KR101353911B1 - 전주 보강방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전주 보강방법에 관한 것으로, 전주를 표면 처리하는 단계; 표면 처리된 전주에 프라이머를 도포하는 단계; 프라이머가 도포된 전주의 둘레에 복수의 스트립 바를 부착하는 단계; 스트립 바가 부착된 전주의 둘레를 프리-캐스팅된 섬유시트로 감싼 후 고정시키는 단계; 및 전주와 프리-캐스팅된 섬유시트 사이에 접착수지를 주입하는 단계를 포함하는 전주 보강방법을 제공한다.

Description

전주 보강방법{Method for reinforcing electric pole}

본 발명은 전주의 보강방법에 관한 것으로, 특히 시공품질이 균일하고 시공이 간편하며 시공시간과 비용을 획기적으로 줄일 수 있는 전주 보강방법에 관한 것이다.

전주는 전신, 전화, 전등 등의 전선을 지지하는 기둥으로, 주로 교류 배전 선로의 지지물로서 사용되는데, 목주, 철근 콘크리트주, 철주 등이 있다. 철근 콘크리트주의 길이는 6 내지 16 m 정도로 만들어진다. 외관이 좋고 수명이 길며 경제적이라는 이유로 점차 목주를 줄이고 철근 콘크리트주를 많이 사용한다.

콘크리트 전신주는 전력공급용 전선 및 통신용 케이블 등을 지지하는 것으로, 콘크리트 전신주 자체의 불량, 오랜 기간 동안 풍화, 노후화 및 열화 등으로 인한 균열과 변형이 발생되고, 전선, 통신선 및 변압기에 의한 하중으로 콘크리트 전신주와 수직인 방향으로 휘어지는 변형(수직변형)이 발생되고 있으며, 변압기 및 전력선의 배치에 따라 편심 하중의 휨 모멘트에 의하여 수직변형이 발생되고 있다.

오래된 콘크리트 전신주의 문제점을 정리하면 다음과 같다. 첫째, 설치된 지 수 십 년이 경과되어 전신주의 콘크리트 표면이 열화 및 중성화가 되어 철근의 부식이 진행되고 있다. 둘째, 제작 시 결함으로 동결융해로 인하여 콘크리트 자체에 수직, 수평, 또는 망상 균열이 발생되기도 하고, 콘크리트 전신주 제작 시 거푸집 이음부위에서 콘크리트 재료 분리로 인하여 균열이 발생된 것도 있다. 셋째, 변압기, 통신선 및 전선의 추가 설치로 설계하중보다 과도한 하중으로 인한 수직변형이 발생되고 있다.

상기와 같이 손상된 콘크리트 전신주는 도시의 미관을 해칠 뿐만 아니라 안전에도 심각한 문제가 발생하여 교체를 해야 하지만, 도심 콘크리트 전신주로 작업 장비의 접근이 쉽지 않고 콘크리트 전신주 주변의 각종 지장 물체로 인하여 작업이 매우 까다롭고, 또한 교체 시에는 정전 등의 경우 예상하지 못한 피해가 발생할 수 있으며, 무정전으로 교체작업을 하는 경우에는 더욱 많은 비용이 소요되는 문제점이 있다.

대한민국 특허등록 제930710호에는 비전도체 고강도 섬유를 이용한 콘크리트 전신주 보강방법이 개시되어 있다. 이 특허의 공법은 활선 상태의 전주에 대하여 지면 이하 50 cm를 굴착하여 전주표면을 정비한 후, 지면 상위 250 cm까지 수직방향으로 고강도섬유 스틱을 고점도 에폭시를 사용하여 접착하고, 이후 수평방향 30 cm의 직물형태의 고강도 섬유를 저점도 에폭시에 함침 및 부착하고 24시간 경화한 후 도장 마감하는 공법이다.

그러나, 상기 특허의 경우, 기술 측면에서, 에폭시가 함침된 고강도 섬유를 현장에서 제조하여 전주에 부착함으로써, 장시간의 경화시간(24시간)이 필요하고, 이후 내후성 및 미관개선을 해야 하며, 직간접 방호벽을 설치하여 운용해야 하는 불편함이 있다. 또한, 굴착 현장에서 에폭시 함침을 시행하기 때문에, 이물질로 인한 제품 균일성이 떨어지고 각 시공현장마다 품질 균일도가 불안정하다. 그리고, 경제성 측면에서는, 각 콘크리트 전주 당 최소 2일 이상이 소요되기 때문에, 보강이 필요한 많은 전주에 짧은 시간 동안 적용하기 어렵고, 경비 및 인건비 비율이 높게 책정될 수 밖에 없는 문제를 가지고 있다.

본 발명의 목적은 사용 연한을 다한 노후한 전주나 근래에 이상기후에 따른 악천후로 인한 파손을 막고, 예측되지 않은 차량 충돌이나 각종 유지보수 공사 시에 발생되는 사고를 예방하기 위하여, 기본적으로 전주가 가지고 있는 전주의 압축 및 하중강도를 고인장 섬유로 보강하여 내력을 확보할 수 있는 전주 보강방법을 제공하는 것으로, 특히 시공품질이 균일하고 시공이 간편하며 시공시간과 비용을 획기적으로 줄일 수 있는 전주 보강방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 전주를 표면 처리하는 단계; 표면 처리된 전주에 프라이머를 도포하는 단계; 프라이머가 도포된 전주의 둘레에 복수의 스트립 바를 부착하는 단계; 스트립 바가 부착된 전주의 둘레를 프리-캐스팅(pre-casting)된 섬유시트로 감싼 후 고정시키는 단계; 및 전주와 프리-캐스팅된 섬유시트 사이에 접착수지를 주입하는 단계를 포함하는 전주 보강방법을 제공한다.

본 발명은 미리 만들어진 형태의 보강재를 사용함으로써 시공품질이 균일하고 시공이 간편하며 시공시간과 비용을 획기적으로 줄일 수 있으며, 특히 접착수지를 주입 충전하는 방식을 사용하여 전주와 보강재 사이의 공극을 최대한으로 제거함으로써 균일한 시공품질뿐만 아니라 파괴강도와 같은 물성을 개선시킬 수 있다.

본 발명에서 전주의 표면 처리 단계는 고압 공기 세척, 물 세척 및 화학적 표면처리를 포함하는 것이 바람직하며, 이러한 표면처리를 통해 민원 발생을 억제할 수 있다.

본 발명에서 스트립 바 및 프리-캐스팅된 섬유시트의 재질로는 일반적인 강도 보강재료인 유리섬유나 탄소섬유도 가능하나, 강도 등의 물성 측면에서 아라미드 섬유를 사용하는 것이 바람직하다. 특히 스트립 바는 에폭시 수지로 함침되고 전주 수직방향으로 압축된 아라미드 섬유로 이루어지고, 프리-캐스팅된 섬유시트는 에폭시 수지로 함침된 아라미드 섬유시트인 것이 바람직하다.

본 발명에서 프리-캐스팅된 섬유시트에 사용되는 아라미드 섬유시트는 20 내지 30%의 공극률을 갖는 것이 바람직하다. 적절한 범위의 공극을 포함하는 아라미드 섬유시트를 사용할 경우, 접착수지 등에 포함된 기포가 공극을 통해 외부로 잘 빠져나가서 시공품질이 개선될 수 있다. 또한, 공극률이 적은 평직 직물도 사용할 수 있다.

본 발명에서 스트립 바 및 프리-캐스팅된 섬유시트는 균일한 모양을 가지고 있는 전주와 동일한 곡률 반경을 갖는 것이 바람직하며, 이러한 굴곡 바 및 섬유시트를 사용함으로써 전주 부착면적 향상을 통한 강도 향상을 기대할 수 있다.

본 발명에서 접착수지의 점도는 접착수지의 점도는 1,500 cPs 이하인 것이 바람직하다. 본 발명에서 접착 및 함침용으로 사용되는 수지는 모두 에폭시 수지이며, 에폭시 수지의 점도는 적용부위에 따라 1,000 cPs 내지 100,000 cPs의 범위에서 조절한다. 구체적으로, 전주 콘크리트면과 프리캐스팅 섬유시트 사이에 밀착성을 향상시키는 접착수지 및 프라이머로는 1,500 cPs 이하의 저점도 에폭시를 사용하고, 프리-캐스팅 섬유시트의 함침수지로는 5,500 cPs 이하의 중점도 에폭시를 사용하며, 스트립 바의 함침수지로는 100,000 cPs 이하의 고점도 에폭시를 사용한다. 이와 같이, 보강 목적에 맞도록 접착수지의 점도를 최대한 적당하게 조정함으로써, 미세한 균열이나 공극에 쉽게 침투시켜 접착면과의 접착성능을 증대시킬 수 있다.

본 발명에서 접착수지 주입 전에 프리-캐스팅된 섬유시트의 상부와 하부를 각각 부분적으로 밀봉한 후, 토출 건(gun)을 구비하는 자동주입장치를 이용하여 접착수지를 하부에서 상부로 주입하는 것이 바람직하다. 토출 건을 사용하여 주입량의 조정이 가능하고 작업 능률이 향상될 수 있다.

본 발명에서 보강 부위는 지면을 기준으로 지하 1 m 내지 지상 3 m 부위 및 지상 7 m 이상 부위인 것이 바람직하다. 전주는 상부의 유연성을 확보하기 위하여 지상 7.5 내지 9 m 지점부터 철근의 수가 줄어드는데, 이 부위는 여러 가지 충격에도 쉽게 절단되는 단점이 있는 만큼 반드시 보강을 해야 하며, 단 균열 정도 및 위치에 따라 보강 부위를 선택적으로 조정 가능하다.

본 발명의 전주 보강방법은 접착수지 주입 직후 마감재로 마감하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 24시간의 경화시간이 필요한 기존 공법과 달리, 본 발명에서는 경화시간이 짧아서 마감공정을 바로 시행할 수 있다. 마감 공정으로는 UV에 내력이 있는 도장이 가능하며, 도장 이외에 상용화 되어 있는 불법광고물 부착 방지물을 적용 가능하다. 이 공정을 포함시키는 이유는 균일한 크기로 통일되고 대량으로 적용되는 전주와 같은 구조물에 시행하는 공법상 공정시간을 단축시키고 공사 도중에 발생되는 민원해소가 반드시 선행되어야 하기 때문이다.

본 발명에 따라 프리-캐스팅된 프리-폼(pre-form) 타입의 섬유 보강재를 적용함으로써, 시공의 균일성 및 간편성을 확보하면서 시공시간 및 경비와 인건비를 대폭 낮출 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전주 보강방법의 공정도이다.
도 2는 본 발명에서 사용 가능한 자동주입장치의 사진이다.
도 3은 본 발명에 따라 보강된 전주의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따라 마감재로 마감된 전주의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 전주 보강방법의 개략적인 개념도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 전주 보강방법의 공정도로서, 표면처리단계(S10), 프라이머 도포단계(S20), 스트립 바 부착단계(S30), 섬유시트 고정단계(S40), 접착수지 주입단계(S50), 마감재 적용 단계(S60)로 구성된다.

먼저, 표면처리단계(S10)에서는 압축공기(3~6 bar) 세척 및 물 세척을 실시한 후, 화학적 표면처리를 실시한다.

바람직하게는, 일차적으로 압축공기를 사용하여 이물질을 제거한 후, 이차적으로 화학적 표면처리를 하는데, 화학적 표면처리는 예를 들어 물과 초산이 혼합된 용액을 분무하여 30분 정도 방치한 후, 깨끗한 물을 세척하는 방법으로 실시한다.

전주의 표면을 깨끗이 처리하지 않을 경우 전주 보강자재의 접착에 문제를 야기할 수 있기 때문에, 전주의 표면처리는 반드시 필요하다. 콘크리트 전주는 수용가와 매우 근접하게 위치하기 때문에, 기계적인 방법으로 표면처리를 할 경우 매우 큰 소음과 비산되는 먼지를 발생시킬 수 있다. 본 발명에서는 고압 공기 세척 및 화학적 표면처리를 통해 민원 발생을 억제할 수 있다.

다음, 프라이머 도포단계(S20)에서는 표면 처리된 전주에 프라이머를 도포한다.

프라이머는 콘크리트 전주의 표면을 강화하고 밀착성을 향상시키는 등의 목적으로 사용된다. 프라이머로는 에폭시 수지 등을 사용할 수 있으며, 예를 들어 1,500 cPs 이하의 저점도 에폭시를 사용한다.

다음, 스트립 바 부착단계(S30)에서는 프라이머가 도포된 전주의 둘레에 복수의 스트립 바를 부착한다.

스트립 바는 전주의 수직방향으로 길게 연장된 바 형태를 이루며, 에폭시 수지 등으로 함침되고 전주 수직방향으로 압축된 아라미드 섬유로 이루어진 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 함침용 수지로는 100,000 cPs 이하의 고점도 에폭시를 사용하는 것이 바람직하다. 도 3에는 4개의 스트립 바(30)가 사용되었지만, 스트립 바의 사용 개수는 특별히 한정되지 않고 적절하게 조절할 수 있다.

다음, 섬유시트 고정단계(S40)에서는 스트립 바가 부착된 전주의 둘레를 프리-캐스팅 섬유시트로 감싼 후 고정시킨다.

프리-캐스팅된 섬유시트로는 에폭시 수지 등으로 함침된 아라미드 섬유시트를 사용하는 것이 바람직하다. 아라미드 섬유(aramid fiber)는 열에 강하고 튼튼한 방향족 폴리아마이드 섬유로서, 아마이드 결합(-CONH)이 벤젠고리와 같은 방향족고리를 결합시켜 고분자 폴리아마이드를 형성하고, 인장강도, 강인성, 내열성이 뛰어나며, 고강력 및 고탄성률을 갖고 있다. 5 mm 정도 굵기의 가느다란 실이지만, 2 t의 자동차를 들어올릴 정도의 막강한 힘을 가지고 있다. 불에 타거나 녹지 않으며, 500℃가 넘어야 비로소 검게 탄화한다. 또 아무리 힘을 가해도 늘어나지 않아 가장 좋은 플라스틱 보강재로 꼽힌다.

프리-캐스팅된 섬유시트에 사용되는 아라미드 섬유시트는 20 내지 30%의 공극률을 갖는 것이 바람직하다. 적절한 범위의 공극을 포함하는 아라미드 섬유시트를 사용할 경우, 접착수지 등에 포함된 기포가 공극을 통해 외부로 잘 빠져나가서 시공품질이 개선될 수 있다. 그러나, 공극률이 낮은 평직 직물도 사용 가능하다.

프리-캐스팅된 섬유시트의 함침용으로 사용되는 수지로는 5,500 cPs 이하의 중점도 에폭시를 사용하는 것이 바람직하다. 함침량은 예를 들어 에폭시 수지 약 30 중량% 및 아라미드 섬유 약 70 중량% 정도가 되도록 한다.

아라미드 섬유시트 및 스트립 바의 인장강도 및 인장탄성율은 하기 표 이상인 것이 바람직하다.

종류	인장강도(㎏f/㎠)	인장탄성율(㎏f/㎠)
아라미드 스트립 바	16,000	6.12×105
아라미드 섬유시트	21,000	1.20×106

프리-캐스팅은 전주 규격 크기와 동일한 몰드를 이용하여 캐스팅하는 것으로, 프리 폼 형태로 제작하는 방식이다.

프리 캐스팅은 전주 모양과 동일한 몰드에 에폭시로 함침된 아라미드시트를 전주 수직방향과 직각이 되도록 보강에 사용될 부위와 동일한 위치에 부착하여 틀 형태로 제작한다. 부착한 후에는 중력 방향으로 에폭시가 흐리지 않도록 경화될 때까지 15 내지 30회/분의 속도로 회전시켜 성형한다.

전주 규격 크기와 동일한 몰드로 프리-캐스팅 아라미드 시트를 제작할 경우, fool proof(바보라도 틀리지 않는, 초보자도 실수할 수 없는) 공정적용으로 시간과 장소 및 시공자의 개개인의 능력과 상관 없이 시공성 향상 및 품질 일관성에 기여할 수 있고, 특히 작업시간 절감을 통한 민원 발생을 최대한 억제할 수 있으며, 경제성을 확보할 수 있다. 산업과 생활에 밀접한 관계를 가진 전기기기 관련일 경우는 균일한 품질 확보는 매우 중요한 공법 선택의 요인이라 할 수 있으며, 경제성의 경우 일위대가 적용 시 2인, 2일에서 1인, 1일로 절감되어 절감률이 50% 이하이다.

이와 같이, 본 발명에서는 프리 폼 타입(Pre-Form Type)의 섬유 보강재를 적용한다. 현재 기설되어 있는 콘크리트 구조물은 규격화되어 있어서, 미리 제작된 형태의 고강도 섬유구조물을 미리 대량으로 제작하여 현장에 적용할 경우, 각 시공 콘크리트 전주의 균일한 시공품질을 기대할 수 있으며, 경비 및 인건비를 대폭 낮출 수 있다.

또한, 스트립 바 및 프리-캐스팅된 섬유시트는 전주와 동일한 곡률 반경을 갖도록 제작되는 것이 바람직하며, 이러한 굴곡 스트립 바 및 섬유시트를 사용함으로써 전주 부착면적 향상을 통한 강도 향상을 기대할 수 있다.

본 발명에서는 이러한 굴곡형 프리프레그 타입을 적용한다. 기존의 프리프레그는 2차원의 평면에 대한 보강에는 적당할 수 있으나, 3차원 원형의 전주에는 적합하다고 할 수 없다. 따라서 전주와 곡률 반경을 동일하게 하여 제작된 프리프레그 타입을 적용하여 동일 면적 상에서 2배 이상의 인장력 보강을 얻을 수 있다.

프리-캐스팅된 섬유시트는 일정 높이에 걸쳐 전주의 전체 둘레를 감싸되 약 10% 정도 오버랩이 되도록 한 후, 이 중첩 부위에 콘크리트 용 못 등을 이용하여 고정한다. 스트립 바의 두께 및 프리-캐스팅 섬유시트의 고정에 의해 전주와 프리-캐스팅 섬유시트 사이에는 약 1 내지 5 mm 정도의 간극이 형성된다.

다음, 접착수지 주입단계(S50)에서는 전주와 프리-캐스팅된 섬유시트 사이에 접착수지를 주입한다. 접착수지 주입 전에는 상기 1 내지 5 mm 정도 떨어진 간극의 상하부 일부 공간을 통상의 밀봉재를 이용하여 밀봉한 후, 하부에서 상부로 접착수지를 주입하되 상부에 수지가 노출되어 나올 때까지 주입한다.

본 발명에서 충진형 접착수지(additive resin)를 사용하는 주입형 레진공법을 적용할 경우 수지 혼합 및 함침 시트의 문제점을 해결할 수 있다.

종래기술과 같이 현장에서 수지를 혼합하여 함침하는 공법은 수지함침시트의 부착 시 에어트랩(Air trap) 발생 가능성이 높으며, 또한 24시간 정도의 양생시간이 필요하여 불필요한 민원 발생의 소지가 있고 1일 이상의 현장시공으로 인해 인건비가 상승하는 문제가 있다. 따라서 프리-캐스팅된 보강재를 제작하여 전주에 부착한 후, 수지 주입법을 사용하여 시공의 균일성을 확보하면서 제작시간을 혁신적으로 줄일 수 있다.

이와 같이 미리 만들어진 형태의 보강재를 사용함으로써 시공품질이 균일하고 시공이 간편하며 시공시간과 비용을 획기적으로 줄일 수 있으며, 특히 접착수지를 주입 충전하는 방식을 사용하여 전주와 보강재 사이의 공극을 최대한으로 제거함으로써 균일한 시공품질뿐만 아니라 파괴강도와 같은 물성을 개선시킬 수 있다.

접착수지는 미세한 균열이나 공극에 쉽게 침투할 수 있도록 점도를 최대한 낮게 조정하고 표면장력을 최소화함으로써, 콘크리트의 말단 모세구조까지 완벽하게 주입될 수 있으며, 모체 콘크리트 층까지 깊숙이 침투하여 접착면의 증대 효과를 가져오므로 보다 완벽한 접합성능을 발휘할 수 있다.

표 2는 본 발명에서 사용 가능한 접착수지의 물성을 나타낸 것으로, 접착수지의 점도는 1,500 cPs 이하, 주제:경화제의 배합 중량비는 1:1 내지 3:1, 압축강도는 200 kg/㎠ 이상, 충격강도는 4 kg/㎠ 이상, 콘크리트 접착력은 30 이상인 것이 바람직하다.

항목	습식용 주입제		탄성 주입제		구조 보강용
	주제	경화제	주제	경화제	주제	경화제
성분	변성에폭시	폴리아미드	변성에폭시	폴리아미드	에폭시수지	지방족아민
외관	투명액상	노란색투명			투명액상	갈색 액상
점도(25℃,cPs)	320	50	1,000		380	180
배합비(중량비)	2	1	2	1	2	1
비중(25℃)	1.2	1.1	1.02		1.15
경도(SHORE D)	75		-		-
가시시간(분)	s:140분, m:140분, w:180분
인장강도(kg/㎠)	430				326
압축강도(kg/㎠)	850		209		755
굴곡강도(kg/㎠)	600		-		480
충격강도(kg/㎠)	-		-		4.4
콘크리트접착력	38		-		68
접착력-철	-		-		110
인단전단접착강도	90		-		-
신장율(%)	2.5		-		-

접착수지의 주입은 토출 건을 구비하는 자동주입장치를 이용하는 것이 바람직하며, 이러한 자동주입장치를 이용할 경우 주입량을 임의적으로 조정할 수 있고, 작업 능률이 향상되어 경제성이 높으며, 토출 건에서 배합이 이루어지므로 기기의 청소가 필요 없는 이점이 있다.

도 2는 본 발명에서 사용 가능한 자동주입장치의 사진이고, 표 3은 자동주입장치의 특성을 나타낸 것이다.

최대 토출압력	0~300 kgf/㎠
최대 토출량	1.8 ℓ/min
사용전압	단상 220 V
중량	25 kg
크기	350×400×400
모터	0.7 kw

도 3은 본 발명에 따라 보강된 전주의 단면도로서, 전주(10)의 전체 둘레에 프라이머(20)가 도포되고, 프라이머 도포면에 복수의 스트립 바(30)가 부착된 후, 프리-캐스팅 섬유시트(40)가 전주(10)의 전체 둘레를 감싸도록 고정된 다음, 접착수지(50)가 충전된 보강구조를 나타낸 것이다.

다음, 마감재 적용 단계(S60)로서, 접착수지 충진 직후 마감공정을 바로 시행할 수 있다(기존 공법: 24시간 경화시간 필요).

마감재로는 현재 전주 도색판과 동일한 형상 및 개선된 성능의 마감재를 적용할 수 있으며, 예를 들어 광고물 부착방지도료를 적용한 마감재를 사용할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따라 마감재로 마감된 전주의 분해 사시도로서, 전주(10)를 중심으로 순차적으로 부착된 스트립 바(30) 및 프리-캐스팅 섬유시트(40)로 구성되고, 가장 외곽 표면에 마감재(60)로 마감되는 구성을 나타낸 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 전주 보강방법의 개략적인 개념도로서, 첫 번째 도면은 시공 전을 나타내고, 두 번째 도면은 보강공사를 나타내며, 세 번째 도면을 공사완료 상태를 나타낸다.

적용대상 전주는 전주의 내용 연수 30년을 고려한 15년 이상 전주에 대하여 한전 불용품 인정기준에 따라 선별한다. 이때 전주의 침식도와 사용환경 및 하중도의 고려가 우선되어야 경제적이다. 구체적으로, 현수 전주는 제외하고, 선로의 역학적 하중을 분석하며, 주위환경의 풍압을 고려한다.

전주의 가장 취약한 부위는 지상과의 접점 부위이며, 구체적으로 지면을 기준으로 지하 1 m 내지 지상 3 m, 특히 지하 0.5 m 내지 지상 2.5 m이다. 따라서 이 부위가 1차 보강부위가 된다. 보강부위에 지하가 포함되므로 굴착 공정이 필요하고, 굴착 이후 필요에 따라 연마 공정, 치핑(chipping) 공정, 방청 공정 등을 실시할 수 있으며, 마감 공정 이전에 굴착된 지면을 복구하는 작업이 이루어질 수 있다.

2차 보강 부위는 현장사고가 빈번한 공가선 및 중성선 부위로서, 지상 약 7 m 이상의 지점, 예를 들어 지상 약 7.5 내지 9 m 지점이다. 현재 기술로는 이 2차 부위 보강에 대안이 없는 실정이나, 본 발명에 따라 프리-캐스팅 및 수지 주입공법으로 간편하게 시공할 수 있다.

표 4는 본 발명에 따른 개선공법과 기존공법(대한민국 특허등록 제930710호)의 차이점을 비교한 것이다.

항목	기존공법	개선공법	비고
주요 자재	아라미드섬유	아라미드섬유	동일강도, 동일재료 사용
시공 시간	2일 이상/본	1일 이하/본	다수 본 동시 시공시 차이 심함
자재 비용	1,500,000원/본	1,500,000원/본	10m, 14m, 16m 동일 적용
시공 비용	2,400,000원/본	1,000,000원/본
시공 신뢰성	취약	우수	공법 상 취약부위가 없음
공법적용지	도심지 민원발생	민원발생 없음
보강부위	-0.5∼2.5m	-0.5∼2.5m 및 8m	다수의 사고사례의 대안

표 5는 본 발명에 따른 개선공법과 기존공법에 대한 강도 테스트 결과를 나타낸 것이다.

개선된 공법의 전주보강성능을 비교 확인하기 위하여 전주파괴 시험을 실시하였다. 시험에 사용된 전주는 사용 연수 약 15년이 경과된 16 m 중하중용(700 kgf)으로만 발췌하여 시험의 정확도를 높였으며, 철근이나 콘크리트가 들어난 전주는 배제하였다.

	구분	일반전주	대조군1	대조군2	대조군3	시험군1	시험군2	시험군3
		무시공	기존공법	기존공법	기존공법	개선공법	개선공법+	개선공법++
1	전주길이	16 m	16 m	16 m	16 m	16 m	16 m	16 m
2	지지점 (하부에서)	2.4 m	2.4 m	2.4 m	2.4 m	2.4 m	2.4 m	2.4 m
3	하중점 (상부에서)	0.2 m
4	파괴강도 (kgf)	980	1310	1370	1500	1780	1830	1890
5	파괴지점 (하부에서)	2.4 m	8.7 m	8.4 m	8.2 m	8.3 m	10.2 m	11.1 m
6	평가	100%
+: 7.5~8m, 철근 개수 감소부위 보강 ++: 7.5~8.5m, 철근 개수 감소부위 보강

표 5에서 확인할 수 있듯이, 본 발명에 따른 개선공법을 적용한 경우 파괴강도가 기존공법에 비하여 상당히 증가하였고, 파괴지점도 상승함을 알 수 있다.

기존공법과 유사한 재료를 사용하였음에도 불구하고 파괴강도가 증가한 이유는 미리 만들어진 보강재인 프리-캐스팅 섬유시트를 접착수지를 주입 충전하는 방식을 통해 공극 없이 콘크리트 구조물에 신뢰성 있게 붙게 함으로써 기존 현장에서 시공하는 공법과 대조되기 때문이다.

또한, 본 발명에 따라 지상 7 내지 9 m 부위를 보강할 수 있음에 따라 이 부위의 파괴강도가 높아지면서 그 상위 부분에서 파괴가 이루어진다.

10: 전주
20: 프라이머
30: 스트립 바
40: 프리-캐스팅 섬유시트
50: 접착수지
60: 마감재

Claims (10)

1. 전주를 표면 처리하는 단계;
   표면 처리된 전주에 프라이머를 도포하는 단계;
   프라이머가 도포된 전주의 둘레에 복수의 스트립 바를 부착하는 단계;
   스트립 바가 부착된 전주의 둘레를 프리-캐스팅(pre-casting)된 섬유시트로 감싼 후 고정시키는 단계; 및
   전주와 프리-캐스팅된 섬유시트 사이에 접착수지를 주입하는 단계를 포함하며,
   스트립 바는 점도 10,000 내지 100,000 cPs의 고점도 에폭시 수지로 함침되고 전주 수직방향으로 압축된 아라미드 섬유로 이루어지며,
   프리-캐스팅된 섬유시트는 점도 2,000 내지 5,500 cPs의 중점도 에폭시 수지로 함침되고 20 내지 30%의 공극률을 갖는 아라미드 섬유시트로 이루어지며,
   접착수지는 점도 10 내지 1,500 cPs의 저점도 에폭시 수지이고,
   접착수지 주입 전에 프리-캐스팅된 섬유시트의 상부와 하부를 각각 부분적으로 밀봉한 후, 토출 건(gun)을 구비하는 자동주입장치를 이용하여 접착수지를 하부에서 상부로 주입하며,
   보강 부위는 지면을 기준으로 지하 1 m 내지 지상 3 m 부위 및 지상 7 m 이상 부위인 것을 특징으로 하는 전주 보강방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   전주의 표면 처리 단계는 고압 공기 세척, 물 세척 및 화학적 표면처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 전주 보강방법.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   스트립 바 및 프리-캐스팅된 섬유시트는 전주와 동일한 곡률 반경을 갖는 것을 특징으로 하는 전주 보강방법.
   
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 제1항에 있어서,
    접착수지 주입 직후 마감재로 마감하는 단계를 추가로 포함하는 전주 보강방법.

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