KR100927867B1 - 나선형 보강재를 이용한 폴리머 모르타르 단면 수복 보수방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 니켈, 크롬강 성분인 나선형 보강재를 이용하여 구조체에 매입함에 의해 인장력을 보강하고 폴리머 모르타르를 고압스프레이로 분사하여 미장함에 의해 품질 확보 및 내구성 확보가 가능하도록 하는 나선형 보강재를 이용한 폴리머 모르타르 단면 수복 보수 방법을 제공한다.

이를 위해 본 발명은 손상된 콘크리트 구조물을 보수하는 방법에 있어서, 상기 구조물의 보수면을 줄눈으로 치핑(Chipping)하고 고압수로 세척하는 단계와, 상기 보수면에 알칼리 회복제를 도포하는 단계, 상기 보수 부위에 홀을 천공하고, 상기 홀의 규격에 따라 나선형 보강재를 절단 및 밴딩하여 홀에 매입 설치하는 단계, 및, 상기 나선형 보강재가 매입된 보수면에 폴리머 모르타르를 고압 스프레이로 미장하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

나선형 보강재를 이용한 폴리머 모르타르 단면 수복 보수 방법{Method for Mending Section Recovery of Polymer Mortar Using Spiral Reinforce}

본 발명은 성능이 저하된 콘크리트 구조체의 보수를 나선형 보강재를 이용하여 구조체에 매입함으로써 인장력을 보강할 수 있도록 하는 나선형 보강재를 이용한 폴리머 모르타르 단면 수복 보수 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 교량이나, 하수 암거, 중성화된 콘크리트구조물, 터널, 지하 차도, 고층 건물, 지하 주차장 등의 콘크리트 시설물의 경우에는 시설의 노후화 및 주변 환경의 영향에 따라 단면 수복 보수 작업이 필요하도록 되어 있는 바, 교량의 콘크리트 교각 및 철근 보강작업, 신축 교량의 마감작업, 외장벽의 콘크리트 보수작업, 고층건물의 발코니 표면작업, 지하 주차장의 기둥 및 보의 보강작업이 진행된다.

하지만, 종래의 일반적 단면수복 보수공법은 시공단계별로 여러 가지 보수재료를 사용하여 교량, 차도, 하수 암거 등의 슬래브 하부 단면을 보수하는 경우에 흙손 등을 사용한 인력 작업으로 이루어지기 때문에 단면 미장 시공의 작업성이 힘들뿐만 아니라 시공 제약이 많고, 작업능률 저하와 협소한 부위의 보수 품질저하로 완벽한 단면보수의 마감이 이루어지지 않는다는 문제점이 발생된다.

그리고, 종래 인력에 의존한 흙손 미장의 보수공법은 단면미장 두께가 클 수록 탈락과 부착력에 큰 문제가 발생되어 모르타르의 손실. 마감부 내부의 공극이 발생되어 품질 확보가 어렵게 되어 철근 보강, 와이어 메쉬 보강시 접착력이 떨어져 품질 확보가 어렵고, 각종 토목, 건축물 구조체의 노후화 및 환경변화에 따른 외적 요인에 의해 성능이 저하된 콘크리트 구조체의 보수에 적합하지 않다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 니켈, 크롬강 성분인 나선형 보강재를 이용하여 구조체에 매입함에 의해 인장력을 보강하고 폴리머 모르타르를 고압스프레이로 분사하여 미장함에 의해 품질 확보 및 내구성 확보가 가능하도록 하는 나선형 보강재를 이용한 폴리머 모르타르 단면 수복 보수 방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따르면, 손상된 콘크리트 구조물을 보수하는 방법에 있어서, 상기 구조물의 보수면을 줄눈으로 치핑하고 고압수로 세척하는 단계와, 상기 보수면에 알칼리 회복제를 도포하는 단계, 상기 보수 부위에 홀을 천공하고, 상기 홀의 규격에 따라 나선형 보강재를 절단 및 밴딩하여 홀에 매입 설치하는 단계 및, 상기 나선형 보강재가 매입된 보수면에 폴리머 모르타르를 고압 스프레이로 미장하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 나선형 보강재를 이용한 폴리머 모르타르 단면 수복 보수 방법을 제공한다.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 나선형 보강공법(SRS)에 따라 고압에 의해 미세한 폴리머 모르타르를 교반하여 스프레이 미장공법으로 시공함으로써, 기존 콘크리트와의 부착력 증대는 물론, 구조물의 안전 및 내구성 유지가 가능하고, 단면수복공법 시공시 모르타르의 탈락율을 천장기준 5%, 벽체 기준 3% 이하로 저감하는 것이 가능하여 비용 절감이 가능하게 되며, 진동이 발생하는 교량, 하수암거, 지하차도 등에 우수하게 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 1일 충진 두께도 30mm 내외인 종래 공법보다 더 두꺼운 50mm 두께까지 가능하다는 효과를 갖는다.

이에 본 발명의 단면 보수 방법은 최상의 품질 확보가 가능할 뿐만 아니라, 인건비 절감, 공기 단축, 자재비 절감, 내구성 및 안전성 확보 등이 가능하다는 최상의 효과를 갖게 된다.

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

본 발명에 따른 나선형 보강재를 이용한 폴리머 모르타르 단면 수복 보수 방법은, 교량, 하수 암거와 중성화된 콘크리트구조물, 터널, 지하 차도 등의 단면수복 보수작업을 위한 것으로서, 교량의 콘크리트 교각 및 철근 보강작업, 신축 교량의 마감작업, 외장벽의 콘크리트 보수작업, 고층 건물의 발코니 표면작업, 지하 주 차장의 기둥 및 보의 보강작업에 모두 적용될 수 있다.

즉, 도 1a 및 도 1b는 본 발명에 적용되는 나선형 보강재의 시공 상태를 예시적으로 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 나선형 보강재를 이용한 폴리머 모르타르 단면 수복 보수 방법에서는 보수하고자 하는 콘크리트 구조물에 줄눈으로 치핑(Chipping)을 하고 천공된 홀(Hall)에 Φ9.12 중에서 어느 하나의 세트 앵커(Set Anchor)를 설치하고, 홀의 규격에 따라 ￠6.8.10 중에서 어느 하나의 두께를 갖는 나선형 (헬리카바) 보강재를 필요한 만큼 절단하고 밴딩하여 세트 앵커에 일체화시켜서 합침시키게 된다.

한편, 세트 앵커와 나선형 보강재 사이에 발생되는 공극에는 에폭시를 주입하여 공극을 메울 수 있도록 한다.

상기 나선형 보강재는 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 두께가 ￠6㎜, ￠8㎜, ￠10㎜의 나선형상을 갖는 보강재가 구비되는 바, 해당 보강재는 니켈, 크롬강으로 이루어지고, 보수하고자 하는 콘크리트 구조물에 천공한 홀의 규격에 맞는 두께의 나선형 보강재를 취사 선택할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명에서는 폴리머 모르타르를 보수 구조면에 도포하게 되는데, 상기 폴리머 모르타르는 무기반응성 분말형으로 이루어지고 구조물의 용도별 특성에 따라서 재료의 배합비를 조정하여 철근 방청용 폴리머 모르타르(ACT 100)와, 단면 보수용 폴리머 모르타르(ACT 200)으로 구분하여 사용한다.

상기 무기반응성 분말형 방청용 폴리머 모르타르(ACT 100)는 10∼20%의 폴리 머와, 30∼40%의 시멘트, 35∼45%의 규사, 12∼20%의 물 및 1∼3% 혼화제가 배합된 조성물로써, 분말 입자가 미세하기 때문에 표면을 매끄럽게 구성하고 이산화탄소 및 염분의 침투를 억제할 수 있으며, 큰 접착성과 장기간 구조물의 안전성과 내구성을 증진하는 특성을 가진다.

상기 단면 보수용 폴리머 모르타르(ACT 200)는 15∼20%의 폴리머와, 30∼40%의 시멘트, 35∼45%의 규사, 12∼25%의 물 및 1~3% 혼화제가 배합된 조성물로써, 습기 및 화학적 저항성이 우수한 특성을 가지게 된다.

한편, 상기 폴리머는 분말 상의 폴리비닐 아세트데이트, 스틸렌-부타디엔 공중합체, 아크릴 수지, 스틸렌-아크릴 공중합체 등에서 어느 하나를 적용할 수 있으며, 상기 혼화제로는 AE제, 감수제, AE감수제, 유동화제, 고성능 감수제, 지연제, 경화 촉진제, 철근 방청제, 발포제, 방수제 중에서 어느 하나를 적용할 수 있다.

그 다음에, 도 3은 본 발명에 따른 나선형 보강재를 이용한 폴리머 모르타르 단면 수복 보수 방법의 작용을 설명하는 플로우차트이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 우선 콘크리트 구조물의 철거된 하지면에 신규 타설 부분의 부착력 증가를 위해 줄눈으로 치핑을 진행한 다음에, 고압수로 세척하는 작업을 진행한다(단계 S10).

그 상태에서, 콘크리트의 중성화 방지를 위해 알칼리 회복제(ACT 1000)를 표면에 도포하고(단계 S11), 해당 알칼리 회복제(ACT 1000)의 도포면 상에 일정 두께 및 깊이의 홀(Hall)을 천공한 다음에 세트 앵커를 설치하게 되고, ￠6.8.10 중에서 손상된 콘크리트 구조물의 상황에 맞는 두께의 나선형 보강재를 홀의 규격에 맞게 절단 및 밴딩한 후 세트 앵커에 일체화를 시켜 합침할 수 있도록 하되, 해당 보수면에 노출되어 있는 철근 표면에 대한 부식 방지를 위해 철근 방청용 폴리머 모르타르(ACT 100)를 철근 표면에 도포하는 작업을 수행함으로써(단계 S12), 나선형 보강재의 매입 설치를 완료한다(단계 S13).

그 다음에, 하루 이상 건조된 이후에 기존 구조물과 단면 보수용 폴리머 모르타르(ACT 200)와의 부착력 증대를 위해 부착 증진용 프라이머(ACTY 2000)을 도포하게 되고(단계 S14), 단면수복 보수재인 보수용 폴리머 모르타르(ACT 200)를 3단계에 걸쳐 고압스프레이를 이용해 미장을 실시함에 따라 습기 및 화학적 저항성이 우수하게 될 수 있도록 한다(단계 S15).

여기서, 상기 폴리머 모르타르(ACT 200)의 3단계에 걸친 고압 스프레이 미장 과정에서는, 초벌 스프레이 미장 과정으로 3∼5㎜ 두께로 폴리머 모르타르를 도포하고, 중벌 스프레이 미장 과정으로서 50㎜ 이하의 두께로 폴리머 모르타르를 도포한 다음에, 정벌 마감 스프레이 과정으로서 3∼5㎜ 두께로 폴리머 모르타르를 도포할 수 있도록 한다.

상기 폴리머 모르타르(ACT 200)가 완전히 양생(약 72시간의 가사시간 소요)된 후, 마감면의 표면보호를 위해 마감 코팅재(ACT-COAT)를 도포하게 되며(단계 S15), 시공이 완료 후에는 장기적으로 구조물의 안전성과 내구성을 증진시키는 효과가 발휘되며, 품질검사를 거쳐 전체공사의 공정을 마감하게 된다.

한편, 본 발명에 따른 나선형 보강재를 사용한 고압 스프레이 단면 미장 보수 공법의 우수성을 알아보기 위해, 본 발명의 방법과 종래의 보수 공법을 표 1 및 표 2와 같이 비교 평가 하였다.

항 목	종래의 단면 보수 공법	본 발명 방법
재 료 비	1,800∼2,680원/KG	1600원/KG
인건비/1일 기준	미장공 : 10만원5인 보통인부 : 7만원*3인 합계 : 71만원(8인 1조)	특별인부 : 10만원*4인 기계사용료 : 15만원/1일 기준 합 계 : 55만원
1팀/1일 시공량 (10MM 기준시)	20M2	40M2
1일 총작업량(천정 기준)	2000KG(8인 1조)-80포	4000KG(4인 1조)-160포
모르타르 리바운드율 (천정시공 기준시)	10∼20%	5% 이하

다음은 본 발명에 따른 나선형 보강재를 이용한 고압 스프레이 미장 단면 수복 보수방법과 종래 기술에 따른 단면 수복보수공법에 대한 시공 단면의 물성 및 내구성 실험결과를 하기한 표 2와 같이 나타내었다.

시험항목	단 위	기준치	종래 공법	본 발명 방법	시험방법	결과
휨강도	N/M2	6이상	8	11.4	KSF4042-02	우수
압축강도	N/M2	20이상	52	65.8		우수
부착강도(표준)	N/M2	1.0이상	2.1	2.4		우수
부착강도(온냉반복)	N/M2	1.0이상	1.6	2.1		우수
내알칼리성	N/M2		52.3	58.6		우수
중성화 저항성	MM	1.0	1.5	1.8		우수
투수량	G	20이하	0.7	0.4		우수
물흡수계수	KG/M3H		0.12	0.09		우수
습기투과 저항성	M		0.7	0.5		우수
염화물이온침투저항성	COULOMBS		821	783		우수
신장율	%			-0.004		우수

표 1 및 표 2에서 비교한 것과 같이 본 발명에 따른 나선형 보강재를 이용한 폴리머 모르타르 단면 수복 보수 방법은 종래 기술의 단면수복 보수공법에 비해, 시공시간 및 시공비 절감 등이 우수하며, 보수면의 압축강도, 중성화 내화학성 등에서도 우수한 공법임을 확인할 수 있다.

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.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 적용되는 나선형 보강재의 시공 상태를 예시적으로 나타낸 도면,

도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 적용되는 나선형 보강재의 굵기별 형상을 각각 나타낸 도면,

도 3은 본 발명에 따른 나선형 보강재를 이용한 폴리머 모르타르 단면 수복 보수 방법의 작용을 설명하는 플로우차트이다.

Claims (11)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 손상된 콘크리트 구조물을 보수하는 방법에 있어서,

   보수 대상 구조물의 콘크리트 열화 부위를 측정하고, 철거 부위 및 두께를 결정하는 제1단계와;

   상기 구조물의 보수면을 줄눈으로 치핑(Chipping)하고 고압수로 세척하는 제2단계;

   상기 보수면에 알칼리 회복제를 도포하고, 보수면의 노출된 철근 부식 방지를 위한 방청 모르타르를 철근 표면에 도포하는 제3단계;

   상기 보수 부위에 홀(Hall)을 천공하고 상기 홀에 맞추어 세트 앵커(Set Anchor)를 설치한 후, 세트 앵커의 규격에 따른 두께의 나선형 보강재를 절단 및 밴딩하여 상기 세트 앵커에 일체화시켜서 매입 설치하는 제4단계;

   상기 구조물과 폴리머 모르타르와의 부착 증진용 프라이머를 도포하는 제5단계;

   상기 나선형 보강재가 매입된 보수면에 폴리머 모르타르를 고압 스프레이로 미장하는 제6단계; 및

   고압 스프레이 미장 이후에 마감면을 표면보호하는 마감 코딩제를 도포하는 제7단계를 포함하여 이루어지고,

   상기 제6단계에서, 상기 폴리머 모르타르의 고압 스프레이 미장은, 3∼5㎜ 두께로 폴리머 모르타르를 도포하는 초벌 스프레이 미장 과정과, 50㎜ 이하의 두께로 폴리머 모르타르를 도포하는 중벌 스프레이 미장 과정, 3∼5㎜ 두께로 폴리머 모르타르를 도포하는 정벌 마감 스프레이 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 나선형 보강재를 이용한 폴리머 모르타르 단면 수복 보수 방법.
10. 삭제
11. 삭제

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