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융접합 커플러

내진 성능을 지닌 철근 연결 커플러

① 발명특허 : 제 10-1906921호
철근 융접합 타입 커플러
철근 양끝단부를 3~4mm 녹여서 쇳물과 쇳물을 접합시키는 융접합 방법이다.

② 발명특허 : 제 10-2022-088475호
Flux를 이용한 융접합 타입 커플러

웰딩커플러 특성

웰딩커플러는 융접합시에 SD600 철근을 기준으로 TEST 하였는데 국토 교통부 또는 건설협회 규정으로는 SD600 이상 재질은 용접 형식으로 접합을 권장하지 않고 있다. 그 이유는 SD600 철근 재질은 강도 증가를 위해 C(카본) 성분이 0.3% 이상 함유되어 있는데 재질 중에 함유된 C 성분이 공기 중의 O₂와 반응해서 융접합시에 다량의 CO₂ 기포를 형성시킨다.

이 기포는 지진이나 외부의 힘에 의해 흔들릴 때 3축 인장력이 형성되어 철근 부러짐의 근원을 제공하기 때문에 강도 증대 위해 C 성분이 많은 철근에 대해 용접 방식의 접합을 제한하고 있는데 당사가 진행 중인 웰딩커플러는 융접합시에 1800A에 1초 미만으로 접합하기 때문에 사진과 같이 기포 형성이 ‘0’ 정도로 재질이 퍼펙트하고 SD600 재질의 인장강도 780~840N/mm2(뉴톤) 융접합 후 인장강도는 720~760N/mm2 정도 나타낸다. 그 이유는 원재료 철근 SD600 은 850~880℃ 정도에서 압연하고 680~740℃ 정도에서 수냉으로 담금질(Quenching)해서 강도를 증대시키는데 융접합 Type으로 용접하면 어느 정도의 풀림 현상이 동반되기 때문에 50~80N/mm2 정도의 인장강도의 하락은 불가피하다. 이는 용접 후 서냉하기 때문이다.

그러나 이와 같은 현상에서 재질 내에 기포적 결함만 존재치 않으면 약간의 강도하락은 구조설계단계에서 본수(면적당 철근수) 추가로 해결이 가능하고 가장 중요한 ICC-ES(미국건축자재규정)의 잔류변형량 즉, 인장슬립 0.3mm 이내 규정을 만족시켜야 내진 성능이 인정된다는 점이다. 저주파 시험이나 인장 시험시에 초기인장슬립이 ‘0’이어야 한다는 것인데 이를 만족시키는 커플러는 웰딩커플러 뿐이다.

본수 추가란? 같은 단면적 기둥내에서 총 70kg/mm2 의 인장강도를 지닌 9개의 철근기둥이 있다면 70*9 = 630kg/mm2 인장력을 발휘하는데 80kg/mm2 의 철근은 같은 힘을 나타내려면 8개의 철근만 있으면 된다는 뜻입니다.

[ 웰딩커플러 융접합 시연 영상 ]

철근과 철근, 철근과 철판 수평 융접합

웰딩커플러 철근 융접합은 상하수직은 당연히 안정적으로 융접합 함은 물론 수평으로의 철근과 철근 융접합과 철판에 수평철근 융접합도 완성시켜서 상용화하고 있다. 이는 콘크리트 건축물의 내진성능 강화와 철구조물 건축물에도 수평융접합을 시행하므로 종전의 일반용접이나 볼트너트 방식의 구조물보다 접합이 완전하여 용접응력제거는 물론 구조물의 단순화로 원가절감과 완전한 내진성능을 완성하였다.

[ 철근을 철판에 융접합 ]

[ 철근과 철근의 수평 융접합 ]

내진 성능의 인장 강도

내진 성능이란 아파트 시공시에 기둥의 구조는 내부는 철근 이음으로 뼈대를 구성하고 콘크리트를 타설해서 양생시켜 완성시키는데 지진처럼 외력에 흔들리는 당기는 인장력은 철근이 지지하고 무거운 무게의 압축하중은 콘크리트가 지탱하는데 지진의 흔들림에 의해 철근이 0.3mm이상 늘어나면 철근을 감싸고 있던 콘크리트가 박리되어 떨어지고 박리되면 무거운 무게를 지탱할 수 없어서 건물이 내려앉거나 무너지게 되기 때문에 인장슬립 0.3mm가 내진성능에 있어서는 대단히 중요한 규정이다.

[ 웰딩커플러 인장성능 TEST ]

2가지 타입

Flux Type 웰딩커플러는 상기의 웰딩커플러와 대다수 같은 형식이지만 기포를 ‘0’화 시키기 위해 불활성 Gas를 사용하지 않고 당사가 개발한 Flux를 세라믹 커플러에 충진시키고 자동용접지그장치로 용접하면 기포 ‘0’의 단면과 인장강도 720~780N/mm2 의 철근 연결 제품을 구현할 수 있는 신공법인 것이다.

TYPE-1. 웰딩커플러

철근 융접합 타입 커플러 <발명특허 : 제 10-1906921호>

철근 양끝단부를 3~4mm 녹여서 쇳물과 쇳물을 접합시키는 융접합 방법

TYPE-2. Flux Type 웰딩커플러

Flux를 이용한 융접합 타입 커플러 <발명특허 : 제 10-2022-088475호>

시험 성적서