KR100452710B1 - 보강부재를 이용한 콘크리트 구조물의 보수/보강 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보강부재를 이용한 콘크리트 구조물의 보수/보강 방법에 관한 것으로, 특히 치핑공정, 구체강화 공정, 단면복구 공정과 보강부재 정착 공정 및 마감 공정으로 진행되는 보강부재를 이용한 콘크리트 구조물의 보수/보강 방법에 관한 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로는; 콘크리트 구조물에 열화되어 부식된 콘크리트를 제거하는 치핑공정과, 상기 치핑공정을 한 콘크리트 구조물에 부실한 콘크리트에 침투성 경화제를 이용하여 구체를 강화 시키는 구체 강화 공정과, 상기 구체 강화공정을 한 콘크리트 구조물에 가넷혼입 수성아크릴 폴리머 모르터를 이용하여 단면을 복구하는 단면복구 공정과, 상기 단면복구 공정을 한 콘크리트 구조물에 와이어와 앵커볼트로 구성된 보강부재를 정착하는 보강부재 정착 공정과, 상기 보강부재 정착 공정을 한 콘크리트 구조물에 가넷혼입 수성아크릴 폴리머 모르터를 이용하여 마감하는 마감 공정을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

보강부재를 이용한 콘크리트 구조물의 보수/보강 방법{Process and method for the refom/reinforcement of concrete building structure using a reinforcement structural frane}

본 발명은 보강부재를 이용한 콘크리트 구조물의 보수/보강 방법에 관한 것으로, 특히 치핑공정, 구체강화 공정, 단면복구 공정과 보강부재 정착 공정 및 마감 공정으로 진행되는 보강부재를 이용한 콘크리트 구조물의 보수/보강 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 철근콘크리트의 토목 구조물과 건축구조물에 콘크리트가 박리/박락/비정상적인 크랙 등 여러 가지의 열화현상으로 콘크리트의 압축강도와 철근의 인장강도가 떨어져서 철근콘크리트의 손상과 붕괴현상, 철조구조물의 부식으로 인한 철조구조물의 손상 등에 의한 안전사고의 문제점이 있는 것이다.

이러한, 콘크리트 열화인자/열화현상의 요인으로는 콘크리트가 강알칼리성 (PH=12.5)을 가지고 있어 철근 부식은 진행되지 않는다.

그러나, 상기된 철근콘크리트 구조물에 탄산가스/산성물질/염물질(염소이온)의 침투와 알칼리골재반응과 기상조건하의 수축/팽창으로 인하여 철근콘크리트에 중성화 현상이 진행되어 철근이 부식되어 녹이 쓸게 된다.

그리고, 철근에 녹이 쓸게되면 녹의 팽창으로 인해 콘크리트조직에 균열이 발생되고 철근콘크리트 구조물의 박리/박락현상이 생기고 부식된 철근의 국부적인 노출현상 등에 의하여 철근콘크리트가 손상되어 콘크리트구조물이 붕괴에 이르게되는 것이다.

상기와 같은 토목 건축물등 콘크리트 구조물의 열화 및 부식으로 손상된 손상부를 보수/보강함에 있어 일반적으로 강판, FREP, 탄소판, 그리고 탄소, 유리섬유 쉬트 접착공법을 쓰이고 있으나, 이러한 보강재들은 접착시키는 에폭시의 강도는 콘크리트 보다 크다.

특히, 휨, 인장강도가 뛰어나나 탄성계수는 콘크리트보다 적어 변형이 쉽고 콘크리트보다 열팽창계수가 2~4배가 크므로, 수축, 팽창에 의한 계면박리사 쉽게 일어난다.

또한, 화재가 발생하면 접착재 에폭시가 고열에 견디지 못하고 녹아내려 쉽게 박리가 일어날 수 있으며, 유독가스로 인한 인명피해를 가져올 수 있다.

그리고, 철근을 이용한 무수축 그라우트 단면증설의 조성물에서는 콘크리트의 피복부족현상 또는 열화의 진행에 따른 콘크리트의 박리, 박락등에 의해 철근이 노출된 벽체에 대해서 지금까지 보수공법으로 가장 널리 사용되고 있으나, 천장 슬라브나 빔에는 철근 굵기로 인한 피복두께로 하중 부담에 따른 문제점이 내재되어 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 인장강도가 뛰어난 철심이 삽입된 와이어를 앵커볼트로 고정한 후, 기존 콘크리트와의 물성, 특성이 같으면서 접착강도, 압축강도, 휨강도, 방수성, 내마모성, 광택성, 방활성 등이 우수한 고강도 몰탈로 마감하는 콘크리트 구조물의 보수/보강 방법에 있어서 편리성, 견고성, 시공성을 제공하고, 콘크리트 구조물의 내력증강에 따른 성능개선은 물론, 수명을 영구적으로 할 수 있는 보강부재를 이용한 콘크리트 구조물의 보수/보강 방법을 제공하는데 주된 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로는; 콘크리트 구조물에 열화되어 부식된 콘크리트를 제거하는 치핑공정과, 상기 치핑공정을 한 콘크리트 구조물에 부실한 콘크리트에 침투성 경화제를 이용하여 구체를 강화 시키는 구체 강화 공정과, 상기 구체 강화공정을 한 콘크리트 구조물에 가넷혼입 수성아크릴 폴리머 모르터를 이용하여 단면을 복구하는 단면복구 공정과, 상기 단면복구 공정을 한 콘크리트 구조물에 와이어와 앵커볼트로 구성된 보강부재를 정착하는 보강부재 정착 공정과, 상기 보강부재 정착 공정을 한 콘크리트 구조물에 가넷혼입 수성아크릴 폴리머 모르터를 이용하여 마감하는 마감 공정을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일면에 따라, 상기 와이어는 철심을 중심으로 얇은 스테인레스 스틸을 다수겹 꼬는 형식으로 제작된 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 또 다른 일면에 따라, 상기 앵커볼트는 상부면에 가격부가 형성된 몸체와, 상기 몸체의 중앙의 일면과 타면으로 관통 형성되어, 와이어를 삽입할 수 있는 와이어 삽입홈과, 상기 몸체의 중앙의 정면으로 형성되어, 고정부재를 이용하여 와이어를 고정할 수 있는 와이어 고정홈과, 상기 몸체에 형성된 와이어 삽입홈 하측으로 형성되어, 와이어를 표면으로 부터 일정길이 이격되도록 하는 이격부와, 상기 몸체에 형성된 이격부 하부면에 형성되어, 콘크리트 구조물등에 삽입 고정되는 삽입부로 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1 본 발명에 실시예에 따른 콘크리트 구조물의 보수/보강 방법의 전체 흐름도.

도 2 본 발명에 실시예에 따른 보수/보강된 콘크리트 구조물의 단면도.

도 3 본 발명에 실시예에 따른 와이어의 사시도.

도 4 본 발명에 실시예에 따른 앵커볼트의 사시도.

도 5 본 발명에 실시예에 따른 와이어와 앵커볼트의 결합 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 보강부재 20 : 와이어

22 : 철심 24 : 스테인레스 스틸

30 : 앵커볼트 31 : 몸체

31a : 가격부 32 : 와이어 삽입홈

33 : 와이어 고정홈 33a : 고정부재

34 : 이격부 35 : 삽입부

36 : 걸림돌기 100 : 부식된 콘크리트층

110 : 침투성 경화제층 120 : 가넷혼입수성아크릴 폴리머 몰탈

130 : 보강부재층 140 : 가넷혼입수성아크릴 폴리머 몰탈

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 실시예에 따른 콘크리트 구조물의 보수/보강 방법의 전체 흐름도이고, 도 2는 본 발명에 실시예에 따른 보수/보강된 콘크리트 구조물의 단면도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 콘크리트 구조물의 보수/보강방법은 치핑공정(S10), 구체강화 공정(S20), 단면복구 공정(S30)과 보강부재 정착공정(S40) 및 마감공정(S50)으로 구성된다.

상기 치핑공정(S10)은 콘크리트 구조물에 열화되어 부식된 콘크리트(100)를 제거하는 공정으로, 부식된 부분을 완전히 제거하는 것은 필수적인 요건이고, 부식된지 않았지만 부식된 부위 주위에 콘크리트를 같이 제거하는 것이 가장 바람직하다.

또한, 상기 구체강화 공정(S20)은 치핑공정(S10)으로 부실해진 콘크리트층(100) 부위에 침투성 경화제를 이용하여 침투성 경화제층(110)을 형성하여, 보다 수명이 긴 콘크리트 구조물의 보수/보강의 기초를 다지게 된다.

여기서, 상기 단면복구 공정(S30)은 치핑공정(S10)과 구체강화 공정(S20)으로 다듬어진 콘크리트 구조물에 가넷혼입 수성아크릴 폴리머 모르터 등의 재료를 이용하여 단면을 깨끗하는 복구하여, 가넷혼입수성아크릴 폴리머 몰탈층(120)을 형성하여, 작업으로 보강부재(10) 결합이 안정적으로 이루어질 수 있도록 한다.

상기 보강부재 정착 공정(S40)은 도 3 본 발명에 실시예에 따른 와이어의 사시도에 도시된 바와 같이, 철심(22)을 중심으로 얇은 스테인레스 스틸(24)을 다수겹 꼬는 형식으로 제작된 와이어(20)를 사용한다.

이때, 상기 와이어(20)에 도 3 본 발명에 실시예에 따른 앵커볼트의 사시도에 도시된 바와 같은 다수개의 앵커볼트(30)로 연결하여 사용하는데, 상기 와이어(20)를 앵커볼트(30)에 연결할 때에는 앵커볼트(30)의 몸체(31) 중앙의 일면과 타면을 관통하여 형성된 와이어 삽입홈(32)에 삽입한 후, 몸체(31) 중앙의 정면에 형성된 와이어 고정홈(33)에 고정부재(34)를 나사결합하여 와이어(20)를 고정하게 된다.

상기 와이어(20)가 삽입된 앵커볼트(30)의 몸체(31) 하측으로 형성된 삽입부(35)를 콘크리트 구조물 삽입 고정하게 된다.

이때, 상기 삽입부(35)를 콘크리트 구조물에 삽입할 때에는 몸체(31) 상부면에 형성된 가격부(31a)를 해머(hammer)등과 같이 물건을 두드리기 위한 철제(鐵製)의 대형 망치를 이용하여 가격하여 삽입한다.

여기서, 상기 콘크리트 구조물의 삽입된 삽입부(35)의 중앙에 형성된 한개또는 다수개의 걸림돌기(36)에 의해 삽입부의 고정력을 증대시켜 안정적으로 고정하여 보강부재층(130)을 형성한다.

상기 마감 공정(S50)은 정착된 보강부재와 콘크리트 구조물에 가넷혼입 수성아크릴 폴리머 모르터를 이용하여 마감하여 가넷혼입수성아크릴 폴리머 몰탈층(130)을 형성한다.

이때, 도 5 본 발명에 실시예에 따른 와이어와 앵커볼트의 결합 사시도에 도시된 바와 같이, 앵커볼트(30)에 의해 고정된 와이어(20)는 상기 앵커볼트(30)에 형성된 이격부(34)에 의행 콘크리트면에서 일정간격 이격되어 가넷혼입 수성아크릴 폴리머 모르터로 마감공정 진행시 보다 안정적으로 마감될 수 있고, 콘크리트 구조물이 깨끗하게 보임으로 미각적 미려을 줄수 있도록 한다.

이상과 같이, 인장강도가 뛰어난 철심이 삽입된 와이어를 앵커볼트로 고정한 후, 기존 콘크리트와 물성, 특성이 같으면서 접착강도, 압축강도, 휨강도, 방수성, 내마모성, 광택성, 방활성 등이 우수한 고강도 몰탈로 마감하는 콘크리트 구조물의 보수/보강 방법에 있어서, 편리성, 견고성, 시공성을 제공할 수 있고, 또한 콘크리트 구조물의 내력 증강에 따른 성능개선은 물론 수명을 영구적으로 보존 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 콘크리트 구조물에 열화되어 부식된 콘크리트를 제거하는 치핑공정과;

   상기 치핑공정을 한 콘크리트 구조물에 부실한 콘크리트에 침투성 경화제를 이용하여 구체를 강화 시키는 구체 강화 공정과;

   상기 구체 강화공정을 한 콘크리트 구조물에 가넷혼입 수성아크릴 폴리머 모르터를 이용하여 단면을 복구하는 단면복구 공정과;

   상기 단면복구 공정을 한 콘크리트 구조물에 와이어와 앵커볼트로 구성된 보강부재를 정착하는 보강부재 정착 공정과;

   상기 보강부재 정착 공정을 한 콘크리트 구조물에 가넷혼입 수성아크릴 폴리머 모르터를 이용하여 마감하는 마감 공정을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 보강부재를 이용한 콘크리트 구조물의 보수/보강 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 와이어는

   철심을 중심으로 얇은 스테인레스 스틸을 다수겹 꼬는 형식으로 제작된 특징으로 하는 보강부재를 이용한 콘크리트 구조물의 보수/보강 방법.
3. 제 1항 있어서, 상기 앵커볼트는

   상부면에 가격부가 형성된 몸체와;

   상기 몸체의 중앙의 일면과 타면으로 관통 형성되어, 와이어를 삽입할 수 있는 와이어 삽입홈과;

   상기 몸체의 중앙의 정면으로 형성되어, 고정부재를 이용하여 와이어를 고정할 수 있는 와이어 고정홈과;

   상기 몸체에 형성된 와이어 삽입홈 하측으로 형성되어, 와이어를 표면으로 부터 일정길이 이격되도록 하는 이격부와;

   상기 몸체에 형성된 이격부 하부면에 형성되어, 콘크리트 구조물등에 삽입 고정되는 삽입부로 구성된 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수/보강 방법.