KR100846310B1

KR100846310B1 - 콘크리트 열화 진단용 스페이서

Info

Publication number: KR100846310B1
Application number: KR1020070045108A
Authority: KR
Inventors: 유명열; 이재용
Original assignee: 유명열; 이재용
Priority date: 2007-05-09
Filing date: 2007-05-09
Publication date: 2008-07-15

Abstract

본 발명은 콘크리트의 열화를 쉽게 파악할 수 있는 콘크리트 열화 진단용 스페이서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 철근 콘크리트 구조물 중 철근과 결합하도록 일측이 개방된 원통형 구조로, 그 중심부로부터 양측이 개방된 원통형 구조로 이루어져, 그 개방된 원통형 구조 내부로 철근이 삽입되어 결합되고, 양 끝단이 철근과 견고하게 결합되도록 갈고리 형상으로 형성되는 1차스페이서와,

그 1차스페이서와 3차스페이서 사이에 위치되어, 내부에 빈공간을 갖는 중공형으로 형성되고, 그 중공형의 내부공간에 유동성을 갖는 인식재료가 충진되어 형성되는 2차스페이서와,

그 2차스페이서에 설치된 부식유도관의 측부를 감싸면서 결합되고, 3차스페이서 내부공간을 지나 철근콘크리트구조물을 관통하는 인식재료안내관이 설치되는 3차스페이서로 형성되어, 그 철근콘크리트구조물에서 열화증상이 발생할 경우, 상기 부식유도관의 일측을 막고 있는 부식가능한 재료에 부식이 발생하면서 균열이 생기고, 그 균열 부위를 통해 상기 2차스페이서 내부에 충전되어 있는 유동성 인식재료가 상기 인식재료안내관을 통해 철근콘크리트구조물 외부로 흘러나와 콘크리트 진단시기를 육안으로 쉽게 파악할 수 있도록 하여 콘크리트의 유지, 진단 및 개·보수 시기를 정확히 파악할 수 있는 콘크리트 열화 진단용 스페이서에 관한 것이다.

콘크리트, 철근, 스페이서, 열화, 부식

Description

콘크리트 열화 진단용 스페이서{SELF MONITORING APPARATUS FOR CONCRETE CARBONATION}

도 1은 본 발명에 따른 콘크리트 열화 진단용 스페이서의 작용 개념을 도시한 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 콘크리트 열화 진단용 스페이서의 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

1 : 콘크리트 열화진단용 스페이서

10 : 1차스페이서

20 : 2차스페이서

30 : 3차스페이서

22 : 부식유도관

23 : 인식재료안내관

100: 철근

200: 철근콘크리트구조물

본 발명은 철근 콘크리트 구조물 중 철근과 결합하도록 일측이 개방된 원통형 구조로, 그 중심부로부터 양측이 개방된 원통형 구조로 이루어져, 그 개방된 원통형 구조 내부로 철근이 삽입되어 결합되고, 양 끝단이 철근과 견고하게 결합되도록 갈고리 형상으로 형성되는 1차스페이서와,

그 2차스페이서에 설치된 부식유도관의 측부를 감싸면서 결합되고, 3차스페이서 내부공간을 지나 철근콘크리트구조물을 관통하는 인식재료안내관이 설치되는 3차스페이서로 형성되는 콘크리트 열화 진단용 스페이서에 관한 것이다.

콘크리트는 현재 지구상에 존재하고 있는 건축 구조물의 주된 재료로서 강재에 비하여 경제성, 안전성, 내진 및 내풍, 진동문제 등 여러 가지 장점 때문에 그 사용이 날로 증가하고 있다. 그러나 콘크리트는 여러 가지 요인에 의해 초기에 가지고 있는 성능을 잃어가게 되는데, 이를 열화현상이라고 한다. 이러한 열화현상에 의해 철근콘크리트 구조물은 안전도뿐만 아니라 건물의 노후화에 따른 유지관리 및 보수?보강과 같은 문제가 현실적으로 대두되고 있으며 앞으로 이 문제는 더욱더 중요시될 것이다.

콘크리트 구조물은 사용수명(잔존수명)을 유지하거나 연장하기 위하여 주기 적인 유지관리와 안전점검이 필수적이다. 이를 위해 개인 소유의 콘크리트 구조물은 소유주의 열화진단 의뢰에 의해 진단을 실시하고, 교량 및 터널과 같은 공공시설물은 「시설물의 안전관리에 관한 특별법 제6조 및 제7조」에 정해진 진단시기에 정밀안전진단을 실시하고, 결과에 따라 개·보수를 실시한다.

그 결과, 소유주의 진단 의뢰나 관련법에 의해 철근 콘크리트 구조물의 열화정도를 진단할 경우에는 적절한 개·보수 시기를 놓치는 경우가 발생하게 되어 철근 콘크리트 구조물의 내구성능이 저하되고, 콘크리트 내부의 철근이 부식됨으로써 피복콘크리트의 균열발생 및 박락이 초래되며, 결국에는 구조물의 내력저하로 인한 붕괴에 이르게 될 수 있다.

따라서, 콘크리트 구조물의 잔존수명을 경제적으로 연장하기 위해서는 적절한 진단 시기 및 개·보수 시기를 결정하여야 한다. 그러나 기존의 열화진단 체계에서는 개인 소유의 콘크리트 구조물은 소유주의 진단의뢰가 있지 않다면 열화진단 자체를 실시할 수 없으며, 공공의 철근 콘크리트 구조물인 경우에도 발생된 열화현상을 측정하였다고 해도 적절한 진단시기 및 개·보수 시기를 지나친 경우가 있기 때문에 개인뿐만 아니라 국가적으로도 큰 경제적 손실을 야기하고 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서는 철근 콘크리트 구조물의 적정 진단시기 이전에 열화 증상을 가시적으로 나타낼 수 있는 장치의 개발이 요구된다.

기존의 철근 콘크리트 구조물의 열화 진단방법은 열화현상이 발견된 곳이나, 특정한 부위를 중심으로 조사되고 있다. 그러나, 외관상으로는 열화가 현저하더라도 실제 성능시험을 한 경우에 구조성능의 저하가 거의 발견되지 않은 경우도 많았 고, 반대로 특정한 부위에 열화현상이 발견되지 않았다고 해서 전체적으로 열화가 진행되고 있지 않다는 것을 의미하는 것은 아니다.

이와 같은 일반화의 오류에 의해 불필요한 진단실시에 의한 경제적 손실을 야기할 수 있기 때문에 콘크리트 구조물의 전 부분에 대해서 내구성능에 열화가 발생했는지 초기에 측정할 수 있는 장치가 필요하다.

본 발명은 종래 철근 콘크리트 구조물의 열화 상태를 정확히 진단해 내지 못함으로써 발생하는 개인적, 국가적인 큰 손실을 예방하기 위해, 철근 콘크리트 구조물 내의 철근이 부식되기 전에 그 철근 콘크리트 구조물의 외부에서 육안으로 그 열화정도를 쉽게 인식할 수 있도록 하여 콘크리트의 유지, 진단 및 개·보수 시기를 정확히 파악할 수 있도록 하는 콘크리트 열화 진단용 스페이서의 제공을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 철근과의 결합을 위해 일측이 개방된 원통형 구조물로써, 중심부로부터 1차스페이서, 2차스페이서, 3차스페이서가 순차적으로 결합된 일체의 스페이서에 관한 것으로,

상기 스페이서는 양측이 개방된 원통형 구조로 이루어져, 그 개방된 원통형 구조 내부로 철근이 삽입되어 결합되고, 양 끝단이 철근과 견고하게 결합되도록 갈 고리 형상으로 형성되는 1차스페이서와,

그 2차스페이서에 설치된 부식유도관의 측부를 감싸면서 결합되고, 3차스페이서 내부공간을 지나 철근콘크리트구조물을 관통하는 인식재료안내관이 설치되는 3차스페이서로 형성되어, 그 철근콘크리트구조물에서 열화증상이 발생할 경우, 상기 부식유도관의 일측을 막고 있는 부식가능한 재료에 부식이 발생하면서 균열이 생기고, 그 균열 부위를 통해 상기 2차스페이서 내부에 충전되어 있는 유동성 인식재료가 상기 인식재료안내관을 통해 철근콘크리트구조물 외부로 흘러나와 콘크리트 진단시기를 육안으로 쉽게 파악할 수 있는 것을 특징으로 하는 콘크리트 열화 진단용 스페이서를 그 주요 기술적 구성으로 한다.

상기 부식유도관의 일측을 막고 있는 부식가능한 재료는 철(Fe) 재질을 사용하여 전위차가 높은 상태를 유지하도록 하고, 상기 인식재료안내관의 일측은 투명성이 높은 재질로 막혀있고, 그 부분은 철근콘크리트구조물의 외부로 연결되는 곳에 위치한다.

이하, 상기한 기술적 구성을 도면을 통해 더욱 상세히 살펴보도록 한다.

이에 앞서 도면을 간략히 살펴보면, 도 1은 철근콘크리트 열화 진단용 스페이서의 작용 개념을 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 콘크리트 열화 진단용 스페이서의 단면도이다.

도 1에 나타낸 도면은 도 2에서 나타내고 있는 본 발명의 콘크리트 열화 진단용 스페이서 중 2차스페이서(20)의 작용개념을 보이기 위한 것으로, 그 내용을 살펴보면, 염화이온(Cl^-), 이산화탄소(CO₂), 산소(O₂)와 같은 열화요인을 통해 철근콘크리트구조물(200)에 열화가 발생하고, 그 열화에 의해 철과 같은 부식가능재료(12)에 부식이 발생하고, 그 부식에 의해 형성된 균열부위를 통해 유동성을 갖는 인식재료(21)가 철근콘크리트구조물(200) 외부로 흘러나와, 그 인식재료(21)를 통해 철근(100)에 부식이 발생하기 전에 열화 증상을 시각적으로 인식토록 하여 콘크리트의 진단시기가 되었음을 알 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 콘크리트 열화 진단용 스페이서는 도 2에 나타낸 바와 같이, 철근(100)에 결합되도록 일측이 개방되어 있는 원통구조체로써, 그 원통구조체의 구성은 중심부에서부터 1차스페이서(10), 2차스페이서(20), 3차스페이서(30)가 순차적으로 일체로 결합된다.

상기 1차스페이서(10)는 직접적으로 철근(100)과 결합하는 부분으로 개방되 어 있는 일측의 양 끝단은 철근(100)과의 견고한 결합을 위해 갈고리형태를 갖는다.

그리고, 상기 1차스페이서(10)의 재질은 특별히 한정할 필요는 없으나, 플라스틱 재질을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 2차스페이서(20)는 1차스페이서(10)와 3차스페이서(30) 사이에 위치하는 것으로, 내부에 빈 공간을 갖는 중공형이다. 그리고, 그 2차스페이서(20)의 내부공간에는 유동성을 갖는 인식재료(21)가 충전된다.

상기 인식재료(21)는 철근콘크리트구조물(200) 내부에 열화현상이 발생할 경우 2차스페이서(20)에 관통결합되어 있는 부식유도관(22)의 측부(221)를 감싸면서 3차스페이서(30)와 철근콘크리트구조물(200)을 관통하는 인식재료안내관(23)을 통해 외부로 배출된다. 그 인식재료(21)는 그 성분을 특별히 한정할 필요가 없으며, 물감과 같이 색상을 갖는 유동성 물질이면 사용이 가능하다.

상기 부식유도관(22)은 2차스페이서(20)에 관통결합되어 그 일부는 2차스페이서(20) 내부에 위치하고, 다른 일부는 3차스페이서(30)내부에 위치하게 된다.

상기 부식유도관(22)은 내부는 빈 상태이고, 외부는 스크류형상을 하고 있어, 2차스페이서(20)의 부식유도관(22)이 관통결합되는 위치에 형성되어 있는 스크류형상과 맞물려 스크류 결합하도록 구성된다.

그리고, 상기 부식유도관(22)의 일측(22a)은 막혀있으며, 타측(22b)은 외부와 통할 수 있도록 개방되어 있는 것으로, 그 부식유도관(22)의 막혀있는 부분은 철(Fe) 재질을 사용하여 막음으로써 전위차가 높은 상태를 유지하도록 하고, 그 위치상 2차스페이서(20) 내부에 위치하도록 한다. 반대로 외부와 통할 수 있도록 개방되어 있는 부분은 유동성을 갖는 인식재료안내관(23)과 결합하여 인식재료가 외부로 배출될 수 있도록 한다.

또한, 상기 부식유도관(22)은 철근콘크리트구조물(200)에서 열화현상이 발생할 경우 상기 2차스페이서(20) 내부에 충전되어 있는 인식재료가 중력작용에 의해 외부로 용이하게 흘러나올 수 있도록 상기 2차스페이서(20)에서의 최저점을 찾아 그 최저점 부분에 관통결합시킨다.

상기 인식재료안내관(23)은 3차스페이서(30)와 철근콘크리트구조물(200)을 관통하는 것으로, 그 인식재료안내관(23)은 철근콘크리트구조물(200) 시공 초기에 3차스페이서(30) 외부로 나와 있는 것으로, 콘크리트를 타설하는 공간 바깥쪽으로 빼두었다가 그 공간에 콘크리트를 타설함으로써 상기 인식재료안내관(23)은 상기 철근콘크리트구조물(200)을 관통하도록 구성된다.

상기 인식재료안내관(23)의 철근콘크리트구조물(200) 바깥쪽에 위치하는 일측(23a)은 그 인식재료안내관(23)을 통해 유입되는 외부의 이산화탄소나 습기가 부식유도관(22)의 일측을 막고 있는 부식가능한 재질을 부식시켜 상기 2차스페이서(20) 내부에 충전되어 있는 인식재료가 외부로 흘러나올 수 있기 때문에 상기 철근콘크리트구조물(200) 바깥쪽에 위치하는 그 인식재료안내관(23)의 일측(23a)은 막혀 있는 것이 바람직하다.

그리고, 인식재료안내관(23)의 막혀있는 일측(23a)은 바깥에서 육안으로 식별이 가능해야 함으로, 상기 인식재료안내관(23)의 일측(23a)은 투명성이 뛰어난 재질을 이용하여 막음으로써 외부의 이산화탄소 등이 내부로 유입되는 것을 방지하면서 철근콘크리트구물(200)에서의 열화발생시 인식재료가 흘러나오는 것을 육안으로 식별할 수 있도록 하여야 한다.

상기 투명성이 뛰어난 재질은 크게 구별되어 사용되지 않으나, 그 구체적인 예를 든다면, 디메틸-1,5-나프탈렌디카르복실레이트를 폴리에스테르(PET)에 공중합하여 조성된 가시광 투과율이 90%인 투명성이 높은 재질을 사용한다.

이와 같은 재질을 이용하여 상기 인식재료안내관(23)의 일측(23a)을 통해 외부의 공기가 콘크리트 구조물의 내부로 유입될 수 없도록 완전히 밀봉한다.

상기 3차 스페이서(30)는 철근의 피복두께를 확보하기 위한 것으로, 콘크리트 열화 진단용 스페이서의 가장 바깥쪽에 위치하게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 콘크리트 열화진단용 스페이서는 철근을 조립할 때 기존의 스페이서처럼 끼워 넣는 것만으로 시공이 완료되어 사용이 간편하며, 철근 콘크리트 구조물의 열화 증상을 그 콘크리트 구조물의 외부에서 시각을 통해 직관적으로 판단할 수 있어, 콘크리트 구조물의 적정 진단시기를 쉽게 파악하여 유지, 진단 및 개·보수 시기를 정확히 결정할 수 있다는 효과를 갖는다.

Claims

철근 콘크리트 구조물 중 철근과 결합하도록 일측이 개방된 원통형 구조로, 그 중심부로부터 1차스페이서(10), 2차스페이서(20), 3차스페이서(30)가 순차적으로 결합 형성되는 스페이서에 있어서,

상기 스페이서는 양측이 개방된 원통형 구조로 이루어져, 그 개방된 원통형 구조 내부로 철근(100)이 삽입되어 결합되고, 양 끝단이 철근(100)과 견고하게 결합되도록 갈고리 형상으로 형성되는 1차스페이서(10)와,

그 1차스페이서(10)와 3차스페이서(30) 사이에 위치되어, 내부에 빈 공간을 갖는 중공형으로 형성되고, 그 중공형의 내부공간에 유동성을 갖는 인식재료가 충진되어 형성되는 2차스페이서(20)와,

그 2차스페이서(20)에 설치된 부식유도관(22)의 측부(221)를 감싸면서 결합되는 인식재료안내관(23)이 3차스페이서(30) 내부공간을 지나 철근콘크리트구조물(200)을 관통하도록 형성된 3차스페이서(30)로 이루어짐을 특징으로 하는 콘크리트 열화 진단용 스페이서.
제 1항에 있어서, 2차스페이서(20)는 그 일측면(20a)에 원통형상의 부식유도관(22)이 관통결합되는 것으로, 그 부식유도관(22)은 일측(22a)이 철(Fe)과 같은 부식 가능한 재질로 막혀있고, 타측(22b)이 외부와 통할 수 있도록 개방되어 있음을 특징으로 하는 콘크리트 열화 진단용 스페이서.
제 1항에 있어서, 2차스페이서(20)는 철근콘크리트구조물(200) 내부에 열화현상이 발생할 경우 2차스페이서(20)에 관통결합되어 있는 부식유도관(22)의 측부(221)를 감싸면서 3차스페이서(30)와 철근콘크리트구조물(200)을 관통하는 인식재료안내관(23)을 통해 상기 2차스페이서(20) 내부에 충진되어 있는 인식재료가 외부로 배출되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 열화 진단용 스페이서.
제 1항 또는 제 3항에 있어서,

인식재료안내관(23)은 일측(23a)이 디메틸-1,5-나프탈렌디카르복실레이트를 폴리에스테르(PET)에 공중합하여 조성된 가시광 투과율이 90%인 투명성이 높은 재질로 막혀있는 것을 특징으로 하는 콘크리트 열화 진단용 스페이서.