이것이 사업화 가능 기술<27> - FRP 긴장재용 다충콘형 정착장치

   ◇FRP 긴장재용 다충콘형 정착장치를 절개한 사시도.
콘크리트 구조물 등에 프리스트레스를 도입할 때 탄소섬유나 유리섬유와 같은 신소재를 재료로 한 FRP 긴장재를 이용하는 방법이 연구, 개발되고 있으며 대표적인 예가 탄소섬유보강복합재료(CFRP)를 이용한 긴장재이다.

이런 FRP 긴장재를 이용해 긴장력을 도입할 경우는 긴장력 도입이 필요한 콘크리트 구조물에 FRP 긴장재를 정착시킨 후 긴장력을 도입하게 된다.

이때 종래 PC강선의 정착시에 사용되어 온 쐐기형 정착장치는 FRP 긴장재가 1방향 인장부재로서 길이방향으로는 높은 인장력을 가지는 반면에 국부응력, 전단응력에는 취약하기 때문에 정착장치 쐐기의 나사산에 의해 가해지는 조임력에 의해 FRP 긴장재의 단면이 쉽게 손상된다.

또한 긴장력을 증대시킬수록 단면손상은 더욱 증가하게 되며 최종적으로는 FRP 긴장재의 최대 인장강도에 이르기도 전에 FRP 긴장재가 파단되는 문제점이 있었다.

개발된 기술은 FRP 긴장재와 정착용 몰드 사이의 정착 성능을 높일 수 있으면서도 FRP 긴장재가 손상되지 않도록 정착용 몰드의 기하학적 특성으로 인한 조임력을 분산시킬 수 있는 FRP 긴장재용 정착장치를 제공하는 것이다. 이를 위해 정착용 몰드 내부에 길이 방향으로 연통되도록 구분된 콘형 중공부가 다수 형성되도록 한 FRP 긴장재용 다층콘형 정착장치를 이용해 정착용 몰드 내부에 다층콘형 충진재가 형성되도록 했다.

새로운 기술의 FRP 긴장재용 정착장치는 정착용 몰드의 기하학적 특성으로 인한 조임력을 분산시키고 조임력의 크기를 줄여 응력집중을 방지하게 되어 FRP 긴장재를 손상시키지 않으면서도 정착 성능을 크게 향상시킬 수 있다. 이로 인해 FRP 긴장재의 인장강도를 최대한 이용해 프리스트레스를 도입할 수 있을 뿐만 아니라 정착용 몰드의 소형화로 활용성을 높이는 효과가 있다.

특허등록번호 10-0951405, 특허등록일자 2010년3월30일이며, 특허권자는 한국건설기술연구원이다. /김흥수 기자

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