KR101110065B1 - 소형 초음파 탐사기와 폴리숙신이미드계 봉합재를 이용한 콘크리트 구조물의 균열 및 단면 보수보강 공법 - Google Patents
소형 초음파 탐사기와 폴리숙신이미드계 봉합재를 이용한 콘크리트 구조물의 균열 및 단면 보수보강 공법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 폴리숙신이미드가 결합된 폴리머 모르타르를 포함하는 오염물질 분해 및 스케일 방지용 단면 보수 보강재 및 이를 이용한 친환경 단면 보수 보강 방법에 관한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 강도 및 내구성이 우수하여 시멘트 부식이나 침식이 많이 발생하는 도로 등에 효과적으로 사용이 가능하며, 수축이 적고 수밀성이 우수하여 지붕 슬래브 방수, 수영장, 정수장 등의 지수 구조물에도 적용이 가능할 뿐만 아니라, 지속적으로 오염 물질을 분해하여 스케일을 방지할 수 있는 효과가 있다.
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Description
본 발명은 소형 초음파 탐사기와 폴리숙신이미드계 봉합재를 이용한 콘크리트 구조물의 균열 및 단면 보수보강 공법에 관한 것이다.
일반적으로 모르타르라 함은 시멘트와 골재를 혼합한 것을 말한다. 또한 시멘트와 시멘트 혼화용 폴리머와 골재를 혼합한 것을 폴리머 시멘트 모르타르라고 한다. 최근 각종 토목 럭플 구조물이 양적으로 증가됨과 동시에 시멘트 사용량이 급증하고 있는 실정이다. 이와 같이 시멘트는 지금까지 건설현장에서 구조재료로 가장 널리 사용되고 있는데, 우수한 압축강도, 경제성 및 내구성이 우수함에도 불구하고, 인장 및 휨강도가 작고 변형 능력이 작아 유해한 균열발생 후에 응력 및 내구성이 급격히 저하되는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점으로 인하여 시멘트는 최대 응력에 도달한 이후 갑자기 파괴가 되어 구조물의 수명을 급격히 저하시키는 대표적인 취성재료로 평가받고 있다. 이와 같이, 구조물이 여러 문제점을 보이고 있는데, 이 중에서 균열 발생이 그 대표적이다. 일반적으로 사용되는 콘크리트 및 보수용 모르타르는 양생 전후에 초기균열 및 미세균열 등이 발생하는데, 이는 콘크리트 구조물에서 나타나는 이중 균열의 원인 중 하나인 것이다. 균열은 크게 구조적인 균열(structural crack)과 비구조적인 균열(nonstructural crack)의 두 가지로 분류할 수 있는데 콘크리트 구조물에 균열이 발생하면, 구조적 결함, 내구성 저하, 외관손상, 철근부식, 방수성능 저하 등으로 구조물의 수명단축에 치명적인 손실을 초래한다.
특히, 최근 들어서는 잇따른 구조물의 붕괴사고와 함께 다중이용시설의 안전이 사회적인 관심사로 대두되면서 구조물의 유지 보수에 대한 필요성을 인식하게 되어 유지보수 시장이 크게 확대되고 있는 상황이며, 따라서 이에 발맞춰 외기 조건으로부터 콘크리트를 보호하여 그 수명을 연장시키고 동시에 콘크리트 구조물의 아름다움을 오랜 기간 동안 유지시켜 각 건물이나 구조물의 미관은 물론 도시 미관에 이바지할 수 있도록, 콘크리트 구조물의 건전성을 주기적으로 검사 또는 평가하고, 만일 기준에 미달하지 못하는 경우 이에 대해 적절히 보수 및 보강 작업을 해야 한다.
우선, 콘크리트 구조물의 건전성 검사 또는 평가와 관련해서는, 콘크리트의 시공 상태, 양생 상태, 안전 상태, 화재 후 계속 사용이 가능한지 여부 등을 검사하기 위해서는 콘크리트의 강도나 균열 등을 검사할 필요가 있다. 검사하는 방법으로서, 파괴법이 가장 정확한 방법이기는 하나, 파괴에 의한 측정이 불가능한 경우가 많고 손상에 의하여 구조물의 상태가 악화되거나 시간과 비용이 많이 드는 점 등으로 인해 적합하지 않을 때가 많아, 주로는 구조물을 현재 상태로 보존하고 외관을 해치지 않기 위해서 비파괴검사가 행해지고 있다. 이 같은 비파괴검사 방법으로는 육안 검사, 방사선 투과검사, 자기 검사, 초음파 검사, 누설 검사, 충격 반향 검사 등이 있다. 이 중에서 초음파 검사 방식이 가장 정확하면서도 작업이 간편하며 측정값과 결과를 정량화해 줄 수 있는 장점이 있어서, 콘크리트 강도 또는 균열 검사에 주로 사용되고 있으며, 특히 최근 장비와 탐촉자가 결합되어 있는 막대형태의 휴대용 초음파 콘크리트 측정기가 사용되기도 하고 있다.
이와 같은 콘크리트 구조물 건전성 평가용 초음파 검사장비는 대부분 초음파 탐촉자를 장비와 케이블로 연결하여 사용하므로, 초음파 탐촉자 간의 상호 간섭이나 초음파가 장비로 유입되어 측정에 나쁜 영향을 주는 경우가 거의 없다. 하지만 장비와 탐촉자가 분리되어 있으므로 이동시 부피가 커서 불편할 뿐더러 탐촉자가 분리되어 있는 경우 일일이 탐촉자 간의 거리를 측정해야 하는 불편함이 있으며, 이때 많은 오차가 발생할 수도 있는 문제가 있다. 한편, 막대형태의 초음파 장비에 탐촉자를 장착하는 경우 초음파의 효율적인 전달과 차폐를 위하여 장비의 부피가 커지는 등의 문제점이 있으며, 초음파 탐촉자 간에 서로 원하지 않는 신호를 수신하는 등의 전자기파 간섭으로 인한 악영향이 발생되기도 한다. 또한, 탐촉자는 가능한 한 작아야 바람직한데, 초음파 탐촉자를 측정장비에 장착하는 경우, 콘크리트 표면에 조그마한 굴곡이 있어도 초음파 탐촉자가 콘크리트 표면에 밀착되지 않아 신호를 주고받을 수 없게 되거나 정확한 파형을 수신하지 못하는 경우가 발생하는 등의 문제점이 있다.
한편, 콘크리트 구조물의 보수보강 공사에 사용되고 있는 기존 시멘트와 관련하여서는, 대부분의 현장에서 시멘트와 골재 및 기타 혼화제를 배합하고 여기에 물을 첨가 혼합하여 모르타르를 제조하는 방법과 여기에 폴리머 분산재를 혼합하는 방법으로 보수공사를 실시해 왔다. 특히 도로 보수공사를 비롯하여 소단위 각종 보수공사에서는 시멘트나 골재를 비롯한 각종 보수 모르타르 원료를 시공현장에 운반한 후 배합하여 사용하였는데, 이로 인해서 제조 시 발생될 수 있는 계량오차나 일일이 배합하여야 하는 등의 시공 상의 복잡성으로 배합시간이 오래 걸린다는 문제가 있었고, 특히 균열깊이나 표면강도 등 균열 손상도에 따라 보수 보강의 효과를 극대화할 수 있는 주입재 성분 및 함량 등의 정립이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
본 발명에서는 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위하여 가능한 소형이면서도 효율이 뛰어난 초음파 탐촉장치를 간단하게 제작하여 측정장비와 탐촉자가 일체화된 측정장비에 장착하여 유용하게 사용할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명에서는 위와 같은 종래의 문제점을 해결하여 균열깊이나 표면강도 등 균열 손상도에 따라 보수 및 보강 효과를 극대화하 수 있을 뿐만 아니라, 특히 강도 및 내구성이 우수하여 시멘트 부식이나 침식이 많이 발생하는 도로 등에 효과적으로 사용이 가능하며, 수축이 적고 수밀성이 우수하여 지붕 슬래브 방수, 수영장, 정수장 등의 지수 구조물에도 적용이 가능할 뿐만 아니라, 지속적으로 오염 물질을 분해하여 스케일도 방지할 수 있는 효과가 있는 공정을 제시하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, (A) 콘크리트 표면 균열부 주위의 이물질을 제거하고 나서, 콘크리트 검사용 초음파 탐촉장치를 사용하여 상기 콘크리트 표면 균열부의 균열 깊이 및 피복 두께를 측정하여, 균열 손상도를 평가하는 단계, (B) 상기 균열부를 따라 일정한 간격으로 복수 개의 주입 구멍을 천공하고 나서, 상기 주입 구멍을 통해 균열 밀봉재를 주입하는 단계, (C) 상기 균열 밀봉재를 주입한 균열부에 제1차 마감재를 코팅하고 양생한 후, 2차 마감재를 코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 균열 보수보강 방법이 제공된다.
일 구현예에 따르면, 상기 콘크리트 검사용 초음파 탐촉장치는 (a) 압전소자를 안착시키기 위한 안착공간을 가지는 탐촉자 몸체, (b) 상기 탐촉자 몸체 안착공간의 저부에 안착되어 초음파를 발생하고 진동을 전기신호로 변환하는 압전소자, (c) 상기 압전소자를 상기 탐촉자 몸체에 밀착되게 고정시켜 압전소자에서 발생하는 초음파 혹은 수신되는 초음파를 안정화시켜 주는 금속재질의 백킹 블록, (d) 측정기 몸체의 결합공)에 관통지게 결합되어 상기 탐촉자 몸체를 포함하는 초음파 탐촉자를 상기 측정기 몸체에 고정시켜 주는 내부 고정소켓, (e) 상기 내부 고정 소켓과의 나사 결합으로 상기 내부 고정 소켓을 포함하는 초음파 탐촉자를 상기 측정기 몸체에 고정시켜 주는 내부 고정링, (f) 상기 탐촉자 몸체가 내재된 상태에서 상기 내부 고정 소켓과의 나사 결합으로 상기 탐촉자 몸체를 상기 내부 고정 소켓에 고정시켜 주는 외부 고정링을 포함하는 탐촉장치일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 균열 밀봉재에는 ① 시멘트 : 골재분말 : 스티렌 부타디엔 고무 라텍스 또는 에틸렌 아세트산 비닐이 중량비 10 : 20-30 : 2-5로 포함된 주재부가 100 중량부, ② 페놀수지 : 페놀술폰산 : 스테아닌산아연 : 수산화알루미늄이 중량비 100 : 5-15 : 0.5-5 : 15-100로 포함된 페놀수지 조성물이 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 1-5 중량부, ③ 실리카, 알루미나, 지르코니아, 산화티탄, 산화아연, 산화게르마늄, 산화인듐, 산화주석 및 이들의 혼합물 중에서 선택된 무기 입자가 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 1-5 중량부, ④ 말단 반응성 폴리실록산 화합물을 포함하는 보호수지 성분이 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 5-10 중량부, ⑤ 폴리숙신이미드 : 폴리포스페이트가 중량비 100 : 10-20로 포함된 고분자가 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 5-10 중량부, ⑥ 디에틸메틸포스페이트가 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 30 중량부로 포함될 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 제1차 마감재는 폴리비닐부틸알 수지 100 중량부, 상기 폴리비닐부틸알 수지 100 중량부를 기준으로 유기실란 10-25 중량부, 붕산염 화합물 5-8 중량부, 폴리포스페이트 1-5 중량부, 인산 1-5 중량부, 페놀수지 1-5 중량부, 금속분말 1-3 중량부를 포함하고; 상기 제2차 마감재는 말단 반응성 폴리실록산 화합물 100 중량부, 상기 말단 반응성 폴리실록산 화합물 100 중량부를 기준으로 메타크릴레이트 또는 아크릴레이트 20-30 중량부, 실리카, 알루미나, 지르코니아, 산화티탄, 산화아연, 산화게르마늄, 산화인듐 및 산화주석으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 입자를 포함하는 경도강화입자 5-10 중량부를 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 균열 밀봉재는 (i) 황산 알루미늄 칼륨 팽창재 및 (ii) 플라이애쉬 또는 실리카흄을 추가로 포함하며; 상기 (i) 황산 알루미늄 칼륨 팽창재 및 (ii) 플라이애쉬 또는 실리카흄은 상기 주재부 100 중량부 기준으로 각각 (i) 1-3 중량부 및 (ii) 1-3 중량부로 포함될 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 균열 밀봉재는 고흡수성 폴리머 : 재유화형 분말수지가 중량비 1:9 내지 3:7로 이루어진 시멘트 혼화제를 추가로 포함하고, 상기 시멘트 혼화제는 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 1-3 중량부가 포함되며; 상기 고흡수성 폴리머는 감자 전분, 옥수수 전분, 타피오카 전분, 폴리사카라이드, 소디움 카르복실메틸 셀룰로오스, 폴리(아크릴 아미드), 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리(에틸렌 옥사이드), 폴리비닐알콜 및 이들의 혼합물 중에서 선택되고; 상기 재유화형 분말수지는 스티렌 부타디엔 수지, 폴리비닐에틸렌, 에틸렌 비닐 아세테이트 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 것일 수 있다.
본 발명의 여러 측면 및 구현예에 따르는 경우, 초음파 탐촉자와 측정기 몸체 사이에 초음파 차폐 고무링을 끼움으로써 측정기 몸체로 초음파가 흐르는 것을 차단할 수 있고, 압전소자의 후방에 백킹 블록을 배치하고 그 주변에 에폭시수지를 충진함으로써 초음파 탐촉자 간의 상호 간섭을 방지할 수 있으며, 밀착 스프링의 탄성을 이용하여 초음파 탐촉자의 일부가 상하로 이동 가능하도록 함으로써 초음파 탐촉자가 콘크리트 표면에 밀착되는 효과가 있으며, 따라서 본 발명은 탐촉자의 전방에 마찰에 강한 재질의 압전소자 보호재를 부착함으로써 콘크리트 표면과 압전소자와의 마찰로 인한 압전소자의 손상을 방지할 수 있는 것이다.
뿐만 아니라 본 발명에 따르면, 균열깊이나 표면강도 등 균열 손상도에 따라 보수 및 보강 효과를 극대화하 수 있을 뿐만 아니라, 특히 강도 및 내구성이 우수하여 시멘트 부식이나 침식이 많이 발생하는 도로 등에 효과적으로 사용이 가능하며, 수축이 적고 수밀성이 우수하여 지붕 슬래브 방수, 수영장, 정수장 등의 지수 구조물에도 적용이 가능할 뿐만 아니라, 지속적으로 오염 물질을 분해하여 스케일도 방지할 수 있는 효과를 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 초음파 측정기를 보인 사시도이다.
도 2는 도 1에 개시된 콘크리트 검사용 초음파 탐촉장치의 주요부분의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 개시된 콘크리트 검사용 초음파 탐촉장치의 주요부분의 단면도이다.
도 4는 초음파 속도법을 이용한 균열깊이 측정방법에 대한 원리도이다.
도 2는 도 1에 개시된 콘크리트 검사용 초음파 탐촉장치의 주요부분의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 개시된 콘크리트 검사용 초음파 탐촉장치의 주요부분의 단면도이다.
도 4는 초음파 속도법을 이용한 균열깊이 측정방법에 대한 원리도이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, (A) 콘크리트 표면 균열부 주위의 이물질을 제거하고 나서, 콘크리트 검사용 초음파 탐촉장치를 사용하여 상기 콘크리트 표면 균열부의 균열 깊이 및 피복 두께를 측정하여, 균열 손상도를 평가하는 단계, (B) 상기 균열부를 따라 일정한 간격으로 복수 개의 주입 구멍을 천공하고 나서, 상기 주입 구멍을 통해 균열 밀봉재를 주입하는 단계, (C) 상기 균열 밀봉재를 주입한 균열부에 제1차 마감재를 코팅하고 양생한 후, 2차 마감재를 코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 균열 보수보강 방법이 제공된다.
일반적으로, 초음파법은 주파수가 50-100 kHz 정도인 초음파가 투과하는 콘크리트의 밀도 및 탄성계수에 따라 투과속도가 변한다는 것을 이용하여,콘크리트의 강도, 균열상태, 내부결함 등을 조사하는 방법이다. 다만, 발신자와 수진자의 배치, 콘크리트의 배합비 및 함수율, 내부 철근의 유무 등에 따라 측정값의 정확도가 영향을 많이 받기 때문에, 강도 추정의 정확도는 높지 않으므로, 이 방법을 단독으로 사용하지 않고 반발경도법과 복합법으로 이용하는 것이 일반적이다.
이때, 초음파속도를 측정하기 위한 탐촉자의 배열은 직접법, 반직접법 및 간접법 등이 있으며, 직접법에서 구한 초음파(종파)의 전달속도를 강도 추정에 이용하나 보통 현장에서 직접법으로 적용할 수 없는 측정부분들에 대해서는 간접법(표면법)으로 초음파속도를 측정한다. 또한, 타격법과 동일부재 동일위치에서 측정하는 것을 원칙으로 하여 초음파속도를 측정하고, 아래와 같이 간접법을 직접법으로 환산하여, 최종 측정값을 얻게 된다.
[수학식 1]
Vd ≒ 1.05 Vi
여기서, Vd는 직접법에 의한 초음파속도이고, Vi는 간접법에 의한 초음파속도를 의미한다.
본 발명의 일 구현예에 있어서도, 이와 같은 초음파법을 이용하기 위하여 콘크리트 검사용 초음파 탐촉장치를 사용하게 되는데, 상기 콘크리트 검사용 초음파 탐촉장치는 아래와 같은 구성을 포함하는 것이 바람직하다.
(a) 압전소자를 안착시키기 위한 안착공간을 가지는 탐촉자 몸체,
(b) 상기 탐촉자 몸체 안착공간의 저부에 안착되어 초음파를 발생하고 진동을 전기신호로 변환하는 압전소자,
(c) 상기 압전소자를 상기 탐촉자 몸체에 밀착되게 고정시켜 압전소자에서 발생하는 초음파 혹은 수신되는 초음파를 안정화시켜 주는 금속재질의 백킹 블록,
(d) 측정기 몸체의 결합공)에 관통지게 결합되어 상기 탐촉자 몸체를 포함하는 초음파 탐촉자를 상기 측정기 몸체에 고정시켜 주는 내부 고정소켓,
(e) 상기 내부 고정 소켓과의 나사 결합으로 상기 내부 고정 소켓을 포함하는 초음파 탐촉자를 상기 측정기 몸체에 고정시켜 주는 내부 고정링,
(f) 상기 탐촉자 몸체가 내재된 상태에서 상기 내부 고정 소켓과의 나사 결합으로 상기 탐촉자 몸체를 상기 내부 고정 소켓에 고정시켜 주는 외부 고정링
도 1은 본 발명에 의한 초음파 측정기를 보인 사시도로서 초음파 측정기는 측정기 몸체(8)의 하단부에 초음파를 발생하고 수신하는 한 쌍 혹은 두 쌍의 초음파 탐촉자(100a)(100b)(200a)(200b)를 갖는다. 도면에서 보이는 바와 같이 한 쌍을 이루는 초음파 탐촉자는 근접되게 그리고 서로 다른 쌍의 초음파 탐촉자는 일정거리의 이격거리를 갖는다. 상기 바와 같은 초음파 측정기의 초음파 탐촉자 즉, 초음파 탐촉장치에 대해서는 도 2 및 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.
이하, 실시예에서는 초음파 탐촉장치의 각 구성요소의 형상을 원통 형상을 예로 설명하나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 다양한 형태로 변형 가능하다 할 것이다. 먼저, 탐촉자 몸체(4)는 압전소자(2) 등을 안착시키기 위한 안착공간(14)을 가지는 것으로서 이 안착공간(14)은 최초에는 하방이 개방된 형상이나 압전소자(2)나 백킹 블록(3) 등이 내재된 상태에서 하방이 밀폐된다. 상기 탐촉자 몸체(14)의 안착공간(14) 저부에 안착되는 압전소자(2)는 콘크리트 구조물을 평가하기 위한 초음파를 발생하거나 콘크리트 구조물을 통과해서 나오는 신호(진동)를 전기신호로 변환하는 역할을 한다.
상기 안착공간(14)에는 압전소자(2)와 함께 백킹 블록(3)이 적층구조로 내장되는데, 이 백킹 블록(3)은 금속재질로서 압전소자(2)를 탐촉자 몸체(4)에 밀착되게 고정시켜 압전소자(2)에서 발생하는 초음파 또는 수신되는 초음파를 안정화시켜 준다. 압전소자(2)와 백킹 블록(3)이 차지하고 남은 안착공간(14)에는 에폭시수지(7)가 충진되어 있으므로 탐촉자 몸체(4)의 안착공간(14)에서 회절하는 초음파를 흡수되고 압전소자(2) 및 백킹 블록(3)을 고정시켜 준다. 물론, 에폭시수지(7)를 충진하기 전에 압전소자(2)의 +단자(5)와 -단자(6)를 중공부(7)와 수납공간(15), 인출구(16) 그리고 백킹 블록(3)의 측면 공간을 통해 전송라인(19)에 각각 접속해야 한다.
상기 탐촉자 몸체(4)는 내부 고정 소켓(9)과 함께 측정기 몸체(8)의 결합공(20)에 관통지게 결합되는데, 이를 위해, 내부 고정 소켓(9)은 결합공(20)보다 작은 외경과 결합공(20)보다 큰 외경의 2단 구조로 이루어지고 내부 고정소켓(9)의 중앙에는 상하로 관통하는 수납공간(15)이 형성되어 있다. 즉, 내부 고정 소켓(9)에 결합공(20)에 끼워진 상태에서 내부 고정 소켓(9)의 상단에 내부 고정링(11)이 나사 결합되어 내부 고정 소켓(9)을 포함하는 초음파 탐촉자를 측정기 몸체(9)에 고정시켜 주고, 탐촉자 몸체(4)가 내재된 상태에서 내부 고정 소켓(9)의 하단에 외부 고정링(10)이 나사 결합되어 탐촉자 몸체(4)를 내부 고정 소켓(9)에 고정시켜 준다.
또한 내부 고정 소켓(9)과 외부 고정링(10)을 일정거리 이격시켜 작동공간(18)을 두어 초음파 몸체(4)가 작동공간(18) 내에서 상하로 이동가능하도록 하고, 내부 고정 소켓(9)과 내부 고정링(11) 사이의 수납공간(15)에 밀착 스프링(13)을 수납시켜 탐촉자 몸체(4)를 하방으로 밀어준다. 즉, 탐촉자 몸체(4)는 외부에서 압력이 가해지는 외부 압력에 의해 상승하고, 외부에서 가해지는 압력이 없을 때에는 밀착 스프링(13)의 탄성에 의해 하강하므로 콘크리트 구조물의 표면 굴곡에 관계없이 초음파 탐촉자 콘크리트 구조물에 밀착되게 된다. 특히, 외부 고정링(10)의 내주면에 고정 스톱퍼(22)가 형성되고, 탐촉자 몸체(4) 상단부에 고정 스톱퍼(22)가 걸릴 수 있는 이동 스톱퍼(21)가 형성되어 있으므로 탐촉자 몸체(4)의 상하운동에도 불구하고 탐촉자 몸체(4)가 외부 고정링(10)으로부터 이탈되지 않는다.
또한 내부 고정링(11)과 외부 고정링(10) 사이에 초음파 차폐 고무링(12)이 내재되어 있으므로 내부 고정링(11)과 외부 고정링(11) 그리고 내부 고정 소켓(9)이 측정기 몸체(8)로부터 격리되어 초음파 탐촉자에서 나온 초음파가 측정기 몸체(8)를 타고 외부로 흐르지 않는다. 그리고 탐촉자 몸체(4)의 하단에 압전소자(2)를 덮으면서 압전소자 보호재(1)가 부착되어 있는데, 이 압전소자 보호재(1)는 초음파의 진행방향에서 콘크리트와의 매칭을 담당하고 콘크리트 구조물과의 접촉시 압전소자(2)의 마모를 막아준다.
이하, 초음파 탐촉장치에 대한 동작을 설명한다. 먼저, 초음파 측정장비로부터 전기적인 신호를 받게 되면, 압전소자(2)는 초음파를 발생하게 된다. 압전소자(2)에서 발생된 초음파는 압전소자 보호재(1)를 통하여 콘크리트 구조물에 전달된다. 이때 백킹 블록(3)은 초음파 에너지가 앞으로 나가도록 해 주고, 회절된 작은 에너지들은 에폭시수지(7)에 의해 흡수되어 소멸된다. 뿐만 아니라, 초음파 차폐 고무링(12)은 압전소자(2)에서 발생된 초음파가 측정장비로 전달되는 것을 막아주고, 밀착 스프링(13)은 탐촉자 몸체(4) 즉, 압전소자 보호재(1) 부분이 콘크리트 구조물에 밀착되도록 밀어준다.
반면에 초음파 탐촉자로 초음파 신호를 수신할 때에는 상대편의 초음파 탐촉자에서 송신된 초음파가 압전소자 보호재(1)를 지나 압전소자(2)에 수신된다. 여기서, 수신된 초음파는 전기신호로 바꾸어서 측정장비로 전달된다. 이때 백킹 블록(3)은 초음파 에너지가 안정적으로 수신되도록 해주며 이를 통과한 작은 에너지들은 에폭시수지(7)에 의해 흡수되어 소멸된다. 또한 초음파 차폐 고무링(12)은 위에서와 마찬가지로 미세한 에너지의 초음파가 측정장비로 전달되는 것을 막아주며, 밀착 스프링(13)은 탐촉자 몸체(4) 즉, 압전소자 보호재(1)가 콘크리트 구조물에 밀착되도록 밀어준다.
한편, 초음파법을 이용하여 콘크리트의 균열을 측정하는 원리에 대해서 살펴보면, 먼저 균열부분을 중심으로 송신탐촉자(TX)와 수신탐촉자(TR)를 등간격으로 배치하고, 송신탐촉자로부터 발신된 종파초음파가 그림 중의 점선과 같이 콘크리트 내를 통과한 후 균열선단부를 경유해서 수신탐촉자에 도달하기까지의 시간 Tc를 구하게 된다.
같은 방법으로, 균열이 없는 부분을 대상으로 동일 방법으로 송신탐촉자와 수신탐촉자의 거리 L과 초음파가 전파하는 시간 To를 구해서 균열깊이(H)를 평가한다. 콘크리트에 균열 있는 경우, 그림과 같이 초음파의 전달경로가 균열을 따라 진행하기 때문에 초음파의 전달시간이 건전부의 전달시간보다 상대적으로 길어지게 되며, 이러한 특성을 이용하여 균열 깊이를 측정할 수 있게 되는 것이다(도 4 참조, 아래 수학식에서, To는 균열이 없는 건전부의 초음파 전달속도를 의미하고, Tc는 균열면 주위의 초음파 전달속도를 의미함).
[수학식 2]
이때, 균열 깊이에 따라 아래 표 1과 같은 기준으로 손상도를 판정하는 것이 바람직하다(하기 표에서, Dc는 피복두께(mm)를 의미함).
[표 1]
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 콘크리트의 균열에 주입되는 균열 밀봉재에는 ① 시멘트 : 골재분말 : 스티렌 부타디엔 고무 라텍스 또는 에틸렌 아세트산 비닐이 중량비 10 : 20-30 : 2-5로 포함된 주재부가 100 중량부, ② 페놀수지 : 페놀술폰산 : 스테아닌산아연 : 수산화알루미늄이 중량비 100 : 5-15 : 0.5-5 : 15-100로 포함된 페놀수지 조성물이 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 1-5 중량부, ③ 실리카, 알루미나, 지르코니아, 산화티탄, 산화아연, 산화게르마늄, 산화인듐, 산화주석 및 이들의 혼합물 중에서 선택된 무기 입자가 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 1-5 중량부, ④ 말단 반응성 폴리실록산 화합물을 포함하는 보호수지 성분이 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 5-10 중량부, ⑤ 폴리숙신이미드 : 폴리포스페이트가 중량비 100 : 10-20로 포함된 고분자가 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 5-10 중량부로 포함될 수 있다.
또한, 상기 제1차 마감재는 폴리비닐부틸알 수지 100 중량부, 상기 폴리비닐부틸알 수지 100 중량부를 기준으로 유기실란 10-25 중량부, 붕산염 화합물 5-8 중량부, 폴리포스페이트 1-5 중량부, 인산 1-5 중량부, 페놀수지 1-5 중량부, 금속분말 1-3 중량부를 포함하고; 상기 제2차 마감재는 말단 반응성 폴리실록산 화합물 100 중량부, 상기 말단 반응성 폴리실록산 화합물 100 중량부를 기준으로 메타크릴레이트 또는 아크릴레이트 20-30 중량부, 실리카, 알루미나, 지르코니아, 산화티탄, 산화아연, 산화게르마늄, 산화인듐 및 산화주석으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 입자를 포함하는 경도강화입자 5-10 중량부를 포함할 수 있다.
이러한 균열 밀봉재는 상기 표 1에서 제시한 콘크리트의 손상도 중 I 단계 또는 II 단계에 해당할 때 사용될 수 있는 경우로서, 상기에 나열된 성분 중 어느 한 성분이 빠져 있거나 또는 위 함량 범위를 벗어나는 함량을 사용하는 경우에, 균열의 보수 보강 효과, 그 중에서도 특히 부수면의 강도 및 내구성에 큰 저하를 가져오게 될 뿐만 아니라, 특히 스케일 방지 특성이 발현되지 않는 문제가 있을 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 특히 상기 표 1의 콘크리트 손상도 중 III 단계에 해당할 때 사용될 수 있는 경우로서, 상기 균열 밀봉재는 (i) 황산 알루미늄 칼륨 팽창재 및 (ii) 플라이애쉬 또는 실리카흄을 추가로 포함하며; 상기 (i) 황산 알루미늄 칼륨 팽창재 및 (ii) 플라이애쉬 또는 실리카흄은 상기 주재부 100 중량부 기준으로 각각 (i) 1-3 중량부 및 (ii) 1-3 중량부로 포함될 수 있다. 상기 균열 밀봉재 내 결합재 함유 물질로 나열된 성분 중 어느 한 성분이 빠져 있거나 또는 위 함량 범위를 벗어나는 함량을 사용하는 경우에, 균열의 보수 보강 효과, 그 중에서도 특히 부식성에 큰 저하를 가져올 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 특히 상기 표 1의 콘크리트 손상도 중 IV 단계에 해당할 때 사용될 수 있는 경우로서, 상기 균열 밀봉재는 고흡수성 폴리머 : 재유화형 분말수지가 중량비 1:9 내지 3:7로 이루어진 시멘트 혼화제를 추가로 포함하고, 상기 시멘트 혼화제는 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 1-3 중량부가 포함되며; 상기 고흡수성 폴리머는 감자 전분, 옥수수 전분, 타피오카 전분, 폴리사카라이드, 소디움 카르복실메틸 셀룰로오스, 폴리(아크릴 아미드), 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리(에틸렌 옥사이드), 폴리비닐알콜 및 이들의 혼합물 중에서 선택되고; 상기 재유화형 분말수지는 스티렌 부타디엔 수지, 폴리비닐에틸렌, 에틸렌 비닐 아세테이트 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 것일 수 있다. 상기 균열 밀봉재 내 시멘트 혼화제 함유 물질로 나열된 성분 중 어느 한 성분이 빠져 있거나 또는 위 함량 범위를 벗어나는 함량을 사용하는 경우에, 균열의 보수 보강 효과, 그 중에서도 특히 내수축성 또는 수밀성에 큰 저하를 가져올 수 있다.
이하 설명하는 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 예시에 불과하며, 본 발명이 영향을 미칠 수 있는 범위를 한정하는 것이 아니므로, 본 발명의 기술적 범위는 상세한 설명에 예시된 내용에 국한되지 않는다.
측정예
1: 표면 강도 측정
초음파 강도 시험은 상부구조 6개소, 하부구조 10개소에서 실시하였다. 위치 선정 후 그라인딩을 실시하고 그리스를 도포한 후, 발신자와 수신자의 측정거리를 10 cm 간격으로 증가시키면서 간접법에 의한 초음파 전달속도를 측정하였으며, 이를 직접법 속도로 환산하여 콘크리트 강도를 산출하였다.
[표 2]
측정예
2: 균열 손상도 측정
우선, 도 1-3에 개시되어 있는 본 발명의 초음파 탐촉장치 및 위 수학식 2를 이용하여 콘크리트의 균열 깊이를 측정하였다. 구체적으로, 균열 심도의 측정은 책임기술자 판단 하에 폭 0.3 mm 이상의 균열 중 대표 개소를 선정하여 측정하였으며, 측정 시 발신자와 수신자의 거리를 200 mm로 하였으며, 측정된 속도는 동일 위치에서 3 회 측정한 후 그 평균값을 적용하였다. 측정한 균열 깊이는 아래와 같고, 피복 두께도 철근 탐사를 통한 실제 조사 피복 두께이다.
[표 3]
실시예
1
(A) ① 시멘트 : 골재분말 : SBR 중량비 1 : 2.5 : 0.3으로 포함된 주재부 100 kg, ② 페놀수지 : 페놀술폰산 : 스테아닌산 아연 : 수산화알루미늄이 중량비 100 : 10 : 1 : 50으로 구성된 페놀수지 조성물 3 kg, ③ 실리카 입자 3 kg; 및 ④ 말단 반응성 폴리실록산 화합물을 포함하는 보호수지 성분(Silaplane FM-0711, Chisso Corp.제조) 8 kg, ⑤ 폴리숙신이미드 : 폴리포스페이트가 중량비 10 : 1.5로 포함된 고분자 7 kg, ⑥ 디에틸메틸포스페이트 30 kg을 혼합하여 균열 밀봉재를 제조하였다. 상기 S3 바닥판 하면에 존재하는 일부 균열부에 대해서, 위 균열 밀봉재를 균열부에 주입하였다.
(B) ① 폴리비닐부틸알 수지 100 kg, ② 유기실란 15 kg, ③ 붕산 나트륨염 7 kg, ④ 폴리포스페이트 3 kg, ⑤ 인산 3 kg, ⑥ 페놀수지 3 kg, ⑦ 철 분말 3 kg을 혼합하여 제1차 마감재를 제조하였다. 균열 밀봉재를 주입한 균열부에 위 제1차 마감재를 코팅하고, 아래와 같은 조건에서 양생하였다.
[표 4]
(C) ⓛ 말단 반응성 폴리실록산 화합물(Silaplane FM-0711, Chisso Corp.제조) 100 kg, ② 메타크릴레이트 25 kg, ③ 실리카 7 kg를 혼합하여 2차 마감재를 제조하였다. 상기 양생된 부분에 다시 위 조성의 2차 마감재를 코팅하였다.
비교예
1
폴리숙신이미드를 제외하고 제조된 균열 밀봉재를 사용하고, 폴리포스페이트가 포함되지 않은 제1차 마감재를 사용하였으며, 메타크릴레이트를 제외하여 제2차 마감재를 제조하여 사용한 점만을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 콘크리트 균열의 보수 및 보강 작업을 수행하였다.
시험예
1 및
비교시험예
1
위 실시예 1 및 비교예 1에서 밀봉한 균열부에 대해서 아래와 같은 방식으로 보수면의 강도 및 내구성, 부식성, 내수축성 또는 수밀성, 스케일 방지 특성을 평가하였다.
(i) 보수면의 강도 및 내구성: 균열부의 보수면에 대해서 압축강도, 부착강도, 내충격성을 KS F 2405, KS F 4716, KS F 4041 (6-10) 방식에 따라 각각 평가하였다. 또한 일정한 속도로 수돗물을 흘려보내며 1,000 시간이 지난 후 동일한 방식으로 각각 위 물성을 측정하였다.
(ii) 부식성: 위 내구성 테스트를 거치고 나서 약 100 시간 동안 pH 5.5인 산성 용액을 스프레이로 뿌리고 나서, 평가자가 직접 표면의 부식성을 외관 관찰하여 부식된 정도를 평가하였다.
(iii) 내수축성: KS F 2424의 콘크리트 길이 변화 시험 방법에 따라 내수축성을 평가하였다.
(iv) 스케일 방지 특성: 상기 보수면 강도 및 내구성 측정이 끝나고 나서, 콘크리트 표면, 특히 균열부 주위에 스케일이 어느 정도 형성되었는지 여부에 대해 평가자가 직접 외관 관찰하여 평가하였다.
그 결과, 비교예 1의 균열부에 비하여 실시예 1의 균열부는 특히 보수면의 강도 및 내구성에서 각각 32.5%와 57.8% 향상되었고, 또한 비교예 1과는 달리 실시예 1에서는 전혀 스케일이 발생되지 않았음을 확인하였다.
실시예
2
균열 밀봉재에 ⓛ 황산 알루미늄 칼륨 팽창재 2 kg, ② 플라이애쉬 2 kg을 추가로 첨가하여 제조한 균열 밀봉재를 사용한 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 상기 S4 바닥판 하면에 존재하는 균열부에 대해서 보수 및 보강 작업을 수행하였다.
비교예
2
황산 알루미늄 칼륨 팽창재를 제외하고 제조된 균열 밀봉재를 사용한 점을 제외하고는, 실시예 2과 동일한 방식으로 콘크리트 균열의 보수 및 보강 작업을 수행하였다.
시험예
2 및
비교시험예
2
실시예 2와 비교예 2에서 보수 및 보강된 균열부에 대해 시험예 1에 준하는 시험을 수행하였고, 그 결과 비교예 2의 경우 실시예 1과 거의 유사한 성능을 보인 반면, 실시예 2의 경우 실시예 1에 비하여 부식성이 35% 이상 향상됨을 확인하였다.
실시예
3
균열 밀봉재에 소디움 카르복실메틸 셀룰로오스 : 스티렌 부타디엔 수지가 중량비 2 : 8로 구성된 시멘트 혼화제 2 kg을 추가로 첨가하여 제조한 균열 밀봉재를 사용한 점을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방식으로 상기 S5 바닥판 하면에 존재하는 균열부에 대해서 보수 및 보강 작업을 수행하였다.
시험예
3
실시예 3의 보수 및 보강된 균열부에 대해 시험예 1에 준하는 시험을 수행하였고, 그 결과 실시예 3은 실시예 1에 비하여 내수축성 또는 수밀성이 78% 이상 향상됨을 확인하였다.
비교예
3
디에틸메틸포스페이트를 제외하고 제조된 균열 밀봉재를 사용한 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 콘크리트 균열의 보수 및 보강 작업을 수행하였다.
비교시험예
3
비교예 3의 보수 및 보강된 균열부에 대해 시험예 1에 준하는 시험을 수행하였고, 그 결과 실시예 1에 비하여 부식성과 내수축성이 각각 16%, 24% 저하됨을 확인하였다.
1 : 압전소자 보호재 2 : 압전소자
3 : 백킹 블록 4 : 탐촉자 몸체
5 : + 단자 6 : - 단자
7 : 에폭시수지 8 : 측정기 몸체
9 : 내부 고정 소켓 10 : 외부 고정링
11 : 내부 고정링 12 : 초음파 차폐 고무링
13 : 밀착 스프링 14 : 안착공간
15 : 수납공간 16 : 인출구
17 : 중공부 18 : 작동공간
19 : 전송라인 20 : 결합공
21 : 가동 스톱퍼 22 : 고정 스톱퍼
3 : 백킹 블록 4 : 탐촉자 몸체
5 : + 단자 6 : - 단자
7 : 에폭시수지 8 : 측정기 몸체
9 : 내부 고정 소켓 10 : 외부 고정링
11 : 내부 고정링 12 : 초음파 차폐 고무링
13 : 밀착 스프링 14 : 안착공간
15 : 수납공간 16 : 인출구
17 : 중공부 18 : 작동공간
19 : 전송라인 20 : 결합공
21 : 가동 스톱퍼 22 : 고정 스톱퍼
Claims (7)
- 삭제
- 삭제
- (A) 콘크리트 표면 균열부 주위의 이물질을 제거하고 나서, 콘크리트 검사용 초음파 탐촉장치를 사용하여 상기 콘크리트 표면 균열부의 균열 깊이를 측정하는 단계, (B) 상기 균열부를 따라 일정한 간격으로 복수 개의 주입 구멍을 천공하고 나서, 상기 주입 구멍을 통해 균열 밀봉재를 주입하는 단계, (C) 상기 균열 밀봉재를 주입한 균열부에 제1차 마감재를 코팅하고 양생한 후, 2차 마감재를 코팅하는 단계를 포함하는 콘크리트 구조물 균열 보수보강 방법으로서;
상기 콘크리트 검사용 초음파 탐촉장치는 (a) 압전소자를 안착시키기 위한 안착공간을 가지는 탐촉자 몸체, (b) 상기 탐촉자 몸체 안착공간의 저부에 안착되어 초음파를 발생하고 진동을 전기신호로 변환하는 압전소자, (c) 상기 압전소자를 상기 탐촉자 몸체에 밀착되게 고정시켜 압전소자에서 발생하는 초음파 혹은 수신되는 초음파를 안정화시켜 주는 금속재질의 백킹 블록, (d) 측정기 몸체의 결합공)에 관통지게 결합되어 상기 탐촉자 몸체를 포함하는 초음파 탐촉자를 상기 측정기 몸체에 고정시켜 주는 내부 고정소켓, (e) 상기 내부 고정 소켓과의 나사 결합으로 상기 내부 고정 소켓을 포함하는 초음파 탐촉자를 상기 측정기 몸체에 고정시켜 주는 내부 고정링, (f) 상기 탐촉자 몸체가 내재된 상태에서 상기 내부 고정 소켓과의 나사 결합으로 상기 탐촉자 몸체를 상기 내부 고정 소켓에 고정시켜 주는 외부 고정링을 포함하고;
상기 균열 밀봉재에는 ① 시멘트 : 골재분말 : 스티렌 부타디엔 고무 라텍스 또는 에틸렌 아세트산 비닐이 중량비 10 : 20-30 : 2-5로 포함된 주재부가 100 중량부,
② 페놀수지 : 페놀술폰산 : 스테아닌산아연 : 수산화알루미늄이 중량비 100 : 5-15 : 0.5-5 : 15-100로 포함된 페놀수지 조성물이 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 1-5 중량부,
③ 실리카, 알루미나, 지르코니아, 산화티탄, 산화아연, 산화게르마늄, 산화인듐, 산화주석 및 이들의 혼합물 중에서 선택된 무기 입자가 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 1-5 중량부,
④ 말단 반응성 폴리실록산 화합물을 포함하는 보호수지 성분이 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 5-10 중량부,
⑤ 폴리숙신이미드 : 폴리포스페이트가 중량비 100 : 10-20로 포함된 고분자가 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 5-10 중량부,
⑥ 디에틸메틸포스페이트가 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 30 중량부로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 균열 보수보강 방법. - (A) 콘크리트 표면 균열부 주위의 이물질을 제거하고 나서, 콘크리트 검사용 초음파 탐촉장치를 사용하여 상기 콘크리트 표면 균열부의 균열 깊이를 측정하는 단계, (B) 상기 균열부를 따라 일정한 간격으로 복수 개의 주입 구멍을 천공하고 나서, 상기 주입 구멍을 통해 균열 밀봉재를 주입하는 단계, (C) 상기 균열 밀봉재를 주입한 균열부에 제1차 마감재를 코팅하고 양생한 후, 2차 마감재를 코팅하는 단계를 포함하는 콘크리트 구조물 균열 보수보강 방법으로서;
상기 콘크리트 검사용 초음파 탐촉장치는 (a) 압전소자를 안착시키기 위한 안착공간을 가지는 탐촉자 몸체, (b) 상기 탐촉자 몸체 안착공간의 저부에 안착되어 초음파를 발생하고 진동을 전기신호로 변환하는 압전소자, (c) 상기 압전소자를 상기 탐촉자 몸체에 밀착되게 고정시켜 압전소자에서 발생하는 초음파 혹은 수신되는 초음파를 안정화시켜 주는 금속재질의 백킹 블록, (d) 측정기 몸체의 결합공)에 관통지게 결합되어 상기 탐촉자 몸체를 포함하는 초음파 탐촉자를 상기 측정기 몸체에 고정시켜 주는 내부 고정소켓, (e) 상기 내부 고정 소켓과의 나사 결합으로 상기 내부 고정 소켓을 포함하는 초음파 탐촉자를 상기 측정기 몸체에 고정시켜 주는 내부 고정링, (f) 상기 탐촉자 몸체가 내재된 상태에서 상기 내부 고정 소켓과의 나사 결합으로 상기 탐촉자 몸체를 상기 내부 고정 소켓에 고정시켜 주는 외부 고정링을 포함하고;
상기 균열 밀봉재에는 ① 시멘트 : 골재분말 : 스티렌 부타디엔 고무 라텍스 또는 에틸렌 아세트산 비닐이 중량비 10 : 20-30 : 2-5로 포함된 주재부가 100 중량부, ② 페놀수지 : 페놀술폰산 : 스테아닌산아연 : 수산화알루미늄이 중량비 100 : 5-15 : 0.5-5 : 15-100로 포함된 페놀수지 조성물이 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 1-5 중량부, ③ 실리카, 알루미나, 지르코니아, 산화티탄, 산화아연, 산화게르마늄, 산화인듐, 산화주석 및 이들의 혼합물 중에서 선택된 무기 입자가 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 1-5 중량부, ④ 말단 반응성 폴리실록산 화합물을 포함하는 보호수지 성분이 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 5-10 중량부, ⑤ 폴리숙신이미드 : 폴리포스페이트가 중량비 100 : 10-20로 포함된 고분자가 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 5-10 중량부, ⑥ 디에틸메틸포스페이트가 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 30 중량부로 구성되어 있으며;
상기 제1차 마감재는 폴리비닐부틸알 수지 100 중량부, 상기 폴리비닐부틸알 수지 100 중량부를 기준으로 유기실란 10-25 중량부, 붕산염 화합물 5-8 중량부, 폴리포스페이트 1-5 중량부, 인산 1-5 중량부, 페놀수지 1-5 중량부, 금속분말 1-3 중량부를 포함하고;
상기 제2차 마감재는 말단 반응성 폴리실록산 화합물 100 중량부, 상기 말단 반응성 폴리실록산 화합물 100 중량부를 기준으로 메타크릴레이트 또는 아크릴레이트 20-30 중량부, 실리카, 알루미나, 지르코니아, 산화티탄, 산화아연, 산화게르마늄, 산화인듐 및 산화주석으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 입자를 포함하는 경도강화입자 5-10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 균열 보수보강 방법. - (A) 콘크리트 표면 균열부 주위의 이물질을 제거하고 나서, 콘크리트 검사용 초음파 탐촉장치를 사용하여 상기 콘크리트 표면 균열부의 균열 깊이를 측정하는 단계, (B) 상기 균열부를 따라 일정한 간격으로 복수 개의 주입 구멍을 천공하고 나서, 상기 주입 구멍을 통해 균열 밀봉재를 주입하는 단계, (C) 상기 균열 밀봉재를 주입한 균열부에 제1차 마감재를 코팅하고 양생한 후, 2차 마감재를 코팅하는 단계를 포함하는 콘크리트 구조물 균열 보수보강 방법으로서;
상기 콘크리트 검사용 초음파 탐촉장치는 (a) 압전소자를 안착시키기 위한 안착공간을 가지는 탐촉자 몸체, (b) 상기 탐촉자 몸체 안착공간의 저부에 안착되어 초음파를 발생하고 진동을 전기신호로 변환하는 압전소자, (c) 상기 압전소자를 상기 탐촉자 몸체에 밀착되게 고정시켜 압전소자에서 발생하는 초음파 혹은 수신되는 초음파를 안정화시켜 주는 금속재질의 백킹 블록, (d) 측정기 몸체의 결합공)에 관통지게 결합되어 상기 탐촉자 몸체를 포함하는 초음파 탐촉자를 상기 측정기 몸체에 고정시켜 주는 내부 고정소켓, (e) 상기 내부 고정 소켓과의 나사 결합으로 상기 내부 고정 소켓을 포함하는 초음파 탐촉자를 상기 측정기 몸체에 고정시켜 주는 내부 고정링, (f) 상기 탐촉자 몸체가 내재된 상태에서 상기 내부 고정 소켓과의 나사 결합으로 상기 탐촉자 몸체를 상기 내부 고정 소켓에 고정시켜 주는 외부 고정링을 포함하고;
상기 균열 밀봉재에는 ① 시멘트 : 골재분말 : 스티렌 부타디엔 고무 라텍스 또는 에틸렌 아세트산 비닐이 중량비 10 : 20-30 : 2-5로 포함된 주재부가 100 중량부, ② 페놀수지 : 페놀술폰산 : 스테아닌산아연 : 수산화알루미늄이 중량비 100 : 5-15 : 0.5-5 : 15-100로 포함된 페놀수지 조성물이 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 1-5 중량부, ③ 실리카, 알루미나, 지르코니아, 산화티탄, 산화아연, 산화게르마늄, 산화인듐, 산화주석 및 이들의 혼합물 중에서 선택된 무기 입자가 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 1-5 중량부, ④ 말단 반응성 폴리실록산 화합물을 포함하는 보호수지 성분이 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 5-10 중량부, ⑤ 폴리숙신이미드 : 폴리포스페이트가 중량비 100 : 10-20로 포함된 고분자가 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 5-10 중량부, ⑥ 디에틸메틸포스페이트가 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 30 중량부로 구성되어 있으며;
상기 제1차 마감재는 폴리비닐부틸알 수지 100 중량부, 상기 폴리비닐부틸알 수지 100 중량부를 기준으로 유기실란 10-25 중량부, 붕산염 화합물 5-8 중량부, 폴리포스페이트 1-5 중량부, 인산 1-5 중량부, 페놀수지 1-5 중량부, 금속분말 1-3 중량부를 포함하고; 상기 제2차 마감재는 말단 반응성 폴리실록산 화합물 100 중량부, 상기 말단 반응성 폴리실록산 화합물 100 중량부를 기준으로 메타크릴레이트 또는 아크릴레이트 20-30 중량부, 실리카, 알루미나, 지르코니아, 산화티탄, 산화아연, 산화게르마늄, 산화인듐 및 산화주석으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 입자를 포함하는 경도강화입자 5-10 중량부를 포함하고;
상기 균열 밀봉재는 (i) 황산 알루미늄 칼륨 팽창재 및 (ii) 플라이애쉬 또는 실리카흄을 추가로 포함하며;
상기 (i) 황산 알루미늄 칼륨 팽창재 및 (ii) 플라이애쉬 또는 실리카흄은 상기 주재부 100 중량부 기준으로 각각 (i) 1-3 중량부 및 (ii) 1-3 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 균열 보수보강 방법. - (A) 콘크리트 표면 균열부 주위의 이물질을 제거하고 나서, 콘크리트 검사용 초음파 탐촉장치를 사용하여 상기 콘크리트 표면 균열부의 균열 깊이를 측정하는 단계, (B) 상기 균열부를 따라 일정한 간격으로 복수 개의 주입 구멍을 천공하고 나서, 상기 주입 구멍을 통해 균열 밀봉재를 주입하는 단계, (C) 상기 균열 밀봉재를 주입한 균열부에 제1차 마감재를 코팅하고 양생한 후, 2차 마감재를 코팅하는 단계를 포함하는 콘크리트 구조물 균열 보수보강 방법으로서;
상기 콘크리트 검사용 초음파 탐촉장치는 (a) 압전소자를 안착시키기 위한 안착공간을 가지는 탐촉자 몸체, (b) 상기 탐촉자 몸체 안착공간의 저부에 안착되어 초음파를 발생하고 진동을 전기신호로 변환하는 압전소자, (c) 상기 압전소자를 상기 탐촉자 몸체에 밀착되게 고정시켜 압전소자에서 발생하는 초음파 혹은 수신되는 초음파를 안정화시켜 주는 금속재질의 백킹 블록, (d) 측정기 몸체의 결합공)에 관통지게 결합되어 상기 탐촉자 몸체를 포함하는 초음파 탐촉자를 상기 측정기 몸체에 고정시켜 주는 내부 고정소켓, (e) 상기 내부 고정 소켓과의 나사 결합으로 상기 내부 고정 소켓을 포함하는 초음파 탐촉자를 상기 측정기 몸체에 고정시켜 주는 내부 고정링, (f) 상기 탐촉자 몸체가 내재된 상태에서 상기 내부 고정 소켓과의 나사 결합으로 상기 탐촉자 몸체를 상기 내부 고정 소켓에 고정시켜 주는 외부 고정링을 포함하고;
상기 균열 밀봉재에는 ① 시멘트 : 골재분말 : 스티렌 부타디엔 고무 라텍스 또는 에틸렌 아세트산 비닐이 중량비 10 : 20-30 : 2-5로 포함된 주재부가 100 중량부, ② 페놀수지 : 페놀술폰산 : 스테아닌산아연 : 수산화알루미늄이 중량비 100 : 5-15 : 0.5-5 : 15-100로 포함된 페놀수지 조성물이 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 1-5 중량부, ③ 실리카, 알루미나, 지르코니아, 산화티탄, 산화아연, 산화게르마늄, 산화인듐, 산화주석 및 이들의 혼합물 중에서 선택된 무기 입자가 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 1-5 중량부, ④ 말단 반응성 폴리실록산 화합물을 포함하는 보호수지 성분이 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 5-10 중량부, ⑤ 폴리숙신이미드 : 폴리포스페이트가 중량비 100 : 10-20로 포함된 고분자가 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 5-10 중량부, ⑥ 디에틸메틸포스페이트가 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 30 중량부로 구성되어 있으며;
상기 제1차 마감재는 폴리비닐부틸알 수지 100 중량부, 상기 폴리비닐부틸알 수지 100 중량부를 기준으로 유기실란 10-25 중량부, 붕산염 화합물 5-8 중량부, 폴리포스페이트 1-5 중량부, 인산 1-5 중량부, 페놀수지 1-5 중량부, 금속분말 1-3 중량부를 포함하고; 상기 제2차 마감재는 말단 반응성 폴리실록산 화합물 100 중량부, 상기 말단 반응성 폴리실록산 화합물 100 중량부를 기준으로 메타크릴레이트 또는 아크릴레이트 20-30 중량부, 실리카, 알루미나, 지르코니아, 산화티탄, 산화아연, 산화게르마늄, 산화인듐 및 산화주석으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 입자를 포함하는 경도강화입자 5-10 중량부를 포함하고;
상기 균열 밀봉재는 (i) 황산 알루미늄 칼륨 팽창재 및 (ii) 플라이애쉬 또는 실리카흄을 추가로 포함하며; 상기 (i) 황산 알루미늄 칼륨 팽창재 및 (ii) 플라이애쉬 또는 실리카흄은 상기 주재부 100 중량부 기준으로 각각 (i) 1-3 중량부 및 (ii) 1-3 중량부로 포함하고;
상기 균열 밀봉재는 고흡수성 폴리머 : 재유화형 분말수지가 중량비 1:9 내지 3:7로 이루어진 시멘트 혼화제를 추가로 포함하고, 상기 시멘트 혼화제는 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 1-3 중량부가 포함되며;
상기 고흡수성 폴리머는 감자 전분, 옥수수 전분, 타피오카 전분, 폴리사카라이드, 소디움 카르복실메틸 셀룰로오스, 폴리(아크릴 아미드), 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리(에틸렌 옥사이드), 폴리비닐알콜 및 이들의 혼합물 중에서 선택되고;
상기 재유화형 분말수지는 스티렌 부타디엔 수지, 폴리비닐에틸렌, 에틸렌 비닐 아세테이트 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 균열 보수보강 방법. - (A) 콘크리트 표면 균열부 주위의 이물질을 제거하고 나서, 콘크리트 검사용 초음파 탐촉장치를 사용하여 상기 콘크리트 표면의 강도를 측정하는 단계, (B) 상기 표면에 그리인딩, 치핑, 워터젯 처리를 포함한 표면처리를 수행하는 단계, 및 (C) 상기 표면처리된 표면에 단면복구재를 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 단면 보수보강 방법으로서,
상기 콘크리트 검사용 초음파 탐촉장치는 (a) 압전소자를 안착시키기 위한 안착공간을 가지는 탐촉자 몸체, (b) 상기 탐촉자 몸체 안착공간의 저부에 안착되어 초음파를 발생하고 진동을 전기신호로 변환하는 압전소자, (c) 상기 압전소자를 상기 탐촉자 몸체에 밀착되게 고정시켜 압전소자에서 발생하는 초음파 혹은 수신되는 초음파를 안정화시켜 주는 금속재질의 백킹 블록, (d) 측정기 몸체의 결합공)에 관통지게 결합되어 상기 탐촉자 몸체를 포함하는 초음파 탐촉자를 상기 측정기 몸체에 고정시켜 주는 내부 고정소켓, (e) 상기 내부 고정 소켓과의 나사 결합으로 상기 내부 고정 소켓을 포함하는 초음파 탐촉자를 상기 측정기 몸체에 고정시켜 주는 내부 고정링, 및 (f) 상기 탐촉자 몸체가 내재된 상태에서 상기 내부 고정 소켓과의 나사 결합으로 상기 탐촉자 몸체를 상기 내부 고정 소켓에 고정시켜 주는 외부 고정링을 포함하고;
상기 균열 밀봉재에는 ① 시멘트 : 골재분말 : 스티렌 부타디엔 고무 라텍스 또는 에틸렌 아세트산 비닐이 중량비 10 : 20-30 : 2-5로 포함된 주재부가 100 중량부, ② 페놀수지 : 페놀술폰산 : 스테아닌산아연 : 수산화알루미늄이 중량비 100 : 5-15 : 0.5-5 : 15-100로 포함된 페놀수지 조성물이 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 1-5 중량부, ③ 실리카, 알루미나, 지르코니아, 산화티탄, 산화아연, 산화게르마늄, 산화인듐, 산화주석 및 이들의 혼합물 중에서 선택된 무기 입자가 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 1-5 중량부, ④ 말단 반응성 폴리실록산 화합물을 포함하는 보호수지 성분이 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 5-10 중량부, ⑤ 폴리숙신이미드 : 폴리포스페이트가 중량비 100 : 10-20로 포함된 고분자가 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 5-10 중량부, 및 ⑥ 디에틸메틸포스페이트가 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 30 중량부로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 단면 보수보강 방법.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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