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KR20000070791A - 건축자재 보강용 평면 스트립 라멜라와 상기 라멜라 적용방법 - Google Patents

건축자재 보강용 평면 스트립 라멜라와 상기 라멜라 적용방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 콘크리트, 목재, 강철, 천연돌 또는 석조물과 같은 하중을 지탱하거나 하중을 전달하는 건축성분을 보강하기 위한 평면 스트립 라멜라(10)에 관계한다. 평면 스트립 라멜라(10)는 병렬로 정렬된 복수의 굽힘가능 또는 신축성 보강섬유(26)와 보강섬유를 서로 연결시켜 내전단성이 되게하는 결합 매트릭스(28)로된 복합구조를 가진다. 이 라멜라는 접착제를 사용하여 보강될 건축성분이 표면에 부착될 수 있다. 건축성분의 코너엣지 위로 평면 스트립 라멜라를 구부릴 수 있도록 결합 매트릭스(28)는 열가소성 합성물질로 구성된다.

Description

건축자재 보강용 평면 스트립 라멜라와 상기 라멜라 적용방법{FLAT STRIP LAMELLA FOR REINFORCING BUILDING COMPONENTS AND METHOD FOR PLACING A FLAT STRIP LAMELLA ON A COMPONENT}
이러한 형태의 보강용 라멜라는 WO96/21785에 공지된다. 상기 보강용 라멜라는 세로로 연장된 평탄한 건축자재에 적용된다. 바인더 매트릭스, 특히 에폭시 수지로 경화된 보강용 라멜라는 작은 굽힘반경으로 구부릴 수 없으므로 건축자재의 코너 너머로 연장된 활모양의 보강재를 형성시킬 수 없다. 활모양의 보강재 또는 외장은 예컨대 강철 보강 콘크리트 대들보나 강철 보강 콘크리트 T-비임에서 압축지대와 인장지대간의 연결을 시키며 스트레스와 가로균열을 방지하는데 필요하다.
본 발명은 하중 지탱 또는 하중 전달 건축자재 보강용 평면 스트립 라멜라에 관계하며, 이것은 서로 병렬로 정렬된 복수의 신축성 보강섬유와 내전단성 방식으로 보강섬유를 서로 연결시키는 바인더 매트릭스로된 복합구조로 구성되며, 접착제를 수단으로 건축자재의 외면에 대면시켜 부착될 수 있다. 본 발명은 또한 이러한 형태의 평면 스트립 라멜라를 건축자재에 적용하는 방법에도 관계한다.
도 1a 는 보강용 라멜라의 평면도이다.
도 1b 는 도 1a의 B-B 선을 따라 취한 확대 단면도이다.
도 2 는 활모양으로 구부러진 보강용 라멜라가 적용된 강철 보강 콘크리트 T-비임의 단면도이다.
도 3 은 건축자재의 리세스에 도입될 수 있는 보강용 라멜라의 한 단부이다.
도 4 는 보강용 라멜라를 건축자재에 사전인장된 상태로 적용하기 위한 장력조절장치이다.
도 5 는 나선형으로 감긴 보강용 라멜라가 적용된 기둥형 건축자재의 측단면도이다.
* 부호설명
10 ... 평면 스트립 라멜라 12 ... 건축자재
16 ... 접착제 22 ... 크로스 비임
24 ... 코너 엣지 26 ... 신축성 보강섬유
28 ... 열가소성 바인더 매트릭스 30 ... 중간영역
32, 34 ... 자유단부 35 ... 리세스
36 ... 자유단부 38 ... 드럼형 장력조절요소
39 ... 화살표
본 발명은 건축자재의 코너 너머로 연장시켜서 건축자재를 보강할 수 있는 평탄한 스트립 라멜라 개발과 관련된다. 또한 본 발명은 이러한 형태의 평탄한 스트립 라멜라를 건축자재에 적용하는 방법에 관계한다.
이 목적을 위해 청구항 1 과 청구항 6 내지 9 에 기술된 특성의 조합이 제안된다. 본 발명의 추가적인 내용은 종속항들에서 볼 수 있다.
본 발명은 평면 스트립 라멜라의 신축성이 주로 바인더 매트릭스에 의해 결정된다는 인식에 기초한다. 구부러진 건축자재의 외면과 건축자재 코너위로도 평면 스트립 라멜라를 안내할 수 있도록 본 발명에서는 바인더 매트릭스가 열가소성 수지로 구성되도록 한다. 이러한 형태의 평면 스트립 라멜라는 국지적인 온도증가에 의해 변형되어서 보강될 건축자재의 외면윤곽에 적용된다. 신뢰성있는 조작을 보강하기 위해서 사용된 열가소성 수지의 유리전이온도는 100℃이상이 선호되며 용융점은 160℃이상이어야 한다. 평면 스트립 라멜라의 국지적인 가열은 고온 공기총을 써서 현장에서 이루어질 수 있다.
바인더 매트릭스는 폴리올레핀 비닐폴리머, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리옥시메틸렌, 폴리카보네이트, 열가소성 폴리우레탄 및 이오노머에서 선택된 열가소성 수지이다.
보강섬유는 특히 높은 탄성 모듈러스를 특징으로 하는 탄소섬유로 형성된다. 그러나 보강섬유는 아라미드섬유, 유리섬유, 폴리프로필렌섬유를 포함할 수 있다.
보강될 건축자재의 코너위로 본 발명의 세로로 연장된 평면 스트립 라멜라를 적용하기 위해서, 건축자재의 코너 위로 안내된 중간 영역에서 평면 스트립 라멜라를 열가소성 바인더의 유리전이온도 이상의 온도까지 가열되고 건축자재의 코너나 엣지 각도에 해당하는 각도로 가열된 상태에서 구부러지고 냉각 전 또는 후에 접착층을 수단으로 건축자재 엣지위로 건축자재에 부착된다.
열가소성 바인더 매트릭스 사용은 사전인장된 상태에서 평면 스트립 라멜라를 건축자재 외면에 적용할 수 있게한다. 보강될 건축자재 표면 너머로 돌출한 평면 스트립 라멜라의 자유단부는 가열된 상태에서 장력조절용소를 써서 연신되거나 구부려져서 고정될 수 있다. 평면 스트립 라멜라가 사전인장된 상태에서 건축자재 외면에 부착될 수 있도록 장력조절 요소는 서로에 대한 인장될 수 있다. 장력조절요소를 인장시키기 위해 건축자재로부터 이격되게 장력조절장치가 제공될 수 있다. 라멜라의 한 단부가 적당한 장력조절용소에 의해 건축자재 외면에 고정될 때 평면 스트립 라멜라의 자유단부에만 장력조절장치가 관여한다.
본 발명의 열가소성 바인더 매트릭스 사용으로 평면 스트립 라멜라의 자유단부를 압력 및 열의 작용하에 파동 또는 지그재그 모양으로 압축시킬수도 있다. 형상 보존 고정을 위해 이러한 방식으로 변형된 라멜라 단부가 접착제로 충진된 건축자재 리세스(recess)에 도입되어서 지그재그 영역이 페이스트형 접착재료 채워지고 접착제 경화후 형태에 맞는 연결이 이루어진다.
본 발명의 열가소성 바인더 매트릭스를 포함한 평면 스트립 라멜라는 기둥형 건축자재의 보강에 사용될수도 있다. 바인더 매트릭스의 유리전이온도 이상의 온도로 가열된 평면 스트립 라멜라가 외면에 유체 반응 접착제로 코팅된 기둥형 건축자재 주위에 나선형으로 감기고 감긴 상태에서 실온까지 냉각되고 동시에 접착제가 경화된다. 감긴 평면 스트립 라멜라 아래에 액체가 모이는 것을 방지하기 위해서 평면 스트립 라멜라의 나선형 권선사이에 분리부가 유지된다.
평면 스트립 라멜라와 에폭시 수지와 같은 접착제간의 결합을 향상시키기 위해서 접착될 면상의 보강 섬유를 연마등에 의해 노출시키는 것이 이득이 될 수 있다.
평면 스트립 라멜라(10)는 강철 보강 콘크리트 구조물 및 석조구조물과 같은 건축자재(12)의 사후 보강용으로 디자인된다. 상기 라멜라는 에폭시 수지와 같은 접착제(16)를 써서 건축자재의 외면에 대해 한편(14)에 고정되고 보충적으로 자유단부(32, 34)에서 건축자재(12)에 고정된다(도 2).
도 2 에 따른 건축자재(12)는 강철 보강된 콘크리트 T-비임으로서 형성되고, 여기서 라멜라(10)는 활모양으로 건축성분(12)의 크로스 비임(22)위로 연장되어서 크로스 비임(22)의 코너 엣지(24)위로 구부러진다.
평면 스트립 라멜라(10)는 병렬로 정렬된 복수의 굽힘가능한 또는 신축적인 탄소 보강 섬유(22)와 내전단 방식으로 보강섬유를 연결하는 바인더 매트릭스로된 복합구조를 가지며, 바인더 매트릭스는 열가소성 수지로 구성된다. 열가소성 바인더 매트릭스(28)덕택에 평면 스트립 라멜라가 사용온도에서 비교적 딱딱하고 유리전이온도 이상의 온도로 가열시 소성변형 가능하다. 코너(24)위로 세로로 연장된 평면 스트립 라멜라(10)를 초기에 안내하기 위해서 중간영역(30)에서 라멜라가 열가소성 바인더 매트릭스의 유리전이온도 이상의 온도까지 가열되고 엣지 각도에 대해서 약 90˚로 구부러진다. 이러한 벤드는 사용온도로 냉각한 후에 그대로 남아있다.
도 2에서 평면 스트립 라멜라의 한단부(32)가 증가된 온도하에서 소성 변형가능한 측면도 고정과정에서 장점이 된다. 구부러진 단부(32)가 접착제(16)를 써서 건축 성분(12)에 고정된다. 다른 자유 단부(34)에서 평면 스트립 라멜라는 지그재그형 변형을 하며 이것은 압력 및 열의 작용하에서 이루어진다. 이러한 단부(34)를 써서 평탄한 라멜라(10)가 건축성분(10)의 접착제 충진 리세스(35)에 침투하여서 리세스내 접착제 경화시 형태에 꼭 맞는 고정이 가능하다.
도 4에서 평면 스트립 라멜라(10)의 자유단부(36)는 드럼형 장력조절 요소(38)상에서 가열되고 소성 변형된 상태에서 연신되어서 고정된다. 장력조절 요소(38)는 적당한 장력조절 장치의 작용하에서 서로를 향해 이중 화살표(39) 방향으로 변위되므로, 접착제(16)를 써서 건축성분(12)에 부착하는 동안 평면 스트립 라멜라(10)가 사전 인장될 수 있다. 접착제가 경화할때까지 사전 장력조절이 유지되면 보강효과가 향상된다.
도 5 에 도시된 구체예에서 평면 스트립 라멜라는 기둥형 건축성분(12)상에 나선형으로 감겨서 거기에 부착된다. 수월하게 감기 위해서 평면 스트립 라멜라가 가열되어서 감는동안 쉽게 나선모양이 될 수 있다.
요약하면, 본 발명은 콘크리트, 목재, 강철, 천연 돌 또는 석조 구조물과 같은 하중 지탱 또는 하중 전달 건축자재를 보강하기 위한 평면 스트립 라멜라(10)에 관계한다. 이 평면 스트립 라멜라(10)는 병렬로 정렬된 복수의 굽힘 가능 또는 신축성 보강섬유(26)와 보강섬유는 서로 연결시켜 내전단성이 되게하는 결합 매트릭스(28)로된 복합구조를 가진다. 라멜라는 접착제(16)를 써서 보강될 건축자재의 표면에 부착될 수 있다. 건축자재의 코너 엣지 위로 평면 스트립 라멜라를 구부릴 수 있도록 본 발명에서는 연가소성 수지재료로 구성된 결합 매트릭스(28)를 제조한다.

Claims (10)

  1. 병렬로 정렬된 복수의 굽힘가능 또는 신축성 보강섬유(26)와 내전단성(shear-resistant) 방식으로 보강섬유를 연결하는 바인더 매트릭스(28)로된 복합구조물을 포함하며 접착제(16)를 수단으로 보강될 건축성분(12)의 외면에 부착될 수 있는 콘크리트와 같이 하중을 지탱하거나 하중을 전달하는 건축성분(12)을 보강하기 위한 평면 스트립 라멜라에 있어서, 바인더 매트릭스(28)가 열가소성 수지로 구성됨을 특징으로 하는 라멜라.
  2. 제 1 항에 있어서, 열가소성 수지의 유리전이온도가 100℃이상이고 용융점이 160℃이상임을 특징으로 하는 라멜라.
  3. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 열가소성 수지가 폴리올레핀, 비닐폴리머, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 폴리우레탄 또는 이오노머에서 선택됨을 특징으로 하는 라멜라.
  4. 제 1 항 내지 3 항중 한 항에 있어서, 보강섬유가 탄소섬유이거나 탄소섬유를 포함함을 특징으로 하는 라멜라.
  5. 제 1 항 내지 4 항중 한 항에 있어서, 보강섬유가 아라미드섬유, 유리섬유 또는 폴리프로필렌섬유를 포함함을 특징으로 하는 라멜라.
  6. 코너 엣지(24)위로 제 1 항 내지 제 6 항중 한 항에 따른 사전 제조되고 세로로 연장된 평면 스트립 라멜라를 건축성분(12)에 고정하는 방법에 있어서,
    건축성분의 코너(24)위로 적용될 중간 영역(30)에서 평면 스트립 라멜라가 열가소성 바인더의 유리전이온도 이상의 온도까지 가열되고 건축성분의 코너 또는 엣지각도에 대응하는 각도로 가열된 상태에서 구부러지고 냉각전 또는 후에 접착제층(16)을 수단으로 엣지위로 건축성분에 고정됨을 특징으로 하는 라멜라를 건축성분에 적용하는 방법.
  7. 건축성분 표면에 제 1 항 내지 제 5 항중 한 항에 따른 사전 제조된 평면 스트립 라멜라를 고정하는 방법에 있어서, 자유단부를 갖는 평면 스트립 라멜라(10)가 가열된 상태에서 장력조절요소상에서 구부러지거나 연신되고 장력조절요소(36)가 서로에 대해 인장을 받고 사전 인장된 상태에서 평면 스트립 라멜라(10)가 건축성분에 고정됨을 특징으로 하는 방법.
  8. 접착제를 써서 제 1 항 내지 제 5 항중 한 항에 따른 평면 스트립 라멜라를 고정하는 방법에 있어서, 압력과 열의 적용하에서 평면 스트립 라멜라(10)의 자유단부(34)에 파동 또는 지그재그 모양이 형성되고 라멜라(34)를 건축성분의 리세스에 삽입하는 동안 파동 또는 지그재그 부위가 접착제로 채워져서 형태에 맞는 연결이 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
  9. 접착제를 써서 제 1 항 내지 제 5 항중 한 항에 따른 평면스트립 라멜라를 건축성분에 고정하는 방법에 있어서, 바인더의 유리전이온도 이상의 온도까지 가열된 평면스트립 라멜라가 기둥형 건축성분 주위에 나선형으로 감기고, 감긴상태에서 실온까지 냉각되고 동시에 접착제를 경화시킴을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 6 항 내지 9 항중 한 항에 있어서, 건축성분과 연결될 면으로부터 바인더(28)를 제거함으로써 보강섬유(26)가 노출됨을 특징으로 하는 방법.
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