(주)국제화건의 시설물유지관리 사업부입니다.
Kukje Hybrid Composite
콘크리트 구조물의 섬유보강시트 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보강방법(특허 제10-1540243호)
보강이 필요한 노후 콘크리트 및 강구조 등의 구조물에 강성이 높은 아라미드섬유와 고연성의 PET섬유를 시트형태로제작한 섬유시트를 함침제를 이용하여 구조물에 부각시켜 구조물의 내하력을 향상시키는 연성증진형 내진보강공법이다. 특히 철근보다 가벼운 섬유를 사용하여 경량화를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 두 가지 이상의 섬유를 적절한 비율로 섞어 제조함으로써 선형거동으로 인한 급격한 취성파괴를 방지하며 연성을 증대시킬 수 있어 타 보강공법에 비해 안전성이 우수하다.
1) 타 섬유보강공법에 비해 고연성인 재료(신장율:8.0% 이상) 이므로 내진보강 효과가 우수하다.
2) 타 섬유보강공법 보다 경제성이 우수하다.
3) 비전도체이므로 전기가 흐르지 않는다.
4) 경량이므로 구조물의 중량 추가 부담이 없다.
5) 교량 및 각종 건축, 토목 구조물의 내진보강이 가능하다.
6) 투수율이 제로(0)이므로 오염물질의 침투를 막아준다.
7) 고연성 섬유시트는 부식되지 않아서 구조물을 부식으로부터 보호한다.
| 품명 | 보강재 폭(mm) | 보강재 두께(mm) | 시험치 |
|---|---|---|---|
| KHC-P섬유(200) | 100 ~ 300 | 2.0, 3.0 |
신장율 : 8.0% 이상 인장강도 : 200MPa 이상 |
| KHC-P섬유(400) | 100 ~ 300 | 2.5 |
신장율 : 8.0% 이상 인장강도 : 400MPa 이상 |
| 유리섬유 | 500 | 1.0 |
신장율 : 2.0% 이상 인장강도 : 500MPa 이상 |
기존 탄소섬유(CF) 및 유리섬유(GF), 하이브리드 섬유시트(HFC)에 비하여 KHC섬유는 파단 시 변형율이 8.0%로 높아 연성 증진형 내진보강에 효과적이다.
파단시 변형율(%)
| 섬유시트 종류 | CF Sheet (탄소섬유) | GF Sheet (유리섬유) | HFC Sheet (하이브리드섬유) | KHC Sheet (고연성 섬유) |
|---|---|---|---|---|
| 파단 시 변형율(%) | 0.94 | 2.0 | 2.8 | 8.0 |
| Note | 파단 시 변형율 : 섬유시트의 인장시험 시 섬유가 파단될 때의 변형율 | |||
연성이 우수한 KHC섬유를 취약부위에 보강하여 취성파괴를 방지한다.
교각하부 휨 파괴
건축구조물 파괴
다양한 형태의 교각, 슬래브, 벽체 등 다양한 토목 · 건축 구조물에 대한 보강이 가능하다.
교각 보강 방법
슬래브 및 벽체 보강 방법(1)
슬래브 및 벽체 보강 방법(2)
슬래브 및 벽체 보강 방법(3)
KHC섬유 보강 실물 교각은 보강 전 일반교각보다 최대하중은 122%, 변형율은 198% 증가하였으며, 연성율은 275% 증가하여 취성파괴를 예방하는 연성적인 거동을 보여준다.
보강 전 구조물
고연성 섬유시트(KHC) 보강 후 거동
| 실험체 | P max (kN) | △max(mm) | 연성율 |
|---|---|---|---|
| 보강 전 구조물 | 172 | 44.6 | 2.95 |
| KHC시트 보강 | 211 | 88.4 | 8.11 |
| 비 고 | 122% | 198% | 275% |
Note. Pmax : 최대하중, △max : 최대변위, 연성율 : 연성증진형 내진보강에서의 내진성능지표(연성율이 클수록 내진보강 효과가 큼)
1) 내진설계 마비로 인해 지진 시 휨 및 압축부재의 내하력 부족으로 인한 붕괴를 방지하고 구조물의 내하력 복원 및 증진이 가능하다.
2) 해수, 하수, 동결융해, 염해 등 화학적 작용을 받는 콘크리트 및 강구조물의 표면보호 및 보수가 가능하다.
3) 사용연한의 연장, 내구성 증진이 필요한 콘크리트 구조물의 보수 및 보강이 가능하다.
1. 바탕면 처리
2. 프라이머 및 접착제 도포(KSE)
3. 고연성 섬유시트 부착 (KHC + KSE)
4. 마감페인트 도포 및 양생 (K3380)
