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건설 공학 섬유 개발의 간략한 역사
건축공학에서의 섬유 응용은 1000 여 년 전의 인류 역사로 거슬러 올라갈 수 있다. 처음에는 천연 섬유였습니다. 일부 섬유소 섬유는 간단한 처리를 거쳐 직접 사용했습니다. 고대에 사람들은 천연 섬유소 섬유를 이용하여 무기질 물질을 강화하기 시작했다. (윌리엄 셰익스피어, 섬유소, 섬유소, 섬유소, 섬유소, 섬유소, 섬유소, 섬유소) 예를 들어 중국 고대에는 짚이나 잡초를 잘게 썰어 자연적으로 건조한 점토 벽돌에 섞었다. 이집트인들은 짚이나 동물의 털로 도자기를 보강했다. 고대 로마인들은 잘게 썬 말 갈기를 석고, 석회 또는 화산재 시멘트와 섞는다. 고대 사찰에서는 식물 섬유가 섞인 점토로 조각품을 만드는 경우가 많았다. 실천탐구를 통해 선인들은 무기결합재에 섬유를 첨가하면 바삭함과 균열을 줄일 수 있다는 것을 발견했다.

1824 년 영국인 J. 아스틴 (Joseph ASP Ding) 이 포틀랜드 시멘트를 발명했고 현대 시멘트 콘크리트가 시작되었습니다. 1847 년 프랑스인 (lamport) 은 철사로 콘크리트선과 화분을 만들어 가장 원시적인 철근 콘크리트 구성요소를 만들었다. 1874 년 미국인들은 콘크리트에 폐강을 넣어 콘크리트에 강섬유를 적용했다. 19 10 년, 미국의 H.F.Porter 는' 강섬유' 콘크리트 개념을 제시하고, 짧은 섬유 강화 콘크리트에 대한 연구 보고서를 발표하고, 특허를 취득하여 짧은 섬유를 콘크리트에 골고루 분산시켜 강화할 것을 제안했다. 1911~1933 기간 동안 미국, 영국, 프랑스, 독일 등에서 특허를 출원해 짧은 철사를 골고루 섞었다 일본은 제 2 차 세계대전 기간에도 이 방면의 연구를 한 적이 있다. 1963 년 J.P.Romualdi 와 J.B.Batson 이' 섬유 콘크리트 연구 보고서' 를 발표하고 섬유간격 이론을 제시하기 전까지는 강섬유의 연구와 응용이 급속히 발전하지 못했다. 1970 년대에 우리나라는' 강섬유 콘크리트' 의 이론과 응용을 연구하기 시작했다. 1980 년대 이래로 강섬유는 도로, 다리, 터널 등 많은 콘크리트 공사에 광범위하게 적용되었다. 이어 강섬유 콘크리트의 실험방법, 설계 및 시공 절차, 콘크리트용 강섬유 등 업계 표준이 잇따라 발표돼 우리나라 각종 건축공사에 강섬유의 응용을 추진했다.

1879 년 석면섬유 시멘트가 처음 등장했고, 1900 년 오스트리아인 하치크 (하섹) 가 원형망 복사기로 석면 시멘트 판을 만들어 석면 시멘트를 산업화하기 시작했다. 중국은 1930 년대 중반에 석면 시멘트의' 파문 타일' 을 생산하기 시작했다. 1970 년대까지 세계에서 석면 시멘트의 공업 생산이 최고조에 달했다. 70 년대 중반에 들어서자 석면 먼지는 발암성이 있는 것으로 밝혀졌다. 이에 따라 1980 년대 초부터 일부 선진국들은 석면 시멘트 제품의 생산과 사용을 잇달아 제한하여 무석면섬유 강화 시멘트 제품의 연구와 개발을 촉진시켰다. 대체품은 과거 주로 유리섬유였으며, 목장섬유, 폴리아크릴로니트릴 섬유, 폴리에틸알코올 섬유, 폴리아크릴섬유도 있었다.

1950 년대 말 60 년대 초, 중국 시멘트 공업연구원 등 단위는 중알칼리 유리 섬유로 일반 실리콘 시멘트 모르타르나 콘크리트를 보강했다. 구소련의 Pilukovich 등은 무알칼리 유리 섬유로 석고 알루미늄 시멘트 모르타르를 증강시키는 것을 탐구했다. 하지만 결국 성공하지 못했다. 유리 섬유는 시멘트 수화물의 알칼리 침식을 견디지 못하고 증강효과를 잃었기 때문이다. 1967 년 영국 건축과학연구소 (BRE) 는 지르코늄 함유 알칼리 유리 섬유를 제조하려고 시도했고 197 1 년 영국에서 생산을 시작했다. 영국 BRE 가 1979 에서 발표한 보고서에 따르면 이 섬유 소재는 실내 건조 환경에서 구성요소의 역학 성능 변화는 크지 않지만 습한 환경이나 대기에 노출되면 구성요소의 역학 성능이 크게 저하될 수 있다고 합니다. 이를 위해 1980 년대에 국제 관련 과학기관은 유리 섬유 콘크리트 (GRC) 의 내구성을 높이기 위해 노력했다. 한편 서방 국가들은 주로 내알칼리 유리 섬유에 보호층을 덮고 시멘트에 중합체 로션을 첨가하는 등의 조치를 취하고 있다. 중국 건축재료연구원은 내알칼리 유리 섬유와 저염기성 시멘트 매칭 기술을 채택하고 있다. 이 기술을 사용하여 준비한 GRC 는 습열 환경이든 장기적으로 대기에 노출되든 항알칼리 유리 섬유가 일반 실리콘 시멘트와 일치하는 GRC 보다 내구성이 훨씬 뛰어납니다. 그래서 중국특색 있는' 쌍보험' GRC 기술 노선이라고 불린다. 그것은 GRC 의 내구성 문제를 잘 해결했기 때문에 우리나라 GRC 산업의 빠른 발전을 촉진시켰다.

합성섬유 생산 기술의 발전으로 섬유 콘크리트의 연구와 응용이 실질적으로 진전되었다. 1960 년대 초, 미국의 S.Goldfein 은 합성 유기섬유인 폴리아크릴 섬유를 시멘트 콘크리트의 혼합재로 사용하는 것을 탐구하기 시작했고 미군에서 방폭형 구조 부품을 만들 것을 제안했다. 1970 년대 초 영국은 폴리아크릴 섬유를 콘크리트에 섞어 파이프 조각, 판자재 등을 만들고 건축업계에서 관련 기준을 제정했다. 최근 20 년 동안 미국을 대표하는 선진국들은 콘크리트에 섞일 수 있는 단일 실크 합성섬유를 개발해 생산했다. 예를 들어, 미국은 주로 폴리아크릴 섬유와 폴리아미드 섬유로 콘크리트를 강화하는 합성 섬유를 대대적으로 발전시키고 있습니다. 독일과 일본은 콘크리트를 강화하는 폴리아크릴로니트릴 섬유와 폴리비닐 알콜 섬유를 각각 개발했다. 미국의 Grace 와 일본의 TORASUTO KIKAKUKI 도 아스팔트 콘크리트 강화를 위한 섬유를 내놓았다. 미국 Grace 가 2003 년 발표한 특허 US6569526 과 CN140511KLOC-0/0/0 은 콘크리트, 모르타르, 스프레이 콘크리트, 아스팔트에 적용할 수 있는 고분산 강화 합성섬유를 보도했다. 이전에 콘크리트에 섞인 섬유 (예: 대부분의 식물 섬유) 는 콘크리트 베이스 재료의 강한 알칼리성을 견딜 수 없거나 콘크리트에 균일하게 분산되거나 고온성이 없어 예상한 균열 및 향상 효과를 얻을 수 없었습니다. 합성섬유 생산 기술의 진보로 이러한 문제가 해결되었다. 최근 몇 년 동안 폴리아크릴 섬유와 폴리아미드 섬유는 탄성 계수가 상대적으로 낮은 약점을 가지고 있지만 인장 강도와 내알칼리성이 높아 콘크리트의 초기 소성 단계에서 균열의 발생과 발전을 억제하고 줄일 수 있어 콘크리트에서의 응용이 크게 진전되었다. 합성섬유는 콘크리트에 섞여 콘크리트의 침투성, 내한성, 내충격성, 연성, 내마모성을 동시에 높였으며, 그 편리성, 조작성, 가격이 적당하기 때문에 건축 분야에서 광범위하게 응용되었다.

1970 년대에 섬유 콘크리트 기술이 중국에 도입되었다. 우리나라의 전문대학, 과학연구원, 시공기관은 이미 콘크리트에 합성섬유를 섞는 연구작업을 시작했고, 점차 여러 건축공사에 응용되었다. 이후 국내 건축용 합성섬유의 개발이 성공함에 따라 합성섬유의 콘크리트에서의 응용이 급속히 발전했다. 중국 토목 공학회 섬유 시멘트 및 섬유 콘크리트 전문위원회는 65438-0986 년 대련에서 열린 제 1 회 전국 섬유 시멘트 및 섬유 콘크리트 학술회의를 통해 전국적으로 합성섬유가 콘크리트에 적용되는 각종 기술 교류를 촉진시켰다. 이후 섬유 시멘트 콘크리트 연례 학술회의는 하얼빈 (1988), 우한 (1990), 난징 (1992), 남해 (/ 2008 년에는 제 39 회 올림픽 개최지 베이징에서 제 12 회 섬유 시멘트 콘크리트 연례 회의가 열린다. 우리나라 섬유 시멘트 콘크리트 기술의 발전과 응용에 긍정적인 추진 역할을 할 것으로 믿는다.

현재 가장 널리 사용되는 것은 합성섬유 강화 콘크리트로, 유기 중합체에서 유래한다. 방적섬유에 일반적으로 사용되는 유기 중합체로는 폴리 프로필렌 (PP), 폴리 아미드 (PA), 폴리 에스테르 (PET), 폴리 아크릴로 니트릴 (팬) 및 폴리 비닐 알콜 (PVA) 이 있습니다. 이러한 중합체로 방사된 합성 섬유는 일반적으로 탄성 계수가 낮기 때문에 저탄성 계수 섬유에 속합니다. 최근 몇 년 동안 일부 고모듈러스 섬유는 아라미드 섬유, 초고 분자량 폴리에틸렌 섬유, 초고 분자량 폴리 아크릴로 니트릴 섬유, 초고 분자량 폴리 비닐 알콜 섬유 등 콘크리트를 강화하는 데 사용되었습니다. 이 섬유들은 탄성 계수와 인장 강도가 높기 때문에 콘크리트를 첨가한 후 콘크리트에 대한 강화 강화 효과가 두드러진다.

섬유 콘크리트는 건축 벽판, 바닥, 지하실 및 외벽 석고에 광범위하게 적용될 수 있습니다. 수리공사의 제방, 저수지, 수로, 박막 송수관; 도로 교량 프로젝트 포장 및 갑판 포장; 터널; 군사 공학 벙커, 방공호 및 보호문; 항구 공사의 부두, 홍수 방지 제방, 조립식 콘크리트판, 관.

섬유 콘크리트의 각종 설계 규범, 시공 규범 및 표준이 제정되고 공포됨에 따라 섬유 콘크리트의 응용은 반드시 더 크게 발전할 것이다.