KR101010732B1 - 스트립라이닝 플로링 공법 및 충전재 조성물 - Google Patents

Abstract

스트립라이닝 플로링(flooring) 공법이 개시된다. 소정의 길이방향으로 연장된 기존관을 보수보강하는 공법으로서, (a) 기존관의 내주벽에 고정철물 부착하는 단계, (b) 길이방향으로 연장된 복수의 스트립(strip)을 소정 간격으로 고정철물에 결합하는 단계, (c) 길이방향으로 연장된 조이너(joiner)로 복수의 스트립 사이를 감합함으로써 기존관의 내주벽을 마감하는 단계, 및 (d) 내주벽과 스트립 사이에 충전재를 주입하여 기존관과 스트립을 일체화하는 단계를 포함하는 스트립라이닝 플로링(flooring) 공법은, 기존관로의 길이방향을 따라 스트립을 직선으로 시공하여 재생관을 형성함으로써, 관로의 길이방향으로 지장물이 있어도 시공이 가능하고, 손상이 심한 바닥과 벽체의 일부에만 시공할 수 있으며, 1연 관로에서 물돌리기가 가능하고 시공속도가 빠르며 동바리 설치가 용이하다는 효과가 있다.

스트립라이닝, 직선제관, 관로 보수보강

Description

스트립라이닝 플로링 공법 및 충전재 조성물{Repairing and reinforcing method of pipe using linear strip-lining and filler composition}

본 발명은 스트립라이닝 플로링(flooring) 공법 및 충전재 조성물에 관한 것이다.

무굴착 보수공법이란, 지하에 매설된 하수관 등의 여러 종류 관의 보수시 지면을 굴착하지 않고 노후 매설 관로 속에 새로운 복합관을 형성시키는 공법으로, 땅을 파내는 별도의 작업이 없어, 도로 복구 공사 등이 불필요하므로 경제성, 시공성, 편리성 등의 여러 가지 면에서 우수한 공법이다. 관을 전체적으로 굴착, 교체하는 방법은 공사 규모가 매우 크고 부분 보수 등이 불가하여 비용이 많이 소모되어 경제적 부담이 되며, 공사 기간중의 교통 체증 등의 부수적인 문제점들을 유발시키므로, 노후한 매설 관로 보수에 있어 무굴착 보수공법이 많이 활용되고 있다.

스트립라이닝 공법은 이러한 무굴착 관로 보수공법 중의 하나로, 염화 비닐로 제작된 경질 라이닝 재를 맨홀을 통해 기존 설치된 관내로 집어넣고, 관의 내부에서 라이닝 재를 설치한 후 라이닝재와 라이닝재 사이를 접합용 부재를 사용하여 접합함으로써 라이닝 관을 새롭게 형성한 후, 라이닝 관과 기존 설치된 관 사이의 공간에 충전재를 주입하여 일체화시키는 공법을 말한다.

종래에는 기존관 내에서 스트립을 나선 형태로 감아 재생관을 제관한 후, 기존관과 재생관 사이에 충전재를 충전하여 기존관과 재생관을 일체화함으로써 기존관을 보수 보강하는 공법이 사용되어 왔다. 그러나, 이와 같은 종래의 '나선형 제관' 스트립라이닝 공법은 관로 내에 지장물이 있거나 손상이 심한 바닥과 벽체의 경우 시공이 곤란하며, 1연 관로에서 물돌리기를 할 수 없다는 문제가 있었다.

한편, 무굴착 보수공법에 관해서는 활발하게 새로운 기술 및 장비, 방법들이 발표되고 있지만, 각 공법에 최적화된 보수재에 관한 연구는 그에 비해 매우 부족하며 그 중요성 또한 소홀하게 다루어지고 있는 것이 현실이다.

보수공법이 우수하다 할지라도 그 공법에 적용되는 보수재의 품질이 적절치 못할 경우 본래 유도하고자 한 특성들이 제대로 발현되지 못하여 보수 공사가 지연되거나 공사 후 많은 문제점들이 노출되는 경우가 있어, 최적의 효과 발현을 위해서는 적절한 공법과 함께 더불어 그 공법에 적절한 보수재의 개발이 뒷받침되어야 하는 것이다.

일반적인 무굴착 관로 보수공법의 충전재로는 열경화성 수지를 많이 사용한다. 그러나 이러한 열경화성 수지를 충전재로써 사용할 경우 다음과 같은 몇가지 문제점이 발생한다. 즉, 충전재에 쓰이는 기존의 수지는 대부분 점도가 필요 이상으로 너무 높아 관내에 주입 시 전체적으로 함침이 제대로 이루어지지 않아 요구 물성 및 특성이 나타나지 않고, 수지를 경화시키기 위하여 별도의 과정 및 장비가 필요하며, 경화시간이 오래 걸려 공기 면에서 비효율적이고, 현장의 다양한 변수에 따라 경화시간 및 작업성을 조절하기 어려워 전체적인 품질 관리 면에서도 문제점을 나타낸다.

본 발명은 기존관로의 길이방향을 따라 스트립을 직선으로 시공하여 재생관을 형성함으로써, 관로 내의 지장물, 손상 등에 상관없이 시공이 가능한 직선제관 스트립라이닝 플로링(flooring) 공법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 소정의 길이방향으로 연장된 기존관을 보수보강하는 공법으로서, (a) 기존관의 내주벽에 고정철물 부착하는 단계, (b) 길이방향으로 연장된 복수의 스트립(strip)을 소정 간격으로 고정철물에 결합하는 단계, (c) 길이방향으로 연장된 조이너(joiner)로 복수의 스트립 사이를 감합함으로써 기존관의 내주벽을 마감하는 단계, 및 (d) 내주벽과 스트립 사이에 충전재를 주입하여 기존관과 스트립을 일체화하는 단계를 포함하는 스트립라이닝 플로링(flooring) 공법이 제공된다.

기존관의 관로 내에는 길이방향으로 연장된 지장물이 돌출되어 있는 경우, 단계 (b)는 지장물을 커버하도록 스트립을 결합하는 단계를 포함할 수 있다. 기존관의 내주벽이 상면부, 저면부 및 측면부로 이루어질 경우, 단계 (b)는 저면부 및 측면부에 스트립을 결합하는 단계를 포함할 수 있다. 한편, 단계 (b)는 내주벽의 일부에만 스트립을 결합하는 단계를 포함할 수 있다.

내주벽에 외부에서 유입되는 유입관이 관통되어 있는 경우, 단계 (a) 이전에, 길이방향으로 물돌리기관을 시공하는 단계, 및 유입관을 물돌리기관에 연결하는 단계를 더 포함할 수 있다. 단계 (c)와 단계 (d) 사이에, 길이방향에 교차하는 방향으로 누름바(bar)를 기존관에 결합함으로써 누름바(bar)가 스트립을 가압하도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.

기존관은 상류측으로부터 하류측을 향하여 경사를 가지며, 스트립의 내주벽에 대향하는 면에는 길이방향으로 연장된 복수의 리브가 돌출되어 있고, 단계 (d)는 하류측에서 상류측을 향하여 충전재를 주입하는 단계를 포함할 수 있다.

기존관은 상면부, 저면부, 측면부 및 저면부와 측면부가 접하는 부위에 형성된 헌치부를 포함하는 직사각형 단면을 가지며, 단계 (c)는, 길이방향으로 연장되며, 측면부에 결합된 스트립 및 저면부에 결합된 스트립에 연결되는 마감재를 설치함으로써 헌치부를 커버하는 단계를 포함할 수 있다.

고정철물은 몸체부와, 몸체부에 양쪽으로 연결되는 한 쌍의 날개부로 이루어지며, 몸체부는 내주벽에 접하며, 내주벽에 설치되는 앵커볼트가 관통될 수 있도록 천공된 장홀을 포함하고, 한 쌍의 날개부 각각은 스트립이 결합되도록 스트립의 단부의 형상에 상응하는 형상으로 형성된 후크부를 포함할 수 있다.

단계 (b)는 한 쌍의 날개부 각각에 스트립을 결합하는 단계를 포함하고, 단계 (c)는, (c1) 한 쌍의 날개부에 각각 결합된 스트립의 단부에 조이너의 양변을 각각 감합함으로써 고정철물을 커버하는 단계를 포함할 수 있다.

단계 (c1)은 감합장치로 조이너를 가압하고, 감합장치를 길이방향으로 이동시킴으로써 수행되며, 감합장치는, 조이너에 접하는 감합롤러와, 감합롤러를 조이너를 향하여 가압하는 공압실린더를 포함할 수 있다. 감합장치는, 공압실린더를 중력방향으로 가압하는 중량체와, 중량체를 지지하는 지지대와, 지지대에 결합되어 중량체, 공압실린더 및 감합롤러가 길이방향으로 이동하도록 하는 복수의 휠과, 공압실린더의 가압정도 및 휠의 이동여부를 제어하는 컨트롤 유닛을 더 포함할 수 있다.

단계 (d)는 주입펌프에 분배기를 결합하여 주입펌프로부터 충전재를 펌핑함으로써 수행되며, 분배기는 주입펌프에 연결되는 인입(inlet)관과, 인입관에 연결되며 내주벽과 스트립 사이에 충전재를 분출시키는 복수의 유출(outlet)관을 포함할 수 있다. 이 때, 유출관의 갯수는, 복수의 유출관의 내경 단면적의 합이 인입관의 내경 단면적보다 크거나 같도록 산정될 수 있다.

충전재 조성물은, 시멘트, 시멘트 100 중량부에 대하여 CSA(Calcium Sulfo Aluminate) 7.5 내지 21.4 중량부 및 석고 5 내지 14.2 중량부로 이루어진 결합재와, 결합재 100 중량부에 대하여 소포제, 촉진제, 지연제, 유동화제 및 필러(Filler)로 이루어진 혼화제 5.2 내지 11.1 중량부와, 결합재 및 혼화재 혼합물 100 중량부에 대하여 셀룰로오즈(Cellulose) 유도체 0.001 내지 0.1 중량부 및 스타치(Starch) 유도체 0.001 내지 0.1 중량부로 이루어진 재료분리 방지제를 포함할 수 있다.

셀룰로오즈 유도체는 에틸 하이드록시틸 셀룰로오즈(EHEC;Ethyl Hydroxyethyl Cellulose), 하이드록시 프로필 메틸 셀룰로오즈(HPMC;Hydroxy Prophyl Methyl Cellulose) 및 하이드록시 에틸 셀룰로오즈(HEC;Hydroxy Ethyl Cellulose)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 포함하고, 스타치 유도체는 포테이토 스타치(Potato starch) 및 콘 스타치(Corn Starch)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

셀룰로오즈 유도체 및 스타치 유도체는 각각 결합재 및 혼화제 혼합물 100 중량부에 대하여 0.01 내지 0.05 중량부로 이루어질 수 있다.

소포제는 글리콜(Glycol)계 또는 실리콘(Silicon)계 중 어느 하나 이상을 포함하고, 촉진제는 리튬 카보네이트(Lithium Carbonate)를 포함하며, 지연제는 타르타르산(Tartaric acid), 글루콘산(Gluconic acid) 및 시트릭산(Citric Acid)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 포함하고, 유동화제는 폴리카보네이트(Polycarbonate)계 또는 멜라민(Melamin)계 중 어느 하나 이상을 포함하며, 필러는 실리카흄 또는 슬라그 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 기존관로의 길이방향을 따라 스트립을 직선으로 시공하여 재생관을 형성함으로써, 관로의 길이방향으로 지장물이 있어도 시공이 가능하고, 손상이 심한 바닥과 벽체의 일부에만 시공할 수 있으며, 1연 관로에서 물돌리기가 가능하고 시공속도가 빠르며 동바리 설치가 용이하다는 효과가 있다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스트립라이닝 플로링 공법을 나타낸 순서도이고, 도 1b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스트립라이닝 플로링 공법을 시공한 상태를 나타낸 사시도이다. 도 1b를 참조하면, 기존관(1), 스트립(10), 조이너(12), 스페이서(14), 충전재(20)가 도시되어 있다.

본 실시예는 기존에 스트립(10)을 나선 형태로 제관하여 시공하던 스트립라이닝(SL)공법의 단점을 보완한 것으로서, 기존관로의 길이방향을 따라 스트립(10)을 직선으로 시공하여 재생관을 형성한 것을 특징으로 한다.

즉, 본 실시예는 상류측으로부터 하류측을 향하여 길이방향으로 연장된 기존관(1)을 보수보강하는 공법으로서, 먼저 기존관(1)의 내주벽에 고정철물 부착하고(100), 기존관(1)의 길이방향을 따라 연장된 스트립(10)을 일정 간격으로 배치하여 고정철물에 결합시킴으로써(110), 기존관(1)의 내주벽을 스트립(10)으로 라이닝한다.

기존관(1)의 내주벽에 시공된 스트립(10) 간의 틈은 조이너(12)를 사용하여 감합한다(120). 이로써 기존관(1)의 내주벽은 스트립(10)과 조이너(12)로 마감된다. 조이너(12)는 스트립(10)과 마찬가지로 기존관(1)이 설치된 길이방향을 따라 연장된다. 마지막으로, 스트립(10)으로 제관한 관로와 기존관(1)을 일체화시키기 위해, 기존관(1)과 스트립(10) 사이의 공간에 충전재(20)를 주입한다(130). 이로써, 본 실시예에 따른 직선 제관 타입의 스트립라이닝 관로 보수보강 공법, 즉 플로링(flooring) 공법이 완료된다. 도 1a의 각 세부단계에 대해서는 후술한다.

이와 같은 스트립라이닝 공법에 의해 보수된 기존관(1)은 도 1b와 같다. 즉, 기존관(1) 내에 스트립(10)과 조이너(12)에 의해 새로운 재생관이 형성되며, 기존 관(1)과 재생관 사이에는 충전재(20)가 충전되어 하나로 일체화되는 것이다. 충전재(20)의 주입, 지장물의 커버 등을 위하여 기존관(1)과 재생관 사시의 공간을 어느 정도 확보할 필요가 있는 경우에는 도 1b에 도시된 것과 같이 원하는 위치에 스페이서(14)를 먼저 설치하고 스트립라이닝 재생관을 시공할 수도 있다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스트립라이닝 플로링 공법을 시공한 상태를 나타낸 단면도이다. 도 2를 참조하면, 기존관(1), 분리벽(3), 통신관로(5), 스트립(10), 충전재(20)가 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 스트립라이닝 공법은 관로의 길이방향으로 지장물이 있어도 시공이 가능하다. 종래의 나선형 제관 방법으로는 길이방향으로 지장물이 있는 경우, 이를 철거하지 않고는 시공이 불가능했으나 본 실시예에 따른 직선제관 공법은 관로 내에 길이방향으로 통신관료(5) 등이 설치되어 있거나 우, 오수 분리벽(3)이 있는 경우에도 시공이 가능하다.

즉, 도 2에 도시된 것처럼 기존관(1)의 관로 내에 길이방향으로 연장된 우, 오수 분리벽(3)이 돌출되어 있는 경우라 할지라도, 기존관(1)의 길이방향을 따라 스트립(10)을 설치하므로(112) 분리벽(3)을 마감하면서 스트립라이닝 재생관을 제관할 수 있는 것이다.

한편, 본 실시예는 손상된 기존관(1)을 보수보강하는 공법이므로, 기존관(1)의 내주벽 중 특히 손상이 심한 바닥이나 벽체의 일부만을 시공할 수도 있다. 일반적인 관로의 경우 물이 항상 흐르고 있는 바닥과 일정 높이까지의 벽체만이 시간의 흐름에 따라 손상되는 경우가 대부분이나, 종래의 나선형 제관 공법은 관로의 내주 벽 전체를 보수하는 것만이 가능하여 보수가 필요치 않은 상부까지 보수를 하게 되었다.

그러나, 본 실시예에 따른 직선제관 공법은 기존관(1)의 내주벽 중 원하는 부분만을 선택적으로 보수하는 것이 가능하다. 예를 들어, 도 2에서와 같이 기존관(1)의 내주벽이 상면부, 저면부 및 측면부로 이루어진 직사각형 단면일 경우 특히 손상이 심한 저면부와 측면부의 일부까지만 스트립(10)을 시공할 수도 있는 것이다(114, 116). 이와 같이 본 실시예는 기존관로의 내주벽 전체가 아닌 일부만의 보수에도 적용할 수 있어, 농수로의 대부분을 차지하는 개거(開渠)에도 쉽게 적용될 수 있다는 장점이 있다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스트립라이닝 플로링 공법 시공과정에서 물돌리기 시공을 한 상태를 나타낸 단면도이다. 도 3을 참조하면, 기존관(1), 유입관(7), 스트립(10), 조이너(12), 물돌리기관(30), 연결관(32)이 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 스트립라이닝 공법은 1연 관로에서 물돌리기 시공이 가능하다. 기본적으로 하수관로 등은 흐르는 물 자체에 오염원이 매우 많아 관로세척을 했다 하더라도 추후에 오수가 흐르게 되면 시공면이 오염될 수밖에 없게 된다. 따라서 스트립라이닝 시공과정에서는 사전에 물돌리기 시공을 함으로써 설계시 요구되는 품질을 확보할 수 있다.

종래의 나선형 제관 공법에서는 1연 암거에서 물돌리기를 하려면 기존관(1)의 헌치부의 공간을 이용하거나 바닥의 보강부를 이용해야 하는 등 그 방법이 원활 하지 못했다. 그러나, 본 실시예에 따른 직선제관 공법은 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이 관로 내에 THP관 등의 물돌리기관(30)을 임시로 설치한 상태에서도 스트립라이닝 시공이 가능하고, 기존관(1)의 곳곳에 외부로부터 오수가 유입되는 통로인 유입관(7)이 형성되어 있는 경우에도 간단하게 유입관(7)과 물돌리기관(30)을 연결관(32)으로 접합시킴으로써 오염원이 되는 오수가 전혀 없는 상황에서 스트립라이닝 시공이 가능하다.

즉, 본 실시예에서 물돌리기를 통해 오염원이 없는 작업공간을 확보하기 위해서는, 시공 전에 기존관(1)의 길이방향을 따라 물돌리기관(30)을 설치하고(80), 기존관(1)에 형성된 유입관(7)을 설치된 물돌리기관(30)에 연결함으로써(90) 중간에 유입되는 오수가 물돌리기관(30)을 통해 배출되도록 한다.

한편, 본 실시예에 따른 직선제관 공법은 시공속도가 빠르다는 장점이 있다. 즉, 시공과정에서 기존관(1) 내주벽의 굴곡이나 단차 등에 상관없이 그러한 굴곡이나 단차를 그대로 수용하면서 스트립라이닝 시공이 가능하고, 단위 길이의 직선형 스트립(10)을 기존관(1)의 길이방향으로 붙여나가면서 시공할 수 있으며, 스트립(10)의 무게가 가볍기 때문에 직선 부재를 소정의 면적만큼 바닥에서 미리 조립한 후 통째로 들어서 원하는 위치에 부착할 수 있기 때문이다.

도 4a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스트립라이닝 플로링 공법에서 동바리를 설치한 상태를 나타낸 단면도이고, 도 4b는 도 4a에서 동바리가 결합된 부분을 확대하여 나타낸 부분확대도이고, 도 4c는 목재 동바리를 설치한 시험시공 상태를 촬영한 사진이다. 도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 기존관(1), 앵커볼 트(8), 철근(9), 스트립(10), C형강(16)이 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 직선제관 공법은 스트립(10)의 설치 및 고정을 위한 동바리 설치를 용이하게 할 수 있다. 즉, 도 4a와 같이 철근(9) 및 고정용 앵커볼트(8)를 기존관(1)의 내주벽에 설치해 놓고, 스트립(10) 마감 후 파이프나 C형강(16) 등의 누름바(bar)를 스트립(10)과 교차하는 방향으로 앵커볼트(8)에 고정시킴으로써(126) 누름바가 스트립(10)을 가압하도록 하여, 별도의 구조물을 설치하지 않고도 용이하게 스트립(10)을 고정시키기 위한 동바리를 설치할 수 있게 되는 것이다.

본 실시예에 따른 동바리로서 C형강(16)을 설치한 경우의 단면 상세는 도 4b에 도시되어 있고, C형강(16) 대신 목재 동바리를 설치한 경우의 시공상태는 도 4c와 같다.

한편, 본 실시예에 따른 직선제관 공법의 경우 스트립관과 기존관(1)과의 완전한 일체화를 위하여, 후술하는 충전재(20) 충전과정에서 불필요한 공극이 발생하지 않도록 억제하는 것이 좋다. 대부분의 관로는 기본적으로 상류측에서 하류측을 향하여 경사(slope)를 가지므로, 충전재(20)를 하류측에서 상류측을 향하여 충전하게 되면 공극의 발생을 억제할 수 있다. 이 때, 최상류에서 기포가 빠지지 못하여 여전히 공극발생의 우려가 있는 경우에는, 이 부분에서 기포를 제거할 수 있도록 하거나 최상류측의 일부만을 나선형 제관 방식으로 시공을 하는 등의 다양한 방법으로 해결이 가능하다.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스트립라이닝 플로링 공법의 시험시공 현장을 촬영한 사진이고, 도 6a는 도 5에 나타난 시험시공 중 철근 보강 부 설치단면을 촬영한 사진이고, 도 6b는 도 5에 나타난 시험시공 중 바닥 시공부를 촬영한 사진이다. 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 기존관(1), 스트립(10), 리브(11), 조이너(12), 충전재(20)가 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 스트립라이닝 플로링 공법의 현장 적용성을 판단하기 위해 비공개적으로 시험시공을 실시하였다. 시험시공의 경우, 폭 3m 높이 2m의 PC(precast concrete) 박스 암거에 앵커와 칼브럭을 이용하여 보강재 및 스페이서(14)를 각각 보수단면과 보강단면에 설치하고, 두께 12.5mm의 'SS-01' 스트립(10)을 직선으로 배치하고 슬레이트용 방수와셔를 끼운 칼브럭을 이용하여 배치한 스트립(10)을 고정하고, 목재 동바리를 설치한 후 도 6a와 같이 스트립(10)과 박스 암거 사이의 공간에 'SL-100' 모르터를 사일로 시스템을 이용하여 도 6b와 같이 충전하였다.

시험 시공에서 사용한 'SS-01' 스트립(10)의 경우, 두께가 얇아 자체 강성이 약하여 앵커고정시, 동바리 설치시 및 충전시에 스트립관에 요철 등의 변형이 발생할 수 있다. 이 경우, 단면의 두께가 보다 두꺼운 17.5mm 두께의 'TS-01' 또는 단면상에 철심이 포함되어 있는 'RS-01' 스트립(10)을 사용하여 변형을 방지할 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 스트립(10)의 리브(11)가 관로의 길이방향을 따라 종방향으로 형성되어 있고, 시험시공 구간과 같이 관로에 슬로프가 없는 경우 바닥의 일부에서 5mm 내지 10mm 가량의 공극이 발생할 수도 있으며, 이 때에는 가장 레벨이 낮은 하류측에서 공극을 완전히 채우면서 상류측으로 충전해 가면 대부분의 시 공구간에서는 공극이 발생하지 않을 것이다.

실제 현장에서 기존관(1)은 대부분 상류측으로부터 하류측을 향하여 경사를 가지며, 도 6b에서 볼 수 있는 것처럼 스트립(10)의 배면에 길이방향으로 복수의 리브(11)가 돌출되어 있는 경우에는, 관로의 하류측에서 상류측을 향하여 충전재(20)를 주입함으로써(132) 스트립(10)과 기존관(1) 사이의 공간에 불필요한 공극이 발생하지 않고 충전재(20)가 완전히 충전되도록 할 수 있다.

도 7a는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 스트립라이닝 플로링 공법에서 헌치부 마감 상태를 나타낸 단면도이고, 도 7b는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 스트립라이닝 플로링 공법에서 헌치부 마감 상태를 나타낸 단면도이고, 도 7c는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 스트립라이닝 플로링 공법에서 헌치부 마감 상태를 나타낸 단면도이고, 도 7d는 도 7c의 실시예에 따라 시험시공한 헌치부를 촬영한 사진이다. 도 7a 내지 도 7d를 참조하면, 기존관(1), 헌치부(2), 철근(9), 스트립(10), 플렉서블 조이너(12a), 마감재(13)가 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 스트립라이닝 플로링 공법에서 기존관(1)의 헌치부(2)는 도 7a와 같이 플렉서블 조이너(12a)와 스트립(10)을 이용하여 마감할 수 있다. 다만, 예를 들어 250mm의 단위 폭을 갖는 스트립(10)을 사용한다고 할 때, 도 7b와 같이 기존관로의 내주벽을 따라 정확히 마감하는 것이 어려운 경우도 있다.

도 7a 및 도 7b의 경우 모두 기존 관로의 보수보강에 있어서는 큰 문제가 없으나, 다만 재생관의 단면이 지나치게 줄어들 염려가 있는 경우 등과 같이 필요에 따라서는, 도 7c와 같이 헌치부(2)를 제외한 나머지 부분에 스트립(10) 마감을 한 후, PVC 패널 등의 마감재(13)를 사용하여 헌치부(2)를 마감할 수도 있다(124). 이 경우 기존관(1)의 형상에 따라 마감재(13)의 규격을 정하여 미리 금형을 제작하고 압출하여 생산한다면 용이하고 저렴하게 외관이 깔끔한 마감이 가능하다.

도 7d와 같이 마감재(13)는 스트립(10)과 마찬가지로 기존관(1)의 길이방향을 따라 연장되어 있으며, 헌치부(2)를 커버하도록 측면부의 스트립(10) 및 저면부의 스트립(10)과 연결한다. 마감재(13)도 스트립라이닝 재생관의 일부가 되므로 마감재(13)와 스트립(10)은 충전재(20)가 누출되지 않도록 밀폐시켜야 함은 물론이다.

도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스트립라이닝 플로링 공법에 사용되는 스트립 고정철물 및 고정철물을 설치한 상태를 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스트립라이닝 플로링 공법에 사용되는 스트립 고정철물을 설치한 상태를 촬영한 사진이다. 도 8 및 도 9를 참조하면, 앵커볼트(8), 고정철물(9'), 몸체부(9a), 날개부(9b), 장홀(9c), 스트립(10), 걸림턱(10a), 조이너(12)가 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 스트립라이닝 플로링 공법에서 스트립(10)의 고정은 도 4a 및 도 4b와 같이 철근(9)을 배근하여 형성된 고정철물(9')에 스트립(10)을 설치하고 C형강(16) 등의 동바리를 대는 방법이 사용될 수 있으며, 또한, 도 8 및 도 9와 같이 스트립(10)의 고정을 위해 별도로 고안된 철물이 사용될 수도 있다.

고정철물(9')은 몸체부(9a)와, 몸체부(9a)에 양쪽으로 연결되는 한 쌍의 날개부(9b)로 이루어지는데, 몸체부(9a)는 기존관(1)에 설치된 앵커볼트(8)를 통해 기존관(1)에 고정되는 부분이고, 날개부(9b)는 스트립(10)을 긴결하는 부분이다. 몸체부(9a)에는 기존관(1)에 설치된 앵커볼트(8)가 관통될 수 있도록 장홀(9c)이 천공되어 있다. 장홀(9c)을 통해 몸체부(9a)에 앵커볼트(8)를 관통시킨 상태에서 적절한 위치를 잡고 너트를 고정시킴으로써 고정철물(9')을 기존관(1)의 내주벽에 고정시킨다.

몸체부(9a)로부터 양측으로 연장된 한 쌍의 날개부(9b)에는 후크부가 형성되어 있어 스트립(10)을 고정철물(9')에 긴결시킬 수 있다. 즉, 날개부(9b)에 형성된 후크부는 스트립(10)의 단부의 형상에 따라 적절한 형상으로 형성되는데, 도 8과 같이 스트립(10)의 단부에 걸림턱(10a)이 성형되어 있는 경우에는 걸림턱(10a)을 수용할 수 있는 형상으로 후크부를 형성하는 것이다.

이와 같이 본 실시예에서 별도로 고안된 스트립 고정철물(9')은 스트립(10)의 걸림턱(10a)에 맞추어 끼울 수 있는 구조로 되어 있어, 각 스트립(10)의 걸림턱(10a)을 고정철물(9')의 후크부에 끼우고, 너트를 이용하여 고정철물(9')을 앵커볼트(8)에 고정한 후, 조이너(12)로 스트립(10) 사이를 감합함으로써 고정철물(9')을 커버함과 동시에 기존관(1)의 내주벽을 매끄럽게 마감할 수 있다.

이로써 스트립(10)에 별도의 고정을 위한 천공을 하지 않고도 스트립(10)을 기존관(1)에 고정시킬 수 있어 표면이 매끄럽게 마감되도록 할 수 있다. 또한, 별도로 고안된 고정철물(9')을 사용하여 스트립(10)을 기존관(1)에 직접 고정시킬 경우 충전재(20)의 주입에 따라 스트립(10)에 가해지는 타설압력을 고정철물(9')이 받아줌으로써, 도 4a 및 도 4b의 동바리의 역할을 고정철물(9')이 대체할 수 있어 별도의 동바리 설치에 따른 시공비용의 절감도 가능하다.

본 실시예에 따른 고정철물(9')을 사용한 스트립라이닝 공법은, 먼저 고정위치에 맞추어 천공을 하고 앵커볼트(8)를 설치하고, 와셔와 너트를 이용해 고정철물(9')을 설치하고, 고정철물(9')에 스트립(10)의 홈을 끼워 맞추면서 스트립(10)을 설치한 후, 설치된 스트립(10)을 조이너(12)로 감합하는 순서로 진행된다.

도 10은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스트립라이닝 플로링 공법에 사용되는 조이너(12) 감합용 공압 장치를 나타낸 도면이다. 도 10을 참조하면, 기존관(1), 스트립(10), 조이너(12), 감합장치(40), 감합롤러(42), 공압실린더(44), 중량체(46), 지지대(48), 휠(50), 컨트롤 유닛(52)이 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 스트립라이닝 플로링 공법에서 스트립(10) 사이의 공간에 조이너(12)를 감합하기 위해 별도로 고안된 조이너(12) 감합장치(40)가 사용될 수도 있다. 별도의 장치를 사용하지 않을 경우에는, 스트립(10)을 연결하기 위해 조이너(12)를 감합하려면 망치를 이용하여 타격하게 되는데, 이 경우 시공의 속도가 느리고 스트립 라이너에 손상을 줄 수 있으며 부분적으로 감합이 불량할 경우 충전몰탈 누출의 경로가 될 수도 있다.

본 실시예에 따른 감합장치(40)는 공압실린더(44)에 감합용 롤러를 설치한 것으로, 공압실린더(44)의 누르는 힘에 의하여 조이너(12)를 자동으로 균일하게 감합할 수 있도록 한 것이다. 즉, 본 실시예에 따른 조이너(12) 감합 공정은 감합장치(40)로 조이너(12)를 가압한 상태에서 감합장치(40)를 기존관(1)의 길이방향을 따라 이동시킴으로써 수행된다(122).

전술한 감합장치(40)는, 조이너(12)를 가압하여 스트립(10) 사이에 감합시키는 감합롤러(42)와 감합롤러(42)를 조이너(12)를 향하여 가압하는 공압실린더(44)를 기본 구조로 하여 구성된다. 도 10의 (a)에 도시된 것처럼, 바닥에 설치된 스트립(10)을 감합하거나 소정 면적의 스트립(10)을 바닥에서 감합한 후 벽체나 천정에 설치할 경우 감합장치(40)는, 공압실린더(44)를 중력방향으로 가압하는 중량체(46)를 더 포함하며, 중량체(46)는 이를 지지하는 지지대(48) 및 지지대(48)에 결합된 휠(50)에 의해 스트립(10) 상에서 이동가능하게 된다.

중량체(46)에 의해 중력방향으로 가압된 감합장치(40)로 조이너(12)를 가압한 상태에서 기존관(1)의 길이방향을 따라 이동시키게 되면 조이너(12)가 스트립(10) 사이에 자동으로 감합된다. 또한, 도 10의 (b)에 도시된 것처럼 감합장치(40)의 이동 및 공압실린더(44)의 가압정도를 컨트롤 유닛(52)을 통해 제어함으로써 극소수의 인력만으로 조이너(12) 감합 공정을 자동으로 수행할 수 있게 된다.

도 11은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스트립라이닝 플로링 공법에 사용되는 충전재(충전몰탈) 분배기를 촬영한 사진이다. 도 11을 참조하면, 분배기(60), 인입관(62), 유출관(64)이 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 스트립라이닝 플로링 공법에서 충전재(20)의 압송을 위해 별도로 고안된 충전몰탈용 분배기(distributor)(60)가 사용될 수도 있다.

모든 종류의 이송용 펌프는 이송물의 점도, 이송관의 내경, 이송 거리, 이송 양정, 이송관의 내경변화 등 여러 가지 요인에 의하여 이송능력이 결정된다. 특히 몰탈은 유체의 점도가 높고, 이송거리가 멀어지는 경우가 많아, 예를 들어 1 1/2" 이상의 이송관 내경을 확보해야 하는 경우가 있다. 그러나, 1 1/2" 이상의 이송관의 경우 기존관(1)과 스트립관 사이의 공간에 주입구를 설치하는 것이 어려울 수 있으며, 그보다 작은 관경인 3/4" 이하의 이송관이 설치가 가능한 경우가 있다.

이 경우 펌프에 연결된 이송관에 비해 주입구의 구경이 작아지게 되면, 펌핑 압력이 부하로 작용할 수 있는데, 이러한 부하를 해소하기 위해서는 도 11에 도시된 것처럼, 1 1/2" 이송관에 그 내경단면적을 상회하는 개수의 3/4" 이송관을 여러개 결합한 분배기(60)를 사용할 수 있다.

즉, 본 실시예에 따른 충전재(20) 주입공정은 주입펌프에 별도로 고안된 분배기(60)를 결합하여 주입펌프로부터 충전재(20)를 펌핑함으로써 수행될 수 있다(134). 분배기(60)는 주입펌프에 연결되는 인입관(62)과, 인입관(62)에 연결된 복수의 유출관(64)으로 구성된다. 인입관(62)을 통해 펌핑된 충전재(20)는 복수의 유출관(64)을 통해 내주벽과 스트립(10) 사이의 공간에 주입된다.

즉, 인입관(62)에 비해 유출관(64)의 관경의 감소함에 따라 부하가 발생하지 않도록 하기 위해 복수의 유출관(64)을 연결시킨 것이며, 이 때 유출관(64)의 갯수는, 복수의 유출관(64)의 내경 단면적의 합이 인입관(62)의 내경 단면적보다 크거나 같도록 산정한다.

이하, 본 실시예에 따른 스트립라이닝 플로링 공법에 사용되는 충전재 조성물에 대해 설명한다.

도 12a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스트립라이닝 플로링 공법에 사용되는 충전재의 스타치(Starch) 유도체 중 아밀로오즈의 분자구조를 나타낸 구조도이고, 도 12b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스트립라이닝 플로링 공법에 사용되는 충전재의 스타치(Starch) 유도체 중 아밀로펙틴의 분자구조를 나타낸 구조도이고, 도 13은 도 12b의 아밀로펙틴의 측쇄구조를 나타낸 구조도이고, 도 14는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스트립라이닝 플로링 공법에 사용되는 충전재의 셀룰로오즈(Cellulose) 유도체의 분자구조를 나타낸 구조도이다.

본 실시예에 따른 스트립라이닝 플로링 공법에 따라 충전재가 주입되어야 할 시공부위인 기존관과 스트립 간의 공간은 충전 단면이 좁고, 충전 깊이 및 길이가 길다는 특징이 있다. 이에 따라 본 실시예에 사용되는 충전재 조성물은 충전성이 우수하고 재료분리가 없어야 한다. 이와 같이 스트립라이닝 공법에 사용가능한 충전재료로서 크게 모르타르 타입의 '1액형'과, 현장에서 주재와 경화재를 섞어서 사용하는 '2액형'으로 분류할 수 있다.

1액형의 경우 충분한 가사시간(Open time)이 확보되어 충전시간이 확보되며, 긴 구간의 작업에 유리하다는 장점이 있으며, 모르타르 타입이므로 골재입도가 굵어 충전성이 저하될 수 있고 재료분리가 발생할 가능성도 있다.

2액형의 경우 초결이 10분 이내인 경우도 있어 빠른 응결시간을 가지며, 재료분리의 문제가 없고, 슬러리 타입으로서 짧은 구간의 충전성이 우수하다는 장점이 있으며, 긴 시공구간의 작업에는 주의를 요하고 현장에서 주재와 경화재를 섞는 타입이므로 시공이 복잡하고 품질의 편차가 발생할 가능성이 있다.

재료분리가 발생하는 문제는 수화반응에 사용되는 물 이외에 작업성 확보를 위해 불필요한 단위수량이 증가함에 따른 것으로, 단위수량이 증가하면 재료분리 증가에 의한 강도저하, 수축균열 등의 구조적 문제가 발생할 수도 있다.

이에 따라, 단위수량을 저감할 목적으로 굵은 골재를 사용할 수 있으며, 재료분리 방지를 목적으로 셀룰로오즈계 유도체의 증점제를 사용하여 점성을 부여함으로써 재료분리를 방지할 수 있다. 다만, 셀룰로오즈 유도체를 사용하여 증점성을 발현시킬 경우에는 사용량의 미세한 변화에도 과도하게 점성이 발현되고, 유동성을 현저히 저감시켜 소정의 침투성을 확보할 수 없는 경우가 있다. 또한, 사용량이 너무 적으면 특성을 제대로 발휘하지 못해 오히려 재료분리가 발생할 수 있다.

기존의 1액형 충전재들은 유동성 확보차원에서 재료분리가 발생되는 것을 감수하는 경우도 있다.

주재와 경화재로 구성된 2액형의 경우 기존의 1액형의 단점을 보완하기 위한 것으로서, 재료분리가 발생하기 전에 충전재를 경화시킴으로써 조기에 물성을 발현시키고 재료분리를 방지할 수 있다. 다만, 2액형은 현장시공시 일정한 배합비율로 혼합하여 시공하는 것이 곤란할 때가 있어, 품질의 편차가 발생하고 시공이 번거롭게 될 수 있다.

본 실시예에서 사용되는 충전재로는 전술한 문제점들을 모두 보완한 타입으로서, 충분한 가사시간을 확보하여 짧은 작업구간 및 긴 작업구간 모두에 적합하고, 고유동이면서 재료분리가 발생하지 않으며, 품질의 편차가 거의 발생하지 않는 '개선된 1액형' 타입이 사용될 수 있다.

즉, 본 실시예에 따른 충전재 조성물은 결합재, 재료분리 방지제 및 혼화제 를 기본 구성으로 한 것으로, 결합재로는 시멘트, CSA(Calcium Sulfo Aluminate) 및 석고를, 재료분리 방지제로는 스타치(Starch; Amylose+Amylopectin) 유도체와 셀룰로오즈(Cellulose; Polyglucose) 유도체의 복합물을, 혼화제로는 소포제, 촉진제, 지연제, 유동화제 및 필러(Filler)를 사용할 수 있다.

재료분리 방지제 중 셀룰로오즈 유도체로는 에틸 하이드록시틸 셀룰로오즈(EHEC;Ethyl Hydroxyethyl Cellulose), 하이드록시 프로필 메틸 셀룰로오즈(HPMC;Hydroxy Prophyl Methyl Cellulose), 하이드록시 에틸 셀룰로오즈(HEC;Hydroxy Ethyl Cellulose) 중 어느 하나 이상이 사용될 수 있으며, 스타치 유도체로는 포테이토 스타치(Potato starch) 및/또는 콘 스타치(Corn Starch)가 사용될 수 있다.

혼화제로 사용되는 각 성분들을 보다 구체적으로 살펴보면, 소포제로는 글리콜(Glycol)계 또는 실리콘(Silicon)계가 사용될 수 있고, 촉진제로는 리튬 카보네이트(Lithium Carbonate)가 사용될 수 있으며, 지연제로는 타르타르산(Tartaric acid), 글루콘산(Gluconic acid), 시트릭산(Citric Acid) 중 어느 하나 이상이 사용될 수 있다. 유동화제로는 폴리카보네이트(Polycarbonate)계 또는 멜라민(Melamin)계가 사용될 수 있고, 필러로는 실리카흄이나 슬라그가 사용될 수 있다. 전술한 혼화제의 각 성분들은 그 화학적 성질에 반하지 않는 한, 단독으로 사용될 수 있을 뿐만 아니라 2 이상이 혼합되어 사용될 수 있음은 물론이다.

본 실시예에 따른 충전재 조성물의 결합재는 소정의 압축강도가 발현되도록 하고, 무수축으로서 팽창성 물질인 'Ettringite'가 형성되도록 하는 작용을 하며, 재료분리 방지제는 초유동의 특성을 가지면서도 재료분리 없이 구조체를 형성시키는 작용을 한다.

결합재의 작용 메카니즘은, 먼저 시멘트의 수화반응에 의한 강도발현과, 3성분계의 반응에 의한 수축보상을 들 수 있다.

시멘트의 수화반응에 의한 강도발현은 'CSH-gel' 형성반응으로서, 구체적인 반응식은 다음과 같다.

(1) C3S의 수화반응

: 2(3CaO·SiO2) +6H2O → 3CaO·2SiO2·3H2O (CSH-gel) +3Ca(OH)2

(2) C2S의 수화반응

: 2(2CaO·SiO2) + 4H2O → 3CaO·2SiO2·3H2O + Ca(OH)2

3성분계의 반응에 의한 수축보상은 팽창성 물질인 'Ettringite'가 형성되는 반응으로서, 구체적인 반응식은 다음과 같다.

C3A + 3CH + 3S + 29H → C3A·3CS·32H (Ettringite)

(C=CaO, A=Al2O3, CH=Ca(OH)2, S=SO3, H=H2O)

재료분리 방지제의 각 구성물질의 특성으로서, 먼저 스타치(Starch) 유도체는 도 14a 및 도 14b와 같이 분자구조상 반응기(-CH2OH)가 일방향성으로 배열되어 있어, 물에 분산시 꼬여있는 형상(Helical Coil structure)을 띠고 있으며, 이러한 분자구조는 분산성의 저하를 가져와 점성발현은 미약한 특성을 나타낸다. 그러나, 스타치(Starch)의 구성물질인 아밀로펙틴(Amylopectin)은 측쇄가 매우 발달된 입체적 구조를 나타내기 때문에 입체적 장애에 의해 재료분리에 대한 저항특성을 나타 낸다.

다음으로, 셀룰로오즈(Cellulose) 유도체는 반응기(-CH2OH)가 교차 배열되어 있어, 물에 분산시 일직선 배열(Linear structure)로 잘 펴져 있어 고른 분산성을 나타내며, 이는 점성발현에 강한 특성을 나타낸다. 한편, 셀룰로오즈 유도체는 측쇄가 발달되지 않아 입체장애에 의한 스크린 작용은 거의 없다.

본 실시예에 따른 충전재 조성물에 사용되는 스타치와 셀롤로오즈의 특성을 비교하면 아래 [표 1]과 같다.

[표 1] 스타치(Starch)와 셀룰로오즈(Cellulose)의 특성 비교

	스타치(Starch)	셀룰로오즈(Cellulose)
구조	가지구조	사슬구조
특성	-측쇄구조 -점착력약함 -가공방식에따른특성조절 -경화시간영향적음 -Slumploss적음(=가사시간김)	-직선형구조 -점착력높음 -분자량에따른점도변화 -수경성재료에서경화시간지연 -Slumploss큼(=가사시간짧음)

재료분리 방지제의 작용원리는, 적은 양의 셀룰로오즈(Cellulose) 유도체 증점제를 사용함으로써 점성이 미약하게 발현되어 충분한 유동성을 확보하고, 미세한 재료분리는 스타치(Starch)유도체로 방지한 것으로, 복합적인 재료분리 방지제라 할 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따른 충전재 조성물은, 시멘트, CSA 및 석고로 이루어진 결합재와, 소포제, 촉진제, 지연제, 유동화제 및 필러(Filler)로 이루어진 혼화제와, 셀룰로오즈 유도체 및 스타치 유도체로 이루어진 재료분리 방지제로 구성된 다.

결합재 중 CSA와 석고는 시멘트 100 중량부에 대하여 CSA(Calcium Sulfo Aluminate)는 7.5 내지 21.4 중량부, 석고는 5 내지 14.2 중량부, CSA 및 석고 혼합물은 10 내지 40 중량부로 사용될 수 있다.

재료분리 방지제인 셀룰로오즈 유도체 및 스타치 유도체는 각각 결합재, 골재 및 혼화재 혼합물의 100 중량부에 대해 0.001 내지 0.1 중량부로 사용될 수 있으며, 경우에 따라서는 결합재 및 혼화제 혼합물 100 중량부에 대하여 0.01 내지 0.05 중량부로 사용되는 것이 보다 바람직하다.

충전재 조성물에는 필요에 따라 골재가 사용될 수 있으며, 혼화재는 결합재 100 중량부에 대하여 5.2 내지 11.1 중량부, 결합재 및 골재 혼합물 100 중량부에 대하여 1 내지 5 중량부로 사용될 수 있다.

이와 같은 배합비를 갖는 본 실시예에 따른 충전재 조성물은 전체 혼합물 100 중량부에 대해 외할로 물을 첨가하여 사용할 수 있으며, 이하 전술한 배합비에 따라 구성된 충전재 조성물의 실시예 2가지와 비교례 4가지를 예로 들어 각 사례별 충전재의 특성에 대해 살펴본다.

각 사례별 충전재의 특성치로는, 플로우, 블리딩, 재료분리 및 표면상태, 응결 및 압축강도를 살펴보았으며, 각 특성치에 대한 측정은 다음과 같은 방법에 따라 실시하였다.

플로우(flow)는 KS F 2432의 '주입 모르터의 컨시스턴시 시험방법'에 따라 측정하였으며, 0분 및 정치 30분 후의 값을 측정하였으며, 블리딩은 KS F 2433의 ' 주입 모르타르의 블리딩률 및 팽창률 시험방법'에 따라 측정하였다.

재료분리 및 표면상태는 육안 관찰로 측정하였고, 응결은 KS L 5108의 '비카트 침에 의한 수경성 시멘트의 응결시간 시험방법'에 따라 측정하였으며, 압축강도는 KS F 2426의 '주입 모르타르의 압축강도 시험방법'에 따라 측정하였다.

(1) 실시예 1

실시예 1은 중량부로서 시멘트 70, CSA 15, 석고 10, 혼화재 5, 셀룰로오즈 유도체 0.05, 스타치 유도체 0.05 및 물 30을 배합하고, 골재는 첨가하지 않은 '슬러리 타입'의 배합으로서, 플로우는 0분에서 9초, 30분에서 12초로 나타났고, 재료분리, 블리딩 및 표면의 기포나 균열은 없었으며, 응결시간은 초결 115분, 종결 230분이고, 압축강도는 598N/mm2로 측정되어, 전체물성에서 양호함을 알 수 있다.

(2) 실시예 2

실시예 2는 중량부로서 시멘트 40, CSA 3, 석고 2, 혼화재 5, 골재 50, 셀룰로오즈 유도체 0.01, 스타치 유도체 0.01 및 물 18을 배합한 '모르타르 타입'의 배합으로서, 플로우는 0분에서 12초, 30분에서 16초로 나타났고, 재료분리, 블리딩 및 표면의 기포나 균열은 없었으며, 응결시간은 초결 95분, 종결 190분이고, 압축강도는 603N/mm2로 측정되어, 실시예 1과 마찬가지로 전체물성에서 양호함을 알 수 있다.

(3) 비교예 1

비교예 1은 슬러리 타입의 실시예 1에 대해 스타치 유도체의 작용을 비교해 보기 위해 스타치 유도체를 첨가하지 않은 배합이다.

비교예 1은 실시예 1과 마찬가지로 중량부로서 시멘트 70, CSA 15, 석고 10, 혼화재 5, 셀룰로오즈 유도체 0.05 및 물 30을 배합하되, 다만 스타치 유도체는 첨가하지 않은 배합으로서, 플로우는 0분에서 8초, 30분에서 10초로 나타났고, 응결시간은 초결 135분, 종결은 측정할 수 없었으며, 압축강도는 562N/mm2로 측정되었다.

비교예 1의 경우 재료분리가 발생하였고, 미세물이 표면에 부유하여 생성되었으며, 블리딩은 0.2%로 측정되었고, 표면에 미세한 소성균열이 발생하였으며, 미반응 부유물로 인하여 종결 측정시 표면에 자국이 남은 것으로 나타났다. 즉, 재료분리를 방지하기 위한 스타치 유도체를 첨가하지 않을 경우 본 실시예에 따른 충전재 조성물로서는 사용이 곤란함을 알 수 있다.

(4) 비교예 2

비교예 2는 슬러리 타입의 실시예 1에 대해 셀룰로오즈 유도체의 작용을 비교해 보기 위해 셀룰로오즈 유도체를 첨가하지 않은 배합이다.

비교예 2는 실시예 1과 마찬가지로 중량부로서 시멘트 70, CSA 15, 석고 10, 혼화재 5, 스타치 유도체 0.05 및 물 30을 배합하되, 다만 셀룰로오즈 유도체는 첨가하지 않은 배합으로서, 플로우는 0분에서 8초, 30분에서 9초로 나타났고, 응결시간은 초결 145분, 종결은 측정할 수 없었으며, 압축강도는 545N/mm2로 측정되었다.

비교예 2의 경우 재료분리가 심하게 발생하였고, 블리딩은 0.4%로 측정되었으며, 표면 상태는 비교예 1의 경우보다 더욱 심한 것으로 나타났다. 즉, 유동성 확보를 위한 셀룰로오즈 유도체를 첨가하지 않을 경우 본 실시예에 따른 충전재 조성물로서는 사용이 곤란함을 알 수 있다.

(5) 비교예 3

비교예 3은 슬러리 타입의 실시예 1에 대해 셀룰로오즈 유도체를 본 실시예에 따른 배합비 이상으로 과량 첨가하고 스타치 유도체는 첨가하지 않은 배합이다.

비교예 3은 중량부로서 시멘트 70, CSA 15, 석고 10, 혼화재 5, 셀룰로오즈 유도체 0.15 및 물 30을 배합하고, 스타치 유도체는 첨가하지 않은 배합으로서, 셀룰로오즈 유도체가 과량 첨가됨에 따라 플로우는 0분에서 23초, 30분에서는 측정이 불가하였고, 응결시간은 초결 55분, 종결 135분, 압축강도는 611N/mm2로 측정되었다.

비교예 3의 경우 재료분리 및 블리딩은 없는 것으로 측정되었으나, 초기 작업성이 불량하면서도 작업성 손실이 급격히 발생하였으며, 표면에 기포가 과량 생기면서 파포시 자국이 그대로 남은 것으로 나타났다. 즉, 유동성 확보를 위한 셀룰로오즈 유도체를 과량 첨가할 경우 본 실시예에 따른 충전재 조성물로서는 사용이 곤란함을 알 수 있다.

(6) 비교예 4

비교예 4는 모르타르 타입의 실시예 2에 대해 스타치 유도체의 작용을 비교해 보기 위해 스타치 유도체를 첨가하지 않은 배합이다.

비교예 4는 실시예 2와 마찬가지로 중량부로서 시멘트 40, CSA 3, 석고 2, 혼화재 5, 골재 50, 셀룰로오즈 유도체 0.01 및 물 18을 배합하되, 다만 스타치 유 도체는 첨가하지 않은 배합으로서, 플로우는 0분에서 11초, 30분에서 14초로 나타났고, 응결시간은 초결 125분, 종결은 측정할 수 없었으며, 압축강도는 584N/mm2로 측정되었다.

비교예 4의 경우 재료분리가 발생하였고, 블리딩은 0.05%로 측정되었으며, 표면에 미세한 소성균열이 발생하여 비교예 1과 마찬가지의 현상을 보인 것으로 나타났다. 즉, 재료분리를 방지하기 위한 스타치 유도체를 첨가하지 않을 경우 본 실시예에 따른 충전재 조성물로서는 사용이 곤란함을 알 수 있다.

이하, 전술한 2가지 실시예와 4가지 비교예의 배합비 및 측정된 특성을 정리하여 비교하면 아래 [표 2]와 같다.

			실시예 1	실시예 2	비교예 1	비교예 2	비교예 3	비교예 4
배합	시멘트		70	40	70	70	70	40
	CSA		15	3	15	15	15	3
	석고		10	2	10	10	10	2
	혼화제		5	5	5	5	5	5
	골재		0	50	0	0	0	50
	셀룰로오즈 유도체		0.05	0.01	0.05	0	0.15	0.01
	스타치 유도체		0.05	0.01	0	0.05	0	0
	물		30	18	30	30	30	18
특성	Flow (초)	0분	9	12	8	8	23	11
		30분	12	16	10	9	측정불가	14
	재료분리		없음	없음	미분부유	미분부유과다	없음	미분부유
	블리딩 (%)		0	0	0.2	0.4	0	0.05
	표면상태		기포,균열없음	기포,균열없음	미세균열	미세균열 과다	기포과다	미세균열
	응결 (분)	초결	115	95	135	145	55	125
		종결	230	190	측정불가	측정불가	135	측정불가
	압축강도(N/mm2)		598	603	562	545	611	584

도 1a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스트립라이닝 플로링 공법을 나타낸 순서도.

도 1b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스트립라이닝 플로링 공법을 시공한 상태를 나타낸 사시도.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스트립라이닝 플로링 공법을 시공한 상태를 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스트립라이닝 플로링 공법 시공과정에서 물돌리기 시공을 한 상태를 나타낸 단면도.

도 4a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스트립라이닝 플로링 공법에서 동바리를 설치한 상태를 나타낸 단면도.

도 4b는 도 4a에서 동바리가 결합된 부분을 확대하여 나타낸 부분확대도.

도 4c는 목재 동바리를 설치한 시험시공 상태를 촬영한 사진.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스트립라이닝 플로링 공법의 시험시공 현장을 촬영한 사진.

도 6a는 도 5에 나타난 시험시공 중 철근 보강부 설치단면을 촬영한 사진.

도 6b는 도 5에 나타난 시험시공 중 바닥 시공부를 촬영한 사진.

도 7a는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 스트립라이닝 플로링 공법에서 헌치부 마감 상태를 나타낸 단면도.

도 7b는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 스트립라이닝 플로링 공법에 서 헌치부 마감 상태를 나타낸 단면도.

도 7c는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 스트립라이닝 플로링 공법에서 헌치부 마감 상태를 나타낸 단면도.

도 7d는 도 7c의 실시예에 따라 시험시공한 헌치부를 촬영한 사진.

도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스트립라이닝 플로링 공법에 사용되는 스트립 고정철물 및 고정철물을 설치한 상태를 나타낸 도면.

도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스트립라이닝 플로링 공법에 사용되는 스트립 고정철물을 설치한 상태를 촬영한 사진.

도 10은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스트립라이닝 플로링 공법에 사용되는 조이너 감합용 공압 장치를 나타낸 도면.

도 11은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스트립라이닝 플로링 공법에 사용되는 충전재(충전몰탈) 분배기를 촬영한 사진.

도 12a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스트립라이닝 플로링 공법에 사용되는 충전재의 스타치(Starch) 유도체 중 아밀로오즈의 분자구조를 나타낸 구조도.

도 12b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스트립라이닝 플로링 공법에 사용되는 충전재의 스타치(Starch) 유도체 중 아밀로펙틴의 분자구조를 나타낸 구조도.

도 13은 도 12b의 아밀로펙틴의 측쇄구조를 나타낸 구조도.

도 14는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스트립라이닝 플로링 공법에 사용되는 충전재의 셀룰로오즈(Cellulose) 유도체의 분자구조를 나타낸 구조도.

Claims (5)

1. 소정의 길이방향으로 연장된 기존관을 보수보강하는 공법으로서,

   (a) 상기 기존관의 내주벽에 고정철물 부착하는 단계;

   (b) 상기 길이방향으로 연장된 복수의 스트립(strip)을 소정 간격으로 상기 고정철물에 결합하는 단계;

   (c) 상기 길이방향으로 연장된 조이너(joiner)로 상기 복수의 스트립 사이를 감합함으로써 상기 기존관의 내주벽을 마감하는 단계; 및

   (d) 상기 내주벽과 상기 스트립 사이에 충전재를 주입하여 상기 기존관과 상기 스트립을 일체화하는 단계를 포함하되,

   상기 충전재 조성물은,

   시멘트, 상기 시멘트 100 중량부에 대하여 CSA(Calcium Sulfo Aluminate) 7.5 내지 21.4 중량부 및 석고 5 내지 14.2 중량부로 이루어진 결합재와;

   상기 결합재 100 중량부에 대하여 소포제, 촉진제, 지연제, 유동화제 및 필러(Filler)로 이루어진 혼화제 5.2 내지 11.1 중량부와;

   상기 결합재 및 상기 혼화재 혼합물 100 중량부에 대하여 셀룰로오즈(Cellulose) 유도체 0.001 내지 0.1 중량부 및 스타치(Starch) 유도체 0.001 내지 0.1 중량부로 이루어진 재료분리 방지제를 포함하는 것을 특징으로 하는 스트립라이닝 플로링(flooring) 공법.
2. 시멘트, 상기 시멘트 100 중량부에 대하여 CSA(Calcium Sulfo Aluminate) 7.5 내지 21.4 중량부 및 석고 5 내지 14.2 중량부로 이루어진 결합재와;

   상기 결합재 100 중량부에 대하여 소포제, 촉진제, 지연제, 유동화제 및 필러(Filler)로 이루어진 혼화제 5.2 내지 11.1 중량부와;

   상기 결합재 및 상기 혼화재 혼합물 100 중량부에 대하여 셀룰로오즈(Cellulose) 유도체 0.001 내지 0.1 중량부 및 스타치(Starch) 유도체 0.001 내지 0.1 중량부로 이루어진 재료분리 방지제를 포함하는 스트립라이닝 공법용 충전재 조성물
3. 제2항에 있어서,

   상기 셀룰로오즈 유도체는 에틸 하이드록시틸 셀룰로오즈(EHEC;Ethyl Hydroxyethyl Cellulose), 하이드록시 프로필 메틸 셀룰로오즈(HPMC;Hydroxy Prophyl Methyl Cellulose) 및 하이드록시 에틸 셀룰로오즈(HEC;Hydroxy Ethyl Cellulose)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 포함하고, 상기 스타치 유도체는 포테이토 스타치(Potato starch) 및 콘 스타치(Corn Starch)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 스트립라이닝 공법용 충전재 조성물.
4. 제2항에 있어서,

   상기 셀룰로오즈 유도체 및 상기 스타치 유도체는 각각 상기 결합재 및 상기 혼화제 혼합물 100 중량부에 대하여 0.01 내지 0.05 중량부로 이루어진 것을 특징으로 하는 스트립라이닝 공법용 충전재 조성물.
5. 제2항에 있어서,

   상기 소포제는 글리콜(Glycol)계 또는 실리콘(Silicon)계 중 어느 하나 이상을 포함하고, 상기 촉진제는 리튬 카보네이트(Lithium Carbonate)를 포함하며, 상기 지연제는 타르타르산(Tartaric acid), 글루콘산(Gluconic acid) 및 시트릭산(Citric Acid)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 포함하고, 상기 유동화제는 폴리카보네이트(Polycarbonate)계 또는 멜라민(Melamin)계 중 어느 하나 이상을 포함하며, 상기 필러는 실리카흄 또는 슬라그 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 스트립라이닝 공법용 충전재 조성물.

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