KR100625411B1 - 고인성 항균성 단면복구 조성물과 유리섬유봉을 함께 이용한 콘크리트 구조물 보수보강공법 - Google Patents
고인성 항균성 단면복구 조성물과 유리섬유봉을 함께 이용한 콘크리트 구조물 보수보강공법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 휨 응력을 많이 받는 각종 토목ㆍ콘크리트 구조물을 보강하기 위한 높은 휨강도를 갖는 단면 복구용 조성물과 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수보강공법에 관한 것으로, 그 목적은 기존 콘크리트 구조물의 피해부위의 크기에 관계없이 현장에서 직접 용이하게 시공하고, 작업능률을 향상시키며, 우수한 시공성을 구비함과 동시에, 휨 응력을 많이 받는 터널 등의 콘크리트 구조물의 보수부위에 적용되어 내하력이 떨어진 구조물의 내하력을 증가시키고, 콘크리트 구조물의 수명을 연장시키며, 우수한 압축강도 및 휨강도를 구비하는 고인성 항균성 단면복구 조성물과 유리섬유봉을 함께 이용한 콘크리트 구조물 보수보강공법을 제공하는 것이다.
본 발명은 휨 응력이 발생되는 콘크리트 구조물의 보강공법에 있어서; 상기 콘크리트 구조물의 표면을 치핑하고 물로 세정하여 이물질을 제거하는 표면처리단계; 상기 표면처리된 콘크리트 구조물에 포틀랜드시멘트 성분, 무기계 팽창재, 실리카흄, 입도조정 규사, 천매암, 항균제, 유동화제, 폴리머, 섬유 0.2 ∼ 2.5 wt%를 포함하는 고인성 항균성 단면복구 조성물을 도포하는 1차 도포단계; 상기 단면복구 조성물이 도포된 부위에 ㄹ형상의 연속무늬를 구비하는 유리섬유봉을 순차적으로 끼움결합하여 연결철물로 콘크리트 구조물 표면에 고정하는 유리섬유봉 부착단계; 상기 다수개의 유리섬유봉이 끼움결합되어 고정된 부위에 다시 상기의 고인성 항균성 단면복구 조성물을 도포하는 2차 도포단계; 상기 고인성 항균성 단면복구 조성물이 2차 도포된 표면에 세라믹계 도장재를 도포하는 마감처리단계를 포함하도록 되어 있다.
터널, 휨응력, 유리섬유봉, 끼움결합, 구조물
Description
도 1 은 본 발명에 따른 시공블록도
도 2 는 본 발명에 따른 유리섬유봉의 구성을 보인 예시도
도 3 은 본 발명에 따른 유리섬유봉의 연결관계를 보인 예시도
도 4 는 본 발명에 따른 시공구조를 보인 예시도
도 5 는 본 발명에 따른 시공단면 구조를 보인 예시도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
(10) : 유리섬유봉 (11) : 돌출부
(12) : 결합부 (10-1): 제 1 유리섬유봉
(10-1a): 제 1 유리섬유봉 돌출부 (10-1b): 제 1 유리섬유봉 결합부
(10-1c): 제 1 유리섬유봉 돌출부 모서리
(10-2): 제 2 유리섬유봉 (10-2a): 제 2 유리섬유봉 돌출부
(10-2b): 제 2 유리섬유봉 결합부
(10-2d): 제 2 유리섬유봉 결합부 모서리
(10-3): 제 3 유리섬유봉 (10-4): 제 4 유리섬유봉
(20) : 연결철물
(30) : 고인성 항균성 단면복구 조성물
(40) : 세라믹계 도장재 (100) : 콘크리트 구조물
본 발명은 고인성 항균성 단면복구 조성물과 유리섬유봉을 함께 이용한 콘크리트 구조물 보수보강공법에 관한 것으로 특히, 터널등과 같이 휨 응력을 많이 받는 각종 토목 및 콘크리트 구조물에서 발생된 열화현상을 고인성 및 항균성을 구비하는 단면복구 조성물과 ㄹ자형상 연속무늬 유리섬유봉을 이용하여 보강하는 고인성 항균성 단면복구 조성물과 유리섬유봉을 함께 이용한 콘크리트 구조물 보수보강공법에 관한 것이다.
콘크리트를 사용한 토목시설물은 국가의 기반 시설로서, 백년대계를 위한 국가 경제에 매우 중요한 역할을 수행하고 있다. 이러한 콘크리트 구조물은 반영구적으로 100 년 이상의 수명을 구비하고 있으나, 날로 심각해져가는 대기환경오염과 특히 염해, 중성화, 화학적부식 등으로 인한 콘크리트의 부식을 초래하고 이로 인하여 철근 콘크리트 주 재료인 철근의 부식 하여 구조물의 수명을 현저히 단축되는 현상이 발생되고 있다.
콘크리트는 시멘트의 수화반응으로 인하여 생성된 Ca(OH)에 의해 강알카리성(pH 12∼13)을 가지고 있기 때문에 콘크리트에 매립되어 있는 철근은 일반적으로 부식되지 않는다. 그러나 공기중의 탄산가스의 작용을 장기적으로 받게 되면 콘크리트중의 수산화칼슘이 서서히 타산칼슘으로 변하여 pH가 0.8∼10 정도로 낮아져 콘크리트가 알카리성을 상실해 가는 중성화가 발생된다.
이와 같은 중성화는 콘크리트 표면에서 내부로 진행하며 콘크리트는 탄산가스와 반응한 중량만큼 무거워지고 치밀해진다. 콘크리트가 중성화되고 물과 공기가 침투하면 철이 녹쓸고 철근의 체적이 팽창하여 콘크리트에 균열이 발생하여 구조물의 내력과 내구성을 상실하게 된다.
또한 산소공급이 되지 않거나 침전물과 콘크리트에 부착되는 경우 등에 의하여 혐기상태로 되며 하도수 및 폐수 중에 포함되어 있는 황산염의 대부분이 황산염환원세균에 의하여 황화수소를 발생된다. 아래식은 황산염환원 세균이 발생되는 식이다
ＳＯ4 -2 ＋ 2Ｃ ＋ 2Ｈ2Ｏ → Ｈ2Ｓ ＋ 2ＨＣＯ3 -
하수 및 폐수 중에 생성된 황화수소는 산성영역에서 분자상태의 황화수소로 되어 하·폐수 흐름에 의하여 공기중에 확산된 황화수소는 콘크리트상부에 결로 및 비말수에 의해 용해되며, 용해된 황화수소는 황산화세균의 작용에 의하여 황산을 생성한다.
Ｈ2Ｓ ＋ 2Ｏ2 → Ｈ2ＳＯ4
또한, 포틀랜드시멘트의 경화물중에는 다량의 수산화칼슘을 함유하며, 알카리성을 나타내어 산류와 만나면 중화하여 각종의 복염을 생성한다.
콘크리트는 이들 염의 용출과 결정화 등에 의하여 침식, 붕괴하며, 강산은 콘크리트중의 경화생성물인 알루민산칼슘이나 규산칼슘까지도 분해한다. 일반적인 산은 다소 정도의 차이는 있으나 시멘트수화물 및 수산화칼슘을 분해하여 침식한다. 침식의 정도는 무기산(황산, 염산, 질산, 탄산 등)쪽이 유기산(수산, 글루코산, 초산, 의산, 유산, 스테아닌산 등)보다 심하다.
콘크리트표면에 생성된 황산은 콘크리트 수화물과 반응하여 황산칼슘을 생성하고 이수석고가 시멘트중의 3CaO·Al2O3 와 반응하면 에트린자이트가 생성되면서 콘크리트가 팽창, 균열, 박리 등의 부식현상을 일으킨다.
따라서, 기존 철근콘크리트 구조물의 염해, 중성화 및 화학적부식에 피해를 입은 구조물에 대한 보강공법으로 표면탈락 및 박리 부분에는 일반적인 열화부분을 치핑 한 후 신구접착제를 도포하고 단면복구 폴리머 모르타르 도포한 다음, 철판, 탄소섬유 및 탄소섬유 패널을 부착시켜 콘크리트 내하력을 증가시켜주는 것이 일반적인 보강 공법이다.
그러나, 상기와 같은 강판 및 탄소섬유 패널은 플레이트 형상을 구비하고 있으므로, 부착시 콘크리트 표면과 철판, 및 탄소섬유 패널 사이에 공간이 형성되게 되며, 이와 같은 공간의 형성에 따른 밀착력 감쇄를 방지하고자 공간내로 에폭시를 주입하고 있다.
그러나 에폭시는 유기계로 물에 분해되며, 콘크리트와 열팽창계수가 달라 온도가 상승하면, 콘크리트는 팽창하려는 성질이 있는 방면에 에폭시는 수축하려는 성질을 가지고 있어 추후 에폭시 표면에서 박락이 일어나 철판, 및 탄소섬유 패널이 콘크리트 표면에서 떨어질 문제점이 있다.
또한 철판, 및 탄소섬유 패널 부착시 에폭시를 사용하면 통기성을 없어 콘크리트 내부의 공기가 밖으로 나갈 때 에폭시 표면을 밀어 에폭시 표면이 탈락하여 하자가 발생하며, 공법이 여러 공정으로 이루어져 있어 현장 공사시 공정에 따른 주위가 필요하게 되는 문제점이 있었다.
특히, 터널 등과 같이 휨 응력을 많이 받는 각종 토목 및 콘크리트 구조물에 상기와 같은 철판, 탄소섬유패널 등을 이용하여 단면을 복구할 경우, 상기 철판 및 탄소섬유패널은 넓은 플레이트 형상인데 반하여 터널은 특성상 일정 굴곡을 구비하고 있으므로, 이를 터널에 적용할 경우, 터널면과 패널 사이에 공간이 발생되게 되며, 이로 인해 밀착력 및 보수보강력이 저하되는 현상이 발생된다.
특히, 비교적 넓은 공간을 보수 보강할 경우, 패널을 사전에 터널구조에 맞도록 거푸집과 같은 아치형상으로 미리 조립한 다음, 이를 터널내로 이동하여 조립하여야 하므로, 작업시간이 지연되고, 많은 패널 조립시간이 소요되며, 실제 적용부위 이상의 범위에 대하여 보수보강을 해야 하는 문제점이 있었다.
또한, 조립패널의 크기가 클 경우, 고 중량으로 인해 작업이 곤란하고, 많은 작업시간이 소요되며, 작업자의 안전을 위협하게 되는 등 여러가지 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 그 목적은 중성화가 진행에 의한 기존 콘크리트 구조물의 피해, 또는 염화물 침투 및 염화물로 인한 기존 콘크리트 구조물의 피해 및, 화학적 부식 및 동해로 인한 기존 콘크리트 구조물의 피해부위의 크기에 관계없이 현장에서 직접 시공이 가능하고, 이를 통해 작업능률을 향상시키며, 우수한 시공성을 구비하는 고인성 항균성 단면복구 조성물과 유리섬유봉을 함께 이용한 콘크리트 구조물 보수보강공법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 휨 응력을 많이 받는 터널등의 콘크리트 구조물의 보수부위에 적용되어 내하력이 떨어진 구조물의 내하력을 증가시키고, 이를 통해 콘크리트 구조물의 수명을 연장시키며, 우수한 압축강도 및 휨강도를 구비하는 고인성 항균성 단면복구 조성물과 유리섬유봉을 함께 이용한 콘크리트 구조물 보수보강공법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 ㄹ자형상 연속무늬를 구비하는 유리섬유봉 다수개를 연속적으로 또한 다단으로 부착하여 실제 현장에서 설치 및 이음부 시공이 간단하며, 이를 통해 보수보강 공정을 단축시키는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 터널 등과 같이 굴곡면을 구비하는 콘크리트 구조물에 유리섬유봉과 고인성 항균성 단면복구 조성물을 일체화시킴으로써, 콘크리트 구조물에 대한 보수보강부위의 부착성을 향상시키는 것이다.
본 발명은 휨 응력을 많이 받는 각종 토목ㆍ콘크리트 구조물을 보강하기 위한 높은 휨강도를 갖는 고인성 항균성 단면복구 조성물과 유리섬유봉을 함께 이용한 콘크리트 구조물 보수보강공법에 관한 것으로, 상기 고인성 항균성 단면복구 조성물은 포틀랜드시멘트 성분 20∼40wt%, 무기계 팽창재 2∼10wt%, 실리카흄 3∼15wt%, 입도조정 규사 20∼45wt%, 천매암 10∼40wt%, 항균제 0.2∼2.0wt%, 유동화제 0.2∼1.5wt%, 폴리머 0.3∼4.0wt%, 섬유 0.2∼2.5wt%를 포함하도록 되어 있다.
상기 포틀랜드 시멘트는 경화체의 강도를 확보하기 위하여 사용되는 성분으로서 시멘트는 물과 반응을 하여 주요 수화생성물인 칼슘 실리케이트 수화물 및 칼슘 알루미네이트 수화물을 생성시키게 된다. 시멘트의 수화반응에서는 상기의 수화물과 더불어 수산화칼슘이 함께 생성되는데 이 수화물은 주로 골재와의 계면 등에서 생성이 되므로 경화체의 휨강도를 감소시키게 된다. 상기 포틀랜드 시멘트는 고인성 몰탈의 용도에 따라서 1종에서 5종의 시멘트를 사용할 수 있으며, 특히 보강을 위한 대상물이 해양 환경에 놓인 구조물인 경우에는 황산염에 대한 침식 저항성이 우수한 5종 포틀랜드 시멘트인 내황산염 시멘트나 슬래그시멘트 등을 사용할 수 있다. 조기강도의 신속한 확보를 위해서는 조강시멘트 또는 알루미나 시멘트를 사용할 수 있다.
상기 무기계 팽창재는 주 구성광물이 C4A3S인 물질로서 석고 및 CaO 또는 Ca(OH)2와 반응을 하여 팽창성 수화물인 에트링자이트(ettringite)를 생성시킨다. 이 수화물은 시멘트의 건조수축 및 경화수축에 의한 용적의 감소를 방지함으로서 경화체의 균열 및 들뜸을 방지하는 역할을 하는 것으로서 2 wt% 미만인 경우에는 경화체의 수축을 감소시키는 역할을 하지 못하고, 10 wt% 초과한 경우에는 과도한 팽창을 일으킴으로서 팽창에 의한 균열발생, 압축강도의 저하 등 경화체에 나쁜 영향을 발생시킬 수 있다.
상기 실리카흄은 평균 입자경이 0.2 ㎛의 미세한 입자로서 시멘트의 수화반응시 생성되는 수산화칼슘과 반응을 하여 경화체의 압축강도 및 휨강도를 높일 수 있는 칼슘실리케이트 수화물을 생성시킴으로서 장기 내구성 및 화학저항성을 높일 뿐만 아니라 경화체의 압축강도와 휨강도를 높이는 역할을 하며, 함량이 3 wt% 미만일 때에는 압축 및 휨강도에 큰 영향을 미치지 못하였으며, 15 wt% 초과할 경우에는 모르타르의 작업성이 크게 감소한다. 또한, 본 발명은 상기 실리카흄 대신 메타카올린을 사용할 경우, 비슷한 효과를 얻을 수 있으나, 실리카흄을 사용하는 것이 더 바람직하다.
상기 규사는 6호 입도의 규사를 40 ~ 60 wt%, 5호 입도의 규사를 60 ~ 40 wt%의 비율로 조합을 하여 사용할 때 모르타르의 작업성이 우수하며, 6호 입도의 규사 비율이 증가할수록 모르타르의 작업성이 감소되는 경향이 있다.
상기 천매암(Phylite)은 석영, 장석, 백운모 등으로 구성된 변성암의 일종으로 판상의 구조를 구비하는 암석으로서, 규사의 계면이 매끈한 구조를 갖는데 반하여 천매암은 암석의 파쇄시 계면이 요철구조를 갖기 때문에 시멘트 페이스트와의 계면 부착력이 증가되는 효과가 있으므로 모르타르의 휨강도를 증진시키는 역할을 하게 된다. 또한, 상기 천매암은 함량이 10 wt% 미만일 때에는 휨강도의 증가에 큰 효과가 없으며, 40 wt% 초과할 경우에는 모르타르의 작업성 및 강도가 감소하게 된다.
상기 항균제는 각종 균류나 곰팡이류의 생성을 억제, 또는 방지하기 위한 목적으로 첨가하는 것으로서 Ag 또는 Cu 이온을 담지시킨 합성 제올라이트를 사용한다. 함량이 0.2 wt% 미만일 때에는 항균작용이 미약하며, 2.0 wt% 초과할 때에는 압축강도 및 휨강도를 저하시킨다.
상기 섬유는 고인성 모르타르의 휨강도를 높이기 위한 목적으로 첨가하는 것으로서 폴리프로필렌계, 아크릴계, 아크릴아미드계, 셀루로스계, 폴리비닐알콜계, 스틸계의 섬유를 사용할 수 있으며, 0.2 wt% 미만을 사용할 경우에는 휨강도의 향상에 큰 효과가 없고, 2.5 wt% 초과할 경우에는 모르타르의 원활한 분산ㆍ혼합성능을 크게 저해시키기 때문에 함량을 제한하였다.
상기 폴리머는 콘크리트나 몰탈로 되어 있는 바탕면의 조건에 따라 크게 영향을 받지 않고 부착력을 높이기 위하여 첨가되는 것으로 아크릴계, 에틸렌비닐아세테이트(EVA)계, 스티렌 부타디엔 고무(SBR)계, 폴리비닐알콜(PVA)계를 사용할 수 있다. 폴리머는 0.3 wt% 미만일 경우에는 부착력의 향상에 큰 효과가 없고 4.0 wt% 초과할 경우에는 경화체의 강도가 감소하고 모르타르의 점성이 증가하게 되어 표면의 마감작업이 어렵게 된다.
상기 유동화제는 모르타르의 작업성을 향상시키기 위하여 첨가하는 것으로, 멜라민계, 나프탈렌계, 카르복실계 유동화제를 사용한다. 유동화제는 0.2wt% 미만에서는 유동성 증진효과가 미약하기 때문에 혼합수가 다량 사용이 되어 압축강도 및 휨강도의 감소를 유발시키며, 1.5wt% 초과하여 사용할 경우에는 유동성의 증진 에 큰 효과가 없을 뿐만 아니라 재료분리 현상 등을 초래하기 때문에 함량을 제한하였다.
실시예 1
포틀랜드 시멘트 29.5 wt%, 무기계 팽창재 5 wt%, 실리카흄 10 wt%, 아크릴아미드계 섬유 1.5 wt%, 아크릴계 폴리머 2.0 wt%, 멜라민계 유동화제 1.0 wt%, 항균제(합성제올라이트) 1.0 wt%, 규사 25 wt%(6호 입도 규사 50wt%, 5 호입도 규사 50wt%), 천매암 25 wt%로 이루어진 고인성 모르타르 조성물에 대하여 압축강도, 휨강도, 플로우 시험을 하였으며, 그 결과는 [표1]과 같다.
[표 1]
| 시험항목 | 단위 | 재령(일) | 측정값 |
| 압축강도 | ㎏f/㎠ | 3 | 312 |
| 7 | 447 | ||
| 28 | 574 | ||
| 휨강도 | ㎏f/㎠ | 7 | 127 |
| 28 | 185 | ||
| 플로우 | % | 120 | |
| 혼합수량 | wt % | 20 | |
비교예 1
시멘트 37 wt%, 무기계 팽창재 5 wt%, 실리카흄 2.5 wt%, 아크릴 아미드계 섬유 1.5 wt%, 폴리머 2.0 wt%, 유동화제 1.0 wt%, 항균제 1.0 wt%, 입도조정 규사 25 wt% , 천매암 25 wt%로 이루어진 고인성 모르타르 조성물에 대하여 압축강도, 휨강도, 플로우 시험을 하였으며, 이를 실시예 1 의 조성비와 비교하였다. 그 결과는 [표2]와 같다.
[표2]
| 시험항목 | 단위 | 재령(일) | 실시예 1 | 비교예 1 |
| 압축강도 | ㎏f/㎠ | 3 | 312 | 275 |
| 7 | 447 | 386 | ||
| 28 | 574 | 488 | ||
| 휨강도 | ㎏f/㎠ | 7 | 127 | 78 |
| 28 | 185 | 121 | ||
| 플로우 | % | 120 | 125 | |
| 혼합수량 | wt % | 20 | 20 | |
상기 비교예 1 에서와 같이, 실리카흄의 첨가량에 의해 압축강도 및 휨강도에 큰 영향이 있음을 알 수 있다.
비교예 2
시멘트 29.5 wt%, 팽창재 5 wt%, 실리카흄 10 wt%, 섬유 1.5 wt%, 폴리머 2.0 wt%, 유동화제 1.0 wt%, 항균제 1.0 wt%, 입도조정 규사 41 wt% , 천매암 9 wt%로 이루어진 고인성 모르타르 조성물에 대하여 압축강도, 휨강도, 플로우 시험을 하였으며, 이를 실시예 1 의 조성비와 비교하였다. 그 결과는 [표3]과 같다.
[표3]
| 시험항목 | 단위 | 재령(일) | 실시예 1 | 비교예 2 |
| 압축강도 | ㎏f/㎠ | 3 | 312 | 292 |
| 7 | 447 | 413 | ||
| 28 | 574 | 511 | ||
| 휨강도 | ㎏f/㎠ | 7 | 127 | 81 |
| 28 | 185 | 105 | ||
| 플로우 | % | 120 | 123 | |
| 혼합수량 | wt % | 20 | 20 | |
상기 비교예 2 에서와 같이, 천매암의 함량에 따라 휨강도에 큰 영향이 있음을 알 수 있다.
비교예 3
실시예 1 과 동일한 조성으로 이루어진 고인성 항균성 단면복구 조성물을 형성한 후, 이를 종래의 단면 보수용 모르타르 조성물(제품 A)과 압축강도 및 휨강도를 비교하였으며, 그 결과는 [표4]와 같다.
[표4]
| 시험항목 | 단위 | 재령(일) | 비교예 3 | 제품 A |
| 압축강도 | ㎏f/㎠ | 3 | 312 | 221 |
| 7 | 447 | 276 | ||
| 28 | 574 | 388 | ||
| 휨강도 | ㎏f/㎠ | 7 | 127 | 65 |
| 28 | 185 | 82 | ||
| 플로우 | % | 120 | 117 | |
| 혼합수량 | wt % | 20 | 17 | |
상기의 [표4]에서와 같이 범용적으로 사용되고 있는 비교제품 A는 혼합수량이 17%로 낮은데도 불구하고 모르타르의 중요한 물성값 중에 하나인 압축강도와 휨강도가 낮다. 특히 휨강도는 본 발명의 조성물과 비교해서 약 44%의 값에 불과한 것으로 나타남에 따라 본 발명의 조성물은 휨강도가 매우 우수한 것을 알 수 있다.
상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 3 의 시험은 KS에 규정된 시멘트의 각종 품질시험에 준하여 실험을 하였으며, 압축강도 시험은 KS L 5105, 휨강도 시험은 KS F 2407, 플로우 시험은 KS L 5105의 시험방법을 적용하였다.
이하 상기와 같이 이루어진 본 발명의 고인성 항균성 단면복구 조성물을 이용한 콘크리트 구조물의 보강공법을 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 발명에 따른 시공블록도를, 도 2 는 본 발명에 따른 유리섬유봉의 구성을 보인 예시도를, 도 3 은 본 발명에 따른 유리섬유봉의 연결관계를 보인 예시도를, 도 4 는 본 발명에 따른 시공구조를 보인 예시도를, 도 5 는 본 발명에 따른 시공단면 구조를 보인 예시도를 도시한 것으로, 본 발명은 터널등과 같은 휨응력이 많이 발생되는 콘크리트 구조물의 표면을 치핑하고 물로 세정하여 이물질을 제거하는 표면처리단계(S100)와, 상기 표면처리된 콘크리트 구조물에 고인성 항균성 단면복구 조성물(30)을 도포하는 1차 도포단계(S200)와, 상기 단면복구 조성물이 도포된 부위에 ㄹ형상의 연속무늬를 구비하는 유리섬유봉(10)을 순차적으로 끼움결합하여 연결철물(20)로 콘크리트 구조물(100) 표면에 고정하는 유리섬유봉 부착단계(S300)와, 상기 다수개의 유리섬유봉(10)이 끼움결합되어 고정된 부위에 다시 고인성 항균성 단면복구 조성물(30)을 도포하는 2차 도포단계(S400)와, 상기 고인성 항균성 단면복구 조성물(30)이 2차 도포된 표면에 세라믹계 도장재(40)를 도포하는 마감처리단계(S500)를 포함하도록 되어 있다.
상기 표면처리단계(S100)는 염해, 중성화(탄산화) 및 화학적부식 등과 같은 노후화 현상에 의해 발생된 표면콘크리트에서의 피복재 탈락, 조골재 노출, 물곰보 집중, 녹물오염, 들뜸부위 및 부식을 제거하는 것으로, 열화된 콘크리트 표면을 그라인더 등의 공구를 이용하여 완전 제거하고, 치핑된 구조물의 표면을 100~150㎏/㎡ 의 고압세정기를 사용하여 이물질을 완전히 제거한다.
상기 1 차 도포단계(S200)는 포틀랜드 시멘트, 무기계 팽창재, 실리카흄, 규사, 천매암, 항균제, 유동화제, 폴리머, 섬유로 이루어진 고인성 항균성 단면복구 조성물을 표면처리된 콘크리트 구조물의 표면에 도포하는 것으로, 스프레이 시공 또는 손 미장으로 13∼18㎜, 바람직하게는 15㎜ 두께로 도포한다.
상기 유리섬유봉 부착단계(S300)는 유리섬유봉(10)을 다수개 연속적으로 끼워서 연결하는 것으로, 상기 유리섬유봉(10)은 도 2 에 도시된 바와 같이, 다수개의 돌출부(11)와 이에 대응하는 결합부(12)로 이루어져 있으며, 상기 돌출부(11)와 결합부(12)는 연속적으로 형성되어 있다. 즉, 돌출부(11)는 "⊂" 형상을 구비하고, 결합부(12)는 이에 대응되는 "⊃" 형상을 구비하며, 상기 돌출부(11)의 일측 끝단은 결합부(12)의 일측 끝단에 연결되며, 결합부(12)의 또다른 일측 끝단은 또다른 돌출부의 일측 끝단에 연결되어 돌출부와 결합부는 "ㄹ"자 형상이 연속적으로 형성된 형상을 구비한다.
또한, 상기 유리섬유봉은 돌출부(11)와 결합부(12)의 연결부위가 도 2 에 도시된 바와 같이 소정각도의 기울기를 구비한다. 즉, 테이퍼진 형상을 구비한다.
상기와 같이 형성된 유리섬유봉(10)은 도 3 및 도 4 에 도시된 바와 같이, 제 1 유리섬유봉(10-1)을 설치하고, 제 1 유리섬유봉의 돌출부(10-1a)내로 제 2 유리섬유봉의 돌출부(10-2a)가 삽입되도록 끼운다음 제 2 유리섬유봉(10-2)의 결합부 모서리(10-2d)가 제 1 유리섬유봉의 돌출부 모서리(10-1c)에 접촉되도록 제 2 유리섬유봉(10-2)을 당기게 되면, 제 1,2 유리섬유봉(10-1,10-2)은 엇갈림 끼움결합되어 일체화된다.
상기와 같은 결합의 반복에 의해 제 3 유리섬유봉(10-3)이 제 2 유리섬유봉 (10-2)에, 제 4 유리섬유봉(10-4)이 제 3 유리섬유봉(10-3)에 연속적으로 또한 순차적으로 결합되며, 이와 같은 작업의 반복에 의해 n 개의 유리섬유봉이 연속적으로 연결된다.
또한, 상기와 같이 끼움결합되는 다수의 유리섬유봉은 연결철물(20)에 의해 콘크리트 구조물(100)에 결합된다. 즉, 일측 유리섬유봉의 결합부 모서리와 이에 접촉되는 또다른 유리섬유봉의 돌출부 모서리 사이에 앵커 등의 연결철물(20)을 타설하여, 유리섬유봉의 접촉부위(A)가 연결철물(20)에 의해 콘크리트 구조물(100)에 고정되도록 되어 있다.
즉, 상기 유리섬유봉 부착단계(S300)는 돌출부(10-1a)와 결합부(10-b)가 연속적으로 형성된 제 1 유리섬유봉(10-1)을 설치하는 제 1 단계(S310)와, 상기 제 1 유리섬유봉의 돌출부(10-1a)내로 제 2 유리섬유봉의 돌출부(10-2a)를 삽입하는 제 2 단계(S320)와, 상기 돌출부(10-2a)가 삽입된 제 2 유리섬유봉의 결합부 모서리(10-2d)가 제 1 유리섬유봉의 돌출부 모서리(10-1c)에 접촉되도록 제 2 유리섬유봉(10-2)을 돌출부(10-2a) 삽입방향으로 당기어 제 2 유리섬유봉의 결합부 모서리(10-2d)와 제 1 유리 섬유봉의 돌출부 모서리(10-1c)를 접촉시키는 제 3 단계(S330)와, 상기 제 1 유리섬유봉의 돌출부 모서리(10-1c)와 이에 접촉되는 제 2 유리섬유봉의 결합부 모서리(10-2d) 사이에 연결철물(20)을 설치하여 제 1,2 유리섬유봉의 접촉부위(A)를 콘크리트 구조물(100)에 고정하는 제 4 단계(S340)와, 상기 제 2 내지 4 단계를 다수번 반복하여 제 3,4,5…,n 유리섬유봉을 순차적으로 연결고정하는 제 5 단계(S350)로 이루어져 있다.
상기 2차 도포단계(S400)는 포틀랜드 시멘트, 무기계 팽창재, 실리카흄, 규사, 천매암, 항균제, 유동화제, 폴리머, 섬유로 이루어진 고인성 항균성 단면복구 조성물을 유리섬유봉이 설치된 콘크리트 구조물에 도포하는 것으로, 상기 유리섬유봉이 내부에 위치하도록 스프레이 시공 또는 손미장으로 15㎜∼20㎜ 정도의 두께로 도포된다.
상기 마감처리단계(S500)는 유리섬유봉 및 고인성 항균성 단면복구 조성물에 의해 보수 보강된 콘크리트 구조물 부위에 세라믹계 도장재를 1㎜∼2㎜ 정도 바람직하게는 1㎜ 정도 2 회 걸쳐 도포한다. 이때, 상기 세라믹계 도장재는 건축물의 외장도료로 사용되는 공지의 세라믹계 도장재를 사용한다. 즉, 대한민국 공개특허 10-2005-0092827 호 및, 대한민국 공개특허 10-2005-0004327 호 등에 게재된 공지의 세라믹계 도장재 또는, 대한민국 등록특허 10-0474665 호에 게재된 "아크릴 베이스 폴리머와 다공성물질로 이루어진 세라믹 코팅재"를 사용할 수 있으며, 현재 시중에서 판매되는 아크릴 실리콘계 도료인 스피타이트(삼화페인트) 등등과 같이 공지된 세라믹계 도장재를 사용하여 마감처리한다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.
이와 같이, 본 발명의 고인성 항균성 단면복구 조성물은 우수한 압축강도 및 휨강도를 구비하고 있어, 휨 응력을 많이 받는 터널등의 각종 토목 콘크리트 구조물에 용이하게 적용할 수 있다.
또한, 본 발명의 고인성 항균성 단면복구 조성물은 항균제가 더 첨가되어 있어, 각종 균류나 곰팡이류의 생성을 억제 및 방지하여, 콘크리트 구조물의 수명을 연장시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 ㄹ자 형상의 연속무늬를 구비하는 다수개의 유리섬유봉을 연속적으로 끼움결합에 의해 부착하도록 되어 있어, 평면 뿐만이 아니라 굴곡을 구비하는 콘크리트 구조물에도 쉽게 적용할 수 있다.
또한, 본 발명은 다수개의 유리섬유봉이 끼움방식에 의해 결합되도록 되어 있어, 현장에서 이음결합이 가능하고, 시공이 간단하며, 공정을 단축시킴과 동시에 긴밀하게 유리섬유봉을 설치할 수 있어, 강도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 우수한 압축강도 및 휨강도를 구비하는 고인성 항균성 단면복구 조성물과 다수개의 유리섬유봉을 동시에 시공하도록 되어 있어, 콘크리트 구조물의 구조적 안정성을 향상시키며, 특히 터널의 경우 상부로부터 가해지는 하중을 용이하게 지탱할 수 있는 등 많은 효과가 있다.
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- 휨 응력이 발생되는 콘크리트 구조물의 보강공법에 있어서;상기 콘크리트 구조물의 표면을 치핑하고 물로 세정하여 이물질을 제거하는 표면처리단계;상기 표면처리된 콘크리트 구조물에 고인성 항균성 단면복구 조성물을 도포하는 1차 도포단계;상기 단면복구 조성물이 도포된 부위에 ㄹ형상의 연속무늬를 구비하는 유리섬유봉을 순차적으로 서로 끼움결합하여 연결하고, 끼움결합된 유리섬유봉의 접촉부위를 연결철물에 의해 콘크리트 구조물 표면에 고정하는 유리섬유봉 부착단계;상기 다수개의 유리섬유봉이 끼움결합에 의해 부착된 부위에 다시 상기의 고인성 항균성 단면복구 조성물을 도포하는 2차 도포단계;상기 고인성 항균성 단면복구 조성물이 2차 도포된 표면에 세라믹계 도장재를 도포하는 마감처리단계로 이루어지되,상기 고인성 항균성 단면복구 조성물은 포틀랜드시멘트 성분 20∼40wt%, 주 구성광물이 C4A3S 인 무기계 팽창재 2∼10wt%, 실리카흄 3∼15wt%, 6호 입도의 규사 40∼60wt%와 5호 입도의 규사 60~40wt%로 이루어진 입도조정 규사 20∼45wt%, 천매암 10∼40wt%, Ag 또는 Cu 이온을 담지시킨 합성 제올라이트인 항균제 0.2∼2.0wt%, 멜라민계, 나프탈렌계, 카르복실계 유동화제로 이루어진 군에서 선택된 하나의 유동화제 0.2∼1.5wt%, 아크릴계, 에틸렌비닐아세테이트(EVA)계, 스티렌 부타디엔 고무(SBR)계, 폴리비닐알콜(PVA)계로 이루어진 군에서 선택된 하나의 폴리머 0.3∼4.0wt%, 폴리프로필렌계, 아크릴계, 아크릴아미드계, 셀루로스계, 폴리비닐알콜계, 스틸계 섬유로 이루어진 군에서 선택된 하나의 섬유 0.2∼2.5wt%를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보수보강공법.
- 제 8 항에 있어서;상기 유리섬유봉 부착단계는 돌출부와 결합부가 연속적으로 형성된 제 1 유리섬유봉을 설치하는 제 1 단계와,상기 제 1 유리섬유봉의 돌출부내로 제 2 유리섬유봉의 돌출부를 삽입하는 제 2 단계와,상기 돌출부가 삽입된 제 2 유리섬유봉의 결합부 모서리가 제 1 유리섬유봉의 돌출부 모서리에 접촉되도록 제 2 유리섬유봉을 돌출부 삽입방향으로 당기어 제 2 유리섬유봉의 결합부 모서리와 제 1 유리 섬유봉의 돌출부 모서리를 접촉시키는 제 3 단계와,상기 제 1 유리섬유봉의 돌출부 모서리와 제 2 유리섬유봉의 결합부 모서리사이에 연결철물을 설치하여 제 1,2 유리섬유봉의 접촉부위를 콘크리트 구조물에 고정하는 제 4 단계;상기 제 2 내지 4 단계를 다수번 반복하여 제 3,4,5…,n 유리섬유봉을 순차적으로 연결고정하는 제 5 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보수보강공법.
- 제 8 항에 있어서;상기 고인성 항균성 단면복구 조성물은 1차 도포시 13∼18㎜ 두께로 도포되고, 2차 도포시 15∼20㎜ 두께로 도포되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보수보강공법.
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