KR100718649B1

KR100718649B1 - 콘크리트 구체의 누수균열보수공법

Info

Publication number: KR100718649B1
Application number: KR1020060081599A
Authority: KR
Inventors: 박성우; 한송수; 지완구; 정삼룡
Original assignee: 삼성물산 주식회사
Priority date: 2006-08-28
Filing date: 2006-08-28
Publication date: 2007-05-15
Anticipated expiration: 2026-08-28

Abstract

본 발명은 보수재를 주입하여 콘크리트 구체의 균열을 보수하는 누수균열보수공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보수재가 충전되는 충전부를 T형상으로 천공함으로 불규칙한 균열면과 만나는 보수면적을 확장시켜 보수성능을 향상시키고 나아가 보수재로 벤토나이트를 함유한 고무화 아스팔트 방수재를 채택함으로 현장 적용성과 보수성능을 향상시킨 누수균열보수공법에 관한 것이다.

본 발명의 콘크리트 구체의 누수균열보수공법은 균열이 발생한 콘크리트 구체를 보수보강함에, (a)콘크리트 구체의 일표면에서 수직으로 균열면을 따라 천공하여 수직주입구를 형성시키는 수직천공단계; (b)콘크리트 구체의 타표면 피복두께를 확보한 상태로 상기 수직주입구에서 수평으로 천공하여 수평공간부를 형성시키는 수평천공단계; 그리고, (c)상기 수직주입구를 통해 보수재를 주입하여 수직주입구와 수평공간부에 보수재를 충전하는 주입단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

매트기초, 누수, 균열보수, 워터제트, 보수재

Description

콘크리트 구체의 누수균열보수공법{Construction method for preventing a leak through crack of concrete structure}

도 1은 종래의 콘크리트 구체의 누수균열보수공법을 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 콘크리트 구체의 누수균열보수공법을 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명의 콘크리트 구체의 누수균열보수공법에 워터제트를 적용하는 방법을 도시한 도면이다.

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 콘크리트 구체의 누수균열보수공법의 보수성능을 실험한 방법과 결과를 도시한 그래프이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 콘크리트 구체 110: 수직주입구

120: 수평공간부 200: 지반

C: 크랙 R: 하부철근

본 발명은 보수재를 주입하여 콘크리트 구체의 균열을 보수하는 누수균열보수공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보수재가 충전되는 충전부를 T형상으로 천공함으로 불규칙한 균열면과 만나는 보수면적을 확장시켜 보수성능을 향상시키고 나아가 보수재로 벤토나이트를 함유한 고무화 아스팔트 방수재를 채택함으로 적용성과 보수성능을 향상시킨 누수균열보수공법에 관한 것이다.

콘크리트 구체에 균열이 발생하면 균열을 따라 누수가 일어나게 되고, 콘크리트 구체 내부로 유입된 물은 콘크리트 구체의 구조적인 성능을 저하시키게 된다. 이러한 균열로 인한 누수를 해결하기 위해 다양한 누수균열보수공법이 제안되었다.

도 1은 종래의 누수균열보수공법의 일례로 보수재를 주입하는 주입공법을 보여준다. 주입공법은 보수재를 균열부위에 주입하는 방법으로, 도 1에서 도시하고 있는 바와 같이 균열면을 따라 주입구를 천공한 후 주입구를 통해 보수재를 주입하는 방법으로 진행된다. 보수재로는 에폭시수지, 폴리우레탄, 무기계 그라우트재를 주로 사용한다.

그러나, 이와 같은 종래의 공법은 대형 매트기초와 같이 상당 두께의 콘크리트 구체의 누수균열보수에 적용할 때 보수성능 확보가 불확실하다는 문제를 수반한다. 왜냐하면 종래의 공법에서 천공작업은 드릴로 이루어져 천공깊이에 한계가 있었던 바, 보수재를 콘크리트 구체의 내부 깊은 곳까지 침투시키기 곤란하기 때문이다. 또한, 연속적으로 균열이 일어나는 경우 균열면은 불규칙적으로 형성되게 마 련이므로, 보수재를 균열면에 밀실하게 주입하기 위해서는 주입구를 좁은 간격으로 천공해야 하는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 개선하고자 안출된 것으로서, 보수재가 충전되는 충전부를 T형상으로 천공함으로 불규칙한 균열면과 만나는 보수면적을 확장시켜 보수성능을 향상시킨 콘크리트 구체의 누수균열보수공법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 보수재로 벤토나이트를 함유한 고무화 아스팔트 방수재를 채택함으로 적용성과 보수성능을 향상시킨 누수균열보수공법을 제공하는 것이다.

상기한 목적달성을 위해 본 발명은 균열이 발생한 콘크리트 구체를 보수보강함에, (a)콘크리트 구체의 일표면에서 수직으로 균열면을 따라 천공하여 수직주입구를 형성시키는 수직천공단계; (b)콘크리트 구체의 타표면 피복두께를 확보한 상태로 상기 수직주입구에서 수평으로 천공하여 수평공간부를 형성시키는 수평천공단계; 그리고, (c)상기 수직주입구를 통해 보수재를 주입하여 수직주입구와 수평공간부에 보수재를 충전하는 주입단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구체의 누수균열보수공법을 제공한다.

이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 콘크리트 구체의 누수균열보수공법을 도시한 도면이다. 본 발명의 누수균열보수공법은 크게 천공단계와 주입단계로 이루어진다는 점에서 종래의 누수균열보수공법과 동일하나, 천공단계를 수직천공단계와 수평천공단계로 세분하여 수평천공단계를 포함한다는 점에서 차이가 있다.

수직천공단계는 콘크리트 구체(100)의 일표면에서 수직으로 균열(C)면을 따라 천공하여 수직주입구(110)를 형성시키는 단계이다. 상기 수직주입구(110)는 주입단계에서 보수재가 주입되는 통로역할을 하며, 균열보수가 완료된 후에는 주입재가 충전되어 보수기둥으로 되므로 균열면을 따라 물이 유입되는 것을 차단하는 역할을 하게 된다. 다만, 수직천공단계는 수직주입구(110)가 균열(C)면과 일치하는 부분이 충분하게 생기도록 진행하여 수직주입구(110)를 통해 주입되는 보수재가 균열면에도 충분하게 침투하도록 해야 할 것이다.

수평천공단계는 콘크리트 구체(100)의 타표면 피복두께를 확보한 상태로 상기 수직주입구(110)에서 수평으로 천공하여 수평공간부(120)를 형성시키는 단계이다. 수평천공단계 수행결과 수평공간부(120)는 콘크리트 구체(100) 내부에 형성되며, 수평공간부(120)는 수직주입구(110)와 함께 콘크리트 구체(100) 내부에 T형상의 천공홀로 형성되어 보수재가 충전되는 충전부가 된다. 특히, 상기 수평공간부(120)는 균열(C)면을 따라 두 부분으로 분리되는 콘크리트 구체(100) 양쪽에 걸쳐지도록 형성해야 할 것이다. 이와 같은 수평공간부(120)의 형성으로 균열면과 만나는 보수면적을 용이하게 확장시킬 수 있어 콘크리트 구체(100)의 타표면을 통해 물이 유입되더라도 수평공간부(120)에 충전된 보수재로서 유리하게 차단할 수 있게 된다. 특히, 균열(C)면은 콘크리트 구체에 불규칙하게 생성되기 마련인데, 수평공간부(120)는 수직주입구(110)를 크게 형성시키지 않고도 불규칙한 균열면을 용이하게 포괄할 수 있게 한다.

주입단계는 상기 수직주입구(110)를 통해 보수재를 주입하여 수직주입구(110)와 수평공간부(120)에 보수재를 충전하면서 균열면으로 침투시키는 단계이다. 상기 보수재로는 통상 누수균열보수공법에 적용되는 에폭시수지, 폴리우레탄, 무기계 그라우트재를 채택할 수 있다. 다만, 이와 같은 종래의 보수재는 그 재료적 특성에 기인하여 성능 및 작업환경에 제약이 있었던 바, 본 발명에서는 더욱 바람직한 보수재로 벤토나이트가 함유된 고무화 아스팔트 방수재를 채택할 것을 제안한다. 벤토나이트가 함유된 고무화 아스팔트 방수재는 고무 아스팔트에 벤토나이트를 결합하여 아스팔트의 접착력과 벤토나이트의 수화팽창 특성에 의하여 방수성능을 향상시킨 재료이다. 이와 같은 벤토나이트가 함유된 고무화 아스팔트 방수재를 누수균열보수용 보수재로 채택하면, 첫째 겔상의 유동성에 기인하여 구체 거동에 대한 대응성과 진동흡수능력이 우수할 것이며, 둘째 주입시차에 따른 재료분리현상이 없어 연속된 보수층을 형성할 것이며, 셋째 접착을 방해하는 물이나 이물질을 감싸므로 안정된 보수막을 형성할 것이며, 넷째 물에 닿으면 팽창하므로 손상부위 및 들뜸부위가 있더라도 복원시켜 보수층을 재형성할 것이며, 다섯째 습기가 많은 곳이나 물 속에서도 시공이 가능할 것으로 기대된다.

한편, 도 2는 구체적으로 콘크리트 구체(100)로 대형 매트기초를 상정한 예로서, 대형 매트기초에 연속적인 균열이 발생하여 본 발명의 누수균열보수공법을 적용한 예이다. 대형 매트기초의 바닥이 지하수위보다 아래에 위치할 때 매트기초에 관통균열이 연속적으로 발생하는 경우 매트기초 아래의 지반(200)에서부터 관통균열을 통해 누수가 쉽게 일어나게 마련이며, 도 2는 이러한 경우를 상정한 것으로 본 발명의 누수균열보수공법을 적용하고 있다. 즉, 수직천공단계를 수직주입구(110) 다수개가 이격하여 형성되도록 수행하고, 수평천공단계를 수평공간부(120)가 상기 다수개의 수직주입구(110)를 연결하면서 형성되도록 수행하고 있는 것이다. 연속적인 수평공간부(120)의 확보로 수직주입구(110)간 이격거리를 종래의 방법을 따를 때(15㎝내외)보다 20~40㎝로 넓힐 수 있게 된다. 다만, 대형 매트기초에서 수평공간부(120) 아래로는 누수에 노출될 수 있으므로, 수평공간부(120)는 대형 매트기초의 하부철근(R) 아래에 형성되도록 하여 하부철근(R)의 인장력 발휘에 문제없도록 구성함이 바람직하다. 물론, 보수재로는 앞서 설명한 벤토나이트가 함유된 고무화 아스팔트 방수재를 채택함이 바람직하겠다.

도 3은 본 발명의 콘크리트 구체의 누수균열보수공법에 워터제트(water jet, W)를 적용하는 방법을 도시한 도면으로, 본 발명에서는 천공작업에 워터제트(W)를 적용할 것을 제안하고 있다.

워터제트(W)는 물을 초고압으로 압축하고 물의 정지에너지를 운동에너지로 변환하기 위해 노즐을 통해 음속에 가까운 속도로 분사시켜서 좁은 면적에 집중되는 힘으로 천공할 수 있도록 한 기술이다. 이러한 워터제트(W)는 종래의 드릴에 비하여 천공깊이를 깊게 할 수 이점이 있기 때문에 대형 매트기초와 같이 상당 두께의 콘크리트 구체(100)를 보수하는데 유용하게 적용할 수 있으며, 나아가 도 3(b)에서와 같이 노즐의 물 분사방향을 바꾸는 것만으로 천공 방향을 쉽게 바꿀 수 있기 때문에 수직주입구(110)와 수평공간부(120)를 형성시키데 유리하게 적용할 수 있다. 또한, 천공작업에 워터제트(W)를 적용하면 콘크리트 구체(100) 내부에 매입된 철근들에 손상을 가하지 않아 콘크리트 구체의 안정성을 유지하는데 유리하다.

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 콘크리트 구체의 누수균열보수공법의 보수성능을 실험한 방법과 결과를 도시한 그래프이다. 본 발명에서는 보수재로 폴리우레탄을 채택하여 도 1의 방법에 따라 진행한 경우(비교예)와, 보수재로 벤토나이트가 함유된 고무화 아스팔트 방수재를 채택하여 도 2의 방법에 진행한 경우(실시예)의 보수성능을 실험하였다.

도 4는 초음파실험으로 보수상태를 측정하기 위한 장비와 측정방법을 보여주는 도면이며, 하기 표 1은 그 실험결과로서 실시예와 비교예 모두 밀실하게 보수된 것으로 측정되었다.

구분	부재 측면		부재 상부면		결과
구분	보수 전	보수 후	보수 전	보수 후	결과
실시예	367㎜	702㎜	525㎜	596㎜	밀실하게 보수된 것으로 측정
비교예	454㎜	699㎜	330㎜	600㎜	밀실하게 보수된 것으로 측정

도 5는 함수율을 측정하여 보수성능을 확인한 도면이며, 하기 표 2는 그 실험결과로서 구체 표면에서 아래로 내려갈수록 실시예가 비교예 비하여 우수한 함수성능을 발휘하는 것으로 확인되었다.

구분	표면	10㎝	20㎝	45㎝
대조예(plain con'c)	2.3%	3.5%	4.7%	5.2%
실시예	2.2%	3.6%	4.6%	5.2%
비교예	2.3%	3.7%	5.5%	8.6%

위 표에서와 같이 콘크리트 구체의 상부 표면에서는 실시예와 비교예 모두 누수현상이 발생되지 않았으나, 20㎝ 이상 깊이부터는 비교예에서만 대조예에 비하여 함수율이 증가하는 것으로 확인되었고 특허 45㎝ 깊이에서는 비교예가 대조예 비하여 3.4%정도 함수율이 증가하는 것으로 확인되었다. 이로부터, 본 발명에 따른 누수균열보수공법이 보수성능이 우수함을 알 수 있다.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 보수재가 충전되는 충전부가 T형상으로 형성됨으로 불규칙한 균열면에도 유연하게 대응하면서 보수면적을 확장시킬 수 있게 되어 보수성능이 향상된다. 더욱이 천공작업에 워터제트를 이용함으로 대형 매트기초와 같은 상당 두께를 가지는 콘크리트 구체의 균열보수에 유용하게 적용할 수 있다. 또한, 보수재로 벤토나이트를 함유한 고무화 아스팔트 방수재를 채택함으로 수중작업도 가능하게 되어 현장 적용성을 향상시킬 수 있으며, 나아가 재료 자체의 특유 물성에 기인하여 보수성능을 향상시킬 수 있게 된다.

Claims

균열이 발생한 콘크리트 구체를 보수보강함에,

(a)콘크리트 구체의 일표면에서 수직으로 균열면을 따라 천공하여 수직주입구를 형성시키는 수직천공단계;

(b)콘크리트 구체의 타표면 피복두께를 확보한 상태로 상기 수직주입구에서 수평으로 천공하여 수평공간부를 형성시키는 수평천공단계; 그리고,

(c)상기 수직주입구를 통해 보수재를 주입하여 수직주입구와 수평공간부에 보수재를 충전하는 주입단계;

를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구체의 누수균열보수공법.
제1항에서,

상기 (a)단계와 상기 (b)단계는 워터제트(water jet)를 이용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구체의 누수균열보수공법.
제1항에서,

상기 (c)단계의 보수재는

에폭시수지, 폴리우레탄, 무기계 그라우트재, 벤토나이트가 함유된 고무화 아스팔트 방수재 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구체의 누수균열보 수공법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서,

상기 (a)단계는 수직주입구 다수개가 이격하여 형성되도록 이루어지고,

상기 (b)단계는 수평공간부가 상기 다수개의 수직주입구를 연결하면서 형성되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구체의 누수균열보수공법.
제4항에서,

상기 콘크리트 구체는 대형 매트기초로서,

상기 (a)단계는 수직주입구간 이격거리를 20~40㎝로 하여 이루어지고,

상기 (b)단계는 대형 매트기초의 하부철근 아래에서 이루어지며,

상기 (c)단계는 벤토나이트가 함유된 고무화 아스팔트 방수재를 보수재로 채택하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구체의 누수균열보수공법.