KR101372749B1

KR101372749B1 - 복합 구조의 다성능 기능 지수판

Info

Publication number: KR101372749B1
Application number: KR1020130083159A
Authority: KR
Inventors: 김영신; 이장원; 김호석
Original assignee: (주)대한콜크
Priority date: 2013-07-15
Filing date: 2013-07-15
Publication date: 2014-03-11

Abstract

본 발명에 따른 복합 구조의 다성능 기능 지수판은, 합성수지 재질로 제작되며 동일한 단면구조를 갖고 길이방향을 따라 연장된 지수판 본체(10); 및 금속재질로 제작되고, 상기 지수판 본체(10)의 두께 내부에 삽입되어 고정되며, 동일한 단면 모양으로 길이방향을 따라 연장된 내부 지수판 부재(5);를 포함하고, 상기 지수판 본체(10)는, 폭 방향의 중앙에 위치하여 폭 방향으로 신축이 가능하고, 그 두께 내부에는 길이방향을 따라 관통구멍(2a)이 형성되어 있는 중앙 신축부(2); 및 상기 중앙 신축부(2)의 양측에서 각각 판 형태로 연장 형성되며, 상기 중앙 신축부(2)의 두께보다 얇은 두께를 가진 날개부들(3);을 포함한다. 본 발명은 3중 압출성형 공법으로 합성수지 또는 고무 재질의 지수판의 내부에 동 지수판 부재를 삽입하고 날개부에 수팽창 지수재를 결합시켜 일체화시킴으로써 콘크리트 구조물의 신축이음부에서의 방수 능력과 내구성을 향상시켜 완벽한 지수효과를 달성하며, 작업의 간편화 및 시공성 향상으로 인력과 시간, 시공비용을 대폭 절감할 수 있는 장점이 있다.

Description

복합 구조의 다성능 기능 지수판{Multi-performance functional water stop plate with composite structure}

본 발명은 복합 구조의 다성능 기능 지수판에 관한 것으로서, 특히 합성수지 재질의 지수판 내에 금속재질의 지수판 부재가 삽입된 복합 구조를 구현함으로써 콘크리트 구조물의 시공이음부 및 신축이음부에서의 방수 능력과 내구성을 향상시켜 완벽한 지수효과를 달성할 수 있도록 함과 동시에 지수판 설치 작업의 시공성을 향상시켜서 인력과 시간 및 시공비용을 대폭 절감할 수 있도록 한 복합 구조의 다성능 기능 지수판에 관한 것이다.

일반적으로 건축, 토목 및 지하구조물 설치 공사 등의 분야에서 콘크리트 시공을 행할 때에는 모든 콘크리트 구조물들을 한 번의 콘크리트 타설 작업으로 동시에 설치할 수가 없으므로, 콘크리트 타설할 곳들을 여러 구역으로 나누어서 먼저 일부에 대해서 콘크리트 타설을 행한 다음, 그것에 잇대어서 또 다른 구역에 대해 콘크리트 타설을 하는 식으로 순차적으로 콘크리트 구조물의 설치공사를 진행하고 있다.

그런데, 이렇게 시간적으로 분리해서 콘크리트 타설 작업을 하는 경우에는 먼저 콘크리트가 타설된 곳(선타설부)과 나중에 콘크리트가 타설된 곳(후타설부) 간의 이음 부위가 완전히 일체로 되지 못하고 필연적으로 공극이 발생하여 분리되게 되므로 그 이음 부위('시공이음부' 및 '신축이음부'라고 함)에 물의 침투를 막을 수 있는 지수판을 설치해야 한다.

한편, 콘크리트는 계절별 온도 변화에 따라 늘어나거나 줄어드는 성질이 있으므로, 수평적으로 연속된 형태로 건설되는 콘크리트 구조물의 경우에는 이러한 콘크리트의 신축에 의한 길이 변화를 커버할 수 있도록 콘크리트 타설 구역들이 서로 분리된 곳마다 신축이음부를 마련해야 하며, 이때도 외부의 물이 콘크리트 구조물 내로 침투하지 못하도록 모든 신축이음부에 지수판을 설치해야 한다.

이렇듯 콘크리트 구조물의 시공이음부와 신축이음부에는 모두 지수판들이 설치되어 왔는데, 이때 사용되는 지수판들의 종류는 크게 PVC(polyvinyl chloride, 폴리염화비닐) 지수판과 동(銅) 지수판으로 양분할 수 있었다. 종래 사용되어 온 PVC 지수판과 동 지수판에 관해서는 도1 내지 도5를 참고하여 설명한다.

먼저, 도1은 콘크리트 구조물들(81a, 82a) 사이의 신축이음부(100a)에 종래의 PVC 지수판(600)이 설치된 상태를 도시한 단면도이고, 도2는 도1에 도시된 종래의 PVC 지수판(600)의 사시도이다. PVC 지수판(600)은 폭이 수십 ㎝ 가량인 띠 형상의 물건으로서, 그 중앙에 마련된 중앙신축부(602)는 그 두께의 내부에 중앙구멍(602a)이 길이방향을 따라 연장되게 형성되어 있고, 상기 중앙신축부(602)의 좌우측에는 날개부들(603)이 소정의 폭으로 연장되어 있다. 상기 날개부들(603)의 표면에는 길이방향을 따라 연장된 돌출 리브들(ribs, 603a)이 형성되어 있는데, 상기 돌출 리브들(603a)은 상기 날개부들(603)이 콘크리트 타설부 안에 매몰되어 고정되었을 때 콘크리트와의 결합력을 좋게 하고 물의 투수경로를 길게 하는 역할을 한다.

종래 사용되어 온 PVC 지수판(600)은 날개부들(603)의 두께가 중앙 신축부(602)의 두께보다 얇게 되어 있으며, 날개부들(603)의 가장자리 부분에는 돌출 리브(603a)처럼 돌출된 두께를 가진 양단 마감부(604)가 형성되어 있다. 도1에서 종래의 PVC 지수판(600)의 좌측에는 먼저 타설되어 고정된 1차 콘크리트 구조물(81a)이 설치되어 있고, 우측에는 나중에 타설되어 고정된 2차 콘크리트 구조물(82a)이 설치되어 있는데, 상기 PVC 지수판(600)은 먼저 1차 콘크리트 구조물(81a)에 좌측의 날개부(603)가 매몰되어 고정된 후에 우측에 2차 콘크리트가 타설됨에 의해서 우측의 날개부(603)마저 2차 콘크리트 구조물(82a)안에 매몰됨으로써 완전히 고정된다.

한편, 도1에서 상기 PVC 지수판(600)의 상부와 하부에는 각각 조인트 필러(joint filler, 8)가 설치되는데, 상기 조인트 필러는 일반적으로 '신축이음 채움재'라고 불리는 토목자재로서, 콘크리트 타설시의 연속타설 불능, 지반의 부등침하, 경화건조 수축 또는 온도변화에 대응하기 위하여 시공이음 또는 신축이음부분에 두며, 조인트 필러를 설치하면 콘크리트의 팽창, 수축에 의한 구조물의 변위에 적응해서 전단파괴와 크랙 국부 파괴를 막는 기능을 수행할 수 있다. 도1에서 미설명 도면부호 100a-1은 콘크리트 구조물들(81a, 82a)간의 신축이음부(100a)에 존재하는 틈을 가리킨다.

도3은 종래의 동 지수판(610)의 사시도이고, 도4는 콘크리트 구조물들 간의 신축이음부(100a)를 형성할 위치에 동 지수판(610)들을 배치한 다음 서로 연결시키는 작업 장면을 도시한다. 상기 동 지수판(610) 역시 콘크리트 구조물의 신축이음부에 많이 사용되는 토목자재인데, ㄷ자 형태의 절곡된 구조가 수차례 연속적으로 반복되어 있다. 즉, 도3에서 동 지수판(610)의 가운데 부분에는 아래쪽으로 입구가 개방된 ㄷ자 단면의 중앙 신축부(612)가 형성되어 있고, 상기 중앙 신축부(612)의 양 측으로는 편평한 판 형태의 날개부들(613)이 연장되어 있으며, 상기 날개부들(613)의 가장자리 끝부분에는 다시 상방으로 절곡된 형태의 양단꺾임부(614)가 마련되어 있다.

동 지수판(610)은 원래 비철금속회사에서 제품으로 판매할 때에는 코일(coil) 또는 판 상태로 되어 있던 것을 지수판 제조업체가 구입해 일정한 크기로 절단한 다음 절곡기로 여러 차례 인위적으로 절곡해서 형태를 만든 것이므로, 복수 개의 굴절부들(617a, 617b, 617c)을 갖고 있다.

도4를 참고하면, 콘크리트 구조물을 설치할 공사 현장에서는 콘크리트 타설 이전에 이미 철근들(70)이 배치되어 있으며, 콘크리트의 신축이음부(100a)를 형성할 위치에는 동 지수판들(610)이 배치된다. 상기 동 지수판(610)은 보통 일정한 길이 단위로 제작된 상태에서 현장으로 반입되므로(동 지수판 1개의 길이는 보통 2m 정도임), 동 지수판(610)으로 신축이음부(100a)를 구성할 때에는 작업자(P)가 복수 개의 동 지수판들(610)을 일렬로 배치한 후에 서로 인접한 동 지수판들(610)을 끝 부분들끼리 용접시켜서 전체를 한 몸으로 연결해야 한다.

도4와 같이 용접기(700)를 사용해서 동 지수판들(610)을 연결시키는 작업은 반드시 숙련된 특급 용접기술자가 수행해야 하는 일이라서 인건비가 많이 들 뿐만 아니라, 수많은 동 지수판들(610)을 작업자(P)가 일일이 용접해서 연결시켜야만 하므로 많은 시간과 비용이 소요되는 문제가 있었다. 도4에서 도면부호 701은 용접 작업에서 사용되는 용접봉을 가리킨다.

도5는 도3 및 도4에 도시된 종래의 동 지수판(610)의 단면도인데, 상기 동 지수판(610)의 굴곡된 형태를 만들기 위해 절곡기로 절곡하는 과정에서 굴절부들(617a, 617b, 617c)에 미세한 크랙들이 다수 발생된 것이 나타나 있다. 동 지수판(610)의 절곡 작업은 절곡 블레이드(630)로 동판(銅板)을 누른 상태에서 동판의 한쪽 부분을 꺾는 식으로 이루어지는데, 이때 동 지수판(610) 상에 V절곡홈(631)이 생기므로 동 지수판(610)의 단면 일부에 손상이 발생하는 것을 피할 수 없다.

이처럼 동 지수판(610)은 인위적으로 동 지수판을 절곡기로 제작하여 형태를 만드는 과정에서 굴절부들(617a, 617b, 617c)에 이미 미세한 크랙들이 다수 발생한 상태일 뿐만 아니라, 연계부의 산소용접으로 인해 용접부의 열변형(부식, 크랙)이 크게 발생하므로 제품의 누수현상이 발생하는 문제가 있었다.

그리고 동 지수판을 용접하여 연결할 때는 인건비가 고가인 특급 용접기술자를 사용해야 하는데, 이렇게 특급 용접기술자를 사용하는 경우도 있지만, 거의 대부분의 공사현장에서는 기존 작업자를 활용해서 용접을 시키므로 용접이 일체화되지 않아 누수 부분이 발생하고 그 결과 지수판이 완벽한 지수성능을 발휘하지 못하는 문제점이 있었다.

동 지수판의 용접 작업 자체의 불량에 의해서 또는 절곡부위의 균열 부분들이 용접열에 의해 손상되어 파괴됨으로써 동 지수판의 설치 작업에 하자가 있게 되면, 콘크리트 구조물의 완성 후에 신축이음부에서 누수가 발생하는데, 이 경우 콘크리트 구조물 자체의 안정성에 심각한 위협이 될 뿐만 아니라 다대한 사후 보수비용이 발생하여 큰 문제가 된다.

한편, 도1 및 도2에 설명한 PVC 지수판(600)의 경우에도 일정한 길이 단위로 제작되어 현장에 공급되므로, 별도의 접착시트(테이프)에 의한 연결이나 PVC 용접봉 등의 방법을 이용해서 PVC 지수판들을 연결시켜야 하는데, 접착시트를 이용하는 경우에는 지수판들간의 연결부위가 기밀하지 못하여 누수 발생 가능성이 큰 문제가 있었고, PVC 지수판들을 용접하는 경우에는 유해가스 발생으로 인해 작업자들의 건강에 큰 위해가 됨과 동시에 용접 작업에 불량이 발생할 위험성이 컸다. 특히 PVC 지수판을 용접하는 경우에 있어서도 동 지수판을 용접하는 경우와 마찬가지로 미숙련자가 시공하면 지수판을 태우거나 똑바로 연결하지 못해 누수가 발생할 가능성이 매우 컸다.

종래의 동 지수판은 지하구조물의 부등침하의 영향으로 크랙이 발생하면, 용접부와 절곡부의 뒤틀림으로 인해 신축이음부분의 누수가 발생하는 위험성이 있었으며, 이는 기존 신축이음의 구조 및 설계자체의 문제로 누수가 발생하는 것이었다. 이러한 이유에서 신축이음의 주변환경을 반영하여 적용부위 및 환경에 맞는 재료 및 공법을 적용한 제품을 개발할 필요가 있었다.

상기 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명은 합성수지 재질의 지수판 내에 금속재질의 지수판 부재가 삽입된 복합 구조를 구현함으로써 콘크리트 구조물의 시공이음부 및 신축이음부에서의 방수 능력과 내구성을 향상시켜 완벽한 지수효과를 달성할 수 있도록 한 복합 구조의 다성능 기능 지수판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 상기 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명은 합성수지 재질의 지수판의 날개부 가장자리에 큰 직경을 가진 원형 엔드부를 형성하고 그 표면에 친수성 수팽창 지수재를 압출성형하여 결합시킴으로써, 콘크리트 구조물의 시공이음부 또는 신축이음부에서 물이 침투하면 친수성 수팽창 지수재가 팽창해서 물의 침투경로를 완벽히 차단하도록 하여 지수효과를 극대화시킨 복합 구조의 다성능 기능 지수판를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고 상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 기존 동 지수판의 두께보다 얇은 두께와 작은 폭을 가진 동 지수판 부재를 합성수지 재질의 지수판 속에 삽입 고정시킴으로써 기존 동 지수판 대비 지수성능과 작업성을 월등히 향상시킨 상태에서 제작비용을 대폭 낮출 수 있는 복합 구조의 다성능 기능 지수판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

더욱이 본 발명은 지수판의 외형을 구성하는 합성수지 재질에 적합하게 연결소켓에 의해 지수판들을 연속적으로 연결시킬 수 있도록 함으로써 지수판들의 설치 및 연결 작업을 손쉽게 수행할 수 있도록 하여 인건비를 절감함과 동시에 시공작업에 소요되는 인력과 시공기간 및 시공비용을 대폭 절감할 수 있도록 한 복합 구조의 다성능 기능 지수판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의해 제공된 복합 구조의 다성능 기능 지수판은, 합성수지 재질로 제작되며, 동일한 단면구조를 갖고 길이방향을 따라 연장된 지수판 본체(10); 및 금속재질로 제작되고, 상기 지수판 본체(10)의 두께 내부에 삽입되어 고정되며, 동일한 단면 모양으로 길이방향을 따라 연장된 내부 지수판 부재(5);를 포함하고, 상기 지수판 본체(10)는 폭 방향의 중앙에 위치하여 폭 방향으로 신축이 가능하고, 그 두께 내부에는 길이방향을 따라 관통구멍(2a)이 형성되어 있는 중앙 신축부(2); 및 상기 중앙 신축부(2)의 양측에서 각각 판 형태로 연장 형성되며, 상기 중앙 신축부(2)의 두께보다 얇은 두께를 가진 날개부들(3);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의해 제공된 복합 구조의 다성능 기능 지수판은, 상기 내부 지수판 부재(5)가 그 폭 방향의 중앙에 위치하며 굴곡된 단면 형상을 가진 굴곡부(50); 및 상기 굴곡부(50)의 양측에서 상기 폭 방향을 따라 판 형태로 연장된 편평부(51);를 포함하며, 상기 굴곡부(50)는 상기 지수판 본체(10)의 상기 관통구멍(2a) 안에 위치하고, 상기 편평부(51)는 상기 지수판 본체(10)의 날개부들(3)의 두께 내부에 위치한 것을 특징으로 한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의해 제공된 복합 구조의 다성능 기능 지수판은, 상기 날개부(3)의 단부에서 원형(圓形)의 확대된 단면 형태를 가진 원형 엔드부(4a); 및 상기 원형 엔드부(4a)의 표면에 결합된 친수성 수팽창 지수재(4b);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

더욱이, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의해 제공된 복합 구조의 다성능 기능 지수판은, 상기 지수판 본체(10)의 재질이 폴리염화비닐(polyvinyl chloride; PVC) 수지이며, 상기 내부 지수판 부재(5)는 동(銅), 동합금, 철, 스테인리스, 알루미늄 및 아연을 포함한 금속 재질들 중의 적어도 어느 하나로 제작된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 복합 구조의 다성능 기능 지수판은 합성수지 재질의 지수판 본체 내에 금속재질의 지수판 부재가 삽입된 복합 구조를 구현함으로써 콘크리트 구조물의 시공이음부 및 신축이음부에서의 방수 능력과 내구성을 향상시켜 완벽한 지수효과를 달성할 수 있는 장점이 있다. 특히, 본 발명에 따른 복합 구조의 다성능 기능 지수판은 PVC 재질의 지수판의 날개부 가장자리에 큰 직경을 가진 원형 엔드부를 형성하고 그 표면에 친수성 수팽창 지수재를 압출성형하여 결합시킴으로써, 콘크리트 구조물의 시공이음부 또는 신축이음부에서 물이 침투하면 친수성 수팽창 지수재가 팽창해서 물의 침투경로를 완벽히 차단하도록 하여 지수효과를 극대화시키는 장점이 있다.

그리고 본 발명에 따른 복합 구조의 다성능 기능 지수판은 기존 동 지수판의 두께보다 얇은 두께와 작은 폭을 가진 동 지수판 부재를 합성수지 재질의 지수판 속에 삽입 고정시킴으로써 기존 동 지수판과 대비할 때 지수성능과 내구성 및 작업성은 월등히 향상시킨 반면 제작비용은 대폭 낮추어 기능성과 경제성을 모두 갖춘 장점이 있다. 더욱이, 본 발명의 다성능 기능 지수판은 외형을 구성하는 합성수지 재질에 적합하게 연결소켓에 의해 지수판들을 연속적으로 연결시킬 수 있으므로 지수판들의 설치 및 연결 작업을 손쉽게 수행할 수 있어서 인건비를 절감, 시공기간 및 시공비용의 절감효과를 달성할 수 있는 장점이 있다.

도1은 콘크리트 구조물들(81a, 82a) 사이의 신축이음부(100a)에 종래의 PVC 지수판(600)이 설치된 상태를 도시한 단면도이다.
도2는 도1에 도시된 종래의 PVC 지수판(600)의 사시도이다.
도3은 종래의 동 지수판(610)의 사시도이고, 도4는 콘크리트 구조물을 설치하는 공사 현장에서 콘크리트 구조물들 간의 신축이음부를 형성할 위치에 동 지수판(610)들을 배치한 다음 서로 연결시키는 작업 장면을 도시한다.
도5는 도3 및 도4에 도시된 종래의 동 지수판(610)의 단면도이다.
도6은 본 발명에 따른 복합 구조의 다성능 기능 지수판(1)의 사시도이고, 도7은 그 단면도이며, 도8은 도6에서 내부 지수판 부재(5)가 드러나 보이도록 지수판 본체(10)의 일부를 제거한 상태의 사시도이다.
도9는 본 발명에 따른 복합 구조의 다성능 기능 지수판(1)들을 길이 방향에 대해서 서로 연결시킬 수 있는 연결소켓(6)을 상기 다성능 기능 지수판(1)과 함께 도시한 것이고, 도10은 연결소켓(6)을 이용해서 상기 다성능 기능 지수판들(1)을 서로 연결시킨 상태의 사시도이다.
도11 및 도12는 본 발명에 따른 복합 구조의 다성능 기능 지수판(1)을 콘크리트 구조물들 간의 신축이음부를 형성할 위치에 배치한 상태를 도시한다.
도13은 도11 및 도12에 도시된 다웰 바(Dowel bar, 7)와 슬리브(7a)를 도시한 것이다.
도14, 도15, 도17, 도18 및 도19는 본 발명에 따른 복합 구조의 다성능 기능 지수판(1)을 사용하여 콘크리트 구조물들(81a, 82a) 간의 신축이음부(100)를 공사하는 과정을 순서적으로 도시한 것이며, 도16은 상기 복합 구조의 다성능 기능 지수판(1)의 위아래에 조인트 필러(8)를 설치하는 모습을 도시한 것이다.
도20은 본 발명에 따른 복합 구조의 다성능 기능 지수판(1)을 사용해서 완성된 콘크리트 구조물들(81a, 82a) 간의 신축이음부(100)의 단면 구조를 도시하며, 도21은 상기 콘크리트 구조물들(81a, 82a)이 수축됨에 의해 신축이음부(100)에 틈(101)이 벌어진 경우를 도시한다.
도22는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 복합 구조의 다성능 기능 지수판(1a)의 단면도이다.
도23 및 도24는 본 발명에 따른 복합 구조의 다성능 기능 지수판의 비용적인 장점을 설명하는 비용계산표들로서, 이 중 도23은 본 발명의 다성능 기능 지수판을 사용해서 콘크리트 구조물들 간의 신축이음부에 대한 지수판 설치작업을 수행할 경우에 발생하는 제반 공사비용을 계산한 표이고, 도24는 도3 내지 도5에 도시된 종래의 동 지수판을 사용해서 지수판 설치작업을 수행할 경우에 발생하는 제반 공사비용을 계산한 표이다.

이하, 첨부한 도면들을 참고하여 본 발명에 따른 복합 구조의 다성능 기능 지수판의 구성 및 작용 효과를 상세히 설명한다.

도6은 본 발명에 따른 복합 구조의 다성능 기능 지수판(1)의 사시도이고, 도7은 그 단면도이며, 도8은 도6에서 내부 지수판 부재(5)가 드러나 보이도록 지수판 본체(10)의 일부를 제거한 상태의 사시도이다.

먼저 도6을 참고하면, 본 발명에 따른 복합 구조의 다성능 기능 지수판(1)은, 합성수지 또는 고무 재질로 제작되며 동일한 단면구조를 갖고 길이방향을 따라 연장된 지수판 본체(10)와 상기 지수판 본체(10)의 두께 내부에 삽입되어 고정된 금속 재질의 내부 지수판 부재(5)로 구성된다. 상기 지수판 본체(10)는 폭 방향을 기준으로 할 때 가운데 부분에 중앙 신축부(2)가 존재하며, 상기 중앙 신축부(2)의 양측에는 날개부들(3)이 위치한다. 상기 중앙 신축부(2)는 날개부(3)보다 두꺼운 두께를 가지며, 두께의 내부에 관통구멍(2a)이 그 길이방향을 따라 연장 형성되어 있어서, 지수판 본체(10)의 폭 방향으로 수축 또는 신장이 가능하다. 그리고 상기 날개부(3)는 상기 중앙 신축부(2)보다 얇은 두께를 가지고 폭 방향으로 연장되어 측면 결합부(4)까지 이어지며, 날개부(3)의 표면에는 돌출 리브들(ribs, 3a)이 길이방향을 따라 길게 연장되어 있다.

상기 지수판 본체(10)는 합성수지 또는 고무 재질로 제작할 수 있는데, 합성수지를 이용하여 제작할 경우에는 ABS(acrylonitrile butadiene styrene) 수지, PVC(polyvinyl chloride) 수지, 폴리카보네이트(polycarbonate; PC), 폴리스티렌(polystyrene; PS), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 고밀도 폴리에틸렌(high density polyethylene; HDPE), SAN(styrene acrylonitrile copolymer) 수지, 에틸렌초산비닐(ethylene vinyl acetate, EVA) 수지, 폴리아미드(polyamide, PA)(나일론) 수지 및 강화 아미드(reinforced polyamide) 수지를 포함한 합성수지 재질의 그룹 중에서 적어도 어느 하나를 이용하여 제작할 수 있으며, 고무를 이용하여 제작할 경우에는, 고무의 경우에는, 니트릴 고무(NBR), 천연고무(NR), 스티렌-부타디엔고무(SBR), 클로로프렌 고무(CR), 부틸고무, 에틸렌 프로피렌고무(EPDM), 하이파론 고무(CSM), 아크릴 고무(ACM, ANM), 불소고무(FPM), 실리콘 고무(Q) 및 부타디엔 고무(BR)를 포함하는 고무 재질의 그룹 중의 적어도 어느 하나를 이용하여 제작할 수 있다. 여기서, 상기 고무 재질의 물질들을 언급할 때 괄호 안에 표시한 영문약호는 ASTM(미국 재료 시험 협회)에 따른 약호이다.

상기 고무 재질들에 대해서 좀 더 상세히 그 특성을 설명하면, 니트릴 고무는 가장 일반적으로 사용되는 고무 소재로서 내유, 내마모 및 내노화성이 양호하며, 천연고무는 촉감이 가장 좋고 기계적 성질이 우수한 특성이 있고, 스티렌-부타디엔 고무는 천연고무보다 내마모 및 내노화성이 양호하고 값이 싼 장점이 있다. 그리고 클로로피렌 고무는 내후, 내오존, 내열, 내약품 및 내약품성이 평균적으로 우수하고, 부틸고무는 내후, 내오존, 내가스 투과성이 양호하며, 에틸렌 프로피렌 고무는 내노화, 내오존성과 극성액체에 대한 저항성 및 전기적 성질이 양호하고, 하이파론 고무는 내노화, 내오존, 내약품성 및 내마모성이 양호하고, 아크릴 고무는 고온에서의 내유성이 양호한 장점이 있고, 불소고무는 최고의 내열과 내약품성을 가지며, 실리콘 고무는 고도의 내열성과 내한성을 가진다. 그리고 부타디엔 고무는 천연고무보다 탄성이 좋고 내마모성이 우수한 장점이 있다.

상기 지수판 본체를 합성수지 재질들 중의 하나인 폴리염화비닐(PVC)을 이용해서 제작할 경우에는, 그러한 재질에 관한 규격은 기존에 이미 KS규격(KS M 3805: 2004, KS M 6518: 2006, KS D 5201: 2009)으로 지정되어 있으므로, 본 발명에서는 그 KS규격으로 지정된 PVC 재질을 이용하여 지수판 본체(10)를 제작할 수 있다.

한편, 상기 날개부(3)의 가장자리에는 측면 결합부(4)가 형성되어 있는데, 상기 측면 결합부(4)는 상기 날개부(3)의 단부에서 큰 직경으로 마감된 원형 엔드부(end part, 4a)와 상기 원형 엔드부(4a)의 바깥쪽 표면에 결합된 친수성 수팽창 지수재(4b)로 구성된다. 상기 친수성 수팽창 지수재(4b)는 PVC와 친수성 고분자를 결합시킨 특수 변성고무를 주성분으로 한 '수팽창 고무 지수재 물질'을 압축성형공정에 의해서 지수판 본체(10)의 원형 엔드부(4a)에 일체화시킨 것으로, 0.5~3㎜의 두께로 부착된다.

상기 친수성 수팽창 지수재(4b)는 일반적으로 물과 접촉될 때 이온 이동이 발생되어 침투압 및 밀도가 감소되는 특성과 아울러 물을 흡수하면 이온들 간의 배척에 의해 부피가 2~5배로 팽창하고, 건조된 후에는 원래의 상태로 회복하는 특성을 갖는다. 이와 같이, 친수성 수팽창 지수재(4b)는 물 흡수 후에 용적이 팽창하므로, 콘크리트의 이음부에 존재하는 틈새를 충분히 메꾸어서 그로부터 침투되는 물을 차단시키므로 뛰어난 누수방지 효과를 거둘 수 있다.

본 발명에 따른 복합 구조의 다성능 기능 지수판(1)은 지수판 본체(10)를 구성하는 합성수지 물질을 용융해서 압출성형장치에 의해 금속 지수판 부재(5)의 둘레에 연속적으로 결합시킨 다음, 용융된 상태의 친수성 수팽창 지수재(4b) 물질을 역시 압출성형 장치에 의해 상기 날개부(3)의 원형 엔드부(4a)에 연속적으로 결합시키는 방식으로 제조하므로, 동일한 단면 모양이 그 전체 길이에 걸쳐서 연장된 구조로 되어 있다.

도6 및 도7을 참고하면, 상기 내부 지수판 부재(5)는 전체가 금속 재질로 된 하나의 판상의 물건으로 제작되는데, 그 가운데 부분에는 굴곡된 단면 형상을 가진 굴곡부(50)가 위치하며, 상기 굴곡부(50)의 양측에는 편평한 판 형태로 연장된 편평부(51)가 존재한다. 상기 굴곡부(50)는 전체적으로 유연한 곡선 형태로 굴곡되어 있으므로 어느 한 부분이 급격하게 꺾임으로 인해 크랙(crack)이 발생하는 일이 없다. 도6 및 도7을 참고하면, 상기 중앙 신축부(2)의 관통구멍(2a) 안에 파도 형태로 웨이브(wave)를 이룬 굴곡부(50)가 존재함으로 인해 마치 태극문양이 존재하는 것 같은 느낌을 주게 된다.

상기 내부 지수판 부재(5)는 지수판 본체(10)의 두께 내부에 완전히 매몰되므로, 단면부를 제외하고는 밖에서 내부 지수판 부재(5)가 보이지 않으며, 내부 지수판 부재(5)의 폭은 상기 지수판 본체(10)의 폭의 0.3~0.7배이고, 바람직하게는 상기 지수판 본체(10)의 폭의 0.4~0.6배의 범위로 설정하는 것이 유리하다. 예를 들어, 상기 지수판 본체(10)의 폭이 300㎜인 경우에는 상기 내부 지수판 부재(5)의 폭을 150㎜로 설정하는 것이 바람직하다.

상기 내부 지수판 부재(5)는 동(銅), 동합금, 철, 스테인리스, 알루미늄 및 아연을 포함한 금속 재질들 중의 적어도 어느 하나로 제작될 수 있으며, 특히 인탈산 동 재질로 제작하는 것이 바람직하다. 기존에 '인탈산 동'으로 만든 지수판은 KS규격(KS D 5201: 2009)으로 지정되어 있는데, 본 발명에서는 이렇게 KS규격으로 지정되어 있는 '인탈산 동' 재질을 사용해서 내부 지수판 부재(5)를 제작하므로 KS규격에 의한 동 지수판의 물성을 그대로 유지할 수 있는 장점이 있다.

도6 및 도7을 참고하면, 상기 복합 구조의 다성능 기능 지수판(1)은 중앙 신축부(2)의 관통구멍(2a)의 위쪽과 아래쪽에 각각 상부 안착면(21)과 하부 안착면(22)이 형성되어 있으며, 상기 상부 안착면(21)과 그 양측에 각각 위치한 상기 날개부들(3)의 상면 간에는 상부 경사면들(21b)이 형성되어 있고, 상기 하부 안착면(22)과 그 양측에 각각 위치한 상기 날개부들(3)의 하면간에는 하부 경사면들(22b)이 형성되어 있다. 이때 상기 상부 안착면(21)의 양측에는 상기 길이방향을 따라서 상부 중앙돌기들(21a)이 돌출 형성되어 있고, 상기 하부 안착면(22)의 양측에는 상기 길이방향을 따라서 하부 중앙돌기들(22a)이 돌출 형성되어 있다.

도7을 참고하면, 본 발명에 따른 복합 구조의 다성능 기능 지수판(1)의 전체 폭(L₁)은 150~1000㎜이며, 바람직하게는 150~600㎜의 폭을 갖는다. 그리고 내부 지수판 부재(5)의 폭(L₁₁)은 상기 다성능 기능 지수판(1)의 폭(L₁)의 0.3~0.7배이며, 특히 바람직하게는 0.4~0.6배의 폭을 갖도록 하는 것이 유리하다. 본 발명에서 채택된 내부 지수판 부재(5)의 재질로는 인탈산 동 제품을 사용하는 것이 바람직하며 그 두께는 0.5~5㎜로 설정하는 것이 바람직하다. 특히 본 발명자의 실험결과에 의하면, 다성능 기능 지수판의 폭(L₁)을 300㎜로 설정하고, 인탈산 동으로 된 내부 지수판 부재(5)의 폭을 150㎜, 두께를 1㎜로 하는 것이 지수성능과 경제성 측면에서 가장 바람직한 것으로 나타났다.

기존에 일반적으로 사용되어 온 동 지수판(610, 도3 내지 도5 참조)의 두께가 2㎜이고 폭이 450㎜에 이르렀던 것에 비하면(기존 동 지수판(610)의 굴곡된 형태에서의 폭이 300㎜일 경우, 동 지수판(610)의 펼쳐진 폭은 450㎜ 정도가 됨), 본 발명에서 내부 지수판 부재(5)로 사용되는 동 지수판의 크기는 두께 1㎜, 폭 150㎜ 정도에 불과하므로 기존 동 지수판을 제작할 때와 비교하여 동(銅) 자재의 재료원가가 대폭 절감되는 효과를 거둘 수 있다.

한편, 상기 중앙 신축부(2)의 폭(L₁₀)은 다성능 기능 지수판(1)의 전체 폭(L₁)의 1/4~1/7로 설정할 수 있으며, 날개부(3)의 두께(B₂)는 3~40㎜이고, 상기 원형 엔드부(4a)의 최대 두께(B₁)는 상기 날개부(3)의 두께(B₂)의 1.2~3배로 설정할 수 있다.예를 들어, 바람직하게는 상기 날개부(3)의 두께(B₂)를 10㎜로 설정하고, 상기 원형 엔드부(4a)의 두께(B₁)를 15~25㎜로 설정할 수 있다.

도9는 본 발명에 따른 복합 구조의 다성능 기능 지수판(1)들을 길이 방향에 대해서 서로 연결시킬 수 있는 연결소켓(6)을 상기 다성능 기능 지수판(1)과 함께 도시한 것이고, 도10은 연결소켓(6)을 이용해서 상기 다성능 기능 지수판들(1)을 서로 연결시킨 상태의 사시도이다.

본 발명에 따른 다성능 기능 지수판(1)은 일정한 길이만큼씩 재단되어서 콘크리트 구조물 설치 현장에 공급되므로, 공사 현장에서는 작업자들이 다성능 기능 지수판들(1)을 연속적으로 이어 붙여야 한다. 이를 위해서 본 발명은 도9에 도시된 바와 같은 연결소켓(6)을 매개로 해서 2개의 다성능 기능 지수판들(1)을 서로 연결하도록 한다. 상기 연결소켓(6)은 그 내부에 형성된 삽입구(6a)의 공간이 상기 다성능 기능 지수판(1)의 외부 표면 형태와 일치되거나 혹은 약간의 유격이 존재하게끔 조금 더 큰 크기로 제작되므로, 상기 연결소켓(6)의 삽입구(6a) 속으로 다성능 기능 지수판(1)의 한쪽 단부를 밀어 넣으면 긴밀하게 결합이 이루어진다. 이때 상기 연결소켓(6)의 삽입구(6a) 공간 안에 미리 접착제 또는 실런트(sealant)를 도포한 상태에서 상기 다성능 기능 지수판(1)의 단부를 끼워 넣으면, 다성능 기능 지수판(1)과 연결소켓(6)간의 결합이 보다 단단하게 이루어질 수 있다. 그리고 도10과 같이 상기 연결소켓(6) 안에 다성능 기능 지수판들(1)이 끼워진 상태에서 그 결합부위 위로 실런트를 도포할 수 있으며, 이렇게 하면 상기 연결소켓과 다성능 기능 지수판(1) 간의 결합 기밀성을 한층 더 높이는 것이 가능하다.

도11 및 도12는 본 발명에 따른 복합 구조의 다성능 기능 지수판(1)을 콘크리트 구조물들 간의 신축이음부를 형성할 위치에 배치한 상태를 도시한다. 1차 콘크리트를 타설할 구역(81)과 2차 콘크리트를 타설할 구역(82) 간의 경계구역이 신축이음부가 되는 것이므로, 이러한 신축이음부에 미리 본 발명에 따른 복합구조의 다성능 기능 지수판(1)을 배치하고 철근(70) 등에 지지시켜 그 위치를 고정시켜 둔다. 도11에는 2개의 다성능 기능 지수판들(1)이 연결소켓(2)에 의해서 연결된 상태가 도시되어 있으며, 도12에는 상기 다성능 기능 지수판(1)이 콘크리트 수직 벽면을 형성할 장소에서 꺾여져서 세워진 것이 도시되어 있다.

하수처리장, 정수장 또는 지하 공동구 등을 만드는 토목 공사에 있어서 Box 형태로 된 대형 콘크리트 구조물을 건설할 때는 하부 슬라브면 뿐만 아니라 벽체 슬라브면과 상부 슬라브면까지도 빙 둘러서 콘크리트를 타설해야 하므로, 신축이음부 역시 상하좌우를 빙 둘러서 존재하게 되며, 이러한 신축이음부에는 전부 다 지수판을 설치해야 한다. 도12에 도시된 바와 같이, 지수판(1)이 하부 슬라브면으로부터 벽체 슬라브면 쪽으로 꺾어져 올라가는 부분에는 L자형으로 구부러진 형상을 가진 연결소켓을 사용해서 하부 슬라브면 쪽의 지수판과 벽체 슬라브면 쪽의 지수판을 끼워서 결합시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 다성능 기능 지수판(1)은 거의 대부분의 부피를 구성하는 지수판 본체(10)가 상기한 합성수지 재질 또는 고무재질로 제작되고, 그 내부에 삽입된 내부 지수판 부재(5)도 1㎜ 정도의 얇은 두께를 가진 동판(銅板)을 이용해서 제작되었기 때문에, 작업자가 원하는 부위에 힘을 가하고 구부리면 쉽게 구부릴 수 있다. 따라서 도12에 도시된 바와 같은 상기 L자형의 연결소켓을 사용하지 않고서도 지수판(1)을 힘으로 구부려서 하부 슬라브면 쪽으로부터 벽체 슬라브 면쪽으로 굴곡되어 올라가도록 하는 것도 가능하다.

한편, 도11 및 도12에 도시된 바와 같이, 콘크리트 구조물들 간의 신축이음부에는 다웰바(Dowel bar, 7)가 설치된다. 상기 다웰바(7)는 콘크리트 구조물의 부등침하시 수직응력을 증대시키고 수평변위시에 일정방향으로 균일하게 변화한 후 복원될 수 있도록 하는 막대형태의 자재로서, 강성이 우수한 제품을 사용한다. 상기 다웰바(7)는 도14 내지 도19에 도시된 바와 같이 다성능 기능 지수판(1)이 설치된 위치의 아래위로 각각 C.T.C. 간격 20~50㎝만큼 이격된 위치들에 복수 개가 일정한 간격으로 설치되는데, 전체 길이의 1/2 정도를 덮을 수 있는 플라스틱 수도용 파이프 재질의 슬리브(sleeve, 7a)가 함께 설치된다. 여기서, C.T.C. 간격이란 말뚝의 간격을 의미하는 토목용어이다.

도13은 도11 및 도12에 도시된 다웰 바(7)와 슬리브(7a)를 도시한 것이다. 상기 다웰 바(7)는 원통형의 막대 형태로 제작되는 것이 바람직하며, 상기 다웰 바(7)에는 내부가 빈 슬리브(7a)가 끼워질 수 있다. 도14 내지 도19에 도시된 바와 같이, 상기 다웰 바(7)는 1차 콘크리트 구조물(81a) 또는 2차 콘크리트 구조물(82a) 중의 어느 하나에 고정되며, 상기 슬리브(7a)는 그 반대편의 콘크리트 구조물에 고정된다.

도13을 참고하면, 상기 다웰 바(7)의 직경보다 상기 슬리브(7a)의 내경이 2~5㎜ 정도 더 크므로, 다웰 바(7)는 슬리브(7a)에 들어간 상태에서 상대적인 이동이 가능하다. 도13에서 미설명부호 7a-1은 슬리브(7a)의 입구이며, 7a-2는 슬리브(7a)의 입구(7a-1) 반대편에 위치한 끝이 막힌 캡 부분을 가리킨다. 한편, 상기 다웰 바(7)는 녹막이 페인트가 도색된 제1부분(71)과 나머지 제2부분(72)으로 구분될 수 있으며, 상기 다웰 바(7)와 슬리브(7a)를 통틀어 다웰바 세트(750)라고 부를 수 있다.

도14, 도15, 도17, 도18 및 도19는 본 발명에 따른 복합 구조의 다성능 기능 지수판(1)을 사용하여 콘크리트 구조물들(81a, 82a) 간의 신축이음부(100)를 공사하는 과정을 순서적으로 도시한 것이며, 도16은 상기 복합 구조의 다성능 기능 지수판(1)의 위아래에 조인트 필러(8)를 설치하는 모습을 도시한 것이다.

먼저 도14를 참고하면, 지면(G)위에 1차 콘크리트 구조물(81a)이 설치되어 있는데, 이때 본 발명에 따른 다성능 기능 지수판(1)은 한쪽 날개부가 상기 1차 콘크리트 구조물(81a) 속에 매몰되어서 고정되어 있다. 그리고 이때 상술한 다웰바(7)의 슬리브(7a)는 1차 콘크리트 구조물(81a) 중에 매몰되어 고정되어 있으며, 다웰바(7)는 슬리브(7a)속에 삽입되어 있다. 도14에서 도면부호 81b는 상기 1차 콘크리트 구조물(81a)의 끝면을 가리킨다.

다음으로, 도15를 참고하면, 2차 콘크리트를 타설할 지역(82)의 끝단에 거푸집(16)을 설치하고, 여기에 또 다른 다성능 기능 지수판(1)과 다웰바(7)를 설치한다. 도15에서 상기 다웰바(7) 및 다성능 기능 지수판(1)은 고정철사(15)에 의해서 철근(70)에 지지된 것으로 도시되어 있는데, 상기 다웰바(7)와 다성능 기능 지수판(1)을 거푸집 인근에 설치하는 방법으로는 이밖에도 적절한 방법들을 다양하게 사용할 수 있다.

한편, 상기 1차 콘크리트 구조물(81a)의 끝면(81b)에는 '신축이음 채움재' 또는 '조인트 필러'(8)를 설치한다. 상기 조인트 필러(8)는 시공이음부 또는 신축이음부에 두어서 콘크리트의 팽창, 수축에 의한 구조물의 변위를 완충하고 전단파괴와 크랙 국부적 파괴를 막기 위한 판 형태의 토목자재이다. 상기 조인트 필러(8)의 재질은 입상의 콜크(cork)와 블로운 아스팔트(blown asphalt)를 혼합하여 압축성형한 경우로서 그 앞뒤 양면에 아스팔트 펠트(felt)를 부착하여 만든 타입의 제품도 있고, 또는 자연재생고무, 고밀도 합성고무, 폴리에틸렌 등을 합성시키고 발포시켜 만든 제품 타입도 있다. 또는 상기 조인트 필러(8)로서 스티로폼 같은 재질의 발포 자재를 사용하는 것도 가능하다.

도16에 도시된 바와 같이, 상기 조인트 필러(8)는 다성능 기능 지수판(1)의 중앙 신축부(2)의 상하부 안착면들(21, 22)에 각각 접촉되어서 안착되며, 이때 상기 상하부 안착면들(21,22)의 양측에 돌출된 상하부 중앙돌기들(21a, 22a)의 사이에 조인트 필러(8)가 위치되도록 한다. 본 발명에 따른 다성능 기능 지수판(1)은 상하부 안착면들(21, 22)에 형성된 상하부 중앙돌기들(21a, 22a)이 조인트 필러(8)의 위치를 잡아주므로 공사 현장에서 조인트 필러(8)의 설치작업이 손쉽게 이루어질 수 있는 장점이 있다.

다음으로 도17을 참고하면, 앞서 이미 완성되어 있던 1차 콘크리트 구조물(81a)과 거푸집(16)의 사이에 2차 콘크리트(82′)를 타설하며, 그 결과 거푸집(16) 왼쪽에 위치한 다성능 기능 지수판(1)의 왼쪽 날개부(3)와 철근(70) 및 다웰바의 슬리브(7a)가 모두 2차 콘크리트 안에 매몰된다. 이때 제1차 콘크리트 구조물(81a)과 2차 콘크리트 타설 구역(82′)의 사이에는 신축이음부(100)가 위치한다.

2차 콘크리트를 타설한 부분이 경화되어 2차 콘크리트 구조물(82a)이 완성된 이후에는, 거푸집(16)을 제거하는 한편 신축이음부(100)의 상부 바깥으로 튀어나온 조인트 필러(8) 부분을 제거한다(도18 참조). 그렇게 이렇게 조인트 필러(8)의 조각(8a)의 제거함으로 인해 콘크리트 구조물들(81a, 82a) 간의 신축이음부(100) 상단에서 생긴 틈새는 조인트 실런트(joint sealant, 8b)를 도포하여 채운다(도19 참조). 도19에 도시된 바와 같이 조인트 필러(8)의 상부를 조인트 실런트(8b)로 채움 완료하면, 신축이음부(100) 상단의 빈틈이 모두 막히므로 이물질이 끼는 것을 방지할 수 있고, 신축이음부(100)의 지수효과를 향상시킬 수 있다.

도20은 본 발명에 따른 복합 구조의 다성능 기능 지수판(1)을 사용해서 완성된 콘크리트 구조물들(81a, 82a) 간의 신축이음부(100)의 단면 구조를 도시하며, 도21은 상기 콘크리트 구조물들(81a, 82a)이 수축됨에 의해 신축이음부(100)에 틈(101)이 벌어진 경우를 도시한다.

먼저 도20을 참고하면, 콘크리트 구조물의 신축이음부(100)에 본 발명의 다성능 기능 지수판(1)이 설치되어 있으므로, 비록 콘크리트 구조물(81a, 82a)의 하부로부터 물이 침투하더라도 상기 다성능 기능 지수판(1)에 막혀서 물이 더 이상 상승하지 못한다. 특히 본 발명에 따른 다성능 기능 지수판(1)은 날개부(3)의 양단 가장자리 부분에 원형 엔드부(4a)가 두껍게 형성되어 있고, 그 원형 엔드부(4a)의 둘레에 친수성 수팽창 지수재(4b)가 압착성형에 의해서 결합되어 있으므로, 물이 침투해서 원형 엔드부(4a)를 돌아 올라가려고 하면, 친수성 수팽창 지수재(4b)가 물을 흡수해서 수배 이상 팽창하게 되고, 그 결과 콘크리트 구조물 내에서 물이 흐를 수 있는 공극을 완전히 차단되는 효과를 거둘 수 있다.

한편, 도20에 도시된 바와 같이, 하나의 콘크리트 구조물의 높이 프로파일(profile)내에는 2개의 다웰바(7)가 존재하고 그 다웰바들(7)의 사이에 다성능 기능 지수판(1)이 설치되어 있다. 콘크리트 구조물(81a, 82a)의 전체 높이(H₁)를 기준으로 할 때, 지면(G)으로부터 첫 번째 다웰바(7)까지의 거리(H₂)와 첫 번째 다웰바(7)로부터 다성능 기능 지수판(1)까지의 거리(H₃), 다성능 기능 지수판(1)으로부터 두 번째 다웰바(7)까지의 거리(H₄) 및 상기 두 번째 다웰바(7)로부터 콘크리트 구조물 상면까지의 거리(H₅)는 20~60㎝의 범위로 설정할 수 있으며, 상기 H₂ 내지 H₅의 거리들을 모두 동일하게 설정하는 것도 가능하다.

상기 다웰바(7)의 길이(L₂)는 500~1,000㎜로 할 수 있으며, 바람직하게는 600~1,000㎜의 범위로 하는 것이 유리하다. 도20에서 도면부호 L₃는 슬리브(7a)의 캡 부분(7a-2)에서 다웰바(7)가 다 들어가지 않고 남는 공간의 간격을 의미하는데, 이 간격(L₃)은 10~50㎜로 설정할 수 있으며, 특히 15~25㎜의 범위로 설정하는 것이 유리하다. 도면부호 L₄는 신축이음부(100)의 중앙으로부터 슬리브(7a)의 단부까지의 길이를 의미하고, L₅는 신축이음부(100)의 중앙으로부터 다웰바(7)의 타측 끝까지의 길이를 의미한다.

그리고 상기 조인트 필러(8)의 두께(T₁)는 10~50㎜로 할 수 있으며, 특히 20~30㎜의 범위로 설정하는 것이 유리하다.

다음으로 도21을 참고하면, 콘크리트 구조물이 수축된 상태일 때의 신축이음부(100)의 거동이 도시되어 있다. 1차 콘크리트 구조물(81a)과 2차 콘크리트 구조물(82a)의 사이에 더 벌어짐으로써 신축이음부(100)에는 조인트 필러(8)에 의해서 다 채워지지 않는 빈틈(101)이 생겼으나, 본 발명에 따른 다성능 기능 지수판(1)의 중앙 신축부(2)가 그대로 늘어나서 빈 틈(101)을 잘 막아주므로 물이 침투하는 것을 방지할 수 있다. 이때 합성수지 재질의 지수판 본체(10)만 늘어나는 것이 아니라, 중앙 신축부(2)의 관통구멍(2a) 안에 위치한 내부 지수판 부재(5)의 굴곡부(50) 역시 굴곡된 부분이 보다 편평해지는 형태로 변형됨으로써 무리없이 늘어날 수 있다. 도21에서 도면부호 L₁′는 지수판 본체(1) 폭으로서 도20의 경우의 폭(L₁)보다 커져 있다.

중앙 신축부(2)가 수평방향으로 늘어남으로 인해 그 두께는 평상시(도20 참 조)보다 얇아졌지만, 지수판 본체(10)의 재질을 구성하는 합성수지 재질 또는 고무 재질의 신축성으로 인해 늘어남에 전혀 무리가 없으며, 콘크리트 구조물이 다시 팽창하면 중앙 신축부(2)의 형상이 원래대로 복귀할 수 있다. 중앙 신축부(2)에 가해졌던 수평방향의 인장력이 제거되면, 그 관통구멍(2a) 안에 위치한 내부 지수판 부재(5)의 굴곡부(50)도 원래의 굴곡된 형태(도20 참조)로 다시 복귀하게 된다.

도21과 같이 콘크리트 구조물들 간의 간격이 벌어진 상태에서는, 다웰바(7) 역시 슬리브(7a)로부터 빠져 나오는 식으로 상대적 이동을 하게 된다. 그 결과 다웰바(7)와 슬리브(7a)의 전체 길이(L₂′)는 도20의 경우의 L₂보다 커지며, 슬리브(7a)의 캡 부분(7a-2) 단부로부터 다웰바(7)의 끝 부분까지의 거리(L₃′) 역시 도20에 표시된 L₃보다 커져 있다.

도22는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 복합 구조의 다성능 기능 지수판(1a)의 단면도이다. 도22에 도시된 제2실시예는, 중앙 신축부(2) 안의 굴곡부(50)의 형상이 W자 형태로 구성된 것을 제외하면, 상술한 제1실시예(도6 내지 도21)의 경우와 구성이 동일하다. 도22에 도시된 바와 같이 굴곡부(50)의 구부러진 길이를 더 길게 하면, 보다 큰 변위에도 적응할 수 있는 장점이 있다. 본 발명에 따른 다성능 기능 지수판에 관해서 제1실시예 및 제2실시예에서는 굴곡부(50)의 단면 형상을 S자 형상(혹은 태극문양) 및 W자 형상으로 도시하였으나, 이외에도 다양한 굴곡된 형상들을 적용하는 것이 얼마든지 가능하다. 따라서 본 발명의 범위는 상기 제1실시예 및 제2실시예에 예시한 굴곡부의 형상에 한정되지 않으며, 콘크리트 신축이음부의 신축작용에 따라서 지수판의 신축작용을 달성할 수 있게끔 하는 다양한 단면 형상들로 만드는 것이 모두 가능하다.

도23 및 도24는 본 발명에 따른 복합 구조의 다성능 기능 지수판의 비용적인 장점을 설명하는 비용계산표들로서, 이 중 도23은 본 발명의 다성능 기능 지수판을 사용해서 콘크리트 구조물들 간의 신축이음부에 대한 지수판 설치작업을 수행할 경우에 발생하는 제반 공사비용을 계산한 표이고, 도24는 도3 내지 도5에 도시된 종래의 동 지수판을 사용해서 지수판 설치작업을 수행할 경우에 발생하는 제반 공사비용을 계산한 표이다.

먼저 도23을 참고하여 본 발명의 다성능 기능 지수판을 사용해서 콘크리트 구조물들 간의 신축이음부를 공사했을 때의 공사비용을 계산하면, 1미터당 손실율을 4%로 상정하고, 폭 300㎜, 두께 10㎜인 다성능 기능 지수판(1)을 사용한다고 했을 때, 1미터당 1.04m의 지수판 자재가 소요되며, 일자형 연결소켓(6, 도9 및 도10 참조)은 m당 0.2개가 사용된다. 그리고 실런트는 지수판 1m 당 0.2리터가 사용되며, 특별인부는 m당 0.051명, 보통인부는 m당 0.046 명이 사용된다. 여기서, 특별인부는 숙련된 기술을 요하는 인부를 말하면, 보통 인부는 특별인부와 같은 전문 기술이 없어도 되는 인부를 말한다. 원래 특별인부란 특급 용접기술을 가진 사람처럼 숙련도가 높은 사람을 의미하는 것이어서 도24의 경우에 표시된 것과 같이 25만원의 일당을 지급해야 하지만, 본 발명에 따른 다성능 기능 지수판(1)을 이용해서 신축이음부를 공사할 경우에는 용접과 같은 일을 할 필요가 없이 단순히 연결소켓(6, 도9 및 도10)안에 지수판들(1)을 끼워서 넣고 실런트를 도포하는 단순작업을 하기만 하면 되므로 특별인부의 일당을 대폭 낮출 수가 있다. 그 결과 본 발명을 적용하여 공사할 경우에는 특별인부이 일당이 12만원이고, 보통인부의 일당이 10만원으로 되어 크게 차이가 나지 않는다. 한편, 공구손료는 작업 중 자연 손실되는 공구의 비용을 감안한 것으로, 전체 공사비용의 3%를 계산해 넣는다.

이러한 과정을 거쳐서 본 발명에 따른 다성능 기능 지수판을 사용했을 경우의 m당 공사비용을 계산하면 98,642원이 된다.

반면, 도24를 참고해서 기존의 동 지수판을 사용해서 신축이음부를 공사할 경우의 비용을 계산해 보면, 폭 450㎜이고 두께 2㎜인 동 지수판을 사용한다고 했을 때, m당 1.04m의 동 지수판 자재가 사용되며, 동 용접봉은 0.1kg이 사용된다. 그리고 붕사는 0.01kg이 사용되고, 아세틸렌 가스 0.1kg, 산소 0.1kg이 사용되며, 특별인부 0.051인, 보통인부 0.046인이 소요된다. 이렇게 해서 계산된 동 지수판의 공사비용은 m당 143,301원이 되므로, 본 발명에 따른 다성능 기능 지수판을 사용했을 때의 공사비용이 무려 31%나 저렴한 것으로 나타났다.

이렇게 본 발명에 의한 다성능 기능 지수판을 사용했을 때의 공사비용이 기존 동 지수판을 사용했을 때의 공사비용보다 크게 절감될 수 있는 원인은 지수판의 생산비용이 절감된 것과 특별인부의 노임이 절감된 것에서 그 원인을 찾을 수 있다. 기존에는 2㎜두께의 지수판을 폭 450㎜의 크기로 사용해야 했기 때문에 비싼 금속인 동(銅)의 소비가 많았으나, 본 발명에 따르면 내부에 삽입된 동 지수판 부재(5)의 크기를 두께 1㎜, 폭 150㎜ 정도로 대폭 줄일 수 있으므로 자재비를 대폭 절감할 수 있게 된 것이다. 그리고 동 지수판을 용접하는 작업이 전혀 필요없게 되므로, 특별 인부의 노임이 낮춰질 수 있게 되어 비용절감 효과를 거둘 수 있게 되었다. 본 발명은 기존의 동 지수판 대비 훨씬 두께가 얇고 폭이 좁은 동판을 사용하면서도, 지수판 전체의 강도가 그대로 유지되고 작업성과 방수성능에서 더 향상된 효과를 거둘 수 있는 장점이 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 복합 구조의 다성능 기능 지수판은 합성수지 재질의 지수판 본체 내에 금속재질의 지수판 부재가 삽입된 복합 구조를 구현함으로써 콘크리트 구조물의 시공이음부 및 신축이음부에서의 방수 능력과 내구성을 향상시켜 완벽한 지수효과를 달성할 수 있는 장점이 있으며, 특히, 본 발명에 따른 복합 구조의 다성능 기능 지수판은 PVC 등 합성수지 또는 고무 재질의 지수판의 날개부 가장자리에 큰 직경을 가진 원형 엔드부를 형성하고 그 표면에 친수성 수팽창 지수재를 압출성형함으로써, 친수성 수팽창 지수재가 팽창해서 물을 막는 효과를 거둘 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 복합 구조의 다성능 기능 지수판은 기존 동 지수판의 두께보다 얇은 두께와 작은 폭을 가진 동 지수판 부재를 합성수지 재질의 지수판 속에 삽입 고정시킴으로써 기존 동 지수판과 대비할 때 지수성능과 작업성은 월등히 향상시킨 반면 제작비용은 대폭 낮추어 기능성과 경제성을 모두 갖춘 장점이 있다. 더욱이, 본 발명의 다성능 기능 지수판은 외형을 구성하는 합성수지 재질에 적합하게 연결소켓에 의해 지수판들을 연속적으로 연결시킬 수 있으므로 지수판들의 설치 및 연결 작업을 손쉽게 수행할 수 있어서 인건비를 절감, 시공기간 및 시공비용의 절감효과를 달성할 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 따른 다성능 기능 지수판은 각종 건설 구조물에 적용하는 신축이음 조인트 자재로서 부등침하와 물 등이 침투하는 것을 방지하는 용도로 사용될 수 있으며, 특히 콘크리트 구조물의 내구성 확보와 강도를 유지하고, 균열과 누수 방지로 시설물의 사용성을 확보하며, 시설물의 유지보수비를 절감할 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 따른 다성능 기능 지수판이 적용될 수 있는 용도로는 ① 기초 지하실, 슬라브 등의 건축구조물과 ② 댐, 제방, 매립지, 부벽 등의 하천·항만시설, ③ 터널, 지하차도, 지하철 등의 철도 도로 시설, ④ 정수장, 취수장, 가압장, 하수처리장, 저류지, 배수지 등의 상하수도 시설, ⑤ 댐, 도수암거, 도수터널 등의 수력발전소 설비, ⑥ 취배수로, 수조건물 등의 화력발전소 설비 등에 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 다성능 기능 지수판은 접착성이 우수하여 모든 콘크리트 표면에 시공도구를 사용하지 않고도 일체로 접합될 수 있으며, 3중 압출성형제품으로 길이를 자유롭게 조절하므로 연계부(용접부)를 최대한 줄일 수 있는 장점이 있다. 그리고 본 발명의 다성능 기능 지수판은 시공의 숙련도와 보조재료가 양호하므로 누구나 쉽게 시공이 가능한 장점이 있다. 또한 본 발명은 굴곡면이나 용접부의 연계성이 좋아서 어떤 부위도 크랙과 누수 차단에 효과를 가지고 있으므로 완벽한 시공성능을 발휘할 수 있다.

그리고 본 발명은 제품의 품질이 우수해서 완벽한 지수성능을 발휘하며, 시공성이 우수하여 공기단축 및 시공비를 절감하므로 경제성이 우수하며, 향후 국내와 해외의 각종 신축이음부 구조물에 폭넓게 적용될 수 있다.

더욱이 본 발명에 따른 다성능 기능 지수판은, 기존 동 지수판과는 달리, PVC 등 합성수지와 친수성 합성수지 수팽창 지수재 및 인탈산 동을 3중 압출성형하여 일체화시킨 제품으로서 완벽한 3중 지수성능을 가지고 있으며 콘크리트와 친화력이 있는 제품이고, 구체인 콘크리트와 일체로 접합되며 필연적으로 발생될 수밖에 없는 콘크리트의 누수를 차단한다. 본 발명의 다성능 기능 지수판은 신축력과 복원력 및 부식되지 않는 오랜 수명을 갖고 있으며, 국내에서 사용하는 고급 자재인 합성수지 콤파운드와 양 날개부의 친수성 PVC 수팽창 지수재를 삽입해서 동 지수판과 함께 압착 생산하여 일체화시킨 제품이고, 콘크리트와의 접합성을 획기적으로 향상시킨 100%로 물을 차단하는 효과가 아주 높은 제품이다.

본 발명에 따른 다성능 기능 지수판은 표면의 굴곡과 특수한 경사를 주어 투수 경로를 길게 하고, 콘크리트와의 결착력이 강해 완벽한 지수효과를 보장하며, 퀄러티(quality) 높은 고중합도 수지를 사용함으로써 내구성과 탄력성이 우수하며 산이나 알칼리, 수중의 산소 등에도 침식, 노화, 부식이 강하며 반영구적인 수명을 보장한다. 그리고 특수 배합제의 사용으로 외부의 충격을 흡수하며, 저온 지압, 수압에도 본래의 특성을 유지함으로써 물성의 변화가 없는 장점이 있다.

기존 동 지수판은 제품의 최대폭 길이가 2미터로 구성되어 있으나, 본 발명의 다성능 기능 지수판은 3중 압출성형제품으로서 길이를 자유롭게 조절할 수 있으므로 연계부(용접)를 최대한 줄이고 완벽한 방수효과를 발휘할 수 있다. 또한 본 발명의 제품은 운반 및 시공이 간편하며 시간과 노력이 절약되고, 용접 등과 같은 기능공의 기술이 필요없이 인건비를 절약할 수 있는 장점이 있다.

1, 1a: 다성능 기능 지수판 2: 중앙 신축부
2a: 관통구멍 3: 날개부
3a: 돌출 리브(rib) 4: 측면 결합부
4a: 원형 엔드부(end part) 4b: 친수성 수팽창 지수재
5: 내부 지수판 부재 6: 연결소켓
6a: 삽입구 6b: 꺾임부분
7: 다웰바(Dowel bar) 7a: 슬리브(sleeve)
7a-1: 입구 7a-2: 캡 부분
8: 조인트 필러(joint filler) 8a: 조인트 필러 조각
8b: 조인트 실런트(joint sealant) 10: 지수판 본체
15: 고정철사 16: 거푸집
21: 상부 안착면 21a: 상부 중앙돌기
21b: 상부 경사면 22: 하부 안착면
22a: 하부 중앙돌기 22b: 하부 경사면
50: 굴곡부 51: 편평부
70: 철근 71: 제1부분
72: 제2부분 81: 1차 콘크리트 타설구역
81a: 1차 콘크리트 구조물 81b: 1차 콘크리트 끝면
82: 2차 콘크리트 타설구역 82′: 2차 콘크리트 타설물
82a: 2차 콘크리트 구조물 82b: 2차 콘크리트 끝면
100a: 신축이음부 100a-1: 신축이음부 홈
101: 빈틈 600: PVC 지수판
602: 중앙 신축부 602a: 중앙 구멍
603: 날개부 603a: 돌출 리브(rib)
604: 양단 마감부 610: 동 지수판
612: 중앙 신축부 613: 날개부
614: 양단 꺾임부 615: 연결부
617a, 617b, 617c: 굴절부 630: 절곡 블레이드(blade)
631: V절곡홈 700: 용접기
701: 용접봉 750: 다웰바(Dowel bar) 세트
G: 지면 P: 작업자

Claims

합성수지 재질로 제작되며, 동일한 단면구조를 갖고 길이방향을 따라 연장된 지수판 본체(10); 및
금속재질로 제작되고, 상기 지수판 본체(10)의 두께 내부에 삽입되어 고정되며, 동일한 단면 모양으로 길이방향을 따라 연장된 내부 지수판 부재(5);를 포함하고,
상기 지수판 본체(10)는,
폭 방향의 중앙에 위치하여 폭 방향으로 신축이 가능하고, 그 두께 내부에는 길이방향을 따라 관통구멍(2a)이 형성되어 있는 중앙 신축부(2); 및
상기 중앙 신축부(2)의 양측에서 각각 판 형태로 연장 형성되며, 상기 중앙 신축부(2)의 두께보다 얇은 두께를 가진 날개부들(3);을 포함하며,
상기 내부 지수판 부재(5)는,
그 폭 방향의 중앙에 위치하며 굴곡된 단면 형상을 가진 굴곡부(50); 및
상기 굴곡부(50)의 양측에서 상기 폭 방향을 따라 판 형태로 연장된 편평부(51);를 포함하고,
상기 굴곡부(50)는 상기 지수판 본체(10)의 상기 관통구멍(2a) 안에 위치하며, 상기 편평부(51)는 상기 지수판 본체(10)의 날개부들(3)의 두께 내부에 위치한 것을 특징으로 하는 복합 구조의 다성능 기능 지수판.
삭제
제1항에 있어서, 상기 굴곡부(50)의 단면 형상은 물결 형태, S자 형태 및 W자 형태를 포함한 굴곡된 형태들 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 복합 구조의 다성능 기능 지수판.
제1항에 있어서, 상기 날개부들(3)의 표면상에 돌출 형성되어 있으며 상기 지수판 본체(10)의 길이 방향을 따라 연장된 복수 개의 돌출 리브들(ribs, 3a);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 구조의 다성능 기능 지수판.
제1항에 있어서, 상기 날개부(3)의 단부에서 원형(圓形)의 확대된 단면 형태를 가진 원형 엔드부(4a); 및
상기 원형 엔드부(4a)의 표면에 결합된 친수성 수팽창 지수재(4b);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 구조의 다성능 기능 지수판.
제5항에 있어서, 상기 날개부(3)의 두께는 3~40㎜이고, 상기 원형 엔드부(4a)의 최대 두께는 상기 날개부(3)의 두께의 1.2~3배인 것을 특징으로 하는 복합 구조의 다성능 기능 지수판.
제1항에 있어서, 상기 지수판 본체(10)의 재질은 ABS(acrylonitrile butadiene styrene) 수지, PVC(polyvinyl chloride) 수지, 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리프로필렌(polypropylene), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), SAN(styrene acrylonitrile copolymer) 수지, 에틸렌초산비닐(ethylene vinyl acetate) 수지, 폴리아미드(polyamide) 수지 및 강화 아미드(reinforced polyamide) 수지를 포함한 합성수지 재질의 그룹 중에서 적어도 어느 하나를 포함하며, 상기 내부 지수판 부재(5)는 동(銅), 동합금, 철, 스테인리스, 알루미늄 및 아연을 포함한 금속 재질들 중의 적어도 어느 하나로 제작된 것을 특징으로 하는 복합 구조의 다성능 기능 지수판.
제1항에 있어서, 상기 지수판 본체(10)의 재질은 니트릴 고무, 천연고무, 스티렌-부타디엔 고무, 클로로프렌 고무, 부틸고무, 에틸렌 프로피렌 고무, 하이파론 고무, 아크릴 고무, 불소고무, 실리콘 고무 및 부타디엔 고무를 포함한 고무 재질의 그룹 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 구조의 다성능 기능 지수판.
제1항에 있어서, 상기 중앙 신축부(2)는 그 단면 구조에 있어,
상기 관통구멍(2a)의 상하방에 각각 위치하며 조인트 필러(joint filler)가 안착될 수 있는 상부 안착면(21)과 하부 안착면(22);
상기 상부 안착면(21)과 그 양측에 각각 위치한 상기 날개부들(3)의 상면을 각각 연결하는 상부 경사면들(21b); 및
상기 하부 안착면(22)과 그 양측에 각각 위치한 상기 날개부들(3)의 하면을 각각 연결하는 하부 경사면들(22b);을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 구조의 다성능 기능 지수판.
제9항에 있어서, 상기 중앙 신축부(2)는,
상기 상부 안착면(21)과 상기 상부 경사면들(21b) 간의 경계부분에서 돌출되며 상기 지수판 본체(10)의 길이방향을 따라 연장 형성된 상부 중앙돌기들(21a);과
상기 하부 안착면(22)과 상기 하부 경사면들(22b) 간의 경계부분에서 돌출되며 상기 지수판 본체(10)의 길이방향을 따라 연장 형성된 하부 중앙돌기들(22a);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 구조의 다성능 기능 지수판.
제1항에 있어서, 상기 지수판 본체(10)의 폭은 150~1000㎜이며, 상기 내부 지수판 부재(5)의 폭은 상기 지수판 본체(10)의 폭의 0.3~0.7배인 것을 특징으로 하는 복합 구조의 다성능 기능 지수판.
제1항 또는 제11항에 있어서, 상기 내부 지수판 부재(5)의 두께는 0.5~5㎜인 것을 특징으로 하는 복합 구조의 다성능 기능 지수판.