KR101183927B1 - 건축구조물의 지반 및 구조 보수공사를 위한 보수제 주입시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건축 구조물의 지반 및 구조 보수공사를 위한 보수제 주입시스템에 관한 것으로서, 종래의 로터리식 펌프를 사용하는 보수제 주입장치는 수용성 무기질계 보수제를 양호하게 주입하기 어려워 시공이 힘들고, 니플 설치시에 급결몰탈을 사용하므로서 작업성이 나쁘며 시간이 오래걸리는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 끝단에 연결구(113)가 구비된 공급호스(112)를 통해 통체(10)의 수용성 무기질 보수제를 공급하는 피스톤식 펌프(110)와; 지지대(121)를 기점으로 시이소 동작되면서 펌프(110)의 피스톤로드(111)를 동작시키는 레버(120)와; 크랭크(132)의 연접봉(133) 일단이 레버(120)의 타단에 결착되어 회전운동을 레버(120)의 상하 운동으로 전환시키는 전동기(130)와; 전동기(130)의 회전속도를 조절하여 피스톤식 펌프(110)의 주입압력과 주입속도를 조절하는 인버터(140); 로 구성되며, 공급호스(112)의 연결구(113)에는 인젝션홀(300)에 끼워져 설치되는 보수제 주입용 니플(200)을 탈착식으로 결합되게 하여 보수제가 십수겹으로 양호하게 적층 양생되게 하고, 니플의 설치 및 탈거 작업이 신속 용이토록 한 것을 특징으로 한다.

Description

건축구조물의 지반 및 구조 보수공사를 위한 보수제 주입시스템{Repair agent infusion system of ground and strukture repair construction for construction structure}

본 발명은 건축 구조물의 지반 및 구조 보수공사를 위한 보수제 주입시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 건축 구조물의 지반 및 구조에 발생한 내부 부실 부위나 균열(Crack) 부위에 수용성의 무기질 보수제를 여러번 공급하여 양생시키는 과정이 양호하게 이루어질 수 있는 건축 구조물의 지반 및 구조 보수공사를 위한 보수제 주입시스템에 관한 것이다.

일반적으로 철근 콘크리트 구조물의 내구성은 균열(Crack)에 의해 좌우 된다고 할 수 있으며, 이러한 철근 콘크리트 구조물의 균열을 방치하면 겨울에 물이 유입 동파됨에 따라 균열부위를 확대시키고, 또한 공기 유입으로 철근에 녹이 발생하며, 구조물의 신축, 팽창시 압축 강도가 현저히 저하되어 구조물의 수명을 단축시키게 된다.

다시 말해, 철근 콘크리트 구조물의 균열을 그대로 방치하면 그 균열부위를 통해 수분과 공기가 침투함에 따라 철근부식, 동결융해, 투수, 투기, 콘크리트의 중성화 등 내구성에 치명적인 영향을 끼치게 되는 원인이 되며, 장기적으로는 구조 성능 저하로 이어지게 된다.

즉, 슬래브는 방수층의 결함에 의해 누수가 발생되기도 하지만 대부분은 슬래브 자체의 균열에 의해 방수층이 파괴되어 누수 현상이 발생된다고 할 수 있으며, 이러한 균열 발생은 슬래브 뿐만 아니라 지반 부위를 포함하여 구조물의 구조 어디에서나 진행된다고 할 수 있다.

그리고, 이러한 균열 부위에 빗물이나 눈 녹은 물 등의 수분이 유입되면 이 수분이 모세관 현상에 의해 구조물 속으로 더 깊이 스며들어 균열부위를 더욱 확대시켜 진행시킴으로 인해 구조물에 누수 현상이 발생하게 되고, 이러한 균열부위는 구조물의 단열 및 난방 효과를 감소시킴과 아울러 구조물의 붕괴까지 초래하게 되는 경향이 있다.

이러한 하자의 주 원인인 구조체의 균열을 보수하기 위해서는 아래의 국부적인 보수장치가 주로 사용되고 있으며, 그 중에서 충전식 보수장치는 균열부위가 큰 경우에 사용하는 것으로서 콘크리트 이어치기나 균열부를 "U"형이나 "V"형으로 커팅한 후 충전제로 처리하는 것이다. 그리고 도포식 보수장치는 누수가 예상되는 균열부분이 미세하여 균열부분에 대해 무기질계나 몰탈을 도포하는 것이다.

하지만, 상기의 보수장치들은 대부분 표면의 균열부위만을 보수하는 것이므로 구조물 내부의 균열을 완전히 제거 보강하지 못하는 결점이 있다.

구조물 내부의 균열을 완전히 제거 보강하려면 보수제를 주입하여 구조물의 균열부위를 일체화 하여주는 무기질계 보수제를 주입하는 장치를 사용하는 것이 바람직하다.

그런데, 무기질계 보수제 주입을 위해 일반 로터리식 펌프를 사용할 경우 고압으로 연속 주입하게 되면 균열이 이미 진행된 구조체에 심각한 영향을 줄 수 있으며, 저압으로 계속 주입하는 것은 너무 낮은 압력으로 인해 주입시간이 상당히 오래 걸리고 주입되기 전에 보수제의 경화가 발생하여 주입이 점차 어렵게 되는 문제점이 있다.

그리고, 주입용 니플이 설치되는 인젝션홀과 니플 간에 틈새가 있으면 보수제 주입시의 압력 유지가 잘 안 된다. 이를 위해 종래에는 인젝션홀과 니플 사이의 틈새를 매번 급결몰탈로 메웠는 바, 이는 급결몰탈을 채운 후 양생될 때까지 기다려야 하므로 시간이 오래 걸리고, 작업 후에는 매번 양생된 급결몰탈을 부숴야만 니플을 빼낼 수 있는 등 작업성이 매우 나쁜 문제점이 있다.

특히, 방수시트의 손상되지 않도록 하려면 인젝션홀을 슬라브 저면에서 위를 향해 상향식으로 형성하는 것이 바람직한데, 이 경우에는 저면에서 급결몰탈을 틈새에 채우는 과정이 까다롭고 시간이 많이 걸려서 상향식의 인젝션홀은 선호되지 못하였다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은 건축 구조물의 지반 및 구조에 발생한 내부 부실 부위나 균열(Crack) 부위에 수용성 무기질 보수제를 주입하기 위한 압력조절과 속도조절이 가능한 건축구조물의 지반 및 구조 보수공사를 위한 보수제 주입시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 보수제 주입을 위한 니플을 인젝션홀에 보다 신속 간편하면서도 기밀성있게 설치하거나 손쉽게 분리할 수 있도록 하므로서 작업성이 좋은 건축구조물의 지반 및 구조 보수공사를 위한 보수제 주입시스템을 제공하는데 있다.

이러한 본 발명의 목적은 건축구조물의 지반 및 구조 보수공사를 위한 보수제 주입시스템을, 수용성 무기질 보수제를 펌핑 공급하는 피스톤식 펌프와; 지지대를 기점으로 시이소 동작되면서 펌프의 피스톤로드를 동작시키는 레버와; 축에 설치된 크랭크의 연접봉 일단이 레버의 타단에 결착되어 회전운동을 레버의 상하 운동으로 전환시키는 전동기와; 전동기의 회전속도를 조절하여 펌프의 주입압력과 주입속도를 조절하는 인버터; 로 구성함으로서 달성되는 것이다..

본 발명의 다른 목적은 펌프의 공급호스 끝단에 구비된 연결구에는 인젝션홀에 끼워져 설치되는 보수제 주입용 니플을 탈착식으로 구비하되, 공급호스의 연결구와 결착되는 나사부가 외주면에 형성되고, 선단에 걸림턱이 구비된 주입관과; 주입관의 외주면에 끼워지는 원통형으로 형성되며, 고무재질로 형성되어 구경이 신축 조절되는 지지부재와; 주입관의 나사부에 결합되어 풀거나 조임에 따라 지지부재의 구경을 신축시키는 관통형의 너트;로 구성하면 달성될 수 있다.

이와 같이 형성된 본 발명은 보수제의 주입압력과 주입속도가 인버터에 의해 조절되는 피스톤식 펌프를 사용하여 슬라브 구조물의 균열부위에 보수제를 간헐적인 펄스 형태로 주입하여 보수제가 십수겹으로 적층 양생되게 하므로 구조물의 지반 및 구조에 발생한 내부 부실 부위나 균열 부위의 보강작업을 보다 신속 간편하게 행할 수 있다.

또한, 보수제 주입을 위해 니플을 인젝션홀에 설치하고자 할 때 종래처럼 급결몰탈을 사용할 필요없이 너트를 조여주기만 하면 곧바로 니플의 설치가 완료되므로 작업이 매우 신속 간편하고, 보강작업 완료후 니플의 너트를 풀어주기만 하면 니플이 인젝션홀에서 쉽게 빠져 분리되므로 니플의 탈착에 따른 작업성이 뛰어나 작업시간을 상당히 단축시킬수 있는 효과가 있는 것이다.

도 1 은 본 발명에 의한 보수제 주입시스템의 구조를 보인 사시도
도 2 는 본 발명의 보수제 주입시스템이 동작되는 상태를 도시한 측면도
도 3 은 본 발명의 니플 구조를 보이기 위해 분리시킨 상태의 사시도
도 4 는 본 발명의 주입시스템이 슬라브의 인젝션홀에 상향식으로 설치된 상태를 보인 측면도
도 5a 는 본 발명의 니플이 인젝션홀에 느슨하게 끼워진 상태의 측면도
도 5b 는 본 발명의 니플이 인젝션홀에 타이트하게 설치된 상태의 측면도
도 6 은 본 발명의 니플 하단에 캡너트가 체결되는 상태를 보인 측단면도

이하, 본 발명의 상기 목적을 달성하기 위한 무기질계 보수제 주입시스템의 구성 및 작용을 바람직한 실시예로 첨부한 도면에 의해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명에 의한 보수제 주입시스템의 구조를 보인 사시도이고, 도 2 는 본 발명의 보수제 주입시스템이 동작되는 상태를 도시한 정면도이다.

이에 도시된 본 발명은, 통체(10)에 담기는 수용성 무기질 보수제를 흡입하여 공급호스(112)로 공급하는 피스톤식 펌프(110)와; 펌프(110)의 피스톤로드(111) 상단에 결착된 일단이 지지대(121)를 기점으로 시이소 동작하는 레버(120)와; 축(131)에 설치된 크랭크(132)의 연접봉(133) 일단이 레버(120)의 타단에 결착되어 회전운동을 레버(120)의 상하 운동으로 전환시키는 동력 공급용 전동기(130)와; 전동기(130)의 회전속도를 조절하여 피스톤식 펌프(110)의 주입압력과 주입속도를 조절하는 인버터(140); 로 구성된 보수제 주입시스템을 특징으로 한다.

여기서, 펌프(110)의 공급호스(112) 끝단에 구비된 연결구(113)에 결합되며, 균열이 발생된 구조물 슬라브의 인젝션홀(300)에 끼워져 설치되는 보수제 주입용 니플(200);을 더 포함하여 구성된 보수제 주입시스템을 특징으로 한다.

그리고 상기 니플(200)은, 공급호스(112)의 연결구(113)와 결착되는 나사부(211)가 외주면에 형성되고, 선단에 걸림턱(212)이 구비된 주입관(210)과; 주입관(210)의 외주면에 끼워지는 원통형으로 형성되며, 고무재질로 형성되어 구경이 신축 조절되는 지지부재(220)와; 주입관(210) 외주면의 나사부(211)에 결합되어 조임방향으로 회전시키면 지지부재(220)를 압축시켜 구경이 커지게 하는 관통형의 너트(230);로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도면중 미설명 부호 (240)은 지지부재(220)와 너트(230) 사이에 설치되는 허브이고, (250)은 와셔 이다.

이와 같이 형성된 본 발명에서, 상기 니플(200)은 시공 방식에 따라 슬라브 위에서 형성한 인젝션홀(300)에 설치할 때는 물론 도 5a 에서와 같이 균열이 발생된 구조물의 슬라브 저면에서 상향식으로 형성한 인젝션홀(300)에 설치할 때 보다 신속 간편하게 설치할 수 있는 잇점이 있다.

즉, 인젝션홀(300)에 니플(200)을 끼우면 인젝션홀(300)과 니플(200) 사이에는 상당한 틈새가 있게 된다.

이때, 본 발명의 니플(200)은 하부에 위치한 관통형의 너트(230)를 조여주면 고무재질의 지지부재(220)는 상부가 걸림턱(212)에 걸려 있는 상태에서 하부의 너트(230)가 점차 압박함에 따라 외경이 점차 커지면서 볼록하게 된다.

즉, 인젝션홀(300) 내부에 위치한 지지부재(220)의 볼록해진 외주면은 인젝션홀(300) 내주면에 전체적으로 밀착되어 견고하게 틈새를 밀폐시키면서 신속 간편하게 니플(200)의 설치가 완료되므로 종래처럼 급결몰탈로 채우고 양생시키는 과정과 시간이 필요없는 것이다.

그리고, 상기와 같이 너트(230)가 주입관(210)의 나사부(211)를 따라 상승되면서 지지부재(220)를 압박하면 도 5b 와 같이 주입관(210)의 하단부는 너트(230)가 올라가는 만큼 하단의 나사부(211)가 외부로 노출되는 상태가 된다.

그 후, 펌프(110)의 공급호스(112) 끝단에 구비된 연결구(113)를 상기 노출된 주입관(210)의 하단 나사부(211)에 결합하면 인젝션홀(300)에 설치된 니플(200)의 연결작업이 신속 간편하게 완료되므로 보수제의 주입작업을 빨리 진행할 수 있다.

또한, 보수제 주입작업이 완료된 후 공급호스(112)를 분리하면 나사부(211)가 외부로 노출되므로 그 나사부(211)를 따라 너트(230)를 풀어주면 고무재질의 지지부재(220) 압축이 풀리면서 부풀었던 구경이 원상태로 가늘어지므로 인젝션홀(300)에서 니플(200)을 신속 간편하게 빼낼 수 있어 작업성이 매우 좋은 것이다.

이러한 본 발명은 상기와 같이 인젝션홀(300)에 설치된 니플(200)과 공급호스(112) 연결이 완료되면 전동기(130)를 구동시켜서 크랭크(132)와 연접봉(133)이 레버(120)를 시이소 동작시키게 한다.

그러면 레버(120)는 지지대(121)를 기점으로 하여 펌프(110)의 피스톤로드(111)를 상하로 시이소 동작시킴에 따라 피스톤식 펌프(110)는 통체(10) 속에 담겨있는 수용성의 무기질 보수제를 펌핑하여 공급호스(112)로 공급하므로 보수제는 니플(200)을 통해 균열부위의 틈새에 공급된다.

이때 본 발명은 인버터(140)를 조작하여 보수제의 주입압력과 주입속도를 단계별로 조절하여 주면 되며, 니플(200)은 고무재질의 지지부재(220)가 구경이 커지면서 인젝션홀(300) 내주면에 틈새없이 견고하게 밀착되어 있어 보수제 주입시 보수제의 누출 우려가 없고 압력조절이 용이한 것이다.

그리고, 구조물 슬라브의 균열부위는 틈새의 균열 정도에 따라 수용성 무기질계 보수제를 점차 농도를 높혀가면서 주입하여 십수겹 코팅되게 하는 것이 바람직한데, 그러려면 펌프(110)의 피스톤 동작주기를 알맞게 조절해 주어야 한다.

즉, 본 발명은 보수액 주입시 구조물 슬라브의 균열부위가 크지 않고 미세한 경우는 보수액의 주입이 원활하지 못하므로 펌프(110)(300)의 주입 압력을 높게 0.5~1kgf/㎠ 으로 유지시키면서 분당 15~20회 정도로 펌프(110)의 피스톤을 동작시켜 보수제를 주입하는 것이 바람직하다.

또한, 구조물 슬라브의 균열부위가 많고 큰 경우는 보수액 주입이 원활한 상태이므로 이 때는 펌프(110)의 압력을 상기보다 낮은 0.2~0.5kgf/㎠ 에서 분당 10~15회로 보수제를 주입하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 균열부위의 상태에 따라 펌프(110)의 주입압력을 조절하면 피스톤이 한번 펌핑 동작을 할 때마다 보수액이 균열부위 표면에 얇게 묻었다가 피스톤이 동작을 멈추는 동안 양생되는 과정이 반복되므로 균열부위에는 십수겹으로 보수액이 채워져 양호한 보강구조를 이루게 된다.

이러한 본 발명은 도 6 에서와 같이 공급호스(112)의 연결구(113)를 분리시킨 주입관(210)의 나사부(211)에 체결되는 캡너트(260)를 더 구비할 수도 있다.

상기 캡너트(260)는 일면이 막혀있어서 주입관(210)에 체결하면 주입관(210)의 구멍을 막아주어 이물질이 주입관(210) 내부로 유입되는 것을 막아준다.

즉, 인젝션홀(300)에 니플(200)을 끼워 보수제를 주입하는 작업을 완료한 후 공급호스(112)의 연결구(113)를 니플(200)에서 분리해 낸 후 니플(200)을 인젝션홀(300)에 박혀있는 상태에서 그대로 몰탈로 인젝션홀(300)을 막아 마감하면 이물질이 주입관(210) 내부로 유입되지 못하는 것이다.

110 : 펌프 112 : 공급호스
113 : 연결구 120 : 레버
130 : 전동기 140 : 인버터
200 : 니플 210 : 주입관
211 : 나사부 212 : 걸림턱
220 : 지지부재 230 : 너트
260 : 캡너트

Claims (4)

1. 건축구조물의 지반 및 구조 보수공사를 위한 보수제 주입시스템을 구성함에 있어서,
   끝단에 연결구(113)가 구비된 공급호스(112)를 통해 통체(10)의 수용성 무기질 보수제를 펌핑 공급하는 피스톤식 펌프(110)와;
   지지대(121)를 기점으로 시이소 동작되면서 펌프(110)의 피스톤로드(111)를 동작시키는 레버(120)와;
   축(131)에 설치된 크랭크(132)의 연접봉(133) 일단이 레버(120)의 타단에 결착되어 회전운동을 레버(120)의 상하 운동으로 전환시키는 동력 공급용 전동기(130)와;
   전동기(130)의 회전속도를 조절하여 피스톤식 펌프(110)의 주입압력과 주입속도를 조절하는 인버터(140);
   로 구성된 것을 특징으로 하는 건축구조물의 지반 및 구조 보수공사를 위한 보수제 주입시스템.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   펌프(110)의 공급호스(112) 끝단에 구비된 연결구(113)에는,
   균열이 있는 구조물 슬라브에 형성한 인젝션홀(300)에 끼워져 설치되는 보수제 주입용 니플(200);
   을 탈착식으로 결합되게 한 것을 특징으로 하는 건축구조물의 지반 및 구조 보수공사를 위한 보수제 주입시스템.
   
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 니플(200)은
   공급호스(112)의 연결구(113)와 결착되는 나사부(211)가 외주면에 형성되고, 선단에 걸림턱(212)이 구비된 주입관(210)과;
   주입관(210)의 외주면에 끼워지는 원통형으로 형성되며, 고무재질로 형성되어 구경이 신축 조절되는 지지부재(220)와;
   주입관(210) 외주면의 나사부(211)에 결합되어 조임방향으로 회전시키면 지지부재(220)를 압축시켜 구경이 커지게 하는 관통형의 너트(230);로 이루어진 것을 특징으로 하는 건축구조물의 지반 및 구조 보수공사를 위한 보수제 주입시스템.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   니플(200)은,
   공급호스(112)의 연결구(113)를 분리시킨 주입관(210)의 나사부(211)에 체결되는 캡너트(260)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 건축구조물의 지반 및 구조 보수공사를 위한 보수제 주입시스템.

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