KR100405186B1 - 콘크리트 구조물의 균열 보수용 인젝터 및 이를 이용한시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘크리트 구조물의 균열 보수용 인젝터 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것으로, 그 구성은 실린더 본체의 일단부에 돌출 형성되어 타부재와의 나사결합이 가능하도록 나사단부를 갖는 실린더와, 상기 실린더 본체 내에 수용되어 그 내경에 밀착된 상태로 이동하는 가압단부로부터 연장된 피스톤축 상에 그 길이방향을 따라 일정 간격을 두고 다수의 다단고정날개가 형성된 피스톤과, 상기 실린더의 개방단부에 결합되어 실린더를 밀폐함과 아울러 피스톤의 위치를 다단 고정할 수 있도록 그 중앙부에 피스톤축 삽입공 및 날개 삽입공이 상호 연통되어 형성된 고정덮개와, 상기 피스톤의 가압단부가 상기 실린더의 나사단부쪽으로 탄성 지향될 수 있도록 지지하는 압축스프링과, 일단부 내주면상에는 상기 실린더와 나사결합될 수 있도록 나조부가 형성되고 그 타단부 외주면상에는 균열선을 따라 소정간격을 두고 일정 깊이로 형성된 다수의 천공구멍 내에 압입 고정될 수 있도록 나조부가 형성된 고정나사관을 포함하여 이루어진 것으로서, 기존의 인젝터에 비해 현저히 높은 압력으로 보수액을 지속 주입할 수 있으므로 보수액 주입시간을 단축할 수 있고, 보수액이 균열틈 깊숙이 까지 주입되므로 시공성을 개선할 수 있는 것이다.

Description

콘크리트 구조물의 균열 보수용 인젝터 및 이를 이용한 시공방법{Injector for grouting of concrete structure and construction method using it}

본 발명은 콘크리트 구조물의 균열 보수용 인젝터 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존의 주사기형 인젝터와 같이 보수액 주입장치를 분리 설치하되 좌대를 사용하여 콘크리트 구조물 표면에 고착시키지 않고 천공 후 매립하여 고정 설치할 수 있도록 함으로써 시공 진행중의 설치공간을 최소화할 수 있으면서도 중압 상태로 보수액을 지속 주입할 수 있으므로 보수액 주입시간을 단축할 수 있으며, 보수액이 균열틈 깊숙이 까지 주입되어 시공성을 개선할 수 있게 한 콘크리트 구조물의 균열 보수용 인젝터 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 콘크리트 구조물의 표면에 발생된 균열을 보수하기 위한 방법으로는, 패커를 사용하는 고압식 균열 보수방법과, 주사기를 사용하는 저압식 균열 보수방법이 주로 적용되고 있다.

상기 고압식 균열 보수방법은, 균열부에 관 형상의 금속성 패커를 압입 설치하고 상기 패커와 보수액이 충전된 주입장치를 관으로 연결시켜 이를 통해 보수액을 고압 공급함으로써 균열부 틈새를 메워 고착시키는 방식이며, 상기 저압식 균열 보수방법은, 소정의 밀폐 용적을 갖는 실린더형 주사기를 사용하는 것으로서, 피스톤을 당겨 내부에 보수액을 충전한 후, 실린더와 피스톤간에 개재되어 일정방향으로 탄성 복원력을 발휘하는 가압수단의 피스톤 가압작용에 의해 균열부 틈새로 보수액이 점진 주입되면서 상기 틈새를 메워 고착시키는 방식이다.

먼저, 패커를 사용하는 상기 고압식 균열 보수방법은, 콘크리트 구조물의 균열부를 따라 적정 간격으로 소정 깊이 및 직경의 구멍을 다수개 천공하고, 각각의 구멍에 상기 패커를 압입하여 고정한 후, 보수액이 충전되어 있는 주입장치의 외부로 인출된 연결관의 단부를 상기 각 패커의 니플부와 밀봉 연결하여 그 통로를 통해 고압으로 보수액을 강제 공급하는 것이다.

여기서, 상기 패커를 각 천공구멍 내에 압입하는 작업은 중공 형태의 지그를 상기 패커의 니플부 둘레에 덧댄 상태에서, 망치를 사용하여 콘크리트 구조물의 표면과 수직하는 방향으로 타격함으로써 이뤄진다. 이에 앞서 상기 천공구멍은 일반적인 드릴을 사용하여 소정 깊이 및 직경으로 형성하고, 상기 천공구멍 내에는 패커가 견실하게 고정될 수 있도록 원통형의 고무 지지관을 삽입하게 된다. 또는 패커의 외주에 상기 지지관이 결합된 상태로 천공구멍 내에 삽입한 후 상기 지지관의 길이방향 양단부에 위치한 너트를 죄어 종방향으로 압박하여 상기 지지관이 횡방향으로 팽창토록 함으로써 천공구멍의 내주면에 압밀되도록 고정하기도 한다.

이와 같이 천공구멍 내에 패커를 고정 설치한 후에는 상기 패커의 니플부에 보수액 주입장치의 연결관을 결합하여 일정시간동안 고압 상태로 보수액을 공급함으로써 콘크리트 구조물의 균열틈 사이로 보수액을 주입할 수 있게 되는 것이다.

보수액 주입이 완료되면 연결관을 분리하고 콘크리트 구조물의 외부로 돌출된 상기 패커의 니플 부분은 망치 등으로 타격하여 절단한 후, 절단된 자리를 마감재로 마감 처리하여 모든 공정을 완료하게 된다.

그러나, 상기의 종래 패커에 의한 균열 보수공법은 고압 상태로 공정을 수행하므로 보수액 주입시간을 단축시킬 수 있는 장점이 있으나, 보수액 주입시 상기 보수액 주입장치를 지속적으로 연결한 상태로 작업이 진행되므로 보수액 주입장치를 배치할 수 있는 공간이 확보되어야 하고, 고압이 작용하는 천공구멍 내의 균열틈이 드릴로 천공하면서 발생하는 분쇄가루에 의해 메워진 경우에는 패커를 통해공급되는 보수액이 원활히 주입될 수 없을 뿐만 아니라 천공구멍 내에 과도한 압력이 부하되어 오히려 콘크리트 구조물을 파손시킬 수 있으며, 주입중인 보수액이 고압에 의해 작업자의 눈이나 피부 등에 강하게 비산될 수 있으므로 안전사고의 우려가 있었다.

또한, 패커의 시공작업 자체가 상당부분 숙련성을 요하므로 비숙련자는 실질적으로 균열 보수작업을 수행할 수 없었다.

또한, 천공구멍의 깊이가 최소 50mm 이상이 되어야 하므로 콘크리트 구조물의 강도를 약화시킬 우려가 있을 뿐만 아니라, 기 매설된 전기선 등을 파손시킬 수 있으며, 천공구멍의 깊이가 깊어 그 바닥면 위치가 균열 진행방향으로부터 벗어난 상태로 천공됨으로써 심각한 시공 오차를 유발할 수 있는 문제점이 있었다.

한편, 상기 저압식 균열 보수방법은 실린더 형상의 주사기와 이에 결합되는 피스톤이 구비된 주사기형 인젝터를 사용하는 방식으로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 다수의 인젝터(I)를 콘크리트 구조물(1)의 균열부를 따라 적정 간격으로 고정 설치할 수 있도록 상기 각 인젝터(I)와 결합되는 다수의 좌대(71)를 에폭시 접착제(72) 등으로 소정 위치에 각각 고착시키고, 각각의 좌대(71)에 적정량의 보수액을 충전한 상기 각 인젝터(I)들을 각각 결합한 후, 고무줄이나 스프링 등의 가압수단에 의해 상기 각 피스톤이 소정의 압력으로 지속 가압되면서 내부에 충전된 보수액이 균열틈을 통해 강제 주입되도록 하는 것이다.

그러나, 상기의 종래 인젝터에 의한 균열 보수방법은 보수액을 미리 충전한 후 상기 보수액 주입장치로부터 독립된 상태로 설치하게 되므로 시공이 용이하고설치가 간편하다는 장점이 있으나, 상기 가압수단에 의해 제공되는 3 ~ 5kg/cm²정도의 저압 상태에서 공정이 수행되므로 균열틈을 보수하는데 소요되는 시간이 상당히 지연되고, 균열틈의 깊은 속 또는 인접 인젝터 간의 균열틈 영역까지 보수액이 폭 넓게 미치지 못하여 완전 주입할 수 없으므로 보수 불량을 초래하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 좌대(71)를 견실하게 고착시키기 위해서는 고가의 에폭시 접착제(72)가 다량 소모되므로 불필요한 재료 손실에 따른 비용 부담이 가중될 뿐만 아니라, 반드시 숙련공이 작업하여야 하므로 상대적으로 많은 인건비를 지불하여야 하는 등의 시공비 상승 요인이 발생하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 좌대(71)를 설치한 후 에폭시 경화에 의한 고착 공정에 소요되는 시간이 상당하고, 작업이 까다로운 콘크리트 구조물의 모서리 부위나 요철부위에 균열이 발생한 경우에는 좌대 설치가 어렵다는 시공상의 제약이 있었으며, 좌대의 지지력이 약하여 10kg/cm²이상의 압력으로 주입할 수 없고, 무리한 압력이 부하되어 좌대가 떨어졌을 경우에는 재차 시공하기 전에는 보수액 주입이 불가능하였다.

본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 중압 상태로 보수액을 지속 주입할 수 있으므로 보수액 주입시간을 단축할 수 있고, 압력 상승에 의한 작업자의 안전사고 및 콘크리트 구조물의 파손을 방지할 수 있도록 된 콘크리트 구조물의 균열 보수용 인젝터 및 이를 이용한 시공방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 작업이 까다로운 모서리 부위나 요철부위의 균열 발생시에도 대처할 수 있어 시공성이 우수한 콘크리트 구조물의 균열 보수용 인젝터 및 이를 이용한 시공방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 코어드릴을 사용하여 천공한 후 고무 지지관을 삽입하고 나사식으로 체결하는 압밀 구조를 이루고 있으므로 기존의 인젝터에 비해 고정성 및 밀폐성이 우수하면서도 시공이 간편하고, 숙련자가 아닌 초보자라도 손쉽게 작업할 수 있도록 된 콘크리트 구조물의 균열 보수용 인젝터 및 이를 이용한 시공방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 고가의 에폭시 접착제를 절반 이상 절약할 수 있어 불필요한 재료 손실에 의한 비용 부담이 없을 뿐만 아니라 비숙련자도 작업이 가능하여 인건비를 최소화할 수 있으므로 제반 시공비를 절감할 수 있으며, 시공 후 하자가 거의 없고, 해체가 용이하여 하자 발생시에도 신속하게 대처할 수 있는 구조를 갖는 콘크리트 구조물의 균열 보수용 인젝터 및 이를 이용한 시공방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 그 시공방법에 있어서 균열부의 천공시에 코어드릴을 사용하여 천공한 후 그 천공구멍의 중심부에 붙어있는 콘크리트 코어부를 절단해냄으로써 보수액이 주입될 균열틈이 콘크리트 분쇄가루 등에 의해 메워지지 않고 그대로 유지되어 보수액을 원활히 주입될 수 있도록 한 콘크리트 구조물의 균열 보수공법을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 균열 보수용 인젝터의 분해사시도.

도 2는 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 균열 보수용 인젝터의 고정 상태를 도시한 결합단면도.

도 3은 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 균열 보수용 인젝터를 설치하기 위한 천공과정을 도시한 예비 공정도.

도 4는 본 발명의 천공구멍 내에 삽입되는 지지관의 구조를 도시한 종단면도.

도 5는 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 균열 보수용 인젝터의 보수액 충전 구조를 도시한 개략도.

도 6은 종래 기술에 따른 인젝터의 설치 상태를 도시한 개략적인 결합단면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

I ; 인젝터 d1 ; 코어절단면 균열틈

1 ; 콘크리트 구조물 2 ; 지지관

3 ; 연결관 4 ; 천공구멍

5 ; 코어비트 6 ; 코어드릴

7 ; 콘크리트 코어부 8 ; 균열틈

9 ; 균열선 10 ; 실린더

11 ; 실린더 본체 12 ; 나사단부

13 ; 안내홈 14 ; 안착홈

15 ; 걸림편 20 ; 피스톤

21 ; 피스톤축 22 ; 가압단부

23 ; 패킹링 24 ; 다단고정날개

30 ; 고정덮개 31 ; 덮개 본체

32 ; 피스톤축 삽입공 33 ; 날개 삽입공

34 ; 고정대 35 ; 걸림돌기

40 ; 압축스프링 50 ; 고정나사관

51, 52 ; 압입고정부 53 ; 렌치체결부

54 ; 노치부 60 ; 커넥터

71 ; 좌대 72 ; 에폭시 접착제

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 콘크리트 구조물의 균열 보수용 인젝터는, 원통형의 실린더 본체와 상기 실린더 본체의 일단부에 축관된 형태로 돌출 형성되어 상기 실린더 본체 내부에 충전된 보수액을 분사할 수 있게 함과 아울러 그 외주면상에 나조부가 형성되어 타부재와의 나사결합이 가능하도록 된 나사단부를 갖는 실린더와, 상기 실린더 본체 내에 수용되어 그 선단쪽의 가압단부에 상기 실린더 본체의 내경과 밀접하도록 패킹링이 결합되고 상기 가압단부로부터 상기 실린더 본체의 전체길이 이상의 길이만큼 연장 형성된 피스톤축 상에 그 길이방향을 따라 일정 간격을 두고 방사상으로 다수의 다단고정날개가 돌출 형성된 피스톤과, 상기 실린더의 나사단부 반대쪽 대응단부에 결합되어 상기 실린더 본체를 밀폐함과 아울러 상기 피스톤축이 출몰 조작되면서 상기 피스톤의 위치를 다단 고정할 수 있도록 그 중앙부에 피스톤축 삽입공 및 날개 삽입공이 상호 연통되어 형성된 고정덮개와, 상기 피스톤의 가압단부 상면 및 고정덮개의 저면 간에 설치되어 상기 피스톤의 가압단부를 상기 실린더의 나사단부쪽으로 탄성 지향될 수 있도록 지지하는 압축스프링과, 길이방향을 따라 관통된 통로를 갖는 관상의 구조로서 그 일단부 내주면상에는 상기 실린더의 나사단부와 나사결합될 수 있도록 나조부가 형성되고 그 타단부 외주면상에는 균열이 발생한 콘크리트 구조물의 균열선을 따라 소정간격 및 일정 깊이로 형성된 다수의 천공구멍 내에 압입 고정될 수 있도록 나조부가 형성되며 보수액 주입 완료 후 타격에 의한 절단이 가능하도록 소정 위치에 노치부가 형성된 고정나사관을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 인젝터를 구성함에 있어서, 상기 고정덮개의 저면 둘레에는 상기 실린더 본체의 내측으로 수용되는 소정 길이의 고정대가 일정 간격을 두고 다수개 형성되고, 상기 각 고정대의 단부 외측에는 걸림돌기가 각각 돌출 형성되어 있으며, 상기 실린더 본체의 대응단부 둘레에는 상기 각 고정대를 안내하여 수용할 수 있는 다수의 안내홈이 절개 형성되고, 상기 안내홈으로부터 상기 실린더의 원주방향으로 연장 절개되어 그 상부에 실린더 본체와 일체로 된 걸림편을 형성함으로써 상기 고정덮개를 회전시켰을 때 그 걸림돌기를 수용하여 걸림 고정될 수 있도록 해주는 안착홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 인젝터를 구성함에 있어서, 상기 고정나사관의 중앙부 둘레에는 렌치 등의 공구를 사용하여 상기 천공구멍 내에 압입 고정되는 나조부를 나사결합시킬 수 있도록 육각형태의 렌치체결부가 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 인젝터를 구성함에 있어서, 상기 콘크리트 구조물의 균열선상에 형성된 천공구멍 내에는 상기 천공구멍의 내경과 동일한 외경을 갖는 탄성 고무로 제조된 원통형의 지지관이 개재되어 그 원통체의 내부 통로를 통해 그 내경보다 다소 큰 외경을 갖는 상기 고정나사관의 나조부가 하향 가압되면서 강제적으로 나사결합됨을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 인젝터를 구성함에 있어서, 상기 실린더의 나사단부에는 보수액 주입장치의 연결관을 연결시켜줄 수 있도록 나사식으로 착탈 결합할 수 있는 커넥터가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 균열 보수용 인젝터를 이용한 시공방법은, 콘크리트 구조물의 균열 여부를 파악한 후 그 균열 폭과 형태 등을 조사하고 균열발생 원인을 분석하는 준비단계와, 콘크리트 구조물의 균열선을 따라 중공형태의 코어비트를 장착한 코어드릴을 사용하여 적정 간격 및 깊이로 다수 천공하여 그 천공구멍 내에 상기 콘크리트 구조물과 분리되지 않는 콘크리트 코어부를 잔류 형성시키는 단계와, 상기 천공구멍을 통해 보수액이 강제 주입될 때 나머지 균열틈으로 보수액이 유출되지 않도록 상기 천공구멍들 간에 형성된 균열틈을 접착제로 밀봉하는 단계와, 상기 콘크리트 코어부에 충격을 가하여 천공구멍 내에 붙어있는 상기 콘크리트 코어부를 절단해내는 단계와, 상기 천공구멍 내에 밀착 수용될 수 있는 직경 및 길이를 갖는 고무 지지관을 삽입 설치하고 상기 지지관의 내경에 고정나사관을 상기 천공구멍내 코어절단면의 균열틈과 인접할 때까지 나사전진방향으로 회전시키면서 압입 고정하여 상기 천공구멍의 내주면과 상기 지지관의 외주면이 상호 밀착되도록 하는 단계와, 상기 고정나사관의 돌출단부 내에 보수액이 충전된 인젝터를 나사결합하여 고정 설치하는 단계와, 상기 인젝터의 고정덮개에 걸려 있는 피스톤을 소정 각도만큼 회전시켜 걸림 해제한 후 압축스프링의 힘에 의해 가압되도록 함으로써 인젝터 내부에 충전된 보수액이 상기 코어절단면의 균열틈을 통해 소정 시간동안 소정의 압력으로 지속 주입되도록 하는 보수액 자동주입단계와, 일정 시간이 경과되어 주입된 보수액이 완전 경화되었을 때 상기 인젝터를 나사후진방향으로 회전시켜 분리해내고 상기 고정나사관의 돌출 부위를 망치 등으로 타격하여 절단한 후 균열선을 따라 도포된 접착제를 긁어냄과 아울러 상기 콘크리트 구조물의 표면상에 돌출된 상기 지지관을 잘라내는 마감처리단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 시공방법을 구현함에 있어서, 상기 코어비트의 외경은 10mm, 절삭날의 두께는 2mm 정도의 것을 사용하고, 상기 균열선을 따라 일정 간격을 두고 상기 콘크리트 구조물의 균열 표면에 대하여 연직방향으로 다수개 천공되며, 상기 천공구멍의 깊이는 12 내지 15mm 정도의 범위 내에서 형성되도록 함을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 시공방법을 구현함에 있어서, 상기 천공단계는 그 천공 소요시간을 단축할 수 있도록 하기 위하여, 형성할 깊이의 절반 정도를 일반드릴로 작업한 후 나머지 절반 깊이를 코어드릴로 천공하여 마무리하는 것도 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 콘크리트 구조물의 균열 보수용 인젝터 및 이를 이용한 시공방법을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 콘크리트 구조물(1) 균열 보수용 인젝터(I)의 바람직한 실시예를 도시한 것으로, 도 1은 본 발명에 따른 인젝터(I)의 분해사시도, 도 2는 상기 인젝터(I)의 고정 상태를 도시한 결합단면도, 도 3은 상기 인젝터(I)를 설치하기 위한 천공과정을 도시한 예비 공정도, 도 4는 천공구멍(4) 내에 삽입되는 지지관(2)의 구조를 도시한 종단면도, 도 5는 상기 인젝터(I)의 보수액 충전 구조를 도시한 개략도를 각각 나타낸 것이다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 콘크리트 구조물(1)의 균열 보수용 인젝터(I)는, 보수액을 저장할 수 있는 실린더(10), 상기 실린더(10)에 저장된 보수액을 외부로 토출시켜주기 위한 피스톤(20), 상기 실린더(10)를 밀폐함과아울러 상기 피스톤(20)의 위치를 다단으로 고정할 수 있도록 된 고정덮개(30), 상기 피스톤(20)을 탄성적으로 가압 지지하여 실린더(10)의 외부로 보수액을 토출시키기 위한 가압력을 제공하는 압축스프링(40), 상기 실린더(10)와 결합되어 상기 실린더(10)가 콘크리트 구조물(1)에 고정 설치될 있도록 연결시켜주는 고정나사관(50)으로 이루어져 있다.

즉, 본 발명의 인젝터(I)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 원통형의 실린더 본체(11)와 상기 실린더 본체(11)의 일단부에 축관된 형태로 돌출 형성되어 상기 실린더 본체(11) 내부에 충전된 보수액을 분사할 수 있게 함과 아울러 그 외주면상에 나조부가 형성되어 타부재와의 나사결합이 가능하도록 된 나사단부(12)를 갖는 실린더(10)와, 상기 실린더 본체(11) 내에 수용되어 그 선단쪽의 가압단부(22)에 상기 실린더 본체(11)의 내경과 밀접하도록 패킹링(23)이 결합되고 상기 가압단부(22)로부터 상기 실린더 본체(11)의 전체길이 이상의 길이만큼 연장 형성된 피스톤축(21) 상에 그 길이방향을 따라 일정 간격을 두고 방사상으로 다수의 다단고정날개(24)가 돌출 형성된 피스톤(20)과, 상기 실린더(10)의 나사단부(12) 반대쪽 대응단부에 결합되어 상기 실린더 본체(11)를 밀폐함과 아울러 상기 피스톤축(21)이 출몰 조작되면서 상기 피스톤(20)의 위치를 다단 고정할 수 있도록 그 중앙부에 피스톤축 삽입공(32) 및 날개 삽입공(33)이 상호 연통되어 형성된 고정덮개(30)와, 상기 피스톤(20)의 가압단부(22) 상면 및 고정덮개(30)의 저면 간에 설치되어 상기 피스톤(20)의 가압단부(22)를 상기 실린더(10)의 나사단부(12)쪽으로 탄성 지향될 수 있도록 지지하는 압축스프링(40)과, 길이방향을 따라관통된 통로를 갖는 관상의 구조로서 그 일단부 내주면상에는 상기 실린더(10)의 나사단부(12)와 나사결합될 수 있도록 나조부가 형성되고 그 타단부 외주면상에는 균열이 발생한 콘크리트 구조물(1)의 균열선(9)을 따라 소정간격 및 일정 깊이로 형성된 다수의 천공구멍(4) 내에 압입 고정될 수 있도록 나조부가 형성되며 보수액 주입 완료 후 타격에 의한 절단이 가능하도록 소정 위치에 노치부(54)가 형성된 고정나사관(50)을 포함하는 구성을 이루고 있다.

상기 고정덮개(30)의 덮개 본체(31)는 도 1에 도시된 바와 같이, 소정 두께로 된 원판형의 형상을 갖는 것으로, 상기 실린더(10)의 개방단부쪽에 얹혀지게 되고, 상기 덮개 본체(31)의 저면 둘레에는 상기 실린더 본체(10)의 내측으로 수용되는 소정 길이의 고정대(34)가 일정 간격을 두고 다수개 형성되고, 상기 각 고정대(34)의 단부 외측에는 걸림돌기(35)가 각각 돌출 형성되어 있다.

이에 대하여, 상기 실린더(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 실린더 본체(11)의 대응단부 둘레에 상기 각 고정대(34)를 안내하여 수용할 수 있는 동수의 안내홈(13)이 상기 실린더 본체(11)의 길이방향을 따라 절개 형성되고, 상기 안내홈(13)으로부터 상기 실린더 본체(11)의 원주방향으로 연장 절개되어 그 상부에 실린더 본체(11)와 일체로 된 절곡 형상의 걸림편(15)을 형성함으로써 상기 고정덮개(30)를 소정방향으로 회전시켰을 때 그 걸림돌기(35)를 수용하여 걸림 고정될 수 있도록 해주는 안착홈(14)이 형성되어 있다.

그리고, 상기 고정나사관(50)은 도 1에 도시된 바와 같이, 그 일단부 내주면상에 상기 실린더(10)의 나사단부(12)와 나사결합될 수 있도록 나조부가 형성된 압입고정부(52)를 구비하고, 나머지 타단부 외주면상에는 균열이 발생한 콘크리트 구조물(1)의 균열선(9)을 따라 소정간격 및 일정 깊이로 형성된 다수의 천공구멍(4) 내에 압입 고정될 수 있도록 나조부가 형성된 압입고정부(51)를 구비하고 있으며, 상기 압입고정부(51)(52) 사이의 외측 둘레에는 렌치 등의 공구를 사용하여 상기 천공구멍(4) 내에 상기 압입고정부(51)를 나사결합시킬 수 있도록 육각형태의 렌치체결부(54)가 돌출 형성되어 있다. 상기 압입고정부(51) 둘레의 소정 위치에는 보수액 주입 완료 후 타격에 의한 절단이 가능하도록 노치부(54)가 형성되어 있다.

또한, 상기 콘크리트 구조물(1)의 균열선(9)상에 형성된 천공구멍(4) 내에는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 천공구멍(4)의 내경과 동일한 외경을 갖는 탄성 고무로 제조된 원통형의 지지관(2)이 개재되어 그 원통체의 내부 통로를 통해 그 내경보다 다소 큰 외경을 갖는 상기 고정나사관(50)의 압입고정부(51)가 하향 가압되면서 강제적으로 나사결합된다.

상기 지지관(2)의 구조는 일반적인 원통 형태를 이루되, 상부 외주상에 환테가 형성되고, 상기 고정나사관(50)의 압입고정부(51) 형상을 고려하여 내경이 상광하협의 형태로 좁아지는 구조를 이루도록 하는 것이 바람직하다. 이러한 결합 구조에 의하면 상기 고정나사관(50)은 최대 200kg/cm²의 압력에도 이탈됨 없이 견딜 수 있는 결합력을 유지하게 된다.

한편, 상기 실린더(10)의 나사단부(12)에는 도 5에 도시된 바와 같이, 보수액 주입장치(미도시)의 연결관(3)을 연결시켜줄 수 있도록 나사식으로 착탈 결합할수 있는 커넥터(60)가 구비된다. 이는 종전의 경우, 즉, 보수액 저장탱크(미도시)에 담겨있는 보수액 속에 실린더의 나사단부를 담근 상태에서 피스톤을 잡아 당겨 수작업으로 보수액을 충전하는 것과 비교하여 볼 때, 상기 피스톤(20)이 자유롭게 이동할 수 있도록 조작된 상태에서 보수액 주입장치의 연결관(3)에 직접 연결하여 상기 실린더 본체(11)의 내부로 강제 주입될 수 있는 구조를 제공하게 되고, 따라서 실린더(10)내 보수액의 주입 과정에서, 또는 보수액이 충전된 실린더(10)를 이동하는 과정에서 보수액이 유출되는 문제점을 말끔히 해소할 수 있다.

특히, 충전 완료된 인젝터(I)는 그 상태에 맞는 위치에서 상기 피스톤(20)을 소정방향으로 회전시켜 고정덮개(30)에 걸어 고정할 수 있으므로 이동중에도 실린더 본체(11) 내부의 보수액이 나사단부(12)를 통해 전혀 유출되지 않는 안정적인 구조를 이루고 있는 것이다.

이하에서, 상기한 본 발명의 인젝터(I)를 적용한 시공방법을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 콘크리트 구조물(1)에 균열이 발생하였는지 여부를 파악한다. 이때 사용되는 장비로는 크랙게이지 등이 주로 이용되고, 균열 폭과 형태 등을 조사하여 균열발생 원인을 분석한다.

콘크리트 구조물(1)의 균열 상태를 분석한 후 도 3에 도시된 바와 같이, 그 균열선(9)을 따라 적정 간격으로 천공구멍(4)을 형성한다. 그 천공 장비로는 일반적인 드릴을 사용하지 않고 반드시 코어드릴(6)을 사용한다. 상기 코어드릴(6)은 중공형태의 코어비트(5)를 장착한 것으로, 구멍을 천공할 때 구멍의 주연부만을 파쇄하게 됨으로써 콘크리트 구조물(1)과 분리되지 않는 콘크리트 코어부(7)가 잔류 형성된다.

상기 코어비트(5)의 직경은 10mm, 그 절삭날의 두께는 2mm 정도의 것이 적당하고, 균열선(9)을 따라 일정 간격을 두고 연직방향으로 다수개 천공되며, 천공구멍(4)의 깊이는 12 내지 15mm 정도로 하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 천공구멍(4)의 개수 및 간격은 균열 폭에 따라 결정되는데, 통상적으로 균열 폭이 0.3mm일 때 30cm 간격으로 천공하는 것을 기준으로 하여 가감할 수 있다.

경우에 따라서는 천공 소요시간을 절감하기 위하여, 형성할 깊이의 절반 정도를 일반드릴로 작업한 후 나머지 절반 깊이를 코어드릴(6)로 천공하여 마무리할 수도 있다. 이 경우에는 콘크리트 코어부(7)의 길이가 절반 정도로 축소되어 형성된다.

이와 같이 천공구멍(4)을 형성한 후에는 상기 천공구멍(4)들 간에 형성된 균열틈(8)을 일반 에폭시 접착제 등을 사용하여 밀봉한다. 상기 밀봉공정을 수행하는 이유는 천공구멍(4)을 통해 고압 상태로 보수액이 강제 주입될 때 나머지 균열틈(8)을 통해 보수액이 유출되지 않도록 하기 위함이다.

그 다음에는 상기 콘크리트 코어부(7)에 충격을 가하여 천공구멍(4) 내에 붙어있는 상기 콘크리트 코어부(7)를 절단해낸다. 상기 콘크리트 코어부(7)를 제거한 후에 나타나는 천공구멍(4) 내의 코어절단면에는 천공시 발생한 콘크리트 분쇄가루에 의해 메워지지 않은 상태로 균열틈(d1)이 그대로 보존되므로 상기 코어절단면 내의 균열틈(d1)을 통해 보수액이 원활히 주입될 수 있는 환경을 유지할 수 있고이로 인해 천공구멍(4) 내에 과압이 부하되지 않는 상태에서 주입 소요시간을 현저히 단축할 수 있게 되는 것이다.

이러한 선행 공정들을 통해 본 발명의 인젝터(I)가 설치될 수 있는 천공구멍(4)이 마련되면, 상기 천공구멍(4) 내에 밀착 수용될 수 있는 직경 및 길이를 갖는 지지관(2)을 삽입하게 된다. 상기 지지관(2)은 소정의 탄성을 갖는 고무 재질로 되어 있으며, 상기 지지관(2)의 내경을 통해 그 내경보다 다소 큰 직경을 이루고 상기 고정나사관(50)을 나사전진방향으로 가압함과 동시에 회전시키면서 상기 고정나사관(60)의 선단부가 상기 천공구멍(4)내 코어절단면의 균열틈(d1)과 인접할 때까지 강제적으로 체결하게 된다.

상기 지지관(2)은 그 내주면이 상기 고정나사관(50)의 외주에 형성된 나사산에 의해 요철형태로 가압되면서 상호 긴밀하게 결합되고, 상기 고정나사관(50)이 압입되면서 상기 지지관(2)을 방사상 방향으로 강하게 가압하여 상기 천공구멍(4)의 내주면과 상기 지지관(2)의 외주면이 상호 밀착될 수 있는 구조를 유지하므로 접착제에 의한 별도의 밀봉 공정 없이도 상당한 고압에 견딜 수 있는 밀봉성을 발휘한다.

이와 같이 고정나사관(50)이 설치되고 난 후에는, 상기 고정나사관(50)의 압입고정부(52) 내에 보수액이 충전된 인젝터(I)를 나사결합하여 고정 설치한다. 상기 인젝터(I)의 보수액 충전방법은 앞에서의 구조 설명에서 언급한 바와 같으므로 구체적인 설명을 생략하기로 한다.

상기 인젝터(I)가 천공구멍(4) 내에 입설된 상태를 이루면, 그 상부의 고정덮개(30)에 걸려 있는 상기 피스톤(20)을 소정 각도만큼 회전시켜 걸림 해제한 후, 상기 압축스프링(40)의 힘에 의해 가압되도록 함으로써 인젝터(I) 내부에 충전된 보수액이 상기 코어절단면의 균열틈(d1)을 통해 소정 시간동안 소정의 압력으로 자동 지속 주입된다.

이때, 발생하는 주입압력은 최고 30kg/cm²정도까지 가능하므로 기존의 저압 상태 주입구조에서와 비교할 때 보수액 주입시간을 현저히 단축할 수 있을 뿐만 아니라, 균열틈(d1) 깊숙이 까지 보수액을 침투시킬 수 있는 이점이 발휘된다.

계속해서 일정 시간이 경과되어 주입된 보수액이 완전 경화되었을 때, 상기 인젝터(I)를 나사후진방향으로 회전시켜 분리해내고 상기 고정나사관(50)의 돌출 부위를 망치 등으로 타격하여 절단한 후, 균열선(9)을 따라 도포된 접착제를 긁어냄과 아울러 상기 콘크리트 구조물(1)의 표면상에 돌출된 상기 지지관(2)을 잘라내는 마감처리 과정을 수행함으로써 모든 공정이 완료되는 것이다.

상기 고정나사관(50)의 타격에 의한 절단 공정은 그 충격이 상기 노치부(54)에 집중됨으로써 매끈하게 절단될 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 콘크리트 구조물의 균열 보수용 인젝터 및 이를 이용한 시공방법에 의하면 다음과 같은 유용한 효과들이 있다.

첫째, 본 발명의 인젝터는 최고 30kg/cm²정도의 중압 상태로 보수액을 지속 주입할 수 있으므로 보수액 주입시간의 30% 이상 단축 및 주입 효율성의 향상을 기대할 수 있고, 고압에 의한 작업자의 안전사고 및 콘크리트 구조물의 파손을 방지할 수 있다.

둘째, 본 발명의 인젝터는 시공이 까다로운 모서리 부위나 요철부위의 균열 발생시에도 대처할 수 있어 시공성이 우수하다.

셋째, 본 발명에 따른 인젝터는 기존 패커 및 주사기형 인젝터의 장점들을 모두 발휘할 수 있는 구조를 이룸으로써 더욱 향상된 효과를 기대할 수 있다.

즉, 종래의 패커는 고압 주입이 가능하여 보수액 주입소요시간을 단축할 수 있으나 다수의 보수액 주입장치를 연결하여 사용함에 따라 시공이 복잡하고 설치공간을 많이 차지하게 되는 폐단이 있으며, 또한 종래의 주사기형 인젝터는 보수액 주입장치를 분리하여 설치할 수 있으므로 시공이 간편하나 구조적인 제약으로 인하여 최고 5kg/cm²정도 이하의 저압 상태로 보수액을 주입할 수밖에 없을 뿐만 아니라 상기 인젝터를 균열이 발생한 콘크리트 구조물의 균열선상에 고정 설치하기 위한 좌대의 에폭시 접착경화 대기시간이 상온에서 24시간 이상 추가 소요되어야 하므로 보수액 주입시간이 상당히 지연되고 주입 효율성이 저하되는 문제점이 있는 것임에 반하여, 본 발명의 인젝터는 코어드릴을 사용하여 천공한 후 고무 지지관을 삽입하고 나사식으로 체결하는 압밀 구조를 이루고 있어 별도의 좌대 없이도 간단히 고정 설치할 수 있음은 물론이고 충분한 주입압력을 제공할 수 있는 것이다.

넷째, 본 발명의 인젝터는 좌대 없이도 시공 가능하여 고가의 에폭시 접착제를 절반 이상 절약할 수 있어 불필요한 재료 손실에 의한 비용 부담이 없을 뿐만아니라 비숙련자도 작업이 가능하여 인건비를 최소화할 수 있으므로 제반 시공비를 절감할 수 있고, 구조적으로 압밀성이 우수하여 보수액이 누출되는 현상을 방지할 수 있으며, 시공 후 하자가 거의 없고, 해체가 용이하여 하자 발생시에도 신속하게 대처할 수 있는 장점이 있다.

다섯째, 본 발명의 인젝터 시공방법에 있어서, 균열부의 천공시에 코어드릴을 사용한 후 그 천공구멍 내에 붙어있는 콘크리트 코어부를 가볍게 타격하여 절단해낼 수 있으므로 그 절단부의 균열틈은 천공시 발생한 콘크리트 분쇄가루에 의해 메워지지 않고 그대로 유지되어 보수액의 주입이 원활하게 수행될 수 있는 이점이 있다. 특히, 본 발명은 그 시공방법이 매우 간단하므로 숙련자가 아닌 초보자라도 손쉽게 작업할 수 있는 것이다.

여섯째, 본 고안의 패커조립체 시공방법에서는 최소한의 깊이로 천공구멍을 형성함으로써 콘크리트 구조물 자체의 강도를 저하시키거나 매립된 전선 파이프 등을 파손할 우려가 거의 없으며, 상기 천공구멍의 바닥면 위치가 콘크리트 구조물 표면으로부터 적은 폭의 깊이를 유지하므로 시공오차 없이 균열선 상에 정확히 천공할 수 있게 된다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 기준하여 설명되어 있으나 이는 예시적인 것이라 할 수 있고, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예들을 생각해 낼 수 있으므로 이러한 균등한 실시예들 또한 본 발명의 특허청구범위 내에 포함되는 것으로 보아야 함은 극히 당연한 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 결정되어야 할 것이다.

Claims (8)

1. 원통형의 실린더 본체와, 상기 실린더 본체의 일단부에 축관된 형태로 돌출 형성되어 상기 실린더 본체 내부에 충전된 보수액을 분사할 수 있게 함과 아울러 그 외주면상에 나조부가 형성되어 타부재와의 나사결합이 가능하도록 된 나사단부를 갖는 실린더;

   상기 실린더 본체 내에 수용되어 그 선단쪽의 가압단부에 상기 실린더 본체의 내경과 밀접하도록 패킹링이 결합되고 상기 가압단부로부터 상기 실린더 본체의 전체길이 이상의 길이만큼 연장 형성된 피스톤축 상에 그 길이방향을 따라 일정 간격을 두고 방사상으로 다수의 다단고정날개가 돌출 형성된 피스톤;

   상기 실린더의 나사단부 반대쪽 대응단부에 결합되어 상기 실린더 본체를 밀폐함과 아울러 상기 피스톤축이 출몰 조작되면서 상기 피스톤의 위치를 다단 고정할 수 있도록 그 중앙부에 피스톤축 삽입공 및 날개 삽입공이 상호 연통되어 형성된 고정덮개;

   상기 피스톤의 가압단부 상면 및 고정덮개의 저면 간에 설치되어 상기 피스톤의 가압단부를 상기 실린더의 나사단부쪽으로 탄성 지향될 수 있도록 지지하는 압축스프링; 및

   길이방향을 따라 관통된 통로를 갖는 관상의 구조로서 그 일단부 내주면상에는 상기 실린더의 나사단부와 나사결합될 수 있도록 나조부가 형성되고 그 타단부외주면상에는 균열이 발생한 콘크리트 구조물의 균열선을 따라 소정간격 및 일정 깊이로 형성된 다수의 천공구멍 내에 압입 고정될 수 있도록 나조부가 형성되며 보수액 주입 완료 후 타격에 의한 절단이 가능하도록 소정 위치에 노치부가 형성된 고정나사관을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 균열 보수용 인젝터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 고정덮개의 저면 둘레에는 상기 실린더 본체의 내측으로 수용되는 소정 길이의 고정대가 일정 간격을 두고 다수개 형성되고, 상기 각 고정대의 단부 외측에는 걸림돌기가 각각 돌출 형성되어 있으며, 상기 실린더 본체의 대응단부 둘레에는 상기 각 고정대를 안내하여 수용할 수 있는 다수의 안내홈이 절개 형성되고, 상기 안내홈으로부터 상기 실린더의 원주방향으로 연장 절개되어 그 상부에 실린더 본체와 일체로 된 걸림편을 형성함으로써 상기 고정덮개를 회전시켰을 때 그 걸림돌기를 수용하여 걸림 고정될 수 있도록 해주는 안착홈이 형성된 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 균열 보수용 인젝터.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 고정나사관의 중앙부 둘레에는 렌치 등의 공구를 사용하여 상기 천공구멍 내에 압입 고정되는 나조부를 나사결합시킬 수 있도록 육각형태의 렌치체결부가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 균열 보수용 인젝터.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 콘크리트 구조물의 균열선상에 형성된 천공구멍 내에는 상기 천공구멍의 내경과 동일한 외경을 갖는 탄성 고무로 제조된 원통형의 지지관이 개재되어 그 원통체의 내부 통로를 통해 그 내경보다 다소 큰 외경을 갖는 상기 고정나사관의 나조부가 하향 가압되면서 강제적으로 나사결합됨을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 균열 보수용 인젝터.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 실린더의 나사단부에는 보수액 주입장치의 연결관을 연결시켜줄 수 있도록 나사식으로 착탈 결합할 수 있는 커넥터가 더 구비된 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 균열 보수용 인젝터.
6. 콘크리트 구조물의 균열 여부를 파악한 후 그 균열 폭과 형태 등을 조사하고 균열발생 원인을 분석하는 준비단계;

   콘크리트 구조물의 균열선을 따라 중공형태의 코어비트를 장착한 코어드릴을 사용하여 적정 간격 및 깊이로 다수 천공하여 그 천공구멍 내에 상기 콘크리트 구조물과 분리되지 않는 콘크리트 코어부를 잔류 형성시키는 단계;

   상기 천공구멍을 통해 보수액이 강제 주입될 때 나머지 균열틈으로 보수액이 유출되지 않도록 상기 천공구멍들 간에 형성된 균열틈을 접착제로 밀봉하는 단계;

   상기 콘크리트 코어부에 충격을 가하여 천공구멍 내에 붙어있는 상기 콘크리트 코어부를 절단해내는 단계;

   상기 천공구멍 내에 밀착 수용될 수 있는 직경 및 길이를 갖는 고무 지지관을 삽입 설치하고 상기 지지관의 내경에 고정나사관을 상기 천공구멍내 코어절단면의 균열틈과 인접할 때까지 나사전진방향으로 회전시키면서 압입 고정하여 상기 천공구멍의 내주면과 상기 지지관의 외주면이 상호 밀착되도록 하는 단계;

   상기 고정나사관의 돌출단부 내에 보수액이 충전된 인젝터를 나사결합하여 고정 설치하는 단계;

   상기 인젝터의 고정덮개에 걸려 있는 피스톤을 소정 각도만큼 회전시켜 걸림 해제한 후 압축스프링의 힘에 의해 가압되도록 함으로써 인젝터 내부에 충전된 보수액이 상기 코어절단면의 균열틈을 통해 소정 시간동안 소정의 압력으로 지속 주입되도록 하는 보수액 자동주입단계; 및

   일정 시간이 경과되어 주입된 보수액이 완전 경화되었을 때 상기 인젝터를 나사후진방향으로 회전시켜 분리해내고 상기 고정나사관의 돌출 부위를 망치 등으로 타격하여 절단한 후 균열선을 따라 도포된 접착제를 긁어냄과 아울러 상기 콘크리트 구조물의 표면상에 돌출된 상기 지지관을 잘라내는 마감처리단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 균열 보수공법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 코어비트의 외경은 10mm, 절삭날의 두께는 2mm 정도의 것을 사용하고,상기 균열선을 따라 일정 간격을 두고 상기 콘크리트 구조물의 균열 표면에 대하여 연직방향으로 다수개 천공되며, 상기 천공구멍의 깊이는 12 내지 15mm 정도의 범위 내에서 형성되도록 함을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 균열 보수공법.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 천공단계는 그 천공 소요시간을 단축할 수 있도록 하기 위하여, 형성할 깊이의 절반 정도를 일반드릴로 작업한 후 나머지 절반 깊이를 코어드릴로 천공하여 마무리됨을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 균열 보수공법.