신소재 건축 사례 - sinsojae geonchug salye

[���Ź� �ۿ��� ����] ������о߿��� ���սż���� 1980������ ��������� ���� �� ������ �����ϴ� ���μ� ������ �ް� �ִ�. �ֱٿ��� �����ٴ���, ��հ� ���� �ֿ������ ����μ� Ȱ��ǰ� �ִ�. ����, ���սż��簡 �������̸鼭 �ν����� �ʴ� ����� �������� ���Ͽ� ��ũ��Ʈ �������� ö�� �� �����縦 ��ü�� �� �ִ� ���������� Ȱ��DZ� �����ߴ�. �̿� ������ ���սż����� �뵵�� �����ʸ� �����ߴ�.
<������ ��>

���ó����� ���, ���� �о��� �Ǽ����翡�� �ַ� ��ũ��Ʈ �� ���� ���� �Ǽ� ���� ���Ǿ���. �׷��� �ֱ� �Ǽ� ����� �����Կ� ���� �������� ����ȭ�ǰ�, �߷��� �ν�, ������ ���� �� ��� �� ���� ������ ���� ���� ������ �߿��� ��ȸ������ ��εǰ� �ִ�. ���� �پ��� ���� ��ȭ, ���� ȯ�� �� ������ ���� �̻� �ڿ� �糭�� ������ �� �ִ� ���ο� �Ǽ���Ḧ �䱸�ϰ� �ִ�.

�ֱٿ� �̷��� ������ �ؼ��� �� �ִ� ���սż���(advanced composite materials)�� �Ǽ����μ� �����ϱ� ���� ��µ��� ������������ Ȱ���ϰ� ����ǰ� �ִ�. 21���� �����鼭 �ݼ�, ȭ���о� ���� ��� ������ ���Ծ� ��ũ��Ʈ�� ���縦 ��ü�� ��νļ�, �淮��, �������� ������ ���� ���սż��簡 ���ο� �Ǽ����� �����ϱ⿡ �̸�����. ������ �������� �߽����� ÷�ܱ���� ������ �뱹�� �ܳ��� �ʴ��� �Ǽ� ������Ʈ�� �����ϰų� ���� �߿� �ִ�.

�پ��� ���� ��ȭ, ���� ȯ�� �� ������ ���� �̻� �ڿ� �糭�� ������ �� �ִ� ���ο� �Ǽ���Ḧ �䱸�ϰ� �ִ�. �ֱٿ� �̷��� ������ �ؼ��� �� �ִ� ���սż���(advanced composite materials)�� �Ǽ����μ� �����ϱ� ���� ��µ��� ������������ Ȱ���ϰ� ����ǰ� �ִ�.

���սż���� ����(Particle), ����(Fiber)�� ���� ��ȭ���� �̵� ��Ḧ �����Ͽ� ��üȭ��Ű�� �������(Matrix)�� �����ȴ�. ���սż���� ���Ǵ� ������ῡ ���� �� ������ ������ �� ������, ���Ǵ� ������ᰡ ������ ��������̸� �����ڱ��� ���սż���(Polymer Matrix Composites, PMC)�� ���ϸ�, �ݼ� ��������̸� �ݼӱ��� ���սż���(Metal Matrix Composites, MMC)�� ���ϸ�, ����� ��������̸� ����ͱ��� ���սż���(Ceramic Matrix Composites, CMC)�� ���Ѵ�.

�ֱٿ��� ��������� �ֿ� ��������, ��������, ���� �� �������μ� Ȱ�뵵�� ���� �������� �ִ�.
 

���� �о�

�̹� �̱�, ���� �������� �߽����� ���սż��縦 �̿��� �����Ǽ��� ����� ����ǰ� �ִ�. ��ǥ���� ���սż��� ������ ����� ���캸��, 1986�� ���Ͽ��� ������ ���ռ��� ������(tendon)�� �̿��� ���ӵ��ο� ������ �Ǽ��Ͽ��µ� �������� ��ȭ������(GFRP)�� �ι߼���(pultrusio-n)�Ͽ� ���� ���� 7.5mm�� ����� 19���� �����縦 �������.

1992�� Scotland�� Aberfeldy������ �ƶ�̵� ������ ������ƿ���� ���� ���̺��� GFRP �ٴ��ǰ� ��ž �� ���ʷ� �� �κ��� ���սż���� ���� ���屳 ������ �������� �Ǽ��Ͽ��µ� �ѱ��� 113m�� �� �氣�� 63m�� ���� ���� �� ���� ���ռ��� ������ �ϳ��̴�.

�̱� McKinleyville������ 1996�� FRP ��ȭ ��ũ��Ʈ �ٴ����� �̿��� ������ ���ʷ� �Ǽ��Ǿ�����, ���� �ؿ� Russel������ ������ �������ռ��� �ٴ����� ����� �ð��Ͽ���. ���սż��� �ٴ����� ���� ������ �����ǰ�� ���� �ִ�. ��ǥ���� ������ �̱� Martin Marietta Composites���� DuraSpan, Creative Pultrusions���� Super Deck, ���� Fiberline���� ASSET ���� �ִ�.

���� �Ǽ��о߿����� ���սż��� ���� ������ �ִ�.

������б� �������� ���ߵ� GFRP�� �̿��� �������� FRP �гΰ� ���� FRP�Ŵ��� ������ ������ ���սż��� ����(B=8.0m, L=10.0m)�̴�. ���� 2002�� 5�� ������ ������ �ϸ� ��â�� ���浵 88ȣ������ ���� 31ȣ������ ����Ǵ� ���ο� ���� ���ʷ� �Ǽ��ƴ�.

�ֱٿ� ���� ���� �� ö�� Ⱦ���� ���� ��ü�� ������α��� ������ �پ��ϰ� ���ߵǾ� �Ǽ��ǰ� �ִ�.

신소재 건축 사례 - sinsojae geonchug salye
���� ���սż��� ���屳 (���� ����Ʋ���� Aberfeldy bridge)

��ũ��Ʈ, ���� ���� �о�

���� ���ı����� ���Ϻ� ������ �ܺο��� �����ϱ� ���� ���սż����� FRP ��Ʈ(Sheet)�� �г�(panel)�� �̿��ϴ� ��� ���� �ִ�.

�� �ܿ��� ö����ũ��Ʈ ������ ����ö���� ������ �ܸ��� FRP ������� ��ü�ϰų����ĵ� ö����ũ��Ʈ �������� ��������� �پ��ϰ� ���ߵǾ� ����ǰ� ������, �ֱٿ��� ���սż��縦 �̿��� ö����ũ��Ʈ �������� ���������� ��������� �����ϰ� �ִ�.

ö����ũ��Ʈ �������� �� �� ���ܺ��� ������ ���� ���Ǵ� FRP���� CFRP(Carbon fiber reinforced polymer; ź�Ҽ�������������) ��Ʈ(Sheet)�� �ַ� ���ȴ�. CFRP��Ʈ�� �پ ������ Ư���� ���� ź�Ҽ����� ������ ������ ������ ��ħ���� ���� ����������(Prepreg)�� �����̴�. CFRP�� ������������ ������ ������ 10�迡 ����ϸ�, ������ 1/5�� �������� ��������� ���۾� ������ �پ ����ȿ���� ��Ÿ�� �� �ִ�.

���� ������������ �䱸�Ǵ� �߷����� �����ġ�� ����, ���� �۾��� �ʿ�� ���� �ʰ�, ������ ������ ����. ���� õ�����̳� �ϰ�鿡 ���� �ð����� ���� �������� ���� ���� ���¿� ���ؼ� ���а� ������ �� �ִ�. �׸��� ��Ȥ�� ȯ���Ͽ� ���ؼ��� ����� �������� ���̰� �ִ�. CFRP��Ʈ�� ���� ö����ũ��Ʈ�������� ������ ��κ� ���������� ���� ��ũ��Ʈ ǥ�鿡 CFRP��Ʈ�� �����ϴ� ������� �̷������ �ִ�.

���սż��� ������(Rebar), ������(Tendon)

ö����ũ��Ʈ ������ ����ö���� ������ �ܸ��� FRP ���������� ��ü�ϰų� FRP(Fiber reinforced plastics)�� ���� ���о� �� �ٸ� ���� �о߿� �־� �پ��ϰ� ���Ǹ� ���� �ް� �ִ� �ż����̴�. �� FRP�� �ַ� Carbon, Glass, Aramide fiber�� Epoxy, Polyester, Vinylester���� matrix�� �Բ� �����Ǿ� ���������.

�̷��� ������� FRP�� ���� �񰭼�, ����, ���� ����, �پ �ν����׼�, �ڱ����׼� ���� ���� ������ Ư�� ������Ʈ���� �������� ���Ǵ� ���� �ٴ��� ��ü�� �� �ִ� FRP �ٴ����� ���� �ް� ������ Ư�� ���⼺ ȯ�濡�� ���� �ٴ��� �νĿ� ���� ������ ��õ������ ������ �� �ִ� ������ �ִ�.

FRP �ٴ��� ����� ������Ʈ���� ��ũ��Ʈ �������� ���뿹�� ���캸�� �ַ� ������ �Ϻ����� �ð��Ǿ����� 1986�� ���� ���ʷ� ���Ͽ��� GFRP�� ����� 47m ������ ������Ʈ���� ������ �ð��Ͽ����� ���⿡ ���� �ι߼����� GFRP �ٴ��� ������ 7.5mm�̰� polymer-mortar ������ ��Ŀ�ý���(Ballinger, 1991)�� ����Ͽ���.

FRP�� �������� ������ ���� �ٴ��� ���� ��κ��� FRP �ٴ��� ������ �� 4�� ������ ������ ���尭���� CFRP�� ��� �� 1.37�� ũ�� ������ �µ���ȭ�� ���� ��� ���� ������ ����.

신소재 건축 사례 - sinsojae geonchug salye
���սż��� ��Ʈ �� ������(�̱� Strongwell Co.)

���� �δ�ü��� �о�

�������� �Ǵ� ź�Ҽ����� �̿��� ���սż����� ������ȭ�ö�ƽ(Fiber Reinforced Polymeric Plastic, FRP)�� ������ ������ ũ��, ���νļ��� ��ȭ�м��� ����Ͽ� �꼺�� ���� �ܺ�ȯ�濡 ���׼��� ���� ������, ���� ���� �ִ� �δ�ü��� �о߿� ���뼺�� ����ϴ�.
 

�����������(Renewable Energy)�о�

����� �������� �����޴� dz�¹����⿡ ���Ǵ� 2MW, 3MW, 5MW���� Blade�� ��� ���սż���� �����Ǿ� �ִµ� EPOXY������ ���������� ���Ҿ� Blade�� ������ ����ϴ� ���簡 Balsa�� PVC Foam�̸� �ֱٿ��� PET Foam�� ���� ����ǰ� �ִ�. Ư�� Balsa�� ��� ���ݴ�� ����� ������ ����Ͽ� ������ ���� �޴� Blade�� ��Ʈ �κп� ������ �ǰ� �ִ�.

���� �ؾ�ȯ�濡�� �¾籤������ �����ý����� �Ϻ� �����縦 ���սż���� ����Ͽ� ģȯ�����̸鼭 ������ ��Ḧ ��ü�� �� �ִ� ������ ����ǰ� �ִ�.

����

���սż��� ���� ����·�ù漭 ���� �ñ�

신소재 건축 사례 - sinsojae geonchug salye

��ȿ��
������б� ö���Ǽ����а� ����
(��)�ѱ����սż��籸����ȸ ��ȸ��
���йڻ�/����������

���սż����� ������ �ٸ� �Ǽ������ ���ɺ��� ����� �������� �ұ��ϰ� ���, ���� �� �Ϲ� �Ǽ����μ��� �̿뿡 �����ǰ� �ִ� �� �� �ֵ� ������ ���� �� ������ ���� �� �ִ�.

1. ���սż��簡 ������ ��δٴ� ������ �ִ�.

2. �̷��� �Ϲ� ���� ����ڿ��Դ� �ʹ��� ��ƴ�.

3. ���սż��� ���� ���� ��������̳� �ù漭�� ����.

���� ���� ���սż����� ������ ��� ������ �ְ�, �������̰� ȿ������ ���� ����� ������ ���ߵǰ� �־� ���� ����� ���� ������ �������� ������ �ϰ� �ִ�. ���� ��ῡ �ٰ��� �������� ���信 ���� ����߸��� �������� ������ ��½�Ű�� ������ �ȴ�. �̰��� ���� �ܰ��� ���谳�信 ���� ũ�� �¿�DZ� �����̴�.

������ ���� ����ϰ� ���� ������ ������ ���� ���սż����� ��� ������ �������� �Ǵ� �ɷ¿� ���� ũ�� �¿�ȴ�.

���սż��� �̷��� �кθ� �����ϰ� �ǹ��� �����ϴ� �Ϲ� ���� �� �ð�����ڵ鿡�Դ� �ʹ��� ��ƴ�. �̸� �ذ��ϱ� ���Ͽ� �Ϲ� �Ǽ�����ڵ鵵 ���� ����� �� �ִ� �����ϰ��� ��Ȯ�� �̷п� ���� ������ ������ �����ϰ� �ִ�. ���� ���սż��� ���� ��������̳� �ù漭�� ���� ���� �ñ��� ��û�ȴ�.

���սż��簡 �Ǽ� �о߿� ����Ǹ鼭 ���� ū ������� ���� �����̾���. �Ұ� �� ���� ���� �ص� ���սż���� ������ ��μ� ���� �װ��� ���� “������/�ҷ�” ����о߿��� Ȱ��Ǿ���. ���ó� ���սż����� ������ �϶��ϱ� �����߰�, ȿ������ ���� ����� ������ �����ϸ鼭, �Ǽ�����ڵ��� �̵� ���սż����� ����� �����ϱ⿡ �̸�����.

���ó� ���սż���� ������ ���簳�߰� �뷮���� � ���Ծ� ������ �϶��ϸ鼭 �Ǽ� �о߿����� �������� ���� �� �ޱ� �����ߴ�. ���սż���� ����, �Ǽ��� ���� ���������� ���糪 ��ũ��Ʈ �������� �������� ���������� �����ϴ� �о߰� �����ߴ�.

������ ����, ���ϼ��� �� ��ȸ�����ں� �ü� ���ķ� ���� ������ �ſ� �ɰ��ϴ�. �̷��� �ü����� �������� �� �ż��� ���� ���翡 ���� ��û�� ���� ���� ȥ�� ���� �����Ѵٸ� ���սż����� ����� Ÿ�缺�� ������ �� �ִ�.

���սż��簡 �Ǽ��������� �� ������� �̿�� �Ӹ� �ƴ϶� ���� ��ũ��Ʈ�� ����� �Բ� ���̺긮�屸���������� �Ǽ���������� ������ ���̴�. ���ݱ��� ���, ����о��� �Ǽ����� ��� ��ȭ�Ͽ� �Դ�. ��, ���翡�� ���� �׸��� ��ũ��Ʈ, ����� �� ��ÿ� ��� ������ ���� ���� ������ �̷��� ���� ��ȭ�Ͽ� �Դ�.

���սż���� ������ ������ ����ϸ鼭�� ����� ������ ȹ�������� ���� �� ������, �ܺ�ȯ�濡 ���׼��� ũ�� ȯ������� ������ ���� ����ð��� ����, ��������, ���������(LCC), ȯ������ ���� ���� ������ ���κ� �ؼ��� �� �ִ� �ŷ����� ����̱⿡, �̷� �Ǽ� �о߿��� ��ũ��Ʈ�� ���縦 ��ü�� �� �ִ� ���μ� �����ް� �� ���̴�.

������������ �̹� ������ ��� �鿩 �������߿� ������ ���ϸ�, ��ȸ�����ں� �ü��� �����Ϸ��� ���ɰ� �õ��� ��� �̷����� �ִ�. ������, �Ǽ����� ���սż��簡 �� ���̶�� ���� �ǽ��� ������ ����. �׷��� �츮�� �̿� ���� ������ �̺��ϰ� ���ñ���� ������ �ʺ����� ���ؿ� �ִ�.

�������� �ʰ���ȭ, �����ȭ, �ʴ���ȭ�� �̾����� ������ �Ǽ� ������� ������, ������, ����ɰ� ��ǰ���� ���սż���� �Ǽ������ ������� ������ �� �ŷ����� ����ν�, �����̶� �츮��, �� ������(����, ���� ��) �� �����Ϸ��� ����� ��� ������ ���� �ʿ��ϴ�.

���� ���սż����� �Ǽ� �о߿� 21���� ���ο� �Ǽ����� �����ϱ� ���� ���п����� ������ �ʿ��� �����̸�, ���� ��ȸ�� (��)�ѱ����սż��籸����ȸ�� �߽����� ������� �� �ù漭�� ������ ������ �̷������ ���� ���սż��� ������ ��� Ȱ���� �̾��� �츮���� �Ǽ� ������� �� �̷�������ȸ �����̶�� �ô��� �Ҹ��� ���� �Ͽ��� �� ���̴�.

�ۿ��� ����  

<���۱��� © ���Ź�, ���� ���� �� ����� ����>