KR101177919B1

KR101177919B1 - 에프알피를 이용한 사일로 보수 보강 공법

Info

Publication number: KR101177919B1
Application number: KR1020120051228A
Authority: KR
Inventors: 김성수; 정성원
Original assignee: 정성원; 김성수
Priority date: 2012-05-15
Filing date: 2012-05-15
Publication date: 2012-08-29

Abstract

본 발명은 에프알피를 이용한 사일로 보수 공법에 관한 것으로, 철판보다 경량이면서 밀착력과 강성이 우수한 에프알피를 이용하여 사일로를 보수함으로써 고소 작업도 용이하고 안전하게 할 수 있고, 사일로를 효과적으로 보수 보강함을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 에프알피를 이용한 사일로 보수 공법은, 사일로(1)의 표면에 에프알피 보수 보강 시트(10)를 부착하여 상기 사일로를 보수하되, 상기 에프알피 보수 보강 시트는, 유리섬유와 탄소섬유와 케블라를 포함하는 방향족 나일론 섬유와 열경화성 수지가 결합되어 이루어진 것을 특징으로 한다. 상기 에프알피 보수 보강 시트는, 상기 사일로의 표면에서부터 내식층, 보강층 및 외부층의 층상 구조로 이루어지되, 상기 내식층은 방향족 나일론 섬유 10 ~ 25중량%, 열경화성 수지 75 ~ 90중량%가 혼합되어 이루어지며, 상기 보강층은 방향족 나일론 섬유 50 ~ 80중량%, 상기 열경화성 수지 20 ~ 50중량%가 혼합되어 이루어지면서 상기 내식층에 접착되고, 상기 외부층은 유리섬유가 결합되어 이루어지며 상기 보강층에 접착되는 매트이다.

Description

에프알피를 이용한 사일로 보수 보강 공법{METHOD FOR REPAIR AND REINFORCE SILO USING FRP}

본 발명은 사일로 보수 보강 공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 철판보다 경량이면서 밀착력과 강성이 우수한 에프알피(Fiber Reinforced Plastics, FRP)를 이용하여 사일로를 보수함으로써 고소 작업도 용이하고 안전하게 할 수 있고, 사일로를 효과적으로 보수 보강할 수 있는 에프알피를 이용한 사일로 보수 보강 공법에 관한 것이다.

일반적으로 사일로(silo)라 함은 목초의 저장발효와 곡물, 곡식, 시멘트, 골재 등을 저장하기 위한 탑모양의 건조물을 말한다.

사일로(silo)는 외관상의 형태, 건축재료, 설치장소 등에 따라서 여러가지 종류가 있고, 건축재료로는 주로 철근 콘크리트, 시멘트 벽돌, 강철판 등이 이용된다.

사일로(silo)의 종류로는 탑형 사일로, 트렌치 사일로, 벙커 사일로, 스택 사일로, 진공 사일로 등이 있으며, 한국에서 가장 많이 보급된 형식은 상기에 기술한 종류 중 탑형 사일로(silo)가 주부류를 이루고 있다.

상기 탑형 사일로(silo)는 원통을 세워 놓은 모양이며, 재료는 철근 콘크리트를 이용하여 견고하게 시공함으로써 이루어진다.

상기와 같은 사일로(silo)는 그 내부에 콘크리트로 이루어진 콘크리트 콘부가 시공 설치되어 있다.

사일로는 콘크리트 구조물로서, 콘크리트의 재질의 단점으로 인하여 균열, 부식, 백화현상 등이 발생되며, 이러한 현상을 방치하면 사일로의 붕괴로 이어질 수 있기 때문에 사일로의 보수 작업이 이루어지고 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 사일로 보수 공법을 통해 보수된 사일로의 평면도로서, 사일로(1)의 외부 표면을 보수하기 위하여 사일로(1)의 외부 표면에 보수용 철판(2)을 덧댄다.

구체적으로 설명하면, 사일로(1)의 표면에 두부가 돌출되도록 앵커(3)를 설치하고, 직선형 단면의 보수용 철판(2)을 사일로(1)의 곡률을 따라 구부리면서 앵커(3)에 끼워 고정하는 방법으로 보수용 철판(2)을 설치한다.

그러나, 종래 기술에 의한 사일로의 보수 공법에 따르면, 보수용 철판(2)의 중량이 무겁기 때문에 시공이 어렵고 안전사고가 발생될 우려가 있다. 특히, 사일로(1)의 보수 작업은 고소작업을 요구하는데, 높은 곳에서 무거운 보수용 철판(2)을 구부리면서 앵커(3)에 고정하는 작업이 매우 어렵다.

그리고, 다수의 보수용 철판(2)을 용접으로 연결하여 사용하기 때문에 용접에 따른 비용이 상승하는 문제점도 있다.

또한, 사일로(1)의 보수를 위하여 표면을 정리한다 하여도 사일로(1)의 표면과 보수용 철판(2)의 사이에 틈이 생기고, 특히, 보수용 철판(2)이 사일로(1)의 곡률을 따라 구부러질 수는 있지만 울퉁불퉁한 표면에 밀착되지 못하여 틈이 생기며, 이 틈으로 인하여 사일로(1)의 표면이 손상되기 때문에 상기 틈에 몰탈을 주입하여야 하는 번거로움도 있다.

또한, 보수용 철판(2)을 고정하기 위한 앵커(3)를 설치하기 위하여 사일로(1)에 구멍을 천공하여야 하는 어려움과 위험성이 있으며, 구멍에 따라 사일로(1)의 단면 손상이 일어나고 강도가 떨어지는 문제점도 있다.

또한, 보수용 철판(2)은 수분이나 염분에 의해 부식되어 해안가에서 사용이 매우 제한적이며, 부식방지처리를 하여도 완벽한 부식방지가 불가능하고 부식방지처리에 따른 비용이 상승하는 문제점도 있다.

또한, 보수용 철판(2)은 사일로(1)의 외부를 차단하는 기능만 수행할 뿐이기 때문에 콘크리트의 중성화, 열화, 침수, 건조수축 등의 현상을 차단하지 못하며, 따라서, 사일로(1)의 보수 기술로서 신뢰성이 매우 떨어진다. 아울러, 보수용 철판(2)의 이음부에서 전술한 현상이 발생되는 문제점도 있다.

또한, 보수용 철판(2)은 재질의 특성상 표면을 미려하게 표현하기 어렵기 때문에 다양한 분위기를 연출할 수 없는 문제점도 있다.

등록특허 제10-0381792호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 철판보다 경량의 소재를 이용하여 사일로를 보수함으로써 고소 작업도 용이하고 안전하게 할 수 있는 에프알피를 이용한 사일로 보수 보강 공법을 제공하려는데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 보수 자재와 사일로 사이에 틈이 생기지 않도록 하여 보수 자재와 사일로를 일체로 합성하여 보수하려는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 보수 자재의 이음부를 견고하게 유지하려는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 사일로를 손상없이 보수하려는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 수분이나 염분에 의해 부식을 일으키지 않도록 하여 해안가에 시공된 사일로로 보수하려는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 보수된 사일로의 표면을 다양한 분위기로 연출하려는데 있다.

본 발명에 의한 에프알피를 이용한 사일로 보수 보강 공법은, 사일로의 표면에 에프알피 보수 보강 시트를 부착하여 상기 사일로를 보수하되, 상기 에프알피 보수 보강 시트는, 유리섬유와 탄소섬유와 케블라를 포함하는 방향족 나일론 섬유와 열경화성 수지가 결합되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 에프알피 보수 보강 시트는, 상기 사일로의 표면에서부터 내식층, 보강층 및 외부층의 층상 구조로 이루어지되, 상기 내식층은 방향족 나일론 섬유 10 ~ 25중량%, 열경화성 수지 75 ~ 90중량%가 혼합되어 이루어지며, 상기 보강층은 방향족 나일론 섬유 50 ~ 80중량%, 상기 열경화성 수지 20 ~ 50중량%가 혼합되어 이루어지면서 상기 내식층에 접착되고, 상기 외부층은 유리섬유가 결합되어 이루어지며 상기 보강층에 접착되는 매트이다.

본 발명에 의한 에프알피를 이용한 사일로 보수 보강 공법에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

에프알피 보수 보강 시트는 경량의 특성을 갖고 있는 알루미늄보다도 가벼운 경량이기 때문에 취급(운반, 부착 등)이 매우 용이하고 따라서, 고소 작업에서도 무리없이 부착할 수 있으므로 공기를 단축하고 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.

에프알피 보수 보강 시트는 유연성이 매우 뛰어나기 때문에 에프알피 보수 보강 시트가 사일로의 표면에 밀착되어 틈을 발생하지 않으며, 따라서, 추가적인 몰탈(4) 주입작업없이 사일로를 보수할 수 있으므로 비용을 절감하고 사일로의 내구성을 향상할 수 있다.

에프알피 보수 보강 시트를 부착하는 중에 에프알피 보수 보강 시트의 이음부를 용접으로 결합하지 않고 이음하여 비용을 절감하고 이음부의 노출을 막을 수 있으며, 에프알피 보수 보강 시트를 겹이음함으로써 이음부를 보다 견고하게 보수할 수 있다.

또한, 에프알피 보수 보강 시트를 접착제로 부착하여 구멍을 천공하는 불필요한 작업을 없애며, 사일로의 단면 변화로 인한 손상을 방지할 수 있다.

또한, 에프알피 보수 보강 시트는 수분이나 염분에 의한 부식을 일으키지 않기 때문에 해안가에도 적용이 가능하며, 즉 위치적 제한없이 모든 곳에 사용이 가능하다. 에프알피 보수 보강 시트가 사일로와 일체로 합성되어 사일로(1)의 표면을 외부와 차단하는 기능뿐만 아니라, 콘크리트의 중성화, 열화, 침수, 건조수축 등의 현상을 막을 수 있으므로 사일로의 내구성을 향상할 수 있다.

또한, 에프알피 보수 보강 시트의 표면을 다양한 분위기로 프린팅하거나 부착하는 방법을 통해 사일로의 표면을 친자연적이고 다채로운 분위기로 연출할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 사일로 보수 공법을 보인 평면도.
도 2는 본 발명에 의한 에프알피를 이용한 사일로 보수 보강 공법에 의해 보수된 사일로의 평면도.
도 3은 본 발명에 의한 에프알피를 이용한 사일로 보수 보강 공법의 공정도.
도 4a와 도 4b는 각각 본 발명에 의한 에프알피를 이용한 사일로 보수 보강 공법에 의해 보수된 사일로의 정면도로서,
도 4a는 에프알피 보수 보강 시트가 하부로 가면서 점진적으로 두껍게 부착된 예를 보인 것이고,
도 4b는 에프알피 보수 보강 시트가 계단형태로 부착된 예를 보인 것이다.
도 5a와 도 5b는 각각 본 발명에 의한 에프알피를 이용한 사일로 보수 보강 공법에 의한 에프알피 보수 보강 시트의 이음부를 보인 것으로서,
도 5a는 에프알피 보수 보강 시트들의 겹이음 상태를 도시한 것이며,
도 5b는 에프알피 보수 보강 시트들의 이음부를 별도의 이음재로 마감한 예를 도시한 것이다.

본 발명에 의한 에프알피를 이용한 사일로 보수 공법은 도 2에서 보이는 것처럼, 사일로(1)의 표면에 에프알피 보수 보강 시트(10)를 부착함으로써 이루어진다.

에프알피 보수 보강 시트(10)는, 유리섬유와 탄소섬유와 케블라를 포함하는 방향족 나일론 섬유와 열경화성 수지가 결합되어 이루어진 것이며, 내식층(11), 보강층(12) 및 외부층(13)의 층상 구조로 이루어진다.

내식층(11)과 보강층(12) 및 외부층(13)은 각각 에프알피를 재질로 하며, 즉, 모든 층은 유리섬유를 포함하는 방향족 나일론 섬유와 열경화성 수지가 결합되어 이루어지지만, 단 각 층별로 기능이 다르기 때문에 조성에 차이가 있다.

내식층(11)은 사일로(1)의 외부 표면에 접하는 것으로, 높은 접착성과 내식성을 요구하며, 이를 위하여 유리 섬유 10 ~ 25중량%, 열경화성 수지 75 ~ 90중량%가 혼합되어 이루어진다. 즉, 열경화성 수지의 혼합량을 유리 섬유보다 많게 한 것은 접착성과 내식성을 증대하기 위한 것으로, 75중량% 미만으로 혼합되면 접착성과 내식성을 요구하는 수준으로 맞추지 못하고 90중량% 초과로 혼합되면 강도가 약한 단점이 있다.

보강층(12)은 에프알피 보수 보강 시트(10)의 기계적 및 물리적 강도를 유지하는 기능을 하며, 유리 섬유 50 ~ 80중량%, 상기 열경화성 수지 20 ~ 50중량%가 혼합되어 이루어진다.

유리 섬유는 규산염을 주성분으로 하는 유리를 용융 가공한 것으로, 고온에 견디며, 물과 불에 강하고, 화학적 내구성이 있기 때문에 부식하지 않으며, 인장강도가 강하고, 이러한 특성으로 사일로의 열화, 침수, 건조수축, 균열 등을 효과적으로 막아주며, 50중량% 미만이 혼합되면 전술한 효과를 얻지 못하고 80중량% 초가로 혼합되면 접착성이 약한 단점이 있다.

유리 섬유는 섬유사에 의해 망구조로 직조된 형태, 단섬유로 된 촙 매트(chop mat) 형태 등이 사용 가능하다.

사일로(1)에 작용하는 하중을 보면 상부에서 저부로 갈수록 하중이 크게 작용되며, 따라서, 에프알피 보수 보강 시트(10)는 사일로(1)의 저부에 더 두껍게 적용되어야 한다. 본 발명에 적용된 에프알피 보수 보강 시트(10)의 두께는 보강층(12)의 두께 조절을 통해 이루어진다. 즉, 에프알피 보수 보강 시트(10)의 보강을 담당하는 보강층(12)의 두께 조절을 통해 에프알피 보수 보강 시트(10)의 두께를 조절함으로써 사일로(1)에 작용하는 하중에 대한 버팀력을 확보할 수 있다. 보강층(12)의 두께 조절은 보강층(12)을 구성하는 시트의 두께를 조절하는 방법, 보강층(12)을 구성하는 시트의 수량 조절을 통해 이루어질 수 있다. 즉, 제조성과 적용성을 감안할 때 보강층(12)의 시트의 수량 조절을 통해 보강층(12)의 두께를 조절하는 것이 바람직하다.

외부층(13)은 에프알피 보수 보강 시트(10)를 외부로부터 보호하는 것으로서, 유리섬유가 결합되어 이루어진 매트[상표명 : SURFACE MAT(#30)]가 사용된다.

이와 같은 층상 구조의 에프알피 보수 보강 시트(10)는 각각의 층 즉 내식층(11), 보강층(12), 외부층(13)은 별개의 제조공정을 통해 제조된 후 접착되어 이루어지는 등 다양한 방법으로 제조될 수 있다.

본 발명에 적용된 에프알피 보수 보강 시트(10)는 사일로(1)의 표면[실질적으로는 에프알피 보수 보강 시트(10)의 표면]을 다양한 분위기로 연출하기 위하여 마감층이 더 형성될 수 있다.

상기 마감층은 미려한 외관 및 내후성 향상을 위하여 적용되며 도색(Gel Coating) 또는 자외선 차단(UV) 코팅 등의 표면처리시트(20)를 통해 이루어진다.

표면처리시트(20)는 에프알피 보수 보강 시트(10)의 외부 표면에 접착되어, 단일 공정을 통해 사일로(1)에 사용되고 또는 에프알피 보수 보강 시트(10)와 별개로 하여 현장에서 선택적으로 사용될 수도 있다.

본 발명은 사일로(1)의 외부 표면에 에프알피 보수 보강 시트(10)를 부착하는 방법으로 사일로(1)를 보수 보강하며, 이하 효율적인 시공과 보수 보강을 위한 방법을 구체적으로 설명한다.

본 발명은 도 3에서 보이는 것처럼, 면 정리 - 프라이머(primer) 도포 - 에프알피 보수 보강 시트 부착 - 그라인딩(grinding) - 표면 마감의 공정으로 이루어지며, 각 구체적인 공정은 다음과 같다.

1. 면 정리.

사일로(1)의 표면에 균열, 백화현상 등의 보수원인이 발생하는 경우 또는 보수원인이 발생되지 않더라도 사일로(1)를 보강할 경우 먼저 사일로(1)의 외부 표면을 매끄럽게 정리한다. 사일로(1)의 표면을 정리하는 장비와 방법은 공지된 것이므로 구체적인 설명을 생략한다.

2. 프라이머 도포.

사일로(1)의 면을 정리한 후 에프알피 보수 보강 시트(10)의 모든 부분이 사일로(1)의 면에 부착되도록 프라이머를 도포하여 프라이머 접착층을 형성한다.

3. 에프알피 보수 보강 시트 부착.

프라이머 접착층 표면에 에프알피 보수 보강 시트(10)를 부착한다.

에프알피 보수 보강 시트(10)는 롤 형태로 감겨 있거나 접힌 상태로 보관 및 운반될 수 있으며, 예를 들어 사일로(1)의 원주에 맞춰 에프알피 보수 보강 시트(10)를 재단하고, 에프알피 보수 보강 시트(10)의 내식층(11)을 상기 프라이머 접착층에 대응되도록 하여 에프알피 보수 보강 시트(10)를 사일로(1)의 외부에 감아 부착한다.

에프알피 보수 보강 시트(10)는 유연성과 탄성력이 있기 때문에 사일로(1)의 표면이 울퉁불퉁하여도 사일로(1)의 표면에 밀착되며, 따라서, 사일로(1)의 표면과의 사이에 틈이 생기지 않는다.

에프알피 보수 보강 시트(10)는 사일로(1)에 작용하는 하중에 맞춰 사일로(1)의 하부로 갈수록 두껍게 부착된다. 도 4a와 도 4b는 에프알피 보수 보강 시트(10)의 두께를 달리한 예를 도시한 정면도로서, 도 4a와 같이 사일로(1)의 하부로 갈수록 점진적으로 에프알피 보수 보강 시트(10)의 두께를 두껍게 하거나, 도 4b와 같이 에프알피 보수 보강 시트(10)의 두께를 계단식으로 두껍게 한다.

또한, 에프알피 보수 보강 시트(10)를 부착하는 과정 중에 횡방향과 종방향으로 에프알피 보수 보강 시트(10)의 이음부가 발생되며, 도 5a와 도 5b는 에프알피 보수 보강 시트(10)의 이음부를 보인 예시도로서, 도 5a에서처럼, 하부의 제1에프알피 보수 보강 시트(10-1)를 부착한 후 상부의 제2에프알피 보수 보강 시트(10-2)를 부착할 때 제2에프알피 보수 보강 시트(10-2)의 일부분이 제1에프알피 보수 보강 시트(10-1)의 일부분을 덮도록 겹이음한다. 또는 도 5b에서처럼, 제1,2에프알피 보수 보강 시트(10-1,10-2)의 이음부가 겹쳐지지 않도록 한 후 이들의 이음부 겉에 별도의 이음재(10-3)[이음재는 제1,2에프알피 보수 보강 시트(10-1,10-2)와 동일한 재질로 구성될 수 있다]를 부착한다.

도면에서는 종방향의 예만 도시하였으나, 횡방향도 동일한 방법으로 이음된다.

3. 그라인딩.

에프알피 보수 보강 시트(10)의 부착이 완료되면 에프알피 보수 보강 시트(10)의 표면을 공지의 그라인더로 그라인딩한다.

4. 표면 마감.

그라인딩을 완료한 후 에프알피 보수 보강 시트(10)의 표면에 표면처리시트(20)를 부착하여 마감층을 형성하며, 표면처리시트(20)의 종류에 따라 색상을 표현하거나 자외선을 차단하거나 백화 현상 등을 방지할 수 있다.

1 : 사일로, 10 : 에프알피 보수 보강 시트
11 : 내식층, 12 : 보강층
13 : 외부층, 20 : 표면처리시트

Claims

사일로(1)의 표면에 에프알피 보수 보강 시트(10)를 부착하여 상기 사일로를 보수하되,
상기 에프알피 보수 보강 시트는, 유리섬유와 탄소섬유와 케블라를 포함하는 방향족 나일론 섬유와 열경화성 수지가 결합되어 이루어지되,
상기 사일로의 표면에서부터 내식층, 보강층 및 외부층의 층상 구조로 이루어지고, 상기 내식층은 방향족 나일론 섬유 10 ~ 25중량%, 열경화성 수지 75 ~ 90중량%가 혼합되어 이루어지며, 상기 보강층은 방향족 나일론 섬유 50 ~ 80중량%, 상기 열경화성 수지 20 ~ 50중량%가 혼합되어 이루어지면서 상기 내식층에 접착되고, 상기 외부층은 유리섬유가 결합되어 이루어지며 상기 보강층에 접착되는 매트인 것을 특징으로 하는 에프알피를 이용한 사일로 보수 보강 공법.
삭제
청구항 1에 있어서, 상기 에프알피 보수 보강 시트의 보강층의 두께 조절을 통해 상기 에프알피 보수 보강 시트의 두께를 조절하여, 상기 사일로에 작용하는 하중에 맞춰 상기 에프알피 보수 보강 시트의 두께를 달리하여 부착하는 것을 특징으로 하는 에프알피를 이용한 사일로 보수 보강 공법.
청구항 1 또는 청구항 3에 있어서, 상기 에프알피 보수 보강 시트의 외측 표면에 조색제를 도포하거나 UV 코팅제를 도포하여 마감층을 형성하는 것을 특징으로 하는 에프알피를 이용한 사일로 보수 보강 공법.
청구항 1 또는 청구항 3에 있어서, 상기 사일로의 외부측 표면을 정리하고, 상기 사일로의 외부측 표면에 프라이머를 도포하여 접착층을 형성한 후 상기 접착층에 상기 에프알피 보수 보강 시트를 부착하여 보수층을 형성하는 것을 특징으로 하는 에프알피를 이용한 사일로 보수 보강 공법.