KR100405033B1 - Rehabilitation of Concrete Structures with Composites by Vacuum Bag Method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 토목 및 건축용의 콘크리트 구조물을 복합소재로 보강하는 방법에 관한 것으로서, 본 발명에서는 현장에서 진공성형 복합소재 제조기법을 이용하여 강화섬유직포에 진공감압에 의한 기압차로 수지를 함침시켜 성형되는 복합소재를 보강 대상이 되는 콘크리트 부재의 표면에 일체로 부착시켜 보강하는 것을 특징으로 하는 복합소재의 진공성형 부착에 의한 콘크리트 구조물 보강방법이 제공된다.The present invention relates to a method for reinforcing a concrete structure for civil engineering and building with a composite material, in the present invention is formed by impregnating the resin with a pressure difference due to vacuum pressure on the reinforced fiber fabric using a vacuum forming composite material manufacturing technique in the field Provided is a method for reinforcing concrete structures by vacuum forming attachment of a composite material, characterized in that the composite material is integrally attached to the surface of the concrete member to be reinforced.
본 발명의 보강방법에 의하면, 균열, 박리 등으로 손상된 임의의 형상을 가진 콘크리트 부재를 고강도 복합소재를 이용하여 보강하므로 두께나 자중을 거의 증가시키지 않고 간편하게 보강할 수 있으며, 종래의 현장 수작업 적층공법에 비해 진공으로 성형되므로 보강용 복합소재가 고밀도로 성형되어 수지소모량이 절감되고, 적층시 공기함유량을 최소화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 적층겹수의 제한없이 고품질로 제작되어 보강기능이 향상되며, 성형전에 보강섬유직포를 건식기법으로 배치하므로 작업환경이 개선되고 보강공사비가 절감된다.According to the reinforcement method of the present invention, a concrete member having an arbitrary shape damaged by cracking or peeling is reinforced using a high-strength composite material, so that it can be easily reinforced with little increase in thickness or self weight. Compared to vacuum, the reinforcing composite material is molded at a high density to reduce resin consumption, minimize air content during lamination, and improve the reinforcement function by producing high quality without limiting the number of layers. As the reinforcing fiber woven fabric is placed by dry method, the working environment is improved and the reinforcing work cost is reduced.
Description
본 발명은 복합소재의 진공성형 부착에 의한 콘크리트 구조물의 보강방법에 관한 것으로, 구체적으로는 열화, 결함, 손상이 있는 각종 콘크리트 구조부재의 내하력 복원 및 보강을 위하여, 경량, 고강도, 고내구성을 가진 복합소재를 현장에서 진공성형 복합소재 제조기법을 이용하여 강화섬유직포에 진공감압에 의한 기압차로 수지를 함침하여 콘크리트 표면에 일체로 부착시켜 보강하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for reinforcing a concrete structure by vacuum forming adhesion of a composite material, specifically, in order to restore and reinforce the load carrying capacity of various concrete structural members having deterioration, defects, or damage, and having light weight, high strength, and high durability. The present invention relates to a method of reinforcing a composite material by integrally attaching it to a concrete surface by impregnating a resin with an air pressure difference due to vacuum pressure on a reinforced textile woven fabric using a vacuum molding composite material manufacturing technique in the field.
토목 및 건축용 콘크리트 구조물의 보, 슬래브, 기둥, 벽체 등의 부재에 기상작용, 작용하중의 증대, 설계오류, 시공불량 등으로 인하여 콘크리트의 균열, 박리에 의한 단면결손, 철근노출에 의한 부식, 콘크리트의 품질저하가 발생하거나 구조적 성능을 개선할 필요가 있는 경우에 적절한 보강이 요구된다. 콘크리트 구조물을 보강하는 종래의 방법으로는 강판접착공법, 탄소섬유나 유리섬유 쉬트를 이용한 수적층 부착공법 또는 복합소재 박판 부착공법 등이 이용되고 있다.Weathering, increase in working load, design error, poor construction due to weathering, beam, slab, column, wall, etc. of civil and building concrete structures, cross-section defects due to peeling, corrosion by reinforcement, concrete Appropriate reinforcement is required where degradation of quality occurs or when there is a need to improve structural performance. As a conventional method for reinforcing concrete structures, a steel plate bonding method, a water lamination method using a carbon fiber or a glass fiber sheet, or a composite thin plate adhesion method is used.
콘크리트 보나 슬래브의 인장측 콘크리트면에 강판을 접착하여 기존 콘크리트에 일체화시킴으로서 내하력을 증가시키는 종래의 강판접착공법에서는 보강작업시 대상 부재에 앵커볼트를 천공하여 강판을 고정시키고, 에폭시 수지를 이용하여 강판과 대상부재를 부착하게 된다. 그러나 대상 콘크리트 단면이 평활하지 못한 경우 시공이 불가능하거나 시공이 되더라도 충분한 접착효과를 기대할 수 없고 임의 형상의 부재에 대한 시공이 매우 어렵다.In the conventional steel plate bonding method of increasing the load capacity by bonding steel sheet to the concrete side of the concrete beam or slab and integrating it with existing concrete, the steel plate is fixed by drilling anchor bolts on the target member during reinforcement work and fixing the steel sheet using epoxy resin. And the target member. However, if the target concrete section is not smooth, even if the construction is impossible or even if the construction can not be expected sufficient adhesive effect and construction of any shape of the member is very difficult.
또한 보강하고자 하는 콘크리트 구조물에 보강용 강재를 추가로 부착하게 되므로 구조물의 자중이 증가되며, 누수에 의한 강판의 재박리와 부식의 우려가 있어 영구적인 보강효과가 의문시되고, 시공 후 콘크리트의 손상과 결함을 점검할 수 없어 유지관리가 매우 어려운 단점이 있다. 또한, 콘크리트에 앵커볼트를 천공함에 따라 콘크리트에 2차적인 손상이 발생할 가능성도 있다.In addition, since the reinforcing steel is additionally attached to the concrete structure to be reinforced, the self-weight of the structure increases, and there is a risk of re-peeling and corrosion of the steel sheet due to leakage, so that the permanent reinforcing effect is questioned. There is a disadvantage that maintenance is very difficult because the defect cannot be checked. In addition, there is a possibility of secondary damage to the concrete by drilling anchor bolts in the concrete.
다른 형태의 콘크리트 구조물의 보강방법으로는 직포형태의 탄소섬유 또는 유리섬유 등을 사용하여 현장에서 함침시켜 부착보강하는 섬유쉬트 부착공법이 있는데, 이러한 종래의 섬유쉬트 부착공법에서는 복합소재 쉬트를 함침기와 인력을 동원하여 함침시킨 후, 함침된 복합소재 쉬트를 수작업으로 콘크리트 구조물에 도포하게 되므로 작업환경이 좋지 않을 뿐만 아니라 인건비가 많이 소요된다. 그 뿐만 아니라 수지의 복합소재 쉬트에 대한 함침율이 체적비로 최대 30% 정도밖에 되지 않아 많은 양의 수지가 소비되며, 이러한 많은 수지 소모량으로 인하여 비용이 증대되며, 롤러로 수적층하기 때문에 공기함유량이 많아 품질관리에 문제점이많다.As a reinforcing method of concrete structures of other types, there is a fiber sheet attaching method for impregnating and reinforcing by impregnating in situ using carbon fiber or glass fiber in the form of a woven fabric. In the conventional fiber sheet attaching method, a composite sheet is impregnated with an impregnated sheet. After impregnating with manpower, the impregnated composite sheet is applied to the concrete structure by hand, so that the working environment is not good and labor costs are high. In addition, the impregnation rate of the resin composite sheet is only 30% by volume, so a large amount of resin is consumed, and the cost increases due to the large amount of resin consumed, and the air content is increased by lamination with a roller. There are many problems in quality control.
또한 콘크리트 구조물의 하부면을 보강하는 경우, 복합소재 쉬트를 수지의 점성만으로 부착시켜야 하기 때문에 쉬트 부착시 쉬트가 처지게 되고, 이러한 쉬트 처짐의 증대로 인하여 콘크리트면 및 적층 상호간의 부착에 문제가 발생할 수 있고 적층할 수 있는 쉬트의 겹수에 한계가 있다.In addition, when reinforcing the lower surface of a concrete structure, the sheet is sag when the sheet is attached because the composite sheet must be attached only with the viscosity of the resin, and the increase of the sheet sag causes problems in the adhesion between the concrete surface and the laminate. There is a limit to the number of layers of sheets that can be stacked.
또다른 형태의 콘크리트 구조물의 보강방법으로 인발성형으로 제작된 복합소재 박판을 이용하여 현장에서 보강대상 부재에 부착보강하는 방법이 있는데, 이러한 종래의 복합소재판 접착방법은 현장함침과 수적층으로 작업하는 종래의 섬유쉬트 부착공법의 시공성을 상당히 개선한 것이기는 하나, 보강대상이 되는 콘크리트 단면이 평활하지 못한 경우 시공이 불가능하거나 시공이 되더라도 충분한 접착효과를 기대할 수 없고 임의 형상의 부재에 대한 시공이 매우 어려운 단점이 있다. 그 뿐만 아니라, 인발성형으로 제작된 복합소재판 표면에는 이형제 성분이 포함되어 있어 보강대상 콘크리트 부재에 부착시 접착 강도와 접착 내구성에 문제가 발생할 수 있다.Another method of reinforcing concrete structures is a method of attaching and reinforcing to a member to be reinforced in the field by using a composite thin plate manufactured by drawing molding. Although the construction properties of the conventional fiber sheet attaching method have been significantly improved, if the concrete section to be reinforced is not smooth, the construction cannot be performed or a sufficient adhesion effect can not be expected even if the construction is performed. There is a very difficult disadvantage. In addition, the surface of the composite plate manufactured by the pultrusion molding contains a release agent component may cause problems in adhesion strength and durability when attached to the concrete member to be reinforced.
본 발명은 위와 같은 종래의 강판 또는 복합소재 박판 접착이나 복합소재 쉬트의 현장 수적층 작업에 의한 콘크리트 구조물의 보강방법이 가지는 단점과 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 균열, 박리 등으로 손상된 임의의 형상을 가진 콘크리트 부재를, 두께나 자중을 거의 증가시키지 않고 간편하게 콘크리트 구조물을 보강할 수 있는 개선된 콘크리트 구조물 보강방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was developed in order to solve the disadvantages and problems of the conventional reinforcement method of the concrete structure by the conventional steel sheet or composite sheet lamination or the composite material sheet on-site lamination work, any damage damaged by cracks, peeling, etc. It is an object of the present invention to provide an improved method for reinforcing concrete structures in which a concrete member having a shape can be easily reinforced with little increase in thickness or self weight.
또한, 본 발명은, 종래의 현장 수작업 적층공법에 비해 수지소모량을 절감할 수 있으며, 보강품질을 향상시키며, 보강시의 작업환경을 개선시킬 수 있을 뿐만 아니라, 보강공사비를 절감할 수 있는 콘크리트 구조물 보강방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention, it is possible to reduce the resin consumption compared to the conventional field manual lamination method, improve the reinforcement quality, improve the working environment at the time of reinforcement, concrete structure that can reduce the reinforcement construction cost The purpose is to provide a reinforcement method.
도 1a는 본 발명에 따른 보강방법을 콘크리트 구조물의 슬래브와 보에 적용하는 형상을 단면도로 도시한 것이다.Figure 1a is a cross-sectional view showing the shape of the reinforcing method according to the invention applied to the slab and beam of the concrete structure.
도 1b는 본 발명에 따른 보강방법을 콘크리트 구조물의 슬래브와 보에 적용한 후의 형상을 개략적으로 도시한 것이다.Figure 1b schematically shows the shape after applying the reinforcing method according to the invention to the slab and beam of the concrete structure.
도 2a 및 도 2b는 콘크리트 벽체에 본 발명에 따른 보강방법을 적용하는 형상을 설명하기 위하여 도면으로서, 도 2a는 콘크리트 구조물(100)의 벽체만을 입면도로 도시한 것이며, 도 2b는 콘크리트 구조물(100)의 일부를 사시도로 도시한 것이다.Figures 2a and 2b is a view for explaining the shape of applying the reinforcement method according to the invention to the concrete wall, Figure 2a shows only the wall of the concrete structure 100 in elevation, Figure 2b is a concrete structure 100 A part of the figure is shown in perspective view.
도 3은 본 발명에 따른 보강방법을 콘크리트 기둥에 적용한 후의 형상을 사시도로 도시한 것이다.3 is a perspective view of the shape after applying the reinforcing method according to the present invention to a concrete column.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명><Brief description of the main parts of the drawing>
1 보강대상 콘크리트 구조물 2 섬유직포1 Concrete structure for reinforcement 2 Textile fabric
3 필플라이 4 수지분배망3 peel ply 4 resin distribution network
5 블리더 6 진공필름5 Bleeder 6 Vacuum Film
7 수지주입채널 8 진공흡입채널7 Resin Injection Channel 8 Vacuum Suction Channel
9 밀봉재 10 수지주입관9 Sealing material 10 Resin injection pipe
11 수지용기 12 진공트랩11 Resin Container 12 Vacuum Trap
13 진공펌프 14 진공흡입관13 Vacuum pump 14 Vacuum suction line
20 섬유강화 복합소재 100 콘크리트 벽체20 Fiber Reinforced Composite 100 Concrete Wall
200 콘크리트 기둥200 concrete pillars
위와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 토목 및 건축용 콘크리트 구조물의 보강대상 콘크리트 부재에, 강화섬유직포와 수지로 이루어진 복합소재를 진공감압에 의한 기압차를 이용하여 현장에서 콘크리트 부재의 표면에 일체로 부착시켜 보강하는 것을 특징으로 하는 보강방법이 제공된다.In order to achieve the above object, in the present invention, the composite member made of reinforcing fiber woven fabric and resin is integrated into the surface of the concrete member in the field by using a pressure difference caused by vacuum pressure in the concrete member for reinforcement of the concrete structure for civil engineering and construction. There is provided a reinforcement method characterized in that the reinforcement by attaching.
구체적으로, 본 발명에서는 콘크리트 교량, 콘크리트 건물, 콘크리트 박스구조물, 콘크리트 항만구조물, 터널라이닝, 콘크리트 수처리구조물 등 콘크리트로 건설된 모든 유형의 토목 및 건축구조물에 있어서, 열화, 결함, 손상이 발생한 콘크리트 부재를 보강하는 방법으로서, 강화재인 섬유직포를 현장에서 진공감압에 의하여 수지로 함침시키면서 보강대상 콘크리트 부재의 표면에 섬유강화 복합소재를 일체로 접착 성형하여 보강하는 것을 특징으로 하는 복합소재의 진공성형 부착에 의한 콘크리트 구조물의 보강방법이 제공된다.Specifically, in the present invention, in all types of civil and building structures constructed of concrete, such as concrete bridges, concrete buildings, concrete box structures, concrete port structures, tunnel linings, concrete water treatment structures, deterioration, defects, damage concrete member As a method of reinforcing the material, vacuum forming attachment of a composite material, characterized in that the fiber-reinforced composite material is integrally bonded and reinforced with the fiber-reinforced composite material on the surface of the concrete member to be reinforced while impregnating the fiber woven fabric as a reinforcement material with vacuum pressure in the field. There is provided a method of reinforcing concrete structures.
본 발명의 일실시예로서, 보강 대상이 되는 콘크리트에 에폭시 주입으로 균열을 보수하고, 샌드 블라스팅, 디스크 샌딩, 워터제팅 등의 방법으로 콘크리트 표면의 불순물과 돌출면을 제거하여 표면처리한 뒤, 건조상태를 유지시키고, 붓이나 롤러 등의 도포기구를 사용하여 보강하고자 하는 범위내의 모든 부분에 프라이머를도포하는 순서로 보강대상 콘크리트 구조물의 표면을 전처리한 후, 섬유가 소정 방향과 두께로 배열되도록 함침되지 않은 섬유직포를 상기 콘크리트의 표면에 위치시키고, 상기 섬유직포 위에 수지분배를 원활하게 하는 망형상의 수지분배망을 설치하고, 상기 섬유직포와 수지분배망 사이에 필플라이를 배치시키고, 공기를 흡입하는 진공흡입채널과 수지를 주입하기 위한 수지주입채널을 설치하고, 상기 진공흡입채널의 하부에는 기공이 형성되어 있어 진공필름 내부의 공기를 원활하게 배출하게 하는 블리더(Bleeder)를 설치하고, 상기 섬유직포와 상기 진공흡입채널과 수지주입채널에 진공필름을 덮어 진공필름 주위를 밀봉하고, 상기 진공흡입채널을 통하여 진공필름 내부의 공기를 진공펌프로 감압 배출시켜 진공필름 내부를 진공상태로 만든 후, 상기 수지주입채널을 통하여 액상의 수지가 진공필름 내부로 기압차에 의하여 주입되어 상기 섬유직포가 수지로 함침되며, 함침된 섬유직포가 경화되어 섬유 복합소재가 성형되면 진공필름을 제거하여 보강 대상이 되는 콘크리트 표면에 복합소재가 일체로 부착하게 되어 보강이 완료되는 것을 특징으로 하는 보강방법이 제공된다.As an embodiment of the present invention, the cracks are repaired by epoxy injection into the concrete to be reinforced, and surface treatment is performed by removing impurities and protruding surfaces of the concrete surface by sand blasting, disk sanding, water jetting, and the like, and then drying them. Maintain the state, pre-treat the surface of the concrete structure to be reinforced in the order of applying primer to all parts within the range to be reinforced by using an application device such as a brush or roller, and impregnate the fibers in a predetermined direction and thickness. Place the unwoven fiber fabric on the surface of the concrete, install a mesh-shaped resin distribution network for smooth resin distribution on the fiber fabric, arrange a fill ply between the fiber fabric and the resin distribution network, and suck air A vacuum suction channel and a resin injection channel for injecting resin, and a lower portion of the vacuum suction channel Pores are formed to install a bleeder (Bleeder) to smoothly discharge the air inside the vacuum film, the vacuum cloth is covered with the vacuum cloth on the textile fabric, the vacuum suction channel and the resin injection channel to seal around the vacuum film, The vacuum inside the vacuum film is discharged under a vacuum pump through a vacuum suction channel to vacuum the inside of the vacuum film, and then, through the resin injection channel, a liquid resin is injected into the vacuum film by a pressure difference to form the fiber cloth. Is impregnated with resin, and the impregnated fiber woven fabric is cured, and when the fiber composite material is molded, the reinforcing method is characterized in that the composite material is integrally attached to the concrete surface to be reinforced by removing the vacuum film. Is provided.
본 발명의 보강방법에서 사용되는 섬유직포로는, 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유 등의 강화섬유를 사용하여 우븐직포(woven fabric) 또는 스티치직포(stitched fabric) 형태로 제작한 것을 사용한다.As the fiber woven fabric used in the reinforcing method of the present invention, one made of woven fabric or stitched fabric using reinforcing fibers such as glass fiber, carbon fiber and aramid fiber is used.
본 발명의 보강방법에 사용되는 수지로는, 비닐에스터, 폴리에스터, 에폭시, 페놀 등이 사용된다.As the resin used in the reinforcing method of the present invention, vinyl ester, polyester, epoxy, phenol and the like are used.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 상세한 구성 및 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration and embodiment of the present invention.
도 1a는 보강하고자 하는 콘크리트 구조물의 일예로서, 본 발명에 따른 보강방법을 이용하여 콘크리트 구조물의 슬래브와 보를 보강하는 형상을 단면도로 도시한 것이며, 도 1b는 본 발명에 따른 보강방법을 이용하여 콘크리트 구조물의 슬래브와 보를 보강한 후의 형상을 개략적으로 도시한 것이다.Figure 1a is an example of the concrete structure to be reinforced, showing the shape of reinforcing the slab and beam of the concrete structure using the reinforcement method according to the invention in cross-sectional view, Figure 1b is a concrete using the reinforcement method according to the invention The shape after reinforcing the slab and beam of the structure is shown schematically.
우선, 보강을 위한 전처리 작업으로, 콘크리트 구조물에서 보강하고자 하는 콘크리트 부재(1)의 표면에 현저한 단면결손이나, 균열부와 같은 불량부분(15)이 있을 경우에, 불량부분(15)에 에폭시를 주입하는 방법 등에 의하여 불량부분(15)을 보수하고, 콘크리트 부재(1)의 표면에 존재하는 여러 종류의 오염물질, 표면의 기름, 먼지, 돌출면 등을 샌드 블라스팅, 디스크 샌딩, 워터 제팅 등과 같은 방법으로 완전히 제거하고 평탄화하여 보강대상 콘크리트 부재면을 표면처리한 후 건조상태를 유지시킨다.First, as a pretreatment for reinforcement, when there is a remarkable cross-sectional defect or a defective part 15 such as a crack in the surface of the concrete member 1 to be reinforced in the concrete structure, epoxy is applied to the defective part 15. The defective part 15 is repaired by the injection method, and sandblasting, disk sanding, water jetting, etc. of various kinds of contaminants, oils, dusts, and protruding surfaces existing on the surface of the concrete member 1 are performed. It is completely removed and flattened by the method, and the surface of the concrete member surface to be reinforced is kept in a dry state.
그 후, 보강하고자 하는 범위내의 모든 부분에 롤러나 붓과 같은 도구를 이용하여 프라이머를 고르게 도포한다. 이때, 프라이머가 콘크리트 표면에 충분히 침투되도록 반복적으로 도포한다.Thereafter, the primer is evenly applied to all parts within the range to be reinforced using a tool such as a roller or a brush. At this time, the primer is repeatedly applied to sufficiently infiltrate the concrete surface.
프라이머를 도포한 콘크리트 부재(1)에 섬유직포(2)를 배치하게 되는데, 보강하고자 하는 콘크리트 부재(1)가 부담하고 있는 하중 등에 대한 구조계산의 결과에 따라 보강정도를 결정하고, 그 보강정도에 따라 정해진 섬유배치방향과 섬유량으로 적층구조를 결정한 후, 이에 따라 섬유직포(2)를 콘크리트 표면의 보강이 필요한 위치에 배치한다. 수지가 섬유직포(2) 전체에 고르게 분배되어 함침될 수있도록, 섬유직포(2) 위에 망형상으로 이루어진 수지분배망(4)을 설치한다.The fiber woven fabric 2 is placed on the concrete member 1 to which the primer is applied. The degree of reinforcement is determined according to the result of structural calculation on the load and the like that the concrete member 1 to be reinforced bears. After the lamination structure is determined according to the fiber arrangement direction and the fiber amount determined according to the above, the fiber woven fabric 2 is arranged in a position where reinforcement of the concrete surface is required. A resin distribution network 4 having a mesh shape is provided on the fiber woven fabric 2 so that the resin can be evenly distributed and impregnated throughout the fiber woven fabric 2.
해당 콘크리트 구조물(1)의 보강 부위에 놓여진 섬유직포(2)를 진공필름(6)으로 덮은 뒤 양면 접착테이프 등과 같은 밀봉재(9)를 이용하여 진공필름(6)의 가장자리를 밀봉한다. 진공필름(6)을 덮기 전에, 진공필름(6) 내부에는 액상의 수지를 주입하기 위한 수지주입채널(7)과 밀봉된 진공필름(6) 내의 공기를 배출하기 위한 진공흡입채널(8)이 설치된다.The fiber woven fabric 2 placed on the reinforcement portion of the concrete structure 1 is covered with a vacuum film 6 and then the edge of the vacuum film 6 is sealed using a sealing material 9 such as a double-sided adhesive tape. Before covering the vacuum film 6, inside the vacuum film 6, a resin injection channel 7 for injecting a liquid resin and a vacuum suction channel 8 for discharging air in the sealed vacuum film 6 are provided. Is installed.
상기 수지주입채널(7)의 일단부는 수지주입관(10)에 연결되어 있어, 수지용기(11)에 담겨진 수지가 상기 수지주입관(10)을 거쳐 수지주입채널(7)로 공급된다. 상기 진공흡입채널(8)의 일단부에는 진공흡입관(14)이 연결되어 있으며, 상기 진공흡입관(14)은 진공트랩(12)과 진공펌프(13)에 연결되어 있다. 후술하는 바와 같이, 진공펌프(13)의 작동에 의하여 밀폐된 진공필름(6) 내부에 있던 공기가 진공흡입채널(8)을 통하여 배출된다. 도 1a에서 수지주입관(10)과 진공흡입관(14)은 표현의 편의상 굵은 선으로 간략하게 도시하였다.One end of the resin injection channel 7 is connected to the resin injection pipe 10, so that the resin contained in the resin container 11 is supplied to the resin injection channel 7 via the resin injection pipe 10. A vacuum suction tube 14 is connected to one end of the vacuum suction channel 8, and the vacuum suction tube 14 is connected to the vacuum trap 12 and the vacuum pump 13. As will be described later, air inside the sealed vacuum film 6 is discharged through the vacuum suction channel 8 by the operation of the vacuum pump 13. In FIG. 1A, the resin injection tube 10 and the vacuum suction tube 14 are briefly illustrated as thick lines for convenience of expression.
진공흡입채널(8)을 통하여 진공필름(6) 내부의 공기가 배출되기 시작하면 밀봉되어 있던 진공필름(6) 내부가 감압되면서 진공필름(6)이 콘크리트 부재(1)의 표면 또는 섬유직포(2)에 밀착하게 되는데, 진공필름(6)이 밀착되면 공기가 배출되지 않으므로, 공기의 원할한 배출을 위하여 소정의 기공이 있는 블리더(Bleeder)(5)를 설치한다. 즉, 섬유직포(2) 위에 블리더(5)를 설치하고, 상기 블리더(5) 위에 진공흡입채널(8)을 위치시키면, 진공필름(6) 내부가 감압되어 진공필름(6)이 밀착되더라도, 블리더(5) 내의 기공을 통하여 진공필름(6) 내부의 공기가 지속적으로 배출되어 진공필름(6) 내부를 완전히 진공상태로 만들 수 있다.When the air inside the vacuum film 6 begins to be discharged through the vacuum suction channel 8, the inside of the sealed vacuum film 6 is decompressed and the vacuum film 6 is formed on the surface of the concrete member 1 or the textile fabric ( 2), but the vacuum film 6 is in close contact with the air is not discharged, so that a smooth air discharge (Bleeder) (5) having a predetermined pore is installed for a smooth discharge of the air. That is, when the bleeder 5 is installed on the textile fabric 2 and the vacuum suction channel 8 is positioned on the bleeder 5, the inside of the vacuum film 6 is reduced in pressure to closely adhere the vacuum film 6. Even if the air inside the vacuum film 6 is continuously discharged through the pores in the bleeder 5, the inside of the vacuum film 6 can be completely vacuumed.
진공필름(6) 가장자리의 밀봉이 완료되면, 수지주입관(10)을 차단한 후, 진공펌프(13)를 작동시켜, 진공흡입채널(8)을 통하여 밀봉된 진공필름(6) 내부의 공기를 배출하므로써 진공필름(6) 내부를 진공상태 또는 감압상태로 만든다.When the sealing of the edge of the vacuum film 6 is completed, the resin injection pipe 10 is blocked, and then the vacuum pump 13 is operated so that the air inside the vacuum film 6 sealed through the vacuum suction channel 8. By discharging the inside of the vacuum film 6, the vacuum or reduced pressure is made.
진공필름(6) 내부가 진공상태 또는 감압상태일 때 수지주입관(10)을 개방하여 기압차에 의해 수지용기(11)로부터 수지가 진공필름(6) 내부로 주입되게 한다.When the inside of the vacuum film 6 is in a vacuum state or a reduced pressure state, the resin injection pipe 10 is opened to allow resin to be injected into the vacuum film 6 from the resin container 11 by a pressure difference.
진공필름(6) 내부가 진공상태 또는 감압상태에 있으므로, 주입되는 수지는 섬유직포(2)에 신속하게 함침된다. 이때 주입된 수지는 망형상의 수지분배망(4)을 따라 섬유직포(2) 전체에 고르게 퍼져 섬유직포(2)가 전체적으로 균일하게 수지에 함침된다. 섬유직포(2)가 수지로 함침된 상태에서 소정 시간 동안 경화시킨 후 진공필름(6)을 제거하면 복합소재(20)가 콘크리트 부재(1)에 일체로 견고하게 부착되므로써 보강작업이 완료된다.Since the inside of the vacuum film 6 is in a vacuum state or a reduced pressure state, the resin to be injected is quickly impregnated into the fabric 2. At this time, the injected resin is evenly spread over the whole fiber woven fabric 2 along the mesh-shaped resin distribution network 4 so that the fiber woven fabric 2 is uniformly impregnated with the resin as a whole. When the fiber woven fabric 2 is cured for a predetermined time in the state impregnated with the resin, and then the vacuum film 6 is removed, the composite material 20 is firmly attached to the concrete member 1 so that the reinforcing work is completed.
수지가 경화된 후에 수지분배망(4)이 보강부위에 남아 있게 되어 표면이 거칠게 될 수 있는데, 필요에 따라서는 수지 경화 후 수지분배망(4)을 제거할 필요가 있다. 이를 위하여 섬유직포(2) 위에 필플라이(Peel ply)(3)를 위치시키고 그 위에 수지분배망(4)을 설치한 후 수지가 주입되게 할 수도 있다. 이 경우, 수지가 경화된 후 필플라이(3)를 잡아당기면 필플라이(3)와 함께 수지분배망(4)을 경화된 수지로부터 용이하게 제거할 수 있다.After the resin is cured, the resin distribution network 4 may remain at the reinforcing portion and the surface may be rough. If necessary, it is necessary to remove the resin distribution network 4 after curing the resin. To this end, a peel ply 3 may be placed on the textile fabric 2, and a resin distribution network 4 may be installed thereon to allow resin to be injected. In this case, the resin distribution network 4 together with the peel ply 3 can be easily removed from the cured resin by pulling the peel ply 3 after the resin has cured.
수지를 경화시키는 과정에서 별도의 외부가열장치(도시되지 않음)를 이용하거나 또는 진공필름(6) 내부에 내장 열선을 설치하여 가열하므로써 수지의 경화를촉진시킬 수 있다.In the process of curing the resin, by using a separate external heating device (not shown) or by installing a built-in heating wire inside the vacuum film 6, it is possible to promote the curing of the resin.
도 2a 및 도 2b는 콘크리트 벽체에 본 발명에 따른 보강방법을 적용하는 형상을 설명하기 위하여 도면으로서, 도 2a는 콘크리트 구조물(100)의 벽체만을 입면도로 도시한 것이며, 도 2b는 콘크리트 벽체 구조물(100)의 일부를 사시도로 도시한 것이다.Figures 2a and 2b is a view for explaining the shape of applying the reinforcing method according to the present invention to the concrete wall, Figure 2a is only showing the wall of the concrete structure 100 in elevation, Figure 2b is a concrete wall structure ( A part of 100 is shown in perspective view.
도 3에는 본 발명에 따른 보강방법에 의하여 콘크리트 기둥(200)을 보강한 상태가 개략적으로 도시되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 위에서 설명한 본 발명에 따른 보강방법에 의하여 형성된 섬유직포(2)와 수지로 구성된 복합소재(20)는 보강하고자 하는 콘크리트 구조물에 일체로 부착되어 영구히 존재하게 된다. 상기 복합소재(20)는 경량, 고강도, 고탄성, 고내구성의 우수한 물성을 가지고 있으므로, 우수한 보강효과를 발휘하게 된다.3 schematically shows a state of reinforcing the concrete column 200 by the reinforcing method according to the present invention. As shown in Figure 3, the composite material 20 made of a fiber woven fabric 2 and the resin formed by the reinforcing method according to the present invention described above is permanently attached to the concrete structure to be reinforced. Since the composite material 20 has excellent physical properties of light weight, high strength, high elasticity, and high durability, it exhibits an excellent reinforcing effect.
이상에서는 콘크리트 거더 교량, 콘크리트 벽체, 기둥 및 박스 구조물을 예로 들어 본 발명의 보강방법에 대하여 설명하였으나, 이는 본 발명의 보강방법이 적용되는 일 예이며, 예시한 구조물 이외에도 본 발명의 보강방법은 다양한 종류의 콘크리트 구조물에 적용할 수 있다,In the above described the reinforcement method of the present invention by taking concrete girder bridge, concrete wall, column and box structure as an example, which is an example of the reinforcement method of the present invention, in addition to the illustrated structure, the reinforcement method of the present invention is various Can be applied to kinds of concrete structures,
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 복합소재를 이용한 보강방법에서는, 현장에서 진공성형 제조기법을 이용하여 강화섬유직포에 진공감압에 의한 기압차로 수지를 함침시키면서 복합소재를 보강 대상이 되는 콘크리트의 표면에 일체로 접착성형하여 보강하므로 균열, 박리 등으로 손상된 임의의 형상을 가진 콘크리트 부재에 고강도 복합소재를 이용하여 현장에서 용이하게 보강할 수 있게 된다.As described above, in the reinforcement method using the composite material of the present invention, the surface of the concrete to be reinforced the composite material while impregnating the resin with the air pressure difference by vacuum pressure on the reinforcing fiber fabric using a vacuum molding manufacturing method in the field It is possible to easily reinforce in the field by using a high-strength composite material to the concrete member having any shape damaged by cracks, peeling, etc. because it is integrally molded by the reinforcement.
본 발명의 보강방법에서는, 경량의 복합소재를 이용하여 콘크리트 구조물을 보강하게 되므로 보강되는 콘크리트 구조물의 두께나 자중을 거의 증가시키지 않고 간편하게 보강할 수 있다.In the reinforcement method of the present invention, since the concrete structure is reinforced by using a lightweight composite material, it can be easily reinforced without increasing the thickness or the self weight of the reinforced concrete structure.
특히 본 발명의 보강방법에서는 진공감압에 의한 기압차를 이용하여 섬유직포를 수지로 함침시키므로, 종래의 현장 수작업 적층공법에 비해 수지함침비율이 체적비로 일정하게 50퍼센트로 유지할 수 있어 보강용 복합소재가 고밀도로 성형되므로 수지소모량이 절감되고, 적층시 공기함유량을 최소화시킬 수 있고, 적층겹수의 제한이 없어 고품질의 보강이 가능하게 된다.In particular, in the reinforcing method of the present invention, the fabric impregnated with the resin by using the air pressure difference by vacuum pressure reduction, the resin impregnation ratio can be maintained at a constant 50% by volume ratio compared to the conventional field manual lamination method, the composite material for reinforcement Since the resin is molded at a high density, the resin consumption is reduced, the air content can be minimized during lamination, and there is no restriction on the number of layered layers.
또한 건식기법으로 함침되지 않은 상태의 섬유직포를 보강대상 콘크리트면에 손쉽게 위치시키고, 진공필름 내부를 감압 또는 진공상태로 만든 후 수지를 주입하게 되므로, 작업자가 수지를 직접 만지거나 다루지 않게 되고, 수지가 외부로 유출되거나 노출되지 않으며, 사용되거나 남는 수지는 수지용기내에서 취급 또는 처리되므로 환경을 청결하게 유지할 수 있고, 현장작업성이 매우 우수하며, 보강공사비가 절감된다.In addition, since the textile fabric of the impregnated state is easily placed on the concrete surface to be reinforced, and the inside of the vacuum film is made in a reduced pressure or vacuum state, the resin is injected, so that the operator does not touch or handle the resin directly. Is not leaked or exposed to the outside, the used or remaining resin is handled or processed in the resin container can keep the environment clean, very good field workability, and reinforcing construction cost is reduced.
또한, 본 발명의 보강방법에서 사용하는 복합소재는 두께가 얇기 때문에 보강으로 인한 건축한계(clearance)에 대한 문제도 발생하지 않는다.In addition, since the composite material used in the reinforcement method of the present invention is thin, there is no problem of building clearance due to reinforcement.
나아가, 본 발명의 보강방법에서 사용되는 복합소재는 내부식성을 가지고 있으므로, 본 발명의 보강방법에 따라 복합소재로 콘크리트 구조물을 보강하게 되면 부식으로 인한 내하력 저하의 우려 없이 영구히 보강효과를 발휘할 수 있게 되며,별도의 방청도장이 불필요하게 된다. 그 뿐만 아니라, 진공성형 부착에 의한 보강된 복합소재는 우수한 수밀성을 가지고 있기 때문에, 보강재의 박리 및 부식의 우려도 없다. 복합소재는 외부의 환경영향이나 화학작용에 대하여 강한 저항성을 가지고 있으며, 무해, 무독성이므로 환경친화적인 보강공사가 가능하다.Furthermore, since the composite material used in the reinforcement method of the present invention has corrosion resistance, when the concrete structure is reinforced with the composite material according to the reinforcement method of the present invention, the composite material can be permanently exhibited without fear of lowering load capacity due to corrosion. No separate rust preventive coating is required. In addition, since the composite material reinforced by vacuum forming adhesion has excellent watertightness, there is no fear of peeling and corrosion of the reinforcing material. Composite materials have strong resistance to external environmental influences and chemical reactions, and are harmless and non-toxic, so environment-friendly reinforcement works are possible.
보강공사시 일단 진공필름 내부를 감압 또는 진공상태로 만들게 되면, 별도의 지지수단 없이 섬유직포가 해당 부재에 부착된 상태를 유지할 수 있으므로, 종래의 보강방법에 비해 보강작업이 매우 용이하게 된다.Once the inside of the vacuum film is made in a reduced pressure or vacuum state during reinforcement work, the fiber woven fabric can remain attached to the member without a separate support means, so that the reinforcement work is much easier than the conventional reinforcement method.
이상에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상에 따라 자유로운 변형이 가능하다.In the above described the configuration and features of the present invention based on the embodiment according to the present invention, the present invention is not limited to this, it is possible to be freely modified according to the technical idea of the present invention.
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