KR101074647B1 - 섬유관 및 이를 이용한 보강공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 섬유관 및 이를 이용한 보강공법을 제공한다.
본 발명의 섬유관은 중앙에 에폭시 주입공이 길이방향으로 형성되고, 상기 에폭시 주입공의 중심선에서 방사상으로 다수개의 연결 구멍이 형성되어 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 섬유관 및 이를 이용한 보강공법에 따르면, 중심선에서 방사상으로 다수개의 연결구멍을 구비한 중공형상의 섬유관을 구조물의 매립홈에 넣고 중공의 섬유관 내에 에폭시를 주입하면 상기 주입된 에폭시가 연결 구멍을 통해 섬유관 내외 주변에 균일하게 분포되어 면밀하게 채워짐으로써 구조물과의 일체력을 향상시킨다.

Description

섬유관 및 이를 이용한 보강공법{Fiber Pipe and Method of Construction Using The Same}

본 발명은 섬유관 및 이를 이용한 보강공법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 인장강도 및 탄성강도가 뛰어난 섬유관을 구조물내부에 매립시키고 섬유관 내에 에폭시를 주입하여 섬유관 내외 주변에 에폭시가 균일하면서도 면밀하게 채워지도록 함으로써 구조물의 보강력을 증대시키는 섬유관 및 이를 이용한 보강공법에 관한 것이다.

일반적으로 콘크리트 구조물은 시공 후에 장기간 사용에 따라 과다한 상재 하중이 가해지거나 지반의 불균형에 의한 부등침하, 콘크리트 자체의 노후 등 여러가지 복합적인 원인에 의해 구조물의 프레임을 형성하는 구조부재 등은 피로현상이 가중되고, 피로한계에 도달 시에는 급격한 파괴 등이 일어나고, 이로 인해 대형사고가 발생되는 등의 위험이 따르게 된다.

이러한 노후 구조물의 경우 정기적으로 안전도 검사가 실시되며, 안전도 검사의 결과에 따라 취약한 구조부재 등에는 구조물의 보수 및 보강공법이 실시되게 된다.

종래에는 구조물의 국부적인 균열의 경우, 보강부위에 시멘트나 실리콘 등을 인젝션 그라우팅 공법에 의해 강제 주입하여 구조물의 보강을 실시하였으며, 구조물의 전체적인 보강을 하는 경우, 인장강도 및 탄성강도가 뛰어난 탄소봉을 이용한 구조물의 보수 및 보강공법을 실시하기도 하였다.

상기 탄소봉을 이용한 구조물의 보수 및 보강공법은 구조물의 취약부에 매립홈을 가공한 후, 매립홈에 탄소봉을 매립시킨 다음, 매립홈 내부 전체를 에폭시로 메워 탄소봉을 구조물과 일체화시킴으로써 노후 콘크리트 구조물을 보강함과 동시에 보수하였다.

그러나, 상기 공법에서 에폭시의 주입은 매립홈에 매립된 탄소봉 사이사이에 불규칙적으로 분포되어 탄소봉이 구조물과 완벽하게 일체화되지 못하고 이로 인한 탄소봉의 불안정한 접착은 들뜸 현상 등이 발생하여 구조물의 보강력을 떨어뜨리는 문제점이 있었다. 또한, 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 매립홈 심부에 에폭시 접착제를 일차적으로 도포하는 공정을 거친 후, 탄소봉을 매립하고, 이어 탄소봉 하단면을 포함한 매립홈 내부 전체를 에폭시 접착제로 이차 도포하는 공정을 적용하기도 하나 이는 작업공정이 복잡하고, 아울러 공사기간을 지연시켜 경제적이지 못한 문제점이 있었다.

본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출 된 것으로서,

본 발명의 목적은 중심선에서 방사상으로 다수개의 연결구멍을 구비한 중공형상의 섬유관을 구비하여 구조물의 매립홈에 넣고 중공의 섬유관 내에 에폭시를 주입하면 상기 주입된 에폭시가 연결구멍을 통해 중앙에서 외부로 배출되고 섬유관 내외 주변에 균일하게 분포되어 구조물과의 일체력을 향상시킴에 따라 구조물의 보강력을 증대시키는 섬유관 및 이를 이용한 보강공법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 제공되는 본 발명의 섬유관은 중앙에 에폭시 주입공이 길이방향으로 형성되고, 상기 에폭시 주입공의 중심선에서 방사상으로 다수개의 연결 구멍이 형성되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 연결 구멍은 에폭시 주입공의 길이방향으로 다수 형성되어 이루어진 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 연결 구멍은 슬롯 형상으로 이루어질 수 있다.

상기 섬유관은 사각형 또는 원형 또는 다각형인 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 섬유관의 표면에는 일정 간격으로 돌기가 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 섬유관을 이용한 보강공법은 구조물의 보수보강 부위에 섬유관이 수장되도록 절삭공구를 이용하여 매립홈을 가공하는 단계(S10); 상기 가공된 매립홈의 내부를 평활하게 한 후, 고압 분진제거 및 청소하는 단계(S20); 상기 청소된 매립홈 내부 전체에 전용 에폭시 프라이머를 도포하는 단계(S30); 상기 매립홈에 에폭시 주입공이 길이방향으로 형성되고 상기 에폭시 주입공의 중심선에서 방사상으로 다수개의 연결 구멍이 형성된 섬유관을 넣고 에폭시로 충전하는 단계(S40); 상기 섬유관의 에폭시 주입공에 에폭시를 주입하는 단계(S50); 상기 에폭시의 주입이 완료되면, 에폭시 주입공을 막고 마무리 작업하는 단계(S60);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 S60 단계 이후에는 균일한 표면을 갖도록 내화도료를 도포하여 면 정리를 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 S40 단계에서 상기 연결 구멍은 에폭시 주입공의 길이방향으로 다수 형성되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 S40 단계에서 상기 섬유관의 표면에는 일정 간격으로 돌기가 형성되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 섬유관 및 이를 이용한 보강공법에 따르면, 중심선에서 방사상으로 다수개의 연결구멍을 구비한 중공형상의 섬유관을 구조물의 매립홈에 넣고 중공의 섬유관 내에 에폭시를 주입하면 상기 주입된 에폭시가 연결 구멍을 통해 섬유관 내외 주변에 균일하게 분포되어 면밀하게 채워짐으로써 구조물과의 일체력을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 인장강도 및 탄성강도가 뛰어난 섬유관을 완벽하게 매립함으로써 구조물의 보강력을 증대시키는 효과가 있다.

또한, 보강의 흔적을 남기지 않게 되어 외관이 미려하고, 시공이 매우 간단하여 공기를 단축시킬 수 있으며, 구조물의 재질과 표면상태, 크기에 구애됨이 없이 보수보강이 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 섬유관의 일 실시 예를 도시한 사시도.
도 2는 도 1의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 섬유관의 다른 실시 예를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 섬유관의 또 다른 실시 예를 도시한 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 섬유관을 이용한 보강공법을 도시한 순서도.

본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 섬유관 및 이를 이용한 보강공법을 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서를 위해서, 도면에서의 동일한 참조번호들은 달리 지시하지 않는 한 동일한 구성부분을 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 섬유관의 일 실시 예를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 섬유관의 다른 실시 예를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 섬유관의 또 다른 실시 예를 도시한 사시도이다.

먼저, 섬유관(100)은 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드섬유 등 조적 벽체에 인장력을 높일 수 있는 소재로 이루어진다.

도 1 내지 도 2에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 섬유관(100)은 중앙에 에폭시 주입공(110)이 길이방향으로 형성되고, 상기 에폭시 주입공(110)의 중심선에서 방사상으로 에폭시 주입공(110)과 연결되는 다수개의 연결 구멍(120)이 형성되며, 상기 연결 구멍(120)은 에폭시 주입공(110)의 길이방향으로 다수 형성되어 이루어진다.

또한, 도 3에 도시한 바와 같이 상기 섬유관(100)은 중앙에 에폭시 주입공(110)이 길이방향으로 형성되고, 상기 에폭시 주입공(110)의 중심선에서 방사상으로 에폭시 주입공(110)과 연결된 슬롯(130)이 형성되며, 상기 방사상으로 형성된 슬롯(130)은 일정간격을 갖으며 에폭시 주입공(110)의 길이방향으로 형성되어 이루어질 수도 있다.

또한, 상기 섬유관(100)은 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 원형상으로 이루어질 수도 있고, 도 4(a),(b)에 도시한 바와 같이 사각형상으로 이루어질 수도 있다. 또는 도면에 도시하지는 않았지만 다각형으로 이루어질 수도 있다.

또한, 상기 섬유관(100)의 표면에는 돌기(140)가 일정 간격으로 형성된다.

상기 돌기(140)는 구조물(200)과의 이격 공간을 마련하고 에폭시와의 접착면적을 넓혀 부착성능을 향상시킨다.

상기 돌기(140)는 섬유관(100) 표면에 길이방향으로 길게 형성될 수도 있고, 외주연을 따라 링 형상으로 형성될 수도 있으며, 일정 간격의 엠보싱 형상으로 이루어질 수도 있다.

도 5는 본 발명에 따른 섬유관을 이용한 보강공법을 도시한 순서도이다.

도 5에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 섬유관을 이용한 보강공법은 보강부위에 섬유관(100)이 수장되도록 절삭공구를 이용하여 매립홈(210)을 가공하는 단계(S10), 상기 가공된 매립홈(210)의 내부를 평활하게 한 후, 고압 분진제거 및 청소하는 단계(S20), 상기 청소된 매립홈(210) 내부 전체에 전용 에폭시 프라이머(220)를 도포하는 단계(S30), 상기 매립홈(210)에 에폭시 주입공(110)이 길이방향으로 형성되고 상기 에폭시 주입공(110)의 중심선에서 방사상으로 다수개의 연결 구멍(120)이 형성된 섬유관(100)을 넣고 에폭시(230)로 충전하는 단계(S40); 상기 섬유관(100)의 에폭시 주입공(110)에 에폭시(230)를 주입하는 단계(S50); 상기 에폭시(230)의 주입이 완료되면, 에폭시 주입공(110)을 막고 마무리 작업하는 단계(S60)를 포함한다.

여기서, 상기 S10 단계는 구조물(200)의 보수보강을 하고자하는 보강부위에 매립홈(210)을 가공하되, 상기 매립홈(210)은 섬유관(100)이 수장될 수 있도록 사각 또는 원형의 장홈 형태로 가공되며, 상기 메립홈(210)의 가공은 회전식 절삭공구를 이용하여 절삭공정을 수행한다.

상기 S20 단계는 절삭공정이 수행된 매립홈(210)의 내부 표면은 상당히 거칠게 가공되어 있어서 섬유관(100)의 접착이 곤란하므로 세밀한 회전식 절삭공구를 이용하여 표면을 평활하게 다듬은 후 고압으로 분진 및 이물질을 제거하여 청소한다.

상기 S30 단계는 에폭시(230)가 구조물(200)과 견고히 접착되도록 침투력이 있는 에폭시 프라이머(220)를 매립홈(210) 전체에 도포한다.

상기 S40 단계에서 상기 연결 구멍은 에폭시 주입공의 길이방향으로 다수 형성되어 이루어진다. 그리고, 상기 섬유관의 표면에는 일정 간격으로 돌기가 형성되어 이루어진다.

상기 S40 단계는 상기 에폭시 프라이머(220)가 도포된 매립홈(210)에 섬유관(100)을 삽입시킨다. 그리고, 상기 메립홈(210) 내에 에폭시(230)를 충전시킨다. 이때, 상기 에폭시(230)를 충전함에 있어 섬유관(100)의 일측 즉, 에폭시 주입공(110)이 노출되도록 한다. 상기 에폭시(230)는 매립홈(210)과 섬유관(100) 사이에 충전되어 상기 섬유관(100)을 상기 메립홈(210)에 1차 고정시킨다. 이때, 상기 돌기(140)는 충전되는 에폭시(230)에 매립되어 메립홈(210)과의 고정력을 향상시킨다.

상기 S50 단계는 상기 섬유관(100)의 에폭시 주입공(110)으로 에폭시(230)를 주입시킨다. 상기 섬유관의 에폭시 주입공(110)으로 주입되는 에폭시(230)는 상기 섬유관(100)의 에폭시 주입공(110) 내부로 흘러들어가 방사상에 형성된 연결 구멍(120)으로 배출되어 섬유관(100)의 내외 측에 면밀하게 채워진다. 또한, 상기 에폭시 주입공(110)으로 주입된 에폭시(230)는 방사상으로 형성된 연결구멍(120)을 통해 섬유관(100)의 사방에 균일하게 분포되고, 균일하게 분포된 에폭시(230)는 섬유관(100)과 구조물(200)을 완벽하게 일체화시킨다.

상기 S60 단계는 에폭시 주입공(110)으로 에폭시(230)의 주입이 완료되면 상기 섬유관의 에폭시 주입공(110)를 봉합하고, 표면을 매끄럽게 가공하여 구조물(200)의 보수 보강을 완료한다.

만약, 주거용 건물의 보수 및 보강의 경우에는 상기 S60 단계 이후에 화재로 인한 피해를 최소로 할 수 있는 내화도료(240)를 도포하는 공정을 선택적으로 실시할 수 있다(S70 단계). 여기서, 상기 내화도료(240) 도포층은 화재 발생시 도막이 화염에 의해 가열되면 급속하게 발포팽창하여 원래의 도막보다 50 내지 100배의 체적을 갖는 단열층을 형성하고, 단열층 표면부에는 세라믹층을 이루게 되어 화염에 의한 열이 가연성인 에폭시 접착제로 전달되는 것을 차단하므로 화재로 인한 피해를 최소화시킨다.

이와 같이 본 발명의 섬유관 및 이를 이용한 보강공법에 따르면, 중심선에서 방사상으로 다수개의 연결구멍(120)을 구비한 중공형상의 섬유관(100)을 구조물(200)의 매립홈(210)에 넣고 중공의 섬유관(100) 내에 에폭시(230)를 주입하면 상기 주입된 에폭시(230)가 연결구멍(120)을 통해 중앙에서 외부로 배출되고 섬유관(100) 내외 주변에 균일하게 분포되어 면밀하게 채워짐으로써 구조물과의 일체력을 향상시킨다.

또한, 인장강도 및 탄성강도가 뛰어난 섬유관(100)을 완벽하게 매립함으로써 구조물(200)의 보강력을 증대시킨다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정은 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주 되어야 할 것이다.

100: 섬유관 110: 에폭시 주입공
120: 연결 구멍 130: 슬롯
140: 돌기 210: 매립홈
220: 에폭시 프라이머 230: 에폭시
240: 내화도료

Claims (9)

1. 중앙에 에폭시 주입공이 길이방향으로 형성되고, 상기 에폭시 주입공의 중심선에서 방사상으로 다수개의 연결 구멍이 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 섬유관.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 연결 구멍은 에폭시 주입공의 길이방향으로 다수 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 섬유관.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 연결 구멍은 슬롯 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 섬유관.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 섬유관은 원형 또는 사각형 또는 다각형인 것을 특징으로 하는 섬유관.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 섬유관의 표면에는 일정 간격으로 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 섬유관.
6. 구조물의 보수보강 부위에 섬유관이 수장되도록 절삭공구를 이용하여 매립홈을 가공하는 단계(S10);
   상기 가공된 매립홈의 내부를 평활하게 한 후, 고압 분진제거 및 청소하는 단계(S20);
   상기 청소된 매립홈 내부 전체에 전용 에폭시 프라이머를 도포하는 단계(S30);
   상기 매립홈에 에폭시 주입공이 길이방향으로 형성되고 상기 에폭시 주입공의 중심선에서 방사상으로 다수개의 연결 구멍이 형성된 섬유관을 넣고 에폭시로 충전하는 단계(S40);
   상기 섬유관의 에폭시 주입공에 에폭시를 주입하는 단계(S50);
   상기 에폭시의 주입이 완료되면, 에폭시 주입공을 막고 마무리 작업하는 단계(S60);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유관을 이용한 보강공법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 S60 단계 이후에는 균일한 표면을 갖도록 내화도료를 도포하여 면 정리를 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유관을 이용한 보강공법.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 S40 단계에서 상기 연결 구멍은 에폭시 주입공의 길이방향으로 다수 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 섬유관을 이용한 보강공법.
9. 제 6 항에 있어서,
   상기 S40 단계에서 상기 섬유관의 표면에는 일정 간격으로 돌기가 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 섬유관을 이용한 보강공법.
   

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