KR20050042553A - 열경화성 수지로 코팅된 섬유를 포함하는 섬유보강콘크리트 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

열경화성 수지로 코팅된 섬유를 포함하는 섬유보강콘크리트 조성물 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열경화성 수지로 코팅된 섬유를 포함하는 섬유보강 콘크리트 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 섬유보강 콘크리트 조성물은 우수한 연성 및 인성을 가짐으로서 건축 및 토목 재료로서 유용하게 사용될 수 있다.

Description

열경화성 수지로 코팅된 섬유를 포함하는 섬유보강 콘크리트 조성물 및 그 제조방법{CONCRETE COMPOSITION REINFORCED BY FIBER COATED WITH THERMOSET RESIN AND PREPARATION METHOD THEREOF}
본 발명은 섬유보강 콘크리트, 특히 열경화성 수지로 코팅된 섬유를 포함하는 섬유보강 콘크리트 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
섬유보강 콘크리트(Fiber Reinforced Concrete: FRC)는 길이가 짧고 단면이 작은 섬유를 모체인 콘크리트에 임의로 분산하여 얻게 되는 건설신소재를 말한다. 보강재를 사용하지 않은 시멘트나 콘크리트 제품들은 인장강도가 낮으며 또한 응력을 받을 때 취성적인 파괴성향을 갖는 단점이 있다. 그러나 섬유로 보강된 콘크리트의 경우에는 모체 내 섬유의 균열 제어 작용에 의하여 시멘트 모체의 강도와 연성 및 인성이 증가하게 되며 충격강도의 증가 및 열에 의한 균열 발생을 감소시킬 수 있다고 알려져 있으며, 강철, 폴리올레핀, 카본, 나일론, 아라미드 및 유리로 만들어진 다양한 섬유들이 그러한 용도를 위하여 제안되어 왔다.
문헌(Flexural Characteristics of Steel Fibre and Polyethylene Fiber Hybrid-Reinfored Concrete', Kobayashi and Cho)은 무질서적으로 배향된 상태의 폴리올레핀 섬유 및 불연속적인 강철을 콘크리트내로 분산시켜 제조된 강도와 인성 모두가 부여된 섬유-강화 콘크리트를 개시하고 있다(Kobayashi and R. Cho, Composites, Vol. 13(Butterworth ＆ Co. Ltd. 1982), pp. 164-168).
문헌(WO 98/27022, J. Seewald)에 의하면, 30-200 ㎏/㎥의 무기(예를 들어 강철) 섬유(대략, 0.4-2.6 체적%)를 탄성계수가 낮은 소량의 유기 섬유와 함께 사용함으로써 콘크리트의 연성이 개선될 수 있다.
또한, 대한민국 공개특허 2001-0080383호는 영률이 적어도 30 GigaPascals이고 두께에 대한 폭의 비율이 10-200이며 평균길이가 5-50㎜인 섬유를 포함하는 제1성분; 및 직경에 대한 길이의 비율이 25-125(직경은 환산 직경, ACI 544.1R-5 참조)이고 평균길이가 10-100㎜인 섬유를 포함하는 제2성분을 포함하고; 성분 B에 대한 성분 A의 체적비가 적어도 1:2인 혼합 섬유 시스템을 사용함으로써 연성 및 인성을 동시에 증가된 콘크리트를 개시하고 있다.
그러나, 상기와 같은 섬유보강 콘크리트에 있어서, 모체로 사용하는 콘크리트의 주요 구성요소인 포클랜드시멘트에 물을 첨가하면 수화작용에 의하여 pH 12.5 - 13.0까지의 강알칼리성을 띠게 된다. 따라서, 섬유의 물성이 아무리 뛰어나다 하여도 섬유 자체가 내알칼리성을 가지고 있지 않다면, 시멘트와 섞이는 과정 중 또는 후에 강한 알칼리성으로 인하여 급격한 취화가 발생하여 보강된 섬유의 물성을 충분히 발휘할 수 없으며, 또한 섬유자체가 내알칼리성이라고 하여도 단위 중량에 비하여 표면적이 매우 큰 섬유는 이러한 강알칼리에 접하게 되면 급속한 표면 파괴가 이루어지게 된다.
뿐만 아니라 섬유는 일반적으로 섬도(fineness)가 가늘어 콘트리트에 일정량이상 사용하게 되면 섬유끼리의 응집(aggregation)이 발생하여 균질한 섬유보강 콘크리트를 제조할 수가 없으며, 오히려 섬유가 뭉친 부분에 응력이 집중되어 섬유보강 콘크리트의 결점으로 작용하게 되는 문제점이 있다.
이에 본 발명자들은 이와 같은 종래의 섬유보강 콘크리트의 결점을 해결하고자 연구한 결과, 불활성 재료인 열경화성 수지로 섬유(filament yarn)를 코팅한 후 단섬유(staple)화하여 시멘트 모체에 혼합하게 하면 시멘트의 강알리성에 의한 섬유의 취화작용을 억제할 수 있을 뿐만 아니라 시멘트와 단섬유와 혼합하게 될 때 가는 섬유끼리 응집되어 시멘트 내에 균일하게 혼합되지 않는 현상을 방지하여 다량의 섬유를 콘크리트에 보강할 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 인성 및 연성이 향상된 섬유보강 콘크리트 조성물 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적에 따라, 본 발명에서는 열경화성 수지로 코팅된 섬유를 포함하는 섬유보강 콘크리트 조성물 및 그 제조방법을 제공한다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명에서 콘크리트는 시멘트 바인더와, 통상 미세하고 거친 골재를 함유하는 조성물을 포함하며, 보다 광범위하게 시멘트, 모르타르 시멘트, 석조 등 그 재료를 강화하기 위한 목적으로 섬유가 도입될 수 있는 어떠한 시멘트질 재료라도 모두 포함하는 것으로 정의한다.
본 발명에서 사용되는 보강섬유는 유리섬유, 아크릴, 아라미드, 탄소섬유, 나일론, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐알코올 등의 합성섬유와 무기섬유 등의 인조(man-made) 섬유와 삼(Sisal), 코끼리풀(Elephant Grass), 크라프트 펄프(Kraft Pulp))등의 자연섬유 등 모든 섬유를 포함하며 특정 재료로 만들어진 특정 섬유에 제한되지 않으나 폴리비닐알콜이 바람직하다.
또한 상대적으로 섬도가 굵은 모노필라멘트 섬유(일반적으로 200 denier 이상)로 콘크리트를 보강한 경우에 FRC가 정적 및 동적하중을 받게 되어 재료의 파단이 발생하게 될 때 크랙(crack)이 전파하면서 섬유에 의하여 크랙을 미세하게 나눌 수 있는 잠재적 가능성이 작아져서 인성 및 연성에 크게 도움을 주지 못하지만, 미세한 섬유(섬도 2 - 50 denier)를 열경화성 수지로 코팅하여 사용하면 섬유보강 콘크리트의 균질도도 얻으면서 동시에 콘크리트 내에 발생하는 크랙을 미세하게 분화하여 파괴할 때 발생하는 에너지를 많이 흡수하게 되어 FRC의 연성 및 인성의 향상을 꾀할 수 있으며 충격에너지도 일반 기존의 FRC보다 훨씬 많이 흡수 할 수 있어 바람직하다.
본 발명에 사용되는 열경화성 수지는 에폭시, 비닐에스테르, 불포화폴리에스테르, 페놀계 수지 또는 이들의 혼합물 등 특정 종류에 구애되지 않고 일반적으로 사용될 수 있는 모든 열경화성 수지를 포함한다.
본 발명은 또한 하기 단계를 포함하는 섬유보강 콘크리트를 제조하는 방법을 제공한다:
(1) 섬유를 열경화성 수지로 코팅하는 단계;
(2) 코팅된 섬유를 단섬유화하는 단계; 및
(3) 열경화성 수지로 코팅된 단섬유를 콘크리트 조성물과 혼합하는 단계.
이하에서 각 단계를 구체적으로 설명한다.
1) 섬유를 열경화성 수지로 코팅하는 단계
본 발명의 열경화성 수지를 코팅하는 방법은 기존의 직물을 제직할 때 경사를 가호(sizing)하는 방법이나 복합재료를 성형하기 위하여 전구체(prepreg)를 만드는 방법과 동일하게 또는 일부 변형하여 사용할 수 있다.
열경화성 수지(불포화폴리에스테르)를 담금조(dipping bath)에 담고 여기에 FRC에 사용하려는 섬유, 예를 들어 폴리비닐알콜(PVA) 섬유를 통과시킨 다음 적당한 압력, 예를 들어, 10 내지 15 kg/cm의 압력 하에서 스퀴징 롤러를 통과시켜 섬유에 과도하게 적셔져 있는 열경화성 수지를 짜내어 섬유에 흡수되는 열경화성 수지의 양을 제어한다. 이후 가온조(heating chamber)를 통과시켜 열경화성 수지를 경화시킨다. 이 때 열경화성 수지의 경화 및 열경화성 수지로 코팅된 섬유의 생산속도는 사용되는 열경화성 수지의 종류 및 경화제의 종류에 따라 변화시킬 수 있으며, 코팅된 섬유가 가온조에 머무르는 시간과 가온조의 온도의 함수로 결정될 수 있다.
FRC를 위한 열경화성 수지를 섬유에 코팅하는데 기존의 가호방법이나 전구체를 제조하는 방법과 구별되는 첫 번째 점은 섬유에 대한 수지의 코팅량이다. 경사를 가호하는 호제 첨가량은 최소화(2 - 5wt%)하여 제조하여야 제직할 때에 경사의 절사율을 최소화하면서 제직후에 탈호가 용이하게 이루어지고, 복합재료를 위한 전구체를 제조할 때에는 복합재료의 섬유부피분율을 고려하여 적당한 양(40-45wt%)이 코팅 또는 침지되도록 설계하여 제조하는 것이 일반적이다. 하지만 FRC를 위하여 열경화성 수지를 섬유에 코팅하는 경우에 코팅 양은 위의 두 가지 방법의 열경화성 수지 첨가량의 중간에서 제어해야 한다. 섬유에 코팅하는 양이 가호를 할 경우와 같이 너무 적게 하면 실(staple yarn)상태로 콘크리트에 혼합되지 못하고 코팅한 섬유가 단섬유(staple fiber) 상태로 갈라지게 되어 섬유끼리의 응집을 방지 못하게 됨에 따라 섬유의 첨가량을 증가시킬 수 없고, 복합재료를 위하여 전구체ㄹ르 제조할 때처럼 수지의 양이 과도하게 되면 크랙이 전진하게 될 때 단섬유(staple yarn)가 모노 단섬유처럼 작용하여 크랙이 섬유내부에서 분화되어 에너지를 많이 흡수하는 능력을 잃게 되기 때문이다. 따라서 FRC를 위하여 열경화성 수지를 섬유에 코팅하는 양은 섬유의 중량을 기준으로 7wt% 내지 20wt%, 바람직하게는 10 내지 15wt%인 경우에 물성 향상 효과를 극대화할 수 있다.
또한 섬유를 열경화성 수지로 코팅하는 데 있어서 주의하여야 할 부분은 열처리 과정이다. 가호 과정에서는 섬유의 취화가 발생하지 않는 온도에서 수지의 건조를 최대화하기 위한 온도로 건조시켜야 하고, 전구체를 제조할 때에는 열경화성수지가 경화되지 않을 온도에서 전구체가 B-단계(수지가 경화되지 않고 굳은 상태)가 되도록 온도를 설정해야만 한다. 그러나 FRC를 위하여 열경화성 수지를 코팅하는 경우에는 열경화성 수지가 충분한 경화가 되기 위한 온도 설정이 필요하다. 예를 들어 비닐에스테르 수지의 경우에는 약 130℃에서 약 2분간 처리하는 것이 바람직하다. 수지의 열경화가 충분히 발현되지 않으면 내알칼리성을 기대하기 어렵기 때문이다.
2) 코팅된 섬유를 단섬유화하는 단계
열경화성 수지를 코팅시킨 섬유는 당업계에 알려진 기존 단섬유(staple yarn)을 자르는 일반적인 방법으로 단섬유화시킬 수 있으나, 본 발명의 열경화성 수지가 코팅된 섬유를 단섬유화하기 위하여서는 경도가 큰 절단기, 예를 들어 다이아몬드휠 절단기를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 단섬유의 길이는 10 내지 30 mm가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 20 mm이다.
3) 열경화성 수지로 코팅된 단섬유를 콘크리트 조성물과 혼합하는 단계
본 발명의 열경화성 수지로 코팅한 단섬유는 종래에 알려진 FRC를 제조하는 방법을 이용하여 콘크리트와 혼합하여 FRC로 제조할 수 있다. 본 발명의 열경화성 수지를 코팅한 단섬유를 사용을 하는 경우에는, FRC를 제조하는데 있어서 종래의 단섬유를 혼합하여 FRC를 제조하는 방법보다 작업성(workability)이나 혼합성(miscibility)이 훨씬 우수하다.
또한, 열경화성 수지로 코팅되지 않은 종래의 보강 섬유를 사용하여 콘크리트를 보강하는 경우에는 섬유끼리의 응집에 의하여 섬유를 콘크리트의 1wt%도 첨가하기 힘들고 FRC의 물성도 나빠지지만, 본 발명에 따른 열경화성 수지로 코팅한 단섬유(staple yarn)을 사용하게 되면 단섬유(staple yarn)끼리의 응집을 방지하기 때문에 열경화성 수지로 코팅된 섬유를 콘크리트의 1wt% 이상 첨가시켜도 물성(연성, 인성, 충격흡수에너지)이 계속적으로 향상된다.
따라서, 본 발명에 따라 열경화성 수지로 코팅한 섬유를 콘크리트에 혼합하여 콘크리트를 보강하면, 혼합되는 섬유의 내알칼리성이 향상되어 섬유의 취화현상이 급속하게 줄기 때문에 섬유의 강도 내지는 탄성률 등의 물성을 훨씬 크게 발현될 수 있으므로 콘크리트의 연성 및 인성을 크게 향상시킬 수 있다.
이하에서 본 발명을 실시예에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다. 단, 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 열경화성 수지로 코팅된 섬유의 제조
폴리비닐알코올섬유(모노필라멘트 굵기: 2 데니어, 전체 섬유 굵기: 200 데니어, Kuraray, 일본)를 섬유의 중량을 기준으로 15wt%의 비닐에스테르(고려화학) 열경화성 수지에 10초간 침지시킨 후, 10kg/cm의 압력하에 스퀴징 롤러를 통과시키고 130 ℃의 가온조에서 비닐에스테르를 경화시켜 비닐에스테르로 코팅된 폴리비닐알코올 섬유를 수득하였다.
실시예 2. 섬유강화 콘크리트의 제조
실시예 1에서 얻어진 코팅된 섬유를 다이아몬드휠 절단기로 20 mm 길이로 절단하였다. 절단된 코팅섬유를 무게분율(콘크리트 대비)을 1wt%로 하여 콘크리트(포틀랜드 시멘트, 한일시멘트)에 물과 함께 섞은 후 28일간 상온에서 양생하여 본 발명의 섬유강화 콘크리트를 제조하였다.
시험예 1. 열경화성 수지로 코팅된 섬유로 보강된 FRC와 기존의 섬유로 보강된 FRC의 물성비교
섬유장이 20mm, 200 필라멘트이고, 모노필라멘트의 굵기가 5 데니어인 폴리비닐알콜 섬유(Kuraray, 일본)를 섬유의 중량을 기준으로 15wt%의 비닐에스테르수지(고려화학)로 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅하였다. 코팅된 섬유를 FRC 전체 중량을 기준으로 0.75wt%로 실시예 2와 동일한 방법으로 혼합하여 콘크리트(한일시멘트)와 본 발명의 FRC를 제조하였다. 비닐에스테르 수지로 코팅하지 않은 점 이외에는 상기 본 발명의 FRC와 동일하게 섬유로 보강된 FRC를 대조군으로 사용하여 본 발명의 FRC 및 종래의 FRC의 휨강도, 인장강도, 압축강도 및 전단강도를 각각 측정하였으며 그 결과를 표 1로 나타내었다. 인장, 압축, 휨, 전단 강도는 UTM (Universal test machine, 흥진정밀)으로 측정하였으며 구체적으로 압축강도는 (KS F 2405) 지름 10㎝, 길이 20㎝의 실린더 형태의 시편을 0.03mm/sec의 크로스-헤드(cross-head) 속도로 측정하였으며, 인장강도는 (KS F 2423) 지름 10㎝, 길이 20㎝의 실린더형 시편에 하중을 주는 방향과 직각 방향으로 재료가 쪼개질 때까지 하중을 가하여 간접적으로 측정하였다. 또한, 휨강도는 (KS F 2408) 폭과 두께가 각각 10㎝이고 길이가 40㎝인 빔 형태의 시편을 제작하여 측정하였다.
물성 시험군(본 발명의 FRC) 대조군(종래의 FRC)
휨강도(kg/cm2) 3.5 2.3
인장강도(kg/cm2) 150 120
압축강도(kg/cm2) 980 800
전단강도(kg/cm2) 345 312
상기 결과에 따르면, 본 발명의 FRC가 종래의 FRC보다 우수한 물성(휨강도, 인장강도, 압축강도, 전단강도)를 나타내었다.
시험예 2. 열경화성수지로 코팅된 섬유로 보강된 FRC와 기존의 섬유로 보강된 FRC의 섬유 첨가량에 따른 물성 비교
섬유장이 20mm, 200filament이고, 모노필라멘트의 굵기가 5 데니어인 폴리비닐알콜 섬유(Kuraray, 일본)를 15wt%의 비닐에스테르 수지(고려화학)로 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅하였다. 코팅된 섬유를 하기 표 2와 같은 양으로 실시예 2와 동일한 방법으로 콘크리트(한일시멘트)와 혼합하여 본 발명의 FRC를 제조하였다. 비닐에스테르 수지로 코팅하지 않은 점 이외에는 상기 본 발명의 FRC와 동일하게 섬유로 보강된 FRC를 대조군으로 사용하였으며 각 시험군 및 대조군의 휨강도, 인장강도, 압축강도 및 전단강도를 각각 측정하여 그 결과를 표 2로 나타내었다.
시험군(본 발명의 FRC) 대조군(종래의 FRC)
첨가량(wt%)
0.37 0.75 1.10 1.50 1.80 0.37 0.75 1.10 1.50 1.80
휨강도(kg/cm2) 3.1 3.5 3.5 3.7 3.8 2.0 2.3 1.9 1.8 1.6
인장강도(kg/cm2) 143 150 157 159 160 109 120 123 118 107
압축강도(kg/cm2) 953 980 980 983 982 750 800 743 710 680
전단강도(kg/cm2) 340 345 342 350 340 313 312 290 270 230
상기 결과에 따르면, 본 발명의 FRC는 열경화성 수지를 1.80 wt% 혼합할 때까지 계속하여 물성의 증가하였으나, 종래의 FRC에 있어서는 섬유의 혼합량을 1 wt% 이상으로 하는 경우 오히려 물성이 저하됨을 알 수 있었다. 이는 혼합된 섬유의 응집현상에 기인한 것으로 추정되며 본 발명의 FRC는 혼합된 섬유의 응집현상을 효과적으로 방지함을 알 수 있었다.
시험예 3. 열경화성 수지 코팅량에 따른 FRC의 물성 비교
섬유장이 20mm, 200filament이고, 모노필라멘트의 굵기가 5 데니어인 폴리비닐알콜 섬유를 섬유 중량을 기준으로 하기 표 3에 나타낸 바와 같은 양의 비닐에스테르 수지(고려화학)로 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅하고, 이 코팅섬유를 0.75wt%의 양으로 실시예 2와 동일한 방법으로 각각 콘크리트(한일시멘트)와 혼합하여 본 발명의 FRC를 제조하였으며 각 FRC의 휨강도, 인장강도, 압축강도 및 전단강도를 각각 측정하여 그 결과를 표 3에 나타내었다.
열경화성 수지 코팅 FRC
코팅량(wt%)
5 10 15 20 25
휨강도(kg/cm2) 2.8 3.1 3.5 3.3 3.2
인장강도(kg/cm2) 131 149 150 120 109
압축강도(kg/cm2) 780 865 980 981 954
전단강도(kg/cm2) 307 332 345 308 287
상기 결과에 의하면, 열경화성 수지의 코팅량이 코팅된 섬유의 중량을 기준으로 20 wt% 이상이 되는 경우에는 오히려 FRC의 물성이 저하됨을 알 수 있었다.
시험예 4. 단섬유의 섬도에 따른 FRC의 물성 비교
섬유장이 20mm, 200filament이고, 모노필라멘트filament의 굵기가 하기 표 4에 나타낸 바와 같은 폴리비닐알콜 섬유를 비닐에스테르 수지(고려화학)로 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅하고, 이 코팅섬유를 0.75wt%의 양으로 실시예 2와 동일한 방법으로 각각 콘크리트(한일시멘트)와 혼합하여 본 발명의 FRC를 제조하였으며 각 FRC의 인장강도 및 압축강도를 각각 측정하여 그 결과를 표 4에 나타내었다.
단섬유 섬도 (전체섬유 섬도)(데니어) 2 (200) 50 (300) 200 300
인장강도(kg/cm2) 157 150 130 121
압축강도(kg/cm2) 980 970 910 897
상기 결과에 따르면, 단섬유의 섬도가 200 데니어 이상인 경우에는 FRC의 인장강도 및 압축강도가 저하됨을 알 수 있었다.
본 발명의 FRC는 크게 향상된 인성 및 연성을 가지며, 고층건축 및 교량 등의 건축 및 토목 재료로 유용하게 사용될 수 있다.

Claims (9)

  1. 열경화성 수지로 코팅된 섬유를 포함하는 섬유보강 콘크리트 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 열경화성 수지로 코팅된 섬유가 섬유 중량을 기준으로 7 내지 20 중량%의 열경화성 수지로 코팅되는 것을 특징으로 하는 섬유보강 콘크리트 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 섬유가 2 내지 50 데니어의 섬도를 갖는 것을 특징으로 하는 섬유보강 콘크리트 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 열경화성 수지로 코팅된 섬유를 콘크리트 조성물 전체 중량을 기준으로 1 중량% 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유보강 콘크리트 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 열경화성 수지가 에폭시, 비닐에스테르, 불포화폴리에스테르, 페놀계 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 섬유보강 콘크리트 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 섬유가 유리섬유, 아크릴, 아라미드, 탄소섬유, 나일론, 폴리에스터, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐알코올, 무기섬유, 삼(Sisal), 코끼리풀(Elephant Grass), 크라프트 펄프(Kraft Pulp)) 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 섬유보강 콘크리트 조성물.
  7. 섬유를 열경화성 수지로 코팅하는 단계; 코팅된 섬유를 단섬유화하는 단계; 및 열경화성 수지로 코팅된 단섬유를 콘크리트 조성물과 혼합하는 단계를 포함하는 제1항의 섬유보강 콘크리트 조성물의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 섬유를 열경화성 수지로 코팅하는 단계에서 섬유 중량을 기준으로 7 내지 20 중량%의 열경화성 수지로 섬유를 코팅하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 열경화성 수지로 코팅된 단섬유를 콘크리트 조성물과 혼합하는 단계에서 코팅된 단섬유를 콘크리트 조성물 전체 중량을 기준으로 1 중량% 이상 첨가하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006133150A1 (en) * 2005-06-08 2006-12-14 Mousseau Nicholas M Process of fabricating fiber reinforced concrete masonry units, and products made by said process
WO2006137655A1 (en) * 2005-06-21 2006-12-28 Pine Tex Co., Ltd. Advanced method of making frc reinforced by woven fabric coated with thermoset resin
KR100840147B1 (ko) * 2007-11-21 2008-06-23 주식회사 대유스틸 콘크리트 보강용 강섬유
KR100970171B1 (ko) * 2008-08-13 2010-07-14 코오롱건설주식회사 폴리아미드 섬유 보강재를 포함하는 누름 콘크리트 조성물
KR20130063900A (ko) * 2011-12-07 2013-06-17 코오롱인더스트리 주식회사 콘크리트 보강용 아라미드 섬유 및 그 제조방법
RU2495892C2 (ru) * 2010-11-25 2013-10-20 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "УралСпецАрматура" Полимерное связующее для композитной арматуры
KR102189540B1 (ko) * 2020-05-29 2020-12-14 주식회사 아이콘텍이앤씨 아스팔트용 아라미드 섬유 보강재를 포함하는 아스팔트 혼합물 및 이를 이용한 아스팔트 포장 공법

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011087367A1 (de) * 2011-11-29 2013-05-29 Dyckerhoff Ag Faserverstärkter Beton
CN103693925B (zh) * 2013-12-07 2015-12-30 马鞍山市金韩防水保温工程有限责任公司 一种剑麻纤维增强墙体保温砂浆
CN109942262B (zh) * 2019-03-26 2021-06-22 东南大学 3d打印用纤维增强水泥基材料及制备、性能评价和应用

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4910076A (en) * 1986-03-11 1990-03-20 Mitsubishi Kasei Corporation Fiber reinforced cement mortar product
EP0242793B1 (en) * 1986-04-23 1993-03-03 Mitsubishi Kasei Corporation Cement reinforcing fiber
JPH0421556A (ja) * 1990-05-16 1992-01-24 Kao Corp 繊維補強セメントモルタル及びコンクリート組成物
JPH08225357A (ja) * 1994-12-19 1996-09-03 Mitsubishi Chem Corp 炭素繊維強化コンクリートおよびその製造方法
JP3139348B2 (ja) * 1995-11-14 2001-02-26 株式会社大林組 繊維補強モルタル・コンクリートの製造方法
JPH11165311A (ja) * 1997-10-01 1999-06-22 Teijin Ltd 繊維補強コンクリート材料およびその製造方法
US6844065B2 (en) * 2001-12-27 2005-01-18 Dow Global Technologies, Inc. Plastic fibers for improved concrete

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006133150A1 (en) * 2005-06-08 2006-12-14 Mousseau Nicholas M Process of fabricating fiber reinforced concrete masonry units, and products made by said process
WO2006137655A1 (en) * 2005-06-21 2006-12-28 Pine Tex Co., Ltd. Advanced method of making frc reinforced by woven fabric coated with thermoset resin
KR100840147B1 (ko) * 2007-11-21 2008-06-23 주식회사 대유스틸 콘크리트 보강용 강섬유
KR100970171B1 (ko) * 2008-08-13 2010-07-14 코오롱건설주식회사 폴리아미드 섬유 보강재를 포함하는 누름 콘크리트 조성물
RU2495892C2 (ru) * 2010-11-25 2013-10-20 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "УралСпецАрматура" Полимерное связующее для композитной арматуры
KR20130063900A (ko) * 2011-12-07 2013-06-17 코오롱인더스트리 주식회사 콘크리트 보강용 아라미드 섬유 및 그 제조방법
KR102189540B1 (ko) * 2020-05-29 2020-12-14 주식회사 아이콘텍이앤씨 아스팔트용 아라미드 섬유 보강재를 포함하는 아스팔트 혼합물 및 이를 이용한 아스팔트 포장 공법

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