KR101857607B1 - Reinforcing method for resisting earthquake using nature friendly and earthquake-resistant mortar - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to eco-friendly earthquake resistant mortar and an earthquake resistance reinforcing method using the same. An objective of the present invention is to provide eco-friendly earthquake resistant mortar to mix silica fiber with silicate-based silica powder, inorganic powder, and a resin binder to have eco-friendliness by eliminating the need to add cement while providing excellent earthquake resistance and non-flammability, and an earthquake resistance reinforcing method using the same. The eco-friendly earthquake resistant mortar comprises 10-50 wt% of silicate-based silica powder, 0.1-5 wt% of silica fiber, 2-30 wt% of fly ash, 3-6 wt% of inorganic powder, 10-50 wt% of silica (no. 5 and no. 6), 10-50 wt% of a resin binder, 0.1-3 wt% of a superplasticizer, 0.1-3 wt% of a viscosity agent, 0.1-2 wt% of a retarder, 0.1-2 wt% of an accelerant, and 0.1-2 wt% of an antifoaming agent. An end surface is repaired or an earthquake resistance reinforcing layer is formed on a concrete structure by the eco-friendly earthquake resistant mortar.

Description

친환경 내진모르타르를 이용한 내진보강공법{Reinforcing method for resisting earthquake using nature friendly and earthquake-resistant mortar}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an earthquake-resistant mortar,

본 발명은 친환경 내진모르타르를 이용한 내진보강공법에 관한 것으로, 실리카섬유를, 규산암계 실리카분말, 무기분말 및, 수지바인더 등과 혼합하여 우수한 강도(압축강도 및 휨강도), 인장력 및 탄성력을 구비하고, 내진보강시공시 내구성 및 구조적 안전성을 확보할 수 있는 시멘트 무첨가형 친환경 내진모르타르를 이용한 내진보강공법에 관한 것이다.The present invention relates to an earthquake-proof reinforcing method using environmentally-friendly earthquake-resistant mortar, which is made by mixing silica fibers with silicic acid-based silica powder, inorganic powder and resin binder to provide excellent strength (compressive strength and bending strength), tensile strength and elasticity, And to an earthquake-proof reinforcement method using eco-friendly earthquake-resistant mortar capable of ensuring durability and structural safety during reinforcement construction.

최근 지진 재해대책법에 다른 내진설계기준의 설정에 의거 시설물에 대한 지진에 관심이 높아짐에 따라 고성능 친환경 신소재/공법의 내진보강 개발이 증가되고 있다. 그러나, 이러한 노력에도 불구하고 기능적, 구조적으로 다양화되고 있는 구조물 변화에 적절한 대응하지 못해 내진의 안전성 및 내구성과 같은 문제들이 발생되고 있으며, 이로 인하여 구조물의 내진에 대한 안전성과 내구성을 확보하지 못하여 보수, 보강, 시공성 등으로 인한 경제적 손실을 가져오는 실정이다.Recent earthquake disaster countermeasures laws have increased the interest in earthquakes on facilities based on the establishment of other seismic design standards, and the development of seismic reinforcement of high performance eco - friendly new materials / methods is increasing. However, in spite of these efforts, problems such as seismic safety and durability have been caused due to failure to properly cope with the structural and structural diversification of the structure. As a result, safety and durability of the structure are not ensured, , Reinforcement, construction and other economic losses caused by the situation.

특히 철근콘크리트 구조물. 지하구조물 및 공동구, 상수도 시설, 지하철시설물, 철도구조물,노반, 도로시설물 등의 구조물에 적용되는 노출 및 비노출 내진공법에서 많은 문제점들이 노출되었다. 지금까지 시설물 내진공법에는 주로 섬유재를 이용한 쉬트공법과 전단보강. 불연FRP보강재. 복합재료 보강 및 규산질계 분말형 도포 내진보강재 등를 사용하는 내진공법으로 크게 양분화되고 있으나, 섬유계 공법의 신.구조인트부 부착력 불량에 대한 문제점과 시멘트계 내진공법에 구조물 거동 대응성 부족, 시공후 경화 또는 건조공정에 의한 기존구조물에 부착성 불량연 등의 문제점들이 빈번히 발생되어 그 대체 공법으로 최근 섬유계 쉬트 내진 공법이 적용되고 있는데, 이 또한 철근 콘크리트구조물. 지하구조물 적용시 로울러 및 흙손으로 시공함으로써, 일정한 접촉부분의 부착성 및 탄성율에 따른 내진성를 확보하기가 어렵고, 경화 또는 건조공정을 피할 수 없어 내진설계 기준인 내진성능에 따른 내진성능 효과에 대응하지 못하고 있는 실정이다. 또한, 지진은 자연재해 중에서 가장 극적인 지각변동과 인명 및 재산 피해를 가져오는 무서운 현상으로서 그 역사는 인류의 역사와 함께 기록되어 왔으며, 최근 전세계적으로 발생된 지진규모 5.0 이상의 지진이 전세계적으로 매년 증가하고 있으며 그리고 규모 7 이상은 20회 정도나 일어나고 있다. 이와 같은 지진은 지진다발 지역인 지진대에서 주로 발생하고 있으나 그 규모와 빈도의 차이는 있지만 지구 표면 어디에서나 발생할 수 있다는 것이 지진학자들의 일반적인 견해이다.Especially reinforced concrete structures. Many problems were exposed in the exposed and non-exposed seismic works applied to structures such as underground structures and communal areas, waterworks facilities, subway facilities, railway structures, roadbed and road facilities. So far, the seismic proofing method of the facilities has been mainly using sheet material and shear reinforcement. Nonflammable FRP reinforcement. And seismic reinforcement using siliceous powder type earthquake resistant reinforcement. However, there is a problem in the failure of adhesion between the new and the new structure of the fiber based method and the lack of response to the structural behavior in the cemented earthquake proofing method, Or fiber-based sheet seismic resisting method is applied by the substitution method, which is caused by problems such as poor adhesion to the existing structure due to the drying process. It is difficult to secure the seismic performance according to the adherence and elasticity ratio of the constant contact portion and the hardening or drying process can not be avoided so that it can not cope with the seismic performance effect according to the seismic performance criterion In fact. In addition, earthquakes are the most dramatic phenomena of natural disasters, and they are a terrible phenomenon that causes damage to human lives and property. Its history has been recorded along with the history of mankind. Recently, earthquakes with a magnitude of 5.0 or more, And over 7 on the scale is happening about 20 times. It is common for seismologists that such an earthquake occurs mainly in earthquake-stricken area earthquakes, but may occur anywhere on the surface of the earth, although the magnitude and frequency are different.

흔히 지진이 발생하지 않는 것으로 잘못 인식되어 있는 한반도에서도 역사적으로 많은 지진 활동이 있었고 앞으로도 지진발생 가능성을 전혀 배제할 수 없음을 알 수 있다. 이러한 인식에 따라 1998년부터는 내진설계기준 준칙이 설계기법이 도입되었고, 2014년부터는 기존 시설물의 내진보강계획수립에 따른 재난 및 안전관리 기본법 시설물의 중요성에 따라 시행하여 내진설계 기준 설정를 하도록 규정하였다.There are many historical earthquakes on the Korean peninsula, which are often mistaken for earthquakes, and we can not exclude the possibility of an earthquake in the future. Based on this recognition, the seismic design standards have been introduced since 1998 and from 2014, seismic design standards have to be set according to the importance of the disaster and safety management basic facilities according to the existing seismic reinforcement plans.

이러한 규제는 전세계적으로 발생된 지진 피해 이후 건축물에 대한 내진설계에 대한 중요성이 더욱 인식되어 1996년 이후에는 더욱 건축물의 내진규준을 강화하여 5층 이상의 공동주택에 대해서도 실시하도록 하였으며, 최근에는 신축 공동주택(아파트)의 경우 모두 내진 규정을 적용하도록 의무화하고 있다.These regulations further recognized the importance of seismic design for buildings after earthquake damage occurred in the world. After 1996, more earthquake standards of buildings were strengthened and more than 5 floors were built. In recent years, All apartments (apartments) are required to apply seismic regulations.

특히, 위와 같이 내진설계의 의무화가 시행되기 이전에 지어진 시설물 공동주택은 대부분 내진설계가 반영되지 않았기 때문에, 공사기간과 비용면에서 유리하여 많은 각광을 받고 있는 리모델링 공사의 경우, 철근콘크리트로 만든 골조(구조체)만 남기고 모두 철거한 후, 골조위에 지진에 견딜수 있도록 강도높은 콘크리트를 덧씌우는 방식으로 내진 보강 공사가 필수적으로 이루어지고 있는 실정이다. 하지만, 콘크리트를 덧씌우는 공법은 새로운 몰탈과 노화된 콘크리트간의 부착 문제로 안정성을 보장할 수 없고, 자중이 증가하는 문제점이 있다.Particularly, in the case of remodeling construction, which is advantageous in terms of construction period and cost and is in the spotlight because the seismic design is not reflected in most of the apartment buildings built before the mandatory implementation of the seismic design as mentioned above, the frame made of reinforced concrete It is necessary to strengthen the earthquake resistance by overlaying the concrete with high strength so that it can endure the earthquake on the frame after removing all the structures (structure). However, the method of covering the concrete can not guarantee the stability due to the adhesion problem between the new mortar and aged concrete, and the self weight is increased.

등록특허공보 등록번호 10-0749926(2007.08.14)Patent Registration No. 10-0749926 (Aug. 14, 2007)

본 발명의 목적은 실리카섬유를, 규산암계 실리카분말, 무기분말 및, 수지바인더 등과 혼합하여, 시멘트 무첨가에 따른 친환경성을 구비하면서 우수한 내진성 및 불연성을 구비한 내진모르타르를 이용한 내진보강공법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an earthquake-proof reinforcement method using an earthquake-resistant mortar having excellent earthquake resistance and nonflammability while mixing silica fibers with silicate silica-based silica powder, inorganic powder, resin binder and the like, will be.

본 발명은 규산암계 실리카분말 10∼50wt%, 실리카 섬유 0.1∼5wt%, 플라이애시 2∼30wt%, 무기분말 3∼6wt%, 규사(5.6호) 10∼50wt%, 수지바인더 10∼50wt%, 유동화제 0.1∼3wt%, 증점제 0.1∼3wt%, 지연제 0.1∼2wt%, 촉진제 0.1∼2wt%, 소포제 0.1∼2wt%를 포함하는 친환경 내진모르타르에 의해 콘크리트 구조물에 대한 단면보수 또는 내진보강층을 형성하도록 되어 있다.The present invention relates to a silica-based silica powder, which comprises 10 to 50 wt% of silica-based silica powder, 0.1 to 5 wt% of silica fiber, 2 to 30 wt% of fly ash, 3 to 6 wt% of inorganic powder, 10 to 50 wt% of silica (5.6) An earthquake resistant mortar containing 0.1 to 3 wt% of fluidizing agent, 0.1 to 3 wt% of thickener, 0.1 to 2 wt% of delaying agent, 0.1 to 2 wt% of accelerator and 0.1 to 2 wt% of antifoaming agent forms a section repair or seismic strengthening layer for the concrete structure .

본 발명은 콘크리트 구조물에 실리카섬유(GHF)로 이루어진 친환경 고성능 섬유보강재와, 규산암계 실리카분말을 포함하는 모르타르가 동시에 설치되고, 고성능 섬유보강재에 내진모르타르의 성분인 규산암계 실리카분말이 분사되어 일체로 제조되므로, 친환경 고성능 섬유보강재와 내진모르타르의 부착력이 향상되어, 내진성능이 더욱 향상되는 효과가 있다. In the present invention, an eco-friendly high performance fiber reinforcing material composed of silica fiber (GHF) and a mortar containing silicate silica-based silica powder are simultaneously installed in a concrete structure, and silica-based silica powder as a component of earthquake-resistant mortar is injected into a high- The adhesive force between the environmentally friendly high performance fiber reinforcing material and the earthquake-resistant mortar is improved, and the seismic performance is further improved.

본 발명은 실리카섬유가 졸겔법에 의해 방사되어 제조되므로, 타원형 단면구조를 구비하여, 내진모르타르에 배합될 시, 분말화된 다른 구성성분과 접촉면적이 증대되어 부착력이 증대되고 전체 강도가 향상될 뿐 아니라, 하중분산성이 우수하여 내진보강 또는 단면보강 시 구조적 안정성을 부여하는 효과가 있다. Since the silica fiber is produced by spinning by the sol-gel method, the present invention has an elliptical cross-sectional structure. When the silica fiber is blended with the earthquake-resistant mortar, the contact area with other powdered components increases to increase the adhesive strength and improve the overall strength In addition, it has an excellent load-dissipating property, which provides structural stability during seismic reinforcement or cross-section reinforcement.

본 발명은 실리카섬유와 규산암계 실리카분말이 배합하도록 되어 있어 우수한 불연, 방열, 내열 ,방음,흡음 성능뿐만 아니라 내마모성, 내침식성, 경량 ,핵방사능, 자외선, 생화학상의 오염에 영향을 받지않으며, 발암성 위험이 없으며, 내부식성, 무독성. 화학물질, 알카리,산, 솔벤트에 높은 내성을 통해 쾌적한 시설환경, 식생, 수질정화 등 인체에 유익한 환경을 유지할 수 있다. The present invention is based on the premise that silica fiber and silicate-based silica powder are blended so as not to be affected by pollution resistance, erosion resistance, light weight, nuclear radiation, ultraviolet rays, biochemical pollution as well as excellent fire retardancy, heat radiation, heat resistance, No risk of corrosion, corrosion resistance, non-toxicity. High resistance to chemicals, alkalis, acids and solvents makes it possible to maintain a pleasant environment for the environment, vegetation and water purification.

본 발명의 실리카분말은 우수한 불연, 방열, 내열 ,방음,흡음 성능뿐만 아니라 내마모성, 내침식성, 경량 ,핵방사능, 자외선, 생화학상의 오염에 영향을 받지않으며, 발암성 위험이 없으며, 내부식성, 무독성. 화학물질, 알카리,산, 솔벤트에 높은 내성과 낮은 마찰계수, 고강도 압축강도 및, 휨 강도를 구비함과 새집증후군을 방지하여 쾌적한 시설환경 및 안전한 삶의 친환경적 효과를 구비한다. The silica powder of the present invention is not affected by contamination with abrasion resistance, erosion resistance, light weight, nuclear radiation, ultraviolet rays, biochemical as well as excellent fire retardancy, heat radiation, heat resistance, soundproofing and sound absorption performance, . It has high resistance to chemicals, alkali, acid and solvent, low friction coefficient, high strength compressive strength and flexural strength, and prevents sick house syndrome, thus providing pleasant environment and safe environment.

본 발명은 친환경 재료을 활용한 시멘트가 첨가되지 않아 시멘트로 인한 독성의 발생이 없으며, 함유된 실리카 분말에 의해 시멘트의 독성차단에 의한 우수한 불연, 방열, 내열 ,방음,흡음 성능뿐만 아니라 내마모성, 내침식성, 경량 ,핵방사능, 자외선, 생화학상의 오염에 영향을 받지않으며, 발암성 위험이 없으며, 내부식성, 무독성. 화학물질, 알카리,산, 솔벤트에 높은 내성과 낮은 마찰계수, 고강도 압축강도 및, 휨 강도를 구비함과 인체에 유해성을 방지하여 쾌적한 시설환경 및 안전한 삶의 보호를 가능하게 하고, 우수한 휨강도 및 인장강도를 구비하여 내진성능을 구비하는 효과가 있다.  The present invention eliminates the toxicity caused by cement due to the absence of cement using environmentally friendly materials, and it can prevent the toxicity of the cement due to the silica powder contained therein, as well as excellent fire retardancy, heat dissipation, heat resistance, soundproofing, sound absorption performance as well as abrasion resistance, , Lightweight, nuclear radiation, ultraviolet, biochemical contamination, no risk of carcinogenicity, corrosion-resistant, non-toxic. It has a high resistance to chemicals, alkali, acid and solvent, low friction coefficient, high strength compression strength and flexural strength, and prevents harmfulness to the human body, thereby enabling a comfortable facility environment and safe life protection, and excellent bending strength and tensile strength And it has an effect of providing seismic performance by providing strength.

본 발명은 타설에 의해 시공되도록 되어 있어, 신규 콘크리트 구조물의 구축뿐 만 아니라, 기존 콘크리트구조물의 보수/보강에도 용이하게 적용할 수 있으며, 최적배합비율 및 내진보강재의 첨가를 통해 종래의 일반적인 보강용 모르타르가 구비하는 낮은 인장강도 및 압축강도를 개선하고, 콘크리트 구조물에 대한 방수기능 및 내진기능을 구비하는 효과가 있다. The present invention can be applied not only to the construction of a new concrete structure but also to the repair / reinforcement of existing concrete structures. In addition, The low tensile strength and the compressive strength of the mortar are improved, and the waterproof function and the seismic function for the concrete structure are provided.

본 발명은 소정의 내진 성능 등급에 미달된 철근콘크리트구조물, 아파트 및 단독주택, 학교건축물, 공동시설물 등에 적용되어 경제적이고 합리적인 범위 내에서 내진성능을 보강할 수 있다.The present invention can be applied to reinforced concrete structures, apartments, single-family homes, school buildings, and public facilities, which are less than predetermined earthquake-resistance performance ratings, to reinforce seismic performance within economical and reasonable ranges.

본 발명은 지반속에서 지반운동에 순응하여 구조물이 진동되는 지하구조물, 터널구조물 등에 적용되어 우수한 내진효과를 구비할 수 있는 등 많은 효과가 있다.The present invention is applicable to an underground structure and a tunnel structure in which a structure is vibrated in compliance with a ground motion in the ground, and has an excellent seismic effect.

도 1 은 본 발명에 따른 내진모르타르의 제조공정을 보인 블록예시도
도 2 는 본 발명에 따른 내진보강공법을 보인 예시도
도 3 은 본 발명에 따른 내진보강공법을 보인 구성예시도
도 4 는 본 발명에 따른 고성능 섬유 보강재의 구성을 보인 예시도BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a manufacturing process of an earthquake-
2 is an exemplary view showing an anti-seismic reinforcement method according to the present invention.
3 is a structural example showing an anti-seismic reinforcement method according to the present invention
FIG. 4 is a view illustrating a structure of a high performance fiber reinforcing material according to the present invention. FIG.

도 1 은 본 발명에 따른 내진모르타르의 제조공정을 보인 블록예시도를 도시한 것으로, 본 발명에 따른 친환경 내진모르타르는, 규산암계 실리카분말 10∼50wt%, 실리카 섬유 0.1∼5wt%, 플라이애시 2∼30wt%, 무기분말 3∼6wt%, 규사(5.6호) 10∼50wt%, 수지바인더 10∼50wt%, 유동화제 0.1∼3wt%, 증점제 0.1∼3wt%, 지연제 0.1∼2wt%, 촉진제 0.1∼2wt%, 소포제 0.1∼2wt%를 포함하도록 되어 있다. 1 is a block diagram showing a manufacturing process of an earthquake-resistant mortar according to the present invention. The environmentally-resistant earthquake-resistant mortar according to the present invention comprises 10 to 50 wt% of silica-based silica powder, 0.1 to 5 wt% of silica fiber, 10 to 50 wt% of a resin binder, 0.1 to 3 wt% of a fluidizing agent, 0.1 to 3 wt% of a thickener, 0.1 to 2 wt% of a retarder, 0.1 to 2 wt% of a retarder, 0.1 to 5 wt% To 2 wt%, and a defoaming agent 0.1 to 2 wt%.

상기 규산암계 실리카분말은 칼슘, 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 철, 알루미늄, 수산기, 플루오르 등을 함유하고 있는 규산암계에 속하는 광물을 분말도 약 2,000∼6,000㎠/ｇ을 구비하도록 분말화한 것으로, 아래 [표1]에 따른 화학적 성분 및 특성을 구비한다.The silicate-based silica powder is obtained by pulverizing powders of about 2,000 to 6,000 cm 2 / g of powder belonging to silicic acid-based system containing calcium, sodium, potassium, magnesium, iron, aluminum, hydroxyl, fluorine, Chemical components and properties according to [Table 1].

[표1][Table 1]

Figure 112017059343107-pat00001
Figure 112017059343107-pat00001

[표1]에서와 같이, 본 발명의 규산암계 실리카분말은 이산화규소(SiO2)가 97wt% 이상의 높은 함량을 구비하고 있어, 실리카섬유내로의 함침성능 향상 및 부착성을 향상시키는 특성을 구비하고, 우수한 휨강도 및 인장강도를 구비하며, 내진보강 시공시, 구조물에 대한 내진성능을 향상시키게 된다. 또한, [표1]의 기타는 산화칼륨, 산화나트륨 등등 여러가지 불순물을 의미하며, 본 발명에 따른 규산암계 실리카분말은 이들 불순물을 포함하여 총 100wt%로 이루어져 있다. As shown in Table 1, the silicate-based silica powder of the present invention has a high content of silicon dioxide (SiO 2 ) of 97 wt% or more, and has the property of improving the impregnation performance into the silica fiber and improving the adhesion , Superior bending strength and tensile strength, and improves the seismic performance of the structure during the earthquake-proof reinforcement construction. The other elements in Table 1 mean various impurities such as potassium oxide, sodium oxide and the like, and the silicate-based silica powder according to the present invention contains 100 wt% of these impurities.

상기와 같은 규산암계 실리카분말은 우수한 불연, 방열, 내열 ,방음, 흡음 성능뿐만 아니라 내마모성, 내침식성, 경량, 핵방사능, 자외선, 생화학상의 오염에 영향을 받지 않고, 발암성 위험이 없으며, 내부식성, 무독성. 화학물질, 알카리,산, 솔벤트에 높은 내성과 낮은 마찰계수, 인장강도 3,500∼4,800㎫ 의 고강도 압축/휨강도를 구비할 뿐 아니라, 유해물질 및 중금속을 흡착분해하여 부패원인제거 및 신선도 유지기능도 구비하고 있다.The silicate-based silica powder as described above is free from the risk of carcinogenicity, is not affected by contamination with abrasion resistance, erosion resistance, light weight, nuclear radiation, ultraviolet rays, biochemical as well as excellent fire retardancy, heat resistance, heat resistance, , Non-toxic. It has high resistance to chemicals, alkali, acid and solvent, low coefficient of friction, high tensile strength of 3,500 ~ 4,800 MPa, compression / bending strength, absorption and decomposition of harmful substances and heavy metals, .

상기 실리카 섬유는 졸겔법에 의해 방사되어 형성된 것으로, 졸겔법에 의해 방사성을 구비하도록 테트라 에틸 오토실리케이트(Tetra Ethyl Ortho Silicate)를 출발물질로 하여 방사된 것이 사용된다. The silica fiber is formed by spinning by a sol-gel method, and is prepared by spinning with tetraethyl orthosilicate (Tetra Ethyl Ortho Silicate) as a starting material so as to have radioactivity by the sol-gel method.

이를 더욱 구체적으로 설명하면, 본 발명에 따른 실리카 섬유는, 테트라 에틸 오토실리케이트(Tetra Ethyl Ortho Silicate)에 물과 알콜 및 염산이 적정몰비로 첨가되고 상온에서 반응되어 졸 상태로 생성되는 반응단계; 졸을 방사하여 겔 섬유를 생성하는 섬유생성단계; 겔 섬유를 저온하소시켜 겔 섬유내의 유기성분을 제거하는 유기성분제거단계;에 의해 제조될 수 있다. More specifically, the silica fiber according to the present invention comprises a reaction step wherein tetraethyl orthosilicate (Tetra Ethyl Ortho Silicate) is added with water, alcohol and hydrochloric acid at an appropriate molar ratio and reacted at room temperature to form a sol state; A fiber producing step of spinning a sol to produce a gel fiber; And an organic component removing step of removing the organic component in the gel fiber by low temperature calcination of the gel fiber.

상기 반응단계는 테트라 에틸 오토실리케이트(Tetra Ethyl Ortho Silicate)에 알콜을 첨가하여 희석시킨 후, 염산과 물의 혼합용액을 조금씩 적가하면서 실온에서 40∼80분동안 교반기를 사용하여 혼합하여 균질의 혼합액을 생성하고, 상기 혼합액을 실온에서 숙성(반응)하여 졸 상태로 생성한다. The reaction step is carried out by adding alcohol to Tetra Ethyl Ortho Silicate to dilute it, adding a mixed solution of hydrochloric acid and water little by little, and mixing the mixture at room temperature for 40 to 80 minutes using a stirrer to produce a homogeneous mixture , And the mixture is aged (reacted) at room temperature to form a sol state.

이때, 테트라 에틸 오토실리케이트(Tetra Ethyl Ortho Silicate), 알콜, 염산, 물은 1 : 1∼3 : 0.001∼0.2 : 1∼3 의 몰비로 혼합첨가되며, 이와 같은 몰비에 의해서만 방사성을 나타내게 되어 섬유방사가 이루어지게 된다. At this time, Tetra Ethyl Ortho Silicate, alcohol, hydrochloric acid and water are mixed and added in a molar ratio of 1: 1 to 3: 0.001 to 0.2: 1 to 3, .

상기 물은 반응속도를 제어하여, 용액중에 생성되는 고분자의 형태를 달라지게 함으로써, 용액의 방사성 여부를 결정하게 된다. 즉, 상기 물은 테트라 에틸 오토실리케이트(Tetra Ethyl Ortho Silicate)에 대해 몰비로 1 미만으로 첨가될 경우, 용액에 대한 방사성이 보이지 않을 뿐 아니라, 졸상태로의 반응이 일어나지 않게 되고, 몰비로 3 을 초과하여 첨가될 경우, 졸상태로의 반응은 일어나나 섬유방사는 불가능하게 되는 현상이 발생된다. The water controls the rate of the reaction so that the form of the polymer produced in the solution changes, thereby determining whether the solution is radioactive. That is, when the water is added to the tetraethyl orthosilicate at a molar ratio of less than 1, the radioactivity for the solution is not seen, and the reaction to the sol state does not occur, If it is added in excess, a reaction to the sol state occurs but a phenomenon that fiber spinning becomes impossible occurs.

즉, 물의 양이 테트라 에틸 오토실리케이트(Tetra Ethyl Ortho Silicate)에 대해 몰비로 1∼3 범위내에서 첨가될 경우, 용액중에 생성되는 polysiloxane 고분자의 형태가 선형고분자(linear polymer)가 되어 방사성을 구비하게 되나, 몰비로 3 을 초과하여 첨가될 경우, 용액중에 가지고분자(branched polymer)가 생성되어 방사가 이루어지지 않게 된다. That is, when the amount of water is added to the tetraethyl orthosilicate (Tetra Ethyl Ortho Silicate) at a molar ratio of 1 to 3, the shape of the polysiloxane polymer formed in the solution becomes a linear polymer, However, when added at a molar ratio of more than 3, a branched polymer is formed in the solution, resulting in no spinning.

또한, 상기 물의 첨가량은 생성되는 실리카섬유의 단면형태에 큰 영향을 미치게 되므로, 적정범위내에서 첨가되어야 한다. In addition, the addition amount of the water has a great influence on the cross-sectional shape of the produced silica fiber, so it should be added within an appropriate range.

상기 염산(HCl)은 가수분해 및 중축합반응의 촉매작용을 하는 것이나, 염산(HCl)의 첨가량이 테트라 에틸 오토실리케이트(Tetra Ethyl Ortho Silicate)에 대해 몰비로 0.001∼0.2 범위를 벗어날 경우, 용액이 방사성을 보이지 보이지 않게 되므로, 적정범위내에서 첨가되어야 한다. The hydrochloric acid (HCl) catalyzes the hydrolysis and polycondensation reaction. When the amount of hydrochloric acid (HCl) added is out of the range of 0.001 to 0.2 in terms of molar ratio with respect to tetraethyl orthosilicate (Tetra Ethyl Ortho Silicate) Since the radioactive material is invisible, it should be added within an appropriate range.

특히, 상기 염산(HCl)은 몰비 0.01 근방에서 겔화시간(방사가 불가능하게 되는 시간)이 30∼40분으로 최대가 되었다가, 염산의 첨가량이 증가함에 따라 겔화시간이 감소되는 경향을 보이고 있으므로, 바람직하게는 테트라 에틸 오토실리케이트(Tetra Ethyl Ortho Silicate)에 대해 몰비로 0.001∼0.1 이 첨가된다. In particular, the gelling time (the time during which the spinning becomes impossible) at a molar ratio of 0.01 to a maximum of 30 to 40 minutes, and the gelation time tends to decrease with an increase in the amount of hydrochloric acid added, Preferably 0.001 to 0.1 molar ratio with respect to tetraethyl orthosilicate (Tetra Ethyl Ortho Silicate).

또한, 이와 같은 몰비로 염산이 첨가될 경우, 생성된 섬유는 최대 100㎝ 의 길이까지 구비하게 될 뿐 아니라, 섬유의 방사가능성과 방사안정성이 매우 우수한 특성을 구비한다. 본 발명에 따른 실리카섬유는 0.1∼50㎜, 바람직하게는 1∼30㎜, 더욱 바람직하게는 5∼15㎜ 의 길이를 구비한다. In addition, when hydrochloric acid is added at such a molar ratio, the resulting fibers are not only up to 100 cm long, but also have very excellent spinnability and radiation stability of the fibers. The silica fibers according to the present invention have a length of 0.1 to 50 mm, preferably 1 to 30 mm, more preferably 5 to 15 mm.

상기 알콜은 테트라 에틸 오토실리케이트(Tetra Ethyl Ortho Silicate)와 물이 균일하게 혼합되도록 함과 동시에, 용액이 방사성을 구비하도록 하는 기능을 구비한다. The alcohol has a function of allowing tetraethyl orthosilicate (Tetra Ethyl Ortho Silicate) and water to be uniformly mixed and having the solution to be radioactive.

상기 알콜은 테트라 에틸 오토실리케이트(Tetra Ethyl Ortho Silicate)에 대해 몰비로 1∼3 이 첨가되며, 상기 몰비를 벗어날 경우, 용액이 거의 방사성을 나타내지 못하게 된다. The alcohol is added in a molar ratio of 1 to 3 with respect to tetraethyl orthosilicate, and when the molar ratio is out of the range, the solution is almost non-radioactive.

상기 알콜은 n-프로판올(n-propanol)을 제외한 것이 첨가된다. 상기 n-프로판올(n-propanol)은 출발물질인 metal alkoxide가 다른 alkyl group을 포함한 alcohol 내에서 가수분해될 때 al-koxide와 alcohol의 alkyl group 사이에 치환이 일어나는 transesterification 반응이 일어나 용액의 방사성을 방해하므로, 본 발명에서는 n-프로판올(n-propanol)을 제외한 알콜이 첨가되어야 한다. The alcohol is added except for n-propanol. When n-propanol is hydrolyzed in the alcohol containing other alkyl groups, the transesterification reaction occurs between al-koxide and the alkyl group of the alcohol, which interferes with the radioactivity of the solution. Therefore, in the present invention, an alcohol other than n-propanol should be added.

또한, 상기 알콜은 그 종류가 특별히 한정되는 것은 아니나, 바람직하게는 메탄올 또는 에탄올이 사용되며, 더욱 바람직하게는 에탄올이 첨가된다. 상기 에탄올이 첨가될 경우, 방사성 유지시간이 가장 길고 우수한 방사성을 구비하게 된다. The kind of the alcohol is not particularly limited, but preferably methanol or ethanol is used, and more preferably ethanol is added. When the ethanol is added, the radioactive retention time is the longest and the radioactivity is excellent.

또한, 본 발명에 따른 반응단계는 상온 일예로 약 5℃∼35℃에서 반응이 이루어지도록 되어 있으며, 이와 같은 상온에서 반응이 이루어질 경우, 물의 첨가량이 적어도 즉, 테트라 에틸 오토실리케이트(Tetra Ethyl Ortho Silicate)에 대해 몰비로 1∼3 범위로 물이 첨가되어도 섬유화가 가능하게 되며, 35℃를 초과하는 온도범위내에서 반응할 경우, 일부 조성범위에서 섬유화가 불가능하여 방사성을 보이지 않게 된다. In the reaction step according to the present invention, the reaction is carried out at about 5 ° C to 35 ° C at room temperature. When the reaction is carried out at the room temperature, the amount of water added is at least Tetra Ethyl Ortho Silicate ), Water can be added even if water is added in a range of 1 to 3, and if it is reacted in a temperature range exceeding 35 ° C, it is impossible to fibrosize in some composition range, and thus radioactive is not seen.

상기 섬유생성단계는 졸 상태의 용액을 방사하여 겔 섬유를 생성하는 단계로, 전기방사 등과 같이 졸을 방사하여 겔섬유를 생성할 수 있는 공지의 방법이 사용된다. The fiber producing step is a step of spinning a solution in a sol state to produce a gel fiber, and a known method of spinning a sol, such as electrospinning, to produce a gel fiber is used.

상기 유기성분제거단계는 방사된 겔 섬유를 80℃ 이하의 저온에서 하소시켜 겔 섬유에 남아있는 유기성분을 제거함으로써, 본 발명에 따른 실리카섬유를 제조한다. The organic component removing step comprises calcining the spun gel fibers at a low temperature of 80 DEG C or lower to remove the organic components remaining in the gel fibers, thereby producing the silica fibers according to the present invention.

상기와 같이 졸겔법에 의해 방사된 실리카섬유는, 내부에 결정입자들이 균일하게 분포되어, 부피에 비해 넓은 표면적과 높은 공극율을 구비하면서도, 잘 끊어지지 않는 특성을 구비하여, 내진모르타르에 첨가시, 강도(압축강도 및 휨강도)를 증진시키고, 내구성을 강화시키며 탄성력 및 구조적 안전성을 확보하도록 하는 기능을 구비한다. The silica fibers radiated by the sol-gel method as described above are uniformly distributed in the interior of the silica fibers and have a large surface area and a high porosity as compared with their volume and are not broken well. When added to the earthquake- It has a function of enhancing strength (compressive strength and flexural strength), strengthening durability, ensuring elasticity and structural safety.

또한, 상기 실리카섬유는 모르타르 또는 수지바인더와의 혼합에 의해 섬유망을 형성하여, 보강, 균열방지, 수축저감, 내진 내구성 향상 등의 기능을 구비한다.In addition, the silica fibers form a fiber net by mixing with a mortar or a resin binder, and have the functions of reinforcing, preventing cracking, reducing shrinkage, and improving seismic durability.

또한, 이와 같은 졸겔법에 의해 생성 및 방사되어 형성된 실리카섬유는 길이방향에 대하여 수직으로 절단한 단면이 타원형을 구비하게 되며, 이러한 타원형 단면형태를 구비하는 실리카섬유는 천연수정을 가열용융하고, 이를 방사하여 생성된 원형 단면형태의 일반적인 실리카 섬유에 비해, 분말화된 다른 구성성분과 접촉면적이 증대되어 강도가 향상되고, 부착력이 증대될 뿐 아니라, 하중분산성이 우수하여 내진보강 또는 단면보강 시 구조적 안정성을 부여하게 된다. The silica fibers formed and spun by the sol-gel method have elliptical cross-sections perpendicular to the longitudinal direction. The silica fibers having such an elliptical cross-sectional shape are obtained by heating and melting natural quartz, Compared with ordinary silica fibers having a circular cross-section formed by spinning, the contact area with other powdered components is increased to improve the strength, adhesion strength, and load-dissipating properties, Thereby giving structural stability.

이때, 상기 실리카섬유의 타원비율은 특별히 한정되는 것은 아니나, 단경(단면의 가장 짧은 직경) 대비 장경(단면의 가장 긴 직경)의 비가 1 대 1.1 ∼1.5 를 구비하는 타원형으로 이루어진 것이 바람직하며, 이와 같은 실리카섬유는 다른 분말형태 구성성분과의 부착성, 강도증진, 하중분산성이 최적화된 특성을 구비한다. At this time, the ellipticity ratio of the silica fibers is not particularly limited, but is preferably an ellipse having a ratio of the short diameter (the shortest diameter of the cross section) to the long diameter (the longest diameter of the cross section) of 1 to 1.1 to 1.5, The same silica fibers have properties that optimize adhesion, strength enhancement, and load-dissipation properties with other powder-form components.

또한, 상기 실리카섬유는 내진보강 또는 단면복구작업시 우수한 표면 평활성을 부여하고, 단열 및 흡음성능이 향상되는 특성도 구비하고 있다. In addition, the above-mentioned silica fibers provide excellent surface smoothness during the seismic strengthening or cross-section restoration work, and also have a property of improving heat insulation and sound absorption performance.

상기와 같은 실리카섬유(GHF)는 0.1 wt% 미만 첨가될 경우, 그 효과를 기대할 수 없으며, 5 wt%를 초과하여 첨가될 경우, 증점효과로 인해 작업성이 저하되는 현상이 발생된다. 또한, 상기 실리카섬유(GHF)는 내진 내구성 증진 및 내진모르타르 또는 수지바인더와의 결합에 의한 섬유막 형성을 고려할 경우, 2∼5wt% 첨가되는 것이 바람직하다. When such a silica fiber (GHF) is added in an amount of less than 0.1 wt%, the effect can not be expected, and when it is added in an amount exceeding 5 wt%, the workability is lowered due to the thickening effect. It is preferable that the silica fiber (GHF) is added in an amount of 2 to 5 wt% in consideration of the improvement of seismic durability and the formation of a fiber film by bonding with an earthquake-resistant mortar or a resin binder.

상기 플라이애시는 석탄이나 중유 등을 연소했을 때에 생성되는 미세한 입자의 재료로, 주성분은 실리카(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3) 및 유리질이며 구형에 가까운 입자로, 내진모르타르의 두께를 형성하고 잠재 수경성 반응에 의해 장기강도를 증진시키는 역할을 하는 것으로, 평균입경범위 5~9㎛ 이하, 약 6,000㎠/ｇ 이하의 것이 사용된다. The fly ash is a material of fine particles produced when coal or heavy oil is burned. The fly ash is mainly composed of silica (SiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and glassy, And serves to enhance the long-term strength by potential hydraulic reaction. An average particle diameter of 5 to 9 μm or less and about 6,000 cm 2 / g or less is used.

상기 플라이애시는 2wt% 미만이면 플라이애시의 성능을 발휘하기에 너무 미비한 양이고, 30wt%를 초과하면 오히려 접착성이 저하될 수 있으므로, 적정범위내에서 첨가된다. If the amount of the fly ash is less than 2 wt%, the amount of the fly ash is too small to exert the performance of the fly ash. If the amount of the fly ash is more than 30 wt%, the adhesion may be deteriorated.

상기 규사는 6호 입도의 규사 40∼60wt%, 5호 입도의 규사 60∼40wt%의 비율로 조합을 하여 사용되며, 이와 같은 입도의 조정시 내진모르타르의 작업성이 우수하게 되며, 6호 입도의 규사 비율이 증가할수록 모르타르의 작업성이 감소되는 경향이 있다. 상기 규사는 6호 입도의 규사와 5호 입도의 규사가 1 : 1 의 중량비로 혼합되는 것이 바람직하다. The above silica sand is used in combination of 40 to 60 wt% of silica sand and 60 to 40 wt% of silica sand having a No. 5 grain size. When adjusting the particle size, the workability of seismic mortar is excellent. The workability of the mortar tends to decrease as the silica sand ratio increases. It is preferable that the silica sand is mixed with the silica sand of No. 6 and the silica sand of No. 5 at a weight ratio of 1: 1.

상기 무기분말은 초기 균열 및 건조수축을 억제하고 조강성을 구비하며, 부착성을 향상시키는 기능을 구비한다. 이러한 무기분말로서는 알루미나시멘트 또는, 알루미나시멘트와 실리카흄이 3 : 1∼2 의 중량비로 혼합한 것이 사용된다. The inorganic powder has a function of suppressing initial cracking and drying shrinkage, having a torsion rigidity, and improving the adhesion. Alumina cement or alumina cement and silica fume mixed at a weight ratio of 3: 1 to 2 are used as such an inorganic powder.

상기 실리카흄은 건식법으로 만들어진 실리카 미립자의 한 종류로서 사염화규소, 클로로실란 등을 수소와 산소분위기에서 고온 연소시켜 만든 실리카 미립자이다. 상기 실리카흄은 구성입자에 의한 볼 베어링 효과로 모르타르에 분산성 및 단위수량 감소의 기능을 하여 강도 및 휨 강도를 증대시키고, 분말의 공극 사이를 충진시켜 수밀화 및 고강도화를 실현하며, 내화학성을 개선하고 구조물의 내구수명을 연장시키는 기능을 구비한다. The silica fume is a kind of silica fine particles made by the dry process and is silica fine particles made by burning silicon tetrachloride, chlorosilane, etc. at a high temperature in an atmosphere of hydrogen and oxygen. The silica fume functions as a ball bearing effect by the constituent particles to decrease the dispersibility and the unit quantity in the mortar, thereby increasing the strength and the bending strength, filling the space between the pores of the powder, realizing waterproofing and high strength, And to extend the durability life of the structure.

상기 무기분말은 4wt% 미만으로 첨가될 경우, 모르타르의 응결시간이 늦어지게 되고, 6wt% 초과하여 첨가될 경우 모르타르가 급격하게 경화를 하기 때문에 작업성이 저하된다.When the inorganic powder is added in an amount of less than 4 wt%, the coagulation time of the mortar is slowed down. When the inorganic powder is added in an amount exceeding 6 wt%, the mortar rapidly hardens and the workability is lowered.

상기 수지바인더는 유연성, 내화학성, 내크랙성, 접착 및 강도증진을 위하여 첨가되는 것으로, 불포화 폴리에스테르계 중합성 액상수지 100 중량부에, 반응성 아크릴 수지 10∼40 중량부, 반응성 모노머 20∼100 중량부, 경화제 10∼30 중량부 및 반응촉매 0.1∼3중량부를 포함한다. The resin binder is added for improving the flexibility, chemical resistance, crack resistance, adhesion and strength. To 100 parts by weight of the unsaturated polyester type polymerizable liquid resin, 10 to 40 parts by weight of a reactive acrylic resin, 20 to 100 parts by weight of a reactive monomer 10 to 30 parts by weight of a curing agent and 0.1 to 3 parts by weight of a reaction catalyst.

상기 불포화 에스테르 수지는 신축성과 우수한 내크랙성을 구비하고 있으며, 글리콜, 프탈산 및 메틸 메타크릴레이트(MMA)를 중합 개질(modified)하여 제조할 수 있으며, 바람직하게는 관능기가 2개 이상인 글리콜(Glycol), 관능기가 2개인 프탈산(Phthalic Acid) 및 메틸 메탈크릴레이트(Methyl metacrylate, MMA)를 중합 반응하여 얻을 수 있다.The unsaturated ester resin has elasticity and excellent crack resistance, and can be prepared by polymerizing glycol, phthalic acid and methyl methacrylate (MMA). Preferably, the unsaturated ester resin is a glycol having two or more functional groups (Glycol ), Phthalic acid having two functional groups, and methyl methacrylate (MMA).

상기 반응성 아크릴수지는 점착성을 보강하기 위한 것으로, 분자량 50,000∼60,000이고, 점도가 200∼1000, 바람직하게는 300∼500cps(40% intoluene)을 사용하며, 10중량부 미만 또는 40중량부를 초과하여 첨가할 경우, 수지바인더의 점도가 상승되고 반응시간이 단축되는 현상이 발생되므로, 적정범위내에서 첨가하여야 한다. The reactive acrylic resin is used for reinforcing tackiness and has a molecular weight of 50,000 to 60,000 and a viscosity of 200 to 1000, preferably 300 to 500 cps (40% intoluene), and is used in an amount of less than 10 parts by weight or more than 40 parts by weight , The viscosity of the resin binder is increased and the reaction time is shortened. Therefore, it should be added within the proper range.

이와 같은 반응성 아크릴 수지로는 아크릴로니트릴, 부틸아크릴레이트, 부틸 메타아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 아크릴산, 2-히드록시에틸(메타)크릴레이트, 메틸(메타)아크릴레이트, 스타이렌 모노머, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 스테아릴메타크릴레이트 등의 모노머가 공중합된 것 또는 PMMA(Poly(methyl methacrylate))을 사용할 수 있다.Examples of such reactive acrylic resins include acrylonitrile, butyl acrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, acrylic acid, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, methyl (meth) acrylate, styrene monomer Acrylate, glycidyl (meth) acrylate, isooctyl acrylate, stearyl methacrylate and the like, or PMMA (poly (methyl methacrylate)).

상기 반응성 모노머는 메틸 메탈크릴레이트(Methyl metacrylate, MMA), 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-Hydroxyethyl metacrylate,2-HEMA) 및 BAM(Butyl acrylate monomer) 중에서 선택되는 1 종 이상을 사용할 수 있으며, 상기 MMA는 경도향상, 내후성을 향상시키고, 상기 2-HEMA는 경도 및 내산성을 향상시키며, 상기 BAM 는 유연성 및 부착성을 향상시킨다. 상기 반응성 모노머는 20∼100 중량부의 범위 바람직하게는 약 25∼80 중량부내에서 경화가 더욱 잘 일어난다. The reactive monomer may be at least one selected from methyl methacrylate (MMA), 2-hydroxyethyl methacrylate (2-HEMA), and BAM (butyl acrylate monomer) , The MMA improves hardness and weatherability, the 2-HEMA improves hardness and acid resistance, and the BAM improves flexibility and adhesion. The reactive monomer is more preferably cured within a range of 20 to 100 parts by weight, preferably within a range of about 25 to 80 parts by weight.

상기 경화제는 과립형 과산화벤조일(Benzoyl peroxide, 이하 BPO) 또는 CABPO일 수 있다. 상기 CABPO는 디부틸 프탈레이트(Dibutyl phthalate, DBP)에 상기 BPO가 분산되어 있는 액상 페이스트 형태이며, BPO가 30∼80중량% 함유된 것을 사용한다. The curing agent may be granular benzoyl peroxide (BPO) or CABPO. The CABPO is in the form of a liquid paste in which BPO is dispersed in dibutyl phthalate (DBP) and contains BPO in an amount of 30 to 80 wt%.

이와 같은 경화제는 불포화 폴리에스테르계 중합성 액상수지 100 중량부에 대해 10 내지 30 중량부를 사용하며, 이러한 첨가범위를 벗어나면 부분 경화 또는 경화가 단축되는 현상이 발생된다. Such a curing agent is used in an amount of 10 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the unsaturated polyester-based polymerizable liquid resin. When the curing agent is out of this range, partial curing or curing is shortened.

상기 반응촉매는 DMA(dimethyl aniline) 또는, Co-octate(코발트옥테이트) 또는, DMPT(N,NDimethyl-p-toluidine)가 사용되며, 0.1중량부 미만이면 경화시간이 너무늦어 작업시간이 길고 표면의 완전 경화가 늦어져 오염의 문제가 있으며, 3중량부를 초과하면, 급속한 경화로 인한 자체열이 상대적으로 많이 발생되어, 수축현상이 발생된다. When the reaction catalyst is less than 0.1 parts by weight, DMA (dimethyl aniline), Co-octate (cobalt octate) or DMPT (N-dimethyl-p-toluidine) And when it exceeds 3 parts by weight, a relatively large amount of self heat due to rapid curing occurs, causing a shrinkage phenomenon.

상기 수지바인더는 불포화 폴리에스테르계 중합성 액상수지, 반응 모노머, 경화제 및 반응성 아크릴수지가 라디칼(Radical) 개시반응에 의해 결합되어 접착 및 강도가 증진되며, 이러한 결합의 공존으로 인해 불포화 폴리에스테르계 중합성 액상수지의 경화시 발생될 수 있는 경화성 수축문제가 해결되고 우수한 반응성을 구비하게 된다. 또한, 상기 수지바인더는 속경성분말 및 천연광물분말의 입자 사이에서 가교 역할을 하여 경화될 때 접착력, 유연성, 가소성, 내마모성 및 작업성 등을 현저하게 향상시키는 역할을 한다. The resin binder is bonded to the unsaturated polyester-based polymerizable liquid resin, the reactive monomer, the curing agent and the reactive acrylic resin by a radical initiating reaction to increase adhesion and strength. Due to the coexistence of these bonds, unsaturated polyester- The problem of curing shrinkage that may occur upon curing of the liquid-phase resin is solved and excellent reactivity is obtained. In addition, the resin binder plays a role of cross-linking between the particles of the quick hard powder and the natural mineral powder and plays a role of significantly improving the adhesive force, flexibility, plasticity, abrasion resistance and workability when cured.

또한, 상기 수지바인더는 고성능 섬유(HF)와 함께, 천연광물분말 및 속경성 분말의 입자들 간에 섬유막을 형성하여 가교역할을 함으로써 크랙발생을 더욱 방지하고, 유연성을 더욱 향상시키는 기능을 구비한다.In addition, the resin binder has a function of forming a fibrous film between the particles of the natural mineral powder and the quick hard powder together with the high performance fiber (HF) to serve as a crosslinking agent, thereby further preventing cracking and further improving flexibility.

상기 유동화제, 증점제, 지연제, 촉진제, 소포제는 내구성 및 수밀성을 증진시키고 작업성을 용이하게 하기 위한 것으로, 모르타르 또는 수지모르타르의 배합시 사용되는 공지 또는 주지의 것, 일예로 유동화제는 폴리카르본산계, 나프탈렌계, 리그닌계, 멜라민계로 이루어진 군으로부터 단독 또는 2종 이상이 사용되고, 증점제는 메틸셀룰로스계나 폴리비닐아세테이트계가 사용될 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. The fluidizing agent, the thickening agent, the retarder, the accelerator, and the defoaming agent are used for enhancing the durability and the watertightness and for facilitating the workability. Known or predominant ones used in the mixing of mortar or resin mortar, Naphthalene-based, lignin-based and melamine-based ones, or two or more of them may be used. As the thickening agent, a methyl cellulose type or polyvinyl acetate type may be used, and a detailed description thereof will be omitted.

상기와 같이 이루어진 본 발명 내진모르타르의 첨가비율은 방수 및 내진효과를 동시에 구비하기 위한 점도, 탄성, 강도 등등의 범위를 설정하기 위한 것으로, 적용성 및 범용성을 고려하여 최적 배합비율로 한정한 것이다. The addition ratio of the earthquake-proof mortar of the present invention as described above is intended to set a range of viscosity, elasticity, strength and the like for simultaneously providing waterproof and earthquake-proof effects, and is limited to an optimum compounding ratio in consideration of applicability and versatility.

또한, 상기 타설시의 스프레이 분사압력은 공지의 스프레이 분사시 적용되는 분사압력을 사용할 수 있으므로, 스프레이 분사조건에 대한 상세한 설명은 생략한다. In addition, since the spraying pressure at the time of pouring can be used at a known spraying pressure, detailed description of the spraying conditions will be omitted.

이하, 상기와 같이 이루어진 본 발명에 따른 내진모르타를 이용한 내진보강공법을 설명한다. Hereinafter, the seismic strengthening method using the earthquake-resistant mortar according to the present invention will be described.

도 2 는 본 발명에 따른 내진보강공법을 보인 예시도를, 도 3 은 본 발명에 따른 내진보강공법을 보인 구성예시도를, 도 4 는 본 발명에 따른 고성능 섬유 보강재의 구성을 보인 예시도를 도시한 것으로, FIG. 2 is an exemplary view showing an anti-seismic reinforcement method according to the present invention, FIG. 3 is a structural view showing an anti-seismic reinforcement method according to the present invention, and FIG. 4 is an exemplary view showing the construction of a high- As shown,

본 발명은 콘크리트 구조물(100)의 표면의 이물질이 제거하고, 표면처리층(20)을 시공하는 표면처리층 시공단계; The present invention relates to a surface treatment layer construction step of removing foreign matters on the surface of a concrete structure (100) and constructing a surface treatment layer (20);

표면처리층(20)이 시공된 콘크리트 구조물(100)에 실리카 섬유가 함유된 내진모르타르를 뿜칠 또는 미장 시공하여 내진보강층(30)을 형성하는 내진보강 단계;를 포함하도록 되어 있다.And an earthquake-proofing step of spraying or finely applying earthquake-resistant mortar containing silica fibers to the concrete structure 100 on which the surface treatment layer 20 is installed to form an anti-seismic reinforcing layer 30.

또한, 본 발명은 표면처리층 시공단계 후, 표면처리층이 시공된 콘크리트 구조물에 친환경 고성능 섬유보강재(20)를 설치하는 보강재 설치단계;를 더 포함하도록 되어 있다. In addition, the present invention further includes a stiffener mounting step of installing an environment-friendly high performance fiber reinforcing member 20 on the concrete structure having the surface treatment layer formed thereon after the surface treatment layer construction step.

또한, 본 발명은 내진보강단계 후, 내진보강층 표면에 마감코팅재를 도포하여 코팅층(40)을 형성하는 코팅단계를 더 포함한다. Further, the present invention further includes a coating step of forming a coating layer 40 by applying a finish coating material to the surface of the seismic strengthening layer after the seismic strengthening step.

상기 표면처리층 시공단계는 철도구조물, 건축구조물 등등 콘크리트 구조물(100)의 이물질 또는 열화된 부분을 제거한 후, 이물질이 제거된 콘크리트 구조물의 표면에 아스팔트 방수재를 도포하여 표면처리층(20)을 형성한다. The surface treatment layer construction step may include removing a foreign matter or a deteriorated portion of the concrete structure 100 such as a railway structure, a building structure, etc., and then applying an asphaltic waterproofing material to the surface of the concrete structure from which the foreign matter has been removed to form a surface treatment layer 20 do.

또한, 상기 표면처리층 시공단계는 콘크리트 구조물(100)의 표면에 탈락등의 손상이 발생되었을 경우, 후술되는 본 발명의 실리카분말이 함유된 내진모르타르를 충전하여 표면을 보수한 후 표면처리층을 형성할 수 있다. In addition, when the concrete structure 100 is damaged, for example, when the surface of the concrete structure 100 is damaged, the surface treatment layer is filled with the earthquake-resistant mortar containing the silica powder of the present invention to be described later, .

상기 보강재 설치단계는 친환경 고성능 섬유보강재(20)를 설치하는 단계로, 고정볼트, 앵커클립, 완충와샤, 와이어 등등의 고정수단(50)에 의해 친환경 고성능 섬유(GHF) 보강재(20)를 콘크리트 구조물(100)에 고정설치한다. The step of installing the reinforcing material is a step of installing the environmentally friendly high performance fiber reinforcing material 20. The reinforcing material 20 is attached to the concrete structure 20 by fixing means 50 such as fixing bolts, anchor clips, buffer washers, wires, (100).

도 2 의 (a)는 콘크리트 구조물(벽체)에 대한 보수보강구조를, 도 2 의 (b)는 콘크리트 구조물(천정)에 대한 보수보강구조를 도시한 것으로, 고정수단의 설치간격은 구조적 안정성을 고려하여 시공조건에 따라 조정하여 시공하고, 고정수단의 길이는 콘크리트 피복두께, 시설물의 구조적 안정성을 고려하여 선택시공한다. FIG. 2 (a) shows a maintenance and reinforcement structure for a concrete structure (wall), and FIG. 2 (b) shows a maintenance and reinforcement structure for a concrete structure (ceiling) The length of the fixing means should be selected in consideration of the thickness of the concrete covering and the structural stability of the facility.

또한, 상기 친환경 고성능 섬유보강재는 격자형상 또는 일자 형상으로 설치될 수 있으며, 벽체에 설치될 경우, 고정수단없이 교차부위를 와이어에 의해 연결하여 설치할 수 있다. The eco-friendly high performance fiber reinforcing material may be installed in a lattice shape or a straight line shape. When the eco-friendly high performance fiber reinforcing material is installed on a wall, crossing portions may be connected by wires without fixing means.

상기 친환경 고성능 섬유보강재(20)는 실리카섬유를, 쉬트 또는 원형로프타입(22)으로 가공한 후, 표면에 규산암계 실리카분말(21)이 소정의 압력으로 분사 함침 및 경화된 것이 사용된다. 이때 상기 실리카섬유는 본 발명의 내진모르타르에 함유된 실리카섬유 또는 일반적인 실리카섬유를 사용할 수 있으며, 인장강도 3,500∼4,800㎫, 탄성율 85∼105㎬, 신율 3.55∼3.58%을 특성을 구비하는 실리카섬유가 사용된다. 또한, 표면에 함침되는 규산암계 실리카분말은 본 발명의 내진모르타르에 함유된 규산암계 실리카분말을 의미한다. The environmentally friendly high performance fiber reinforcing material 20 is obtained by processing silica fibers into a sheet or a round rope type 22 and then impregnating and hardening silicate silica based silica powder 21 at a predetermined pressure onto the surface thereof. The silica fibers may be silica fibers or general silica fibers contained in the earthquake-resistant mortar of the present invention. Silica fibers having a tensile strength of 3,500 to 4,800 MPa, an elastic modulus of 85 to 105 GPa, and an elongation of 3.55 to 3.58% Is used. The silicate-based silica powder impregnated on the surface means the silicate-based silica powder contained in the earthquake-resistant mortar of the present invention.

상기 내진보강단계는 내진모르타르를 생성하여 타설하는 단계로, 설치된 친환경 고성능 섬유보강재 위로 약 3㎝∼7㎝의 두께를 구비하도록 섬유보강 내진모르타르를 분사 또는 미장도포한다. The seismic strengthening step is a step of generating and installing earthquake-resistant mortar. The fiber reinforced earthquake-resistant mortar is sprayed or finely coated on the environmentally-friendly high performance fiber reinforcing material to have a thickness of about 3 cm to 7 cm.

상기 섬유보강 내진모르타르는, 규산암계 실리카분말 10∼50wt%, 실리카 섬유 0.1∼5wt%, 플라이애시 2∼30wt%, 무기분말 4∼6wt%, 규사(5.6호) 10∼50wt%, 수지바인더 10∼50wt%, 유동화제 0.1∼3wt%, 증점제 0.1∼3wt%, 지연제 0.1∼2wt%, 촉진제 0.1∼2wt%, 소포제 0.1∼2wt%를 포함하도록 되어 있다. The fiber-reinforced earthquake-resistant mortar comprises 10 to 50 wt% of silicate-based silica powder, 0.1 to 5 wt% of silica fiber, 2 to 30 wt% of fly ash, 4 to 6 wt% of inorganic powder, 10 to 50 wt% of silica (5.6) 0.1 to 3 wt% of a fluidizing agent, 0.1 to 3 wt% of a thickening agent, 0.1 to 2 wt% of a retarding agent, 0.1 to 2 wt% of an accelerator, and 0.1 to 2 wt% of a defoaming agent.

이와 같이 도포되는 내진모르타르는 고성능 섬유보강재의 표면에 규산암계 실리카 분말이 함침되어 있어, 친환경 고성능 섬유보강재와의 분리없이 일체화되게 된다. The earthquake-resistant mortar applied in this manner is impregnated with the silicate-based silica powder on the surface of the high-performance fiber reinforcing material, and is integrated without being separated from the environmentally-friendly high-performance fiber reinforcing material.

상기 표면처리 단계는 타설된 내진모르타르의 표면에 코팅재를 마감도포하는 것으로, 이와 같은 마감재 또는 코팅재의 도포는 주지의 기술수단이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. In the surface treatment step, the coating material is coated on the surface of the installed earthquake-resistant mortar, and the application of the finishing material or the coating material is well-known technique, and thus a detailed description thereof will be omitted.

또한, 본 발명에 따른 친환경 내진모르타르는 내진보강공법 뿐 아니라, 콘크리트 구조물의 단면보수 등에도 적용될 수 있다. Further, the earth-friendly earthquake-resistant mortar according to the present invention can be applied not only to an earthquake-proof reinforcement method, but also to a section repair of a concrete structure.

이하 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples.

실시예1Example 1

TEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate)를 용기 담고 에탄올을 첨가해 TEOS를 희석시켜 TEOS-Alcohol계 용액을 준비하고, 상기 TEOS-Alcohol계 용액에 HCl 과 물의 혼합용액을 조금씩 적가하면서 실온(20∼25℃)에서 자기교반기(magnetic stirrer) 를 사용해 1시간 동안 가수분해한 후, 이를 개방된 상태에서 숙성시켜 중축합반응을 진행함으로써, 졸 상태의 용액을 생성하고, 상기 졸 상태의 용액을 방사하여 겔 섬유를 생성한 다음, 생성된 겔 섬유를 80℃ 이하에서 하소시켜 겔 섬유내의 유기성분이 제거된 친환경 고성능 섬유(GHF)를 제조하였다. 이때, TEOS : 알콜 : 염산 : 물은 1 : 2 : 0.01 : 2 의 몰비로 혼합되었다.The TEOS-alcohol solution is prepared by diluting TEOS with TEOS (Tetra Ethyl Ortho Silicate) as a container. Ethanol is added to the TEOS-alcohol solution to dilute the TEOS-alcohol solution. The mixed solution of HCl and water is gradually added dropwise to the TEOS- Hydrolyzed in a magnetic stirrer for 1 hour and then aged in an open state to conduct a polycondensation reaction to produce a solution in the form of a sol, And then the resulting gel fibers were calcined at 80 DEG C or less to prepare environmentally friendly high performance fibers (GHF) from which organic components in the gel fibers were removed. At this time, TEOS: alcohol: hydrochloric acid: water was mixed at a molar ratio of 1: 2: 0.01: 2.

이와 같이 방사되어 생성된 실리카섬유(GHF)의 단면 미세구조를 주사전자현미경(SEM)을 사용하여 1000배로 관찰한 결과, 타원형 단면구조로 이루어져 있음을 확인하였다. The cross-sectional microstructure of the silica fibers (GHF) produced by spinning was observed at 1000 times using a scanning electron microscope (SEM), and it was confirmed that the silica fibers had an elliptical cross-sectional structure.

실시예 2Example 2

내진모르타르를 아래 [표2]에 따라 배합하고, 50㎜×50㎜×50㎜ 공시체 9개(섬유길이에 따라 시편.1, 시편.2, 시편.3 각각 3개씩)를 형성하였으며, 이에 대한 재령 28일 압축강도(KS F 2424) 및 휨강도(KS F 2408)를 측정한 후, 그 결과는 [표3]에 나타내었다.Earthquake mortar was formulated according to the following Table 2, and nine specimens of 50 mm × 50 mm × 50 mm (three specimens of 1 specimen, 2 specimens and 3 specimens, respectively, were formed according to fiber length) The compressive strength (KS F 2424) and the flexural strength (KS F 2408) at 28 days were measured and the results are shown in Table 3.

[표2][Table 2]

Figure 112017059343107-pat00002
Figure 112017059343107-pat00002

[표2]에서 실리카섬유는 실시예1에 따른 것을 사용하였으며, 유동화제, 증점제, 지연제, 촉진제, 소포제는 공지의 것을 사용하였다. 또한, 수지바인더는 불포화 폴리에스테르계 중합성 액상수지 100 중량부에, 반응성 아크릴 수지 40 중량부, 반응성 모노머(2-하이드록시에틸 메타크릴레이트) 50 중량부, 경화제(립형 과산화벤조일) 20 중량부, 반응촉매(DMA) 2중량부로 이루어진 것을 사용하였다. In Table 2, the silica fiber according to Example 1 was used, and known additives such as a fluidizing agent, a thickener, a retarder, an accelerator, and a defoaming agent were used. The resin binder contained 40 parts by weight of a reactive acrylic resin, 50 parts by weight of a reactive monomer (2-hydroxyethyl methacrylate), 20 parts by weight of a curing agent (lipped type benzoyl peroxide) and 100 parts by weight of an unsaturated polyester polymerizable liquid resin , And 2 parts by weight of a reaction catalyst (DMA).

[표3][Table 3]

Figure 112017059343107-pat00003
Figure 112017059343107-pat00003

실시예 3Example 3

실시예 1 에 따른 실리카섬유(GHF)를 이용하여 길이 1,000㎜, 직경 30㎜의 로드 형상으로 가공하고, 가공된 로드 형상의 표면에 분말도 2,000∼6,000㎠/ｇ의 규산암계 실리카 분말을 균일하게 살포하여 함침시킨 후, 가열양생기에 의해 경화시켜 친환경 고성능 섬유보강재(시편)를 형성하였다. The silica fiber (GHF) according to Example 1 was processed into a rod shape having a length of 1,000 mm and a diameter of 30 mm, and a silicate-based silica powder having a powder density of 2,000 to 6,000 cm2 / g was uniformly Sprayed, impregnated, and cured by a heating curing machine to form an environmentally friendly high performance fiber reinforcement (specimen).

이와 같이 형성된 친환경 고성능 섬유 보강재(시편)와, 표면에 돌기가 형성된 원통형상의 이형로드(대비군1) 및, 로드 형상의 표면에 규사가 함침된 함침로드(대비군2)에 대한 인발강도를 각각 측정하였으며, 그 결과를 [표4]에 나타내었다. 상기 대비군1,2는 모두 시중에서 보강재로 판매되고 있는 공지의 것을 사용하였으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. The drawing strengths of the environmentally-friendly high performance fiber reinforcing material (specimen) thus formed, the cylindrically shaped release rods (contrast group 1) having protrusions on the surface and the impregnation rods (contrast group 2) impregnated with silica sand on the rod- And the results are shown in Table 4. Since the contrast groups 1 and 2 are all well-known commercially sold reinforcing materials, a detailed description thereof will be omitted.

[표4][Table 4]

Figure 112017059343107-pat00004
Figure 112017059343107-pat00004

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims and their equivalents. Of course, such modifications are within the scope of the claims.

(10) : 내진보강층 (20) : 표면처리층
(20) : 고성능 섬유보강재 (30) : 내진보강층
(40) : 코팅층 (50) : 고정수단
(100): 콘크리트 구조물(10): Seismic strengthening layer (20): Surface treatment layer
(20): High-performance fiber reinforcement (30): Seismic strengthening layer
(40): coating layer (50): fixing means
(100): Concrete structure

Claims (11)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 콘크리트 구조물(100)의 표면의 이물질이 제거하고, 표면처리층(20)을 시공하는 표면처리층 시공단계;
표면처리층 시공단계 후, 표면처리층이 시공된 콘크리트 구조물에 친환경 고성능 섬유보강재(20)를 설치하는 보강재 설치단계;
콘크리트 구조물(100)에 내진모르타르를 뿜칠 또는 미장 시공하여 내진보강층(30)을 형성하는 내진보강 단계;를 포함하되,
상기 내진모르타르는, 규산암계 실리카분말 10∼50wt%, 실리카 섬유 0.1∼5wt%, 플라이애시 2∼30wt%, 무기분말 3∼6wt%, 규사(5.6호) 10∼50wt%, 수지바인더 10∼50wt%, 유동화제 0.1∼3wt%, 증점제 0.1∼3wt%, 지연제 0.1∼2wt%, 촉진제 0.1∼2wt%, 소포제 0.1∼2wt%를 포함하고,
상기 친환경 고성능 섬유보강재(20)는, 실리카섬유를, 쉬트 또는 원형로프타입(22)으로 가공한 후, 표면에 규산암계 실리카분말(21)이 소정의 압력으로 분사 함침되어 경화되어 형성되되,
상기 실리카섬유는 졸겔법에 의해 방사성을 구비하도록 테트라 에틸 오토실리케이트(Tetra Ethyl Ortho Silicate)를 출발물질로 하여 방사제조된 것이고,
상기 규산암계 실리카분말은 규산암계에 속하는 광물로, 이산화규소(SiO2) 97wt% 이상을 구비하는 것을 특징으로 하는 친환경 내진모르타르를 이용한 내진보강공법.A surface treatment layer construction step of removing foreign matter on the surface of the concrete structure 100 and constructing the surface treatment layer 20;
A stiffener mounting step of installing an environmentally friendly high performance fiber reinforcing material (20) on a concrete structure having a surface treatment layer formed thereon after the surface treatment layer construction step;
And an earthquake-proofing step of forming an earthquake-resistant reinforcing layer (30) by spraying or finishing earthquake-resistant mortar to the concrete structure (100)
Wherein said earthquake-resistant mortar comprises 10 to 50 wt% of silica-based silica powder, 0.1 to 5 wt% of silica fiber, 2 to 30 wt% of fly ash, 3 to 6 wt% of inorganic powder, 10 to 50 wt% of silica (5.6) 0.1 to 3 wt% of a fluidizing agent, 0.1 to 3 wt% of a thickening agent, 0.1 to 2 wt% of a retarding agent, 0.1 to 2 wt% of an accelerator, and 0.1 to 2 wt%
The environmentally friendly high performance fiber reinforcing material 20 is formed by processing silica fibers into a sheet or a round rope type 22 and then spraying silicate silica based silica powder 21 at a predetermined pressure to cure the surface,
The silica fibers are prepared by spinning with tetraethyl orthosilicate (Tetra Ethyl Ortho Silicate) as a starting material so as to have radioactivity by a sol-gel method,
Wherein the silica silicate-based silica powder is a mineral belonging to the silicate-based silica system and comprises 97 wt% or more of silicon dioxide (SiO 2 ).
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