KR100464553B1 - 구조물의 보강구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아스팔트나 콘크리트 보강용으로 사용할 수 있는 구조물의 보강구조에 관한 것으로서, 그 목적은 섬유다발 내에 강성 재료로 된 심재가 내장된 하이브리드봉재를 그리드형상(grid type)으로 마련함으로써 하이브리드봉재의 강도보강 및 직진도가 유지되고 이로 인하여 보강공사 후 보강재로서의 성능을 정확히 발휘하므로 아스팔트 혹은 콘크리트 구조물의 보강에 적합하도록 한 것이다.

본 발명은 콘크리트 구조물, 아스팔트 등에 보강재가 시공된 구조물의 보강구조에 있어서, 상기 보강재는 섬유다발(14) 내에 강성 재료로 된 심재(18)가 내장된 하이브리드봉재(12)로 마련되고 이 하이브리드봉재(12)가 그리드형상(grid type)으로 마련된 것을 특징으로 한다.

Description

구조물의 보강구조{Reinforcement Structure of Construction}

본 발명은 아스팔트나 콘크리트 보강용으로 사용할 수 있는 구조물의 보강구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 섬유다발 내에 강성 재료로 된 심재가 내장된 하이브리드봉재를 그리드형상(grid type)으로 마련하여 하이브리드봉재의 강도보강 및 직진도가 유지되고 이로 인하여 보강공사 후 보강재로서의 성능을 정확히 발휘하므로 아스팔트 혹은 콘크리트 구조물의 보강에 적합하게 되는 구조물의 보강구조에 관한 것이다.

일반적으로, 콘크리트 구조물이나 아스팔트 등은 장기간동안 사용하는 도중에 열화되어 균열이 발생되게 되고 이러한 균열의 진행을 방지하거나 균열로 인한 안전사고를 미연에 방지하면서 수명연장을 위해 구조물 등을 보강하는 방법이 적용되고 있다.

이러한 구조물의 보강구조와 관련하여 대한민국 공개특허공보 공개번호 제1998-051334호에는, 필라멘트를 집속한 섬유다발을 일 방향으로 늘어놓고 위로부터 압력을 가하여 섬유다발이 균일한 폭으로 퍼지게 한 강화섬유다발들에 대하여 일정간격을 두고 상기 강화섬유보다 파단신도가 높은 인성보강용 섬유다발이 제직 구성된 것이었다.

상기와 같이 구성된 공개특허공보는 구조물 표면에 이물질을 제거한 후 프라이머를 균일하게 도포하고 상기 프라이머가 건조되면 함침용 상온 경화형 수지를도포하고 그 위에 섬유강화시트를 부착한 다음 로울러로 압착하여 강화섬유시트내로 수지가 스며들어 경화되므로 보강효과를 얻는 것인바 콘크리트 기둥, 보 구조물의 보수 및 보강공사에 적용이 적합한 것이다.

그러나 상기와 같은 공개특허공보에 있어서는, 강화섬유다발에 인성보강용 섬유다발이 제직된 것이어서 직선도 유지나 보다 증강된 강도가 요구되는 구조물의 보강에는 적용할 수 없다는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 연구 개발한 것으로서, 섬유다발 내에 강성 재료로 된 심재가 내장된 하이브리드봉재를 그리드형상(grid type)으로 마련함으로써 하이브리드봉재의 강도보강 및 직진도가 유지되고 이로 인하여 보강공사 후 보강재로서의 성능을 정확히 발휘하므로 아스팔트 혹은 콘크리트 구조물의 보강에 적합하도록 한 구조물의 보강구조를 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 십자형의 홈을 갖는 클립과 앵커볼트를 마련함으로써 하이브리드보강재의 고정이 필요한 콘크리트 구조물의 보강작업시 즉각적인 대처가 가능하고, 하이브리드봉재가 교차하는 부위를 최소한의 클립으로 견고하게 고정할 수 있으며, 이로 인하여 보강작업이 간편함은 물론 시멘트몰탈을 소정두께로 도포할 때 유동을 방지할 수 있도록 한 구조물의 보강구조를 제공하는데 있다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 하이브리드 그리드보강재들을 나타낸 사시도,

도 2a 내지 도 2f는 도 1a 및 도 1b에 적용되는 하이브리드봉재에 대한 실시 예들을 나타낸 단면도,

도 3a 및 도3b는 본 발명의 하이브리드 그리드보강재를 고정하기 위한 클립들을 나타낸 사시도,

도 4는 본 발명의 하이브리드 그리드보강재를 아스팔트 보강에 적용한 상태의 단면도,

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 하이브리드 그리드보강재를 콘크리트 구조물의 보강에 적용한 것을 나타낸 도면이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10: 그리드보강재 12: 하이브리드봉재

14: 섬유다발 16: 심재

18: 외부코팅제 20: 클립

22: 판재 24: 구멍

26: 홈

상기한 바와 같은 목적달성을 위한 본 발명은 콘크리트 구조물, 아스팔트 등에 보강재가 시공된 구조물의 보강구조에 있어서, 상기 보강재는 섬유다발 내에 강성 재료로 된 심재가 내장된 하이브리드봉재로 마련되고 이 하이브리드봉재가 그리드형상(grid type)으로 마련된 것을 특징으로 한다.

상기 하이브리드봉재는 섬유다발의 단면이 원형 혹은 사각형으로 되고 그 중앙에 원형의 심재가 마련되며, 이외에 사각형의 섬유다발 내에 사각형의 심재가 마련될 수 있다. 또한 하이브리드봉재의 섬유다발이 2 내지 4개로 분할되고 분할된 각각의 섬유다발 내에 원형 혹은 사각형의 심재로도 마련할 수 있음은 물론이고, 다.

그리고 상기 하이브리드봉재의 섬유는 섬유 자체에 열가소성수지 또는 열경화성수지를 갖도록 마련하거나 하이브리드봉재로 마련한 후 외부코팅제인 열가소성수지 또는 열경화성수지가 함침 내지 코팅시켜 접착할 수 있고, 상기 하이브리드봉재를 그리드형상으로 배열 혹은 직조한 후 외부코팅제를 함침 내지 코팅시켜 접착할 수 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의거 상세하게 설명하고자 한다.

도 1a는 본 발명에 따른 하이브리드 그리드보강재(10)를 나타낸 사시도로서, 하이브리드봉재(12)를 일정간격으로 평행하게 배열하고 이 하이브리드봉재(12)에 대하여 직교하도록 다수의 하이브리드봉재(12)를 그리드형상(grid type)으로 마련한 것이고, 도 1b는 일정간격으로 평행하게 배열한 하이브리드봉재(12)에 대하여직교하는 다수의 하이브리드봉재(12)들이 서로 엇갈린 상태, 즉 그리드형상(grid type)으로 직조된 것이다. 상기 하이브리드봉재(12)는 섬유다발(14) 내에 길이방향으로 강성 재료로 된 심재(16)가 내장되어 있다.

상기 섬유다발(14)은 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드, PE섬유, PP섬유 등이고, 상기 심재(16)는 직선도 유지를 위해 직진성 강성을 갖는 재료로 마련되며, 예를 들어, 복합재료, 인발품, 금속선 등을 채택함으로써 보강 후 보강재로서의 성능을 정확히 발휘할 수 있게 된다.

도 2a 내지 도 2f는 도 1a 및 도 1b에 적용되는 하이브리드봉재(12)에 대한 실시 예들을 나타낸 단면도로서, 도 2a는 섬유다발(14)의 단면이 원형으로 되고 그 중앙에 원형의 심재(16)가 마련된 것이고, 도 2b는 섬유다발(14)의 단면이 사각형으로 되고 그 중앙에 원형의 심재(16)가 마련된 것이며, 도 2c는 섬유다발(14)의 단면이 사각형으로 되고 그 중앙에 사각형의 심재(16)가 마련된 것이고, 도 2d 내지 도 2f는 하이브리드봉재(12)의 섬유다발(14)이 상하로 양분되고 양분된 각각의 섬유다발(14) 내에 원형 혹은 사각형의 심재(16)로 마련된 것이다.

그리고 상기 하이브리드봉재(12)의 섬유다발(14)에는 하이브리드봉재(12)로 마련한 후 보강종류 및 장소에 따라 적합한 외부코팅제(18)인 열경화성수지를 채택하여 코팅시킨 것이다. 상기 외부코팅제(18)는 예를 들어, 콘크리트 구조물의 보강인 경우엔 무기질도포제, 에폭시수지, 비닐에스테르, 폴리에스터, 시멘트화합물 등이고, 아스팔트의 보강인 경우엔 역청, 타르에폭시, 에폭시수지 등이며, 우레탄바닥의 보강인 경우엔 우레탄수지를 채택하여 사용할 수 있다.

상기 하이브리드봉재(12)는 섬유다발(14)의 외표면에만 외부코팅제(18)를 도포하여 코팅시킨 것으로 도시하고 설명하였으나, 섬유다발(14)의 외부로부터 그 전체에 이르기까지 외부코팅제(18)를 함침 시키거나 섬유다발(14)을 이루는 섬유 필라멘트 자체에 열가소성수지 또는 열경화성수지를 갖도록 마련할 수 있고 하거나 하이브리드봉재(12)로 마련한 후 외부코팅제인 열가소성수지 또는 열경화성수지가 함침 내지 코팅시켜 접착할 수 있다.

상기와 같이 외부코팅제(18)를 섬유다발(14)에 코팅하거나 함침시키는 이유는 방수, 접착, 섬유집속 등을 위한 것이다.

도 3a 및 도3b는 본 발명의 하이브리드 그리드보강재를 목적물에 고정하기 위한 클립(20)들을 나타낸 사시도이다. 여기서는, 판재(22)의 중앙에 사각형 혹은 원형구멍(24)을 천공하고 상기 사각형 혹은 원형의 구멍(24)의 폭보다 작은 홈(26)이 평면상 서로 직교되게 형성한 것이다.

상기와 같은 구성의 클립은 본 발명에 따른 그리드보강재(10)의 고정이 필요한 경우, 그리드보강재(10)의 하이브리드봉재(12)가 교차하는 부위를 클립(20)의 홈(26)에 들어가도록 한 후 앵커볼트로 구조물에 견고하게 고정할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 하이브리드 그리드보강재를 이용하여 구조물의 보강 시공하는 과정을 설명하고자 한다.

먼저, 아스팔트의 보강에 적용하는 경우는 도 4와 같이, 보강하고자 하는 아스팔트의 기층(30) 위에 그리드보강재(10)의 부착을 위한 아스팔트에멜존(32)을 도포하고 그 위에 그리드형상의 그리드보강재(10)를 올려놓아 부착시킨 다음, 아스팔트의 포장을 표층까지 순차적으로 시공하더라도 기층(30)과 표층의 시공시까지 안정되게 고정되어 보강되는 것이다.

이와 같이 시공되면, 그리드보강재(10)의 심재(16)에 의해 아스팔트도로의 내구성이 증진되고 균열로 인한 침투수차단, 반사균열방지효과 및 포장두께의 감소됨은 물론 소성변형이 감소되므로 보강재로서의 정확한 성능을 발휘하게 된다.

그리고 콘크리트 구조물의 보강에 적용하는 경우는, 도 5a 및 도 5b와 같이, 보강하고자 하는 콘크리트(34)의 표면에 그리드보강재(10)를 올려놓고 상기 그리드보강재(10)의 하이브리드봉재(12)가 교차하는 부위를 클립(20)의 십자형의 홈(26)이 수용하도록 클립(20)을 안착시킨 후 앵커볼트(36)로 고정하며, 이후에 소정두께로 콘크리트 몰탈을 도포하고 양생시켜 보강 시공을 완료한다. 상기 클립(20)은 단위면적 1㎡당 6개정도이면 충분하다.상기 클립(20)은 콘크리트 구조물에만 적용하는 것으로 도시하고 설명하였으나, 아스팔트의 기층이 콘크리트인 경우 그리드보강재의 하이브리드봉재가 교차되는 부위를 클립으로 임시 고정할 수 있는 것이며, 이후에 아스팔트에멀존을 도포하고 아스팔트의 표층까지 포장할 수 있음은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 당연하게 실시할 수 있다 할 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 구조물의 보강구조에 의하면, 섬유다발 내에 강성 재료로 된 심재가 내장된 하이브리드봉재를 그리드형상(grid type)으로 마련함으로써 하이브리드봉재의 강도보강 및 직진도가 유지되고 이로 인하여 보강공사 후 보강재로서의 성능을 정확히 발휘하게 된다. 따라서 내구성의 증진, 균열로 인한 침투수차단, 반사균열방지효과 및 포장두께의 감소됨은 물론 소성변형이 감소되고 아스팔트 혹은 콘크리트 구조물의 보강에 적합하게 활용할 수 유용한 발명이다.

또한 본 발명은 십자형의 홈을 갖는 클립과 앵커볼트로 하이브리드보강재의 고정이 필요한 경우에도 콘크리트 구조물의 보강작업시 즉각적인 대처가 가능하고, 하이브리드봉재가 교차하는 부위를 최소한의 클립으로 견고하게 고정할 수 있으며, 이로 인하여 보강작업이 간편함은 물론 시멘트몰탈을 소정두께로 도포할 때 유동을 방지할 수 있는 유용한 발명이다.

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 섬유다발(14) 내에 강성 재료로 된 심재(18)가 내장된 하이브리드봉재(12)로 마련되고 이 하이브리드봉재(12)가 그리드형상(grid type)으로 마련되어 콘크리트 구조물, 아스팔트 등에 시공되는 구조물의 보강구조에 있어서,

   상기 보강재인 하이브리드봉재(12) 교차부위를 고정할 수 있도록 판재(22)의 중앙에 구멍(24)이 천공되고 이 구멍(24)의 폭보다 작은 홈(26)이 평면상 서로 직교하는 별도의 클립(20)으로 마련되는 것을 특징으로 하는 구조물의 보강구조.