KR101151907B1

KR101151907B1 - 고성능 습식 숏크리트 조성물을 이용한 봅슬레이 경기장의 시공방법

Info

Publication number: KR101151907B1
Application number: KR1020110111323A
Authority: KR
Inventors: 윤경구; 김용곤; 최성용; 김성권; 신현길
Original assignee: 강원대학교산학협력단; 대상이앤씨(주)
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2012-05-31
Also published as: CN103906552B; CN103906552A; WO2013062244A1

Abstract

본 발명은 고성능 습식 숏크리트 조성물을 이용한 봅슬레이 경기장의 시공방법으로서, 더욱 상세하게는 실리카퓸과 AE제가 포함된 고성능 습식 숏크리트 조성물을 이용하여 타설 전에는 과다한 공기량이 확보되어 펌핑성능이 증대되고 타설 후에는 공기량이 감소되어 붙임성능이 증대되는 등 고시공성, 고강도 및 고내구성을 가지는 고성능 습식 숏크리트 조성물을 통해 봅슬레이 경기장을 시공하는 방법에 관한 것이다. 이를 위하여, 철망거푸집을 고정하고, 쿨링파이프를 배치하며, 부착성 및 결속력을 강화시키고, 곡선유지 파이프 설치하는 형틀 제작단계와, 숏크리트 조성물을 포설하는 숏크리트 포설단계와, 곡선 면잡기를 하고 미장으로 마무리하는 1차 면마무리 단계와, 거칠게 면처리를 하는 2차 면마무리 단계와, 습윤양생을 하는 습윤양생단계가 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

고성능 습식 숏크리트 조성물을 이용한 봅슬레이 경기장의 시공방법{CONSTRUCTION METHOD OF BOBSLEIGH TRACK USING WET-MIX SHOTCRETE COMPOSITION}

본 발명은 고성능 습식 숏크리트 조성물을 이용한 봅슬레이 경기장의 시공방법으로서, 더욱 상세하게는 실리카퓸과 AE제가 포함된 고성능 습식 숏크리트 조성물을 이용하여 타설 전에는 과다한 공기량이 확보되어 펌핑성능(Pumpability)이 증대되고 타설 후에는 공기량이 감소되어 붙임성능(Shotability)이 증대되는 등 고시공성, 고강도 및 고내구성을 가지는 고성능 습식 숏크리트 조성물을 통해 봅슬레이 경기장을 시공하는 방법에 관한 것이다.

습식 숏크리트란, 건식 숏크리트와 구분되는 개념으로서, 재료의 혼합 시 물을 첨가하여 분사장치에 공급하고, 노즐에서 공기를 가하여 분사속도를 증가시켜 뿜어 붙이는 콘크리트를 말하며, 에어 압송식, 스크류 및 피스톤 펌프 압송식 공법으로 대별된다. 도 1은 종래 습식 숏크리트의 생산과정 및 시공방법을 나타낸 구성도이다.

이 방법은 약 50년 전부터 사용되어 왔으며, 1970~1980년대에 그 장비와 재료의 개발이 특히 활발히 이루어졌다(ACI 506R-05).

습식 숏크리트는 일정한 배합비에 의해 미리 배합된 재료를 뿜어 붙이기 때문에, 건식 숏크리트에 비해 품질관리가 용이하며, 리바운드 및 분진이 적게 발생하는 장점이 있다.

또한 시공량도 건식 숏크리트에 비해 커서 대량 공사에 적합하다.

반면에 장비가 대형이며 사용재료의 제약을 받는다는 점, 이송거리가 건식 숏크리트에 비해 짧다는 단점이 있다.

최근에는 구조물 및 유지보수용 습식 숏크리트 개발과 함께 장비의 용량 및 크기의 축소화와 작은 직경의 호스 적용을 위한 연구도 진행되고 있다.

그런데, 종래의 습식 숏크리트의 성능을 증대하여 다양한 용도로 사용할 수 있도록 하기 위한 습식 숏크리트 조성물에 대한 연구의 필요성이 부각되어 왔으며, 그 이유는 다음과 같다.

첫 번째로 국내에서 사용되는 숏크리트의 사용범위가 국한되어 있다는 점이다.

국내에서 사용되는 숏크리트는 1차 지보재로 터널 및 지하공간 사면안정에 주로 사용되고, 초기 변형 억제용으로만 사용하고 있으며, 주구조재로 사용하지 않고 있으나, 최근 국외에서는 숏크리트가 주구조재인 터널 무라이닝 공법(싱글쉘 공법), 구조물의 주 구조물재료, 모든 구조물의 유지보수용으로도 사용되고 있다.

이로 인하여 국내에서도 싱글쉘 공법과, 구조물 시공과 유지보수 등에 숏크리트 공법이 적용되는 것에 관심이 확대되고 있다. 즉 숏크리트의 고강도, 고내구성 및 고시공성을 위해 재료의 개발이 점차 요구되고 있는 실정이다.

두 번째로 품질관리의 불량에 대한 점이다.

국내에서 사용되는 숏크리트는 품질기준인 압축강도가 21MPa으로서 품질이 낮아서 국내에서 사용되는 숏크리트는 현재 1차 지보재 역할만하고 그 위에 콘크리트(터널: 라이닝)의 덧씌우기가 되어 장기강도 및 내구성 확보가 필요하지 않게 됨에 따라 초기에 변형을 막기 위한 초기강도 위주로 설계 시공되고 있고, 이로 인하여 숏크리트의 고성능화를 위한 노력 및 인식이 매우 부족하다.

세 번째로 고성능 숏크리트의 개발 필요성이 부각되고 있다.

일반적으로 고성능 콘크리트의 정의는 콘크리트의 고강도화, 고내구성화로 정의되지만, 습식 숏크리트 경우 고성능화에 고시공성이 더해져야 한다. 이에 따라 최근에는 습식 숏크리트의 고성능화를 위해 고강도, 고내구성뿐만 아니라 고시공성(펌핑성능, 리바운드율, 붙임성능)에 대한 연구가 국내외적으로 활발히 이루어지고 있다.

습식 숏크리트는 펌프에 의해 재료가 호스를 통해 이송되는 과정과 대상물(대상구조물)에 뿜어 붙이는 과정으로 이루어지고, 이때 재료의 특성상 재료이송이 잘 되면서 숏크리트 타설시 흘러내리지 않는 높은 항복응력과 점성을 확보하여야 한다. 즉 펌핑성능이 우수한 유동성을 확보한 상태에서 숏크리트의 타설시 붙임성능이 우수한 재료가 필요하게 된다.

한편 종래의 콘크리트 패널 거푸집 시공방법으로 곡면이나 사면을 시공할 경우, 양생 후에 콘크리트 구조물이 견고하지 못하여 외부의 충격에 의해 파손이 쉽게 되는 문제점이 있고, 내구성이 떨어지는 경우 곡면의 표면이 불균형하여 안전사고가 우려되는 문제점이 있었다.

특히 변화곡선으로 이루어진 봅슬레이 경기장의 트랙은 패널 거푸집의 시공이 어렵고, 동해저항성 및 수밀성이 요구되는 대표적인 구조물이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 숏크리트의 시공성을 높이고 기존 콘크리트 비해 장기간 쉽게 열화 및 균열 발생되지 않으며 압축강도가 증진된 고성능 습식 숏크리트 조성물을 통해 봅슬레이 경기장의 시공방법을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 실리카퓸, 팽창재 및 AE제가 포함되어 펌핑성능이 우수하고 타설시 리바운드는 감소되며, 숏크리트 포설 후 붙임성능이 향상되고 수화반응과정에서 수축균열이 발생하지 않는 고강도 고내구성을 가지는 고성능 습식 숏크리트 조성물을 통해 봅슬레이 경기장의 시공방법을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 동파 및 충격에 의한 파손을 방지할 수 있는 고성능 습식 숏크리트 조성물을 통해 경기 중에 안전사고를 방지하여 경기력을 향상시킬 수 있는 봅슬레이 경기장의 시공방법을 제공하는 데에 있다.

본 발명인 고성능 습식 숏크리트 조성물을 이용한 봅슬레이 경기장의 시공방법은 타공이 형성된 철망거푸집을 곡선형상인 곡선측부가 지지되도록 지지대에 고정시키고, 상기 철망거푸집의 곡선측부, 바닥부 및 선단부에 복수개의 쿨링파이프를 길이방향으로 배치하며, 습식 숏크리트 조성물의 부착성 및 결속력을 강화하기 위하여 상기 쿨링파이프가 덮히도록 철근을 격자형으로 배설하여 고정하고, 상기 철근의 상부면에 곡선을 유지시키기 위한 곡선유지 파이프를 일정 간격으로 이격되게 설치하는 형틀 제작단계, 습식 숏크리트 조성물을 제조하고, 상기 철망거푸집의 곡선측부 및 바닥부에 상기 습식 숏크리트 조성물을 포설하는 숏크리트 포설단계, 스크리드 도구를 이용하여 곡선 면잡기를 실시하고, 상기 곡선유지 파이프를 제거하여 상기 습식 숏크리트 조성물이 포설된 곡선측부 및 바닥부에 미장으로 마무리하는 1차 면마무리 단계, 상기 미장으로 마무리된 곡선측부, 바닥부 및 선단부의 표면을 얼음과의 부착이 용이하도록 거칠게 면처리하는 2차 면처리단계, 상기 거칠게 면처리된 곡선측부 및 바닥부의 표면에 살수하여 습윤양생을 하는 습윤양생단계가 포함되어 이루어지고, 이루어지고, 상기 습식 숏크리트 조성물은, 배합전 숏크리트 80~85 부피%와 공기량 15~20 부피%가 배합되어 이루어지되, 상기 배합전 숏크리트는 배합전 숏크리트 100 중량%를 기준으로 하여 굵은골재 18~28 중량%, 잔골재 40~50 중량%, 시멘트 12~22 중량%, 물 3~13 중량%, 실리카퓸 1.4~2.4 중량%, 팽창재 1.6~2.6 중량%, 고성능 유동화제 0.01~0.1 중량% AE제 0.0001~0.01 중량%가 포함되어 이루어지고, 상기 AE제는 상기 시멘트 100 중량부에 대하여 0.0027~0.005 중량부이다.

본 발명은 숏크리트의 시공성을 높이고 기존 콘크리트 비해 장기간 쉽게 열화 및 균열 발생되지 않으며 압축강도가 증진된 고성능 습식 숏크리트 조성물을 통해 봅슬레이 경기장을 시공할 수 있는 효과가 있다.

또한 실리카퓸, 팽창재 및 AE제가 포함되어 펌핑성능이 우수하고 타설시 리바운드는 감소되며, 숏크리트 포설 후 붙임성능이 향상되고 수화반응과정에서 수축균열이 발생하지 않는 고강도 고내구성을 가지는 고성능 습식 숏크리트 조성물을 통해 봅슬레이 경기장을 시공할 수 있는 효과가 있다.

또한 동파 및 충격에 의한 파손을 방지할 수 있는 고성능 습식 숏크리트 조성물을 통해 경기 중에 안전사고를 방지하여 경기력을 향상시킬 수 있는 봅슬레이 경기장을 시공할 수 있는 효과가 있다.

도 1는 본 발명의 흐름도.
도 2는 본 발명에 따른 봅슬레이 경기장의 부분절개 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 봅슬레이 경기장의 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 형틀 제작단계의 상태를 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 숏크리트 포설단계의 상태를 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 1차 면마무리 단계의 상태를 나타낸 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 2차 면마무리 단계 및 습윤양생단계의 상태를 나타낸 단면도.

본 발명인 고성능 습식 숏크리트 조성물을 이용한 봅슬레이 경기장의 시공방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있으며, 이에 따라 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다.

먼저 도 1은 본 발명인 봅슬레이 경기장 시공방법의 흐름도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명에 따라 시공이 완료된 봅슬레이 경기장을 나타낸 부분절개 사시도 및 단면도이다.

본 발명인 고성능 습식 숏크리트 조성물을 이용한 봅슬레이 경기장의 시공방법은 형틀 제작단계, 숏크리트 포설단계, 1차 면마무리 단계, 2차 면마무리 단계, 습윤양생단계가 포함되어 이루어진다.

도 4는 본 발명에 따른 형틀 제작단계의 상태를 나타낸 단면도이다.

봅슬레이 경기장의 트랙(200)을 제작하기 위한 상기 형틀(270) 제작단계는 철망거푸집(Stay Form)(272)을 고정하고, 쿨링파이프(274)를 배치하고, 철근(276)을 배설하여 부착성 및 결속력을 강화시키고, 곡선유지 파이프(278)를 설치하는 단계로 나뉜다.

상기 철망거푸집(272)을 고정하는 것은 종횡 방향으로 형성된 철근 등에 메쉬망 부재가 부착되어 철망이 형성된 철망거푸집(270)을 곡선형상인 곡선측부(240)가 지지되도록 지지대(100)에 고정한다.

상기 철망거푸집(272)은 습식 숏크리트 조성물을 포설하는 장비가 고압으로 타설하였을 때 곡선형상을 유지해야하고, 제작이 용이한 재질이어야 한다. 또한 철망거푸집(272)의 철망 사이로 습식 숏크리트 조성물이 정체될 수 있는 간격을 유지해야하고, 포설 후에는 철망거푸집(272)이 습식 숏크리트 조성물과 일체화되는 것이다.

상기 쿨링파이프(274)를 배치하는 것은 철망거푸집(272)의 곡선측부(220), 바닥부(240) 및 선단부(260)에 복수개의 쿨링파이프(274)를 봅슬레이 경기장의 트랙(200) 길이방향으로 배치한다.

상기 부착성 및 결속력을 강화시키는 것은 습식 숏크리트 조성물의 부착성 및 결속력을 강화하기 위하여 쿨링파이프(274)가 덮히도록 철근(276)을 격자형으로 배설하여 고정한다. 상기 철근 대신에 와이어메쉬를 사용하거나, 철근과 와이어메쉬를 함께 사용할 수도 있다.

상기 곡선유지 파이프(규준틀)(278)를 설치하는 것은 철근(276)의 상부면에 곡선을 유지시키기 위한 곡선유지 파이프(278)를 일정 간격으로 이격되게 설치한다.

상기 곡선유지 파이프(278)는 봅슬레이 경기장 트랙(200) 내부의 변화곡선을 시공하기 위한 장치로 곡선 가공 조립이 용이하여야 하고, 또한 습식 숏크리트 조성물을 포설하는 장비의 고압에 의해 변형이 되지 않아야 하며, 후술하는 1차 면마무리 단계에서 곡선 면잡기 후 제거가 용이해야 한다.

도 5는 본 발명에 따른 숏크리트 포설단계의 상태를 나타낸 단면도이다.

상기 숏크리트 포설단계는 바닥부, 곡선측부 및 선단부에 습식 숏크리트 조성물을 포설하여 부착시킨 다음에, 상기 습식 숏크리트 조성물을 포설할 때 리바운드되어 발생된 숏크리트 이물질을 제거한다.

상기 숏크리트 포설단계에서 타설면은 바닥부 타설 후에 곡선측부와 선단부의 순서대로 숏크리트를 타설하고, 타설이음(시공이음)이 발생된 경우에는 먼저 리바운드된 이물질을 제거한 다음에 타설해야 한다.

타설시에 노즐은 항상 뿜어 붙이는 면에 수직이 되도록 유지되게 하고, 적절한 뿜어 붙이는 거리와 뿜는 압력을 유지하여야 하고, 포설된 습식 숏크리트 조성물이 흘러내리지 않는 범위의 적당한 두께로 뿜어 붙여 소정의 두께가 될 때까지 반복해서 뿜어 붙여야 한다.

철근(276)이 있는 면은 최소 피복두께를 최소 25mm로 유지해야 하고, 쿨링파이프(274) 및 철근(276)이 설치된 곳에 실시할 때는 각 구성의 사이에 공극이 생기지 않도록 뿜어 붙여야 하며, 비가 오거나 기온이 5℃ 이하인 경우에는 포설을 실시하지 않아야 한다.

상기 포설된 습식 숏크리트 조성물은 철망거푸집(272)의 곡선측부(220), 바닥부(240) 및 선단부(260)에 스며들어 철망거푸집(272)의 뒤쪽까지 형성되어 철망거푸집(272)과 함께 일체화되어 숏크리트(280)로 이루어진다.

도 6은 본 발명에 따른 1차 면마무리 단계의 상태를 나타낸 단면도이다.

상기 1차 면마무리 단계는 길이가 긴 스크리드(screed) 도구를 이용하여 봅슬레이 경기장 트랙(200)의 상하 방향으로 움직이면서 깎아내는 방법으로 곡선 면잡기를 실시하고, 곡선유지 파이프(278)를 제거한 다음에, 습식 숏크리트 조성물이 포설된 곡선측부(220), 바닥부(240) 및 선단부(260)에 손미장으로 미장 마무리를 한다.

도 7은 본 발명에 따른 2차 면마무리 단계 및 습윤양생단계의 상태를 나타낸 단면도이다.

상기 2차 면마무리 단계는 상기 미장으로 마무리된 곡선측부(220), 바닥부(240) 및 선단부(260)의 표면을 경기장의 트랙에 빙상을 만들기 위한 얼음과의 부착이 용이하도록 블러쉬막대(Broom Texture Finish)를 사용하여 봅슬레이 경기장 트랙(200)의 상하 방향으로 움직이면서 거칠게 면처리한다.

상기 습윤양생단계는 상기 거칠게 면처리된 곡선측부(220), 바닥부(240) 및 선단부(260)의 표면에 살수하여 건조, 온도변화, 하중, 충격 등의 나쁜 영향을 받지 않도록 보호하기 위하여 최소 7일 이상 양생하는 것으로 습윤양생을 하고 시공을 완료한다.

상기 습윤양생단계에서 대기온도가 0℃ 이하인 경우에는 양생기간을 더 연장할 수 있다.

시공이 완료되면 봅슬레이 트랙(200)의 표면에 얼음을 형성시켜 봅슬레이 경기장이 완성된다.

본 발명인 봅슬레이 경기장의 시공방법에 따른 상기 습식 숏크리트 조성물은 배합전 숏크리트 80~85 부피%와 공기량 15~20 부피%가 배합되어 이루어지되, 상기 배합전 숏크리트는 배합전 숏크리트 100 중량%를 기준으로 하여 굵은골재 18~28 중량%, 잔골재 40~50 중량%, 시멘트 12~22 중량%, 물 3~13 중량%, 실리카퓸 1.4~2.4 중량%, 팽창재 1.6~2.6 중량%, 고성능 유동화제 0.01~0.1 중량% AE제 0.0001~0.01 중량%가 포함되어 이루어지고, 상기 AE제는 상기 시멘트 100 중량부에 대하여 0.0027~0.005 중량부이다.

상기 배합전 숏크리트에서 상기 굵은골재는 본 발명인 습식 숏크리트 조성물을 이용하여 경관 구조물의 시공시 리바운드를 줄이기 위하여 지름은 10㎜ 이하이고, 18~28 중량%로 혼합되는 것이 바람직하며, 23.9 중량%인 것이 더욱 바람직하다.

상기 잔골재는 펌핑성능과 붙임성능을 위해 40~50 중량%로 혼합되는 것이 바람직하고, 45.3 중량%인 것이 더욱 바람직하다.

상기 시멘트는 보통 포틀랜드 시멘트로 12~22 중량%로 혼합되는 것이 바람직하고, 17.9 중량%인 것이 더욱 바람직하다.

물-바인더비(W/B)는 단위결합재에 대한 물의 양을 표현하고자 사용되는 비율로서, 펌핑성능과 붙임성능이 우수한 습식 숏크리트 조성물을 제조하기 위하여 40%인 값을 갖도록 낮추는 것이 바람직하다.

이때 상기 바인더는 콘크리트 배합에서 골재를 접착할 수 있는 것을 뜻하며, 일반적으로 시멘트가 대표적이고, 그 외에 혼화재료가 수화반응하여 접착제로서 역할을 할 경우 상기 혼화재료도 바인더라고 할 수 있다.

본 발명에 따른 상기 습식 숏크리트 조성물은 시멘트, 실리카퓸 및 팽창재가 바인더에 포함된다.

숏크리트에서 수화반응을 위해 필요한 단위수량은 물-시멘트비가 15~25%이지만, 일반적으로 물-시멘트비를 55~60%로 유지하는 이유는 유동성을 확보해야 하기 때문이다. 그러나, 본 발명에 따른 습식 숏크리트 조성물을 제조하기 위해서는 물-바인더비를 40%로 낮추는 것이 필요하고, 이를 위하여 후술하는 고성능 유동화제를 같이 사용한다.

상기 실리카퓸은 습식 숏크리트 조성물의 펌핑성능 및 뿜칠성능을 증대시키기 위한 것으로, 상기 실리카퓸이 포함된 습식 숏크리트 조성물을 이용하여 봅슬레이 경기장을 시공하게 되면 수밀성과 내구성이 우수하게 되며, 이를 위하여 상기 실리카퓸은 1.4~2.4 중량%로 혼합되는 것이 바람직하고, 1.9 중량%인 것이 더욱 바람직하다.

단위 시멘트량이 높은 습식 숏크리트의 배합은 자기수축 및 건조수축이 발생할 우려가 크기 때문에 양생시 수분증발의 억제와 수축저감이 필요하고, 이를 위하여 현장조건에 따라 양생은 습윤양생 및 피막양생(양생제)등을 하고 있으나, 대부분이 기건상태에서 양생을 하기 때문에 수분증발에 따른 수축균열이 발생하게 된다.

본 발명은 팽창재(Calcium Sulfoaluminate, CSA)를 사용하게 되면 타설 후 수축되는 것을 보상할 수 있고 또한 수축으로 인한 균열을 막을 수 있으며, 이를 위해 상기 팽창재는 1.6~2.6 중량%로 혼합되는 것이 바람직하고, 2.2 중량%인 것이 더욱 바람직하다.

상기 고성능 유동화제는 습식 숏크리트의 유동성 확보를 위해 0.01~0.1 중량%로 혼합되는 것이 바람직하고, 0.05 중량%인 것이 더욱 바람직하며, 본 발명에서는 폴리카본산계를 사용하는 것이 가장 우수한 효과를 나타낸다.

상기 폴리카본산계를 사용하는 이유는 시간의 흐름에 따라 유동성을 읽어버리는 슬럼프 로스 현상이 발생하게 되는데, 종래의 나프타렌 계열은 시간에 따라 슬럼프 로스 현상이 커지게 되어 콘크리트 배합 후 슬럼프의 변화게 크게 나타나는 문제가 있지만, 폴리카본산계를 사용하게 되면 슬럼프 로스 현상을 줄일 수 있고 콘크리트 배합 후에 숏크리트 작업까지 작업성을 확보할 수 있는 장점이 있다.

상기 AE제(공기연행제)는 0.0001~0.01 중량%로 혼합되는 것이 바람직하고, 0.0005 중량%인 것이 더욱 바람직하며, 시멘트를 기준으로 하면 상기 시멘트 100 중량부에 대하여 0.0027~0.005 중량부로 혼합된다.

AE제를 사용하게 되면 숏크리트에 초기 과다공기량이 확보되어 공기들이 베어링 역할을 함에 따라 유동성이 증가하게 되고, 숏크리트의 타설과 동시에 타설면에 숏크리트가 붙으면 공기량이 급감소하게 되어 유동성이 감소함에 따라 흘러내리는 항복치의 증대로 붙임성능이 증대된다. 또한 타설시 리바운드율이 감소하게 되는 효과도 갖게 된다.

종래의 일반적인 콘크리트는 내구성 지수(동결융해저항성)를 높이기 위해 AE제를 혼입하여 공기량을 3~6 부피% 정도로 확보하기도 하지만, 국내에서 사용되는 숏크리트는 사용범위가 고내구성을 요하지 않기 때문에 AE제가 포함된 숏크리트 재료가 전무한 실정이다. 또한 숏크리트는 시공 방법의 특성상 고압분사를 하게 됨에 따라 공기량이 감소하게 되고, 이로 인하여 연행공기량이 감소하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명에 따른 공기량은 종래 숏크리트에 포함된 공기량에 비해 타설하기 전에는 15~20 부피%를 갖고, 타설 후에도 3~6 부피%를 갖는 특징이 있다.

상기의 재료들이 포함되어 이루어진 습식 숏크리트 조성물은 이동식 믹서 장비를 이용하여 현장에서 생산 후 바로 시공하는 것이 바람직하다.

현장에서 생산 후 바로 시공하게 되면, 시공의 효율성이 증대되고 고품질을 일정하게 유지할 수 있는 장점이 있다.

이하 본 발명인 습식 숏크리트 조성물의 효과를 알아보기 위한 시험 결과에 대하여 설명한다.

표 1은 본 발명에 따른 습식 숏크리트 조성물의 실시예인 바람직한 배합비율을 나타낸 배합표이다.

상기 배합표에서 상기 배합전 숏크리트의 상기 시멘트, 상기 실리카퓸 및 상기 팽창재가 포함되어 이루어진 단위 결합재는 습식 숏크리트 조성물의 펌핑성능과 붙임성능을 위해 440~480㎏/㎥인 값을 갖는 것이 바람직하고, 460㎏/㎥인 것이 더욱 바람직하다.

상기 Gmax는 굵은골재의 최대치수를 뜻하고, 최대치수 10㎜ 골재는 10㎜ 안 팍의 골재가 포함되어 이루어진다.

상기 S/a는 잔골재율을 뜻하는 것으로, 콘크리트 1000ℓ(1㎥)를 생산할 때 사용되는 전체 골재 체적이 a이고, 잔골재 체적이 S이다.

국내 콘크리트(숏크리트) 배합설계에서는 각 재료를 밀도로 나누고 체적으로 계산하여 1000ℓ(1㎥)를 생산할 수 있는 체적비를 계산한 뒤에 이를 다시 중량으로 환산하여 1㎥ 생산시 사용되는 재료의 중량비로 배합비를 결정한다.

표 2는 표 1의 배합표에 의한 습식 숏크리트 조성물을 이용하여 시공한 봅슬레이 경기장의 강도특성, 작업성 및 내구성을 나타내었다.

상기 표 2를 통해 본 발명에 따른 봅슬레이 경기장의 압축강도, 부착강도 및 균열저항성이 우수한 것을 알 수 있고, 작업성이 뛰어나고 충분한 공기량이 확보되며, 동결융해저항성, 표면박리저항성 및 방수성능이 우수한 것을 알 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 숏크리트의 시공성을 높이고 기존 콘크리트 비해 장기간 쉽게 열화 및 균열 발생되지 않으며 압축강도가 증진된 고성능 습식 숏크리트 조성물을 통해 봅슬레이 경기장을 시공할 수 있는 효과가 있고, 실리카퓸, 팽창재 및 AE제가 포함되어 펌핑성능이 우수하고 타설시 리바운드는 감소되며, 숏크리트 포설 후 붙임성능이 향상되고 수화반응과정에서 수축균열이 발생하지 않는 고강도 고내구성을 가지는 고성능 습식 숏크리트 조성물을 통해 봅슬레이 경기장을 시공할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 비록 한정된 실시예를 도면에 의해 설명되었으나, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

100 : 지지대 200 : 봅슬레이 트랙
220 : 곡선측부 240 : 바닥부
260 : 선단부 270 : 형틀
272 : 철망거푸집 274 : 쿨링파이프
276 : 철근 278 : 곡선유지 파이프
280 : 숏크리트

Claims

타공이 형성된 철망거푸집을 곡선형상인 곡선측부가 지지되도록 지지대에 고정시키고, 상기 철망거푸집의 곡선측부, 바닥부 및 선단부에 복수개의 쿨링파이프를 길이방향으로 배치하며, 습식 숏크리트 조성물의 부착성 및 결속력을 강화하기 위하여 상기 쿨링파이프가 덮히도록 철근을 격자형으로 배설하여 고정하고, 상기 철근의 상부면에 곡선을 유지시키기 위한 곡선유지 파이프를 일정 간격으로 이격되게 설치하는 형틀 제작단계,
습식 숏크리트 조성물을 제조하고, 상기 철망거푸집의 곡선측부 및 바닥부에 상기 습식 숏크리트 조성물을 포설하는 숏크리트 포설단계,
스크리드 도구를 이용하여 곡선 면잡기를 실시하고, 상기 곡선유지 파이프를 제거하여 상기 습식 숏크리트 조성물이 포설된 곡선측부 및 바닥부에 미장으로 마무리하는 1차 면마무리 단계,
상기 거칠게 면처리된 곡선측부, 바닥부 및 선단부의 표면을 얼음과의 부착이 용이하도록 거칠게 면처리하는 2차 면처리단계,
상기 습식 숏크리트 조성물이 포설된 곡선측부 및 바닥부의 표면에 살수하여 습윤양생을 하는 습윤양생단계가 포함되어 이루어지고,
상기 습식 숏크리트 조성물은, 배합전 숏크리트 80~85 부피%와 공기량 15~20 부피%가 배합되어 이루어지되, 상기 배합전 숏크리트는 배합전 숏크리트 100 중량%를 기준으로 하여 굵은골재 18~28 중량%, 잔골재 40~50 중량%, 시멘트 12~22 중량%, 물 3~13 중량%, 실리카퓸 1.4~2.4 중량%, 팽창재 1.6~2.6 중량%, 고성능 유동화제 0.01~0.1 중량% AE제 0.0001~0.01 중량%가 포함되어 이루어지고, 상기 AE제는 상기 시멘트 100 중량부에 대하여 0.0027~0.005 중량부인 것을 특징으로 하는 고성능 습식 숏크리트 조성물을 이용한 봅슬레이 경기장의 시공방법.
청구항 1에 있어서,
상기 숏크리트 포설단계 후 숏크리트 포설에 의해 리바운드로 발생된 숏크리트 이물질을 제거하는 숏크리트 이물질 제거단계가 더 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 고성능 습식 숏크리트 조성물을 이용한 봅슬레이 경기장의 시공방법.
삭제
청구항 1 에 있어서,
상기 배합전 숏크리트에서 상기 시멘트, 상기 실리카퓸 및 상기 팽창재가 포함되어 이루어지는 단위 결합재는 440~480㎏/㎥인 것을 특징으로 하는 고성능 습식 숏크리트 조성물을 이용한 봅슬레이 경기장의 시공방법.
청구항 1에 있어서,
상기 숏크리트 포설단계에서, 상기 포설된 습식 숏크리트 조성물은 상기 철망거푸집의 바닥부, 곡선측부 및 선단부에 스며들어 상기 철망거푸집과 함께 일체화되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 고성능 습식 숏크리트 조성물을 이용한 봅슬레이 경기장의 시공방법.