최근 유리섬유로 만든 철근이 쓰이고 있다고 하던데..
최근 건축용으로 사용되는 기존 철로 만든 철근이 아니라 플라스틱 재질의 철근이 개발,상용화되어
활용되고 있다고하는데...건축용으로는 강도가 너무 약한게 아닐까요?
아무리 유리섬유,,강도가 철근보다 높다고는 하지만 플라스틱이라는 재질은 한계가 있을 듯 한데..
실제로 이런 철근이 많이 사용되고 있는지...주로 어떤 용도로 사용되고 있는지 궁금합니다.
또한, 기존 철근대비 어떤 장점들이 있는지 궁금하네요
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
유리섬유로 만든 철근, 즉 유리섬유 보강 플라스틱 (Glass Fiber Reinforced Polymer, GFRP) 철근은 최근 건축, 교통, 토목 등 다양한 분야에서 사용되고 있습니다. 이러한 철근은 강철보다 가벼우면서도 강도와 내식성이 우수하며, 부식, 균열, 탄성변화 등의 문제가 적기 때문에 강철보다 더욱 내구성이 뛰어나다는 장점이 있습니다.
또한, GFRP 철근은 전기와 자기적인 저항성이 강철보다 우수하기 때문에 전자파 차폐에도 효과적으로 사용될 수 있습니다. 이러한 특징들로 인해, GFRP 철근은 화학공장, 지하철, 다리, 건물 등 다양한 분야에서 적용되고 있으며, 특히 해상 구조물과 같이 강한 부식 환경에서 사용될 때는 강철보다 더욱 효과적입니다.
최근에는 플라스틱 재질의 철근이 개발되어 건축 분야에서 사용되고 있다. 이를 유리섬유로 강화하여 만든 유리섬유 철근은 기존 철근과 비교하여 가볍고 내식성과 내구성이 우수하여 시공 및 유지보수가 용이하다. 또한, 유리섬유 철근은 전기를 전달하지 않아 전기 충격 위험이 없으며, 열팽창 계수가 낮아 온도 변화에도 불안정하지 않다는 장점이 있다. 따라서, 건축물 외벽, 바닥, 지붕 등에 사용되며, 보강재로도 사용될 수 있다.
안녕하세요. 김경욱 과학전문가입니다.
플라스틱 재질의 철근은 실제로 개발되어 활용되고 있습니다. 이러한 철근은 주로 콘크리트 구조물의 보강재로 사용됩니다. 유리섬유로 강화된 플라스틱(GFRP)이나 탄소섬유로 강화된 플라스틱(CFRP) 등의 재질로 만들어진 플라스틱 철근은 기존의 강철 철근에 비해 가볍고 내식성, 내화성이 좋으며, 전기적으로 비전도성이라는 점에서 안전성이 높다는 장점이 있습니다. 또한 철근의 연성과 탄성 모두 우수하며, 강도도 기존의 강철 철근과 비슷하거나 더 높을 수 있습니다.
이러한 장점들로 인해, 플라스틱 철근은 지하철, 다리, 터널 등의 공공시설, 상업용 건물, 주거용 건물 등에서 사용될 수 있습니다. 또한, 철근의 내식성이나 전기 절연성 등의 특성 때문에 해저터널과 같은 어려운 환경에서도 사용될 수 있습니다.
하지만, 기존의 강철 철근과 달리 플라스틱 철근은 열팽창 계수가 높기 때문에 온도 변화에 민감하게 반응할 수 있습니다. 따라서, 설계시에 온도 변화에 대한 고려가 필요합니다. 또한, 플라스틱 철근의 가격이 비싸기 때문에 비용면에서는 기존의 강철 철근보다 높은 경우가 있습니다.
안녕하세요. 이준엽 과학전문가입니다.
플라스틱 재질의 철근은 일반적으로 FRP(섬유 강화 플라스틱)재료를 사용하여 제작됩니다. FRP는 유리 섬유 또는 탄소 섬유 등의 섬유로 강화된 수지 재료로, 경량이면서도 강도가 높은 재료입니다. 이러한 특성으로 인해 FRP 철근은 기존 철근에 비해 더 높은 내구성과 내식성을 가지며, 쉽게 부식되거나 녹슬지 않습니다.
또한, FRP 철근은 전기적으로 절연성이 뛰어나므로 전기와 자기장이 중요한 건축물, 다리, 터널 등에서 많이 사용됩니다. 또한, FRP 철근은 전통적인 철근에 비해 가볍고 운반이 쉽기 때문에 건축자재로서 사용하기 용이합니다.
그러나, FRP 철근은 기존 철근보다 약간의 강도 저하가 있기 때문에 일부 건축분야에서는 사용이 제한될 수 있습니다. 예를 들어, 대형 건축물 또는 고층 건물 등에서는 안전상의 이유로 기존 철근을 사용하는 것이 더 안전할 수 있습니다.
현재 FRP 철근은 다리, 터널, 수처리시설, 지하철 등의 건축분야에서 사용되고 있습니다. 이러한 분야에서는 FRP 철근이 강한 내식성과 내구성, 경량성 등의 이점을 가지고 있기 때문입니다.
또한, FRP 철근은 기존 철근에 비해 부식이나 녹슬음이 없어서 유지보수가 쉽고, 건축물의 수명을 늘리는 데 기여할 수 있습니다. 또한, FRP 철근은 전기 절연성이 뛰어나므로 전기적으로 민감한 분야에서도 사용이 가능합니다.
따라서, FRP 철근은 기존 철근과는 다른 장단점을 가지고 있으며, 사용분야에 따라 적합성을 판단하여 선택해야 합니다.
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.
철근콘크리트 구조에서 철근의 역할은 인장력을 분담하는 것입니다. 그래서 콘크리트의 인장강도가 약하다는 단점을 보완해주는 것입니다. 구조체는 눌리는 힘만 작용되는 것이 아니라 휘어지는 부분에는 늘려지는 인장력도 작용되는데, 콘크리트는 압축에 강하지만 인장에 약하고 철근은 압축에 약하지만 인장에 강합니다. 그리고 철근과 콘크리트는 열에 대한 팽창률이 거의 같기 때문에 서로의 단점을 보완하면서 안정적인 형태를 유지할 수 있습니다. 철근은 공기나 수분에 의해 산화되어 부식이 되는데, 이를 알칼리성인 콘크리트가 감싸서 방지해주고 공기와의 접촉을 차단해 장기간 강도를 유지해줍니다. 하지만 그것은 완벽에 가깝게 시공되어지고, 콘크리트에 균열이 생기지 않았을 때 이야기입니다. 실제로는 건축물이 세월이 지날수록 여러가지 요인에 의해 콘크리트에 균열이 생기고, 그 틈으로 들어간 공기나 수분이 철근을 부식시켜 산화철(녹)을 발생하면서 팽창하고 강도가 약해집니다. 그러면 구조적으로 빈틈이 생겨나고 무너지기 쉽습니다. 이를 보완하기 위해서 유리섬유강화폴리머(GFRP) 보강근이 만들어진 것입니다.
GFRP 보강근은 기존 철근과 열팽창계수가 같아 철근과 팽창률이 거의 같습니다. 강도는 기존 철근의 2~4배 가량 강합니다. 무게는 철근 보다 1/4가량 가벼워 운반 및 적재가 용이합니다. 녹이 슬지 않습니다. 내구성이 강합니다. 그 외에도 생산할 때 철근이 1600도 이상 고온으로 생산되지만, GFRP 보강근은 훨씬 낮은 온도에서 생산되어서 이산화탄소 배출도 저감되어 환경적인 측면에서도 나쁘지 않습니다. 이러한 특징을 볼 때 기존 철근 보다 매력적인 자재인 것은 분명합니다. 아직은 사용하는 현장이 많지 않지만 가격도 기존 철근 보다 20% 정도 저렴하다는 업체가 있다고 하니 점차 사용하는 현장이 늘어날 것으로 예상됩니다.
안녕하세요.
최근 이슈가 되었던 FRP 철근에 대한 내용인 것으로 생각됩니다.
FRP 는 탄소섬유보강 (Fiber Reinforced) 된 폴리 계열의 자재를 뜻합니다.
FRP 기술은 작은 보트의 몸체를 성형할 때에도 쓰입니다.
유리섬유를 겹겹이 쌓아서 보트의 몸체를 제작합니다.
실제 건축공사에 쓰이는 주요 자재들은 국가의 인증을 거쳐 시험성적서 등이 필요합니다.
건축공사에서 FRP 철근이 어느 정도로 활용되고 있는지에 대한 자료는 없습니다.
철근은 자연 광물을 가공하여 제작하기 때문에, 광물 자원 공급에 한계가 있습니다.
또한 최근 러시아의 전쟁으로 인해 철 관련 자재의 값이 대폭 상승했기 때문에, FRP 철근은 중장기적으로 상용화 될 것이라고 생각됩니다.
FRP 제품과 더불어 GFRC 라는 유리섬유보강콘크리트가 있습니다.
GFRC 기술은 이미 전세계적으로 상용화가 가속화되고 있는 상태입니다.
구조적인 성능을 만족함과 동시에 콘크리트의 경량화가 가능하기 때문입니다.
안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 철근은 일반적으로 건축물의 강도와 안정성을 유지하기 위한 중요한 요소입니다. 하지만 최근 몇 년간 철근 대신 플라스틱 재질의 철근이 사용되는 경우가 있습니다.
이러한 플라스틱 철근은 강도가 높은 열연강재에 비해 낮은 강도를 가지고 있습니다. 그러나 이러한 플라스틱 철근은 철근에 비해 무게가 가벼우며, 부식에 강하고, 전기 및 열 절연성이 우수하며, 가공이 용이하며, 건축물의 내구성을 향상시키기 위한 새로운 선택지를 제공합니다.
플라스틱 철근은 특히 화학 산업, 플랜트, 지하철 등의 습한 환경에서 건축물의 내구성을 향상시키기 위해 사용될 수 있습니다. 그러나 건축물 구조물에서는 아직까지 널리 사용되는 것은 아니며, 대부분 실험적인 단계에 있습니다.
따라서, 플라스틱 철근은 철근 대체재로 사용될 수 있지만, 현재로서는 건축물의 안정성과 내구성을 보장하기에는 아직 충분하지 않은 것으로 보입니다. 그러므로 건축용으로 플라스틱 철근을 사용할 경우, 장기적으로 사용될 수 있는 내구성과 안정성에 대한 추가적인 연구가 필요할 것입니다.
안녕하세요. 과학전문가입니다.
유리 섬유는 높은 강도와 내구성으로 인해 다양한 산업 분야에서 사용됩니다. 유리 섬유의 강도는 유리 섬유의 종류와 사용 방법 등에 따라 달라집니다. 일반적으로, 유리 섬유는 긴 섬유로 구성되어 있기 때문에 톱니 모양으로 파손되는 것이 아니라 끊어지는 것을 피하기 위한 보강 섬유로 사용됩니다.
안녕하세요. 정철 과학전문가입니다.
내식성: 유리섬유 철근은 일반 철근과는 달리 내식성이 뛰어나기 때문에, 해수나 산악 지역 등의 극한 환경에서도 오랜 시간 사용할 수 있습니다.
경량성: 유리섬유 철근은 일반 철근보다 1/4 정도의 경량성을 가지고 있습니다. 이로 인해 철근 설치 및 운반 시 더 효율적으로 작업할 수 있습니다.
내화성: 유리섬유 철근은 일반 철근과는 달리 내화성이 뛰어나기 때문에, 화재 발생 시 철근이 파괴되는 것을 방지할 수 있습니다.
내습성: 유리섬유 철근은 일반 철근과는 달리 내습성이 뛰어나기 때문에, 습기가 많은 지역에서도 사용이 가능합니다.
가격 경쟁력: 유리섬유 철근은 일반 철근에 비해 가격이 더 경쟁력 있습니다. 이로 인해 건설 산업에서 더 많은 사용이 예상됩니다.
