KR100456378B1 - 콘크리트 구조물 보강용 패널 및 이를 이용한 콘크리트구조물 보강방법. - Google Patents

콘크리트 구조물 보강용 패널 및 이를 이용한 콘크리트구조물 보강방법. Download PDF

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KR100456378B1 KR10-2001-0082537A KR20010082537A KR100456378B1 KR 100456378 B1 KR100456378 B1 KR 100456378B1 KR 20010082537 A KR20010082537 A KR 20010082537A KR 100456378 B1 KR100456378 B1 KR 100456378B1
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Abstract

본 발명은 콘크리트 구조물 보강용 패널 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보강 방법에 관한 것이다.
더욱 구체적으로는, 보강섬유와 천공된 강판을 이용하여 콘크리트 구조물 보강용 패널을 만들고, 상기 패널을 에폭시 수지 등의 접착제를 이용하여 보강 대상인 콘크리트 구조물에 접착시킴으로써, 상기 보강대상인 콘크리트 구조물과 상기 패널이 일체화될 수 있도록 한 것이다. 또한 통상의 패널보다 가로폭이 좁은 패널을 여러개 횡으로 배열하고, 상기 횡으로 배열된 패널들을 보강 섬유와 결합시킴으로써 제작되는 콘크리트 구조물 보강용 패널에 관한 것이다. 또한 패널의 한쪽 부분을 굴곡하여 형성하고 상기 굴곡된 부분을 다른 패널과 볼트 또는 다목적 앵카를 사용하여 결합시킬 수 있는 콘크리트 구조물 보강용 패널 및 이를 이용한 보강방법에 관한 것이다.

Description

콘크리트 구조물 보강용 패널 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보강방법.{Panel for reinforcing con'c body and reinforcing method using the same}
본 발명은 콘크리트 구조물 보강용 패널 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보강방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 보강섬유와 천공된 강판을 이용하여 패널을 제작하고, 상기 패널을 에폭시 수지 등의 접착제를 이용하여 보강 대상인 콘크리트 구조물에 접착시킴으로써, 상기 강판과 보강섬유 또는 상기 보강대상인 콘크리트 구조물과 상기 패널이 일체화될 수 있도록 한 것이다.
구조물은 시간 경과로 인한 노화, 재해, 설계 및 시공상의 하자, 사용변경 등 다양한 이유로 내구성, 내하력 및 구조물의 수명에 영향을 받게 되며, 구조적으로 손상된 경우에는 전면 또는 부분적인 보강조치가 요구된다. 따라서 이러한 구조물의 보수와 보강은 구조물의 수명을 증가시키고 안전성의 확보를 위한 필수적인 과정이 된다.
강판접착공법은 보강 대상 구조물을 표면처리 한 후 앵커 및 용접작업을 이용강판을 설치한 다음 밀봉하고 에폭시 수지를 주입하여 접착시키는 공법으로 재료 자체의 구입이 용이하고 재료의 확실한 성질발현을 기대할 수 있지만, 중량(重量, 소요강도를 확보하기 위해 일반적으로 4.5㎜이상 두께의 강판을 적용함)인 관계로 운반 및 취급상의 어려움과 시공 시 안전관리의 문제점이 있으며, 용접 등 화기의 사용으로 인하여 화재의 위험성이 있다. 또한 보강 후 과다한 사하중의 증가로 인한 보강구조물의 하중부담, 강판 부식의 우려 및 내화성·내열성 등 취약한 열적 성능과 같은 문제점을 갖고 있다.
상기한 강판접착공법의 문제점을 해결하기 위해 본 발명자는 강판과 보강섬유, 또는 강판과 콘크리트를 사용하여 콘크리트 구조물 보강용 패널을 개발하였고 이는 대한민국 특허출원 10-2001-0026987과 PCT 조약에 의한 특허출원 PCT/KR01/01830 에 설명되어 있다. 상기 발명은 강판과 보강섬유 또는 강판과 프리캐스트 콘크리트와 같이 이질재료를 합성하여 일체화함으로 각 재료의 장점은 극대화되고 단점은 서로 보완할 수 있게 되었다. 또한 상기 발명은 보강재료로 1㎜이하의 박막(薄膜)강판을 적용 가능케 함으로 경량화를 꾀할 수 있으며, 동시에 운반 및 취급이 용이하여 보강 공사시 작업성을 향상시킬 수 있었다.
본 발명자는 보강섬유와 천공된 강판을 이용하여 콘크리트 구조물 보강용 패널을 제작하여, 상기 보강섬유와 상기 강판이 일체화되거나, 또는 에폭시 수지 등의 접착제로 보강대상 콘크리트 구조물에 접착시에 상기 패널과 콘크리트 구조물이 일체화되어 더욱 완벽한 보강이 가능한 콘크리트 구조물 보강용 패널과 이를 이용한 콘크리트 구조물 보강 방법을 개발하였다.
또한 상기 패널들을 서로 연결하기 위한 수단으로써 볼트와 앵커를 이용함으로써 상기 패널들을 완벽하게 연결하고 또한 미감도 우수하게 하였다.
본 발명의 목적은 보강섬유와 천공된 강판을 이용하여 콘크리트 구조물 보강용 패널을 제작하여, 상기 보강섬유와 상기 강판이 일체화될 수 있는 콘크리트 구조물 보강용 패널과 이를 이용한 콘크리트 구조물 보강 방법을 개발하는데 있다.
본 발명의 목적은 에폭시 수지 등의 접착제로 상기 콘크리트 구조물 보강용 패널을 상기 보강대상 콘크리트 구조물에 접착시에 상기 패널과 콘크리트 구조물이 일체화되어 더욱 완벽한 보강이 가능한 콘크리트 구조물 보강용 패널과 이를 이용한 콘크리트 구조물 보강 방법을 개발하는데 있다.
본 발명의 목적은 상기 콘크리트 구조물 보강용 패널의 한쪽부분을 굴곡되게 하고, 상기 굴곡된 부분에 볼트공을 천공하여, 볼트를 이용하여 상기 패널들을 서로 연결함으로써 패널의 연결부분을 완전하게 하는 데 있다.
본 발명의 목적은 상기 콘크리트 구조물 보강용 패널의 한쪽부분을 굴곡되게 하고, 상기 굴곡된 부분에 볼트공을 천공하여, 볼트를 이용하여 상기 패널들을 서로 연결함으로써 상기 연결부분의 미감을 좋게 하는데 있다.
도1은 본 발명의 콘크리트 구조물 보강용 패널 제작에 사용되는 강판이다.
도2는 본 발명의 콘크리트 구조물 보강용 패널 제작에 사용되는 강판이다.
도3은 본 발명의 콘크리트 구조물 보강용 패널 제작에 사용되는 강판이다.
도4는 본 발명의 콘크리트 구조물 보강용 패널 제작에 사용되는 폭이 좁은 강판이다.
도5는 본 발명의 콘크리트 구조물 보강용 패널 제작에 사용되는 폭이 좁은 강판이다.
도6은 본 발명의 콘크리트 구조물 보강용 패널 제작에 사용되는 폭이 좁은 강판이다.
도7은 천공되지 않은 강판이다.
도8은 천공되지 않은 폭이 좁은 강판이다.
도9는 본 발명의 콘크리트 구조물 보강용 패널이다.
도10은 본 발명의 콘크리트 구조물 보강용 패널이다.
도11은 본 발명의 콘크리트 구조물 보강용 패널이다.
도12는 본 발명의 콘크리트 구조물 보강용 패널이다.
도13은 본 발명의 콘크리트 구조물 보강용 패널이다.
도14는 본 발명의 콘크리트 구조물 보강용 패널이다.
도15는 본 발명의 콘크리트 구조물 보강용 패널이다.
도16은 본 발명의 콘크리트 구조물 보강용 패널이다.
도17은 본 발명의 콘크리트 구조물 보강용 패널이다.
도18은 천공되지 않은 강판을 이용하여 제작한 패널을 나타낸 것이다.
도19는 천공되지 않은 강판을 이용하여 제작한 패널을 나타낸 것이다.
도20은 천공되지 않은 강판을 이용하여 제작한 패널을 나타낸 것이다.
도21은 천공되지 않은 강판을 이용하여 제작한 패널을 나타낸 것이다.
도22는 천공되지 않은 강판을 이용하여 제작한 패널을 나타낸 것이다.
도23은 천공되지 않은 강판을 이용하여 제작한 패널을 나타낸 것이다.
도24는 폭이 좁은 천공되지 않은 강판을 이용하여 제작한 패널을 나타낸 것이다.
도25는 폭이 좁은 천공되지 않은 강판을 이용하여 제작한 패널을 나타낸 것이다.
도26은 폭이 좁은 천공되지 않은 강판을 이용하여 제작한 패널을 나타낸 것이다.
도27은 본 발명의 패널을 이용하여 콘크리트 구조물을 보강하는 모습을 나타낸 것이다.
도28a 내지 도28d는 도27의 보강에서 상기 패널의 단부를 처리하는 모습을 나타낸 것이다.
도29는 상기 도27,28의 보강에서 단면을 나타낸 것이다.
도30은 본 발명의 패널을 이용하여 콘크리트 구조물을 보강하는 모습을 나타낸 것으로 패널끼리 연결해야 할 경우에 연결부를 처리하는 것을 나타낸 것이다.
도31a,b,c,d는 도30의 상기 연결부를 확대하여 나타낸 것이다.
도32는 상기 도30,31의 단면을 나타낸 것이다.
도33은 본 발명의 패널을 이용하여 콘크리트 구조물을 보강하는 모습을 나타낸 것이다.
도34는 상기 도33의 보강에서 패널의 연결부가 생길 경우에 연결부의 단면을 나타낸 것이다.
도35a는 본 발명의 패널이다.
도35b는 본 발명의 연결부가 절곡되게 형성된 패널이다.
도35c는 상기 도35a와 도35b의 패널을 조립한 것이다.
도36은 본 발명의 콘크리트 구조물 보강에 사용되는 다목적 앵카이다.
도37은 본 발명의 콘크리트 구조물 보강에 사용되는 다목적 앵카이다.
도38a는 본 발명의 패널로서 연결부가 절곡되게 형성된 것이다.
도38b는 본 발명의 패널이다.
도38c는 상기 도38a와 도38b를 조립한 것을 나타낸 것이다.
도39a는 본 발명의 콘크리트 구조물 보강용 패널의 연결에 사용되는 볼트를 나타낸 것이다.
도39b는 본 발명의 콘크리트 구조물 보강용 패널의 연결에 사용되는 볼트를 나타낸 것이다.
<도면의 부호에 대한 간단한 설명>
10 : 천공된 강판 11 : 천공된 강판
12 : 천공된 강판 13,14,15 : 천공된 폭이 좁은 강판
16 : 천공되지 않은 강판 17 : 천공되지 않은 폭이 좁은 강판
20 : 함침접착층 30 : 보강섬유
40 : 분말 50 : 천공홀
51 : 천공홀 52 : 천공홀
53, 54, 55 : 천공홀
100, 200, 300, 400, 500, 600, 710 : 콘크리트 구조물 보강용 패널
188, 288, 388 : 폭이 좁은 천공된 강판으로 만든 콘크리트 구조물 보강용 패널
650 : 볼트공
660 : 한쪽 부분이 굴곡된 콘크리트 구조물 보강용 패널
661 : 볼트공이 천공된 콘크리트 구조물 보강용 패널
700 : 한쪽 부분이 굴곡된 콘크리트 구조물 보강용 패널
701 : 볼트공 720, 730 : 볼트
750 : 콘크리트 구조물 755 : 접착제 층
810, 820, 830, 840, 850, 860 : 콘크리트 구조물 보강용 패널
880, 878, 858 : 폭이 좁은 강판으로 만든 콘크리트 구조물 보강용 패널
902 : 앵커홀 906 : 고정용 볼트
910 : 콘크리트 구조물 보강용 패널
922, 923 : 보강판
931: 한쪽 단부가 절곡된 콘크리트 구조물 보강용 패널
936 : 인서트
이하 본 발명을 도면을 참조하여 설명한다.
도1 내지 도8은 본 발명의 콘크리트 구조물 보강용 패널에 사용되는 강판을 나타낸 것이다.
강판은 휨강도가 우수한 것으로 통상 강판보강공법에 사용되는 강판이면 무방하며, 보강 대상 구조물의 요구 강도에 따라 그 두께를 조절하여 적용할 수 있다. 즉, 강판(10)에는 인장강도 및 탄성계수가 우수한 보강섬유가 보강되므로, 1㎜이하의 박막(薄膜)강판을 적용할 수도 있다.
상기 강판의 종류로는 갈바늄 강판(EGI 강판), 폴리에스터 코티드(polyesther coated) 강판, 칼라 강판, 알루미늄 강판 등이 있을 수 있는데 보강 대상 콘크리트 구조물의 상태 등을 고려하여 적절한 것을 사용할 수 있다.
도1은 원형의 천공홀, 도2는 사각형의 천공홀, 도3은 육각형의 천공홀만을 나타내었지만 경우에 따라 적절한 형상의 천공홀을 만들 수 있음은 물론이다.
도4 내지 도6은 상기 강판에서 가로 폭이 좁은 패널로서 통상의 강판 패널은 가로 폭이 약 10cm 정도인데 반하여 상기 패널은 약2~5cm 정도이다. 상기 가로 폭이 좁은 패널을 여러개 횡으로 배열하고 보강섬유를 그 위에 접착시킴으로써 패널을 만들 수 있다.
도7과 도8은 천공되지 않은 강판을 나타낸 것으로 도18 내지 도26의 패널에사용된다.
도9는 본 발명의 콘크리트 구조물 보강용 패널(100)로서,
일정크기의 천공된 강판; 상기 강판 상부면에 형성되는 함침접착층(20);
상기 강판 상부면에 설치되어 함침접착층에 의해 함침, 접착되는 보강섬유(30); 및 상기 함침접착층 상부면에 분사되어 함침접착층 표면에 함침, 접착되는 분말(40); 을 포함하는 패널로서, 상기 강판에 형성된 천공홀을 통하여 상기 강판과 보강섬유가 더울 접착ㆍ결합될 수 있으며 또한 상기 천공홀로 인하여 강판의 연성을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강용 패널(100)이다.
상기 콘크리트 구조물 보강용 패널(100)의 제조방법은,
그 제조방법은 일정크기로 재단된 강판(10) 일표면에 함침접착층(20)을 형성시키는 제1단계; 상기 함침접착층(20)이 형성된 강판(10) 일표면에 보강섬유(30)를 함침, 접착시키는 제2단계; 상기 함침접착층 상부에 분말(40)을 분사하여 함침, 접합시키는 제3단계; 및, 상기 제2단계에서 형성된 함침접착층(20)을 경화시키는 제4단계; 를 포함하여 이루어진다.
도9에서 강판 패널을 폭이 좁은 강판 패널로 대체하여 도10과 같이 제작할 수 있다. 도10에서 강판을 제외한 나머지 요소는 도9와 같다.
함침접착층(20)은 상기 강판의 상부면에 함침접착제를 도포하여 형성되는것으로, 함침접착제로는 강판과의 뛰어난 접착력과 보강섬유의 함침이 용이하고 적정이상의 강도를 보유하고 있는 함침접착용 2액형 에폭시 수지 또는 1액형 프리프래그 에폭시 수지와 같은 함침 접착 전용수지가 적당하다. 상기 함침접착층(20)은 상기 강판 표면을 코팅하는 역할을 하게 됨으로 강판의 부식을 방지하여 내식성을 향상시킨다.
상기 보강섬유로는 인장강도, 탄성계수 내구성이 우수한 탄소섬유(carbon fiber), 유리섬유(glass fiber) 또는 아라미드 섬유(aramide fiber)중 어느 하나를 선택하거나 둘 이상을 선택하여 합성한 것을 적용한다. 또한, 보강섬유(30)는 보강 대상 구조물의 요구 강도에 따라 여러층으로 적층할 수 있음은 당연하다. 보강섬유(30)가 여러층으로 적층되는 경우에는 함침접착층(20)을 형성시키고 보강섬유(30)를 함침, 접착시키는 과정을 반복하되, 기포가 제거되어 완전 함침이 되도록 주의한다. 결국, 강판은 상기 패널을 현장 적용시에 앙카 볼트의 사용을 가능하게 하고 강판과 앙카볼트의 적용은 본 발명 패널의 연성을 확보한다. 또한 보강섬유(30)는 강판의 인장을 보강하여 고인장력에 대응할 수 있게 함으로써 보강 대상 구조물은 보강작업 후 휨, 전단 및 인장에 대한 완전한 보강이 이루어지게 되는바 본 발명의 패널은 충분한 안전성을 확보하게 한다.
분말(40)은 함침접착층(20)이 경화하기 전에 함침접착층(20) 표면에 분사되어 함침, 접착되는 것으로, 본 발명의 패널의 표면을 거칠게 함으로서 접착용 수지와의 접착력을 증대시킨다. 분말로는 규사 또는 고로제강슬래그 등을 적용할 수 있다.
도11은 본 발명의 콘크리트 구조물 보강용 패널(200)로서,
일정크기의 천공된 강판; 상기 강판 상부면에 형성되는 함침접착층(20);상기 강판 상부면에 설치되어 함침접착층에 의해 함침, 접착되는 상부 보강섬유(30); 상기 강판 상부면에 분사되어 함침접착층 표면에 함침, 접착되는 분말(40); 상기 강판의 하부면에 형성되는 함침접착층(20); 상기 강판 하부면에 설치되어 상기 함침접착층에 의해 함침, 접착되는 하부 보강섬유(30); 및 상기 강판 하부면에 분사되어 함침접착층 표면에 함침, 접착되는 분말(40);
을 포함하여 이루어진다. 상기 강판에 형성된 천공홀을 통하여 상기 상부 보강섬유와 하부 보강섬유가 접착ㆍ결합되어 일체화될 수 있는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강용 패널(200)이다.
도11에서 강판 패널을 폭이 좁은 강판 패널로 대체하여 도12와 같이 제작할 수 있다. 도12에서 강판을 제외한 나머지 요소는 도11과 같다.
도11,12의 강판, 보강섬유, 분말, 함침접착층은 도9의 패널에서 설명한 바와 같다. 상기 패널도 도9 패널(100)의 제조방법과 같은 방법을 이용하여 제조할 수 있다.
도13은 본 발명의 콘크리트 구조물 보강용 패널(300)로서,
일정크기의 보강섬유(30); 상기 보강섬유 상부면에 형성되는 함침접착층(20);상기 보강섬유 상부면에 설치되어 함침접착층에 의해 접착되는 천공된 강판; 및 상기 강판 상부면에 분사되어 함침,접착되는 분말(40);
을 포함하여 이루어진다. 상기 강판에 형성된 천공홀을 통하여 상기 강판과 보강섬유가 더욱 강력하게 접착ㆍ결합될 수 있으며 강판의 연성을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강용 패널(300)이다.
도13에서 강판 패널을 폭이 좁은 강판 패널로 대체하여 도14와 같이 제작할 수 있다. 도14에서 강판을 제외한 나머지 요소는 도13과 같다.
도13,14의 강판, 보강섬유, 분말, 함침접착층은 도9의 패널에서 설명한 바와 같다. 상기 패널도 도9 패널(100)의 제조방법과 같은 방법을 이용하여 제조할 수 있다.
도15는 본 발명의 콘크리트 구조물 보강용 패널(400)로서,
일정 크기의 천공된 하부강판; 상기 하부강판 상부면에 형성되는 함침접착층(20); 상기 하부강판 상부면에 설치되어 함침접착층에 의해 함침,접착되는 보강섬유(30); 상기 보강섬유 상부면에 형성되는 접착층; 상기 보강섬유 상부면에 형성된 접착층에 의해 접착되는 천공된 상부 강판;
을 포함하여 이루어진다. 상기 상부강판과 하부 강판에 형성된 천공홀을 통하여 강판과 보강섬유가 더욱 강력하게 접착ㆍ결합될 수 있으며 강판의 연성을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강용 패널(400)이다.
상기 패널(400)을 이용하여 콘크리트 구조물을 보강할 경우에는 상기 하부 강판을 천공되지 않은 강판을 사용할 수도 있다. 즉 이렇게 함으로써 미관을 더욱좋게 할 수 있는 것이다.
도15의 강판, 보강섬유, 분말, 함침접착층은 도9의 패널에서 설명한 바와 같다. 상기 패널(400)도 도9 패널(100)의 제조방법과 같은 방법을 이용하여 제조할 수 있다.
도16은 본 발명의 콘크리트 구조물 보강용 패널(500)로서,
도15의 상기 콘크리트 구조물 보강용 패널에서, 상기 상부강판 및 하부강판의 표면에 형성되는 접착층; 및 상기 하부 강판 및 상부 강판의 표면에 형성되는 접착층에 분사되어 접착되는 분말; 을 추가로 더 포함하여 이루어진다.
상기 패널(500)을 이용하여 콘크리트 구조물을 보강할 경우에는 상기 하부 강판을 천공되지 않은 강판을 사용할 수도 있다. 즉 이렇게 함으로써 미관을 더욱 좋게 할 수 있는 것이다.
도16의 강판, 보강섬유, 분말, 함침접착층은 도9의 패널에서 설명한 바와 같다. 상기 패널(500)도 도9 패널(100)의 제조방법과 같은 방법을 이용하여 제조할 수 있다.
도17은 본 발명의 콘크리트 구조물 보강용 패널(600)로서,
일정크기의 천공된 하부 강판; 상기 하부 강판 상부면에 형성되는 함침접착층(20); 상기 하부 강판 상부면에 설치되어 함침접착층에 의해 함침, 접착되는 상부 보강섬유(30); 상기 하부 강판 상부면에 분사되어 함침접착층 표면에 함침, 접착되는 분말(40); 상기 함침접착층 상부면에 형성되는 접착층; 상기 접착층 상부면에 설치되어 결합하는 상부 강판; 상기 하부 강판의 하부면에 형성되는 함침접착층(20); 상기 하부 강판 하부면에 설치되어 상기 함침접착층에 의해 함침, 접착되는 하부 보강섬유(30); 및 상기 하부 강판 하부면에 분사되어 함침접착층 표면에 함침, 접착되는 분말(40);
을 포함하여 이루어진다. 상기 하부 강판에 형성된 천공홀을 통하여 상기 상부 보강섬유와 상기 하부 보강섬유가 접착ㆍ결합되어 일체화되고, 상기 상부 강판에 형성된 천공홀을 통하여 강판과 보강섬유가 더욱 강력하게 접착ㆍ결합될 수 있으며 강판의 연성을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강용 패널(600)이다.
도17의 강판, 보강섬유, 분말, 함침접착층은 도9의 패널에서 설명한 바와 같다. 상기 패널(600)도 도9 패널(100)의 제조방법과 같은 방법을 이용하여 제조할 수 있다.
상기한 도9 내지 도17은 본 발명을 구체화한 실시예에 불과하고 본 발명의 개념이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 콘크리트 구조물 보강용 패널은 보강대상 구조물의 상태에 따라 보강섬유의 수와 강판의 수를 적당히 조절할 수 있고 또한 천공홀의 개수 및 천공홀의 형상도 조절할 수 있다.
도18 내지 도26은 상기 도9 내지 도17의 패널에서, 천공되지 않은 강판을 이용하여 제작한 패널을 나타낸 것이다. 도18 내지 도26의 상기 패널들의 제조방법은 대한민국 특허출원 10-2001-0026987과 PCT 국제출원 PCT/KR01/01830에 설명되어 있다.
본 발명의 콘크리트 구조물 보강용 패널을 이용하여 콘크리트 구조물을 보강하는 방법을 도27을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
기존 콘크리트 표면을 연마 작업하는 단계; 연마작업이 완료된 콘크리트 표면에 패널 정착용 앙카 홀을 천공하는 단계; 바탕면의 먼지 기타 이물질 등을 완전 제거하는 단계; 로울러 붓 등을 이용 모체 침투형 합성수지 접착제(Primer)를 도포하는 단계; 다목적 앙카(도36,37 참조)의 인서트 앙카를 기 천공된 앙카 홀에 설치하는 단계; 고무주걱 또는 쇠주걱 등을 이용 에폭시 퍼티 접착제를 일정 두께 도포 미장 작업하는 단계;보강용 패널을 에폭시 퍼티 접착제가 도포 미장된 표면에 접착하는 단계; 패널 고정용 볼트를 설치 한 후 합성수지 로울러 등을 이용 패널을 완전 밀착 작업하는 단계; 패널 고정 및 부착파괴 방지용 볼트를 고정 완료하는 단계;
를 포함하여 이루어진다. 상기 보강 공법은 1.6mm 이하의 두께를 가진 강판 패널을 이용하여 보강할 경우에도 적용 가능하다. 상기 보강 공법은 더욱 바람직하게는 1.0mm 이하의 칼라강판부터 강판ㆍ섬유 복합패널까지 적용가능하다.
도28a,b은 콘크리트 구조물 보강법에서 패널 고정 및 부착파괴 방지용 볼트를 이용하여 패널 단부를 처리하는 방법을 나타낸 것이다. 상기 콘크리트 구조물보강용 패널 단부에 도28의 패드(pad)를 설치하고 패드에 형성된 홀을 통하여 상기 다목적 앵카 또는 볼트를 이용하여 상기 패널을 콘크리트 구조물에 결합시킨다. 이렇게 함으로써 패널을 구조물에 결합,부착시에 패널의 단부가 인장력에 의해 부착파괴가 일어나는 것을 효과적으로 막을 수 있다.
도29는 상기 도28b의 방법을 이용하여 콘크리트 구조물을 보강한 단면을 나타낸 것이다.
도30은 패널을 서로 연결하여 시공해야 할 경우에 패널의 연결부를 처리하는 모습을 나타낸 것이다. 즉,
기존 콘크리트 표면을 연마 작업하는 단계; 패널 정착용 앙카 홀을 천공하는 단계; 콘크리트 표면을 고압 집진기 등을 이용하여 먼지 기타 이물질 등을 완전 제거하는 단계; 로울러 붓 등으로 모체 침투형 합성수지 접착제(Primer)를 골고루 도포하는 단계; 다목적 앙카(도36,37 참조)의 인서트 앙카를 기 천공된 앙카 홀에 설치하는 단계; 고무주걱 또는 쇠주걱 등을 이용하여 에폭시 퍼티 접착제를 일정 두께 (3mm이상)도포 미장 작업하는 단계; 보강용 패널을 에폭시 퍼티 접착제가 도포 미장된 표면에 부착한 후 패널 고정용 볼트를 체결하는 단계; 접착된 패널을 밀착 부착 한 후 고정용 볼트를 조임작업하는 단계; 합성수지 로울러를 이용 접착된 패널을 완전 접착하는 단계; 고무 주걱 또는 쇠주걱 등으로 연결부분의 패널 표면을 에폭시 퍼티 접착제를 얇게 도포 작업하는 단계; 보강용 패널을 에폭시 퍼티 접착제가 도포된 표면에 부착 한 후 합성수지 로울러 등을 이용 밀착 접착 작업하는 단계; 연결 고정용 보강판을 고정용 볼트를 이용 고정 작업하는 단계; 를포함한다.
상기 패널의 연결 부위를 인서트(936)와 고정용 볼트(906)를 이용하여 연결하는 대신에 볼트만을 이용하여 연결할 수도 있다.
도31은 도30에서 패널 상호간의 연결부위를 나타낸 것이고. 도32는 도31의 단면을 나타낸 것이다.
도33은 강판 두께가 3mm이상인 경우에 에폭시 주입접착식 공법을 나타낸 것이다. 이하에서 설명한다.
상기의 에폭시 주입접착식 공법에서는 도9 내지 도26의 콘크리트 구조물 보강용 패널 중 어느 한 패널에서, 상기 패널의 한쪽 부분을 굴곡하여 형성하고, 상기 굴곡하여 형성된 부분에 볼트공 또는 앵커홀이 천공되고, 상기 볼트공 또는 앵커홀에 암나사부가 형성된 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강용 패널(700, 661)과, 상기 콘크리트 구조물 보강용 패널 중 어느 한 패널에서, 상기 패널의 한쪽부분에 볼트공 또는 앵커홀이 형성되고, 상기 볼트공 또는 앵커홀에 암나사부가 형성된 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강용 패널(710, 660)이 필요하다.(도35,38참조)
상기 공법의 각 단계는 아래와 같다.
기존 콘크리트 표면을 연마 작업하는 단계; 패널 정착용 앙카 홀을 천공하는 단계; 앙카 홀 천공 및 고압 집진기 등을 이용 먼지 기타 이물질 등을 완전 제거하는 단계; 다목적 앙카(도36,37 참조)의 인서트 앙카를 기 천공된 앙카 홀에 설치하는 단계; 보강용 패널을 고정용 볼트를 이용하여 고정작업을 하는 단계; 연결부가 절곡된 패널을 연속 설치하면서 고정용 앙카를 이용 부착 고정하는 단계; 패널과 패널 및 패널과 콘크리트 사이의 간격등을 에폭시 실링제를 이용하여 실링(밀봉)작업하는 단계; 에폭시 주입구 및 공기 배출구를 설치하는 단계; 저점도 에폭시 수지를 주입 작업하는 단계; 를 포함한다.
상기 보강공법은 강판 두께가 3mm 이상의 복합패널일 경우에 더욱 바람직하게 적용가능하다.
본 발명의 패널을 이용한 공법에는 상기 도33의 공법이외에 다음과 같은 공법도 있다. 즉,
보강 대상 구조물의 바탕면을 정리하는 단계; 상기 보강 대상 구조물에 패널 정착용 앙카홀을 천공하는 단계; 도35b 또는 도38a 콘크리트 구조물 보강용 패널 굴곡부 하부에 도35a 또는 도38b의 콘크리트 구조물 보강용 패널의 한쪽 부분을 위치시키고, 상기 두 콘크리트 구조물 보강용 패널을 볼트공을 일치시켜 볼트(720,730)로 결합시키는 단계; 상기 보강 대상 구조물의 바탕면과 상기 볼트 결합된 콘크리트 구조물 보강용 패널의 일표면에 접착층을 형성시키는 단계; 상기 보강 대상 구조물의 바탕면에 상기 볼트 결합된 콘크리트 구조물 보강용 패널을 접착시키는 단계; 고정용 앙카를 이용하여 상기 패널을 보강 대상 구조물에 부착 고정하는 단계; 상기 패널과 패널 및 상기 패널과 콘크리트 사이의 간격을 에폭시실링제를 이용하여 실링(밀봉)작업하는 단계; 에폭시 주입구 및 공기 배출구를 설치하는 단계; 저점도 에폭시 수지를 주입 작업하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강 공법이다.
도39a,b는 도38의 패널을 조립하는데 사용하는 볼트를 나타낸 것으로 도38b의 볼트는 고무 패킹이 더 들어있다.
도36과 도37은 다목적 앵카를 나타낸 것으로 그 제조방법과 각 부분의 기능에 대해서는 특허출원 10-2000-0069466에 도시되어 있다. 상기 다목적 앙카는 에폭시 수지 등을 주입할 수 있는 주입기능, 공기 배출기능 등의 역할을 한다.
본 발명은 보강섬유와 천공된 강판을 이용하여 콘크리트 구조물 보강용 패널을 제작하여, 상기 보강섬유와 상기 강판이 일체화될 수 있는 콘크리트 구조물 보강용 패널과 이를 이용한 콘크리트 구조물 보강 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 에폭시 수지 등의 접착제로 상기 콘크리트 구조물 보강용 패널을 상기 보강대상 콘크리트 구조물에 접착시에 상기 패널과 콘크리트 구조물이 일체화되어 더욱 완벽한 보강이 가능한 콘크리트 구조물 보강용 패널과 이를 이용한 콘크리트 구조물 보강 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 콘크리트 구조물 보강용 패널의 한쪽부분을 굴곡되게 하고, 상기 굴곡된 부분에 볼트공을 천공하여, 볼트를 이용하여 상기 패널들을 서로 연결함으로써 패널의 연결부분을 완전하게 할 수 있다.
본 발명은 상기 콘크리트 구조물 보강용 패널의 한쪽부분을 굴곡되게 하고, 상기 굴곡된 부분에 볼트공을 천공하여, 볼트를 이용하여 상기 패널들을 서로 연결함으로써 상기 연결부분의 미감을 좋게 할 수 있다.

Claims (18)

  1. 일정크기의 천공된 강판;
    상기 강판 상부면에 형성되는 함침접착층;
    상기 강판 상부면에 설치되어 함침접착층에 의해 함침, 접착되는 보강섬유; 및
    상기 함침접착층 상부면에 분사되어 함침접착층 표면에 함침, 접착되는 분말;
    을 포함하는 패널로서, 상기 강판에 형성된 천공홀을 통하여 강판과 보강섬유가 더욱 강력하게 접착ㆍ결합될 수 있으며 강판의 연성을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강용 패널(100).
  2. 일정크기의 천공된 강판;
    상기 강판 상부면에 형성되는 함침접착층;
    상기 강판 상부면에 설치되어 함침접착층에 의해 함침, 접착되는 상부 보강섬유;
    상기 강판 상부면에 분사되어 함침접착층 표면에 함침, 접착되는 분말;
    상기 강판의 하부면에 형성되는 함침접착층;
    상기 강판 하부면에 설치되어 상기 함침접착층에 의해 함침, 접착되는 하부보강섬유; 및
    상기 강판 하부면에 분사되어 함침접착층 표면에 함침, 접착되는 분말;
    을 포함하는 패널로서, 상기 강판에 형성된 천공홀을 통하여 상기 상부 보강섬유와 하부 보강섬유가 접착ㆍ결합되어 일체화될 수 있는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강용 패널(200).
  3. 일정크기의 보강섬유;
    상기 보강섬유 상부면에 형성되는 함침접착층;
    상기 보강섬유 상부면에 설치되어 함침접착층에 의해 접착되는 천공된 강판; 및
    상기 강판 상부면에 분사되어 함침,접착되는 분말;
    을 포함하는 패널로서, 상기 강판에 형성된 천공홀을 통하여 상기 강판과 보강섬유가 더욱 강력하게 접착ㆍ결합될 수 있으며 강판의 연성을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강용 패널(300).
  4. 일정 크기의 천공된 하부강판;
    상기 하부강판 상부면에 형성되는 함침접착층;
    상기 하부강판 상부면에 설치되어 함침접착층에 의해 함침,접착되는 보강섬유;
    상기 보강섬유 상부면에 형성되는 접착층;
    상기 보강섬유 상부면에 형성된 접착층에 의해 접착되는 천공된 상부 강판;
    을 포함하는 패널로서, 상기 상부강판과 하부 강판에 형성된 천공홀을 통하여 상기 강판과 보강섬유가 더욱 강력하게 접착ㆍ결합될 수 있으며 강판의 연성을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강용 패널(400).
  5. 제4항에서,
    상기 하부 강판은 상기 천공홀이 형성되지 않은 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강용 패널.
  6. 제4항의 상기 콘크리트 구조물 보강용 패널에서,
    상기 상부강판 및 하부강판의 표면에 형성되는 접착층; 및
    상기 하부 강판 및 상부 강판의 표면에 형성되는 접착층에 분사되어 접착되는 분말;
    을 추가로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강용 패널(500).
  7. 제6항에서,
    상기 하부 강판은 상기 천공홀이 형성되지 않은 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강용 패널.
  8. 일정크기의 천공된 하부 강판;
    상기 하부 강판 상부면에 형성되는 함침접착층;
    상기 하부 강판 상부면에 설치되어 함침접착층에 의해 함침, 접착되는 상부 보강섬유;
    상기 하부 강판 상부면에 분사되어 함침접착층 표면에 함침, 접착되는 분말;
    상기 함침접착층 상부면에 형성되는 접착층;
    상기 접착층 상부면에 설치되어 결합하는 상부 강판;
    상기 하부 강판의 하부면에 형성되는 함침접착층;
    상기 하부 강판 하부면에 설치되어 상기 함침접착층에 의해 함침, 접착되는 하부 보강섬유; 및
    상기 하부 강판 하부면에 분사되어 함침접착층 표면에 함침, 접착되는 분말;
    을 포함하는 패널로서, 상기 하부 강판에 형성된 천공홀을 통하여 상기 상부 보강섬유와 상기 하부 보강섬유가 접착ㆍ결합되어 일체화되고, 상기 상부 강판에 형성된 천공홀을 통하여 상기 강판과 보강섬유가 더욱 강력하게 접착ㆍ결합될 수 있으며 강판의 연성을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강용 패널(600).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에서.
    상기 강판의 천공홀의 형상은 원, 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형 및 팔각형 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강용 패널.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에서.
    상기 강판은 폭이 좁은 강판 패널(13,14,15)을 횡으로 배열한 것인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강용 패널.
  11. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에서.
    상기 강판은 갈바늄 강판(EGI 강판), 폴리에스토 코티드(polyesther coated)강판, 칼라 강판, 알루미늄 강판 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강용 패널.
  12. 보강대상 콘크리트 표면을 연마 작업하는 단계; 연마작업이 완료된 콘크리트 표면에 패널 정착용 앙카 홀을 천공하는 단계; 바탕면의 먼지 기타 이물질을 완전 제거하는 단계; 로울러 붓을 이용 모체 침투형 합성수지 접착제(Primer)를 도포하는 단계; 다목적 앙카의 인서트 앙카를 기 천공된 앙카 홀에 설치하는 단계; 고무주걱 또는 쇠주걱을 이용 에폭시 퍼티 접착제를 일정 두께 도포 미장 작업하는 단계; 제1항 내지 10항의 콘크리트 구조물 보강용 패널 중에 어느 한 패널을 에폭시 퍼티 접착제가 도포 미장된 표면에 접착하는 단계; 패널 고정용 볼트를 설치 한 후 합성수지 로울러를 이용하여 패널을 완전 밀착 작업하는 단계; 패널 고정 및 부착파괴 방지용 볼트를 고정 완료하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강방법.
  13. 보강대상 콘크리트 구조물의 표면을 연마 작업하는 단계; 패널 정착용 앙카 홀을 천공하는 단계; 콘크리트 표면을 고압 집진기를 이용하여 먼지, 이물질을 완전 제거하는 단계; 로울러 붓으로 모체 침투형 합성수지 접착제(Primer)를 골고루 도포하는 단계; 다목적 앙카의 인서트 앙카를 기 천공된 앙카 홀에 설치하는 단계; 고무주걱 또는 쇠주걱을 이용하여 에폭시 퍼티 접착제를 일정 두께 (3mm이상)도포 미장 작업하는 단계; 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 콘크리트 구조물 보강용패널을 에폭시 퍼티 접착제가 도포 미장된 표면에 부착한 후 패널 고정용 볼트(906)를 체결하는 단계; 접착된 패널을 밀착 부착 한 후 고정용 볼트를 조임작업하는 단계; 고무 주걱 또는 쇠주걱으로 연결부분의 패널 표면을 에폭시 퍼티 접착제를 얇게 도포 작업하는 단계; 보강용 패널을 에폭시 퍼티 접착제가 도포된 표면에 부착 한 후 합성수지 로울러를 이용 밀착 접착 작업하는 단계; 및 연결 고정용 보강판(923)을 고정용 볼트(906)를 이용하여 고정 작업하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강방법.
  14. 제13항에서, 상기 패널의 연결 부위를 인서트(936)와 고정용 볼트(906)를 이용하여 연결하는 대신에 볼트를 이용하여 연결하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강방법.
  15. 제1항 내지 제8항의 상기 콘크리트 구조물 보강용 패널 중 어느 한 항의 패널에서, 상기 콘크리트 구조물 보강용 패널의 한쪽 부분이 굴곡하여 형성되고, 상기 굴곡하여 형성된 부분에 볼트공 또는 앵커홀이 천공되고, 상기 볼트공 또는 앵커홀에 암나사부가 형성된 것을 특징으로 하는 제1 콘크리트 구조물 보강용 패널(700);
    제1항 내지 제8항의 상기 콘크리트 구조물 보강용 패널 중 어느 한 항의 패널에서, 상기 콘크리트 구조물 보강용 패널의 한쪽부분에 볼트공 또는 앵커홀이 형성되고, 상기 볼트공 또는 앵커홀에 암나사부가 형성된 것을 특징으로 하는 제2 콘크리트 구조물 보강용 패널(710);
    을 포함하여 이루어지며, 상기 제1 콘크리트 구조물 보강용 패널과 상기 제2 콘크리트 구조물 보강용 패널이 볼트 또는 앵커를 이용하여 결합될 수 있는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강용 패널.
  16. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 상기 콘크리트 구조물 보강용 패널에서, 천공되지 않은 강판을 이용하여 콘크리트 구조물 보강용 패널(810,820,830,840,850,860)을 제작하고, 상기 콘크리트 구조물 보강용 패널(810,820,830,840,850,860)의 한쪽 부분을 굴곡되게 형성하고, 상기 굴곡하여 형성된 부분에 볼트공 또는 앙커홀이 천공되고, 상기 볼트공 또는 앙카홀에 암나사부가 형성된 것을 특징으로 하는 제1 콘크리트 구조물 보강용 패널(660);
    제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 상기 콘크리트 구조물 보강용 패널에서, 천공되지 않은 강판을 이용하여 콘크리트 구조물 보강용 패널(810,820,830,840,850,860)을 제작하고, 상기 패널의 한쪽 부분에 볼트공 또는 앙카홀이 형성되고, 상기 볼트공 또는 앙카홀에 암나사부가 형성된 것을 특징으로 하는 제2 콘크리트 구조물 보강용 패널(661);
    을 포함하여 이루어지며, 상기 제1 콘크리트 구조물 보강용 패널과 상기제2 콘크리트 구조물 보강용 패널이 볼트 또는 앙카를 이용하여 결합될 수 있는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강용 패널.
  17. 보강대상 콘크리트 표면을 연마 작업하는 단계; 패널 정착용 앙카 홀을 천공하는 단계; 고압 집진기를 이용하여 먼지, 이물질을 완전 제거하는 단계; 다목적 앙카의 인서트 앙카를 기 천공된 앙카 홀에 설치하는 단계; 제1항 내지 제10항의 콘크리트 구조물 보강용 패널을 고정용 볼트를 이용하여 고정작업을 하는 단계; 연결부가 절곡된 제15항 또는 제16항의 패널을 연속 설치하면서 고정용 앙카를 이용하여 부착 고정하는 단계; 상기 패널과 패널 및 상기 패널과 콘크리트 사이의 간격을 에폭시 실링제를 이용하여 실링(밀봉)작업하는 단계; 에폭시 주입구 및 공기 배출구를 설치하는 단계; 저점도 에폭시 수지를 주입 작업하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강방법.
  18. 보강 대상 구조물의 바탕면을 정리하는 단계;
    상기 보강 대상 구조물에 패널 정착용 앙카홀을 천공하는 단계;
    제15항 또는 제16항의 상기 제1 콘크리트 구조물 보강용 패널 굴곡부 하부에 상기 제2 콘크리트 구조물 보강용 패널의 한쪽 부분을 위치시키고, 상기 제1, 제2 콘크리트 구조물 보강용 패널을 볼트공을 일치시켜 볼트(720,730)로 결합시키는 단계;
    상기 보강 대상 구조물의 바탕면과 상기 볼트 결합된 제1, 제2 콘크리트 구조물 보강용 패널의 일표면에 접착층을 형성시키는 단계;
    상기 보강 대상 구조물의 바탕면에 상기 볼트 결합된 제1, 제2 콘크리트 구조물 보강용 패널을 접착시키는 단계;
    고정용 앙카를 이용하여 상기 패널을 보강 대상 구조물에 부착 고정하는 단계;
    상기 패널과 패널 및 상기 패널과 콘크리트 사이의 간격을 에폭시 실링제를 이용하여 실링(밀봉)작업하는 단계; 에폭시 주입구 및 공기 배출구를 설치하는 단계; 저점도 에폭시 수지를 주입 작업하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강방법.
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