KR102138849B1 - Textile fabric for seismic reinforcing of a structure and structural seismic reinforcement method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제1보강섬유와 직교하여 결합된 제2보강섬유를 포함하는 격자형 섬유 직물로, 상기 제1보강섬유와 제2보강섬유를 지지할 수 있도록 다수의 배열사가 경사방향과 위사방항으로 교차 배열되고, 상기 배열사는 폴리에스터 에어텍스츄어링사인 것을 특징으로 하는 구조물 내진보강용 섬유 직물 및 이를 이용한 구조물 내진 보강방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 섬유 직물의 경사 방향과 위사 방향에 포함되는 섬유의 섬도 및 제직밀도를 동일하게 제직하여, 양방향으로 받는 인장강도, 신율 및 인장 변형률을 동일하게 설계함으로써, 건축 구조물의 콘크리트 내부에 삽입 보강시 지진파 등의 외부 충격의 충격 하중을 골고루 분산 시킬 수 있도록 함과 동시에 인장강도, 신율 및 인장변형률이 향상된 섬유 직물 및 이를 이용한 구조물 내진 보강방법을 제공할 수 있다.The present invention is a lattice-type fiber fabric including a second reinforcing fiber coupled orthogonally to a first reinforcing fiber, and a plurality of arranging yarns are arranged in an oblique direction and an upward direction so as to support the first reinforcing fiber and the second reinforcing fiber. The cross-arranged, and the array yarn relates to a fabric fabric for seismic reinforcing reinforcement and a structure seismic reinforcement method using the same, characterized in that it is a polyester air texturing yarn.
According to the present invention, by uniformly weaving the fineness and weaving density of the fibers included in the warp direction and the weft direction of the fiber fabric, the tensile strength, elongation and tensile strain received in both directions are designed to be the same, so that the interior of the concrete of the building structure When inserting reinforcement, it is possible to distribute the impact loads of external impacts such as seismic waves evenly, and at the same time, it is possible to provide a fiber fabric having improved tensile strength, elongation and tensile strain, and a method for seismic reinforcement of structures using the same.
Description
본 발명은 구조물 내진보강용 섬유 직물 및 이를 이용한 구조물 내진 보강 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 섬유 직물의 경사 방향과 위사 방향에 포함되는 섬유의 섬도 및 제직밀도를 동일하게 제직하여, 양방향으로 받는 인장강도, 신율 및 인장 변형률을 동일하게 설계함으로써, 건축 구조물의 콘크리트 내부에 삽입 보강시 지진파 등의 외부 충격의 충격 하중을 골고루 분산시킬 수 있도록 함과 동시에 인장강도, 신율 및 인장변형률이 향상된 섬유 직물 및 이를 이용한 구조물 내진 보강방법에 관한 것이다. The present invention relates to a fiber fabric for seismic reinforcing reinforcement and a method for seismic reinforcement of a structure using the same, and more specifically, by uniformly weaving fineness and weaving density of fibers included in the warp direction and the weft direction of the fiber fabric, and receiving in both directions By designing the same tensile strength, elongation, and tensile strain, fiber fabrics with improved tensile strength, elongation and tensile strain, while simultaneously distributing the impact load of external impacts such as seismic waves when inserting and reinforcing inside concrete of building structures And a method for seismic reinforcement of structures using the same.
콘크리트 구조물에 지진하중이 작용할 경우 구조물의 주요 부재인 기둥은 구조물 중량에 대한 축력과 횡하중을 동시에 받게 된다. 기둥은 보통 축력에 대하여 안전할 수 있도록 설계된다. 그러나 내진설계가 반영되어있지 않은 기둥은 횡하중에 대한 저항능력이 크지 않기 때문에 횡하중에 의한 휨파괴 혹은 전단파괴가 일어날 수 있다. 특히 전단파괴는 구조물을 지탱하는 기둥의 급작스러운 파괴를 유도하기 때문에 구조물 및 인명의 피해를 볼 수 있다. 따라서 인명 피해를 방지하기 위해서는 지진이 발생하였을 때 전단파괴가 예상되는 기둥의 전단강도를 향상시켜 취성파괴가 아닌 연성파괴, 즉 휨파괴를 유도할 수 있도록 해야 한다. When an earthquake load is applied to a concrete structure, the pillar, the main member of the structure, receives both the axial force and the lateral load on the structure weight. Columns are usually designed to be safe against axial forces. However, a column that does not reflect the seismic design does not have a large resistance to lateral loads, so bending or shear failure may occur due to lateral loads. In particular, shear failure can cause damage to structures and human life because it induces sudden destruction of the pillars supporting the structures. Therefore, in order to prevent damage to humans, it is necessary to improve the shear strength of the pillar where shear failure is expected when an earthquake occurs, so that it can lead to ductile failure, ie bending failure, rather than brittle fracture.
이를 위해, 강판을 접착하는 공법, 섬유시트를 부착하는 공법, 앵커로 고정하는 공법 등 다양한 형태로 이루어지고 있으며 일례로, 대한민국 등록특허 10-0761511호(2007.09.18.)에서는 콘크리트 구조물에 격자형상의 유리섬유와 복합섬유판을 설치하고, 콘크리트 구조물과 복합섬유판과의 사이에 접착수지를 충전하여 복합섬유를 부착하여 공법을 완료하도록 하는 내진 보강공법을 개시하고 있다.To this end, it is made of various forms such as a method of bonding a steel sheet, a method of attaching a fiber sheet, and a method of fixing with an anchor. For example, in Korean Patent Registration No. 10-0761511 (2007.09.18.), a grid shape is applied to a concrete structure. Disclosed is a seismic reinforcing method of installing a glass fiber and a composite fiber plate, and filling the adhesive resin between the concrete structure and the composite fiber plate to attach the composite fiber to complete the construction method.
하지만, 상술한 등록특허는 유기용제인 접착수지를 사용하여 유리섬유 및 복합섬유판을 부착하기 때문에 친환경적이지 못하며, 화재 발생시 콘크리트 구조물보다 상대적으로 유리전이온도가 낮은 접착수지가 녹아내리게 되면서 복합섬유 및 유리섬유의 탈락이 이루어지는 문제가 있다.However, the above-described registered patent is not environmentally friendly because it adheres to glass fiber and composite fiber boards using an adhesive resin, which is an organic solvent. In the event of a fire, the composite resin and glass are melted as the adhesive resin with a lower glass transition temperature than the concrete structure melts. There is a problem in that the fibers fall off.
또한, 일반적으로 탄소 섬유 또는 아라미드 섬유는 인장강도나 탄성계수가 일반 섬유에 비해 상대적으로 높게 형성되어 있으나, 이를 단독으로 격자망을 형성하기가 어려워 상술한 바와 같이 상대적으로 강도가 낮은 유리섬유를 통해 격자망을 형성하게 되는데, 이렇게 형성된 유리 섬유 위에 플레이트판 형태의 복합섬유판을 고정할 경우 이형재질 간의 접착력이 저하되어 내진 보강이 원활히 이루어질 수 없는 문제가 있다.In addition, in general, carbon fibers or aramid fibers are formed in a relatively high tensile strength or elastic modulus compared to general fibers, but it is difficult to form a lattice network alone, and thus, through glass fibers having a relatively low strength as described above. A grid is formed, but when the composite fiber plate in the form of a plate plate is fixed on the glass fiber thus formed, there is a problem in that the adhesion between the release materials decreases and seismic reinforcement cannot be smoothly performed.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 건축 구조물의 콘크리트 내부에 삽입 보강시 지진파 등의 외부 충격의 충격 하중을 골고루 분산시킬 수 있도록 함과 동시에 인장강도, 신율 및 인장변형률이 향상된 구조물 내진보강용 섬유 직물 및 이를 이용한 구조물 내진 보강방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention allows the structure to improve the tensile strength, elongation and tensile strain while simultaneously distributing the impact load of external impacts such as seismic waves when inserting and reinforcing the concrete inside of a building structure. An object of the present invention is to provide a seismic reinforcing fiber fabric and a structure seismic reinforcement method using the same.
본 발명의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명된 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.The above and other objects of the present invention can be achieved by the present invention described below.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 제1보강섬유와 직교하여 결합된 제2보강섬유를 포함하는 격자형 섬유 직물로, 상기 제1보강섬유와 제2보강섬유를 지지할 수 있도록 다수의 배열사가 경사방향과 위사방항으로 교차 배열되고, 상기 배열사는 폴리에스터 에어텍스츄어링사인 것을 특징으로 하는 구조물 내진보강용 섬유 직물을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention is a lattice-type fiber fabric including a second reinforcing fiber coupled orthogonally to a first reinforcing fiber, a plurality of to support the first reinforcing fiber and the second reinforcing fiber Arrangement yarns are arranged crosswise in the oblique direction and the weft direction, and the arrangement yarns provide a fiber fabric for seismic reinforcement, characterized in that it is a polyester air texturing yarn.
상기 제1보강섬유와 제2보강섬유는 각각 독립적으로 탄소섬유 또는 파라아라미드 섬유 중에서 어느 하나 이상 선택된 섬유를 포함할 수 있다.The first reinforcing fibers and the second reinforcing fibers may each independently include one or more fibers selected from carbon fibers or para-aramid fibers.
또한, 상기 섬유 직물은 상기 제1보강섬유와 제2보강섬유가 500~2,500 데니어 범위 내에서 동일한 섬도를 갖고, 상기 제1보강섬유와 제2보강섬유의 제직밀도(count/inch)가 1~5 범위 내에서 동일하게 제직된 것을 특징으로 한다.In addition, in the fiber fabric, the first reinforcing fiber and the second reinforcing fiber have the same fineness within a range of 500 to 2,500 denier, and the weaving density (count/inch) of the first reinforcing fiber and the second reinforcing fiber is 1 to. It is characterized by being woven equally within 5 ranges.
상기 섬유 직물은 상기 배열사의 섬도가 300~1,000 데니어이고, 제직밀도(count/inch)가 5~20일 수 있다.The fiber fabric may have a fineness of 300 to 1,000 denier, and a weaving density (count/inch) of 5 to 20.
상기 배열사는 인장강도가 20~30g/d이고, 신도가 3% 미만일 수 있다.The array yarn may have a tensile strength of 20 to 30 g/d and an elongation of less than 3%.
상기 섬유 직물은 인장강도가 50~120KN/m이고, 인장변형률이 5%미만인 것을 특징으로 한다.The fiber fabric is characterized in that the tensile strength is 50 ~ 120KN / m, the tensile strain is less than 5%.
또한, 본 발명은 건설 구조물 표면에 섬유보강 시멘트 모르타르를 도포하여 접착용 섬유보강 시멘트 모르타르층을 형성하는 단계;와 In addition, the present invention is a step of forming a fiber-reinforced cement mortar layer for adhesion by applying a fiber-reinforced cement mortar to the surface of the construction structure; and
상기 도포단계에서 도포한 섬유보강 시멘트 모르타르에 내진보강용 섬유 직물을 부착하는 섬유 직물 부착단계; 및 A fiber fabric attaching step of attaching a fiber fabric for seismic reinforcement to the fiber reinforced cement mortar applied in the applying step; And
상기 섬유 직물의 상측으로 섬유보강 시멘트 모르타르를 도포하여 마감용 섬유 보강 시멘트 모르타르층을 형성하는 단계;를 포함하되, Including the step of forming a fiber-reinforced cement mortar layer for finishing by applying a fiber reinforced cement mortar to the upper side of the fiber fabric;
상기 내진보강용 섬유 직물은 제1보강섬유와 직교하여 결합된 제2보강섬유를 포함하는 격자형 섬유 직물로, 상기 제1보강섬유와 제2보강섬유를 지지할 수 있도록 다수의 배열사가 경사방향과 위사방항으로 교차 배열되고, 상기 배열사는 폴리에스터 에어텍스츄어링사인 것을 특징으로 하는 구조물 내진보강용 섬유 직물인 것을 특징으로 하는 구조물 내진 보강 방법을 제공한다. The seismic reinforcing fiber fabric is a lattice-type fiber fabric including a second reinforcing fiber coupled orthogonally to a first reinforcing fiber, and a plurality of yarns arranged in an inclined direction to support the first reinforcing fiber and the second reinforcing fiber. And interspersed in the weft direction, the array yarn provides a structure seismic reinforcement method characterized in that it is a fiber fabric for seismic reinforcement, characterized in that it is a polyester air texturing yarn.
본 발명에 따르면, 배열사로 폴리에스터 에어텍스츄어링사를 이용하여 섬유 직물의 경사 방향과 위사 방향에 포함되는 섬유의 섬도 및 제직밀도를 동일하게 제직하여, 양방향으로 받는 인장강도, 신율 및 인장 변형률을 동일하게 설계함으로써, 건축 구조물의 콘크리트 내부에 삽입 보강시 지진파 등의 외부 충격의 충격 하중을 골고루 분산 시킬 수 있도록 함과 동시에 인장강도, 신율 및 인장변형률이 향상된 섬유 직물 및 이를 이용한 구조물 내진 보강방법을 제공하는 효과가 있다. According to the present invention, by using the polyester air texturing yarn as an array yarn, the fineness and weaving density of the fibers included in the warp direction and the weft direction of the fiber fabric are woven equally, and the tensile strength, elongation and tensile strain received in both directions are the same. By designing, it is possible to distribute the impact loads of external shocks such as seismic waves evenly when inserting and reinforcing the inside of the concrete of building structures, and at the same time, it provides fiber fabrics with improved tensile strength, elongation and tensile strain and seismic reinforcement method using structures. It has the effect.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유 직물을 개략적으로 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a textile fabric according to an embodiment of the present invention.
이하 본 기재의 구조물 내진보강용 섬유 직물 및 이를 이용한 구조물 내진 보강 방법을 상세하게 설명한다. Hereinafter, the fiber fabric for seismic reinforcing of the substrate and a method for seismic reinforcing of the structure using the same will be described in detail.
본 발명자들은 건설 구조물의 내진 보강을 위해서 사용되는 섬유 직물을 개발하고자 노력한 결과, 제1보강섬유와 직교하여 결합된 제2보강섬유를 지지할 수 있도록하는 배열사로 폴리에스터 에어텍스츄어링사를 사용할 경우에, 경사방향의 섬유와 위사방향의 섬유의 섬도 및 제직밀도를 동일하게 설계할 수 있게 되어, 양방향으로 받는 인장강도, 신율 및 인장변형률이 동일하게 됨으로써 구조물 내 지진파 등의 외부 충격시의 충격 하중을 골고루 분산시킬 수 있음을 확인하고, 이를 토대로 본 발명을 본 발명을 완성하게 되었다.When the present inventors tried to develop a fiber fabric used for seismic reinforcement of a construction structure, when using a polyester air texturing yarn as an array yarn to support a second reinforcing fiber bonded orthogonally to the first reinforcing fiber , The fineness and weaving density of fibers in the warp direction and the fibers in the weft direction can be designed to be the same, so that the tensile strength, elongation and tensile strain received in both directions are the same, thereby reducing the impact load during external impact such as seismic waves in the structure. It was confirmed that it can be evenly distributed, and based on this, the present invention was completed.
본 발명의 내진보강용 섬유 직물은 제1보강섬유와 직교하여 결합된 제2보강섬유를 포함하는 격자형 섬유 직물로, 상기 제1보강섬유와 제2보강섬유를 지지할 수 있도록 다수의 배열사가 경사방향과 위사방항으로 교차 배열되고, 상기 배열사는 폴리에스터 에어텍스츄어링사인 것을 특징으로 하는 구조물 내진보강용 섬유 직물인 것을 특징으로 한다.The fiber fabric for seismic reinforcement of the present invention is a lattice-type fiber fabric including a second reinforcing fiber coupled orthogonally to a first reinforcing fiber, and a plurality of yarns arranged to support the first reinforcing fiber and the second reinforcing fiber. Cross-arranged in the oblique direction and the weft direction, the arranging yarn is characterized by being a fiber fabric for seismic reinforcing reinforcement, characterized in that it is a polyester air texturing yarn.
상기 에어텍스츄어링사는 2종의 동일원사 또는 상이한 원사를 공기교락(Air-texturing)방식으로 제조된 가공사를 의미하며, 그 외관이 면사와 유사할 뿐만 아니라 실 위에 루프형태를 부여하여, 루프가 시멘트 모르타르와의 부착성능을 향상시켜 궁극적으로는 섬유 직물의 인장강도를 강화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 구조물과의 접착성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The air-texturing yarn means a processed yarn made of two identical yarns or different yarns by an air-texturing method, the appearance of which is similar to that of cotton yarn, and also gives a loop shape on the yarn, so that the loop is cement By improving the adhesion performance with mortar, ultimately, not only the tensile strength of the textile fabric can be enhanced, but also an effect of improving the adhesion with the structure.
상기 에어텍스츄어링 가공은 준비된 각각의 원사들을 비율에 맞추어 가공노즐로 통과시키고, 이를 통해 코어원사를 중심으로 그 주변부에 도전사가 서로 엉켜 하나의 원사와 같은 형태를 나타내도록 한다.In the air texturing process, each prepared yarn is passed through a processing nozzle according to a ratio, and through this, conductive yarns are entangled with each other around the core yarn to form a single yarn.
구체적으로, 일반적으로 에어텍스츄어링 가공사는 코어원사와 도전사를 상이한 오버피드율(통상 5~60%)로 공기가공 노즐 내에 공급한 후, 이들을 6~16kgf/㎠의 공기압으로 에어텍스츄어링하여 상기 코어원사와 도전사를 서로 교락하는 방법으로 제공될 수 있다.Specifically, in general, an air texturing processor supplies core yarns and conductive yarns into air processing nozzles at different overfeed rates (normally 5 to 60%), and then air-textures them at an air pressure of 6 to 16 kgf/cm 2 to form the core. It can be provided as a way to intertwine the yarn and the challenger.
본 발명에서는 상기 에어텍스츄어링 가공사의 코어원사 및 도전사로 폴리에스터 원사를 사용할 수 있고, 또는 나일론 66 코어원사에 폴리에스터 도전사를 에어텍스츄어링 가공할 수 있다.In the present invention, a polyester yarn may be used as the core yarn and the conductive yarn of the air-texturing processing yarn, or the polyester conductive yarn may be air-textured on the nylon 66 core yarn.
상기 폴리에스터 에어텍스츄어링사는 그 표면에 크기가 0.01~20㎜인 루프가 상기 폴리에스터 에어텍스츄어링사의 길이 1m당 100~1,000,000개로 형성될 수 있고, 이 경우 부착성 및 분산성에 보다 유리한 효과가 있다.The polyester air texturing yarn may have 100 to 1,000,000 loops per 1 m of the length of the polyester airtexturing yarn having a size of 0.01 to 20 mm on its surface, and in this case, it has a more advantageous effect on adhesion and dispersibility. .
이러한 에어텍스츄어링 가공형태로 제조하기 위한 섬유의 단사섬도(모노섬도)는 0.5~5 데니어, 바람직하게는 1.0~2.0 데니어이고, 배열사의 총섬도는 100~5,000 데니어, 바람직하게는 100~300 데니어이다. 너무 굵은 모노섬도를 가지는 경우에는 교락이 느슨하며, 배합 시에 쉽게 풀리기 때문이다.The monofilament (mono fineness) of the fibers for manufacturing in the form of air-texturing is 0.5 to 5 denier, preferably 1.0 to 2.0 denier, and the total fineness of the array yarns is 100 to 5,000 denier, preferably 100 to 300 denier. to be. This is because, if the monofilament is too thick, the entanglement is loose, and it is easily released when compounding.
상기 제1보강섬유와 제2보강섬유는 각각 독립적으로 탄소섬유 또는 파라아라미드 섬유 중에서 어느 하나 이상 선택된 섬유를 포함할 수 있다.The first reinforcing fibers and the second reinforcing fibers may each independently include one or more fibers selected from carbon fibers or para-aramid fibers.
구체적으로, 제1보강섬유와 제2보강섬유로 파라아라미드 섬유를 사용할 수 있고, 이 경우 섬유 직물의 인장강도 및 신율이 우수한 효과가 있다.Specifically, para-aramid fibers may be used as the first reinforcing fibers and the second reinforcing fibers, and in this case, the tensile strength and elongation of the fiber fabric are excellent.
상기 파라아라미드 섬유의 경우, 페닐 고리가 서로 판상으로 적층되어 있어서 결정화도가 매우 높고, 내열성이 우수하며, 낮은 수축률과 함께 고강력, 고탄성률의 우수한 기계적 물성 등으로 인해 본 발명의 보강섬유에 포함되는 섬유로써 적합하다.In the case of the para-aramid fiber, the phenyl rings are stacked in a plate shape with each other, so that crystallinity is very high, heat resistance is excellent, and low shrinkage, high strength, and excellent mechanical properties of high elastic modulus are included in the reinforcing fiber of the present invention. It is suitable as a fiber.
상기 파라아라미드 섬유는 20~30g/d 수준의 높은 인장강도와 3.4∼5.0%의 신도를 갖을 수 있고, 이 경우 섬유 직물의 내구성 향상에 효과적이다. The para-aramid fiber may have a high tensile strength of 20 ~ 30g / d level and elongation of 3.4 ~ 5.0%, in this case is effective in improving the durability of the fiber fabric.
상기 신도는 본 발명이 속한 분야에서 일반적으로 사용되는 방법으로 측정될 수 있고 일례로, ASTM D 885에 의거하여 측정할 수 있다.The elongation may be measured by a method commonly used in the field to which the present invention pertains, and for example, it may be measured according to ASTM D 885.
또한, 상기 파라아라미드 섬유는 총섬도 1,000~2,000 데니어이고, 단사섬도가 1.0~2.0데니어일 수 있고, 이 경우에 우수한 인장강도 및 신율이 우수한 효과가 있다.In addition, the para-aramid fiber may have a total fineness of 1,000 to 2,000 denier, a single yarn fineness of 1.0 to 2.0 denier, and in this case, excellent tensile strength and elongation.
또한, 상기 탄소섬유는 본 발명이 속한 분야에서 사용되는 일반적인 탄소섬유를 사용할 수 있다. 이 경우, 탄소 섬유는 12000개 또는 24000개의 섬유 다발을 가지는 탄소 섬유일 수 있다.In addition, the carbon fiber may be a general carbon fiber used in the field to which the present invention pertains. In this case, the carbon fiber may be a carbon fiber having a bundle of 12000 or 24000 fibers.
더 나아가, 본 발명의 제1보강섬유와 제2보강섬유는 각각 독립적으로 린넨, 케냐프, 아바카등 천연 식물성 섬유를 더 포함할 수 있다.Furthermore, the first reinforcing fibers and the second reinforcing fibers of the present invention may further include natural vegetable fibers such as linen, Kenyaf, and abaca, respectively.
상기 천연 식물성 섬유가 더 포함되는 경우, 제1보강섬유와 제2보강섬유 전체 100 중량%에 대하여 0.1 내지 20 중량% 범위 내로 포함될 수 있고, 이 경우 신율이 향상되는 효과가 있다.When the natural vegetable fibers are further included, the first reinforcing fiber and the second reinforcing fiber may be included in a range of 0.1 to 20% by weight relative to 100% by weight, in this case, an effect of improving elongation.
구체적인 일례로, 상기 제1보강섬유와 제2보강섬유를 파라아라미드 섬유를 사용하는 것이 바람직하고 이 경우, 섬유 직물의 인장강도 및 신율을 향상시킬 수 있다.As a specific example, it is preferable to use para-aramid fibers for the first reinforcing fibers and the second reinforcing fibers, and in this case, the tensile strength and elongation of the fiber fabric may be improved.
다른 일례로, 상기 제1보강섬유와 제2보강섬유는 각각 독립적으로 파라아라미드 섬유 0.1~90중량%와 탄소섬유 10~99.9중량%로 혼합하여 사용할 수 있다.As another example, the first reinforcing fiber and the second reinforcing fiber may be independently used as a mixture of 0.1 to 90% by weight of para-aramid fibers and 10 to 99.9% by weight of carbon fibers.
또한, 본 발명의 상기 섬유 직물은 상기 제1보강섬유와 제2보강섬유는 500~2,500 데니어 범위 내에서 동일한 섬도를 갖고, 상기 제1보강섬유와 제2보강섬유의 제직밀도(count/inch)가 1~5 범위 내에서 동일하게 제직된 것을 특징으로 한다.In addition, the fiber fabric of the present invention, the first reinforcing fiber and the second reinforcing fiber have the same fineness within the range of 500 to 2,500 denier, weaving density of the first reinforcing fiber and the second reinforcing fiber (count/inch) It is characterized in that the same woven within the range of 1 to 5.
구체적인 일례로, 상기 제1보강섬유의 섬도가 1,000 데니어일 때, 제2보강섬유의 섬도도 1,000 데니어이고, 또는 상기 제1보강섬유의 섬도가 1,200 데이어일 때, 제2보강섬유의 섬도도 1,200 데니어이고, 상기 제1보강섬유의 섬도가 2,000 데니어인 경우, 제2보강섬유의 섬도도 2,000 데니어로 동일한 섬도를 갖는 것을 특징으로 한다.As a specific example, when the fineness of the first reinforcing fiber is 1,000 denier, the fineness of the second reinforcing fiber is 1,000 denier, or when the fineness of the first reinforcing fiber is 1,200 dare, the fineness of the second reinforcing fiber If the 1,200 denier, the fineness of the first reinforcing fiber is 2,000 denier, the fineness of the second reinforcing fiber is characterized by having the same fineness as 2,000 denier.
또한, 구체적인 일례로, 상기 제1보강섬유의 제직밀도(1인치당 올수)가 1인 경우, 제2보강섬유의 제직밀도가 1로 동일하게 제직된 것을 특징으로 한다. In addition, as a specific example, when the weaving density of the first reinforcing fibers (all number per inch) is 1, it is characterized in that the weaving density of the second reinforcing fibers is equal to 1.
이와 같이 본 발명은 배열사를 폴리에스터 에어텍스츄어링사로 사용함으로써 경사 방향(제1보강섬유)과 위사 방향(제2보강섬유)의 섬유의 섬도와 제직밀도가 동일하게 사용할 수 있게 함으로써, 양방향으로 받는 인장강도, 신율 및 인장변형율을 동일하게 하여 구조물의 콘크리트 내부에 삽입되었을 때 지진파 등의 외부 충격시의 충격하중을 골고루 분산시킬 수 있도록 하였다.As described above, the present invention allows the fiber yarns in the warp direction (first reinforcing fiber) and the weft direction (second reinforcing fiber) to have the same fineness and weaving density by using the array yarn as a polyester air texturing yarn, thereby allowing both directions to be used. The received tensile strength, elongation, and tensile strain were the same so that the impact loads during external impacts such as seismic waves were evenly distributed when inserted into the concrete of the structure.
보다 구체적으로, 탄소섬유 또는 파라아라미드섬유는 격자형으로 형성하기가 매우 어려우며, 격자망 형태로 형성하였다 할지라도 시공하는 과정에서 경사방향의 섬유와 위사방향의 섬유의 간격 유지가 어려워 구조물 시공시 에폭시와 같은 유기 접착제 또는 고정핀을 이용하는 방법으로 격자형 섬유를 고정시켜야만 하였다. 이를 해결하기 위해 본 발명에서는 경사방향의 섬유(제1 보강섬유)와 위사방향의 섬유(제2보강섬유)가 고정될 수 있도록 폴리에스터 에어텍스츄어링사로 이루어진 배열사를 경사방향 및 위사방향으로 다수 배열함으로써, 경사방향의 섬유(제1 보강섬유)와 위사방향의 섬유(제2보강섬유)가 일정한 간격으로 유지될 수 있도록 하였다.More specifically, carbon fibers or para-aramid fibers are very difficult to form in a lattice form, and even when formed in a lattice form, it is difficult to maintain the spacing between the fibers in the warp direction and the fibers in the weft direction during the construction process. The lattice-like fibers had to be fixed by a method using an organic adhesive or a fixing pin. In order to solve this, in the present invention, a plurality of yarns made of polyester air texturing yarns are arranged in the oblique direction and the weft direction so that the fibers in the oblique direction (first reinforcing fibers) and the fibers in the weft direction (second reinforcing fibers) can be fixed. By arranging, the fibers in the oblique direction (the first reinforcing fibers) and the fibers in the weft direction (the second reinforcing fibers) were maintained at regular intervals.
또한, 본 발명의 배열사는 섬도가 300~1,000 데니어이고, 제직밀도가 5~20(count/inch), 바람직하게는 섬도가 500~900 데니어이고, 제직밀도가 5~15(count/inch)일 수 있고, 이 경우 구조물의 콘크리트 내부에 삽입 보강 시 외부 충격시의 충격 하중을 골고루 분산 시킬 수 있는 효과가 있다.Further, the array yarn of the present invention has a fineness of 300 to 1,000 denier, a weaving density of 5 to 20 (count/inch), preferably a fineness of 500 to 900 denier, and a weaving density of 5 to 15 (count/inch). In this case, when inserting reinforcement into the concrete of the structure, there is an effect that can evenly distribute the impact load during external impact.
상기 배열사는 인장강도가 20~30g/d이고, 신도가 3% 미만, 또는 0.1~3%일 수 있다.The array yarn may have a tensile strength of 20 to 30 g/d, an elongation of less than 3%, or 0.1 to 3%.
본 발명의 섬유 직물은 열가소성 수지층으로 코팅될 수 있다. 상기 열가소성 수지는 열가소성폴리우레탄(TPU)수지, 폴리비닐알콜(PVA) 수지 PVA, 폴리염화비닐(PVC)수지 및 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있고, 시멘트 모르타르와의 접착성 및 인장강도 향상 측면에서, 열가소성폴리우레탄 수지를 사용하는 것이 바람직하다.The fiber fabric of the present invention may be coated with a thermoplastic resin layer. The thermoplastic resin may be at least one selected from the group consisting of thermoplastic polyurethane (TPU) resin, polyvinyl alcohol (PVA) resin PVA, polyvinyl chloride (PVC) resin and polyvinylidene fluoride (PVDF) resin, cement From the viewpoint of improving adhesion to mortar and tensile strength, it is preferable to use a thermoplastic polyurethane resin.
상기 열가소성 폴리우레탄수지는 폴리올, 저분자 디올 및 디이소시아네이트로부터 합성될 수 있다. 여기서 폴리올(polyol)은 우레탄 코팅제의 주성분 중의 하나로서, 폴리카보네이트(polycarbonate)계 폴리올, 폴리에테르(polyether)계 폴리올, 폴리에스테르(polyester)계 폴리올 및 실리콘계 폴리올로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.The thermoplastic polyurethane resin can be synthesized from polyols, low molecular weight diols and diisocyanates. Here, polyol is one of the main components of the urethane coating agent, and may be at least one selected from the group consisting of polycarbonate-based polyols, polyether-based polyols, polyester-based polyols, and silicone-based polyols. .
상기의 열가소성 수지층의 코팅은 본 발명이 속한 분야에서 일반적으로 사용되는 방법으로 코팅될 수 있고, 일례로 섬유 직물을 열가소성 수지에 함침시키는 방법으로 코팅하거나, 열가소성 수지를 포함하는 코팅제를 도포하는 방법으로 코팅될 수 있다.The coating of the thermoplastic resin layer may be coated by a method generally used in the field to which the present invention pertains, for example, a method of coating a textile fabric by impregnating a thermoplastic resin, or a method of applying a coating agent containing a thermoplastic resin It can be coated with.
상기 열가소성 수지층으로 섬유 직물이 코팅될 경우, 단위면적당 코팅량이 150~250g/㎡로 도포된 것으로, 두께가 0.12~0.30mm인 것이 바람직하고, 이 경우 섬유 직물과의 접합력 및 직물의 내구성이 우수한 효과가 있다.When the textile fabric is coated with the thermoplastic resin layer, the coating amount per unit area is applied at 150 to 250 g/m 2, preferably 0.12 to 0.30 mm in thickness, and in this case, excellent bonding strength with the textile fabric and durability of the fabric It works.
본 발명에 따른 섬유 직물은 인장강도가 50~120KN/m, 바람직하게는 100~120 KN/m 이고, 인장변형률이 5%미만, 또는 1~5%인 것을 특징으로 한다.The fiber fabric according to the present invention is characterized in that the tensile strength is 50 to 120 KN/m, preferably 100 to 120 KN/m, and the tensile strain is less than 5%, or 1 to 5%.
또한, 상기 섬유 직물은 단위 면적당 중량이 200~300g/㎡로 제공됨이 바람직하다. 이는 단위 면적(㎡)당 무게(g)가 300g을 초과할 경우 시멘트 모르타르가 섬유 직물 내부에까지 침투하는 것이 어려워 보수, 보강의 효과가 급격히 저하되고, 단위 면적(㎡)당 무게(g)가 200g 미만일 경우 내진 보강의 성능이 급격히 낮아지기 때문이다.In addition, the fiber fabric is preferably provided with a weight per unit area of 200 ~ 300g / ㎡. This means that if the weight (g) per unit area (㎡) exceeds 300 g, it is difficult for the cement mortar to penetrate into the fiber fabric, and the effect of repair and reinforcement is rapidly reduced, and the weight (g) per unit area (㎡) is 200 g. If it is less than, the performance of the seismic reinforcement decreases rapidly.
본 발명의 구조물 내진 보강 방법은 건설 구조물 표면에 섬유보강 시멘트 모르타르를 도포하여 접착용 섬유보강 시멘트 모르타르층을 형성하는 단계;와 상기 도포단계에서 도포한 섬유보강 시멘트 모르타르에 내진보강용 섬유 직물을 부착하는 섬유 직물 부착단계; 및 상기 섬유 직물의 상측으로 섬유보강 시멘트 모르타르를 도포하여 마감용 섬유 보강 시멘트 모르타르층을 형성하는 단계;를 포함하되, 상기 내진보강용 섬유 직물은 제1보강섬유와 직교하여 결합된 제2보강섬유를 포함하는 격자형 섬유 직물로, 상기 제1보강섬유와 제2보강섬유를 지지할 수 있도록 다수의 배열사가 경사방향과 위사방항으로 교차 배열되고, 상기 배열사는 폴리에스터 에어텍스츄어링사인 것을 특징으로 하는 구조물 내진보강용 섬유 직물인 것을 특징으로 한다.The structure seismic reinforcement method of the present invention comprises the steps of forming a fiber-reinforced cement mortar layer for adhesion by applying a fiber-reinforced cement mortar to the surface of a construction structure; and attaching a fiber fabric for seismic-reinforcement to the fiber-reinforced cement mortar applied in the application step. Fiber fabric attaching step; And forming a fiber-reinforced cement mortar layer for finishing by applying a fiber-reinforced cement mortar to the upper side of the fiber fabric, wherein the seismic-reinforced fiber fabric is orthogonally coupled to the first reinforcing fiber. A lattice-type fiber fabric comprising a plurality of yarns arranged in a crosswise direction and an oblique direction so as to support the first reinforcing fiber and the second reinforcing fiber, wherein the arranging yarn is a polyester air texturing yarn. It is characterized in that the structure is a fiber fabric for seismic reinforcement.
또한, 구조물 내진 보강 방법은 접착용 섬유보강 시멘트 모르타르층을 형성하는 단계; 를 실시하기 전에 구조물의 표면을 정리하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the method of seismic reinforcement of the structure includes the steps of forming a fiber reinforced cement mortar layer for adhesion; It may further include the step of cleaning the surface of the structure before performing.
상기 구조물 표면을 정리하는 단계는 표면에 부착되어 있는 이물질과 같이 오염되어 있는 물질을 제거하는 작업으로서, 구조물 표면의 평탄도가 많이 불량할 경우에는 일부 평탄작업이 동반되어 수행할 수 있다.The step of arranging the surface of the structure is a process of removing contaminated materials such as foreign substances attached to the surface, and when the flatness of the structure surface is poor, some flattening operations may be carried out.
여기서 구조물은 건축물과 같은 건축 구조물과 교량, 터널, 거더박스, 공동구와 같은 토목 구조물을 포함하는 건설 구조물을 포함한다.Here, the structure includes a building structure such as a building and a building structure including a civil structure such as a bridge, a tunnel, a girder box, and a cavity.
상기 섬유보강 시멘트 모르타르는 시멘트, 식물성 아교, 메틸셀룰로오스 및 유리섬유 필라멘트를 포함할 수 있다.The fiber-reinforced cement mortar may include cement, vegetable glue, methylcellulose and glass fiber filament.
구체적인 일례로, 상기 섬유보강 시멘트 모르타르는 포졸란 시멘트 46~55중량%, 식물성 아교 7~12중량%, 메틸셀룰로오스 0.1~0.3중량%, 유리섬유 필라멘트 0.1~0.3중량%, 입도 0.4~0.6mm인 석영 25~30중량%, 유동화제 0.3~0.7중량%, 실리카 흄 3~7중량%, 수축방지 첨가제 2.5~3.7중량%로 포함할 수 있다.As a specific example, the fiber-reinforced cement mortar is 46 to 55% by weight of pozzolanic cement, 7 to 12% by weight of vegetable glue, 0.1 to 0.3% by weight of methyl cellulose, 0.1 to 0.3% by weight of glass fiber filament, and quartz having a particle size of 0.4 to 0.6mm. It may include 25 to 30% by weight, 0.3 to 0.7% by weight of a fluidizing agent, 3 to 7% by weight of silica fume, and 2.5 to 3.7% by weight of an anti-shrink additive.
상기 마감용 섬유보강 시멘트 모르타르는 일례로, 상기 접착용 섬유보강 시멘트 모르타르와 동일한 성분으로 이루어질 수 있다.The finishing fiber-reinforced cement mortar, for example, may be made of the same component as the adhesive fiber-reinforced cement mortar.
본 발명에서는 구조물의 보강 정도에 따라 상술한 접착용 섬유보강 시멘트 모르타르층을 형성하는 단계, 모르타르에 내진보강용 섬유 직물을 부착하는 섬유 직물 부착단계, 마감용 섬유 보강 시멘트 모르타르층을 형성하는 단계;를 수차례 반복해 여러 층을 형성할 수도 있다.In the present invention, depending on the degree of reinforcement of the structure, forming the above-described adhesive fiber-reinforced cement mortar layer, attaching the fiber fabric for seismic reinforcing fiber fabric to the mortar, forming a fiber-reinforced cement mortar layer for finishing; It may be repeated several times to form multiple layers.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.Hereinafter, a preferred embodiment is provided to help the understanding of the present invention, but the following examples are merely illustrative of the present invention, and it is apparent to those skilled in the art that various changes and modifications are possible within the scope and technical thought scope of the present invention. It is no wonder that such variations and modifications fall within the scope of the appended claims.
[실시예][Example]
실시예 1Example 1
하기 [표 1]과 같이, 섬도가 1,000 데니어인 파라형 아라미드 섬유를 경사방향 및 위사방향에 동일 굵기의 섬도로 1올씩 배열하고, 배열사로 고강력 저수축 폴리에스터 에어텍스츄어링사를 사용하여 경사방향 위사방향으로 동일 굵기의 섬도로 500 데니어를 각각 15 올씩 배열하여 섬유 직물을 제직하였다.As shown in [Table 1], para-aramid fibers having a fineness of 1,000 denier are arranged one by one with fineness of the same thickness in the warp direction and the weft direction, and the warp direction using a high-strength low-shrink polyester air-texturing yarn as an array yarn. Fiber fabrics were woven by arranging 15 deniers of 500 deniers each with fineness of the same thickness in the weft direction.
실시예 2Example 2
하기 [표 1]과 같이, 섬도가 1,200 데니어인 파라형 아라미드 섬유를 경사방향 및 위사방향에 동일 굵기의 섬도로 1올씩 배열하고, 배열사로 고강력 저수축 폴리에스터 에어텍스츄어링사를 사용하여 경사방향 위사방향으로 동일 굵기의 섬도로 700 데니어를 각각 10 올씩 배열하여 섬유 직물을 제직하였다.As shown in [Table 1], para-aramid fibers having a fineness of 1,200 denier are arranged one by one with fineness of the same thickness in the warp direction and the weft direction. Fiber fabrics were woven by arranging 10 deniers of 10 deniers each with fineness of the same thickness in the weft direction.
실시예 3Example 3
하기 [표 1]과 같이, 섬도가 2,000 데니어인 파라형 아라미드 섬유를 경사방향 및 위사방향에 동일 굵기의 섬도로 1올씩 배열하고, 배열사로 고강력 저수축 폴리에스터 에어텍스츄어링사를 사용하여 경사방향 위사방향으로 동일 굵기의 섬도로 900 데니어를 각각 5 올씩 배열하여 섬유 직물을 제직하였다.As shown in [Table 1], para-aramid fibers having a fineness of 2,000 denier are arranged one by one with fineness of the same thickness in the warp direction and the weft direction, and in the warp direction using a high-strength low-shrink polyester air-texturing yarn as an array yarn. Fiber fabrics were woven by arranging 5 deniers of 900 deniers each with fineness of the same thickness in the weft direction.
(데니어)Island
(Denier)
(올수/inch)Weaving density
(All/inch)
(데니어)Island
(Denier)
(올수/inch)Weaving density
(All/inch)
(데니어)Island
(Denier)
(올수/inch)Weaving density
(All/inch)
비교예Comparative example 1 One
상기 실시예 1에서, 배열사로 폴리프로필렌을 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 섬유 직물을 제직하였다In Example 1, the fiber fabric was woven in the same manner as in Example 1, except that polypropylene was used as the array yarn.
[시험예][Test Example]
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 섬유 직물의 특성을 하기의 방법으로 측정하였고, 그 결과를 하기의 [표 2]에 나타내었다.The properties of the fiber fabrics prepared in Examples and Comparative Examples were measured by the following method, and the results are shown in [Table 2] below.
측정방법How to measure
-단위면적당 중량(g/㎡): ASTM D-5261에 의거하여 측정하였다.-Weight per unit area (g/m2): Measured according to ASTM D-5261.
-인장강도(kN/m): ASTM D6637에 의거하여 측정하였다.-Tensile strength (kN/m): measured according to ASTM D6637.
-인장변형률(%): ASTM D6637에 의거하여 측정하였다.-Tensile strain (%): was measured according to ASTM D6637.
(kN/m)The tensile strength
(kN/m)
상기 표 2와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 3의 경우 인장강도가 100 kN/m 이상, 인장변형률이 5% 미만으로, 구조물 내진 성능 향상시키기 위한 섬유 직물로써 우수한 인장강도 및 인장변형률을 갖는 것을 확인할 수 있었다.As shown in Table 2, in the case of Examples 1 to 3 according to the present invention, the tensile strength is 100 kN/m or more, and the tensile strain is less than 5%, as a textile fabric for improving structure seismic performance, excellent tensile strength and tensile strain It was confirmed that it had.
또한, 배열사로 폴리프로필렌 기재를 사용한 비교예 1의 경우, 본 발명에 따른 실시예 대비 인장강도 및 인장변형률이 저하되는 것을 확인할 수 있었다.In addition, in Comparative Example 1 using a polypropylene substrate as an array yarn, it was confirmed that the tensile strength and tensile strain were lowered compared to the Examples according to the present invention.
Claims (7)
상기 제1보강섬유와 제2보강섬유는 각각 독립적으로 탄소섬유 또는 파라아라미드 섬유 중에서 어느 하나 이상 선택된 섬유를 포함하고,
상기 제1보강섬유와 제2보강섬유를 지지할 수 있도록 다수의 배열사가 경사방향과 위사방항으로 교차 배열되고,
상기 배열사는 폴리에스터 에어텍스츄어링사이며,
상기 제1보강섬유, 제2보강섬유 및 배열사를 포함하는 섬유 직물의 단위 면적당 중량이 200~300g/㎡이고,
열가소성폴리우레탄 수지가 단위면적당 코팅량 150~250g/㎡, 코팅두께 0.12~0.30㎜로 코팅된 것을 특징으로 하는 구조물 내진보강용 섬유 직물.
A lattice-type textile fabric comprising a second reinforcing fiber bonded orthogonally to the first reinforcing fiber,
The first reinforcing fiber and the second reinforcing fiber each independently include one or more fibers selected from carbon fibers or para-aramid fibers,
A plurality of arranging yarns are alternately arranged in an oblique direction and an oblique direction to support the first and second reinforcing fibers,
The arrangement is a polyester air texturing company,
The weight per unit area of the fiber fabric including the first reinforcing fiber, the second reinforcing fiber and the array yarn is 200 to 300 g/m 2,
Structure fabric for seismic reinforcement, characterized in that the thermoplastic polyurethane resin is coated with a coating amount of 150 to 250 g/m2 per unit area and a coating thickness of 0.12 to 0.30 mm.
상기 섬유 직물은 상기 제1보강섬유와 제2보강섬유는 500~2,500 데니어 범위 내에서 동일한 섬도를 갖고,
상기 제1보강섬유와 제2보강섬유의 제직밀도(count/inch)가 1~5 범위 내에서 동일하게 제직된 것을 특징으로 하는 구조물 내진보강용 섬유 직물.
According to claim 2,
In the fiber fabric, the first reinforcing fiber and the second reinforcing fiber have the same fineness within the range of 500 to 2,500 denier,
Structure fabric for seismic reinforcing reinforcement, characterized in that the weaving density (count/inch) of the first reinforcing fiber and the second reinforcing fiber is woven within the range of 1-5.
상기 섬유 직물은 상기 배열사의 섬도가 300~1,000 데니어이고,
제직밀도(count/inch)가 5~20인 것을 특징으로 하는 구조물 내진보강용 섬유 직물.
According to claim 2,
The fiber fabric has a fineness of 300 to 1,000 denier of the array yarn,
Structure fabric for seismic reinforcement, characterized in that the weaving density (count/inch) is 5-20.
상기 배열사는 인장강도가 20~30g/d이고, 신도가 3% 미만인 것을 특징으로 하는 구조물 내진보강용 섬유 직물.
According to claim 2,
The array yarn has a tensile strength of 20 ~ 30g / d, elongation is less than 3% structure fabric for seismic reinforcement.
상기 섬유 직물은 인장강도가 50~120kN/m 이고, 인장변형률이 5%미만인 것을 특징으로 하는 구조물 내진보강용 섬유 직물.
According to claim 2,
The fiber fabric has a tensile strength of 50 ~ 120kN / m, the tensile strain is less than 5% structure fabric for seismic reinforcement.
상기 도포단계에서 도포한 섬유보강 시멘트 모르타르에 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항의 내진보강용 섬유 직물을 부착하는 섬유 직물 부착단계; 및
상기 섬유 직물의 상측으로 섬유보강 시멘트 모르타르를 도포하여 마감용 섬유 보강 시멘트 모르타르층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물 내진 보강 방법.Forming a fiber-reinforced cement mortar layer for adhesion by applying a fiber-reinforced cement mortar to the surface of the construction structure; and
A fiber fabric attaching step of attaching the fiber fabric for seismic reinforcement of any one of claims 2 to 6 to the fiber reinforced cement mortar applied in the applying step; And
A method of seismic reinforcement of a structure comprising the steps of applying a fiber-reinforced cement mortar to an upper side of the fiber fabric to form a fiber-reinforced cement mortar layer for finishing.
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