KR101112179B1

KR101112179B1 - 콘크리트 바닥의 비구조적 균열 보수 공법

Info

Publication number: KR101112179B1
Application number: KR1020080114484A
Authority: KR
Inventors: 김지현
Original assignee: 김지현
Priority date: 2008-11-18
Filing date: 2008-11-18
Publication date: 2012-02-24
Also published as: KR20100055656A

Abstract

콘크리트 바닥의 비구조적 균열 보수 공법이 개시된다. 개시된 공법은 콘크리트 바닥의 균열부위를 청소하는 단계와; 상기 균열부위에 제1커팅홈이 형성되도록 균열라인을 따라 균열부위를 1차 커팅하는 단계와; 상기 균열부위에 직각방향으로 제2커팅홈이 형성되도록 상기 균열부위의 직각방향으로 2차 커팅하는 단계와; 상기 2차 커팅에 의해 형성된 제2커팅홈에 보강재를 삽입하는 단계와; 상기 제1커팅홈과 제2커팅홈에 균열보수재를 충진하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

비구조적 균열보수, MMA 수지, 보강철물, 균열보수공법

Description

콘크리트 바닥의 비구조적 균열 보수 공법{The Method of repair of nonstructural crack on the concrete floor}

본 발명은 콘크리트 바닥의 비구조적 균열 보수 공법에 관한 것이다.

콘크리트 구조체의 균열은 발생원인에 따라 크게 구조적 균열(Structural crack)과 비구조적 균열(Nonstructural crack)로 나눌 수 있다. 구조적인 균열은 발생원인도 다양하며 그 원인을 밝히기도 어려워 현재까지 마땅한 보수공법이 없을뿐더러 기술적으로도 보수보다는 보강공법으로 해결해야 하기 때문에 여기서 다루는 균열은 비구조적인 균열로 한정한다.

한편, 기존의 비구조적 균열의 일반적인 보수공법은 크게 표면처리공법, 주입공법, 충진공법으로 나눌 수 있다. 표면처리공법은 도막탄성방수제, 폴리머시멘트 페이스트(polymer cement paste) 등을 이용한 공법으로 주로 0.2mm이하의 미세균열 위에 도막을 형성하는 균열보수공법이다. 주입공법은 도1의 (가)에서처럼 에폭시수지 및 발포우레탄을 패커 및 주사기 등을 사용하여 균열부위에 주입(Injection)하는 공법이다.

또한, 충진(filling)공법은 0.5mm이상의 비교적 큰 균열에 적용되는 공법으로 균열부위를 균열에 따라 절단(Cutting)한 후 균열보수재를 충진하는 공법이다.
균열부위를 절단하는 모양에 따라 도 1의 (나)에서처럼 U-cut, V-cut, Saw-cut으로 나뉜다. U-cut과 V-cut은 주로 균열크기가 10mm이하의 경우에 균열보수재와 균열면과 접착면을 넓혀주고 균열보수재가 원활히 충진될 수 있도록 하기 위해 이용된다. 한편, Saw-cut은 보통 10mm 이상의 균열 및 균열유도줄눈을 위해 적용되며 균열 및 절단(Cutting)깊이가 깊을 경우 일반적으로 백업제를 사용한다.

이상의 균열보수공법 중에서 본 비구조적 균열보수공법은 충진공법 일종이다.

국내에서 기존 비구조적 균열보수공법은 절단(Cutting)모양이 어느 것이던 균열부위를 따라 절단하고 절단(Cutting)부위에 단순히 균열보수재를 충진하여 마무리하는 것이 전부였다.

그러나 이러한 방법은 적용되는 부위가 일상생활에서 빈번히 사용되는 바닥부위의 균열이라는 점을 감안할 때 보수의 효과의 성능 및 지속성, 즉 내구성 측면에서 어느 정도 한계가 있다고 할 수 있다. 이는 균열보수를 하고 난 후에도 균열보수 부위의 잦은 사용, 그에 따른 충격, 진동의 영향 및 온도에 따른 균열부위의 수축팽창 등 여러 가지 이유로 균열부위에 가해지는 외력(Movement)에서 자유로울 수 없 기 때문이다. 비구조적인 균열부위는 사용상 온도변화에 따른 수축팽창에 노출되어 있으며 또한 균열부위에 사용, 충격에 따른 응력집중 및 지속적인 인장력을 받게 된다.

일단 기존의 충진공법을 사용하여 보수하게 되더라도 어느 정도 보수의 효과는 기대할 수 있어 일정기간 균열발생으로 인해 수분이 침투함에 따른 콘크리트의 중성화 및 철근의 부식 등의 2차적 피해를 막을 수는 있다.

그러나 바닥균열부위의 수축팽창에 대한 문제는 고탄성의 충진제를 사용하면 어느 정도 해결될 수 있지만 균열부위의 양쪽 면에 인장력이 심하게 가해지는 상황 하에서는 문제점이 드러난다. 즉, 균열보수충진부위의 재차 박리박락이 발생가능성이 크다. 고탄성의 균열보수재라 하더라도 접착력이 보통 균열보수재의 탄성력을 충분히 뒷받침해 줄 수 없어 바닥 균열보수충진부위에 작용하는 인장력에 취약할 수 있다.

그로 인해 기존 보수공법이 적용되었다 하더라도 균열보수충진부위의 박리박락으로 재시공이 요구될 경우가 많으며, 품질이 우수한 균열보수재를 사용하여 보수충진을 하는 경우에도 그 품질을 제대로 발현시키는데 한계가 있다.

콘크리트 바닥 균열을 방치할 경우 미관상 안정성을 의심하게 할 뿐만 아니라 균열 사이로 인체에 유해한 여러 물질(육가 크롬-Cr6+ 및 새집 증후군 등을 야기하는 유해물질 등)이 유출된다. 또한, 균열 사이 수분침투로 인한 콘크리트의 중성화 및 철근을 부식시킴으로써 콘크리트의 구조안정성, 사용성 및 건축물의 내구성을 저해하는 2차적인 문제가 발생한다. 2차적 문제의 발생가능성은 유관으로 직접 확인되는 부분이 아니라 대부분의 사람이 위험을 간과하고 지나가는 경우가 많다. 그러나 균열이 인간에게 미치는 유해한 영향이나 건축물의 안정성을 고려해 볼 때 시급하게 처리해야 할 문제이다. 이러한 균열을 보수하기 위한 여러 보수공법이 존재하는데 이 중 기존의 비구조적 균열보수충진공법은 끊임없이 수축팽창하는 균열부위 변위 및 인장력에 취약하다.
따라서 본 공법은 이러한 외력(Movement)에 취약한 기존의 단순 균열보수충진공법을 보완, 보강 및 개량하여 균열보수의 내구성을 증진하는데 그 목적이 있다.

상기 본 발명의 목적은 콘크리트 바닥의 균열부위를 청소하는 단계와; 상기 균열부위에 제1커팅홈이 형성되도록 균열라인을 따라 균열부위를 1차 커팅하여 단계와; 상기 균열부위에 직각방향으로 제2커팅홈이 형성되도록 상기 균열부위의 직각방향으로 2차 커팅하는 단계와; 상기 2차 커팅에 의해 형성된 제2커팅홈에 보강재를 삽입하는 단계와; 상기 제1커팅홈과 제2커팅홈에 균열보수재를 충진하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 바닥의 비구조적 균열 보수 공법을 제공함으로써 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 공법은 균열부위를 따라 단순절단(Cutting)하여 균열보수재를 충진하던 기존의 충진공법을 보완 및 보강한 공법으로, 균열부위의 폭과 길이에 따라 적절히 보강철물 및 보강철근을 삽입해 줌으로써 균열보수의 성능 및 내구성을 증가시킬 수 있다는 효과가 있다.
또한, MMA 수지(Resin) 및 MMA 모르타르(Mortar)를 사용함으로써 속경성(빠른 경화-1시간 이내 경화)이라는 특성으로 인해 균열로 인한 건축물 구조체에 발생 가능한 2차적인 문제점을 신속히 보수할 수 있다는 효과가 있다. 나아가, MMA 수지(Resin)의 고탄성 및 MMA 모르타르(Mortar)의 고강도 특성 때문에 온도 및 사용하중 변화에 따른 균열보수부위의 하자발생 및 균열진행과 균열확대를 방지해 주는 효과가 있다.
또한, MMA계열 수지(Resin) 및 모르타르(Mortar)에서 'Silikal F-10 Resin' 및 'Silikal R-17 Mortar'를 균열보수재로 사용하는 경우에는 영하기온에서도 적용 가능하므로, 겨울철 및 냉동창고에도 적용할 수 있다는 시공상의 장점도 있다.

비구조적 균열은 균열폭에 따라 일반균열 및 대균열로 나뉜다. 이 중 일반균열은 미세균열(0.3mm이하), 소균열(0.3mm~2mm) 및 중균열(2mm~10mm)을 포함한 10mm 이하의 균열을 말하며, 대균열은 균열폭이 10mm 이상인 균열을 말한다. 또한, 일반균열에 대한 보수공법을 일반균열 보수공법으로 지칭하기로 하고, 대균열에 대한 보수공법을 대균열 보수공법으로 지칭하기로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 일반균열 보수공법 및 대균열 보수공법에 따른 균열보수재로서 MMA 수지(Resin) 및 MMA 모르타르(Mortar)를 사용한다.

일반균열 보수공법에는 고탄성 MMA 수지를 적용하여 충진보수를 하는데 고탄성 MMA 수지(Resin)는 접착력과 탄성력이 우수하다. 그런 기본적인 특성으로 인해 균열보수재와 균열면과의 접착력을 확보하며 콘크리트 바닥의 압축력 및 인장력에 저항할 수 있는 우수한 탄성도가 발현될 수 있도록 하여 균열보수의 성능을 증진시키는데 기여한다. 또한, 고탄성 MMA 수지(Resin)는 속경성(빠른 경화 속도-1시간 이내 경화) 타입으로 사용이 빈번한 바닥과 같은 부분에 신속한 균열보수가 가능하다. 균열보수재로서 ‘Silikal F-10 resin’을 사용할 경우 첨가제를 첨가함으로써 영하기온에서도 적용 가능한바, 겨울철 및 냉동 창고에도 적용할 수 있다는 시공상의 장점도 있다.

한편, 대균열보수충진공법에는 고강도 MMA 모르타르(Mortar)를 사용한다. 대균열 보수공법의 특성상 고탄성보다는 고강도가 요구되며, 역시 속경성타입으로 긴급보수처리가 가능하며 Silikal R-17 Mortar를 적용할 경우 충분한 강도를 확보할 뿐만 아니라 냉온성을 바탕으로 역시 영하기온에서 도조차 적용할 수 있다.

우선 ‘일반균열 보수공법’의 시공방법은 다음과 같은 절차를 거친다.

균열보수 전 먼저 균열부위를 청소 및 정리를 한다.
이후 도2(다)에서와 같이 그라인더를 이용해 균열부위를 1차 커팅한다. 즉, 균열부위를 따라 균열부위를 1차 커팅하여 균열부위에 제1커팅홈(10)을 형성한다. 상기 제1커팅홈(10)에는 추후 균열보수재가 충진되게 된다. 이때 일반균열은 균열이 작기 때문에 균열보수재와 균열부위 간 접착면 확보를 위해 U-cut 이나 V-cut을 하는 것이 바람직하다.
균열부위에 1차 커팅이 완료된 다음에는 도2(라)에서와 같이 균열부위에 직각으로 2차커팅하여 제2커팅홈(11)을 형성한다. 상기 제2커팅홈(11)은 폭 1cm 정도, 길이 10cm 정도로 균열부위의 10cm ~ 50cm 마다 형성되는 것이 바람직하다. 일반적으로, 직각커팅에 의해 형성된 제2커팅홈(11)의 간격은 발생한 균열이 작을수록 좁아진다. 또한, 균열의 변곡점이 있는 경우에는 특정방향으로 커팅할 수도 있다.

이 후에는 하도제(Primer)를 도포하고 하도제(Primer)가 경화되면 도2(바)에 도시된 바와 같이 보강재를 상기 제2커팅홈(11)에 삽입한다. 이 때, 일반균열에 사용되는 보강재는 도2(마)에 도시된 바와 같이 판재가 지그재그로 접혀진 형상의 신축가능한 보강철물(12)인 것이 바람직하다. 상기 보강철물(12)은 제2커팅홈(11)에 삽입될 수 있는 디멘젼을 구비하는 데, 바람직하게는 폭: 약 1cm, 길이 10cm 이하, THK: 약 1~2mm 정도인 것이 바람직하다.
상기와 같이 보강철물(12)이 제2커팅홈(11)에 삽입한 다음에는 고탄성 MMA 수지(Resin)를 제1커팅홈(10)과 제2커팅홈(11)에 충진함으로써 본 발명에 따른 공법이 완성되는 데, 완성된 공법은 도3(사)에 도시된 바와 같이 균열부위의 인장력 및 압축력에 따른 수축팽창의 변위에 효과적으로 저항할 수 있으며 균열보수의 성능 및 내구성 증진에 기여할 수 있다.

이상의 '일반균열보수공법'을 정리하면 다음과 같다.

1. 균열부위 청소 및 정리

2. 균열부위를 따라 1차커팅 - 도2(다)

3. 균열부위의 직각방향으로 2차커팅 - 도2(라)

4. 균열보수재의 하도제(Primer) 도포(하도제가 필요없는 경우 생략가능)

5. 보강철물 삽입 - 도2(마) 및 도2(바)

6. 고탄성 MMA 수지(Resin) 충진 - 도3(사)

한편, 대균열 보수공법의 절차는 다음과 같다.

도4(아)에서와 같이 균열보수 전 먼저 균열부위를 청소 및 정리를 한다.
이 후 도4(자)에서 보는 바와 같이 균열부위를 따라 그라인더를 이용하여 1차커팅하여 제1커팅홈(20)을 형성하고 상기 균열부위의 직각방향으로 2차커팅하여 제2커팅홈(21)을 형성한다. 여기서 상기 제2커팅홈(21)은 균열라인을 따라 50cm ~ 100cm 간격으로 형성되는 것이 바람직하며, 보강재 삽입을 위한 폭 및 길이에 따라 saw 커팅한 다음 커팅 내부 영역을 소형 브레이커(breaker)를 이용해 파취(Patch)하여 형성될 수 있다.
이 후, 필요한 경우 하도제(Primer)를 도포하고 하도제가 경화되면 도4(차)에서와 같이 보강철근, 바람직하게는 이형원형철근(22)을 삽입한 후 도4(카)와 같이 고강도 MMA 모르타르(Mortar)를 충진하여 작업을 마무리한다.

이상의 대균열 보수공법을 정리하면 다음과 같다.

1. 균열부위 청소 및 정리 - 도4(아)

2. 균열부위 1차커팅 및 및 2차커팅(직각커팅) 도 4의 (자)

3. 절단(Cutting)부위 파취(Patch)작업

5. 보강철근(이형원형철근)삽입 - 도4(차)

6. 고강도 MMA 모르타르(Mortar) 충진 - 도4(카)

도1은 주사기 및 패커(Packer)를 이용한 주입공법 및 절단(Cutting) 모양에 따른 단면도이며,

도2는 본 발명에 따른 일반균열 보수공법의 시공순서를 설명하기 위한 도면이며,

도3은 본 발명에 따른 일반균열 보수공법의 시공완료도이며,

도4는 본 발명에 따른 대균열 보수공법의 시공순서를 설명하기 위한 도면이다.

Claims

콘크리트 바닥의 균열부위를 청소하는 단계와;

상기 균열부위에 제1커팅홈이 형성되도록 균열라인을 따라 균열부위를 1차 커팅하는 단계와;

상기 균열부위에 직각방향으로 제2커팅홈이 형성되도록 상기 균열부위의 직각방향으로 2차 커팅하는 단계와;

상기 2차 커팅에 의해 형성된 제2커팅홈에 보강재를 삽입하는 단계와;

상기 제1커팅홈과 제2커팅홈에 균열보수재를 충진하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하되,

상기 보강재는 판재가 지그재그로 접혀진 형상의 신축가능한 보강철물이며, 상기 균열보수재는 MMA 수지인 것을 특징으로 하는 콘크리트 바닥의 비구조적 균열 보수 공법.
제1항에 있어서,

균열폭이 10mm이하인 일반균열시, 상기 1차커팅은 V커팅 또는 U커팅이며, 상기 제2커팅홈이 균열라인을 따라 10cm 내지 50cm간격으로 형성되도록 커팅하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 바닥의 비구조적 균열 보수 공법.
제1항에 있어서,

균열폭이 10mm이상인 대균열시, 상기 제2커팅홈은 균열라인을 따라 50Cm 내지 100cm 간격으로 형성되며, 보강재 삽입을 위한 폭 및 길이에 따라 saw 커팅한 다음 커팅 내부 영역을 소형 브레이커(breaker)를 이용해 파취(Patch)하여 형성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 바닥의 비구조적 균열 보수 공법.
삭제
제1항 또는 제3항에 있어서,

상기 보강재는 이형원형철근이며, 균열보수재는 MMA 모르타르인 것을 특징으로 하는 콘크리트 바닥의 비구조적 균열 보수 공법.
제1항에 있어서,

균열 및 커팅부위에 속경성 및 냉온성이 요구되는 경우, 상기 균열보수재는 Silikal F-10 수지 또는 Silikal R-17 모르타르인 것을 특징으로 하는 콘크리트 바닥의 비구조적 균열 보수 공법.