KR101040180B1 - 모르타르 조성물이 적용된 유리섬유 강화플라스틱 맨홀 및 그것의 시공방법 - Google Patents

모르타르 조성물이 적용된 유리섬유 강화플라스틱 맨홀 및 그것의 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 강도와 부착성이 우수한 모르타르 조성물을 그 몸체의 중간층으로 성형한 유리섬유 강화플라스틱 맨홀 및 그것의 시공방법을 제공한다.
상기와 같이 강도와 부착성이 우수한 모르타르 조성물을 그 몸체의 중간층으로 성형하게 되면, 합성수지로 이루어진 내,외측과의 부착성이 향상되고, 또한 강도가 향상되어 유리섬유 강화플라스틱 맨홀 전체의 강도가 우수해지는 효과가 제공된다.

Description

모르타르 조성물이 적용된 유리섬유 강화플라스틱 맨홀 및 그것의 시공방법{Glass fiber reinforced plastic manhole and method for construction of that}
본 발명은 강도와 부착성이 우수한 모르타르 조성물을 그 몸체의 중간층에 적용하여 강도 및 부착성을 향상시킨 유리섬유 강화플라스틱 맨홀 및 그것의 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로, 맨홀은 노면에 사람이 출입할 수 있도록 만든 구멍으로서, 설치하는 장소는 지중에 매설된 관의 굵기나 방향이 바뀌는 곳, 기점이나 교차점, 길이가 긴 직선부의 중간 등에 설치되며, 통풍이나 관거(管渠)의 연락에도 이용된다.
맨홀의 모양은 시공하기가 수월한 원형이 가장 많으나, 이밖에도 사각형, 타원형 등이 있으며, 입구는 주위를 철로 만든 틀이나 돌로 테두리를 두르고, 주철 또는 철근콘크리트제인 뚜껑을 덮는다.
맨홀의 몸체는 콘크리트 또는 벽돌로 만들고, 바닥은 관로의 바닥과 같게 하거나 다소 내려서 침전물을 수용할 수 있게 만들며, 깊이는 관로의 깊이에 따라 다르지만 깊은 것은 100m가 넘는 것도 있다.
맨홀은 지중에 매설되어 사용되는데, 맨홀 몸체의 하부 양측에 연결관이 일체로 형성되고 몸체 상하부에는 슬래브가 형성되며, 몸체 상부 중앙에는 뚜껑이 설치된다. 이러한 맨홀은 주로 콘크리트 일체형으로 이루어지며, 콘크리트를 현장 타설하거나 또는 일정 형태로 제작된 콘크리트 기성제품을 사용하여 시공하기도 한다.
그런데, 콘크리트를 현장 타설하는 경우에는 일정형태의 거푸집을 설치하고, 설치된 거푸집 내에 철근을 삽입한 후 콘크리트를 타설해 주어야 하므로 시공이 용이하지 않고 공사가 지연되어서 교통 혼잡 등의 원인이 되었다.
그리고, 일정형태로 제작된 콘크리트 기성제품을 사용하여 시공하는 경우에는 공장에서 규격에 맞게 제작한 후 현장으로 운반하여 설치하기 때문에 대형 중장비를 동원하여야 하는 제작공정상의 불편과 추가적인 경비의 지출이 발생되었다.
또한, 콘크리트 일체형으로 제작하여 설치하게 되면 자체적인 탄성이 미흡하여 지반의 진동 등에 따른 내구성이 미흡할 뿐만 아니라 수밀성도 양호하지 않아서 사용수명이 짧은 단점도 있었다.
이에, 최근에는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 유리섬유 강화플라스틱 맨홀이 많이 제공되고 있다.
유리섬유 강화플라스틱이란 불포화 폴리에스테르수지(Unsaturated Polyester Resin)와 유리섬유(Glass-Fiber)를 혼합하여 만든 복합제로서, 내식, 내열성이 우수하여 석유화학, 건축, 레저, 자동차산업, 환경산업 등 산업 전분야에서 광범위하게 사용되는 강화플라스틱이다.
유리섬유 강화플라스틱 맨홀은 그 몸체가 내층, 중간층 및 외층으로 구성되며, 상기 내층과 외층은 폴리에스테르 등의 합성수지로 이루어지고, 그 내부에는 유리섬유가 얇게 매입되어 구성되며, 상기 중간층은 내층과 외층 사이에 적층되되, 모르타르로 이루어진다.
여기서, 중간층을 모르타르로 사용하는 이유는, 합성수지와 유리섬유가 고가이기 때문에 합성수지와 유리섬유의 사용량을 줄여 결국 제작비용을 절감하도록 함과 동시에 적절한 강도를 갖도록 하기 위함이다.
상기 내층, 중간층 및 외층으로 이루어진 몸체의 성형은 모터에 의해 회전구동되는 원통형 형틀을 이용하여 제작된다.
상기 형틀은 스테인레스로 이루어지며 표면에 분리막을 형성하기 위한 비닐코팅이 된다. 먼저, 내층을 성형하는 단계를 거치게 되는데, 형틀의 비닐코팅층 위를 폴리에스테르 등의 합성수지로 코팅하고, 이 합성수지 코팅층 위에 유리섬유를 얇게 감은 다음, 유리섬유 위를 다시 폴리에스테르 등의 합성수지로 코팅하여 내층을 성형한다.
다음에, 상기 내층 위에 시멘트와 모레를 섞은 모르타르로서 중간층을 성형한다.
다음에, 상기 중간층 위를 폴리에스테르 등의 합성수지로 코팅하고, 이 합성수지 코팅층 위에 유리섬유를 얇게 감은 다음, 상기 유리섬유 위를 다시 폴리에스테르 등의 합성수지로 코팅하여 외층을 성형한다.
즉, 합성수지로 이루어진 내층과 외층 내부에 유리섬유가 매입됨으로써, 전체적으로 중량이 가벼우면서도 탄성과 수밀성이 우수한 맨홀의 몸체가 제작되는 것이다.
그리고, 상기의 과정으로 성형된 내층, 중간층 및 외층을 고온에서 원하는 두께로 경화하기 위해 가열히터 및 두께조절판에 통과시킨 후, 각 층의 성형이 완료되면 절단기를 통과시켜 원하는 길이의 원통형 맨홀 몸체를 완성하게 된다.
그러나, 상기와 같은 종래의 유리섬유 강화플라스틱 맨홀은, 그 몸체의 중간층이 시멘트와 모래만을 섞은 단순 모르타르로 이루어짐으로써, 합성수지 및 유리섬유로 이루어진 내층, 외층과의 부착성이 좋지 못하여 박리 및 박락 현상이 발생되며, 모르타르의 균열에 따른 중간층의 균열현상으로 맨홀 몸체 전체의 강도가 약해지게 되는 문제점이 있었다.
즉, 맨홀 몸체의 중간층이 시멘트와 모레만을 섞은 단순 모르타르로 이루어짐으로써, 그 강도가 낮아 지반의 진동 등에 따른 내구성이 미흡하여 균열이 발생될 우려가 큰 문제점이 있었던 것이다.
또한, 종래의 유리섬유 강화플라스틱 맨홀은, 맨홀의 몸체와 하부 슬래브를 결합시킬 때, 하부 슬래브쪽에 모르타르를 도포하여 상기 맨홀 몸체와 하부 슬래브를 결합시키게 되는데, 이의 경우 모르타르의 부착강도에 비하여 하부 슬래브의 무게가 무거워 맨홀 몸체와 하부 슬래브의 탈락 현상이 발생될 우려가 큰 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 제반 문제점에 착안하여 안출된 것으로서, 강도 및 부착성이 향상된 모르타르 조성물을 이용하여 맨홀 몸체의 중간층을 성형함으로써, 지반의 진동 등에 따른 내구성의 향상으로 균열이 발생되지 않아 강도가 향상되고, 또한 하부 슬래브와의 결속력이 증대되도록 한 모르타르 조성물이 적용된 유리섬유 강화플라스틱 맨홀 및 그것의 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적달성을 위한 본 발명에 따른 모르타르 조성물이 적용된 유리섬유 강화플라스틱 맨홀은, 모터에 의해 구동되는 형틀에 불포화 폴리에스테르 수지를 감고 그 위에 유리섬유를 감은 뒤 다시 그 위에 불포화 폴리에스테르 수지를 감아 형성되는 내층; 상기 내층 위에 강도 및 부착성이 향상된 모르타르 조성물을 도포하여 형성되는 중간층; 상기 중간층 위에 불포화 폴리에스테르 수지를 감고 그 위에 유리섬유를 감은 후 다시 그 위에 불포화 폴리에스테르 수지를 감아 형성되는 외층으로 구성된 맨홀 몸체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 모르타르 조성물은, 1종 시멘트 40~50중량%, 5호사규사 10~20중량%, 6호사규사 20~40중량%, 팽창제 1~5중량%, 소포제 0.1~0.5중량%, 나이론 화이바 0.1~1중량%, 메타카오린 1~3중량%, 유동화제 0.1~1중량%, 증점제 0.01~0.05중량%, 알루민산 나트륨 0.01~0.1중량% 함량으로 혼합되어 100%중량을 이루는 것이 바람직하다.
특히, 상기 팽창제는, 덴카 CSA로서, 모르타르 조성물에 함유되는 함유량을 100중량%로 봤을 때, SiO2 1~5중량%, Al2O3 8~15중량%, Fe2O3 0.3~2중량%, CaO 50~55중량%, MaO 0.5~2중량%, SO3 27~31중량%, F-CaO 16~18중량%의 함량비로 이루어지는 것이 바람직하고, 상기 메타카오린은 평균입경 1.5㎛, SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 함량 97% 이상, 비중 2.5인 재료를 적용하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 맨홀 몸체의 일측단은 수직방향에 대하여 일정각도로 벌어지도록 휘어지게 성형된 확장부로 형성되는 것이 바람직한데, 더욱 바람직하게는 상기 맨홀 몸체의 확장부와 모르타르 타설에 의해 결합되는 하부 슬래브를 더 포함하며, 상기 하부 슬래브의 아래쪽에서 결합수단을 체결하여 상기 하부 슬래브와 맨홀 몸체 확장부를 고정되게 결합시키는 것이다.
또 한편, 상기한 모르타르 조성물이 적용된 유리섬유 강화플라스틱 맨홀의 시공방법은, (a) 상기한 바에 의해 모르타르 조성물을 제조하는 단계; (b) 상기 모르타르 조성물을 중간층으로 하여 내층-중간층-외층 구조로 되는 원통형의 맨홀 몸체를 제작하는 단계; (c) 상기 맨홀 몸체에서 연결관이 통과되는 부위를 천공한 후, 이 천공부에 연결관을 삽입,접합하는 단계; (d) 상기 맨홀 몸체의 일측단을 하부 슬래브에 거치시킨 후, 하부 슬래브의 내외부에 모르타르를 타설하여 맨홀 몸체의 일측단이 하부 슬래브와 결합되도록 하는 단계; (e) 상기 하부 슬래브의 아래쪽으로 볼트 등의 결합수단을 체결하여 하부 슬래브와 맨홀 몸체의 일측단을 견고하게 고정시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 경우, 상기 (b) 단계에서, 상기 맨홀 몸체의 일측단은 수직방향에 대하여 일정각도로 벌어지도록 휘어진 확장부로 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 (e) 단계 후, 상기 맨홀 몸체의 타측단에 상부 슬래브를 접합하고, 상기 상부 슬래브에 모르타르를 타설하여 상부 슬래브와 맨홀 몸체의 타측단을 결합시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 상부 슬래브와 맨홀 몸체의 타측단을 결합시킨 후, (f) 상기 상,하부 슬래브에 수직방향으로 구멍을 천공하고, 상기 구멍으로 고리막대를 삽입,고정시킨 다음, 상기 구멍과 고리막대의 공극에 모르타르를 타설하여 양생시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 모르타르 조성물이 적용된 유리섬유 강화플라스틱 맨홀 및 그것의 시공방법에 의하면, 강도 및 부착성이 향상된 모르타르 조성물이 제공되고, 이 모르타르 조성물을 이용하여 맨홀 몸체의 중간층을 성형하게 됨으로써, 지반의 진동 등에 따른 내구성의 향상으로 균열이 발생되지 않아 강도가 향상되는 효과가 제공된다.
또한, 상기 모르타르 조성물로서 그 중간층이 성형된 맨홀 몸체의 일측단이 외측으로 벌어지도록 확장형성되고, 이 확장부가 하부 슬래브와 결합수단에 의해 견고하게 체결됨으로써, 맨홀 몸체와 하부 슬래브와의 결속력이 증대되는 효과도 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 유리섬유 강화플라스틱 맨홀의 몸체 종단면도.
도 2는 도 1의 횡단면도.
도 3은 본 발명에 따른 유리섬유 강화플라스틱 맨홀이 시공된 상태의 단면구성도.
도 4는 본 발명에 따른 유리섬유 강화플라스틱 맨홀이 시공완료된 상태의 개략적인 사시도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 모르타르 조성물이 적용된 유리섬유 강화플라스틱 맨홀은, 그 몸체가 내층, 중간층 및 외층으로 구성되며, 상기 내층과 외층은 폴리에스테르 등의 합성수지로 이루어지고, 그 내부에는 유리섬유가 얇게 매입되어 구성된다.
그리고, 상기 중간층은 내층과 외층 사이에 적층되되, 강도 및 부착성이 우수한 모르타르로 이루어진다.
상기 강도 및 부착성이 우수한 모르타르는, 1종 시멘트 40~50중량%, 5호사규사 10~20중량%, 6호사규사 20~40중량%, 팽창제 1~5중량%, 소포제 0.1~0.5중량%, 나이론 화이바 0.1~1중량%, 메타카오린 1~3중량%, 유동화제 0.1~1중량%, 셀룰로오스(Cellulose) 증점제 또는 아크릴(Acryl) 증점제 0.01~0.05중량%, 알루민산 나트륨 0.01~0.1중량% 함량으로 혼합되어 100%중량을 이루는 것이 바람직하다.
상기 1종 시멘트는 맨홀 몸체의 중간층을 이루는 모르타르가 강도를 갖도록 하는 물질로서, 그 함량은 전체 100중량% 중 40~50중량% 함량으로 혼합되는 것이 바람직하다. 그 이유는 상기 1종 시멘트의 함량이 40중량% 미만일 경우에는 경화가 어려워 안정된 강도발현이 어려우며, 50중량%를 초과하는 경우에는 다른 혼합물질의 첨가량이 상대적으로 줄어들게 되어 부착강도 및 장기압축강도가 저하될 우려가 있기 때문이다.
상기 5호사규사 또한 맨홀 몸체의 중간층을 이루는 모르타르가 강도를 갖도록 하는 물질로서, 그 함량은 전체 100중량% 중 10~20중량% 함량으로 혼합되는 것이 바람직하다. 그 이유는 상기 5호사규사의 함량이 10중량% 미만인 경우 모르타르의 강도를 내는 골재의 함량이 낮아지기 때문에 강도저하의 원인이 되고, 20중량%를 초과하는 경우에는 다른 혼화물질의 첨가량이 줄어들게 되어 역시 부착강도 및 장기압축강도가 저하될 우려가 있기 때문이다.
상기 6호사규사 또한 맨홀 몸체의 중간층을 이루는 모르타르가 강도를 갖도록 하는 물질로서, 그 함량은 전체 100중량% 중 20~40중량% 함량으로 혼합되는 것이 바람직하다. 여기서 상기 6호사규사는 상기 5호사규사보다 그 크기가 작아 5호사규사의 공극 사이로 인입되어 그 공극을 제거하여 강도를 증대시키는 역할을 하게 된다.
상기 6호사규사의 함량이 20중량% 미만인 경우 5호사규사끼리 접하여 생기는 공극을 충분히 메워줄 수 없어 강도가 저하되는 원인이 되며, 40중량%를 초과하는 경우에는 다른 혼화물질의 첨가량이 줄어들게 되어 역시 부착강도 및 장기압축강도가 저하될 우려가 있게 되므로, 상기한 바와 같이 그 함량은 전체 100중량% 중 20~40중량% 함량으로 혼합하는 것이 바람직하다.
상기 팽창제는 시중에 시판되는 덴카(D-20) CSA를 사용하는 것이 바람직한데, 덴카(D-20) CSA에서, CSA는 CaO SO3 Al2O3의 약자이고, CaO는 석회로 생석회와의 성질은 비슷하며 초기, 장기 팽창성이 있다. 이로 인해 모르타르 타설시 초기,장기 수축을 방지할 수 있어 모르타르에 균열이 발생되는 현상을 예방하게 된다.
상기 덴카 CSA는 그 함량이 전체 100중량% 중 1~5중량% 함량으로 혼합되는 것이 바람직하다. 그 이유는 덴카 CSA의 함량이 1중량% 미만일 경우 초기, 장기 수축을 방지하는 기능을 발휘하지 못해 모르타르에 균열이 가는 현상이 발생되고, 5중량%를 초과할 경우에는 초과된 함량에 비례하여 더 효과를 발휘하지 못하면서 모르타르의 단가만 올리게 되는 원인이 되기 때문이다.
즉, 덴카 CSA는 비교적 고가인데, 그 함량비를 높인다 해도 함량비를 높인만큼 모르타르의 균열발생을 억제시키지 못하게 되므로 5중량%를 초과할 경우 모르타르의 단가만 올리게 되는 것이다.
또한, 상기 덴카 CSA는, 모르타르 조성물에 함유되는 함유량을 100중량%로 봤을 때, SiO2 1~5중량%, Al2O3 8~15중량%, Fe2O3 0.3~2중량%, CaO 50~55중량%, MaO 0.5~2중량%, SO3 27~31중량%, F-CaO 16~18중량%의 함량으로 이루어진 것을 적용함이 바람직하다.
상기 소포제는 모르타르의 혼합시 잘 섞이지 않는 현상을 방지시키며, 모르타르 안에 존재하는 기포를 제거하여 강도를 증대시키는 역할을 담당하는 것으로서, 그 함량이 전체 100중량% 중, 0.1~0.5중량% 함량으로 혼합되는 것이 바람직하다. 그 이유는 상기 소포제의 함량이 0.1중량% 미만일 경우 그 효과를 발휘하지 못하고, 0.5중량%를 초과할 경우에는 그 효과를 더 이상 발휘하지 못하기 때문이다.
상기 나이론 화이버는 모르타르의 균열방지 및 모르타르의 도포시 한 회의 도포 두께를 증가시키는 역할을 하는 것으로서, 그 함량은 전체 100중량% 중 0.1~1중량% 함량으로 혼합되는 것이 바람직하다. 그 이유는 상기 나이론 화이버의 함량이 0.1중량% 미만일 경우 그 효과를 발휘하지 못하고, 1중량%를 초과할 경우 그 효과를 더 이상 발휘하지 못하기 때문이다.
상기 메타카오린은 평균입경 1.5㎛, SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 함량 97% 이상, 비중 2.5인 재료로서, 시멘트와의 포졸란반응으로 시멘트 경화제의 조직을 치밀하게 하므로, 내구성, 강도, 내화학성을 증진시키는 역할을 담당한다.
즉, 상기 메타카오린은 수화발열 속도의 저감 및 온도상승 억제효과와, 장기강도의 향상, 수밀성의 향상, 발청 억제, 내화학성, 내마모성, 동결융해 저항성, 수축보상 등과 같이 물성을 향상시키는 역할을 담당한다.
여기서, 상기 메타카오린은 그 함량이 전체 100중량% 중, 1~3중량% 함량으로 혼합되는 것이 바람직하다. 그 이유는 상기 메타카오린의 함량이 1중량% 미만일 경우 그 효과를 발휘하지 못하고, 3중량%를 초과할 경우 그 효과를 더 이상 발휘하지 못하기 때문이다.
상기 유동화제는 동일 단위수량에서 슬럼프의 증대효과를 발휘하는 화합물로서, 이는 계면활성화제와 같은 역할을 하게 된다. 상기 유동화제로는 Melment F-10(멜먼트 F-10)을 주로 사용하며, 시멘트 입자표면에 흡착하여 입자표면에 전하를 주어 입자들끼리 상호 반발력을 일으키므로, 응집된 입자를 분산시켜 시멘트 입자의 유동을 증가시켜 모르타르 조성물의 물-시멘트비의 감수효과로 인한 강도 증진 및 내구성을 개선한다.
즉, 유동화제인 Melment F-10을 사용하여 물 사용량을 기존 배합에 비해 10~25% 이상 감소시키게 됨으로써, 물 사용량 감소로 수분의 이동 경로인 모세관의 수를 감소시켜 더욱 치밀한 구조의 모르타르를 만들 수 있으며, 이와 같이 만들어진 치밀한 구조의 모르타르는 표면에서의 수분침투를 억제하는데 크게 도움이 된다.
여기서, 상기 유동화제인 Melment F-10은 전체 100중량% 중 0.1~1중량% 함량으로 혼합되는 것이 바람직하다. 그 이유는 상기 유동화제인 Melment F-10의 함량이 0.1중량% 미만일 경우 유동성이 저하되어 상기한 성능발현이 이루어지지 않으며, 1중량%를 초과할 경우 과다 사용으로 인해 모르타르 점성이 저하되어 재료가 분리되는 골재 분리 현상이 나타나 보수성 모르타르의 강도가 저하되는 단점이 발생되기 때문이다.
증점제는, 시멘트 매트릭스에 점성을 부여하여 강섬유보강 시멘트 복합체의 섬유 분산성을 향상시키는 역할을 하는 것으로서, 본 발명의 실시 예에서는 셀룰로오스(Cellulose) 증점제 또는 아크릴(Acryl) 증점제를 적용하며, 전체 100중량% 중 0.01~0.05중량% 함량으로 혼합되는 것이 바람직하다. 그 이유는, 상기 증점제가 전체 100중량% 중, 0.01중량% 미만일 경우 그 효과가 미미하고, 0.05중량%를 초과할 경우 모르타르의 점도가 필요이상으로 높아지는 문제점이 발생되기 때문이다.
상기 알루민산 나트륨은 내화학성이 뛰어나고 경화시 치밀한 경화체의 조직을 형성하여 고강도성을 발현시키고, 초기 경화를 촉진시키는 역할을 하는 것으로서, 전체 100중량% 중, 0.01~0.1중량% 함량으로 혼합되는 것이 바람직하다.
<실시예 1 및 비교예 1>
상기한 바와 같이, 1종 시멘트 40~50중량%, 5호사규사 10~20중량%, 6호사규사 20~40중량%, 팽창제인 덴카CSA 1~5중량%, 소포제 0.1~0.5중량%, 나이론 화이바 0.1~1중량%, 메타카오린 1~3중량%, 유동화제인 Melment F-10 0.1~1중량%, 셀룰로오스(Cellulose) 증점제 또는 아크릴(Acryl) 증점제 0.01~0.05중량%, 알루민산 나트륨 0.01~0.1중량% 함량으로 혼합되어 100%중량을 이루는 모르타르 조성물을 제조하여 경화시킨 후, 이의 압축강도를 실험해 보았다.<실시예 1>
여기서, 본 발명에 따른 모르타르 조성물의 압축강도가 우수함을 확인하기 위하여 아래의 표 1에서와 같이 1종시멘트, 5호사규사, 6호사규사만으로 모르타르 조성물도 제조하여 경화시킨 후, 본 발명에 따른 모르타르 조성물과 함께 압축강도를 실험하여 비교하였다.<비교예 1>
Figure 112010070919641-pat00001
(단위는 중량%임)
위의 표 1에서와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 함량비에 맞추어 모르타르 조성물(실시예 1)을 제조하고, 1종시멘트와 5호사규사 및 6호사규사만으로 모르타르 조성물(비교예 1)을 제조하되, 각각의 모르타르 100중량%에 대하여 물의 함량을 17중량%로 하여 경화시킨 다음 7일 경과 후와 28일 경과 후에 각각 KS F 2405 시험방법을 적용하여 일축압축강도(Kg/cm2)를 측정하였다.
그 결과, 아래의 표 2에서와 같이 본 발명의 실시예 1에 따른 함량비에 맞추어 제조한 모르타르 조성물의 일축압축강도가 월등히 높게 나타남을 알 수 있었다.
Figure 112010070919641-pat00002
<실시예 2 및 비교예 2>
한편, 상기와 같은 실시예 1에 따른 모르타르 조성물과, 비교예 1에 따른 모르타르 조성물을 각각 유리섬유 강화플라스틱 맨홀의 몸체를 제작할 때 중간층으로 적용하여 제작한 후, 각각 측면 하중에 대한 안전성을 확인하기 위하여 초기 비원강성 시험을 실시하였다.
<실시예 2>
모터에 의해 구동되는 형틀에 불포화 폴리에스테르 수지를 감고 그 위에 유리섬유를 감은 뒤 다시 그 위에 상기와 동일한 불포화 폴리에스테르 수지를 감아 내층을 형성하였다. 여기서 감는 공정은 필라멘팅 와인딩 공법으로 실시하였다.
상기와 같이 형성된 내층 위에 실시예 1에 따라 제조된 모르타르 조성물을 도포하여 중간층을 형성하고, 이 중간층 위에 불포화 폴리에스테르 수지를 감고 그 위에 유리섬유를 감은 후 다시 그 위에 불포화 폴리에스테르 수지를 감아 외층을 형성함으로써, 내층-중간층-외층으로 이루어진 유리섬유 강화플라스틱 맨홀의 몸체를 제작하였다.
<비교예 2>
모터에 의해 구동되는 형틀에 불포화 폴리에스테르 수지를 감고 그 위에 유리섬유를 감은 뒤 다시 그 위에 상기와 동일한 불포화 폴리에스테르 수지를 감아 내층을 형성하였다. 여기서 감는 공정은 필라멘팅 와인딩 공법으로 실시하였다.
상기와 같이 형성된 내층 위에 비교예 1에 따라 제조된 모르타르 조성물을 도포하여 중간층을 형성하고, 이 중간층 위에 불포화 폴리에스테르 수지를 감고 그 위에 유리섬유를 감은 후 다시 그 위에 불포화 폴리에스테르 수지를 감아 외층을 형성함으로써, 내층-중간층-외층으로 이루어진 유리섬유 강화플라스틱 맨홀의 몸체를 제작하였다.
이와 같이 실시예 2 및 비교예 2에 따라 제작된 유리섬유 강화플라스틱 맨홀 몸체를 KSM7685의 측정방법으로 비원강성을 측정한 결과, 아래의 표 3과 같이 그 결과가 나타났다.
Figure 112010070919641-pat00003
여기서, 맨홀 몸체의 관 규격은 직관 DN400, 두께 9mm이다.
위의 표 3에서와 같이 실시예 2에 따른 맨홀 몸체의 비원강성은 비교예 2에 따른 맨홀 몸체보다 월등히 높아 보다 측면하중에 대한 강도가 높아짐을 알 수 있으며, 이에 따라 지중에 깊게 매설이 가능함을 알 수 있게 되었다.
실시예 1 및 실시예 2에 의하여 제작된 유리섬유 강화플라스틱 맨홀 몸체는 원통형으로 제작되되, 하부 슬래브쪽에 매입되는 일측단은 대략 50~70도 각도로 벌어지도록 휘어지게 제작하는 것이 바람직하다.
즉, 유리섬유 강화플라스틱 맨홀 몸체의 일측단은 하부 슬래브와의 결합부위에 모르타르 타설에 의해 결합이 이루어지는데, 여기서 유리섬유 강화플라스틱 맨홀 몸체가 일직선 형태로 이루어지면 맨홀 몸체의 일측단과 하부 슬래브가 수직과 수평으로 교차되게 결합됨으로써, 하부 슬래브에 대하여 맨홀 몸체의 일측단이 쉽게 탈락되는 현상이 발생될 수 있는바, 상기한 바와 같이 하부 슬래브쪽에 매입되는 일측은 수직방향에 대하여 일정각도로 벌어지도록 휘어지게 제작하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 실시예 1 및 실시예 2에 의하여 제작된 유리섬유 강화플라스틱 맨홀 몸체를 이용하여 맨홀을 시공하는 과정을 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 유리섬유 강화플라스틱 맨홀의 몸체 종단면도이고, 도 2는 도 1의 횡단면도이다. 또한, 도 3은 본 발명에 따른 유리섬유 강화플라스틱 맨홀이 시공된 상태의 단면구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 유리섬유 강화플라스틱 맨홀의 시공완료된 상태의 개략적인 사시도이고,
먼저, 상기 실시예 1에서와 같이 모르타르 조성물을 제조한다. 다음에, 내층(12)을 성형하고, 이 내층(12) 위에 상기 모르타르 조성물을 도포하여 중간층(14)을 성형하며, 이 중간층(14) 위에 다시 외층(16)을 성형하여 3중 구조의 맨홀 몸체(10)를 제작한다.
이때, 맨홀 몸체(10)에서 하부 슬래브(30)와 모르타르 타설에 의해 결합되는 일측 부위는 수직방향에 대하여 일정각도(50~70도 내외)만큼 벌어지도록 휘어지게 하여 확장부(20)로 제작한다.
이와 같이 제작된 맨홀 몸체(10)에서 연결관(50)이 통과되는 부위를 천공한 후, 이 천공부에 연결관(50)을 삽입,접합한다. 다음에, 하부 슬래브(30)를 거치시킨 후 내외부에 모르타르를 타설하여 맨홀 몸체(10)의 확장부(20)가 하부 슬래브(30)와 결합되도록 하고, 하부 슬래브(30)의 아래쪽으로 볼트 등의 결합수단(60)을 체결하여 하부 슬래브(30)와 맨홀 몸체(10)의 확장부(20)를 견고하게 고정시킨다.
다음, 상부 슬래브(40)를 접합한 후, 상부 슬래브(40)에 모르타르를 타설하여 상부 슬래브(40)와 맨홀 몸체(10)의 타측단을 결합시킴으로써, 유리섬유 강화플라스틱 맨홀(10)의 시공을 완성하면 된다.
마지막으로, 상,하부 슬래브(40,30)에 수직방향으로 구멍(70)을 천공하고, 이 구멍(70)으로 도 4에 도시된 바와 같이 고리막대(80)를 삽입,고정시킨 후, 상기 구멍(70)과 고리막대(80)의 공극에 모르타르를 타설하여 양생시키면 유리섬유 강화플라스틱 맨홀(10)의 시공이 완료된다.
<실시예 3 및 비교예 3>
<실시예 3>
상기한 실시예 1 및 실시예 2에 의해 제작된 유리섬유 강화플라스틱 맨홀 몸체를 적용하여 도 3에 도시된 바와 같은 맨홀을 시공한 후, 상재 하중에 대한 안전성 검토를 위해 시험방법 KSM3333에 의거하여 압축강도 시험을 실시하였다.
<비교예 3>
또한, 상기한 비교예 1 및 비교예 2에 의해 제작된 유리섬유 강화플라스틱 맨홀 몸체를 적용하여 역시 도 3에 도시된 바와 같은 맨홀을 시공한 후, 상재 하중에 대한 안전성 검토를 위해 시험방법 KSM3333에 의거하여 압축강도 시험을 실시하였다.
상기 실시예 3과 비교예 3에 의한 압축강도 시험 결과는 아래의 표 4와 같이 나타났다.
Figure 112010070919641-pat00004
위의 표 4와 같이, 본 발명에 따른 모르타르 조성물을 중간층으로 적용한 유리섬유 강화플라스틱 맨홀의 몸체를 제작하고, 이 몸체를 적용하여 유리섬유 강화플라스틱 맨홀을 시공하게 되면, 맨홀의 압축강도가 더욱 높아졌음을 알 수 있었으며, 이에 따라 상재 하중에 대한 안전성이 높아진다는 사실을 알게 되었다.
따라서, 본 발명에 따른 유리섬유 강화플라스틱 맨홀은 지중으로부터 더욱 깊게 매설이 가능하며, 그 안전성이 뛰어나게 된다.
이상에서와 같은 본 발명의 실시 예에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수도 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시 예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
10 : 맨홀 몸체 12 : 내층
14 : 중간층 16 : 외층
20 : 확장부 30 : 하부 슬래브
40 : 상부 슬래브 50 : 연결관
60 : 결합수단 70 : 구멍
80 : 고리막대 100 : 유리섬유 강화플라스틱 맨홀

Claims (10)

  1. 모터에 의해 구동되는 형틀에 불포화 폴리에스테르 수지를 감고 그 위에 유리섬유를 감은 뒤 다시 그 위에 불포화 폴리에스테르 수지를 감아 형성되는 내층;
    상기 내층 위에 강도 및 부착성이 향상된 것으로서, 1종 시멘트 40~50중량%, 5호사규사 10~20중량%, 6호사규사 20~40중량%, 팽창제 1~5중량%, 소포제 0.1~0.5중량%, 나이론 화이바 0.1~1중량%, 메타카오린 1~3중량%, 유동화제 0.1~1중량%, 증점제 0.01~0.05중량%, 알루민산 나트륨 0.01~0.1중량% 함량으로 혼합되어 100중량%를 이루는 모르타르 조성물을 도포하여 형성되는 중간층;
    상기 중간층 위에 불포화 폴리에스테르 수지를 감고 그 위에 유리섬유를 감은 후 다시 그 위에 불포화 폴리에스테르 수지를 감아 형성되는 외층으로 구성된 맨홀 몸체를 포함하는 것을 특징으로 하는 모르타르 조성물이 적용된 유리섬유 강화플라스틱 맨홀.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 팽창제는, 덴카 CSA로서, 모르타르 조성물에 함유되는 함유량을 100중량%로 봤을 때, SiO2 1~5중량%, Al2O3 8~15중량%, Fe2O3 0.3~2중량%, CaO 50~55중량%, MaO 0.5~2중량%, SO3 27~31중량%, F-CaO 16~18중량%의 함량비로 이루어진 것을 특징으로 하는 모르타르 조성물이 적용된 유리섬유 강화플라스틱 맨홀.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 메타카오린은 평균입경 1.5㎛, SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 함량 97% 이상, 비중 2.5인 재료인 것을 특징으로 하는 모르타르 조성물이 적용된 유리섬유 강화플라스틱 맨홀.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 맨홀 몸체의 일측단은 수직방향에 대하여 일정각도로 벌어지도록 휘어지게 성형된 확장부로 형성되는 것을 특징으로 하는 모르타르 조성물이 적용된 유리섬유 강화플라스틱 맨홀.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 맨홀 몸체의 확장부와 모르타르 타설에 의해 결합되는 하부 슬래브를 더 포함하며, 상기 하부 슬래브의 아래쪽에서 결합수단을 체결하여 상기 하부 슬래브와 맨홀 몸체 확장부를 고정되게 결합시키는 것을 특징으로 하는 모르타르 조성물이 적용된 유리섬유 강화플라스틱 맨홀.
  7. 유리섬유 강화플라스틱 맨홀을 시공하는 방법에 있어서,
    (a) 청구항 1 또는 청구항 3, 청구항 4 중, 어느 하나의 항에 의해 모르타르 조성물을 제조하는 단계;
    (b) 상기 모르타르 조성물을 중간층으로 하여 내층-중간층-외층 구조로 되는 원통형의 맨홀 몸체를 제작하는 단계;
    (c) 상기 맨홀 몸체에서 연결관이 통과되는 부위를 천공한 후, 이 천공부에 연결관을 삽입,접합하는 단계;
    (d) 상기 맨홀 몸체의 일측단을 하부 슬래브에 거치시킨 후, 하부 슬래브의 내외부에 모르타르를 타설하여 맨홀 몸체의 일측단이 하부 슬래브와 결합되도록 하는 단계;
    (e) 상기 하부 슬래브의 아래쪽으로 볼트 등의 결합수단을 체결하여 하부 슬래브와 맨홀 몸체의 일측단을 견고하게 고정시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모르타르 조성물이 적용된 유리섬유 강화플라스틱 맨홀의 시공방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서,
    상기 맨홀 몸체의 일측단은 수직방향에 대하여 일정각도로 벌어지도록 휘어진 확장부로 형성하는 것을 특징으로 하는 모르타르 조성물이 적용된 유리섬유 강화플라스틱 맨홀의 시공방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 (e) 단계 후,
    상기 맨홀 몸체의 타측단에 상부 슬래브를 접합하고, 상기 상부 슬래브에 모르타르를 타설하여 상부 슬래브와 맨홀 몸체의 타측단을 결합시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모르타르 조성물이 적용된 유리섬유 강화플라스틱 맨홀의 시공방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 상부 슬래브와 맨홀 몸체의 타측단을 결합시킨 후,
    (f) 상기 상,하부 슬래브에 수직방향으로 구멍을 천공하고, 상기 구멍으로 고리막대를 삽입,고정시킨 다음, 상기 구멍과 고리막대의 공극에 모르타르를 타설하여 양생시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모르타르 조성물이 적용된 유리섬유 강화플라스틱 맨홀의 시공방법.
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