리바(20)를 배치하도록 하고, 도 3에서와 같이 사각기둥이거나 도 4에서와 같이 원형 기둥을 경우에는 그 형상에 맞게 섬유보강 리바(20)를 설치하도록 설치할 수 있다.For example, as shown in FIG. 2, when the concrete structure C is formed in a flat shape such as a beam or a wall, a plurality of
또한, 상기 섬유보강 리바(20)는 도면에서는 상세히 도시하지 않았지만, 각각의 섬유보강 리바(20)를 연결할 수 있는 별도의 연결부재를 통해 연결하여 사용하는 것이 좋다.Although not shown in detail in the drawing, the
여기서, 상기 섬유보강 리바(20)는 다양한 종류의 섬유계열의 재료로 제작하여 사용할 수 있으며, 이때에, 섬유는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유, 바잘트섬유 중 선택된 어느 하나의 섬유를 이용해 제작하도록 한다.Here, the
특히, 상기 섬유보강 리바(20)의 외측에는 후술할 모르타르와의 부착력을 향상시킬 수 있도록 스크류 형태의 홈부(21)가 형성되어 있으며, 섬유보강 리바(20)의 외측에는 실레인이 코팅되어 있다.In particular, a screw-shaped groove 21 is formed on the outer side of the
한편, 상기와 같은 섬유보강 리바(20)는 보수보강 및 내진보강을 실시하고자 하는 콘크리트 구조물(C)에 따라 다양한 직경 및 물성치를 형성한 것을 이용할 수 있다.The
더욱 구체적으로는 직경 6 ∼ 18㎜, 중량 57 ∼ 513g/m, 탄성계수 45 ∼ 55GPa, 전단강도 190 ∼ 220Mpa인 섬유보강 리바(20)를 사용자가 선택하여 사용할 수 있다.
More specifically, the
3. 모르타르 도포단계3. Mortar application step
본 단계는 상술한 콘크리트 구조물(C)에 섬유보강 리바(20)의 설치가 완료된 후에 모르타르(20)를 도포하여 시공을 완료할 수 있는 단계로서, 통상의 숏크리트 또는 미장손을 이용하여 도포할 수 있다.This step is a step of applying the
여기서, 상기 모르타르(20)의 두께는 구조설계에서 반영된 수치를 반영하여 설정된 두께만큼 도포하도록 하는 것이 좋다.Here, it is preferable that the thickness of the
한편, 상술한 모르타르(20)는 골재를 포함하고 있는 무기질계 시멘트를 기본으로 구성하고 있다. On the other hand, the above-mentioned
상기 무기질계 시멘트는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 골재와 시멘트, 실리카 흄 및 포졸란 첨가제가 포함되어 있다.The inorganic cement includes, but is not limited to, aggregate and cement, silica fume and pozzolan additives.
또한, 본 발명은 상술한 무기질계 시멘트에 기능성을 부여하기 위한 다양한 재료를 혼합하여 사용하게 된다.In addition, the present invention uses a mixture of various materials for imparting functionality to the above inorganic cement.
통상적으로 콘크리트 구조물(C)은 골재 사이의 다짐 정도에 따라 하중 발생시 콘크리트 구조물(C)의 열화정도가 결정이 된다.Generally, the degree of deterioration of the concrete structure (C) is determined when a load is generated depending on the degree of compaction between aggregates in the concrete structure (C).
본 발명에서는 상술한 콘크리트 구조물(C)의 보강시 골재 사이의 공극을 줄여주고 유연성을 부여하여 인가되는 하중에 의한 콘크리트 구조물(C)의 열화를 방지하여 콘크리트 구조물의 보강 및 내진보강능력을 향상시키기 위한 목적을 달성하기 위해 바잘트 섬유를 혼합한다.In the present invention, when the concrete structure (C) is reinforced, the gap between the aggregates is reduced and the flexibility is imparted to prevent the deterioration of the concrete structure (C) due to the applied load, thereby improving the reinforcing and seismic strengthening ability of the concrete structure For achieving the purpose, mix the basalt fibers.
상기 바잘트 섬유는 길이 4 ∼ 12㎜이고 두께가 10 ∼ 16㎛이인 표면에 실레인으로 코팅되어 있으며, 무기질계 시멘트와의 혼합시 고르게 분산될 수 있도록 2 ∼ 4분간 교반하여 혼합하도록 하여 사용하게 된다.
The basalt fiber is coated with silane on a surface of 4 to 12 mm in length and 10 to 16 탆 in thickness and is mixed with inorganic cement for 2 to 4 minutes to be dispersed evenly when mixed with inorganic cement to be used do.
여기서, 상기 바잘트 섬유는 상기 표 1 내지 2에서와 같이 화산암의 일종인 현무암을 약 1,300℃ 전, 후의 용융로에서 용융하여 1,200℃의 상태에서 노즐을 통해 용융방사하여 제작된 필라멘트사의 형태로서 그 직경은 10 ∼ 16㎛이다.As shown in Tables 1 and 2, the basalt fiber is a type of filament yarn produced by melting basalt, which is a kind of volcanic rock, in a melting furnace at about 1,300 ° C and melting at 1,200 ° C through a nozzle, Is 10 to 16 mu m.
이러한, 바잘트 섬유는 광물섬유로서 화학적 변형이 적고, 기계절 물성이 뛰어나며, 비금속 섬유로서 전기적 특성이 발생하지 않게 되어 전식에 따른 물성의 변화가 발생하기 때문에 우수한 열저항성 및 전식에 의한 산화가 방지되는 효과를 얻을 수 있게 되며, 따라서, 화재시에도 불에 타지 않아 모르타르(20)를 견고하게 지지하는 역할을 수행할 수 있게 된다.As such, the Vasart fiber is a mineral fiber which has less chemical deformation, excellent seasonal properties, and non-metallic fibers, which do not generate electrical properties, resulting in changes in properties depending on the electric conductivity, Therefore, it is possible to perform the role of firmly supporting the
또한, 화학적 성질은 갖는 콘크리트 구조물(C)에 적용시에도 화학적으로 안정적이면서 겨울철에도 매우 우수한 물성을 유지할 수 있게 된다.Also, when applied to a concrete structure (C) having chemical properties, it can be chemically stable and maintain excellent physical properties even in winter.
특히, 본 발명에서는 바잘트 섬유를 용융방사할 때에 바잘트 섬유 표면에 실레인을 코팅하여 바잘트 섬유에 유연성을 부여함은 물론, 화학적 성능을 부가할 수 있게 된다.Particularly, in the present invention, silane is coated on the surface of the bar-altiated fiber when melt-spinning the bar-cut fiber to give flexibility to the bar-cut fiber and to add chemical performance.
상기 실레인은 수소화규소의 한 계열로서 화학식은 SiH4, 특이한 냄새가 나는 무색 기체로, 녹는점은 184.7℃, 끊는점은 112℃이다.The silane is a series of silicon hydrides and has the formula SiH 4 , a colorless gas with a characteristic odor, melting point of 184.7 ° C and breaking point of 112 ° C.
상기와 같은 실레인은 상온경화되어 겔타입으로 변하는게 되는 것으로, 바잘트 섬유 표면에 코팅되어 유연성을 부가함은 물론, 무기질계 시멘트와의 혼합시 높은 온도에 의해 녹았다가 식는 과정에서 바잘트 섬유와 무기질계 시멘트의 골재 및 섬유보강 리바(20) 외측에 코팅된 실레인과의 결합을 통해 이들을 연결할 수 있는 가교역할을 수행함은 물론, 모르타르(10)를 일부 개질화시키는 역할을 수행할 수 있게 된다.The silane as described above is cured at room temperature to be converted into a gel type. It is coated on the surface of the basalt fiber to impart flexibility, and at the same time, when it is mixed with inorganic cement, it melts at a high temperature, It is possible to perform the role of bridging the fibers and the cements of the inorganic cement and connecting them with the silane coated on the outside of the
즉, 본 발명에서는 무기질계 시멘트의 골재 및 채움재의 혼합시 바잘트 섬유를 1차로 교반하면 바잘트 섬유가 고르게 분산되고, 이렇게 분산된 바잘트 섬유는 모르타르(10)의 제조시 실레인에 의해 골재 사이에서의 네트워크 성질이 향상된 상태로 시공이 이루어지기 때문에, 바잘트 섬유의 고유 성질인 고인장력 및 높은 변형 방지 기능의 효과를 더욱 향상시킬 수 있게 되는 것이다.That is, in the present invention, when the aggregate of the inorganic cement and the filler are mixed, the basalt fibers are dispersed evenly, and the dispersed basalt fibers are dispersed by the silane during the production of the mortar (10) It is possible to further improve the effects of high tensile strength and high deformation preventing function, which are inherent properties of the basalt fiber.
또한, 상술한 실레인은 골재와 골재 사이에 배치된 바잘트 섬유와 골재 간의 물리적 가교 역할을 수행함은 물론, 골재와 바잘트 섬유 간의 방수성을 향상시키게 되어 수분에 의해 골재와 바잘트 섬유의 박리현상을 방지함으로써 바잘트 섬유와 골재 간의 결속력을 더욱 높일 수 있게 되어 구조적 안정성을 향상시킬 수 있게 된다.In addition, the above-mentioned silane not only performs a physical cross-linking function between the aggregate and the basalt fiber disposed between the aggregate and the aggregate, but also improves the waterproofness between the aggregate and the basalt fiber, It is possible to further enhance the bonding force between the bar-cut fiber and the aggregate, thereby improving the structural stability.
상기와 같은 바잘트 섬유는 본 발명에서는 5 ∼ 10㎜의 길이의 것을 사용하게 된다.In the present invention, such a bar-like fiber having a length of 5 to 10 mm is used.
여기서, 본 발명의 바잘트 섬유의 길이가 임계치 미만일 경우 골재와 시멘트, 실리카 흄 및 포졸란 첨가제 및 바잘트 섬유가 물에 의해 점성을 부여받은 후 식었을 때에 골재 사이를 연결하는 기능을 수행하지 못하게 되고, 바잘트 섬유 길이가 임계치를 초과하게 될 경우에는 고르게 분산이 이루어지지 않음은 물론, 골재 사이의 공극이 발생하는 문제가 발생하게 된다.If the length of the present invention is less than the critical value, the aggregate, the cement, the silica fume, the pozzolan additive, and the basalt fiber may not function to connect the aggregates when they are viscous by water and then cool down , And when the length of the basalt fiber exceeds the critical value, the fibers are not evenly dispersed and voids are generated between the aggregates.
이러한, 바잘트 섬유는 무기질계 시멘트의 전체 100중량부에 대하여 0.5 ∼ 1.0중량부를 혼합하게 되는데, 이 임계치 미만으로 혼합할 경우에는 바잘트 섬유의 양이 적어지게 되어 공극을 원활히 메우지 못하는 문제점이 발생하게 되고, 임계치를 초과할 경우에는 그 이상의 상승된 효과를 기대하기 어렵다.In the case of mixing less than the above critical value, the amount of the Vasart fibers decreases and the gap can not be filled smoothly. If the threshold value is exceeded, it is difficult to expect a further increased effect.
한편, 본 발명에서는 19 ∼ 38㎜의 길이로 이루어진 폴리올레핀계 아라미드 섬유 30 ∼ 55중량%, 19 ∼ 38㎜의 길이로 이루어진 폴리올레핀 섬유 45 ∼ 70중량%로 이루어진 섬유 보강재를 무기질계 시멘트 전체 100중량부에 대하여 0.5 ∼ 1.0중량부를 투입하여 사용할 수 있다.On the other hand, in the present invention, a fiber reinforcing material composed of 30 to 55% by weight of polyolefin-based aramid fibers having a length of 19 to 38 mm and 45 to 70% by weight of polyolefin fibers having a length of 19 to 38 mm, 0.5 to 1.0 part by weight based on 100 parts by weight of the total weight of the composition.
상기 섬유 보강재는 앞서 설명한 바잘트 섬유와 같이 교반 및 혼합하여 사용하게 되며, 이때에, 섬유 보강재 중 폴리올레핀 섬유가 용융할 수 있는 150 ∼ 160℃의 온도를 유지한 상태에서 혼합이 이루어져야 한다.The fibrous reinforcement is used in the same manner as the basalt fiber described above. The fiber reinforcement is mixed with the fiber reinforcement at a temperature of 150 to 160 ° C at which the polyolefin fibers can be melted.
특히, 상술한 섬유 보강재는 바잘트 섬유에 비해 가볍기 때문에 무기질계 시멘트에 혼합시에는 공기를 이용해 불어주면서 투입하여 넓은 범위에 고르게 섬유 보강재가 분포할 수 있도록 하는 것이 좋다.Particularly, since the above-mentioned fiber reinforcing material is lighter than the basalt fiber, it is preferable to allow the fiber reinforcement to be distributed evenly over a wide range while blowing air using air when mixing the inorganic cement.
한편, 상기와 같은 섬유 보강재는 인장강도, 강인성, 내열성, 탄성력 등의 물리적 특성이 뛰어난 폴리올레핀계 아리미드 섬유와 용융점이 낮은 폴리올레핀 섬유의 조합으로 이루어져 있다.On the other hand, the above-described fiber reinforcing material is composed of a combination of polyolefin-based aramid fibers excellent in physical properties such as tensile strength, toughness, heat resistance and elasticity, and polyolefin fibers having a low melting point.
따라서, 상기 바잘트 섬유에 포함된 실레인과 더불어 폴리올레핀 섬유도 용융점이 낮아 조기에 용융되어 섬유 보강재의 폴리올레핀계 아라미드 섬유와 무기질 시멘트 및 바잘트 섬유을 연결하는 가교역할을 수행할 수 있음은 물론, 섬유계열로 이루어진 섬유보강 리바(20)와의 결합력도 증대되는 효과를 얻을 수 있다.Accordingly, the polyolefin fibers, together with the silane contained in the bar-cut fibers, have a low melting point and can be melted at an early stage to perform a crosslinking function of connecting the polyolefin-based aramid fibers of the fiber reinforcing material with the inorganic cement and the bar- It is possible to obtain an effect of increasing the coupling strength with the
즉, 상기 폴리올레핀 섬유는 교반과정에서 용융되어 골재와 골재 사이의 공극으로 침투하게 됨으로써 무기질계 시멘트의 골재 사이의 공극을 메워주는 역할을 함과 동시에 같은 군으로 이루어진 폴리올레핀계 아라미드 섬유 표면에 일부 코팅되어 골재 사이를 메우던 일부의 폴리올레핀 섬유와 연결된다.That is, the polyolefin fibers are melted in the stirring process and penetrate into the voids between the aggregate and the aggregate, thereby filling voids between the aggregates of the inorganic cement and partially coating the surface of the polyolefin aramid fiber made of the same group It is connected to a part of the polyolefin fibers that hung between the aggregates.
또한, 다른 군으로 이루어진 바잘트 섬유 및 섬유보강 리바(20)하고도 물리적으로 연결된 구조를 형성하게 되면서 상술한 결합력이 향상되는 효과를 얻을 수 있는 것이다.In addition, the bonding strength can be improved by forming a physically connected structure with the bar-cut fibers and the fiber-reinforced
정리하면, 본 발명에서의 모르타르(10)는 바잘트 섬유 및 섬유 보강재에 의해 전체가 연결된 구조로 형성되어 콘크리트 구조물(C)에 하중이 전달되었을 때에 하중을 분산하도록 작용하여 특정 위치에서의 콘크리트 구조물(C)의 열화 또는 파손의 위험이 적어 내진보강 능력을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있게 되는 것이다.In summary, the
상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 대해 기재한 것이지만 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명의 기술적인 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태로 변경하여 사용할 수 있음은 본 발명에 속하는 통상의 기술자들에게 있어 당연한 것임을 명시한다.
Although the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Of course.
C : 콘크리트 구조물
10 : 모르타르
20 : 섬유보강 리바C: Concrete structure
10: Mortar
20: Fiber reinforcement rib
Claims (7)
상기 단계에서 바탕면이 정리된 콘크리트 구조물에 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유, 바잘트섬유 중 선택된 어느 하나의 섬유를 리바(rebar)형태로 제작된 섬유보강 리바를 설치하는 섬유보강 리바 설치단계;
상기 섬유보강 리바가 설치된 바탕면에 골재를 포함하는 무기질계 시멘트와 상기 무기질계 시멘트의 전체 100중량부에 대하여 길이 4 ∼ 12㎜, 직경 10 ∼ 16㎛인 실레인이 코팅된 필라멘트사인 바잘트 섬유 0.5 ∼ 1.0중량부를 포함하는 모르타르를 숏크리트 또는 미장손으로 마감처리하는 모르타르 도포단계;로 이루어진 것에 특징이 있는 섬유보강 리바를 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강 및 내진보강 공법.
Removing the debris from the surface of the concrete structure to be reinforced and reinforced, repairing the degraded part and arranging the surface after repairing;
A step of installing fiber-reinforced ribs in which a fiber-reinforced ribbone made of any one of fiber selected from glass fiber, carbon fiber, aramid fiber and basalt fiber is installed in a rebar form in the concrete structure having the ground plane in the above step;
The inorganic cement including aggregate on the surface provided with the fiber reinforcing ribs, and a silane-coated filament yarn of 4 to 12 mm in length and 10 to 16 탆 in diameter, based on 100 parts by weight of the inorganic cement as a whole, And 0.5 to 1.0 part by weight of mortar is subjected to mortar application by shotcrete or plaster finishing, and the method of repairing and reinforcing concrete structures using fiber reinforced ribs.
The method of claim 1, wherein the fiber-reinforced ribbons have a diameter of 6 to 18 mm, a weight of 57 to 513 g / m 2, an elastic modulus of 45 to 55 GPa, and a shear strength of 190 to 220 MPa in the fiber- Repair, Reinforcement and Seismic Retrofit of Concrete Structures Used.
The fiber reinforced composite structure of claim 1, wherein the fiber reinforcing ribs are formed on the outer side of the fiber reinforcing ribs. The fiber reinforcing ribs further include screw-shaped grooves extending in a direction in which the fiber reinforcing ribs extend. Repair and Reinforcement of Seismic Retrofit.
[3] The method of claim 1, wherein the fiber reinforcement ribs are coated with silane on the outer side of the fiber reinforcement ribs in the step of installing the fiber reinforcement ribs.
The mortar according to claim 1, wherein the mortar in the mortar application step comprises 30 to 55% by weight of polyolefin-based aramid fibers having a length of 19 to 38 mm and 45 to 70% by weight of polyolefin fibers having a length of 19 to 38 mm Reinforcing steel reinforcing steel reinforcing steel reinforcing steel reinforcing steel reinforcing steel reinforcing steel reinforcing steel reinforcing steel reinforcing steel reinforcing steel reinforcing steel reinforcing steel reinforcing steel reinforcing steel
[7] The method of claim 5, wherein the polyolefin-based aramid fibers and the polyolefin fibers of the fiber reinforcing material in the mortar applying step are composed of a plurality of filament yarns, and the filament yarns of the polyolefin fibers are formed to be thinner than the filament yarns of the polyolefin- Repair and Reinforcement and Seismic Retrofit of Concrete Structures Using Fiber Reinforced Rivas.
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| KR101912667B1 (en) * | 2018-03-07 | 2018-11-01 | 씨엘엠테크(주) | Seismic reinforcement method of concrete structure by using environmentally friendlyand reinforcing member and earthquake-resistantmortar composition based on basalt fiber |
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