KR20070117789A - A hybrid fiber reinforced plastic rebar for concrete - Google Patents

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KR20070117789A
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Abstract

A fiber reinforced plastic rebar for concrete and a method of manufacturing the fiber reinforced plastic rebar are provided to produce a rebar having increased cohesiveness to the concrete and capable of replacing existing steel bars by producing a rebar core by using composite fibers mixed with a bonding agent and drawn into a bar shape, and to enhance shearing capability of the fiber reinforced plastic rebar by forming plural ribs on the outer circumference of the rebar core by pressing milled fibers in a metal mold. A core(20) of a rebar is made with a fiber reinforced plastics in a shape of a predetermined bar. Ribs(30), made of process material, are disposed projecting on the outer circumference of the rebar. The ribs are made of milled fibers. Plural ribs are disposed with regular gaps on the outer circumference of the rebar. The ribs are slanted to a preset angle with respect to the length of the rebar. The ribs are projected to a predetermined height, and are extended to a predetermined width with respect to the outer circumference of the rebar respectively. The fiber reinforced plastics include composite fibers, and an epoxy resin, which is a bonding agent. The process material is made by mixing powder milled fibers and a bonding agent to a predetermined ratio. The milled fiber is an ARG(Alkali Resistance Glass fiber). A method of manufacturing the fiber reinforced rebar comprises: the first step of forming the rebar made of fiber reinforced plastic into a shape of a bar; and the second step of forming ribs projecting on the outer circumference of the rebar. The first step includes supplying the wound fiber, immersing the supplied fiber into a resin, and drawing the resin soaked fiber into a bar shape. The second step includes preparing upper and lower molds for forming the ribs on the rebar core, filling the process materials into upper and lower molds, placing the rebar into at least upper or lower molds, and pressing upper and lower molds at high temperature and pressure. The process materials are integrally disposed on the outer circumference of the rebar core during the pressing. The pressing is performed at temperature between 120 to 220°C for 5 to 25 minutes. Further, the process materials are mixed with milled fiber and bonding agent at a predetermined rate.

Description

콘크리트용 섬유강화 복합체 보강근 및 그 제조방법{A hybrid fiber reinforced plastic rebar for concrete}Fiber reinforced composite rebar for concrete and manufacturing method thereof {A hybrid fiber reinforced plastic rebar for concrete}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 콘크리트용 섬유강화 복합체 보강근을 나타내 도인 평면도.1 is a plan view showing a fiber reinforced composite reinforcement for concrete according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ 선 단면도.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II of FIG. 1. FIG.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 콘크리트용 섬유강화 복합체 보강근 제조방법을 설명하기 위한 흐름도.Figure 3 is a flow chart for explaining a method for producing a fiber reinforced composite reinforcement for concrete according to an embodiment of the present invention.

도 4는 도 3에 도시된 흐름도에 따라서 콘크리트용 섬유강화 복합체 보강근을 제조하는 공정을 나타내 보인 모식도.Figure 4 is a schematic diagram showing a process for producing a fiber reinforced composite reinforcement for concrete according to the flow chart shown in FIG.

도 5는 도 4에 도시된 금형을 나타내 보인 평면도.5 is a plan view showing a mold shown in FIG.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>

10..콘크리트용 섬유강화 복합체 보강근 20..보강근 코어10..Reinforced fiber reinforced composite for concrete 20..Reinforced core

30..리브 41..섬유30.Rib 41.Fiber

50..에폭시 수지 함침탱크 60..섬유 조합기50. Epoxy resin impregnation tank 60. Fiber combiner

71,72..금형 73..가열판 71.72 Mold 73. Heating plate

본 발명은 콘크리트용 섬유강화 복합체 보강근 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존의 콘크리트 속의 철근이 제설재나 해수환경 등의 각종 환경적 요인에 의해 심각한 부식이 초래되어 특성이 저하되는 철근의 내구성 보강을 위하여 내 부식성이 우수하고, 내구성이 우수한 섬유강화 복합체 보강근 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fiber-reinforced composite reinforcing bar for concrete and a method for manufacturing the same. More specifically, the steel reinforcing bar in the existing concrete causes severe corrosion due to various environmental factors such as snow removal material and seawater environment, thereby deteriorating characteristics. The present invention relates to a fiber reinforced composite reinforcing bar having excellent corrosion resistance and excellent durability for durability reinforcement.

일반적으로 콘크리트 속의 철근이 각종 환경적 요인에 의해 심각한 부식을 겪지 않을 수 없음은 이미 널리 알려진 사실이다.In general, it is well known that reinforcing steel in concrete is subject to severe corrosion due to various environmental factors.

또한, 제설재나 해수환경 등의 영향으로 인한 심각한 철근부식 문제를 겪고 있는데, 기존 철근 보강근의 경우 에폭시 코팅 등을 하더라도, 염화 콘크리트 환경하에서는 심각한 부식을 피할 수 없다는 것이 문제점으로 부각되고 있다. 이와 같이, 철근이 부식으로 인하여 녹이 발생하게 되면, 철근의 강도가 저하되어 건축물의 내구성이 저하되며, 내구성을 증대시켜 건물수명을 연장하기 위해서는 별도의 녹발생 방지시공을 해야 하므로 비용이 이중으로 소요된다. 또한, 고층건물 흔들림시 탄성력과 인장력의 저하로 건물벽에 균열과 누수가 발생할 뿐만 아니라, 작업시 무거운 중량으로 인하여 설치와 운반 및 보관이 불편한 등의 문제점이 있다.In addition, there are severe reinforcing corrosion problems due to the effects of snow removal material and seawater environment, even if the existing reinforcing reinforcing bar, even if the epoxy coating, it is emerging as a problem that severe corrosion can not be avoided under the chlorinated concrete environment. As such, when rebar is rusted due to corrosion, the strength of the reinforcing bar is lowered, and the durability of the building is lowered. In order to increase the durability and extend the life of the building, a separate rust prevention construction is required, which requires double costs. do. In addition, cracks and leaks occur in building walls due to a decrease in elastic force and tensile strength during shaking of high-rise buildings, and there is a problem in that installation, transportation and storage are inconvenient due to heavy weight during work.

따라서, 근래에는 내식, 내열, 내부식성이 우수할 뿐만 아니라, 매우 큰 강도를 지니고 있어 전 산업분야에 걸쳐서 응용분야가 확대되고 있는 반영구적 신소재인 섬유강화 복합체(FRP : Fiber Reinforced Plastic, 이하 FRP라 함)가 활발히 개발되고 있다.Therefore, in recent years, not only excellent corrosion resistance, heat resistance and corrosion resistance, but also has a great strength and is a semi-permanent new material that is expanding its application across all industries (FRP: Fiber Reinforced Plastic, hereinafter referred to as FRP). ) Is actively developed.

FRP 보강근의 생산에 일반적으로 사용되는 방법은 성형압출(pultrusion)과 필라멘트 와인딩(filament winding), 브레이딩(braiding) 과정 등이 있다. Commonly used methods for the production of FRP rebars include pultrusion, filament winding, and braiding processes.

압출성형(pultrusion) 과정은 건설재료로 사용하기 위한 FRP 보강근을 제조하는데 가장 널리 이용되는 방법으로 자동공정에 의하여 FRP 보강근이 생산된다. 가장 널리 사용되는 압출성형 과정을 개략적으로 살펴보면, 생산공정은 첫번째로 섬유꾸러미에서 섬유가 자동적으로 풀려 폴리머 탱크로 이동한다. 이때 섬유는 한가지 종류일 수도 있고 하이브리드 효과를 이루기 위하여 여러 가지 섬유꾸러미를 설치할 수도 있다. 폴리머탱크에서 폴리머를 함침한 섬유는 초기에 일정한 모양을 형성시키는 틀을 통과하여 가열판으로 이동한다. 가열판에서는 열경화성 폴리머가 사용되었을 경우 양생을 촉진시키며 섬유의 함량이 많을 때는 폴리머의 침투를 촉진시켜 FRP 보강근의 모양 형성을 촉진시킨다. 압출기는 일정한 형상을 가진 FRP 보강근의 표면 형상을 주는 역할과 FRP 보강근을 압착하여 밀어내는 역할을 한다. 마지막으로 압출기를 통과한 FRP 보강근을 일정한 크기로 잘라낸다.The pultrusion process is the most widely used method for manufacturing FRP rebar for use as construction materials. FRP rebar is produced by automatic process. In outlines of the most widely used extrusion processes, the production process is the first to automatically unwind fibers from the bundle and transfer them to the polymer tank. At this time, the fiber may be of one kind or may be provided with a variety of fiber bundles to achieve a hybrid effect. In the polymer tank, the fibers impregnated with the polymer initially move through the mold to form a uniform shape and move to the heating plate. In the heating plate, when thermosetting polymer is used, it promotes curing, and when the fiber content is high, it promotes the penetration of the polymer to promote the shape formation of the FRP reinforcing bar. The extruder serves to give the surface shape of the FRP rebar having a certain shape and to compress and push the FRP rebar. Finally, the FRP rebar through the extruder is cut to size.

압출성형방법에 의해서 가장 많이 생산되는 재료는 유리섬유와 폴리에스터 수지를 사용한 GFRP 보강근이다. 또한 아라미드와 탄소섬유도 에폭시, 비닐에스터 등 열경화성수지를 사용하여 압출성형과정을 통하여 다양한 단면적과 형상을 가진 AFRP 보강근과 CFRP 보강근을 생산할 수 있다. 압출성형과정은 FRP 보강근을 생산하는 매우 빠른 공정이며 섬유의 체적비가 높은 보강근을 제조할 때 효과적인 방법이다.  The most produced material by the extrusion method is GFRP rebar using glass fiber and polyester resin. In addition, aramid and carbon fiber can produce AFRP rebar and CFRP rebar with various cross-sectional areas and shapes through extrusion process using thermosetting resins such as epoxy and vinyl ester. The extrusion process is a very fast process for producing FRP rebars and is an effective method for producing high-volume rebars.

필라멘트 와인딩은 간단하면서도 다목적으로 사용될 수 있는 방법이다. 즉 FRP 보강근의 모양과 크기를 다양하게 제조할 수 있고 서로 다른　폴리머와 섬유를 사용할 수 있으며 우수한 역학적 특성을 가질 수 있도록 섬유의 방향도 선택할 수 있다. 그런데 이러한 필라멘트 와인딩은 적절한 필라멘트 와인딩의 설계를 위해서는 복합체의 설계, 폴리머의 특성 및 생산과정에 대한 상당한 수준의 공학적 지식 및 기술이 요구된다. 필라멘트 와인딩 과정을 보면, 먼저, 실린더모양의 축이 다양한 속도로 회전하면서 섬유가 실린더모양의 회전축을 감아 외부형상을 만드는 것이다.Filament winding is a simple and versatile method. That is, the shape and size of the FRP rebar can be manufactured in various ways, different polymers and fibers can be used, and the direction of the fiber can be selected to have excellent mechanical properties. However, such filament winding requires a considerable level of engineering knowledge and skills on the design of the composite, the properties of the polymer, and the production process in order to design an appropriate filament winding. Looking at the filament winding process, first, the cylinder-shaped shaft rotates at various speeds, and the fiber winds around the cylinder-shaped rotating shaft to form an external shape.

필라멘트 와인딩 공정은 압출공정에 비하여 가격이 비싸지만 자동화를 통한 생산량을 증대시켜 이를 어느 정도는 해결할 수 있다. 필라멘트 와인딩 공정은 대부분의 섬유에 대해 적용이 가능하고 다양한 와인딩 각도를 선택할 수 있어 콘크리트의 보강재료용으로 만들었을 때 부착특성을 향상시킬 수 있다.The filament winding process is more expensive than the extrusion process, but can be solved to some extent by increasing the output through automation. The filament winding process can be applied to most fibers and various winding angles can be selected to improve adhesion properties when made for concrete reinforcement.

브레이딩(braiding)은 FRP 보강근을 제조할 때 2차원 및 3차원 제작을 통한 전단에 대한 저항성과 강도를 증가시킬 목적으로 개발한 시스템이다. 이 방법은 브레이딩, 폴리머함침, 일정한 모양을 만드는 장치, 양생, 압출 및 찌르기의 6단계의 생산방법으로 구성된다. 브레이딩 방법은 FRP 보강근의 생산이 쉽고 다양한 섬유를 사용함으로써 강도 및 전단에 대한 저항성의 향상에 유리한 방법이다.Braiding is a system developed for the purpose of increasing the resistance and strength to shear through the production of two- and three-dimensional fabrication of FRP rebar. This method consists of six stages of production: braiding, polymer impregnation, uniform shape device, curing, extrusion and stabbing. The braiding method is easy to produce FRP rebar and is advantageous for improving strength and shear resistance by using various fibers.

그런데, 상기와 같은 여러가지 방법에 의해 제조되는 기존의 GFRP 보강근의 경우에는, GFRP봉의 외주에 요철 형태를 형성하여 시멘트와의 접촉성을 높임으로써, 코트리트의 유효강도 및 유효강성이 떨어지는 현상을 극복하려는 시도를 하고 있으나, 그 전단성능이 떨어지는 등의 문제점이 있다. 즉, 요철을 형성하 기 위해서 복합재 표면을 프레스 또는 기계적 가공에 의해 요철을 형성하여 표면적을 증대시키는 방법을 일부 사용하고 있으나, 이 과정에서 강화섬유의 절단 등으로 인하여 GFRP 보강근 자체의 강도 특히, 전단특성이 저하되는 문제점 등이 있다.By the way, in the case of the existing GFRP reinforcing bars manufactured by various methods as described above, by forming a concave-convex shape on the outer periphery of the GFRP rod to increase the contact with the cement, overcome the phenomenon of the effective strength and effective stiffness of the court Attempts have been made, but there are problems such as poor shear performance. In other words, in order to form the irregularities, the surface of the composite is formed by pressing or mechanical processing to form the irregularities to increase the surface area, but in this process, the strength of the GFRP reinforcement itself, in particular, the shear due to the cutting of the reinforcing fibers There is a problem that the characteristics are deteriorated.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 기존의 콘크리트 보강근로서의 철근을 대체할 수 있으면서도, 시멘트와의 접착력 등이 향상될 수 있도록 구조가 개선된 콘크리트용 섬유강화 복합체 보강근 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was devised to improve the above problems, while replacing the existing steel reinforcing bar, the fiber reinforced composite reinforcement for concrete and its manufacture so that the adhesive strength with cement can be improved and its manufacture The purpose is to provide a method.

또한, 본 발명의 다른 목적은 섬유강화 복합체 보강근의 표면에 리브형상을 형성하되, 그 전단특성이 향상된 콘크리트용 섬유강화 복합체 보강근 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a fiber-reinforced composite reinforcing rod for concrete and its manufacturing method, while forming a rib shape on the surface of the fiber-reinforced composite reinforcing rod, and having improved shear property thereof.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 콘크리트용 섬유강화 복합체 보강근는, 섬유강화 복합체에 의해 소정 봉형태로 형성된 보강근 코어와; 상기 보강근 코어의 외주에 돌출되게 형성되며, 가공재료로 이루어진 리브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Fiber reinforced composite reinforcement for concrete of the present invention for achieving the above object, the reinforcing bar core formed in a predetermined rod shape by the fiber reinforced composite; It is formed to protrude to the outer circumference of the reinforcing bar core, characterized in that it comprises a.

여기서, 상기 리브는, 상기 보강근 코어의 외주에 일정한 간격을 두고 복수가 마련되며, 그 각각은 상기 보강근 코어와 일체로 형성된 것이 바람직하다.Here, a plurality of the ribs are provided on the outer periphery of the reinforcing bar core at regular intervals, each of which is formed integrally with the reinforcing bar core.

또한, 상기 리브들은 상기 보강근 코어의 길이방향에 대해서 소정 각도 기울어지도록 형성된 것이 좋다.In addition, the ribs are preferably formed to be inclined at an angle with respect to the longitudinal direction of the reinforcing core.

또한, 상기 리브들은 상기 보강근 코어의 외주면을 기준으로 일정한 높이를 갖는 것이 좋다.In addition, the ribs may have a constant height relative to the outer peripheral surface of the reinforcing bar core.

또한, 상기 리브들은 상기 보강근 코어의 외주면을 기준으로 일정한 두께로 연장된 것이 좋다.In addition, the ribs are preferably extended to a predetermined thickness based on the outer peripheral surface of the reinforcing bar core.

또한, 상기 섬유강화 복합체는, 주 보강재료로 사용된 복합섬유와, 결속재인 에폭시레진을 포함하는 것이 좋다.In addition, the fiber-reinforced composite may include a composite fiber used as the main reinforcing material, and epoxy resin as a binding material.

또한, 상기 가공재료는, 분말형태로 가공된 섬유(milled fiber)와, 결합제가 소정 비율로 혼합된 것이 좋다.In addition, the processing material, the milled fiber (milled fiber) and the binder is preferably mixed in a predetermined ratio.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 콘크리트용 섬유강화 복합체 보강근 제조방법은, 섬유강화 복합체로 형성된 보강근 코어를 봉형태로 형성하는 제1단계와; 상기 봉형태로 형성된 보강근 코어의 외주에 소정 가공재료를 이용하여 리브를 돌출되게 형성하는 제2단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the method of manufacturing a fiber reinforced composite reinforcement for concrete of the present invention for achieving the above object, the first step of forming a reinforcing bar core formed of a fiber-reinforced composite in the form of a rod; And a second step of protruding the rib by using a predetermined processing material on the outer circumference of the reinforcing bar core formed in the rod shape.

여기서, 상기 제1단계는, 권선되어 있는 섬유를 공급하는 단계와; 공급된 섬유를 수지에 함침시키는 단계와; 수지가 함침된 섬유를 조합하여 봉형태로 인발하는 단계;를 포함하는 것이 좋다.Here, the first step, the step of supplying the wound fiber; Impregnating the supplied fiber with a resin; Combining the fiber impregnated with resin to draw in the form of a rod; it is good to include.

또한, 상기 제2단계에서는, 상기 리브가 형성될 보강근 코어 형상에 대응되는 금형틀을 가지는 상부 및 하부금형을 준비하는 단계와; 상기 상부 및 하부금형 각각의 금형틀에 상기 가공재료를 충진하는 단계와; 상기 가공재료가 충진된 상부 및 하부금형 중 어느 하나에 상기 보강근 코어를 장착하는 단계와; 상기 상부 및 하부금형을 고온 및 고압으로 압착하는 단계;를 포함하여, 상기 압착하는 과정에서 상기 가공재료가 상기 보강근 코어의 외주에 일체로 형성되는 것이 좋다.Further, in the second step, the step of preparing the upper and lower molds having a mold frame corresponding to the reinforcement core shape in which the ribs are to be formed; Filling the processing material into molds of each of the upper and lower molds; Mounting the reinforcing bar core on any one of the upper and lower molds filled with the processing material; And pressing the upper and lower molds at a high temperature and a high pressure. In the pressing process, the processing material may be integrally formed on the outer circumference of the reinforcing core.

또한, 상기 가공재료는, 분말형태로 가공된 가공섬유(milled fiber)와, 결합제가 소정비율로 혼합된 것이 좋다.In addition, the processing material is a milled fiber (milled fiber) processed in the form of a powder and a binder may be mixed in a predetermined ratio.

또한, 상기 가공섬유와 경화제는 서로 동일한 비율로 혼합된 것이 좋다.In addition, the processed fiber and the curing agent may be mixed in the same ratio with each other.

또한, 상기 고온 및 고압으로 압착하는 단계에서는, 120℃ 내지 220℃ 사이의 온도로 15 내지 25분간 압착하는 것이 좋다.In addition, in the step of pressing at the high temperature and high pressure, it is good to press for 15 to 25 minutes at a temperature between 120 ℃ to 220 ℃.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 콘크리트용 섬유강화 복합체 보강근 및 제조방법을 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the fiber reinforced composite reinforcement for concrete and the manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 콘크리트용 섬유강화 복합체 보강근를 나타내 보인 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 콘크리트용 섬유강화 복합체 보강근의 제조방법을 설명하기 위한 개략적인 도면이다. 1 is a perspective view showing a fiber-reinforced composite reinforcement for concrete according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view taken along the line I-I of FIG. Figure 3 is a schematic diagram for explaining a method of manufacturing a fiber reinforced composite reinforcement for concrete according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 콘크리트용 섬유강화 복합체 보강근(10)는, 섬유강화 복합체에 의해 소정 봉형태로 형성된 보강근 코어(20)와, 상기 보강근 코어(20)의 외주에 돌출되게 형성되며, 소정 가공재료로 형성된 리브(30)를 구비한다.1 and 2, the fiber-reinforced composite reinforcing bar 10 for concrete according to an embodiment of the present invention, the reinforcing bar core 20 formed in a predetermined rod shape by the fiber-reinforced composite and the reinforcing bar core 20 Is formed to protrude on the outer periphery of, and has a rib 30 formed of a predetermined processing material.

상기 보강근 코어(20)는 소정 길이를 가지며, 사용 목적에 따라서 소정 두께 및 길이로 형성될 수 있다. 이 보강근 코어(20)의 재료는 복합 섬유강화 재료로서, 주 보강재료로 사용된 복합섬유와, 결속재인 에폭시레진을 포함한다. 에폭시레진이 복합섬유에 함침됨으로써, 복수 가닥의 섬유들이 견고하게 결합될 수 있게 된다. 상기 복합섬유로는 유리섬유가 사용될 수 있다. The reinforcing core 20 has a predetermined length, and may be formed to a predetermined thickness and length according to the intended use. The material of the reinforcing bar core 20 is a composite fiber reinforcing material, and includes a composite fiber used as a main reinforcing material and an epoxy resin as a binding material. As the epoxy resin is impregnated into the composite fiber, a plurality of strands of fibers can be firmly bonded. Glass fiber may be used as the composite fiber.

상기 유리섬유는, 17세기 영국의 과학자 Robert Hooke에 의해서 개발된 섬유로 FRP의 생산에 가장 널리 사용되는 섬유이다. 유리섬유의 주성분은 Si02이며 Al203, CaO, MgO, B2O3등의 성분으로 구성되어 있다. 상업적으로 이용되는 유리섬유의 장점은 가격이 싸면서도 고강도 및 우수한 절연 특성을 가지고 있다는 것이다. FRP 보강근의 생산에 가장 널리 사용되고 있는 유리섬유의 종류는 크게 두 가지 종류로 구분하는데, E(electrical )-유리섬유와 S(silica)-유리섬유이다. E-유리섬유는 우수한 강도와 강성을 가지고 있어 가장 널리 사용된다. S-유리섬유는 E-유리섬유와 비교하여 더욱 우수한 강도와 강성 및 알칼리 저항성을 가지고 있지만 경제성이 좋지 않다. 따라서 현재 사용되고 있는 유리섬유의 약 90%는 E-유리섬유이다. 유리섬유의 직경은 5～25㎛로 둥근 모양을 가지고 있다.The glass fiber, developed by 17th century British scientist Robert Hooke, is the most widely used fiber for the production of FRP. The main component of the glass fiber is Si02, and is composed of components such as Al203, CaO, MgO, and B2O3. The advantage of commercially available glass fibers is that they are low cost, yet have high strength and good insulation properties. The most widely used types of glass fiber for the production of FRP rebar are classified into two types: E (electrical) glass fiber and S (silica) glass fiber. E-glass fiber is the most widely used because of its excellent strength and rigidity. S-glass fibers have better strength, stiffness and alkali resistance compared to E-glass fibers, but they are not economical. Thus, about 90% of the glass fibers currently in use are E-glass fibers. The diameter of glass fiber is 5 ~ 25㎛ and it has a round shape.

상기 리브(30)는 보강근 코어(20)의 외주에 일정한 간격으로 복수 개 마련된다. 이러한 리브(30)는 소정의 공정을 통해서 보강근 코어(20)와 일체로 형성된다. 그리고 리브(30)는 보강근 코어(20)의 재료가 되는 상기 가공재료는, 특수하게 가공된 가공섬유(milled fiber)와 결합제가 소정 비율로 혼합된 것이다. 여기서 상기 가공섬유(milled fiber)는 섬유를 분말형태로 가공한 것이며, 결합제로서는 에폭시수지가 사용되는 것이 좋다. 이러한 가공섬유(milled fiber)와 결합제는 대략 50 : 50의 비율로서 혼합되는 것이 바람직하다. 즉, 도 1의 Ⅰ-Ⅰ 선 단면을 나타내 보인 도 2에서 볼 때, 도면부호 31은 주 재료인 분말형태의 가공섬유(milled fiber)를 나타내고, 도면부호 33은 경화제를 나타낸다.The ribs 30 are provided in plural at regular intervals on the outer circumference of the reinforcing bar core 20. These ribs 30 are formed integrally with the reinforcing bar core 20 through a predetermined process. The rib 30 is a material of the reinforcing bar core 20 in which a specially processed milled fiber and a binder are mixed in a predetermined ratio. Herein, the milled fiber is obtained by processing the fiber in powder form, and epoxy resin may be used as the binder. Such milled fibers and binders are preferably mixed in a ratio of approximately 50:50. That is, as shown in Fig. 2 showing the line I-I of Fig. 1, reference numeral 31 denotes a milled fiber in powder form as a main material, and reference numeral 33 denotes a curing agent.

이러한 리브(30)는 기존 철근의 표면형상과 유사한 형태로 제작되는 것으로서, 시멘트에 대한 철근의 부착강도를 상회하는 FRP 보강근를 위해 마련된 것이다. 따라서, 바람직하게는 상기 리브(30)는 보강근 코어(20)의 길이방향에 대해서 소정 각도 기울어지게 형성되는 것이 좋으며, 그 리브(30)의 두께는 보강근 코어(20)의 외측면으로부터 일정한 두께로 연장되는 것이 좋다. 그리고 복수의 리브들(30)은 보강근 코어(20)의 외측면에 대해 원주방향으로 일정한 높이로 각각 형성된다.The ribs 30 are manufactured to have a shape similar to that of the existing rebar, and are provided for the FRP reinforcing bar that exceeds the bond strength of the reinforcing bar to cement. Therefore, preferably, the rib 30 may be formed to be inclined at a predetermined angle with respect to the longitudinal direction of the reinforcing bar core 20, and the thickness of the rib 30 may have a predetermined thickness from the outer surface of the reinforcing bar core 20. It is good to extend. The plurality of ribs 30 are each formed at a constant height in the circumferential direction with respect to the outer surface of the reinforcing core 20.

이와 같이, 특수 가공된 가공섬유(milled fiber)와 결합제가 혼합된 가공재료로 형성된 리브(30)를 보강근 코어(20)의 외측에 마련함으로써, 철근 대체 고내구성 재료로서, 콘크리트 구조물의 내구성 향상 및 장수명화에 기여할 수 있게 된다.In this way, by providing the rib 30 formed of a processing material mixed with a specially processed milled fiber and a binder on the outside of the reinforcing core 20, to improve the durability of the concrete structure as a reinforcing high durable material It can contribute to long life.

특히, 상기와 같은 리브(30)를 보강근 코어(20)에 일체로 형성함으로써, 시멘트와의 접착력이 향상되어 철근 대체 보강근으로서의 우수한 특성을 발휘할 수 있으며, 철근 대비 경량 보강근으로서 전체 구조물의 자중을 줄여줄 수 있을 뿐만 아니라, 기타 간접 유지관리 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.In particular, by forming the rib 30 as described above integrally with the reinforcing bar core 20, the adhesion to cement can be improved to exhibit excellent properties as a reinforcing bar reinforcing bar, reducing the weight of the entire structure as a lightweight reinforcing bar compared to the bar In addition to reducing the cost, other indirect maintenance costs can be achieved.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 섬유강화 복합체 보강근(10)은, 콘크리트 구조물에 적용시, 고강도의 인장 보강근으로서의 역할과 동시에 염해와 같은 극한 외부환경에 대해 콘크리트 구조물의 내구수명을 향상시켜 줄 수 있는 이점이 있다.In addition, the fiber-reinforced composite reinforcing bar 10 according to an embodiment of the present invention, when applied to a concrete structure, can improve the durability life of the concrete structure against the extreme external environment, such as salt and at the same time as a high-strength tensile reinforcing bar There is an advantage to that.

특히, 상기 보강근 코어(20)와 함께 일체로 형성된 리브(30)가 특수 가공된 가공섬유(milled fiber)와 결합제가 혼합된 가공재료로 형성됨으로써, 그 리브(30)의 두께를 더 두껍게 형성할 수 있으며, 따라서 리브(30)의 인장 및 전단특성이 향 상된다. 그리고 보강근 코어와 리브가 동시에 일체로 형성되므로 구조물 적용시 코어와 리브의 분리가 발생하지 않는다. 결국 기존의 방법으로 제조되는 FRP 보강근에 비하여 고강도의 FRP 보강근를 얻을 수 있게 된다.In particular, the rib 30 formed integrally with the reinforcing bar core 20 is formed of a processing material in which a specially processed milled fiber and a binder are mixed, whereby the thickness of the rib 30 can be formed thicker. Thus, the tensile and shear properties of the ribs 30 are improved. And since the reinforcement core and the rib are formed integrally at the same time, the separation of the core and the rib does not occur when the structure is applied. As a result, it is possible to obtain a high strength FRP rebar compared to the FRP rebar manufactured by the conventional method.

또한, 상기 섬유강화 복합체 보강근(10)을 철근대체용으로 사용할 때, 보강근이 콘크리트 내에 배근될 시 콘크리트의 고알칼리 화학작용에 의한 유리섬유의 내구성이 저하될 수 있다. 특히 보강근 코어(20)를 이루는 유리섬유에 대한 내화학적 보호가 필요하다. 따라서 본 발명은 기존 섬유강화 복합체 보강근의 리브를 이루는 가공섬유(milled fiber)를 내알칼리성이 확보된 ARG(Alkali Resistance Glassfiber) milled fiber로 대체하여 적용함으로써 콘크리트 알칼리화게 대한 보강근 코어부분을 보호할 수 있고, 리브의 알칼리 저항성으로 인해 콘크리트와의 부착내구특성을 향상시킬 수 있게 된다.In addition, when the fiber-reinforced composite reinforcing bar 10 is used for reinforcing bar replacement, when the reinforcing bar is placed in the concrete, the durability of the glass fiber due to the high alkali chemical action of the concrete may be lowered. In particular, chemical protection is required for the glass fibers forming the reinforcing core 20. Therefore, the present invention can protect the core portion of the reinforcing bar for concrete alkalizing by replacing the existing fiber-reinforced composite fiber (milled fiber) forming the ribs with Alkali Resistance Glassfiber (ARG) milled fiber secured alkali resistance Because of the alkali resistance of the ribs, it is possible to improve adhesion durability with concrete.

이하 상기 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 콘크리트용 섬유강화 복합체 보강근을 제조하는 방법을 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter will be described in detail a method of manufacturing a fiber reinforced composite reinforcement for concrete according to an embodiment of the present invention having the above configuration.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 콘크리트용 섬유강화 복합체 보강근을 제조하는 공정을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 4는 도 3에 도시된 공정에 따라 섬유강화 복합체 보강근을 제조하는 방법을 공정별로 설명하기 위한 개략적인 모식도이다.Figure 3 is a flow chart for explaining a process for manufacturing a fiber reinforced composite reinforcement for concrete according to an embodiment of the present invention, Figure 4 illustrates a method for manufacturing a fiber reinforced composite reinforcement according to the process shown in Figure 3 It is a schematic schematic diagram for that.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 콘크리트용 섬유강화 복합체 보강근은 크게 2단계를 거쳐 제조된다. 즉, 섬유강화 복합체로 형성된 보강근 코어(20)를 봉 형태로 형성하는 제1단계(S10)와, 상기 봉 형태로 형성된 보강근 코 어(20)에 리브(30)를 형성하는 제2단계(S20)로 구분될 수 있다.3 and 4, the fiber reinforced composite reinforcement for concrete according to an embodiment of the present invention is largely manufactured through two steps. That is, a first step (S10) of forming a reinforcing bar core 20 formed of a fiber-reinforced composite in the form of a rod, and a second step (S20) of forming a rib (30) in the reinforcing bar core (20) formed in the rod form. ) Can be separated.

상기 제1단계(S10)를 살펴보면, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 먼저 섬유가 권선된 복수의 크릴(40) 각각으로부터 다수의 섬유(41)가 풀려나와 공급된다(S11). 상기 크릴(40) 각각에서 풀려나오는 섬유(41)는 에폭시 함침탱크(50)를 경유하고, 상기 에폭시 함침탱크(50)에서 섬유(41)에 에폭시 수지가 함침된다(S13).Looking at the first step (S10), as shown in Figures 3 and 4, first, a plurality of fibers 41 are released from each of the plurality of krill 40 wound around the fiber is supplied (S11). Fiber 41 released from each of the krill 40 is via the epoxy impregnation tank 50, the epoxy resin is impregnated in the fiber 41 in the epoxy impregnation tank 50 (S13).

다음 단계로서, 에폭시 수지가 함침된 복수의 섬유들(42)은 섬유 조합기(60)를 거치면서 봉 형태로서 인발되어 섬유강화 복합체 보강근 코어(20)가 형성된다(S15).As a next step, the plurality of fibers 42 impregnated with an epoxy resin are drawn as rods while passing through the fiber combiner 60 to form a fiber-reinforced composite reinforcing core 20 (S15).

상기와 같이 형성된 보강근 코어(20)는 상기 제2단계(S20)을 거치면서 외측면에 리브(30)가 형성된다. Rib 30 is formed on the outer surface of the reinforcement core 20 formed as described above while passing through the second step (S20).

구체적으로는, 먼저 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 보강근 코어(20)의 외주에 리브(30)가 형성된 보강근(10)의 형상에 대응되는 금형틀(71a,72a)이 서로 대향되게 마련된 상부 및 하부금형(71,72)을 준비한다(S21). 여기서, 상기 각각의 금형(71,72)은 외측에 가열판(73)이 각각 마련된다. 이 가열판(73)은 소정의 전원공급부로부터 전원케이블(75)을 통해 전원을 공급받아 가열될 수 있다.Specifically, as shown in FIGS. 4 and 5, mold molds 71a and 72a corresponding to shapes of the reinforcing bar 10 having ribs 30 formed on the outer circumference of the reinforcing bar core 20 face each other. The upper and lower molds 71 and 72 are prepared (S21). Here, each of the molds 71 and 72 is provided with a heating plate 73 on the outside. The heating plate 73 may be heated by receiving power through a power cable 75 from a predetermined power supply unit.

한편, 상기와 같이 마련된 금형(71,72) 각각의 금형틀(71a,72a)에 상기 가공재료를 충진한다. 구체적으로는, 상기 금형틀(71a,72a)의 리브(30)에 해당되는 부분에 상기 가공재료를 충진한다(S23).On the other hand, the processing material is filled in the mold mold (71a, 72a) of each of the mold (71, 72) prepared as described above. Specifically, the processing material is filled in portions corresponding to the ribs 30 of the molds 71a and 72a (S23).

그런 다음, 상기 보강근 코어(20)을 가공재료가 충진된 어느 한 금형틀(71a)에 장착한다(S25).Then, the reinforcing bar core 20 is mounted on one mold frame 71a filled with the processing material (S25).

다음으로, 상기 전원테이블(85)에 전원을 공급하면서 한 쌍의 금형(71,72)을 프레스기구(77)를 이용하여 고온 및 고압으로 소정 시간 압착한다(S27). 이때, 상기 압착하는 과정에서의 가열온도는 대략 120℃ 내지 220℃ 사이가 되도록 하며, 대략 5분 내지 25분 동안 압착하는 것이 바람직하다.Next, while supplying power to the power table 85, the pair of molds 71 and 72 are pressed at a high temperature and high pressure for a predetermined time using the press mechanism 77 (S27). At this time, the heating temperature in the pressing process is to be between about 120 ℃ to 220 ℃, it is preferable to compress for about 5 to 25 minutes.

이와 같이, 일정시간 고온 및 고압으로 압착하게 되면, 금형틀(71a)에 충진되었던 가공재료가 보강근 코어(20)의 외주에 일체로 결합됨으로써, 일체로된 리브(30)가 완성된다(S29). As such, when pressed at a high temperature and high pressure for a predetermined time, the processing material filled in the mold 71a is integrally coupled to the outer circumference of the reinforcing bar core 20, thereby completing the integrated rib 30 (S29). .

상기와 같은 방법에 의해 복합 섬유강화재료 보강제(10)를 제조하게 되면, 보강근 코어(20)의 외주에 리브(30)를 일체로 형성할 수 있게 된다. 또한, 리브(30)의 두께도 증가시킬 수 있기 때문에, 기존의 제조방법에 비하여 전단특성이 특히 향상되고, 시멘트와의 접착력이 향상된 섬유강화 복합체 보강근을 얻을 수 있게 된다.When the composite fiber reinforced material reinforcement 10 is manufactured by the above method, the rib 30 may be integrally formed on the outer circumference of the reinforcement core 20. In addition, since the thickness of the ribs 30 can be increased, the shear property is particularly improved, and the fiber reinforced composite reinforcement with improved adhesion to cement can be obtained as compared with the conventional manufacturing method.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 콘크리트용 섬유강화 복합체 보강근에 따르면, 기존의 철근의 외형과 같이 보강근의 외주에 리브를 형성함으로써, 시멘트와의 접촉성을 향상시킬 수 있게 된다.According to the fiber-reinforced composite reinforcing bar for concrete of the present invention as described above, by forming a rib on the outer periphery of the reinforcing bar like the appearance of the existing rebar, it is possible to improve the contact with the cement.

또한, 보강근의 외주에 형성된 리브는 특수가공된 가공섬유(milled fiber)와 결합제로 이루어진 가공재료로서 보강근 코어와 일체로 형성됨으로써, 그 형성방법 이 간단하고 용이하다.In addition, the rib formed on the outer periphery of the reinforcing bar is formed as a processing material consisting of a specially processed milled fiber and a binder integrally formed with the reinforcing bar core, the formation method is simple and easy.

또한, 상기와 같이 형성된 리브는 보강근의 전단특성을 향상시키고, 시멘트와의 접착성을 향상시킴으로써 내구성이 향상된 보강근을 얻을 수 있게 된다.In addition, the rib formed as described above can improve the shear properties of the reinforcing bar, it is possible to obtain a reinforcing bar with improved durability by improving the adhesion with cement.

따라서, 결국에는 기존의 철근에 비하여 내구성와 부착성이 향상되고, 철근에 비하여 경량인 복합 섬유강화재료 보강근를 제공함으로써, 콘크리트 구조물의 내구성을 향상시키고, 장수명화에 기여할 수 있는 이점이 있다.Therefore, in the end, durability and adhesion are improved compared to existing reinforcing bars, and by providing a light weight composite fiber reinforced reinforcement compared to reinforcing bars, there is an advantage that can improve the durability of the concrete structure, and contribute to long life.

이상에서, 본 발명의 특정한 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지와 사상을 벗어남이 없이 당해 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 수정과 변형실시가 가능할 것이다.In the above, certain preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and any person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains without departing from the spirit and spirit of the present invention claimed in the claims may make various modifications and variations. Implementation will be possible.

Claims (14)

섬유강화 복합체에 의해 소정 봉 형태로 형성된 보강근 코어와;A reinforcing bar core formed in a predetermined rod shape by the fiber reinforced composite; 상기 보강근 코어의 외주에 돌출되게 형성되며, 가공재료로 이루어진 리브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트용 섬유강화 복합체 보강근.Fiber reinforced composite reinforcement for concrete, characterized in that it comprises; is formed to protrude on the outer periphery of the reinforcement core, a rib made of a processing material. 제1항에 있어서, 상기 리브는, 상기 보강근 코어의 외주에 일정한 간격을 두고 복수가 마련되며, 그 각각은 상기 보강근 코어와 단면을 더하여져서 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 콘크리트용 섬유강화 복합체 보강근.The fiber-reinforced composite reinforcement for concrete according to claim 1, wherein the ribs are provided in plural at regular intervals on the outer circumference of the reinforcement core, each of which is integrally formed by adding the reinforcement core and a cross section. 제2항에 있어서, 상기 리브들은 상기 보강근 코어의 길이방향에 대해서 소정 각도 기울어지도록 형성된 것을 특징으로 하는 콘크리트용 섬유강화 복합체 보강근.3. The fiber reinforced composite reinforcement for concrete according to claim 2, wherein the ribs are formed to be inclined at an angle with respect to the longitudinal direction of the reinforcing core. 제2항에 있어서, 상기 리브들은 상기 보강근 코어의 외주면을 기준으로 일정한 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 콘크리트용 섬유강화 복합체 보강근.The fiber-reinforced composite reinforcement for concrete of claim 2, wherein the ribs have a constant height with respect to the outer circumferential surface of the reinforcing core. 제2항에 있어서, 상기 리브들은 상기 보강근 코어의 외주면을 기준으로 일정한 두께로 연장된 것을 특징으로 하는 콘크리트용 섬유강화 복합체 보강근.The fiber-reinforced composite reinforcement for concrete according to claim 2, wherein the ribs extend to a predetermined thickness based on the outer circumferential surface of the reinforcing core. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섬유강화 복합체는,The fiber reinforced composite according to any one of claims 1 to 5, wherein 주 보강재료로 사용된 복합섬유와, 결속재인 에폭시레진을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트용 섬유강화 복합체 보강근.Fiber reinforced composite reinforcement for concrete, characterized in that it comprises a composite fiber used as the main reinforcing material, and epoxy resin as a binding material. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가공재료는,The processing material according to any one of claims 1 to 5, wherein 분말형태로 가공된 섬유(milled fiber)와, 결합제가 소정 비율로 혼합된 것을 특징으로 하는 콘크리트용 섬유강화 복합체 보강근.Fiber-reinforced composite reinforcement for concrete, characterized in that the powder (milled fiber) and the binder is mixed in a predetermined ratio. 제7항에 있어서, 상기 분말형태로 가공된 섬유(milled fiber)는 내알칼리성이 확보된 ARG(Alkali Resistance Glassfiber)인 것을 특징으로 하는 콘크리트용 섬유강화 복합체 보강근.The fiber-reinforced composite reinforcement for concrete according to claim 7, wherein the milled fiber is an Algali Resistance Glassfiber (ARG) having alkali resistance. 섬유강화 복합체로 형성된 보강근 코어를 봉 형태로 형성하는 제1단계와;A first step of forming a reinforcing bar core formed of a fiber reinforced composite into a rod shape; 상기 봉 형태로 형성된 보강근 코어의 외주에 소정 가공재료를 이용하여 리브를 돌출되게 형성하는 제2단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트용 섬유강화 복합체 보강근 제조방법.And a second step of protruding the ribs using a predetermined processing material on the outer circumference of the reinforcing bar core formed in the rod shape. 제9항에 있어서, 상기 제1단계는,The method of claim 9, wherein the first step, 권선되어 있는 섬유를 공급하는 단계와;Supplying the wound fiber; 공급된 섬유를 수지에 함침시키는 단계와;Impregnating the supplied fiber with a resin; 수지가 함침된 섬유를 조합하여 봉 형태로 인발하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트용 섬유강화 복합체 보강근 제조방법.Fiber-reinforced composite reinforcement for concrete, characterized in that it comprises a; step of drawing the resin impregnated fibers combined rod. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 제2단계에서는,The method of claim 9 or 10, wherein in the second step, 상기 리브가 형성될 보강근 코어 형상에 대응되는 금형틀을 가지는 상부 및 하부금형을 준비하는 단계와;Preparing upper and lower molds having molds corresponding to the shape of the reinforcement cores to which the ribs are to be formed; 상기 상부 및 하부금형 각각의 금형틀에 상기 가공재료를 충진하는 단계와;Filling the processing material into molds of each of the upper and lower molds; 상기 가공재료가 충진된 상부 및 하부금형 중 어느 하나에 상기 보강근 코어를 장착하는 단계와;Mounting the reinforcing bar core on any one of the upper and lower molds filled with the processing material; 상기 상부 및 하부금형을 고온 및 고압으로 압착하는 단계;를 포함하여,Including pressing the upper and lower molds at a high temperature and a high pressure. 상기 압착하는 과정에서 상기 가공재료가 상기 보강근 코어의 외주에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트용 섬유강화 복합체 보강근 제조방법.The method of manufacturing the fiber-reinforced composite reinforcement for concrete, characterized in that the working material is integrally formed on the outer circumference of the reinforcing core in the pressing process. 제11항에 있어서, 상기 가공재료는,The method of claim 11, wherein the processing material, 분말형태로 가공된 가공섬유(milled fiber)와, 결합제가 소정비율로 혼합된 것을 특징으로 하는 콘크리트용 섬유강화 복합체 보강근 제조방법.Process for manufacturing a fiber reinforced composite reinforcement for concrete, characterized in that the milled fiber processed in a powder form, the binder is mixed in a predetermined ratio. 제12항에 있어서, 상기 가공섬유와 결합제는 서로 동일한 비율로 혼합된 것을 특징으로 하는 콘크리트용 섬유강화 복합체 보강근 제조방법.13. The method according to claim 12, wherein the processed fiber and the binder are mixed in the same proportion to each other. 제11항에 있어서, 상기 고온 및 고압으로 압착하는 단계에서는,The method of claim 11, wherein the pressing at the high temperature and high pressure, 120℃ 내지 220℃ 사이의 온도로 5 내지 25분간 압착하는 것을 특징으로 하는 콘크리트용 섬유강화 복합체 보강근 제조방법.Method for producing a fiber reinforced composite reinforcement for concrete, characterized in that the compression for 5 to 25 minutes at a temperature between 120 ℃ to 220 ℃.
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