KR100843974B1

KR100843974B1 - 콘크리트 표면을 라이닝 하는 거푸집과 이 거푸집을 이용한 콘크리트 구조물, 콘크리트 구조물의 성형 및 콘크리트 표면 라이닝 방법

Info

Publication number: KR100843974B1
Application number: KR1020050030299A
Authority: KR
Inventors: 유용진
Original assignee: 유용진
Priority date: 2005-04-12
Filing date: 2005-04-12
Publication date: 2008-07-04
Also published as: KR20060108132A

Abstract

본 발명은 시멘트 2차 가공 제품을 생산하는 공장에서 거푸집에 콘크리트를 넣어 성형하는 콘크리트 성형 구조물의 표면에 화학 수지로 콘크리트 표면을 처리하기 위한 거푸집을 형성하고, 이 거푸집을 이용하여 콘크리트 표면을 처리하는 성형 및 라이닝 처리 방법을 제공하는 것이나, 시공 현장에서 거푸집을 만들고, 그 안에 레디믹스트 콘크리트를 다져 넣어 콘크리트 구조물을 만드는 방법으로도 제공되는 것이다.

일반적으로, 콘크리트는 수분, 기후 변화, 산성비에 의한 산의 침투, 염분, 동해, 표면 충격, 자외선 등과 같은 콘크리트 특성 열화 인자에 의하여 표면이 부식 되고, 내구성이 저하되는 열화 현상이 발생하여 콘크리트 구조물의 수명을 단축하고, 목적 된 콘크리트 구조물의 기능을 다하지 못하는 경우가 빈번하게 발생하고 있으므로,

이러한 문제를 해결하기 위하여 제공되는 방법은 방수 및 페인팅 공사와 같이 유기, 무기 또는 유기 및 무기 소재를 결합한 바름 재를 콘크리트 표면에 코팅하는 방법과 콘크리트를 만들 때 방수 성능을 향상시키는 유기 및/또는 무기 수지를 굳지 않은 콘크리트에 첨가하여 콘크리트를 경화시키거나, 교각/교대와 같이 부식된 표면을 제거하고, 유기 폴리머를 함유한 고강도 콘크리트로 라이닝 하는 방법이 제공되어 시행되고 있으나 부착의 방법을 화학적인 결합에만 의존하여 소기의 목적이 콘크리트 수명기간 동안 지속적으로 얻어지는 결과를 얻기 곤란하며, 그 부착력도 콘크리트를 노화시키는 열성인자에 의하여 쉽게 저하된다.

그러나 본 발명은 화학 수지를 거푸집의 형태로 성형하거나 콘크리트 구조물 성형용 몰드에 열경화성 수지를 도포하여 경화시키고,

이 거푸집 또는 열경화성 수지 처리된 몰드의 콘크리트와 접하는 표면을 물리적인 접착이 되도록 돌출부를 가공, 와이어 메쉬, 굵은 골재에 의한 돌출부 형성 등과 같은 접착 부재를 부착하는 가공 등의 방법으로 콘크리트 표면에 이질의 열경화성 수지 성형 판재를 일체화시키고,

콘크리트를 투입하고, 형성된 콘크리트 구조물의 표면에 완전히 부착시켜서, 콘크리트 구조물이 양생 된 이후에도 콘크리트 구조물을 감싸는 구조물의 일부가 되도록 한 것이다.

거푸집 또는 열경화성 수지 처리된 몰드에서 콘크리트와 접하지 않는 구조물의 표면을 형성하는 부위에 인공 대리석, 자연석, 특정한 문양이나 글자 등이 형성되도록 표면 처리할 수 있어서 콘크리트 구조물 및 도시 미관을 개선하고, 주기적으로 행하는 페인트 칠 공사 등이 필요 없어지게 되고,

또한, 화학 수지가 가지는 강한 방수 및 부식 저항 성능으로 혹독한 사용 환경에서도 방수 및 부식 저항이 지속적으로 가능하게 될 수 있으며, 콘크리트 내의 수분이 증발하며, 수화반응에 의하여 겔화되지 못한 콘크리트 유해성분이 공기 중에 누출되어 발생하는 대기 오염, 땅속에 스며들어 지하수질 및 토양을 오염시키는 위험을 차단할 수 있다.

따라서, 본 발명은 합성 수지로 형성된 구조물 부착형 거푸집(몰드 또는 형틀이라고 할 수 있다.)을 제공하고, 이 거푸집은 콘크리트 표면과 잘 부착되도록 내면을 가공하고, 외면은 필요한 경우에 인조대리석 또는 자연석 문양 등을 형성시키는 구조를 제공하고, 이 거푸집을 이용하여 콘크리트 성형 구조물을 만드는 방법을 제공하는 것이 목적이다.

열 경화성 수지, 열가소성 수지, 불포화 폴리에스테르 수지(UPR), 콘크리트 성형물의 표면 라이닝, 거푸집, 몰드, 형틀, 콘크리트 표면 보호 코팅,

Description

콘크리트 표면을 라이닝 하는 거푸집과 이 거푸집을 이용한 콘크리트 구조물, 콘크리트 구조물의 성형 및 콘크리트 표면 라이닝 방법{Concrete construction manufacture of concrete construction and lining method that concrete surface uses mold and this mold that do lining}

도 1은 본 발명에 따른 라이너 형 거푸집의 표면에 형성된 접착 부재의 구조를 설명하기 위한 라이너 형 거푸집의 실시 예(1 ~4)들을 도시한 단면도

도 2는 Precast 콘크리트 제품의 예로 든 수로관에 대한 본 발명에 따른 라이너 형 거푸집이 적용된 라이닝 수로관의 실시 예를 도시한 사시도 및 단면도

도 3은 본 발명의 부분 라이너를 이용한 콘크리트 성형이 불가능(콘크리트 양생 후 형틀의 제거 불가능) 한 부분의 성형과 라이닝을 설명하기 위해 예로 든, 저수조 블록의 라이닝 형 거푸집 적용 예를 도시한 사시도와 단면도

도 4는 본 발명의 내력 구조형 라이너를 이용한 토목 구조물의 시공 방법을 설명하기 위해 예로 든, 교량의 교대 및 교각을 시공하는 예를 도시한 시공 구조도와 라이너 형 거푸집의 사시도

도 5는 본 발명의 화(치)장형 라이너를 이용한 토목 구조물의 시공방법을 설명하기 위해 예로 든 옹벽의 시공 예를 도시한 시공 구조도와 라이너 형 거푸집의 사시도

도 6은 본 발명의 또 다른 내력 구조형 라이너를 이용한 토목 구조물의 시공방법을 설명하기 위해 예로 든, 교량의 교대 및 교각을 시공하는 예를 도시한 시공 구조도와 라이너 형 거푸집의 사시도

도 7은 본 발명에 따른 라이너 형 거푸집을 이용하여 노후화된 콘크리트 구조물인 교량의 교대 및 교각을 보수·보강하는 시공 구조의 단면도
도 8은 본 발명에 의한 라이너 형 거푸집의 제조방법을 설명한 표
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
00: 콘크리트 주조물을 성형하기 위한 거푸집(형틀 또는 몰드라 한다.)
01: 콘크리트 또는 콘크리트 층
02: 본 발명에 의한 콘크리트 구조물의 표면 부착형 라이닝 거푸집(이하 또는 라이너라 한다.)
02a, 14: 본 발명에 의한 라이너의 내측 면에 형성되어 콘크리트 내부에 삽입되어 라이너가 콘크리트 표면에 부착되도록 한 구조재 형상("O", "T", "ㄱ", "V", 삼각형, 사각형, 다각형 등의 형상)으로 성형한 접착 부재
02b, 18: 본 발명에 의한 라이너의 내측 면에 형성되어 콘크리트 내부에 삽입되어 라이너가 콘크리트 표면에 부착되도록 화학 수지로 코팅 또는 염색하거나 자연상태의 굵은 골재로 형성한 접착 부재
02C, 31: 본 발명에 의한 라이너의 강성을 부여하기 위해 라이너의 화학수지층 내부에 삽입하는 철판이 화학 수지와 잘 접착되도록 철판에 다수의 천공 홀 가공, 표면 요철가공 또는 와이어 메쉬 부착 가공 중 선택된 1개 이상의 가공을 한 평 철판 형상의 라이너 보강 부재
02d: 본 발명에 의한 라이너의 내측 면에 형성되어 콘크리트 내부에 삽입되어 라이너가 콘크리트 표면에 부착되도록 한 와이어 메쉬 또는 와이어 메쉬 형상으로 가공한 접착 부재
03: 본 발명에 의한 라이너로 형성된 콘크리트 표면의 화학 수지 라이닝 층
04: 본 발명에 의한 라이너의 내측 면에 02a, 02b, 02d 수단 중 선택된 1가지 이상의 수단에 의하여 형성된 콘크리트 접착층
05: 본 발명에 의한 화장 라이너 형성을 위하여 염료, 염색된 수지 칩, 염색된 유리섬유 등이 포함된 열경화성 수지로 형성하거나 자연석 또는 대리석 문양 및 문자 등이 인쇄된 필름 또는 직조물 등이 삽입된 화학 수지층
06: 라이너 형 거푸집의 노출면을 보호하기 위한 화학 수지로 형성된 필름
07, 29: 화학수지층
08: 라이너에 콘크리트 접착층을 형성시키기 위하여 굵은 골재를 화학 수지로 코팅한 후 화학 수지가 흘러내려서 라이너에 부착된 화학 수지 접착층
10: 열경화성 화학 수지 도포 층
11: 특정한 형상의 일부분을 성형하기 위한 본 발명에 의한 부분 라이너 또는 부분 라이너 형 거푸집으로써 콘크리트 구조물을 성형하기 위한 부분적인 거푸집(00) 역할을 한다.
12: 라이너를 성형하기 위한 형틀 또는 몰드
13: 라이너의 구조 보강재
15: 복수의 라이너를 연속 체결하기 위한 연결/방수용 삽입 홈
16: 복수의 라이너를 연속 체결하기 위한 연결/방수용 삽입 돌출부
17: "13"과 "14"의 보강재 표면에 형성한 화학 수지 코팅층
19: 특정한 형상으로 성형 된 본 발명에 의한 라이너
20: 화학 수지에 삽입된 라이너 내력 보강 판재(21)가 화학 수지와 잘 접착되도록 보강 판재(21)에 부착하는 화학 수지 접착 부재(와이어 메쉬 또는 천공 철판)
21: 라이너의 내력 보강판재
22: 본 발명에 의한 라이너를 시공할 경우 본 라이너를 지지하고, 철근 조립체와 체결하기 위한 고정 지지대
23: 라이너의 내측에 형성한 철근 조립체로써, 라이너와 철근 조립체가 고정 부재에 의하여 일체화된다.
24: 라이너와 철근 조립체의 고정 부재
25: 라이너를 연속 체결하기 위한 접착제 도포 면(접착제의 의한 접착 면)
26: 콘크리트 구조체를 성형하기 위한 갱 폼, 유로 폼 등과 같은 거푸집으로써, 본 라이너 지지판을 의미한다.
27: 강관 비계 등과 같은 거푸집 지지대
28: 라이너의 표면(노출 면)
30: 화학 수지 라이너 체결용 볼트 삽입 홀
31a: 평판(21)에 관통 홀을 연속으로 천공한 보강 부재
31b: 평판(21)의 표면을 요철형상으로 면 처리한 보강 부재
31c: 평판(21)의 표면에 화학 수지 접착 부재(20)를 부착한 보강 부재
32: 철근 조립체 또는 철 자재와 미끄럼 장치로 형성한 라이너의 이동/고정 지지대
33: 레진 콘크리트 도포 층
34: 구 콘크리트 구조물
35: 라이너와 구 콘크리트 구조물 사이에 타설한 신 콘크리트 층
36: 잡석 충진 층
37: 방수/수중 콘크리트 층
38: 라이너에 접착제를 도포하고, 볼트/너트 등의 체결 수단을 이용하여 체결하는 체결 점

본 발명은 콘크리트 재질의 성형 구조물을 성형하기 위한 라이너 형 거푸집(이하 또는 라이너라 할 수 있다.)을 형성하고, 이 라이너가 콘크리트 구조물에 부착되어서 콘크리트 구조물이 성형 된 이후에는 콘크리트 구조물의 표면을 보호(방식, 방수, 미관 등) 하도록 한 라이너 및 라이너의 제조 방법과 이 라이너를 이용한 라이닝 시공 방법에 대한 것으로서,

여기에서 적용 대상이 될 수 있는 철근 콘크리트 재질의 성형물은 시멘트 2차 제품 가공 공장에서 제조하는 그 형상이 복잡하고, 크기가 소형인 프리캐스트(Precast) 성형물과, 시공 현장에서 거푸집을 이용하는 시공하는 교대/교각, 저수조, 정수 처리장, 댐, 옹벽, 보, 방파제, 박스 암거, 항만 구조물, 화학플랜트 구조물, 건축물의 방진 구조물 등과 같은 철근 콘크리트 공사 대상물이 모두 포함되며, 시멘트 2차 제품 공장에서 제조되는 콘크리트 Precast 성형 구조물은 박스 암거, 흄관, VR관, 맨홀 블록, 케이블 트로프, 플룸 및 벤치플룸, 수로관, 측구수로관, 유공관, L형 측구, 보도용 콘크리트 판, 경계 블록, 우수거 뚜껑, 기성 테라초판, 건축용 패널, 교량용 보, 인공 어초, 방파제 블록, 옹벽, 교량 지지용 탄성 받침, 말뚝, 방호벽, 중앙 분리대, 저수조 블록, 정화조 보호 블록, 계단 블록, 수중보, 낙차공, 전주, 원심력 수로관, 벽돌, 블록, 옹벽 블록 등이 있다.

일반적으로, 콘크리트 성형 구조물의 형상을 만들기 위하여 필수적인 금속제 또는 금속 및 목재로 형성된 형틀(거푸집 또는 몰드라 불리기도 한다.)을 제작하여 탈형제를 형틀 표면에 도포하고, 굳지 않은 콘크리트를 부어서 진동 또는 원심을 가하여 다짐 성형하고, 거푸집을 떼어내는 방법이 이용되며, 완성된 구조물의 양생, 또는 시공(설치)이 완료되면, 구조물 표면에 화학 수지, 침투성 유무기 방수제, 방수 및 내식 페인트 시공하는 것이 일반적인 방법으로 제공되어 왔으며,

콘크리트 구조물은 구조적 안정성, 내구성, 강도, 범용성, 경제성 등의 장점이 있으면서도, 복잡한 형상의 성형, 성형 정밀도, 방수 성능, 내약품성, 가설 공사 수반, 경화 시간, 내식성, 낮은 충격강도, 외부 환경 변수에 의한 부실 시공의 위험 등과 같은 제한적 사용 요소가 많고, 종합적인 자연 환경 파괴에 미치는 영향은 적어서 자연 환경 파괴의 문제에 거론되지 않을 정도이나, 그 발생량과 빈도가 높아서 환경 파괴의 주범으로 볼 수 있다.
따라서, 본 발명은 화학 수지를 이용하여 콘크리트 구조물의 일부 또는 전부를 성형하고, 동시에 라이닝 할 수 있는 라이너 형 거푸집을 제공하고,
이 라이너 형 거푸집은 콘크리트 구조물 성형용 형틀 내부의 특정 부위 또는 모든 부위에 열경화성 수지로 코팅하고, 수지가 경화되기 전 성형 된 콘크리트 구조물의 표면에 물리적인 부착이 되도록 표면을 가공하고, 수지 코팅층이 경화되어 형성되며,
이렇게 형성된 라이너 형 거푸집을 콘크리트 성형용 형틀에 장착하거나 일부로 대체하여 콘크리트 구조물을 성형하는 방법을 통하여 콘크리트 구조물의 콘크리트 표면에 라이너 형 거푸집이 부착된 상태로 콘크리트 표면의 방수 및 내식 처리를 위한 표면 처리 라이닝 코팅 막이 되도록 한 것이며,

삭제

이 라이닝 형 거푸집으로 콘크리트 성형 구조물의 표면에 일정한 깊이로 침투하고, 요철 형상으로 접착하게 하는 콘크리트 성형 구조물을 시공하는 것이다.
또한, 콘크리트 구조물의 표면처리 방법에 있어서도 상기의 라이너 형 거푸집의 표면(콘크리트 성형 구조물의 외면에 해당하는 면)에 열경화성 수지에 의한 표면층에, 대리석, 자연석, 특정 문양이나 색상 등을 형성할 수 있다.

본 발명에 의한 콘크리트의 성형과 표면 라이닝을 겸한 거푸집과 이 거푸집을 이용한 구조물 시공 방법은 내구성 있고, 구조적으로 완전한 성형 콘크리트 구조물의 정밀 시공에 큰 기여를 하게 될 것이다.
본 발명과 유사한 플라스틱, 세라믹스 또는 금속소재 등을 이용한 일회용 거푸집의 개념을 도입하여 건축용 패널 또는 옹벽 등을 시공하는 방법이 소개되었으나, 콘크리트 벽체 등의 성형공정을 간편하게 하고, 미관을 보기 좋게 하고, 충격에 의한 파손을 방지할 목적으로 시도되고 있으며, 접촉되는 콘크리트와의 부분적인 접촉으로 고정되는 형상으로써, 본 발명의 목적과도 다르며 그 실시 방법 및 형상들도 전혀 다른 별개의 것들이며, 거푸집의 적용에 있어서도 아주 한정적인 범주에 머물고 있다.
미국특허 제 5,706,620호, 제 5,729,944호 및 WO 97/32092호, 97/32095호, 94/21867호, 94/18405호 및 95/33106호에는 거푸집의 설치 및 제거 작업을 용이하게 할 목적으로 끼워 맞춤으로 연속된 벽체를 형성하고, 콘크리트 표면에 밀착되는 플라스틱 거푸집을 만들어 건축용 벽체를 시공하는 시공 방법을 제안하였고, 대한민국 공개특허 특2001-0110777호에도 거푸집 설치 및 제거의 불편을 덜고, 방음과 단열을 위하여 콘크리트 벽체의 내 외면을 형성할 대칭 하는 두 장의 발포성 패널을 거푸집의 개념으로 콘크리트 벽체를 형성하는 방법과 콘크리트 패널에 대하여 제안하였고, 콘크리트 구조체와의 접착을 위하여 발포성 패널 내면에 커넥터를 형성시켜서 접착 면적 중 일부만 완전하게 밀착되도록 하였고, 대한민국 등록 실용신안 20-0380136호에 따르면 건축용 패널의 연결부위에 충격에 의한 파손을 방지하기 위하여 보호커버를 설치한 건축용 패널을 제시하였고, 옹벽의 미관 가치 향상과 시공의 효율성을 위하여 둥근 목재를 판 형상으로 조립하여 내부에 방수시트를 부착하고, 볼트를 접착 부재로 하여 옹벽의 시공시 표면 마감을 동시에 시공하도록 한 방법이 제공되며, 본 발명의 시멘트 2차 제품 성형용 라이닝 형 거푸집과 유사한 라이닝 면을 형성시키는 대한민국 등록 실용신안 제0335568호에 따르면, 공장에서 제조하는 시멘트 2차 가공 토목 제품인 팽이 파일, 암거, 맨홀 및 수로관의 생산 공정에서 거푸집에서 완성된 제품을 떼어내는 탈형 작업의 용이성과 콘크리트 표면의 내수성을 유지하기 위하여 PE 재질의 박판의 합성 수지 성형 폼을 거푸집에 장착하고 콘크리트를 부어서 제품을 성형하는 이형 폼을 제공하고 있으나, PE 재질의 합성수지를 사출 또는 다이캐스팅 방법으로 성형한 박판의 이형 폼은 콘크리트 표면에 부착되지 않으며, 콘크리트 표면에 삽입되어 콘크리트 구조체가 접착 부재를 잡아주는 형상으로 접착 부재를 형성시킬 수 없으며, 제품을 성형한 후에도 단순 면대 면 접촉에 의한 방식이므로 콘크리트와 열팽창계수가 상이하기 때문에 서로 박리 되고, 콘크리트 구조체와 한 몸체를 형성할 수 없기 때문에 쉽게 파손되고, 목적하는 방수 성능 또는 내구성을 기대하기 곤란하며, 이러한 이유로 플라스틱을 이용한 콘크리트 표면의 라이닝이 시도되지 못하고 있는 실정이다.
또한, 최근엔 콘크리트 구조물이 가지는 열성인 염해, 탈 알칼리, 수분에 의한 구조적 강도 특성 저하와 내진설계 등의 영향으로 본 발명에서의 라이너와 같은 1회용(라이닝 하는 라이너 형) 거푸집이 개발되고 있으며, 그 예로써 대한민국 특허 공개번호 제1996-0031745호에 따르면, 본 발명과 같이 콘크리트 성형용 거푸집이 콘크리트 표면에 부착되어 건축물의 콘크리트 시공시 방수, 인성 강화, 미관성능 개선 등을 목적으로 하는 라이닝 방법이 제공되고 있으나, 이 공개된 발명에서는 콘크리트와의 부착제로 사용하는 앵글을 나사못으로 고정하여 콘크리트 표면 내부에 삽입하는 수단을 적용하고 있으나 이는 콘크리트 내부에서 부식이 진행되어 콘크리트 건축물의 수명기간 중 라이닝 상태의 유지가 어려우며, 라이닝을 하는 거푸집의 구조, 제조방법, 소재 등에 있어서도 본 발명과 상이하며, 시공방법에 있어서도 연속 조립되어 설치되는 라이너 간의 결합과 수밀성 확보 등에서도 수단을 제공하지 못하고 있다.
그리고 대한민국등록특허 제0565455호에 따르면, 본 발명에서와 같은 목적으로 폴리머 콘크리트 재질의 라이너 형 거푸집을 제작하는 방법을 제공하고 있으나, 이는 폴리머 콘크리트를 성형하고, 이 라이너가 라이닝 시 콘크리트와 결합을 위한 콘크리트 접착층을 형성시키기 위하여 라이너 표면에 양생/경화 지연제를 도포하여, 부분적으로 완전한 경화가 이뤄지지 않은 상태에서 고압의 물로 골재만 남도록 강하게 세척하여 표면을 골재 노출면으로 형성하여 콘크리트 접착층을 형성하는 것으로서, 라이너의 두께(성형 후 골재가 노출되도록 벗겨냄), 강도(라이너 취급이 곤란하고, 설치 후 구조물에 미치는 영향 거의 없음), 구조(연속체결을 위한 수단이 결여되고, 단일 단위체로 성형 된다면 콘크리트 구조물의 크기가 커질 때는 제조가 불가능함), 접착층 형성 법 등이 본 발명에 따른 라이너의 형상 및 제조방법과는 크게 다르며, 비경제적이다.
그리고 대한민국 등록특허 제0232255호에 따르면, 복합재료(FRP)와 금속 보강 리브를 이용하여 SMC(고온 압축 성형)법에 의한 라이너 형 거푸집이 제공되고 있으나, 콘크리트 접착층 형성 구조, 재질 등이 본 발명과 다르며, 금속제 보강 리브는 단순하게 라이너의 구조적 강도 보완(콘크리트 내부에 접착하게 되지 않음)만 해주고 있으며, 토목 공사에서 주로 사용되는 반복 사용하는 FRP 거푸집과 같은 구조이며, 표면에 섬유 사가 노출되어 콘크리트와 부착되게 한 것이다.
대한민국 등록실용신안 제0227269호에 다르면, FRP 라이너에 의한 교각의 보수시공 구조가 제공되고 있으나, 라이너 형 거푸집의 고정 위치 설정 및 유지 및 배근 된 철망과 라이너 형 거푸집의 결합, 시공 설치 방법 등이 본 발명과 다르며, 본 발명에 따른 보수 시공은 라이너와 신 콘크리트 층이 일체화되어 아주 강한 내진형 보수·보강이 이뤄지게 되며, 이 등록 실용신안에 있어서 라이너 체결 부분에 대한 수밀성을 고려하지 않고 있으며, 섬유 보강 플라스틱(FRP)의 일반적인 스프레이업 적층 법에 의하여 제조한 강한 구조체이나 FRP가 가지는 철 자재 보다 강한 인장력을 형성하기 위에선 유리 또는 탄소 장 섬유(부직포의 형태가 아닌 선형 로프를 직조한 매트일 경우에 한하여 큰 인장 강도가 발휘된다.)를 고밀도로 함축하여 불포화 폴리에스테르 또는 에폭시 등의 열경화성 화학 수지를 함침해서 플라스틱 경화체 내부에 다량 삽입하여 FRP를 형성하는 것으로서, 스프레이 업 적층 법으로는 고 인장 강도의 실현이 불가능(이 건의 실용신안에서는 금속 메쉬를 부분적으로 보강재로 적용한 FRP 성형물이며, 상대적으로 성형 두께가 본 발명에 의한 것보다 큼) 하며, 사용 목적에 맞는 구조물의 특정한 형상으로 FRP를 성형하기 곤란하며, 본 발명에 비하여 아주 큰 제조비용 발생 되어 구조물의 보수·보강에서 한정적으로 적용되고 있다.
위에서 열거된 것과 같이 본 발명에 의한 라이너 형 거푸집과 유사한 구조를 갖는 화학 수지 라이너도 있으나 본 발명에 의한 화학 수지 라이너는 콘크리트 구조물의 라이닝 시공 목적과 방법에 따라 라이너의 구성을 달리하며, 라이너를 형성하는 판의 화학 수지층 구조도 섬유강화플라스틱(FRP)이 아닌 화학 수지층 단독의 박판 구조와 철판에 화학 수지를 코팅한 판재이며, 철 자재 또는 플라스틱 구조재를 이용하여 콘크리트 부착력과 라이너의 구조적 강도를 향상시키는 것이며, 콘크리트와의 접착을 위하여 굵은 골재를 접착 부재로 이용할 경우에는 골재를 사전에 화학 수지로 코팅(후속되는 화학 수지 스프레이 작업에서 스프레이 화학 수지가 굵은 골재에 스며들지 않고 흘러 내려서 적은 화학 수지의 사용만으로도 라이너에 굵은 골재가 잘 부착되며, 콘크리트 구조물 성형시 콘크리트가 잘 스며들어 강하게 부착된다.)하고, 라이너 형성용 화학 수지층과 골재 코팅에 사용된 화학 수지가 경화하기 전 접착시키며, 그 위에 화학 수지를 스프레이 하여 형성하는 것으로서 얇은 라이너에 굵은 골재를 강하게 부착시킬 수 있다.
그리고 본 발명은 내식성 또는 콘크리트 구조물의 표면 개선을 위하거나, 콘크리트 구조물 보수·보강 또는 거푸집 대체 등의 라이닝의 목적에 따라 플라스틱을 내식성, 표면 개선, 접착의 용도로 적용하고, 구조적 강도가 요하는 라이너 형 거푸집에 있어서는 철판, 와이어 메쉬, 각형 각재 등의 철 자재를 라이너 형 거푸집의 구조재로 적용하는 것으로서, 플라스틱 내부에 철 자재를 삽입시켜서 강한 인장력과, 내력을 가지는 라이너 형 거푸집을 형성하며, 라이너 형 거푸집의 내력 보강재, 또는 접착 구조체를 철제로 형성할 경우에는 콘크리트 구조물 내부의 철근 조립체와 직접 연결/체결할 수 있어서 구조적으로 가장 강한 콘크리트 구조물을 형성할 수 있으며, 열경화성 화학 수지 이외의 물성이 안정적이고, 요구되는 물성이 우수하며, 상대적으로 저가인 PE 등과 같은 열가소성 화학 수지를 이용할 수 있다.
따라서, 본 발명이 추구하는 목적과 형상, 시공 방법, 시공 대상물, 거푸집의 특성 및 거푸집의 제조 방법 등이 다르며, 거푸집 사용에서 기인하는 콘크리트 구조체의 특성도 명백히 다르다.
또한, 본 발명에 의한 콘크리트의 성형과 표면 라이닝을 겸한 거푸집과 이 거푸집을 이용한 콘크리트 성형 구조물 시공 방법은 상기에서 기술한 목적과 효과를 충분히 달성하는 완전한 콘크리트 성형 구조물의 정밀 시공에 큰 기여를 하게 되며, 콘크리트의 문제인 내수성, 방진/내진성, 내 노화성, 내구성(수명), 내약품성, 성형성, 내충격성, 미관/색상, 경제성, 내식성 및 휨/횡 하중의 개선을 최소의 비용으로 손쉽게 접근하게 되는 최적의 대안이 될 것이다.

본 발명은 상기의 문제점을 개선하고, 상기의 목적을 위해서 발명한 것으로서, 콘크리트 성형 구조물을 급격하게 노화 및 열화 시키는 각종 노화 및 열화 인자(수분 침투, 알칼리 성분 용출, 기후·온도 변화, 염분, 산성비 등에 의한 산의 침투, 물리적 충격, 바람, 자외선, 내부 철근의 부식, 대기중의 공해성 물질 등)로부터 콘크리트를 보호하고, 내진(방진)성, 내노화성, 내구성, 내약품성, 내충격성, 인성(휨/횡 하중) 등을 부여하고, 콘크리트 구조물의 구조적 강도를 증진과 내진성을 부여하고, 콘크리트 성형 구조물의 수명을 늘리고, 콘크리트 성형 구조물의 표면을 치장하고, 콘크리트 성형 공정을 간편하게 수행할 수 있는 콘크리트 성형 구조물의 표면 부착형 라이닝 거푸집과 이 거푸집의 제조방법, 시공방법, 콘크리트 표면 라이닝 방법 및 노후화된 토목 구조물을 보수·보강하는 방법 등을 제공함에 그 목적이 있으며,
또한, 서로 다른 물성과 특성이 있는 콘크리트 표면에서 콘크리트 성형 구조물의 수명 기간 동안 물리, 화학적인 결합이 곤란한 화학 수지, 금속판재, 섬유질 패드 등을 이용하여 복합적으로 구성되는 본 발명에 의한 라이닝 형 거푸집이 박리 되지 않고 붙어있게 하는 것과,
외부 온도 변화(콘크리트와 본 발명에 의한 라이닝 형 거푸집을 형성하는 각 소재의 열 팽창계수가 크게 상이함), 자외선, 등과 같은 외부 환경 요인에 의한 부착력 저하와 강한 물리적 충격에 의한 라이닝 표면의 파손과 기능 저하를 방지하는 것 등의 기술적 문제를 해결한 것이 본 발명의 가장 큰 특징이며, 장점이 되는 것이다.
또한, 콘크리트 구조물의 표면을 부착형 라이닝 거푸집이 부착되어 외부와 완벽하게 차단시켜서 콘크리트의 노화 원인을 제거하여, 콘크리트의 내구성을 증진시키고, 수명을 늘리게 되어 콘크리트의 제조, 시공, 사용, 폐기 등에서 발생하는 환경파괴의 위험을 절대적으로 감소시키게 되는 장점을 가지게 되는 것이다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면과 같이 거푸집의 구조와 콘크리트 구조물의 성형(시공) 및 라이닝 방법 등의 적용 예를 들어 설명하면,
도 1은 본 발명에 따른 라이너 형 거푸집의 표면에 형성된 접착 부재의 구조를 설명하기 위한 라이너 형 거푸집의 실시 예(1 ~4)들을 도시한 단면도이고, 도 2는 Precast 콘크리트 제품의 예로 든 수로관에 대한 본 발명에 따른 라이너 형 거푸집의 적용에 따른 라이닝 수로관을 도시한 사시도 및 단면도이고, 도 3은 본 발명의 부분 라이너를 이용한 콘크리트 성형이 불가능(콘크리트 양생 후 형틀의 제거 불가능) 한 부분의 성형과 라이닝을 설명하기 위해 예로 든, 저수조 블록의 라이닝 형 거푸집 적용 예를 도시한 사시도와 단면도이고, 도 4는 본 발명의 내력 구조형 라이너를 이용한 토목 구조물의 시공방법을 설명하기 위해 예로 든, 교량의 교대/교각을 시공하는 예를 도시한 시공 구조도와 라이너 형 거푸집의 사시도이며, 도 5는 본 발명의 치장형 라이너를 이용한 토목 구조물의 시공방법을 설명하기 위해 예로 든, 옹벽을 시공하는 예를 도시한 시공 구조도와 라이너 형 거푸집의 사시도이며, 도 6은 본 발명의 또 다른 내력 구조형 라이너를 이용한 토목 구조물의 시공방법을 설명하기 위해 예로 든, 교량의 교대/교각을 시공하는 예를 도시한 시공 구조도와 라이너 형 거푸집의 사시도이며, 도 7은 본 발명에 따른 라이너 형 거푸집을 이용하여 노후화된 콘크리트 구조물인 교량의 교대/교각)을 보수·보강하는 시공 구조의 단면도이고, 도 8은 본 발명에 의한 라이너 형 거푸집의 제조방법을 설명한 표이나, 이상은 도면에 도시된 사항들은 본 발명을 설명하기 위한 실시 예이며, 본 발명의 범위를 한정하기 위한 것은 아니다.

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이상에서 설명한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 라이닝 하는 콘크리트 성형 구조물의 종류, 목적하는 라이닝의 특성 및 용도 등에 따라서 라이너 형 거푸집(02, 19)을 형성하는 방법과 라이너 형 거푸집(02, 19)의 구조 및 이 라이너 형 거푸집(02, 19)을 이용한 콘크리트 구조물의 시공 및 라이닝 하는 방법 등은 몇 가지로 구분할 수 있다.
이하, 라이너 형 거푸집(02, 19)의 제조 방법과 구조, 라이너 형 거푸집(02, 19)을 이용한 라이닝 시공 방법 및 콘크리트 구조물의 시공 방법 들을 실시 예를 들어 설명하면 다음과 같다.

실시 예 1: 라이너 형 거푸집의 제조 방법과 라이너의 구조
본 발명에 의한 라이너를 형성하는 방법은 도 8에 정리된 방법과 같이 단순 라이닝, 부분 라이닝, 화장 라이닝, 내력 라이닝으로 구분하며, 각각의 라이너 형 거푸집의 제조 방법은 도 8과 같다.
도 8에서 단순 라이닝은 콘크리트 구조물을 성형하는 거푸집(00)에 라이닝 하고자 하는 부분에 해당하는 라이너를 장착하여 성형하는 콘크리트 구조물에 방수 및 방식을 목적으로 라이닝 하는 것을 의미하며, 단순 라이닝이 적용되는 콘크리트 구조물은 현장에서 레미콘을 타설하여 만드는 일반적인 토목 구조물과 공장에서 만드는 프리캐스트(Precast) 콘크리트 구조물이 있으며, 라이닝 하는 수단인 라이너 형 거푸집(02)은 화학 수지로 형성하되 콘크리트와의 접착을 위하여 도 1의 1. 항 내지 4. 항에 예시한 예와 같이 콘크리트 접착 층(04)을 형성하며, 이 콘크리트 접착 층(04)은 라이너의 내측 면에 형성되어 콘크리트 내부에 삽입되어 라이너가 콘크리트 표면에 부착되도록 한 구조재("O", "T", "ㄱ", "V", 삼각형, 사각형, 다각형 등의 형상) 형상으로 화학 수지 또는 철 자재 등으로 성형한 접착 부재(02a: 이하 구조재 형상의 접착 부재), 콘크리트 표면에 부착되도록 화학 수지로 코팅 또는 염색하거나 자연 상태의 굵은 골재로 형성한 접착 부재(02b), 라이너가 콘크리트 표면에 부착되도록 한 와이어 메쉬 또는 화학 수지 재질로 와이어 메쉬 형상으로 형성한 접착 부재(02d) 중 선택된 1종 이상의 접착 부재 수단을 복합적으로 적용한 구조로 형성한다.
부분 라이닝은 도 3의 실시 예에서와 같이 상기의 단순 라이닝과 같은 콘크리트 접착 층(04)을 갖는 구조로써, 콘크리트 구조물을 성형하기 위한 거푸집(00)의 기능과 해당 부위를 라이닝 하는 기능을 가진 부분 라이너 형 거푸집(11)을 활용한 콘크리트 구조물의 라이닝이다.
일반적으로 콘크리트 구조물 성형을 위해서는 거푸집이 반드시 필요하며, 도 2의 실시 예에서와 같이 Precast 콘크리트 구조물을 성형하는 거푸집(00)은 경첩( Hinge)을 이용하여 거푸집(00)을 조립 및 해체하게 되며, 만들고자 하는 성형물의 형상에 따라서, 거푸집(00)의 조립/해체 구조가 간단하거나 복잡해지게 되거나, 성형 및 양생한 후 거푸집을 제거하는 탈형이 불가능해질 수 있다.
도 3의 저수조 블록의 실시 예에서와 같이 일반적인 방법인 경첩을 이용한 거푸집(00)의 조립/해체 구조를 적용하게 되면, 성형물의 탈형을 위해서는 거푸집(00)의 구조가 복잡해져서 거푸집(00)의 제조비용과 작업의 간편성, 거푸집(00)의 내구성 등에 문제가 발생 되어 일반적으로 성형하지 않는 콘크리트 구조물의 형상이다.
따라서, 도 3의 실시 예와 같이 부분 라이닝은 해당 콘크리트 구조물 중 특정 부위에 강한 하중, 마찰, 동해, 수분 침투 등의 영향을 받거나, 거푸집(00)의 제거가 곤란하여 구조물 성형이 곤란한 경우에 있어서 유용하게 적용할 수 있다.
화장 라이닝은 콘크리트 표면을 치장, 방수 및 방식 하기 위하여 상기의 단순 라이닝과 같은 라이너 접착 구조를 가진 라이너(02)의 표면 중 라이닝 한 후, 노출되는 콘크리트 라이닝 면(층)(03)을 화장하기 위하여 라이너 형 거푸집(02)의 노출 표면(05)을 형성하는 화학 수지에 염료, 염색된 수지 칩, 염색된 유리섬유 또는 골재 등이 포함된 열경화성 수지 조성액을 도포하여 형성하거나, 노출되는 화학 수지층 표면(05)에 일반적으로 활용되는 투명/특정한 색상, 고내구성, 내노화성, 광택성(또는 무광), 방염성 특성 중 선택된 특성을 부여하는 화학 수지 첨가제를 첨가한 화학 수지 조성물을 얇게 코팅하여 형성한 표층을 갖는 구조로 형성한 라이너 형 거푸집(02)으로 라이닝 한 것이며, 주로 콘크리트 구조물의 내식성 부여, 방수성 부여, 수려한 표면 형성 등을 목적으로 한다.
내력 라이닝은 상기의 단순 라이닝에 적용되는 라이너 형 거푸집(02)과 같은 구조의 라이너 형 거푸집(02)의 화학수지층(09) 내부에 도 1의 3. 항과 도 5의 "A" 부분 실시 예 1 내지 실시 예 3에서와 같이 철판형 구조 보강재가 화학 수지와 접착이 잘 되도록 평 철판에 관통 홀을 연속으로 천공한 보강 부재(31a), 평판의 표면을 요철 형상으로 면 처리한 보강 부재(31b), 평 철판의 표면에 와이어 메쉬 또는 접착 천공 부재(31a)를 부착한 보강 부재(31c)중 선택된 화학 수지 접착 보강 부재(02C, 31)를 매입하거나, 도 4의 실시 예에서와 같이 앵글 등과 같은 구조재를 라이너의 내측 면에 가로 세로 방향으로 교차하여 접착제 도포면(25)과 연결되는 구조 보강재(13)를 형성하여 본 라이너 형 거푸집(02)이 콘크리트 중량과 다짐 성형시 발생하는 충격을 견디고, 완전히 경화된 콘크리트 구조물의 강도 특성과 내진성이 향상되도록 콘크리트 성형용 거푸집(00)과 콘크리트 표면 라이닝 용도로 활용하여 라이닝 하는 것이며,
상기에서 실시 예를 들어 설명한 각각의 라이닝 용 라이너 형 거푸집(02)은 특정한 콘크리트 구조물을 성형 및 라이닝 하기 위하여, 도 4 내지 도 7의 실시 예에서와 같이 부분 성형품으로 제조되어 시공시 각각의 라이너 형 거푸집(02)이 다수 체결되어 시공되며, 체결을 위하여 단순한 라이닝만을 목적으로 할 경우에는 라이너(02)의 모든 끝 단면에 복수의 라이너를 연속 체결하기 위한 연결/방수용 삽입 홈(15), 복수의 라이너를 연속 체결하기 위한 연결/방수용 삽입 돌출부(16), 라이너를 연속 체결하기 위한 접착제 도포 면(25: 접착제의 의한 접착 면)을 형성하여 연속 체결하고, 콘크리트 성형용 거푸집(00)과 라이닝 용으로 사용되는 라이너 형 거푸집(02)의 개별 단위체 모든 끝 단면에 각각 다수의 화학 수지 라이너 체결용 볼트 삽입 홀(30)과 라이너를 연속 체결하기 위한 접착제 도포 면(25: 접착제의 의한 접착 면)을 형성하여 체결한다.
본 발명에 의한 라이너 형 거푸집은 열가소성 수지 또는 열경화성 수지 어떤 것으로도 만들 수 있으나, 경제적 측면과 표면 가공성을 위하여, 페놀(Phenol), 에폭시(Epoxy), 우레탄(Urethane), 우레아(Urea), 불포화폴리에스테르(UPR), 멜라민(Melamine), 푸란(Furan) 중 선택된 1종의 열경화성 수지를 선택하거나 또는 선택된 2종류 이상의 수지를 선택하여 혼합한 열경화성 수지가 바람직하고, 더 바람직하게는 저가인 불포화폴리에스테르(UPR)를 주체로 하여, 내충격성 및 탄성을 부여하기 위하여 연질화 할 수 있는 상기의 1종 이상의 수지를 혼합하는 것이며,

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PE 등과 같은 열가소성 수지 단독 또는 열 경화성 수지와 같이 사용하여 철판을 활용한 내력 라이닝용 라이너 형 거푸집 표면을 구성하여 가장 좋은 라이닝 특성을 기대할 수 있다.

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열경화성 수지를 이용하여 일반적인 열경화성 수지 성형 방법인 핸드레이업법, 스프레이업법, 프레스법, 회전성형법, SMC법 중 거푸집의 형상과 성형 수량에 의하여 선정한 방법으로 도 8의 실시 방법의 예에서와 같이 라이닝 형 거푸집(02)을 만들며, 화학 수지층(07, 29)의 최소 성형 부분의 두께가 0.5mm 이상의 박판 형으로 콘크리트 표면을 화장 라이닝 하는 라이너 형 거푸집(02)의 구조는 이웃하는 거푸집과 서로 연결될 수 있도록 도 4와 도 5의 실시 예에서와 같이 거푸집 끝 단면에 화학 수지용 접착제가 도포 될 수 있는 충분한 면적을 가진 접착제 도포 층(25)을 형성하여 거푸집의 지지대 역할을 하게 하여 라이너(02)의 내력을 향상시키며, 콘크리트 구조물 표면의 미관 성능을 향상시키기 위해서는 거푸집의 외부 표출 면은 도 8의 제조방법 3에 설명된 것과 같이 광고물 부착 방지의 돌기나, 요철부를 형성할 수 있으며, 대리석, 자연석 등의 문양과 문자 등을 삽입하며, 콘크리트 투입 공사 중 표면이 훼손되지 않도록 탈착할 수 있는 비닐 계 필름을 부착한 구조이며, 도 6의 내력형 라이닝에 사용되는 라이너 형 거푸집(02)의 실시 예서와 같이 복잡한 구조재에 의한 내력의 보강 없이 강철판을 이용한 내력용 라이너 형 거푸집(02)을 형성할 경우에서 플라스틱은 연질이며, 내충격성, 내약품성, 강성, 안정성 등이 우수한 PE 등과 같은 열가소성 화학 수지를 강철판에 코팅하는 방법을 이용하는 것이 경제적으로 유리하며, 높은 라이닝 특성을 기대할 수 있어서 바람직하다.
PE 등과 같은 열가소성 화학 수지로 형성한 라이너 형 거푸집(02)은 내력 보강판재(21)로 사용하는 강대형 철판은 수지를 강하게 부착시키기 위하여 강대형 철판에 규칙적인 천공(31a), 요철형 표면 처리(31b) 또는 천공된 수지 접착용 보강판 또는 와이어 메쉬(31c)를 용접하여 부착하는 것 중 선택된 1종 이상의 화학 수지 접착 보강 부재(31)를 형성하고, 적당한 길이로 절단, 펀칭, 절곡 및 밴딩 하고, 로라 형 프레스 위에 강대형 철판을 올려놓고, 용융된 열가소성 수지가 급격하게 경화되는 것을 방지하기 위하여 100 ~ 120℃로 강대형 철판을 가열하면서 철판 표면에 용융 압출되는 열가소성 수지를 가하며, 철판의 한쪽 면에 콘크리트 접착 층(04)을 화학 수지를 압출하는 구조재 형상의 접착 부재(02a)를 형성하면서 로라 형 프레스로 열경화성 수지를 강대형 철판 위에 압착하고, 물로 냉각하여 철판에 열가소성 수지가 코팅된 시트로 형성하고, 형성된 라이너(19) 각각의 단면 절곡부에 라이너의 연속 체결에 필요한 볼트 조임을 위한 볼트 체결 홀(30)을 다수 개 형성하는 방법으로 제조하며, 수중 공사에 적용될 경우에는 라이너(19)의 연속 체결을 위한 모든 단면에 접착제 도포 면(접착 면: 25), 서로 체결될 경우 마주하는 삽입 홈(15)과 삽입 돌출부(16)를 형성한다.
실시 예 2: 라이너 형 거푸집에 의한 라이닝 시공 및 콘크리트 구조물 성형 방법
본 발명에 의한 라이너 형 거푸집을 이용하여 콘크리트 구조물을 성형하는 방법과 라이닝 시공 방법은 각각 몇 가지로 구분할 수 있으며,
콘크리트 구조물을 성형하는 방법에 있어서는 Precast 콘크리트 구조물의 성형 방법과 콘크리트 구조물의 시공 방법 및 콘크리트 교각/교대 등의 보수·보강 시공 방법으로 구분할 수 있으며, 각 각의 콘크리트 구조물의 라이닝 방법은 라이닝 목적에 따라서, 화장 판 라이닝, 내력 구조형 라이닝 및 단순 라이닝으로 구분하며, 내력 구조형 라이닝은 콘크리트 타설과 성형을 위한 거푸집 없이 본 발명에 의한 라이너 형 거푸집(02, 19)만을 단독으로 이용하여 콘크리트 구조물을 성형하는 것이며, 화장 판 라이닝과 단순 라이닝은 콘크리트 성형용 거푸집 내부에 본 발명에 의한 라이너(02, 19)를 장착하고, 콘크리트를 타설하며, 콘크리트 양생 후 거푸집을 제거하면, 라이너가 콘크리트 표면에 부착되도록 콘크리트 구조물을 성형하는 것이다.
Precast 콘크리트 제품을 성형함에 있어서, 도 2의 수로관 적용 실시 예에서와 같이 콘크리트 제품을 성형하는 거푸집(00)에 라이닝 하고자 하는 필요 부분에 화학 수지를 도포하고 경화시키는 방법으로 라이너(02, 19)를 형성하고, 콘크리트를 투입하여 Precast 콘크리트 제품을 성형 및 양생하여 라이닝 Precast 콘크리트 제품을 만들며, 도 3의 저수조 블록의 적용 실시 예에서와 같이 복잡한 형상이며, 경첩에 의한 조립형 거푸집에서는 탈형이 곤란하거나, 특정부위의 강한 인성 및 물성이 요구되는 Precast 콘크리트 제품은 특정 부위를 성형하는 거푸집(00)의 특정부위를 부분 성형용 라이너(11)로 체결하여 콘크리트 제품을 성형하며, 라이너(02, 11, 19)는 Precast 콘크리트 제품을 성형하는 거푸집(00) 또는 화학 수지 성형 몰드(12)에서 화학 수지를 도포하여 콘크리트 제품 성형 전에 만들고, Precast 콘크리트 제품을 성형할 경우 거푸집(00)에 체결 및 장착하여 Precast 콘크리트 구조물을 성형 및 라이닝 한다.
Precast 콘크리트 구조물보다 상대적으로 큰 면적과 체적을 가지는 토목 구조물의 시공과 라이닝은 몇 가지로 구분할 수 있으며, 첫 번째 방법은 도 5의 옹벽 적용 실시 예와 같이 시공 현장에서 건축물 벽체, 축대 및 옹벽 등과 같은 보통의 콘크리트 구조물을 형성하는 철근 콘크리트 공사에서 콘크리트 구조물 표면의 방수, 방식 및 외장을 위하여 본 발명에 의한 개개의 라이너(02, 19) 끝 단면에 형성된 라이너를 연속 체결하기 위한 접착제 도포 면(접착제의 의한 접착 면; 25)을 라이너의 모든 끝 단면에 형성하여 접착제를 도포하고, 라이너 연속 체결을 위한 삽입 돌출부(16)와 삽입 홈(15)을 각각 끼워 맞춤할 수 있도록 접착 면(25)에 형성하고, 이 라이너(02, 19)들을 결합하여 콘크리트 구조물 시공 면적의 크기에 해당하는 라이너 집합체를 형성하고, 유로 폼 등과 같은 시공 거푸집(26) 내면에 삽입 및 장착하여 콘크리트 구조물을 만들고 라이닝 하며,
두 번째 방법은 도 4의 시공 예와 같이 시공 현장에서 교각/교대, 수중보 등과 같은 수중 콘크리트 구조물을 형성하는 철근 콘크리트 공사에서 콘크리트 구조물 표면의 방수 및 방식을 위하여 본 발명에 의한 개개의 내력용 라이너(02, 19) 끝 단면에 이 라이너(02, 19)를 연속 체결하기 위한 접착제 도포 면(접착제의 의한 접착 면; 25)을 라이너(02, 19)의 모든 끝 단면에 형성하여 접착제를 도포하고, 라이너(02, 19) 연속체결용 삽입 돌출부(16)과 삽입 홈(15)을 각각 끼워 맞춤할 수 있도록 접착 면(25)에 형성하고, 이 라이너(02, 19)들을 결합하여 콘크리트 구조물 시공 면적의 크기에 해당하는 집합체를 형성하되, 라이너(02, 19) 집합체 내면에 강관을 이용한 1개 이상의 세로 축 거푸집 지지대(27)와 1개 이상의 철근 조립체(23)와의 강재 고정부재(24)를 가로 축 지지대로 하여 철근 조립체(23)와 라이너(02, 19) 집합체를 체결하여, 라이너(02, 19) 집합체와 철근 조립체(23)를 시공위치에 고정한다.

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상기와 같이 조립된 라이너(02, 19) 집합체 내부의 이 물질(물, 진흙 등)을 제거하고, 내부 저 면에 두께 10 ~ 20cm의 콘크리트를 바닥에 타설하여 콘크리트 층을 형성하고, 그 위에 방수 도막제 또는 도료를 두께 0.5 ~ 2cm정도로 타설하여 방수층을 형성하고, 콘크리트를 투입하고, 진동 다짐하여 콘크리트 구조물을 성형하고, 성형이 종료되면 구조물의 최상층부의 콘크리트에 초결이 발생하기 전에, 콘크리트 다짐 면 상측에 굵은 골재를 뿌려서 돌출되도록 콘크리트를 굳혀서 레진 콘크리트 부착의 접착 면이 되도록 하며, 콘크리트 구조물의 양생이 종료되면, 굵은 골재가 돌출된 상면에 열경화성 수지에 굵은 골재 및 충진재가 섞인 레진 콘크리트를 도포하고 경화시키는 방법으로 레진콘크리트 도포 층(33)을 형성한다.

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또 다른 일례로써, 도 6의 실시 예에서와 같이 강한 구조적 강도와 체결력을 가진 거푸집 집합체의 조성에 있어서 콘크리트 표면 접착형 강구조 거푸집을 도 4에 도시된 수중 교대/교각의 시공 예로써 설명하면, 도 4의 실시 예서와 같은 내력 구조형 라이너(02, 19)를 부분적으로 체결하지 않고, 도 6의 "A" 부분 상세도 1 내지 3의 실시 예에서와 같이 "내력용 철판"에 수지를 강하게 밀착시키기 위하여 규칙적인 천공(31a), 요철형 표면처리(31b), 또는 와이어 메쉬 부착 등과 같은 수지 접착용 천공 보강판 부착(31c)하여, 적정한 높이를 가지는 한 장의 철판 시트형 접착 보강 부재(31)로 형성하여, 저밀도 폴리에틸렌과 같은 열가소성 수지로 코팅하고, 높이 조절이 필요할 경우에는 도 6의 "B-BB" 방향 단면도의 실시 예와 같이 두 개 이상의 라이너(02, 19)가 상하로 연결되고, 개별 라이너(02, 19)가 체결되도록 라이너(02, 19)의 모든 끝 단면이 안쪽으로 휘어지게 절곡하고, 서로 마주하는 절곡 면에 볼트 체결용 볼트 삽입 홀(30)을 형성하여 볼트 조임과 접착제 시공으로 체결하여 라이너(02, 19)를 일체화하여 강한 내력에 견디는 콘크리트 구조물 성형용 라이너 형 거푸집 집합체(02, 19)를 형성시킬 수 있으며, 이 라이너 형 거푸집(02, 19)이 체결된 콘크리트 구조물도 강한 구조적 강도를 가지며, 지진에 대비한 내진 설계 및 시공에 적합하게 된다.

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상기와 같이 일체화된 라이너 형 거푸집 집합체(02, 19)의 조립이 종료되면, 상기와 같이 거푸집 지지대(27) 및 고정 부재(24)를 체결하여 철근 조립체(23)와 일체화 되도록 체결하고, 콘크리트를 타설하여 라이닝 한 철근 콘크리트 구조물을 형성한다.
세 번째 방법은 노후화된 수중 철근 콘크리트 구조물의 보수 및 보강을 위한 구조물 라이닝 작업에 있어서 도 7의 노후화된 교대/교각의 시공 예에서와 같이 상기 내력형 라이너(02, 19)를 이용하여 보수·보강 하고자 하는 콘크리트 구조물보다 큰 라이너 형 거푸집 집합체(02, 19)를 형성하되, 라이너 형 거푸집(02, 19)의 내면엔 철근 또는 철 자재로 형성하여 콘크리트 구조물과 접하는 끝단에 바퀴 또는 철자재로 미끄럼 장치가 부착된 라이너 이동 및 고정지지대(32)를 형성한다.
이 라이너 형 거푸집(02, 19) 집합체의 저 면이 수중의 바닥에 내려앉을 때까지 상부(38)에서 단계적으로 거푸집 집합체를 볼트 조임과 접착의 방법으로 결합시켜서 부착하여 안착시키고, 구 콘크리트 구조물 표면(34)과 라이닝 형 거푸집 사이에 생긴 공간의 저 면에 잡석을 30cm이상의 높이로 넣어서 잡석 층(36)을 형성하고, 그 위에 불 분리 혼화제와 폴리머를 넣어 만든 수중 콘크리트를 30cm 이상의 높이로 타설하여 방수 수중 콘크리트 층(37)을 형성하고, 수중 콘크리트가 양생 되면 그 위에 콘크리트를 타설하여 신 콘크리트 층(35)을 형성하고, 신 콘크리트 층(35)의 상측에 열경화성 수지에 굵은 골재와 잔 골재를 혼합한 레진 콘크리트 도포 층(33)을 형성한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 화학 수지의 내약품성, 내식성, 방수성 등의 장점을 콘크리트 구조체의 표면에 적용시키기 위하여 발명된 콘크리트 밀착 일체형 라이닝 거푸집과 이 거푸집의 제조 및 라이닝 시공 방법 등은 최근 문제가 되고 있는 콘크리트 부식에 대한 최적의 대안이라 할 수 있는 것으로서,

콘크리트 구조물에 있어서, 파손 및 변형 저항성, 구조적 강도, 경제성(전체 사용 수명에 소요되는 모든 비용), 내진성, 방수성, 내약품성, 친환경성, 내노화성 및 내구성 등을, 염분 산 등과 같은 화학물질에 대한 내약품성, 파손 및 변형 저항성, 구조적 강도, 방수성, 경제성 등을 부여할 수 있으며,

특히, 시공 및 사용 환경이 열악한 수중보, 교각/교대, 수중 구조물, 해안 시설물, 수조 등과 같은 토목 구조물의 콘크리트 특성(수중 양생, 방수, 내약품성, 철근 부식, 수중 생태계 훼손 등)에서 기인한 열성인자를 콘크리트와 콘크리트 외부를 완전하게 차단하게 되므로, 최적의 해결책이 된다.

Claims

콘크리트 구조물 또는 프리캐스트(Precast) 콘크리트 구조물의 표면을 라이닝 하는 거푸집(이하 라이너라 한다.)에 있어서,

라이너(02, 19)를 화학 수지로 라이닝 할 콘크리트 구조물의 라이닝 부분의 형상 또는 얇은 사각 판재 형상으로 하되;

콘크리트와 접촉하는 라이너(02, 19)의 내측 면은 콘크리트 표면에 매립되어 라이너가 콘크리트 표면에 부착되도록 한 구조재(O형, T형,
형, 사다리꼴 등) 형상으로 성형한 접착 부재(02a), 콘크리트 표면에 부착되도록 화학 수지로 코팅 또는 염색하거나 자연 상태의 굵은 골재로 형성한 접착 부재(02b), 라이너가 콘크리트 표면에 부착되도록 한 와이어 메쉬 또는 화학 수지 재질로 와이어 메쉬 형상으로 형성한 접착 부재(02d) 중 선택된 1종 이상의 접착 부재를 복합적으로 적용한 구조로 콘크리트 접착 층(04)을 형성하고;

얇은 사각 판재 형상의 라이너(02, 19)는 라이닝 할 콘크리트 표면의 크기에 따라서 다수의 라이너가 연속 체결되도록 라이너의 모든 끝 단면에 콘크리트에 매립되는 방향으로 라이너를 연속 체결하기 위한 접착제 도포면(25)을 형성하며;

접착제 도포 면(25)에 서로 마주하는 라이너(02, 19)가 서로 끼워 맞춤으로 체결되도록 하는 연결/방수용 삽입 홈(15)과 연결/방수용 삽입 돌출부(16)를 형성하거나, 볼트 삽입 홀(30)을 형성하는 것을 특징으로 하며, 콘크리트 구조물 성형시 콘크리트 표면에 부착되어 콘크리트 표면을 라이닝 하는 거푸집
청구항 제 1항에 있어서,

라이너(02, 19)의 화학 수지층(07, 29) 내부에 철판에 관통 홀을 연속으로 천공한 보강 부재(31a), 철판의 표면을 요철 형상으로 면 처리한 보강 부재(31b), 철판의 표면에 와이어 메쉬 또는 접착 천공 부재(31a)를 부착한 보강 부재(31c)중 선택된 1가지 이상의 화학 수지 접착 보강 부재(02C, 31)를 매입하거나;

콘크리트와 접하는 라이너(02, 19)의 내측 면에 라이너의 모든 끝 단면에 형성한 접착제 도포 면(25)과 서로 대칭 하는 방향으로 연결된 1개 이상의 구조 보강재(13)를 형성하는 것을 특징으로 하며;

콘크리트 구조물을 성형하는 거푸집으로 활용하며, 동시에 콘크리트 구조물의 표면에 부착되어 콘크리트 표면을 라이닝 하는 거푸집
청구항 제 1항에 있어서,

라이닝 한 콘크리트 구조물의 표면에 부착된 라이너(02, 19)의 노출 표면을 형성하는 화학수지층(05)에 안료로 착색하거나, 투명하게 하고 표면에 부착되는 접착 부재(02b)인 굵은 골재를 착색하여 대리석 및 자연석 문양을 형성하고;

이 화학수지층(05)에 방염성 첨가제를 투입하여 난연성으로 바꾸거나, 화학수지층 표면(28)에 광고물 부착 방지의 돌기 또는 요철부를 형성하고;

노출되는 화학수지층(05) 표면(28)에 보호용 비닐계 필름(06)을 탈착할 수 있도록 부착한 것을 특징으로 하는 콘크리트 표면을 라이닝 하는 거푸집
청구항 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

콘크리트 구조물을 성형하기 위한 형틀(00) 또는 라이너를 성형하기 위한 형틀(12)의 내면을 청소하고, 탈형제를 도포하는 단계;

페놀(Phenol), 에폭시(Epoxy), 우레탄(Urethane), 우레아(Urea), 불포화폴리에스테르(UPR), 멜라민(Melamine), 푸란(Furan) 중 선택된 1종의 열경화성 수지를 선택하거나 또는 선택된 2종류 이상의 수지를 선택하여 혼합한 열경화성 화학 수지를 라이닝 층(03, 11, 19)을 형성시킬 대상이 되는 형틀의 표면에 스프레이업 또는 핸드레이업 방법으로 도포하여 열경화성 화학 수지 도포 층(10)을 1차로 형성하는 단계;

이 열경화성 화학 수지 도포 층(10)이 경화하기 전에 골재에 포함된 미분을 제거하고, 완전하게 건조한 굵은 골재의 크기가 2.5 ~ 25㎜인 굵은 골재를 접착 부재(02b)로 하여 열경화성 수지로 코팅 또는 착색하거나 자연상태로 뿌려서 접착하고, 열경화성 수지를 스프레이업 하여 라이너의 내측 면에 골재를 부착하여 콘크리트 접착 층(04)을 형성하거나 또는 화학 수지 도포 층(10)이 경화되기 전 사출된 접착 부재(02a)를 화학 수지 도포 층(10)에 부착하여 콘크리트 표면 접착층(04)을 형성하는 단계; 를 특징으로 하는 라이너 제조방법을 통하여 제조한 콘크리트 표면을 라이닝 하는 거푸집
콘크리트 구조물을 성형하는 거푸집으로 활용하며, 동시에 콘크리트 구조물의 표면에 부착되어 콘크리트 표면을 라이닝 하는 거푸집에 있어서,

라이너 형 거푸집(02, 11, 19)을 형성하는 화학수지층(07, 29) 내부에 라이너의 내력 보강판재(21)에 화학 수지 접착을 위하여 다수의 천공 홀(31a)을 가공하거나, 표면을 요철형으로 거칠게 면 처리(31b) 가공하거나, 와이어 메쉬 또는 천공 판을 부착(31c)하여 화학 수지 접착 보강 부재(31)를 형성하는 단계;

화학 수지 접착 보강 부재(31)가 형성된 라이너의 내력 보강판재(21)에 콘크리트 접착 보강 부재(14) 및 보강 구조재(13) 등을 부착하여 거푸집 프레임을 형성하는 단계;

형성된 거푸집 프레임의 모든 표면에 화학 수지를 스프레이업 하여 코팅하거나, 경화되지 않은 화학 수지 도포 층(10)에 부착하여 화학 수지 노출면(28)을 형성하고, 이외의 모든 프레임 노출 부분에 화학 수지를 스프레이업 하여 코팅하는 단계;

콘크리트 접착 부재를 형성하는 단계; 를 특징으로 하는 라이너 제조방법을 통하여 제조한 콘크리트 구조물을 성형하는 거푸집으로써, 콘크리트 구조물의 표면에 부착되어 콘크리트 표면을 라이닝 하는 거푸집
콘크리트 구조물을 성형하는 단독 거푸집으로 활용하며, 동시에 콘크리트 구조물의 표면에 부착되어 콘크리트 표면을 라이닝 하는 거푸집에 있어서,

내력 보강 판재(21) 사용되는 강대형 철판에 화학 수지를 강하게 부착시키기 위하여 다수의 규칙적인 천공 홀(31a), 요철형 표면 처리(31b) 또는 천공된 수지 접착용 보강판 또는 와이어 메쉬(31c)를 용접하여 부착하는 것 중 선택된 1종 이상의 화학 수지 접착 보강 부재(31)를 형성하는 단계;

화학 수지 접착 보강 부재(31)가 형성된 직사각형의 내력 보강 판재(21)를 적당한 길이로 절단하여 절곡 면에 체결용 볼트 삽입 홀(30)을 펀칭하여 천공하고, 라이너 단위체를 연속체결하는 폭 방향 가장자리를 콘크리트와 접하는 방향으로 절곡하고, 라이닝 하고자 하는 형상으로 직사각형의 내력 보강 판재(21)를 밴딩 하여 구조 프레임을 제작하는 단계;

내력 보강 판재(21)로 형성된 구조 프레임을 로라 형 프레스 위에 올려놓고, 수지에 접촉하는 용융된 열가소성 수지가 급격하게 경화되는 것을 방지하기 위하여 100 ~ 120℃로 구조 프레임을 가열하면서 프레임 표면에 용융 압출되는 열가소성 수지를 가하여 화학수지층(29)을 형성하는 단계;

화학 수지로 코팅된 라이너 구조용 프레임을 물로 냉각하며, 라이너 단위체 체결용 볼트 삽입 홀(30)이 형성된 길이방향 단면을 콘크리트 접착 면 방향으로 절곡하고, 화학 수지의 코팅으로 막힌 모든 체결용 볼트 삽입 홀(30)을 다시 펀칭하여 라이너(02, 19)의 단위체 체결용 볼트 삽입 홀(30)을 형성하고는 단계; 를 특징으로 하는 제조방법에 의하여 제조한 콘크리트 구조물을 성형하는 거푸집으로써, 콘크리트 구조물의 표면에 부착되어 콘크리트 표면을 라이닝 하는 거푸집
프리캐스트(Precast) 콘크리트 구조물을 화학 수지로 라이닝 하는 동시에 성형하는 방법에 있어서,

라이닝 할 프리캐스트 콘크리트 제품의 모든 표면 또는 일부 표면에 해당하는 라이너(02, 11, 19)를 프리캐스트 콘크리트 성형 거푸집(00) 또는 라이너를 성형하는 형틀(12)에 화학 수지를 도포하고 경화시키는 방법으로 라이너(02, 11, 19)를 만들어 프리캐스트 콘크리트 성형용 거푸집(00)에 장착하거나, 프리캐스트 콘크리트 제품 성형용 거푸집(00)의 일부로 대체하여 프리캐스트 성형 거푸집을 조립하고;

라이너가 장착된 거푸집(00)에 철근 조립체를 삽입하고, 콘크리트를 투입하여 프리캐스트 콘크리트 구조물의 표면에 라이너를 부착시켜서 성형하는 방법을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 구조물을 성형 및 라이닝 하는 방법
청구항 제 7항의 프리캐스트(Precast) 콘크리트 구조물을 성형 및 라이닝 하는 방법에 의하여, 청구항 제 1항 내지 제 3항, 제 5항, 제 6항 중 어느 한 항의 라이너를 이용하여 콘크리트 표면을 라이닝 한 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 구조물인 콘크리트 맨홀 블록
청구항 제 7항의 프리캐스트(Precast) 콘크리트 구조물을 성형 및 라이닝 하는 방법에 의하여, 청구항 제 1항 내지 제 3항, 제 5항, 제 6항 중 어느 한 항의 라이너를 이용하여 콘크리트 표면을 라이닝 한 것을 특징으로 하는,

박스 암거, 흄관, VR관, 케이블 트로프, 플룸, 벤치플룸, 수로관, 측구 수로관, 유공관, L형 측구, 보도용 콘크리트 판, 경계 블록, 우수거 뚜껑, 기성 테라초 판, 건축용 패널, 교량용 보, 인공 어초, 방파제 블록, 교량 지지용 탄성 받침(거더), 말뚝, 방호벽, 도로 중앙 분리대 블록, 저수조 블록, 정화조 보호 블록, 계단 블록, 수중보, 낙차공, 전주, 원심력 수로관, 벽돌, 블록 및 옹벽 블록을 포함하는 프리캐스트 콘크리트 구조물
콘크리트 구조물을 화학 수지로 라이닝 및 성형하는 방법에 있어서,

콘크리트 표면을 라이닝 하는 거푸집(02, 19) 끝 단면에 형성된 접착제 도포 면(접착제의 의한 접착 면; 25)에 접착제를 도포하여 접착하는 동시에 서로 체결되는 각각의 라이너 연속 체결용 삽입 돌출부(16)와 삽입 홈(15)을 끼워 맞추는 방법으로 라이너(02, 19)들을 결합하여 콘크리트 구조물 시공 면적의 크기에 해당하는 라이너 집합체를 형성하는 단계;

형성된 라이너 집합체를 콘크리트 시공 거푸집(26) 내면에 장착하여 콘크리트 구조물을 성형하는 동시에 콘크리트 구조물에 라이너가 부착되어 라이닝 하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 라이닝 및 성형 방법
청구항 제 10항에 있어서,

라이너(02, 19) 단위체가 체결된 라이너 집합체 내면에 세로 축 거푸집 지지대(27)와 강재 고정부재(24)를 가로 축 지지대로 하여 라이너 집합체를 보강하며, 철근 조립체(23)와 라이너(02, 19) 집합체를 일체화하여 체결하고, 라이너 집합체와 철근 조립체(23)를 시공위치에 고정하고;

콘크리트 구조물을 수중에 설치할 경우에는 라이너 집합체 내부의 이 물질(물, 진흙 등)을 제거하고, 내부 저 면에 두께 10 ~ 20cm의 콘크리트를 바닥에 타설하여 콘크리트 층을 형성하고, 그 위에 방수 도막제 또는 도료를 두께 0.5 ~ 2cm정도로 타설하여 방수 콘크리트 층(37)을 형성하며;

시공위치에 고정된 라이너 집합체 내부에 콘크리트를 투입하고, 진동 다짐하여 콘크리트 구조물을 성형하고, 성형이 종료되면 구조물의 최상층부의 콘크리트에 초결이 발생하기 전에, 콘크리트 다짐 면 상측에 굵은 골재를 뿌려서 돌출되도록 콘크리트를 굳혀서 레진 콘크리트 부착의 접착 면이 되도록 하고;

콘크리트 구조물의 양생이 종료되면, 굵은 골재가 돌출된 상면에 열경화성 수지에 굵은 골재 및 충진재가 섞인 레진 콘크리트를 도포하고 경화시키는 방법으로 레진콘크리트 도포 층(33)을 형성하고;

콘크리트 시공 거푸집(26)을 사용하지 않고, 청구항 제 2항, 제 5항 및 제 6항 중 어느 한 항에 따른 라이너(02, 19)를 단독으로 사용하여 콘크리트 구조물을 라이닝 하는 동시에 성형하는 것; 을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 라이닝 및 성형 방법
청구항 제 11항에 있어서,

서로 체결되는 라이너의 끝 단면에 형성된 접착제 도포 면(접착제의 의한 접착 면, 단면 절곡부; 25)에 접착제를 도포하며, 접착제 도포면에 형성된 볼트 체결용 볼트 삽입 홀(30)에 볼트/너트를 체결하여 라이너 집합체를 형성하고;

이 라이너 집합체로 콘크리트 표면을 라이닝하고 콘크리트 구조물을 성형하는 것; 을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 라이닝 및 성형 방법
노후화된 수중 철근 콘크리트 구조물의 보수 및 보강을 위한 콘크리트 구조물 라이닝 시공에 있어서,

청구항 제 2항, 제 5항 또는 제 6항의 라이너 형 거푸집(02, 19)을 보수·보강할 콘크리트 구조물의 넓이보다 크고, 높이보다 낮은 라이너 형 거푸집 집합체(02, 19)를 볼트체결 및 접착의 방법으로 체결하며;

라이너 형 거푸집(02, 19)의 내면에 철근 또는 철 자재로 콘크리트 구조물과 접하는 끝단에 바퀴 또는 철 자재로 미끄럼 장치가 부착된 라이너 이동 및 고정지지대(32)를 부착하여 부분 라이너 집합체를 형성하고;

형성된 부분 라이너 집합체의 저 면이 수중의 바닥에 내려앉을 때까지 수상(38)에서 단계적으로 부분 라이너 집합체를 볼트 조임과 접착의 방법으로 결합하여 안착시키고;

보수·보강할 구 콘크리트 구조물 표면(34)과 라이닝 형 거푸집 사이에 생긴 공간의 저 면에 잡석을 30cm이상의 높이로 넣어서 잡석 층(36)을 형성하고;

잡석 층(36) 위에 불 분리 혼화제와 폴리머를 넣어 만든 수중 콘크리트를 30cm 이상의 높이로 타설하여 방수 수중 콘크리트 층(37)을 형성하고;

수중 콘크리트가 양생 되면, 그 위에 콘크리트를 타설하여 신 콘크리트 층(35)을 형성하고, 신 콘크리트 층(35)의 상측에 열경화성 수지에 굵은 골재와 잔 골재를 혼합한 레진 콘크리트 도포 층(33)을 형성하여 콘크리트 구조물을 보수·보강하는 것; 을 특징으로 하는 라이닝 시공 방법