KR100736884B1 - 하이브리드 보수 모르타르를 이용한 철근 콘크리트의 보수방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하이브리드 보수 모르타르를 이용하여 철근 콘크리트의 손상 부위에 대한 강도 회복 및 중성화 회복, 표층 강화가 가능하도록 하는 철근 콘크리트 보수 방법을 제공한다.

이를 위해 본 발명은 철근 콘크리트를 보수하는 방법에 있어서, 철근 콘크리트의 손상 부위를 제거하고 균열 처리 및 흡수성 방지제를 도포하는 전처리를 수행하는 단계와, 철근의 녹을 제거하고 방청 처리를 하는 단계, 수용성 신구 콘크리트 접착제를 도포하는 단계, 보수 모르타르의 배합 방식을 적용하여 보수 모르타르의 두께가 설정 두께 이하 또는 이상인지에 따라 뿜어 붙이기 공법 또는 라파폼 거푸집 공법을 적용하는 단계, 상기 뿜어 붙이기 공법 적용하에서 보수 모르타르를 시공하고, 중성화 및 염해 방지를 위한 표면 처리를 실시하여 미장 마감에 따른 양생을 수행하는 단계 및, 상기 라파폼 거푸집 공법 적용하에서 설치된 라파폼 거푸집에 모수 모르타르를 충전하고, 양생을 실시하여 라파폼 거푸집 제거후에 중성화 및 염해 방지를 위한 표면 처리를 수행하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

모르타르, 보수, 뿜어 붙이기, 거푸집, 라파폼

Description

하이브리드 보수 모르타르를 이용한 철근 콘크리트의 보수 방법{Reinforcement Concrete Repair Method Using Hybrid Repair Mortar}

도 1은 본 발명에 따른 철근 콘크리트 보수 방법에 적용되는 하이브리드 보수 모르타르의 구성 성분을 나타낸 도면,

도 2는 본 발명에 따른 철근 콘크리트의 보수 방법을 설명하는 플로우차트,

도 3은 본 발명에 따른 철근 콘크리트의 보수 방법에서 뿜어붙이기 시험 시공예를 보여주는 도면,

도 4는 본 발명에 따른 철근 콘크리트의 보수 방법에서 라파폼 거푸집 충전 공법의 일예를 보여주는 도면,

도 5는 본 발명에 적용되는 라파폼 거푸집의 형상을 나타낸 도면,

도 6은 도 5에 도시된 라파폼 거푸집을 이용하여 보수 모르타르 시공을 수행하는 상태를 예시적으로 나타낸 도면이다.

본 발명은 하이브리드 보수 모르타르 조성물을 이용하여 콘크리트 손상 부위 를 밀실하게 채워서 고강도와 내구성을 갖도록 하는 하이브리드 보수 모르타르를 이용한 철근 콘크리트의 보수 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 철근콘크리트 구조물은 동결융해, 염해, 중성화, 화학약품 등에 의하여 손상을 입게 되는 바, 손상이 심한 경우에는 콘크리트가 탈락되고 콘크리트 중의 철근이 부식되어 그 내구성 및 내하력이 저하되는 결과를 초래함에 따라 구조물의 사용연한이 줄어드는데, 이를 보강하기 위하여 뿜어 붙이기에 의한 보수공법이 적용되고 있다.

상기 뿜어 붙이기 보수공법의 모르타르에 대해서는 국내 등록특허 제 0412339호(발명의 명칭:구조물 보수재 조성물)과, 국내 공개특허 제 2005-0032358호(발명의 명칭:조강형 수중 불분리 단면복구 시멘트 조성물), 국내 공개특허 제 2005-0032359호(발명의 명칭:단면 주입용 저수축 그라우트 몰탈 조성물), 국내 등록특허 제 0405022호(발명의 명칭:콘크리트 보수용 몰타르 조성물) 등이 있는 바, 이러한 기술을 활용한 뿜어 붙이기 보수공법들은 간편하고 신속하게 보수할 수 있는 장점이 있다.

그러나, 이러한 뿜어 붙이기 보수공법의 모르타르의 경우에는, 보수공법의 리바운드량 및 표면 평탄화 작업시 재료손실이 크며, 표면마감시 물을 사용하므로 표면의 강도 및 내구성이 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 뿜어 붙이기 보수공법의 모르타르를 사용하여 교량의 하부슬래브를 시공하는 경우에는 차량이나 통행인을 통제하지 않으면 부착성능이 현저히 떨어지게 되고, 심지어는 보수 작업시 분진으로 인한 인명의 피해 및 환경오염에도 악영향을 미치게 된다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 그 목적은 하이브리드 보수 모르타르를 이용하여 철근 콘크리트의 손상 부위에 대한 강도 회복 및 중성화 회복, 표층 강화가 가능하도록 하는 철근 콘크리트 보수 방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따르면, 철근 콘크리트를 보수하는 방법에 있어서, 철근 콘크리트의 손상 부위를 제거하고 균열 처리 및 흡수성 방지제를 도포하는 전처리를 수행하는 단계와, 철근의 녹을 제거하고 방청 처리를 하는 단계, 수용성 신구 콘크리트 접착제를 도포하는 단계, 보수 모르타르의 배합 방식을 적용하여 보수 모르타르의 두께가 설정 두께 이하 또는 이상인지에 따라 뿜어 붙이기 공법 또는 라파폼 거푸집 공법을 적용하는 단계, 상기 뿜어 붙이기 공법 적용하에서 보수 모르타르를 시공하고, 중성화 및 염해 방지를 위한 표면 처리를 실시하여 미장 마감에 따른 양생을 수행하는 단계 및, 상기 라파폼 거푸집 공법 적용하에서 설치된 라파폼 거푸집에 모수 모르타르를 충전하고, 양생을 실시하여 라파폼 거푸집 제거후에 중성화 및 염해 방지를 위한 표면 처리를 수행하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 하이브리드 보수 모르타르를 이용한 철근 콘크리트의 보수 방법을 제공한다.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

즉, 도 1은 본 발명에 따른 철근 콘크리트의 보수 방법에 적용되는 하이브리드 보수 모르타르의 구성 성분을 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 철근 콘크리트의 보수 방법에 적용되는 하이브리드 보수 모르타르 조성물은, 상온, 대기압의 조건에서 20∼32.5%의 시멘트에 반응성 메타카올린(Metha Kaolin)을 1.5∼4%, 제올라이트(Zeolite)를 1.5∼4%로 혼합하고, CSA(Calcium Sulphoaluminate) 계 및 CaO(산화칼슘) 계 팽창재를 각각 4∼5% 혼합하며, EVA(Ethylen Vinyl Acetate) 고분자재료를 0.2∼0.3% 혼합하고, 폴리프로필렌(Polypropylene) 섬유를 0.2% 혼합하며, 방청제를 0.1% 혼합하고, 모르타르 분체입자 분산제를 1.0∼1.4% 혼합하며, 산화규소(SiO2)를 59∼65% 혼합한 구성 성분의 용적 비율을 가지고 있다.

상기 하이브리드 보수 모르타르 조성물은 상기 시멘트와, 반응성 메타카올린, 제올라이트, 팽창제, EVA계 고분자 재료, 폴리프로필렌 섬유, 방청제, 모르타르 분체입자 분산제, 산화규소를 모르타르 믹서에 모두 넣고 1분동안 건식 상태에서 믹싱하여 얻어진다.

한편, 본 발명의 보수 방법에서는 상기 하이브리드 보수 모르타르 조성물의 구성 인자에 국한되지 않고, 다른 구성 인자를 갖는 하이브리드 보수 모르타르 조성물도 얼마든지 적용하는 것이 가능함은 물론이다.

이어, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 철근 콘크리트의 보수 방법에 대하여 상세히 설명한다.

즉, 도 2는 본 발명에 따른 철근 콘크리트의 보수 방법을 설명하는 플로우차트이다.

먼저, 보수할 철근 콘크리트의 손상부위를 제거한 후 균열처리 및 흡수성 방지제를 도포하는 표면 전 처리를 수행하고 나서(단계 S20), 콘크리트 중에 있는 철근의 녹제거 및 방청처리 공정을 수행한다(단계 S21).

그 상태에서, 수용성 신구 콘크리트 접착제를 도포하고 나서(단계 S22), 도 1에 도시된 보수 모르타르 조성물이 배합된 하이브리드 보수 모르타르를 적용한 모르타르 시공을 개시한다(단계 S23).

여기서, 하이브리드 보수 모르타르 시공 과정으로서 보수 모르타르 두께가 50mm 이하인지의 여부를 판단하게 되는 바(단계 S24), 상기 보수 모르타르의 두께가 50mm 이하이면 뿜어 붙이기 공법을 적용하게 된다(단계 S25).

상기 보수 모르타르를 뿜어 붙이기 공법으로 시공할 경우에, 뿜어 붙이기를 통해서 모르타르를 시공한 이후에(단계 S26), 중성화 및 염해를 방지하기 위한 표면 처리를 실시하고 나서(단계 S27), 미장을 최종 마감하고(단계 S28) 적절한 양생을 실시하게 된다(단계 S29).

그 반면에, 상기 단계 S24의 판단 결과에 따라 보수 모르타르의 두께가 50mm 이상(단, 슬래브 하면일 경우에는 30mm 이상)이면 라파폼 거푸집 공법을 적용하게 된다(단계 S30).

상기 라파폼 거푸집 공법을 적용하는 경우에는, 모르타르를 시공하기 이전에 라파폼을 설치하고(단계 S31), 모르타르를 충전한 이후에(단계 S32) 양생을 실시하 게 된다(단계 S33).

한편, 양생이 마무리되어 라파폼을 제거한 이후에는(단계 S34), 중성화 및 염해의 방지를 위한 표면 처리를 최종적으로 실시하게 된다(단계 S35).

도 3은 본 발명에 따른 철근 콘크리트의 보수 방법에서 뿜어붙이기 시험 시공예를 보여주는 도면으로서, 동 도면에서는 보수할 콘크리트 구조물의 벽체에 하이브리드 보수 모르타르(플로우 170±10mm)를 사용하여 뿜어 붙이기 기계 시공을 하는 장면을 보여주고 있다.

도 4는 본 발명에 따른 철근 콘크리트의 보수 방법에서 라파폼 거푸집 충전 공법의 일예를 보여주는 도면으로서, 동 도면에서는 하이브리드 보수 모르타르(플로우 250±10mm)가 자기 수평을 맞추면서 밀실하게 충전되고 있는 장면을 보여주고 있다.

하기의 표 1에서는 시험 시공을 실시하여 얻은 결과를 제시한 것이다.

시료명	공법명	위치	부착강도(28일, MPa)	외 관	들 뜸
REQ4501	라파폼	벽 체	3.75	양 호	없 음
REQ4502	뿜어붙이기	벽 체	2.84	양 호	없 음
REQ6501	라파폼	벽 체	4.10	양 호	없 음
REQ6502	붐어붙이기	벽 체	2.94	양 호	없 음
REQ6501	라파폼	벽 체	4.14	양 호	없 음
REQ6501	라파폼	슬래브	3.13	양 호	없 음
REQ6502	뿜어붙이기	슬래브	2.50	미세균열	없 음

표 1에 나타난 바와 같이, 라파폼 충전 공법으로 보수모르타르를 충전하는 1회 시험시공은, 라파폼으로서 아크릴 투명판을 대용하여 모르타르가 충분히 충전되지를 육안으로 확인한 결과, 보수모르타르가 자체 수평을 맞추며 밀실하게 충전되는 모습을 확인할 수 있었다.

상기 라파폼은 도 5에 도시된 바와 같이, 가로×세로가 600×900㎜이고 두께가 100㎜인 목재판(10)에 천연 라텍스 수지로 표면처리하여 제작한 라파폼(12)을 설치한 것으로서, 상기 라파폼(12)의 가로, 세로 방향으로 복수의 앵글(14)을 설치하고, 모르타르의 주입에 따른 변형이 생기지 않도록 상기 복수의 앵글(14)을 고정시키는 앵커 볼트(16)가 체결된다.

상기 라파폼(12)에는 모르타르를 주입하기 위한 주입구(18)가 2개 형성되어 있고, 모르타르가 가득 충전되었는지를 확인하기 위한 배출구(20)가 1개 형성되어 있다.

도 12는 상기 라파폼 거푸집을 이용하여 보수 모르타르 시공을 수행하는 상태를 예시적으로 나타낸 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 기존 콘크리트(22)의 모르타르를 충전할 부위에 철근(24)이 배치된 상태에서, 모르타르의 충전 부위 전면에 라파폼(12)을 설치하고 앵커 볼트(16)를 통해 고정적으로 체결한 다음에, 모르타르의 믹싱 및 타설 기계를 이용하여 상기 라파폼(12)에 형성된 2개의 모르타르 주입구(18)를 통해 하이브리드 보수 모르타르(26)를 충전시키게 된다.

이 때, 상기 라파폼(12)에 형성되어 있는 배출구(20)를 통해서는 충전되는 모르타르가 가득 채워졌는지를 확인할 수 있다.

상기 라파폼은 팽창성이 있는 모르타르의 주입에 따른 변형이 생기지 않도록 앵커 볼트로 기존 콘크리트와 체결될 수 있도록 함에 의해, 기존 콘크리트 구조물과 모르타르를 일체화시킬 수 있도록 하면서, 보수 모르타르에 의한 휨변형을 억제할 수 있고, 시공 완료후에 모르타르 면에 손상을 주지 않으면서 그 제거가 용이하게 된다.

또한, 라파폼 공법이 적용된 보수 모르타르는 경화 후 모르타르 표면이 시멘트 수화시 발생하는 초기 플라스틱 수축에 의한 균열을 억제하여 뿜어 붙이기 공법을 적용한 면보다 양호한 결과를 얻었으며, 전체적으로 라파폼 충전 공법 및 뿜어붙이기 라파공법 적용시 들뜸 현상은 발생하지 않았다.

각 보수 모르타르 시료에 대한 부착강도는 라파폼 충전 공법이 뿜어붙이기 공법에 비하여 우수한 결과를 얻었으며, 라파폼 충전 공법으로 벽체에 시공한 경우 슬래브 시공시보다 1.5배 정도 큰 부착강도를 발휘하였다. 상기 표 2와 같은 시험 결과로 나온 값은 종래의 여타 보수 모르타르의 부착강도보다 우수하며, 한국 산업규격을 모두 만족하는 결과를 보이고 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에서, 철근 콘크리트 구조물에 대한 라파폼 거푸집 보수 공법은 리바운드 량과 같은 재료 손실을 줄일 수 있는 경제적인 공법으로서, 콘크리트 구조물의 보수 시공시에 보수 모르타르의 두께가 100mm 이상이 되거나, 대단면 보수 시공시 및 교량 하부 슬래브 보수 시공시 등과 같은 특수 환경에 이용될 수 있는 것이다.

또한, 라파폼 거푸집 보수 공법을 통해서는 충분한 양생의 실시가 가능하므로, 보수 모르타르의 초기 소성 수축 균열을 방지하는 것이 가능하고, 거푸집을 통해서 모르타르가 팽창되는 것을 억제할 수 있어서 밀실한 모르타르로의 시공이 가능하게 된다.

상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 철근 콘크리트의 보수 시공시에 하이브리드 보수 모르타르를 적용하여 철근 부식 억제 및 내구성이 향상될 수 있도록 하고, 보수 모르타르의 두께에 따라 뿜어 붙이기 공법 또는 라파폼 거푸집 공법을 선택적으로 적용하여 시공할 수 있도록 함으로써, 콘크리트 손상 부위를 밀실하게 채워서 높은 강도 및 내구성이 확보될 수 있도록 한다는 효과를 갖게 된다.

Claims (2)

1. 철근 콘크리트를 보수하는 방법에 있어서,

   철근 콘크리트의 손상 부위를 제거하고 균열 처리 및 흡수성 방지제를 도포하는 전처리를 수행하는 단계와;

   철근의 녹을 제거하고 방청 처리를 하는 단계;

   수용성 신구 콘크리트 접착제를 도포하는 단계;

   보수 모르타르의 배합 방식을 적용하여 보수 모르타르의 두께가 설정 두께 이하 또는 이상인지에 따라 뿜어 붙이기 공법 또는 라파폼 거푸집 공법을 적용하는 단계;

   상기 뿜어 붙이기 공법 적용하에서 보수 모르타르를 시공하고, 중성화 및 염해 방지를 위한 표면 처리를 실시하여 미장 마감에 따른 양생을 수행하는 단계; 및

   상기 라파폼 거푸집 공법 적용하에서 설치된 라파폼 거푸집에 보수 모르타르를 충전하고, 양생을 실시하여 라파폼 거푸집 제거후에 중성화 및 염해 방지를 위한 표면 처리를 수행하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 하이브리드 보수 모르타르를 이용한 철근 콘크리트의 보수 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 철근 콘크리트의 모르타르를 충전할 부위에 철근이 배치된 상태에서, 모르타르의 충전 부위 전면에 라파폼을 설치하고 앵커 볼트를 통해 고정적으로 체 결하는 단계와;

   보수 모르타르의 믹싱 및 타설 기계를 이용하여 상기 라파폼에 형성된 복수의 모르타르 주입구를 통해 하이브리드 보수 모르타르를 충전시키는 단계;

   상기 라파폼에 형성되어 있는 배출구를 통해서 충전되는 모르타르가 가득 채워졌는지를 확인하는 단계; 및

   양생 이후에 라파폼 거푸집을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 보수 모르타르를 이용한 철근 콘크리트의 보수 방법

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