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TECHNOLOGY
CREATIVE TECHNOLOGY
C/GFRP 탄소복합소재
" 탄소복합소재(Carbon/Glass Fiber Reinforced Plastics: 탄소/유리섬유강화플라스틱)
소재로 제작된 교통안전 구조물입니다 "
탄소복합소재(C/GFRP)를 이용한 신호등 부착대
도로교통의 원활성 및 시민의 안전한 통행을 위하여 교통신호등, CCTV, 가로등 및 횡단보도 투광등, 도로안내판을 고정ㆍ거치ㆍ부착할 수 있는
4차 산업 신소재로 제작된 국내 최초 C/GFRP 복합소재의 부착대로 제작된 교통안전 구조물입니다.
조가선을 사용하지 않는 개선형구조
기존 신호등 지주장치의 단점
기존 신호등 지주 장치는 가로부재를 와이어를 이용하여 수직방향으로만 하중을 고려하여 수평에 대한 하중이 취약하며 금속재료를 채택하고 있어 고중량, 용접연결 이음으로 부식되기 쉽기 때문에 매년 태풍으로 인한 파손과 안전사고가 증대되고 있습니다.
부식 및 응력저하
2020년 태풍 하이선 피해사례
개선된 신호등 지주장치의 장점
가로 부착대에 Pultrusion 공정기술을 이용한 C/GFRP 복합소재를 적용시켜 기존제품 대비 약30%를 경량화 및 부식을 원천봉쇄하였으며, 팔각 단면구조의 인발 공정기술을 이용한 탄소복합소재 부착대를 다단으로 결합하여 자체하중 및 풍하중의 외력에 대한 안정성을 확보하였습니다.
충격강도(3,160 J/m)
열경화성 수지를 이용한 신호등 가로부재의 결합구조
실제 구조물의 설계 및 제작 시에는 연결 부위가 없는 일체형의 제품을 제작하는 것이 이상적이지만 구조물의 용도, 가공상의 어려움, 크기, 제작공정 후 점검 등의 이유로 실제로는 여러 개의 독립된 부품으로 제작하게 됩니다. 이로 인해 복합소재 구조물의 연결에 대한 문제는 특히 중요한 부분이며 연결방법 및 연결부 설계에 대한 기술이 매우 중요합니다.
부착대 연결부
탄소복합소재 부착대 다단 연결부 사이에 결합 쐐기 및 실링(sealing)을 이용하여
밀폐한 뒤 열경화성 충진재를 주입하여 결합하는 기술
부착대 결속부
부착대의 일부가 고정 플랜지부의 슬라이드 관통구에 고정되어 결속되도록 하고
열경화성 충진재 주입 및 결합 볼트 체결의 이중 보강되도록 하는 기술
플랜지 결합구조 개선
건설 산업이 발전함에 따라 구조물이 대형화되고 중량과 부식, 내구성 문제 및 경과 년 수의 증가로 인한 유지 관리가 중요한 사회문제로 대두되고 있습니다.
이를 개선하기 위하여 기존의 스틸부착대를 원형리브방식으로 안전성과 부식방지를 확보하였습니다.
기존제품(스틸 부착대)
신청제품(탄소복합소재 부착대)
평철 리브방식은 우천 시 또는 눈이 쌓여 상부에 물이 고여 부식이 진행되며,
용접량이 많고 작업공정이 길어집니다.
원형리브방식은 물이나 눈이 쌓아지 않아 부식을 원천봉쇄하며
용접공정의 최소화 및 힘의 분산으로 인한 구조적인 안전성을 확보하였습니다.
- 가로부착재의 환경부식성을 평가하기 위하여 염수분무시험
(ASTM B-117; ISO 9227)을 수행하였으며 염수에 500시간 노출한 후 인장강도를 측정.
- 염수분무시험을 위해서는 해수와 가장 유사하도록 pH 6.5~7.2의 염화나트륨
염수용액을 제조하여 시험 규격인 ASTM B117-18 조건에 맞추어 측정함.
- 인장강도 변화율 –5.8%
가로부착대의 경량화 실현
신호등 가로부재에 C/GFRP복합소재를 적용시켜 기존 금속재질대비 30%이상 경량화를 실현하였습니다.
Steel부착대와 C/GFRP부착대의 중량비교
타사제품과의 비교 성능
제작공정
인발
조립
도장
현장설치