KR101000497B1 - 콘크리트 주입 보수제와 이를 이용한 콘크리트 구조물의 내부공극체적확인 및 지수공법 - Google Patents

콘크리트 주입 보수제와 이를 이용한 콘크리트 구조물의 내부공극체적확인 및 지수공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 콘크리트 주입 보수제와 이를 이용한 콘크리트 구조물의 내부공극확인 및 지수공법에 관한 것으로, 콘크리트 구조체의 누수 부위에 삽입되어 누수를 차단하는 지수제인 콘크리트 주입 보수제에 있어서; 상기 주입 보수제는 아크릴계 수지로서 약알카리성을 띠며, 중량%로, 산화티타늄(Titanium Dioxide):10~20%, 트리메틸-2.4-팬탄디올-1.3-이소부틸레이트(2.4-trimetyl-1.3-pentandiol isobutyrate):1~3%, 에틸렌글리콜(Ethylene glycol):1~3%, 칼슘카보네이트(Calcium Carbonate):10~20%, 에멀젼(Emulsion):50~60% 및 잔부 수용액(물)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 콘크리트 주입 보수제를 제공한다. 본 발명에 따르면, 누수 부위에 주입된 아크릴계 수지의 비중을 이용하여 콘크리트 구조물 내부 공극의 체적에 대한 정보를 제공함으로써 대두되고 있는 시공사와 발주처간 누수와 관련된 분쟁 해결의 기술적인 정보를 제공하고, 내부공극의 체적을 확인에 따른 정확하고 효과적인 지수작업이 가능한 효과를 얻을 수 있다.

Description

콘크리트 주입 보수제와 이를 이용한 콘크리트 구조물의 내부공극체적확인 및 지수공법{THE CONCRETE INJECTION REPAIRING AGENT AND METHOD FOR CONFIRMATION STRUCTURE'S INSIDE AIR GAP AND WATERSTOPS USING THEREOF}
본 발명은 콘크리트 주입 보수제와 이를 이용한 콘크리트 구조물의 내부공극체적확인 및 지수공법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 아크릴계 수지(Acrylic Resin)로 이루어진 주입 보수제를 주입하여 콘크리트 구조물의 누수를 완전히 차단하며, 주입된 지수제(止水劑)가 콘크리트의 유동에 대응함으로써 지수효과를 장기화하여 콘크리트 구조물의 장수명화를 달성할 수 있도록 한 콘크리트 주입 보수제와 이를 이용한 콘크리트 구조물의 내부공극체적확인 및 지수공법에 관한 것이다.
일반적으로, 철근콘크리트는 콘크리트라는 압축재와 철근이라는 인장재가 결합한 현존하는 가장 내구적, 경제적이며 효과적인 건축 재료로서 대부분의 건축 구조물의 구조체를 이루고 있다. 철근 콘크리트 구조물이 이런 물성을 나타낼 수 있는 이유는 콘크리트와 철근의 선팽창계수가 같을 뿐만 아니라 콘크리트는 강알카리성이기 때문에 철근의 부식을 막아 줄 수 있기 때문이다.
그러나, 이렇게 가장 널리 사용되는 콘크리트 구조물은 누수와 관련된 문제에 있어 그동안 내구적이며 적절한 유지 및 보강 방법이 미흡했던 것이 사실이다.
기존 콘크리트 구조물의 누수에 대한 지수의 방법으로 누수부위에 에폭시(Epoxy) 퍼티(Putty)로 패칭하거나 누수가 발생한 부위에 천공을 하여 발포성 우레탄(Urethane)이나 에폭시(Epoxy) 계열 지수제를 주입하는 방법을 사용하여 왔다.
하지만, 이들 합성수지계열을 이용한 기존 지수방법(止水方法)은 일시적인 지수효과를 제공하지만 시간이 지나면서 유입수의 유입부위를 원천봉쇄하지 못해 지수 불량을 초래하였으며, 특히 잘못된 주입 보수제의 사용으로 콘크리트 구조물의 중성화를 가속화시키고 콘크리트 구조물의 유동을 흡수하지 못해 모체와 지수제간 박리 박락이 발생하게 되어 재차 균열을 유발하는 문제가 있었다. 이는 누수의 경로 및 원인을 제대로 파악하지 못하고 주입 보수제가 갖추어야 할 적합한 특성 및 시공방법에 대한 충분한 검토가 없는 상태에서 막연하게 보수해 왔기 때문이다.
통상 물은 도 1의 (a)에서와 같이, 콘크리트 구조체에 침투하여 철근을 따라 먼 곳까지 이동하며 콘크리트 구조체의 취약부분에서 누수된다. 따라서, 누수 유입 부분과 누수 부위가 다른 곳이 많지만 기존에는 도 1의 (b)와 같이 물이 유입되는 부위에서 근본적으로 차단하지 않고 물이 흘러나오는 방향에서만 주입 보수하는 방향설정의 오류를 범해 왔다. 이로 인해, 누수 유입 부분까지 밀실한 주입 시공이 이루어지지 않아 시간이 지나면서 누수 유입 부분으로 유입된 유입수가 먼 곳까지 이동하여 취약 부분에서 재차 누수를 유발하였다. 뿐만 아니라, 콘크리트의 중성화를 유발하거나 콘크리트 구조체의 유동에 대응하지 못하는 주입 보수제를 사용함에 따라 통상 1~2년 이내 재하자를 유발하며 콘크리트 구조물의 훼손으로 인해 누수범위가 확대되게 된다.
콘크리트 구조물의 누수는 콘크리트 타설시 발생하는 시공상의 문제로 발생하는 부분과 다양한 원인으로 발생하는 콘크리트 구조물의 균열에 대한 미흡한 대비가 주원인이며, 이러한 누수의 보수를 위해 사용한 주입 보수제가 갖추어야 할 특성을 충분히 고려하지 못한 결과이다.
우선, 콘크리트 타설시 발생하는 시공상의 문제에 따른 누수의 원인은 주로 다짐불량과 관계가 있으며, 이는 도 2에 잘 나타나 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 콘크리트 구조물은 시공상 한 개의 층을 타설하기 위해 세 번으로 나누어 타설하는데, 이를 테면 하층 슬라브(10)에서 기둥(20)을 타설하기 위해 기둥(20)의 1/2 정도를 먼저 타설한다. 이는 콘크리트 타설시 기둥(20) 거푸집에 발생하는 측압을 조절하기 위함이다. 그 다음 나머지 기둥 부분과 상층 보(30) 부분을 타설하고, 마지막으로 상층 슬라브(40)를 타설한다. 이와 같은 콘크리트 분할 타설방법은 통상적으로 구조물에 콘크리트를 타설할 때 사용되는 방법으로 시공시 주의를 기울이지 않으면 여러 가지 문제가 발생하여 누수의 원인이 된다.
예컨대, 하층 슬라브(10) 위에서 기둥 거푸집 작업시 발생하는 이물질을 제대로 청소하지 않아 남게 되는 이물질이 타설시 혼입(70)(80)되거나 타설시 콘크리트 재료 간 밀도차이에 의해 시간이 지나면서 발생하는 재료분리(50)로 인해 굵은 골재가 기둥 하층에 몰려 공극이 발생한다. 또한, 콘크리트를 이어치기 하는 부분(90)(100)에도 시공줄눈(Cold Joint) 및 재료분리가 발생하여 콘크리트 내부에 공극이 발생하게 된다. 상부 기둥과 상층 보(30)에서 상층 슬라브(40)를 타설할 때에는 타설 후 다짐작업에 주의를 기울이지 않으면 상부 기둥과 상층 보(30) 타설시 발생한 블리딩수에 의해 내부공극(60) 발생하기 쉽다. 이렇게 이물질 유입, 재료분리, 블리딩수에 의해 발생한 내부공극(60)은 콘크리트 구조물의 시공완료 후 외부 유입수의 통로를 제공함으로써 주된 누수의 원인이 된다. 이러한 콘크리트 구조물에 콘크리트를 타설할 시 발생하는 누수의 원인은 콘크리트가 타설되어 거푸집에 밀실하게 채워지는 것을 유관으로 확인할 수 없기 때문에 발생할 수 있는 결함 중 하나이다.
한편, 콘크리트 구조체 균열에 대한 미흡한 대비가 누수의 주원인이 될 수 있는데, 이는 콘크리트 구조체가 양생 및 사용에 따라 여러 가지 문제로 균열이 발생할 수 있기 때문이다. 이 경우, 균열은 비구조적인 균열에서부터 구조적인 균열까지 균열 발생의 원인은 다양하다. 또한, 콘크리트 구조체는 시간에 경과함에 따라 균열 문제를 항상 고려할 수밖에 없는 상황임에도 불구하고 이에 대한 유지 보수의 문제는 그렇게 중요하게 생각되지 않아 왔다. 균열이 발생하면 사용자로 하여금 콘크리트 구조체의 안정성에 대한 위험을 느끼게 하며, 장기적으로 방치했을 경우 콘크리트의 내구성을 해치는 주요 원인이 된다.
뿐만 아니라, 균열에 대한 유지 및 보수가 제대로 이루어지지 않았을 경우 균열을 통해 유입수가 콘크리트 내부로 침투하여 철근 주변을 따라 콘크리트 구조체의 각 부위로 이동하며, 철근을 부식시키는데, 철근의 경우 부식되면 약 1.8배에서 2.5배 정도 체적이 팽창하고, 체적이 팽창한 철근은 주변 콘크리트를 파손시키며 균열을 확대해 나간다. 이렇게 확대된 균열은 대기 중 이산화탄소(CO2)에 노출되어 중성화로 인해 더 심각한 피해를 입게 된다. 이러한 이유로 균열 발생 등으로 인한 눗 발생시 시공사와 발주처 간의 책임소재 공방이 끊이지 않았지만, 구체적인 원인에 대한 소명이 불가능하여 논쟁만 가열될 뿐 뚜렷한 해결책을 제시하지는 못하였다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 콘크리트 구조물의 누수를 완벽하게 차단함과 동시에 콘크리트 내부 공극의 체적에 대한 정보를 제공함으로써 콘크리트 구조물의 누수와 관련하여 발생하는 시공사와 발주처간 분쟁 해결의 기술적인 정보를 제공하고, 그와 관련된 콘크리트 주입 보수제와 이를 이용한 콘크리트 구조물의 내부공극체적확인 및 지수공법을 제공함에 그 주된 목적이 있다.
또한, 본 발명은 콘크리트 구조물의 타설방법에 따라 발생하는 이물질의 혼입, 재료분리, 블리딩수, 다짐불량에 따른 시공상의 문제점 및 다양한 원인으로 발생한 균열에 의한 콘크리트 구조물의 정확한 누수의 원인을 파악하여 물의 유입부위에 적합한 주입 보수제를 주입함으로써, 기존의 발포성 우레탄, 에폭시 계열의 주입 보수제의 콘크리트 구조물의 파손에 따른 누수 확대 폐단을 막고, 보수로 인한 콘크리트 구조물의 피해를 최소화시키며 콘크리트 구조물의 외부요인에 의한 거동에 적합하게 대응하여 이후 발생할 하자의 위험을 획기적으로 감소시켜 지수효과의 장기화를 도모함으로써 콘크리트 구조물의 내구성을 현저히 증진시키는데 다른 목적이 있다.
뿐만 아니라, 본 발명은 콘크리트 구조물의 개구부 즉, 전기나 설비의 배관이 구조물 외부에서 내부로 인입할 경우 그 주변에서 발생되는 누수 현상을 완벽하게 지수하여 누수로 인한 훼손을 사전에 차단해 콘크리트 구조물의 안정성 확보하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 콘크리트 구조체의 누수 부위에 삽입되어 누수를 차단하는 지수제인 콘크리트 주입 보수제에 있어서; 상기 주입 보수제는 아크릴계 수지로서 약알카리성을 띠며, 중량%로, 산화티타늄(Titanium Dioxide):10~20%, 트리메틸-2.4-팬탄디올-1.3-이소부틸레이트(2.4-trimetyl-1.3-pentandiol isobutyrate):1~3%, 에틸렌글리콜(Ethylene glycol):1~3%, 칼슘카보네이트(Calcium Carbonate):10~20%, 에멀젼(Emulsion):50~60% 및 잔부 수용액(물)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 콘크리트 주입 보수제를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기에 기재된 상기 주입 보수제와; 중량%로, 아크릴코폴리머(Acrylic Copolymer):48~52중량%, 평균입경이 5±1㎛의 크기를 갖는 마이크로 시멘트(Micro Cement):12~16중량% 및 잔부 수용액으로 이루어진 혼합물;을 3~5:5~7의 비율로 혼합하여 속경성을 강화시킨 것을 특징으로 하는 콘크리트 주입 보수제도 제공한다.
뿐만 아니라, 본 발명은 누수가 발생된 콘크리트 구조체의 누수 부위를 확인하는 단계, 확인된 누수 부위에 대한 전처리 단계, 전처리된 누수 부위를 천공하는 단계, 천공 부위에 패커를 삽입하는 단계를 포함하는 지수공법에 있어서; 상기 패커 삽입단계 후 청구항 1에 기재된 아크릴계 수지 조성물인 주입 보수제를 천공내부로 15kgf/cm2 내지 500kgf/cm2 압력으로 주입하는 단계와; 상기 주입 보수제의 주입량과 주입 보수제의 비중을 고려하여 콘크리트 내부공극의 체적을 산출하여 정보화하는 단계와; 상기 체적 산출이 완료되면 누수 여부를 재차 확인하는 단계와; 상기 누수 여부 재차 확인 후 이상이 없을 때 패커를 제거하고 마감하는 단계를 순차로 수행하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 주입 보수제를 이용한 콘크리트 구조물의 내부공극체적확인 및 지수공법도 제공한다.
나아가, 본 발명은 상기 누수 여부를 재차 확인하는 단계에서, 여전히 누수가 일어날 경우, 신속한 양생을 위해 앞서 기재된 주입 보수제와 속경성 혼합물을 혼합한 보수제를 추가로 주입하는 단계와; 추가 주입 후 누수 여부를 다시 확인하고 이상이 없을 때 패커를 제거하고 마감하는 단계를 더 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 콘크리트 주입 보수제를 이용한 콘크리트 구조물의 내부공극체적확인 및 지수공법도 제공한다.
본 발명에 따르면, 누수 부위에 주입된 아크릴계 수지의 비중을 이용하여 콘크리트 구조물 내부 공극의 체적에 대한 정보를 제공함으로써 대두되고 있는 시공사와 발주처간 누수와 관련된 분쟁 해결의 기술적인 정보를 제공하고, 내부공극의 체적을 확인에 따른 정확하고 효과적인 지수작업이 가능한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 아크릴계 수지를 주입 보수제로 활용함으로써 기존 에폭시 및 발포성 우레탄이 콘크리트 구조물에 끼치는 폐단을 막고 지수효과를 장기화 하여 내구적인 콘크리트 구조물의 유지 및 보수를 실현함으로써 콘크리트 구조물의 내구성을 현저히 증진 시킬 수 있다.
도 1의 (a)는 콘크리트 구조물에서 누수 부위 및 누수 유입 방향을 보인 예시도이고, (b)는 지수 작업 불량예를 보인 예시도이다.
도 2는 종래 콘크리트 타설방법에 따라 발생하는 누수 원인을 설명하기 위한 설명도이다.
도 3은 콘크리트 구조물에서 주입 보수제의 pH와 콘크리트의 부식 속도와의 관계를 보인 그래프이다.
도 4는 본 발명을 설명하기 위한 기존 우레탄계 주입 보수제의 주입시 피해 상황을 보인 예시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 지수공법을 보인 플로우챠트이다.
이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 구체적인 설명에 앞서, 콘크리트 주입 보수제가 갖추어야 할 조건에 대하여 먼저 설명하면 다음과 같다.
첫째, 콘크리트 구조물의 주입 보수제는 콘크리트 pH(12~13:강알카리성)를 고려하여 균열, 누수 부위에 주입하여도 화학적인 변화를 최소화시킬 수 있도록 알카리성을 갖고 있어야 한다. 이는 도 3의 그래프에 잘 나타나 있듯이, 주입 보수제와 콘크리트의 반응을 최대한 억제해야 내구성과 장수명화를 달성할 수 있기 때문이다.
둘째, 콘크리트 주입 보수제는 양생시 이산화탄소(CO2) 발생이 낮아야 한다. 잘 알려진 바와 같이, 모든 화학 주입 보수제는 양생시 필연적으로 이산화탄소(CO2)를 배출한다. 그런데, 콘크리트는 강알카리성인 수산화칼슘(Ca(OH)2)이다. 따라서, 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 이산화탄소(CO2)를 만나면 다음 메커니즘과 같이 중성화(CaCO3)되게 된다.
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O
또한, 중성화된 탄산칼슘(CaCO3)은 산과 만나면 이산화탄소(CO2)를 발생시킨다. 따라서, 강산성계열의 주입 보수제는 콘크리트 구조체 내에서 콘크리트의 중성화를 가속화시키는 이산화탄소(CO2) 제조 공장이 되어 버리는데, 통상 콘크리트 구조물은 이산화탄소(CO2)가 침투하면 5년에 약 2mm 정도의 깊이로 중성화되며, 추후 누수의 범위를 심각하게 확대하게 되고, 종국에는 철근을 감싸고 있는 콘크리트 피복이 파괴되어 콘크리트 내부에 배근된 철근이 외부에 그대로 노출되면서 콘크리트 구조체의 내구성에 치명적인 악영향을 미친다.
셋째, 주입 보수제는 신축성이 있어야 한다. 신축성은 주입 보수후 콘크리트 유동에 대응함으로써 이로 야기되는 주입 보수제와 콘크리트 내부 표면과의 박리 박락을 막아 재누수의 가능성을 제거하기 때문이다.
이와 같은 콘크리트 주입 보수제가 갖추어야 할 재료의 특성을 수지 계열별로 살펴보면 다음과 같다.
도 3을 참조하면, 에폭시계 주입제는 아크릴계 주입제와 비교하여 콘크리트 부식속도의 차이는 없지만 경화 반응시 이산화탄소(CO2)를 발생하여 콘크리트의 중성화를 가속시키며, 콘크리트 유동에 대응하지 못하는 단점이 있다. 또한, 발포성 우레탄계 주입제는 강산성계열로 부식속도가 아크릴계 수지에 비해 1.5배정도 차이가 나지만, 발포할 때 주입 체적의 1000배 이상의 이산화탄소(CO2)가 발생해 콘크리트 구조체 내부 주입 보수 부분에 침투하여 콘크리트 중성화를 가속화시키며, 콘크리트 유동도 제대로 흡수하지 못해 추후 누수범위가 크게 확대되어 나타나게 된다(도 4 참조). 그러므로, 발포성 우레탄 주입 보수제는 콘크리트 구조물의 주입 보수제로서는 가장 좋지 못한 선택이 된다. 반면, 무기질 계열 주입 보수제는 pH나 이산화탄소(CO2) 배출면에서 볼때 가장 이상적이지만 콘크리트의 유동에 대응하지 못하는 단점이 있다.
이를 토대로 살펴 보았을 때, 가장 적합한 주입 보수제는 하기한 표 1의 정리와 같이 아크릴계 수지임을 확인할 수 있다.
Figure 112010059523010-pat00001
즉, 여러 콘크리트 구조물의 주입 보수제가 갖고 있는 문제점을 보완하기 위해서는 약알카리성을 띄고 있고, 이산화탄소(CO2)의 배출이 적으며, 신축성이 뛰어난 아크릴계 수지(Acrylic Resin)를 사용하는 것이 가장 적합함을 알 수 있다.
아크릴계 수지는 내부 공극 부위 표면을 코팅하며 밀실하게 주입되어 더 이상 유입수가 침투할 수 없게 만든다. 또한 주입된 아크릴계 수지는 완전히 경화되는 것이 아니라 겔타입으로 변형되어 콘크리트 유동을 충분히 흡수할 수 있는 신축성을 제공한다. 경우에 따라서는 주제와 경화제 구도로 된 2액형 아크릴 수지를 주입 보수제로 활용할 것을 고려할 수 있으나 이는 주제와 경화제로서 아크릴 수지를 완벽히 경화시키겠다는 의미이므로 이를 주입 보수제로 적용할 경우 콘크리트 유동에 대응하지 못한다는 문제가 발생되므로 지수(止水) 목적 측면에서 볼 때 적합하지 않다고 볼 수 있다.
넷째, 주입 보수제는 정확한 콘크리트 구조물의 내부 공극의 체적을 확인하기 위해 비중이 일정하며, 주입시 체적의 변화가 없어야 한다.
이상에서와 같이, 지수의 내구성은 주입된 재료의 화학적 특성인 pH 및 주입후 거치상태에 따라 좌우된다. 따라서 현재 상황에서는 지수의 내구성을 최대한 증진시키기 위해서 아크릴계 수지의 선정이 필연적이다. 특히, 누수가 발생하는 주요 부분은 바닥과 벽이 만나는 부위, 상층 슬라브와 보가 만나는 부위, 콘크리트 타설시 시공조인트(Cold Joint)가 발생한 부위, 진동 다짐이 정확히 되지 않아 재료분리가 발생부분, 전선 및 배관 인입구 등 이므로 지수효과의 내구성을 증진시키기 위해서는 적합한 주입 보수제 및 지수공법의 필요성이 요청되고 있다.
본 발명은 이와 같은 주입 보수제의 4가지 요건을 만족할 수 있도록 특정 조성으로 이루어진 아크릴계 수지를 제공한다.
이러한 조건을 만족시킬 본 발명에 따른 아크릴계 수지는 중량%로, 산화티타늄(Titanium Dioxide):10~20%, 트리메틸-2.4-팬탄디올-1.3-이소부틸레이트(2.4-trimetyl-1.3-pentandiol isobutyrate):1~3%, 에틸렌글리콜(Ethylene glycol):1~3%, 칼슘카보네이트(Calcium Carbonate):10~20%, 에멀젼(Emulsion):50~60% 및 잔부 수용액(물)으로 이루어진다. 여기에서, 상기 산화티타늄은 미립자 표면에서 정전기로 서로 응집하는 응집력이 뛰어나 지수를 위한 응집 강화제로 활용된다. 뿐만 아니라, 산화티타늄은 광촉매로서 자외선에 반응하며, 인체에 무해하고, 물리 화학적으로 안정한 물질이다. 본 발명에서는 10중량% 미만으로 첨가되면 응집성이 떨어져 지수(止水) 효과를 저해하고, 20중량%를 초과하면 응집성이 현저히 높아져 신축성을 떨어뜨리므로 콘크리트 유동에 적극적으로 대응할 수 없으므로 이를 방지하기 위해 상기 범위로 한정됨이 바람직하다.
그리고, 상기 트리메틸-2.4-팬탄디올-1.3-이소부틸레이트는 가수분해 및 산화에 대한 안정성이 높고, 점도가 높은데 비하여 끈적거림이 적어 응집성 및 신축성, 유동성을 모두 증진시키는데 유용한 물질이다. 이와 같은 트리메틸-2.4-팬탄디올-1.3-이소부틸레이트를 1중량% 미만으로 첨가하면 점성이 떨어져 응집성이 저하되고, 3중량%를 초과하여 첨가하면 점성이 급증하여 유동성을 저해하므로 상기 범위로 한정됨이 바람직하다.
또한, 상기 에틸렌글리콜은 자동차 부동액으로 널리 사용되는 화합물로서 가장 간단한 2가 알코올의 하나이며, 순수한 상태에서 냄새와 맛이 없고 끈적끈적한 특성을 가진다. 본 발명에서는 유동성을 고려하여 상기 트리메틸-2.4-팬탄디올-1.3-이소부틸레이트와 동일 함량으로 첨가됨이 바람직하다.
아울러, 상기 칼슘카보네이트는 탄산칼슘으로 시멘트의 주원료, 산화칼슘의 원료, 제철·건축재료등의 각종 중화제(中和劑)로 사용된다. 본 발명에서는 콘크리트의 중화를 위해 첨가되며, 특히 이산화탄소와의 반응을 통해 이를 제거하는데 기여하게 된다.
이를 위해, 본 발명에서는 칼슘카보네이트를 10~20중량%로 첨가 혼합해야 하는데, 10중량% 미만으로 첨가하면 중화성이 떨어지고, 20중량%를 초과하면 전체 성분의 알카리성을 저해하므로 상기 범위로 한정됨이 바람직하다.
그리고, 상기 에멀젼은 가소제(可塑劑, plasticizer)로 사용된다. 만약, 상기 에멀젼을 50중량% 미만으로 첨가하면 가소성이 떨어져 신축성이 저해되며, 60중량%를 초과하게 되면 가소성이 극대화되어 누수 차단효과를 얻을 수 없으므로 상기 범위로 첨가되어야 한다.
이와 같은 성분 조성으로 이루어진 본 발명에 따른 주입 보수제는 콘크리트의 거동에 대응되게 유동하면서 지수 기능을 발휘하게 된다. 따라서, 1차 주입을 통한 지수 작업시 활용됨이 바람직하다.
만약, 1차 주입 후에도 누수가 지속될 경우 신속한 양생이 요구되므로 이때에는 상기 주입 보수제에, 신속한 양생을 위한 아크릴코폴리머(Acrylic Copolymer):48~52중량%, 평균입경이 5±1㎛의 크기를 갖는 마이크로 시멘트(Micro Cement):12~16중량% 및 잔부 수용액으로 이루어진 혼합물을 3~5:5~7의 비율로 혼합하여 2차 주입 보수할 수 있다. 그러면, 아크릴코폴리머가 일종의 바인더 역할을 하여 에멀젼의 가소성을 약화시키고 점성을 강화시킴과 동시에 마이크로 시멘트가 경화를 촉진하여 누수 부위에 주입된 주입 보수제를 신속히 양생시켜 누수 부위를 지수하게 된다.
이와 같은 주입 보수제의 주입 압력은 내부공극의 형태에 따라 내부공극의 형태에 따라 압력변화가 다양하므로 이에 신속히 대응하기 위해 15~500kgf/cm2의 범위내에서 이루어짐이 바람직하다. 뿐만 아니라, 주입 보수제의 주입 후 주입된 재료의 량의 정확히 계량하여 그 비중((1.2kg/L = 0.8777L/Kg)를 고려하면 콘크리트 구조물 내부 공극의 체적을 산출할 수 있게 된다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 주입 보수제는 다음과 같은 내부공극확인 및 지수공법에 활용될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 누수가 발생되면 먼저 누수 부위에 대한 원인을 확인하는 단계(S1)가 수행한다. 상기 누수 원인 확인단계(S1)는 육안으로 누수 부위를 집중 관찰함으로써 이루어질 수 있다.
이렇게 하여, 누수 원인 확인단계(S1)를 통해 누수 원인이 된 부위가 확인되면 누수 부위를 전처리하는 단계(S2)가 수행된다. 상기 누수 부위 전처리 단계(S2)는 해당 부위의 주변 이물질 등을 제거하거나 연마 등 주입 보수제 투입에 적합한 상태를 유지하는 과정이다.
이후, 누수 부위를 천공하는 단계(S3)가 수행된다. 상기 누수 부위 천공단계(S3)는 누수 부위를 막아 지수(止水)하기 위한 것이다.
이렇게 하여, 누수 부위 천공이 완료되면 먼저, 패커(Packer)를 삽입하는 단계(S4)가 수행된다. 상기 패커는 천공된 입구를 밀폐시켜 천공 내부로 주입되는 보수제가 역류하는 것을 방지하는 역할을 수행한다.
이와 같은 상태에서, 본 발명에 따라 조성된 아크릴계 수지 조성물인 주입 보수제를 천공 내부로 주입하는 단계(S5)가 수행된다. 이러한 과정을 통해 누수가 억되고, 궁극적으로 지수되면 그 주입량을 참고하여 누수 부위의 내부 공극의 체적을 산출하는 단계(S7)를 수행하며, 이 결과에 따라 시공 책임을 구분할 수 있게 된다.
이후, 누수 여부를 재차 확인한 다음 패카를 제거하고, 마감하는 단계(S8,S9)를 거침으로써 본 발명이 원하는 지수공법을 완성할 수 있게 된다.
여기에서, 상기 주입 보수제 주입단계(S5) 후 그래도 누수가 일어날 경우, 이때에는 신속한 양생이 필요하므로 상기 주입 보수제와 앞서 설명한 속경성 혼합물을 설명된 비율만큼 혼합한 후 선 주입된 1차 주입 보수제 위로 2차 주입 보수제를 추가로 주입하는 단계(S6)가 더 수행될 수 있다. 이를 통해, 완벽하고 정확한 지수 작업이 가능하게 된다.
이하, 실시예에 대하여 설명한다.
[실시예]
본 발명에 따른 주입 보수제의 지수 능력을 확인하기 위하여, 중량%로, 산화티타늄(Titanium Dioxide):14%, 트리메틸-2.4-팬탄디올-1.3-이소부틸레이트(2.4-trimetyl-1.3-pentandiol isobutyrate):2%, 에틸렌글리콜(Ethylene glycol):2%, 칼슘카보네이트(Calcium Carbonate):16%, 에멀젼(Emulsion):54% 및 잔부 수용액(물)으로 이루어진 주입 보수재를 발명재1로 하고, 산화티타늄(Titanium Dioxide):16%, 트리메틸-2.4-팬탄디올-1.3-이소부틸레이트(2.4-trimetyl-1.3-pentandiol isobutyrate):2%, 에틸렌글리콜(Ethylene glycol):2%, 칼슘카보네이트(Calcium Carbonate):14%, 에멀젼(Emulsion):56% 및 잔부 수용액(물)으로 이루어진 주입 보수재를 발명재2로 하며, 이들과 기존 주입 보수제인 발포 우레탄 수지와의 특성을 비교하였다.
비교 특성은, pH, 주입 보수 직후 이산화탄소 발생량, 3일 경과 후 주입부에서의 신축성 등을 비교하였다. 비교 결과, pH의 경우 발명재1,2는 각각 8.8, 9.1로 약알카리성이었으나, 기존재인 발포 우레탄 수지는 2.9로 강산성에 속하였다. 또한, 주입 보수 직후 이산화탄소 발생량을 체크한 결과, 발명재1,2는 거의 없거나 극미량이었지만, 기존재는 상대적으로 현저함을 확인할 수 있었다. 뿐만 아니라, 3일 경과 후 주입부에서의 신축성을 확인한 결과, 발명재1,2는 각각 유동성을 갖는 것으로 확인 되었으나, 기존재는 상당히 경화가 진행된 것으로 확인되었다. 이를 통해, 본 발명에 따른 주입 보수제가 기존 제품을 모두 대체하면서 효과도 우수한 것임을 확인할 수 있었다.
10 : 하층 슬라브 20 : 기둥
30 : 상층 보 40 : 상층 슬라브
60 : 내부공극

Claims (4)

  1. 콘크리트 구조체의 누수 부위에 삽입되어 누수를 차단하는 지수제인 콘크리트 주입 보수제에 있어서;
    상기 주입 보수제는 아크릴계 수지로서 약알카리성을 띠며,
    중량%로,
    산화티타늄(Titanium Dioxide):10~20%, 트리메틸-2.4-팬탄디올-1.3-이소부틸레이트(2.4-trimetyl-1.3-pentandiol isobutyrate):1~3%, 에틸렌글리콜(Ethylene glycol):1~3%, 칼슘카보네이트(Calcium Carbonate):10~20%, 에멀젼(Emulsion):50~60% 및 잔부 수용액(물)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 콘크리트 주입 보수제.
  2. 청구항 1에 기재된 상기 주입 보수제와;
    중량%로, 아크릴코폴리머(Acrylic Copolymer):48~52중량%, 평균입경이 5±1㎛의 크기를 갖는 마이크로 시멘트(Micro Cement):12~16중량% 및 잔부 수용액으로 이루어진 혼합물;을 3~5:5~7의 비율로 혼합하여 속경성을 강화시킨 것을 특징으로 하는 콘크리트 주입 보수제.
  3. 누수가 발생된 콘크리트 구조체의 누수 부위를 확인하는 단계, 확인된 누수 부위에 대한 전처리 단계, 전처리된 누수 부위를 천공하는 단계, 천공 부위에 패커를 삽입하는 단계를 포함하는 지수공법에 있어서;
    상기 패커 삽입단계 후 청구항 1에 기재된 아크릴계 수지 조성물인 주입 보수제를 천공내부로 15kgf/cm2 내지 500kgf/cm2 압력으로 주입하는 단계와;
    상기 주입 보수제의 주입량과 주입 보수제의 비중을 고려하여 콘크리트 내부공극의 체적을 산출하여 정보화하는 단계와;
    상기 체적 산출이 완료되면 누수 여부를 재차 확인하는 단계와;
    상기 누수 여부 재차 확인 후 이상이 없을 때 패커를 제거하고 마감하는 단계를 순차로 수행함으로써, 주입 보수제의 주입량과 주입 보수제의 비중을 고려하여 콘크리트 내부 공극의 체적을 산출, 정보화하여 누수와 관련된 분쟁해결의 기술적인 배경을 제공함과 동시에 지수목적을 달성 할 수 있는 것을 특징으로 하는 콘크리트 주입 보수제를 이용한 콘크리트 구조물의 내부공극체적확인 및 지수공법.
  4. 청구항 3에 있어서;
    상기 누수 여부를 재차 확인하는 단계에서, 여전히 누수가 일어날 경우, 신속한 양생을 위해 청구항 2에 기재된 주입 보수제를 추가로 주입하는 단계와;
    추가 주입 후 누수 여부를 다시 확인하고 이상이 없을 때 패커를 제거하고 마감하는 단계를 더 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 콘크리트 주입 보수제를 이용한 콘크리트 구조물의 내부공극체적확인 및 지수공법.
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