KR101480919B1 - 단면이 결손된 콘크리트 또는 철근콘크리트 구조물의 접착력 및 접착내구성 향상을 위한 단면복구 보수공법 - Google Patents

단면이 결손된 콘크리트 또는 철근콘크리트 구조물의 접착력 및 접착내구성 향상을 위한 단면복구 보수공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 단면이 결손된 콘크리트 또는 철근콘크리트 구조물의 접착력 및 접착내구성 향상을 위한 단면복구 보수공법에 관한 것으로, 그 목적은 콘크리트 또는 철근콘크리트 결손표면과 단면복구재의 계면접착력 및 접착내구성을 강화시켜 단면이 결손된 철근 콘크리트 구조물의 보수후, 잔존 수명동안 재보수에 대한 유지관리 비용을 절감할 수 있는 단면이 결손된 콘크리트 또는 철근콘크리트 구조물의 접착력 및 접착내구성 향상을 위한 단면복구 보수공법을 제공하는 것이다.
본 발명은 단면이 결손된 콘크리트 또는 철근콘크리트 구조물의 단면복구 보수공법에 있어서; 콘크리트 또는 철근콘크리트의 결손표면에 소정깊이를 구비하도록 복수의 구멍을 형성하고, 상기 구멍내로 충전되도록 콘크리트 또는 철근콘크리트 표면에 접착제를 도포 양생하여 접착지지층을 형성시킨 후, 상기 접착지지층이 형성된 철근콘크리트 표면에 단면복구재를 도포하여 단면을 복구하도록 되어 있다.

Description

단면이 결손된 콘크리트 또는 철근콘크리트 구조물의 접착력 및 접착내구성 향상을 위한 단면복구 보수공법{A Section Restoration Method for Improvement of Adhesive Strength and Adhesive Durability on Steel Reinforced Concrete with Partial Loss Area}
본 발명은 단면이 결손된 콘크리트 또는 철근콘크리트 구조물의 접착력 및 접착내구성 향상을 위한 단면복구 보수공법에 관한 것으로, 단면이 결손된 콘크리트 또는 철근콘크리트 구조물의 표면에 복수의 구멍을 형성하고, 상기 구멍에 접착제가 충전되도록 단면이 결손된 콘크리트 또는 철근콘크리트 구조물의 표면에 접착제를 도포하여, 접착지지층을 형성한 후, 단면복구재를 도포하여 접착지지층에 의해 단면복구재의 접착력을 향상시키도록 되어 있다.
일반적으로 다양한 용도로 사용되고 있는 철근으로 보강하고 있는 콘크리트 또는 철근콘크리트 구조물의 경우, 환경조건에 따라 콘크리트가 분리되어 탈락하는 결함이 빈번히 발생되고 있다. 예를 들어, 황화수소(H2S)는 공기 중의 산소(O2)와 반응(H2S+O2)하여 황산(H2SO4)으로 변화하거나, 콘크리트 중의 수산화칼슘(Ca(OH)2)과 반응(H2O+Ca(OH)2)하여 수용성의 염을 만들어 수산화칼슘을 용출(CaS+H2SCa(HS2))시킴으로써, 콘크리트 또는 철근콘크리트 구조물의 표면강도를 저하시켜, 탈락현상을 발생시킨다.
또한, 아황산(SO2)가스는 물(H2O)에 쉽게 용해(SO2+H2O)되어 아황산(H2SO3)이 되고, 나아가 용액 중에 용해되어 있는 산소와 반응(2H2SO3+O2)하여 유산(2H2SO4)으로 변화하여, 이 역시 콘크리트의 표면강도를 저하시키고 탈락현상을 발생시킨다.
또한 상기 부식성가스 외에도 불화수소(HF)나 염화수소(HCl) 등과 같은 부식성 물질이나 가스와 접하게 될 경우에도, 상기와 같은 결함이 발생(일반적으로는 화학적 침식이라고 함)된다.
또한, 콘크리트 또는 철근콘크리트 구조물 중에는 공기 중의 이산화탄소(CO2) 등의 영향(일반적으로는 탄산화라고 함)으로, 또는 염소이온(Cl-)의 영향(일반적으로는 염해라고 함)으로 콘크리트 또는 철근콘크리트 내부의 철근이 부식하며, 이로 인해 발생되는 팽창압력에 의해 콘크리트가 탈락하는 결함, 또는 콘크리트가 함유하는 수분의 동결(일반적으로는 동해라고 함)에 의한 팽창압력에 의해서도 콘크리트가 탈락하는 결함이 발생된다.
또한, 상기 콘크리트 또는 철근콘크리트 구조물 외에도 하수암거나 저수, 정수 및 배수지(로) 등과 같은 구조물은 고속으로 흐르는 유수(流水)에 의해 콘크리트 표면이 탈락(일반적으로는 Cavitation"이라고 함)하는 결함이 발생되고 있으며, 경전철 주행로나 자동차 등의 주행로 등에서는 차량의 주행이나 정지 등에 따른 타이어의 윤하중과 주행로의 표면마찰저항에 의해 콘크리트의 표면이 마모되거나 탈락하는 단면결손 결함이 빈번히 발생된다.
상기에서와 같이, 콘크리트 또는 철근콘크리트 구조물은 사용 중에 각종 부식성 가스나 부식성 용액 및 물에 의한 화학적 침식, 중성(탄산)화, 염해 및 동해 등에 의한 팽창압력에 기인하거나, 또는 캐비테이션(Cavitation)에 의한 수압에 기인하여, 또는 차량의 윤하중에 의한 마모 등에 기인하여 표면(피복)콘크리트가 탈락하여 생기는 단면결손 결함이 반드시 발생되며, 이러한 결함은 구조내력의 저하와 밀접하게 관계하고 결합부위의 확대로 인하여 대형사고로 이어질 우려가 크므로 대부분 신속히 보수(단면복구)를 하여야 한다.
상기와 같은 콘크리트 또는 철근콘크리트 구조물의 표면(피복) 콘크리트가 탈락, 또는 마모되어 단면결손 결함이 발생하였을 때, 단면을 복구, 또는 보수하는 종래의 공법 사례들을 살펴보면,
종래에는 도 1 에 도시된 바와 같이, 표면을 치핑(chipping)하여 요철을 만드는 방법, 표면을 그라인드로 평탄하게 하는 방법, 각종 표면 강화제를 도포함침시키는 방법, 또는 프라이머(접착 전 처리제)를 도포하는 방법 등을 사용하여, 단면복구 보수 시 가장 중요한 작업으로 접착력을 향상시키기 위한 접착계면을 강화(1)시키고 있으나, 그 효과에 대해서는 다음과 같은 콘크리트가 가지는 근원적인 문제점에 비추어 많은 의문점이 지적되고 있다.
즉, 콘크리트 탈락결함이 발생하는 콘크리트는 무수히 많은 미세한 공극(일반적으로는 세공이라 함), 특히 대부분의 세공들이 연속(극히 미세한 균열이라고 표현할 수 있음)되어 있는 대표적인 다공질 재료이기 때문에, 단면결손 결함이 발생하는 부위의 콘크리트 면은 연속된 세공들이 파열된 부분이므로 강도적으로 아주 취약하게 된다. 따라서 접착계면을 요철처리하거나 강화하는 종래의 방법으로는 충분한 인장 접착력(4), 예를 들어 최소 3.0 Ｎ/㎟ 이상(압축강도가 약 30 Ｎ/㎟ 인 일반적인 건설용 콘크리트 자체의 이론적인 접착력, 즉 압축강도의 약 1/10 이상이라 함)을 얻을 수 없게 된다.
예를 들어, 상기와 같은 종래의 방법들로 접착계면을 강화시킨 다음, 접착제(일반적으로 건설용으로 접착강도가 가장 뛰어난 접착제인 에폭시 접착제 사용)를 도포양생처리하여 접착층(2)을 형성한 후, 같은 종류의 에폭시 수지계의 단면 복구재(3)를 도포양생한 다음, 인장하중(4)을 가하면, 콘크리트의 이론 접착력인 최소 3.0 Ｎ/㎟ 에 미치지 않는 최대 약 1.5 Ｎ/㎟ 정도(KS F 4043 기준치)에 접착계면의 콘크리트를 물고 탈락(일반적으로는 모체탈락이라고 함)하는 현상이 발생된다.
특히, 상기 경전철 주행로나 자동차 등의 주행로 등에서는 주로 차량의 주행이나 정지 등에 따른 타이어의 윤하중과 주행로의 표면마찰저항에 의한 전단하중이 가해지며, 이에 저항할 수 있는 전단 접착력(5), 즉 약 1.5 Ｎ/㎟ (주행차량의 중량과 타이어와 차로의 접촉각, 즉 cosθ 에 따라 달라지기는 하나, 최대로 인장 접착력의 약 1/2 정도라 하면)에 미치지 않는 약 0.75 Ｎ/㎟ 정도의 아주 작은 전단하중에 단면복구 면이 탈락하는 결함이 발생하는 등, 상기와 같이 접착계면을 요철처리하거나 강화하는 종래의 방법들로는 콘크리트 또는 철근콘크리트 구조물이 요구하는 접착력을 전혀 확보할 수 없음을 알 수 있다.
또한, 상기와 같은 다공질재료인 콘크리트의 특성 즉, 콘크리트 내부에는 물(주로 시멘트 성분이 용해된 pH 12.0 이상의 강알칼리)이 가득 찬 무수히 많은 세공이 있으며, 이러한 세공내의 물은 외기의 온도변화에 따라 연속된 세공(극히 미세한 균열)을 경유하여 표면(접착계면)으로 이동(6)하여 상부에 도포한 접착제와의 계면을 적셔 접착 내구성을 저하시키게 되므로, 상기와 같은 종래의 접착계면을 요철처리하거나 강화시키는 방법으로는 단면복구 보수한 부분과의 충분한 접착력과 접착 내구성을 확보할 수 없음을 알 수 있다.
이와 같이 종래의 공법들, 즉 상술하고 있는 접착제를 도포하기 전에 접착계면의 표면을 치핑(chipping)하여 요철을 만드는 방법이나, 표면을 그라인드로 평탄하게 하는 방법, 각종 표면 강화제를 도포함침시키는 방법, 또는 프라이머(접착 전 처리제)를 도포하여 강화처리하는 방법들로는 단면이 결손된 콘크리트와 단면복구재와의 사이에서 요구되는 초기 접착강도(인장 접착강도 약 3.0 Ｎ/㎟ 이상, 전단 접착강도 약 1.5 Ｎ/㎟ 이상)를 발휘하기에는 턱없이 부족하며, 그 주된 이유는, 상기 단면결손 결함이 발생하는 단면은 무수히 많은 연속된 기공(미세균열)을 가지는 다공질 소재인 콘크리트의 특성상, 주로 화학적 결합력(시멘트 수화)이 가장 작고 취약한 부분, 즉 미세균열을 따라서, 또는 골재와 시멘트 결합재 사이 공극(콘크리트 타설 시, 함유 공기압에 의해 골재표면과 시멘트 결합재 사이에 생기는 미 결합 공극부분, 일반적으로는 전이대, transition zone라 함)등에서 주로 발생하나, 상기 종래의 단면이 결손된 콘크리트를 단면복구하는 공법들에서는 이러한 취약한 콘크리트의 접착계면의 문제를 해소할 수 없었기 때문에 접착력이 아주 뛰어난 접착제를 사용하였다 하더라도 도 2 에서와 같이 접착계면(7) 아래의 취약한 콘크리트면(8)을 물고 떨어지는 현상(일반적으로는 모체탈락이라고 함)이 발생하여 충분한 단면복구 보수효과를 얻지 못하고 빈번히 재보수를 하는 등 경제적인 손실이 많이 발생되었다.
또한, 상기와 같은 접착계면을 보강하는 종래의 단면복구 공법들의 또 다른 문제점으로는, 만약 단면복구 보수 후, 초기에 어느 정도 접착력(인장 접착력으로 최대 약 1.5 Ｎ/㎟ 정도, 전단 접착력으로 약 0.7 Ｎ/㎟ 정도)을 발휘할 수 있다고 하더라도, 시간이 경과함에 따라, 콘크리트 표면으로 이동하는 콘크리트 세공내부의 공극수에 의해 적셔진 접착계면에서의 현저한 접착력 저하로 인한 빈번한 재 보수 등, 초기 단면복구 보수비용은 물론 반복되는 재 보수에 따른 비용 등 경제적인 효율성을 해소할 수 없는 등 여러가지 문제점이 있었다.
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본 발명의 목적은 콘크리트 또는 철근콘크리트 구조물의 결손표면과 단면복구재의 계면접착력 및 접착내구성을 강화시켜 단면이 결손된 철근콘크리트 구조물의 보수 후, 잔존 수명동안 재보수에 대한 유지관리 비용을 절감할 수 있는 단면이 결손된 콘크리트 또는 철근콘크리트 구조물의 접착력 및 접착내구성 향상을 위한 단면복구 보수공법을 제공하는 것이다.
본 발명은 단면이 결손된 콘크리트 또는 철근콘크리트 구조물의 단면복구 보수공법에 있어서; 콘크리트 또는 철근콘크리트의 결손표면에 소정깊이를 구비하도록 복수의 구멍을 형성하고, 상기 구멍내로 충전되도록 콘크리트 또는 철근콘크리트 표면에 접착제를 도포 양생하여 접착지지층을 형성시킨 후, 상기 접착지지층이 형성된 철근콘크리트 표면에 단면복구재를 도포하여 단면을 복구하도록 되어 있다.
본 발명은 단면이 결손된 콘크리트 구조물의 표면에 구멍을 형성하고, 상기 구멍에 접착제가 주입충전되도록 표면에 접착제를 도포하여 접착지지층을 형성한 후, 단면복구재를 도포하도록 되어 있어, 접착지지층에 의한 단면복구재의 계면접착력이 향상된다.
본 발명은 종래의 기존 콘크리트와 단면 복구재와의 계면 접착력과 접착 내구성 향상과 관련한 문제를 보다 경량의 장비(약 1kg 정도)를 사용하여 단순하면서도 빠르게 작업할 수 있을 뿐 아니라, 접착계면에서의 콘크리트의 본질적인 특성상의 문제와 관계없이 콘크리트 접착계면에서 요구되는 접착력을 충분히 확보하고, 장기적인 접착 내구성을 발휘하여 단면이 결손된 철근 콘크리트 구조물의 잔존 수명동안 재보수가 거의 필요하지 않아 매우 경제적이다.
본 발명은, 단면이 결손된 콘크리트 표면에 대하여, 직경 3.0㎜∼15.0㎜, 폭 5.0㎜∼200.0㎜의 일정간격으로 깊이 5.0㎜∼30.0㎜가 되도록 구멍을 개공할 경우, 단면 복구재와의 접착력(인장 접착력과 전단 접착력)을 종래의 접착계면을 강화시키는 방법들과 비교하여 최소 약 1.5배∼약 2.0배 이상으로 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 접착계면으로 콘크리트 세공내부의 물이 이동하여 접착계면을 적셔 접착력을 저하시키더라도 구멍 속에 채워 충진한 접착제가 쇄기 역할을 하여 충분한 접착성과 접착 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 종래의 접착계면에 요철을 만들기 위해 사용하는 중량(약 10㎏ 이상)의 소음이 많이 발생하는 치핑장치를 사용하는 것보다 더욱 쉽고 빠른 작업을 통하여 보다 간편하게 높은 접착력과 접착내구성 향상효과를 얻을 수 있으며, 종래의 접착계면을 평탄하게 하기 위한 그라인딩 작업 보다, 먼지나 소음발생이 없는 청결한 작업을 통하여 보다 높은 접착력과 접착내구성 향상효과를 얻을 수 있다.
본 발명은, 경량(중량 1kg 정도)의 드릴장치를 사용하므로 종래의 중량의 접착계면 처리장치를 사용하는 방법들과 비교하여 작업효율이 뛰어나고, 또한 넓은 면적의 개공작업을 빠른 시간 내에 할 수 있어 보다 저렴한 비용으로 보다 높은 접착력과 접착내구성 향상효과를 얻을 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 종래의 방법들과 비교하여 보다 높은 접착력과 접착내구성 향상효과를 얻을 수 있어, 재 보수에 필요한 유지관리 비용을 절감할 수 있어 더 많은 경제적 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 단면이 결손된 콘크리트 표면에 개공한 직경 3.0㎜∼15.0㎜의 구멍의 구멍입구를 구멍 직경보다 더 크도록 테이핑 처리하면 단면 복구재와의 접착력(인장 접착력과 전단 접착력)과 접착내구성을 보다 더 향상시킬 수 있다.
본 발명은 공정이 단순하므로, 콘크리트 또는 철근콘크리트 구조물, 특히 황화수소(H2S), 아황산(SO2), 불화수소(HF), 염화수소(HCl) 및 이산화탄소(CO2)가스 등과 같은 부식성 가스의 영향을 받는 구조물, 또는 함유수분의 동결 팽창압의 영향을 받는 구조물, 또는 염소이온(Cl-)에 의한 철근 부식 팽창압의 영향을 받는 구조물 등에서 발생되는 표면(피복) 콘크리트가 탈락하는 결함 및, 또는 하수암거나 저수나 정수 및 배수지 등과 같은 구조물은 유수(流水)에 의해, 또는 경전철 주행로나 자동차 등의 주행로 등에서는 주행이나 정지 등에 따른 타이어의 윤하중과 마찰에 의해 콘크리트의 표면이 마모되거나 탈락되어 발생되는 단면결손 결함을 신속하게 복구할 수 있을 뿐 아니라, 단면이 결손된 철근 콘크리트 구조물의 잔존 수명동안 재보수가 거의 필요하지 않는 등 많은 효과를 구비한다.
도 1 은 종래 단면복구 공법을 보인 예시도
도 2 는 종래 단면복구 공법의 모체탈락 결함을 보인 예시도
도 3 은 본 발명에 따른 단면복구 보수공법을 보인 예시도
도 4 는 본 발명 실시예 1 에 따른 콘크리트 시험체를 보인 예시도
도 5 는 본 발명 실시예 1 에 따른 인장접착강도 시험을 보인 예시도
도 6 은 본 발명 실시예 1 에 따른 시험체 및 시험방법을 보인 예시도
도 7 은 본 발명 실시예 4 에 따른 전단 접착력 테스트를 보인 예시도
도 8 은 본 발명 실시예 5 에 따른 시험체를 보인 예시도
도 9 는 본 발명 실시예 7 에 따른 접착내구성 평가시험방법을 보인 예시도
도 3 은 본 발명에 따른 단면복구 보수공법을 보인 예시도를 도시한 것으로, 본 발명은, 단면이 결손된 콘크리트 또는 철근콘크리트 표면에 소정깊이를 구비하도록 복수의 구멍(10)을 형성하고, 상기 구멍(10)내로 충전되도록 콘크리트 또는 철근콘크리트 결손표면(110)에 접착제를 도포 양생하여 접착지지층(20)을 형성시킨 후, 상기 접착지지층(20)이 형성된 철근콘크리트 결손표면에 단면복구재(30)를 도포하여 단면을 복구하도록 되어 있다. 이와 같이 이루어지는 본 발명은 종래의 기존 콘크리트와 단면복구재와의 계면 접착력과 접착 내구성 향상과 관련한 문제를 보다 경량의 장비(약 1kg 정도)를 사용하여 단순하면서도 빠르게 작업할 수 있을 뿐 아니라, 접착계면에서의 콘크리트의 본질적인 특성상의 문제와 관계없이 콘크리트 접착계면에서 요구되는 접착력을 충분히 확보하고, 장기적인 접착 내구성을 발휘하여 단면이 결손된 철근 콘크리트 구조물의 잔존 수명동안 재보수가 거의 필요하지 않도록 되어 있다.
즉, 본 발명은, 콘크리트 또는 철근콘크리트 구조물(100)의 결손표면(110)에 복수의 구멍(10)을 형성하는 개공단계; 구멍(10)의 입구를 테이퍼 처리하는 테이퍼단계; 구멍(10) 및 콘크리트 또는 철근콘크리트 결손표면(110)의 이물질을 제거하는 청소단계; 구멍(10)내로 접착제가 주입충전되도록 콘크리트 또는 철근콘크리트 결손표면(110)에 접착제를 도포 및 양생하여 접착지지층(20)을 형성하는 접착제 도포단계; 접착지지층(20)이 형성된 콘크리트 또는 철근콘크리트 결손표면(110)에 단면복구재(30)를 도포하여 콘크리트 또는 철근콘크리트 표면(120)과 평탄하도록 마무리하는 단면복구단계; 단면복구재(30)를 경화, 양생시키는 마감단계를 포함한다.
상기 개공단계는 콘크리트 또는 철근콘크리트 결손표면(110)에 소정직경(D) 및 깊이(H)를 구비하는 구멍을 형성한다. 이때, 상기 구멍은 직경(D)과 깊이(H)가 1 : 2∼7배, 바람직하게는 1 : 3∼6 배를 구비하도록 형성된다. 즉, 상기 구멍(10)은 직경 3.0㎜∼15.0㎜의 콘크리트 드릴비트(중량 1㎏ 정도)를 사용하여 폭(Ｗ) 5.0㎜∼200.0㎜의 일정간격을 유지하며 깊이 5.0㎜∼30.0㎜가 되도록 형성된다.
상기 테이퍼단계는 개공한 구멍입구가 30°∼80°정도의 각을 이룰 수 있도록 테이퍼(taper)를 형성한다. 이때, 상기 테이퍼(11)는 구멍 직경대비 1∼3 배의 범위내에서, 바람직하게는 1∼2 배의 범위내에서 소정깊이(d)를 구비하도록 개공부 즉, 구멍 직경(D)보다 약 2.0㎜ 이상 직경이 더 큰 콘크리트 드릴비트를 이용하여 형성한다.
이때, 상기 테이퍼(11)는 개공한 구멍의 입구에만 위치하도록 형성된다. 즉, 상기 테이퍼(11)는 구멍 직경대비 1∼3 배의 범위내에서 형성되되, 테이퍼의 깊이(h)가 구멍 깊이(H)의 1/8∼1/3 이내에 위치하도록 형성된다.
상기 청소단계는 개공한 구멍(10)의 내부와 콘크리트 또는 철근콘크리트 결손표면(110)에 붙어있는 콘크리트 가루 등 이물질을 진공 흡입기 등을 사용하여 깨끗하게 제거한다.
상기 접착제 도포단계는 구멍(10) 내부 바닥에 닿을 수 있을 정도로 주입구의 끝이 뾰족한 형상을 한 주입기 등을 사용하여 압축강도 30 Ｎ/㎟ 이상의 접착제를 채워 충전한 후, 콘크리트 또는 철근콘크리트 결손표면(100)에 솔, 롤러, 스프레이 등을 사용하여 접착제를 도포한다. 이와 같이, 구멍(10) 내부에 충전되고 결손표면(100)에 도포되어 있는 접착제를 콘크리트 또는 철근콘크리트 결손표면에 충분히 함침 경화되도록 양생되어 접착지지층(20)을 형성하게 된다. 즉, 상기 접착지지층(20)은 복수의 구멍(10)내에 충전된 접착제 및, 콘크리트 또는 철근콘크리트 결손표면에 도포된 접착제가 일체화된 상태를 의미한다.
또한, 상기 접착제는 유기, 무기, 또는 유기와 무기 혼합 접착제를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 에폭시 수지, 또는 에폭시 수지에 미세무기분말 등을 혼합한 것을 사용한다. 이때, 상기 미세무기분말은 미립 시멘트, 탄산칼슘, 미립 규사 등 체질 개선용 미세 무기분말을 사용한다.
또한, 상기 접착제 도포단계는 구멍(10)내에 접착제를 주입충전한 후, 콘크리트 또는 철근콘크리트 결손표면에 솔, 롤러, 스프레이 등을 사용하여 유기, 무기, 또는 상기 유무기 혼합 접착제를 도포하기 이전에, 열화된 콘크리트 결손표면(110)에, pH 11 이상으로 조성된 칼슘, 칼륨, 리튬 등의 금속염을 첨가하여 만든 알칼리 부여성, 또는 알칼리 회복성 표면처리제나 규산을 주성분으로 함유하는 표면강화제를 도포하는 표면강화단계를 더 포함한다.
상기 단면복구단계는 단면이 결손된 콘크리트 부분을 유기질계, 또는 무기질계, 또는 상기 유기질계와 무기질계를 복합한 단면복구재(30)를 도포하여 기존 콘크리트 또는 철근콘크리트 표면(120)과 평탄하게 마무리하고, 도포된 단면복구재(30)를 경화, 양생시켜 단면을 복구한다.
이와 같이 단면이 복구된 본 발명은 접착지지층(20)에 의해 콘크리트 또는 철근콘크리트 결손표면과 단면복구재(30)와의 접착력(인장 접착력과 전단 접착력) 및, 접착 내구성이 향상되게 된다. 즉, 본 발명은 종래의 접착계면을 강화시키는 방법들과 비교하여 최소 약 1.5∼2.0배 이상으로 접착력을 향상시킬 수 있으며, 접착계면으로 콘크리트 세공내부의 물이 이동하여 접착계면을 적셔 접착력을 저하시키더라도 구멍 속에 채워 충진한 접착제가 쇄기 역할을 하여 충분한 접착성과 접착 내구성을 향상시키게 된다.
또한, 상기 단면복구단계는 단면복구재(30)의 도포전에, 단면이 결손된 콘크리트 부분에 철근, 아라미드 섬유, 탄소섬유 등으로 만든 강도보강재를 설치하는 보강단계를 더 포함한다.
상기 마감단계는 단면복구재(30)를 경화, 양생시킨 후, 방수성, 발수성 및 내약품저항성 등을 가진 유기, 무기 또는 유기무기혼합 콘크리트 표면보호재를 도포하거나, 타일 등을 붙여 마감하는 단계를 더 포함한다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
실시예 1
도 4 의 (a)에 도시된 바와 같이, 폭 100㎜, 길이 400㎜, 두께 80㎜ 크기의 콘크리트 판(설계압축강도 약 40Ｎ/㎟)을 제작하고, 이를 28일간 수중에서 양생시킨 것을 시험판으로 하여 시험판 폭의 중심선 한 끝단으로부터 20㎜ 들어간 지점을 기준으로 폭 20㎜ 지점에 직경 5㎜의 콘크리트 드릴비트로 깊이 5㎜의 구멍을 개공하고, 도 4 의 (b)에 도시된 바와 같이 다시 이 구멍을 중심으로 폭 40㎜ 간격으로 깊이가 각각 5㎜씩 크게, 즉 10㎜, 15㎜, 20㎜, 25㎜, 30㎜, 35㎜, 40㎜ 및 45㎜가 되도록 개공한 다음, 구멍 내부의 이물질(콘크리트 가루 등)을 집진기(진공 청소기)로 제거하였다.
시판되고 있는 액상의 건설용 이액형의 에폭시 접착제(통상 프라이머라고도 함)의 주제와 경화제를 혼합하여, 이것을 끝이 뽀족한 주사기에 의해 상기 미리 개공된 구멍에 채워 넣고, 나머지 면에도 같은 에폭시 접착제를 솔로 도포하여 약 2시간 정도 양생시켜 접착제층(21)을 형성시킨 후, 에폭시 수지 모르타르(41,KS F 4023 - 콘크리트 구조물 보수용 에폭시 수지 모르타르)로 두께 8㎜가 되도록 도포한 다음, 약 24시간동안 상온 양생시켜 콘크리트 시험체를 형성하였다.
상기와 같이 형성된 콘크리트 시험체에 대하여, 도 4 및 도 5 에 도시된 바와 같이, 개공한 구멍 중심에서 각각 20㎜ 뒤로 하여, 길이 40㎜, 폭 40㎜, 깊이 약 60㎜가 되도록 콘크리트 컷팅기로 홈을 낸 다음, 간이 부착시험을 위한 어텟치먼트(크기 : 길이 40㎜, 폭 40㎜)를 고점도의 이액형 에폭시 접착제로 붙여 양생, 간이 부착시험(건연식)기로 인장 접착강도(접착하중/1,600㎟)를 측정하였으며, 그 결과를 [표1]에 나타내었다.
비교예 1
실시예 1에서와 같은 방법으로 콘크리트 시험체를 만들어 그라인드를 사용하여 시험체 표면을 거칠게 한 다음, 시험체 표면에 에폭시 수지를 희석제로 희석시킨 용액을 도포, 함침시켜 프라이머(접착계면 강화)처리한 후, 상기 실시예1에서 사용한 같은 종류의 에폭시 접착제와 에폭시 수지 모르타르를 차례로 도포 양생시킨 다음, 실시예1과 같은 방법으로 간이 접착시험을 실시하였으며, 그 결과를 [표1]에 나타내었다.
[표1]
Figure 112014074881704-pat00001
위의 [표1]에서, 실시예1에서는 직경 5㎜ 콘크리트 드릴비트로 5㎜깊이로 개공한 경우의 접착력 1.6Ｎ/㎟를 제외하고는, 10㎜ 깊이에서의 2.2Ｎ/㎟를 시작으로 최대 2.7Ｎ/㎟(20㎜ 깊이)까지의 접착력을 나타내고 있는 반면, 비교예1에서의 부착력은 최대 1.9Ｎ/㎟(평균 약 1.6Ｎ/㎟)정도를 나타내고 있어, 전반적으로 실시예1(본 발명)과 비교할 경우, 비교예1은 부착력이 떨어짐을 알 수 있다.
또한 탈락결함의 패턴에서도 비교예1의 경우, 모체 콘크리트와의 계면에서 주로 탈락하는, 즉 모체 콘크리트 표면강도보다 접착계면 처리한 부분과 접착제 층과의 접착력이 떨어져 발생하는 접착파괴현상(패턴-1)을 나타내는 반면, 본 발명(실시예1)의 탈락결함 패턴은 대부분 어텟취먼트와 접착제 계면이 탈락하는 접착파괴 형태를 나타내었다. 이는 콘크리트를 개공하여 그 내부에 충전한 접착제가 접착계면의 콘크리트 취약부를 보강하여 어텟취먼트와 접착제의 접착력보다 더 높은 인장접착력을 발휘하고 있음을 알 수 있다. 또한, 동일계열의 소재, 즉 에폭시수지를 기반으로 하는 접착제와 단면복구 모르타르와의 부착력은 상당히 탁월하다는 것도 알 수 있다.
다만, 인장접착강도가 상승할수록 어텟취먼트와 접착제 사이에서 탈락(패턴-2)하는 경우의 수가 늘어날 것으로 추정되어져, 보다 정량적인 접착강도를 확인하기 위해서는 이와 같은 문제를 보완할 수 있는 시험방법의 모색이 필요함을 알 수 있다.
실시예 2
실시예1 보다 실질적인 콘크리트 표면의 접착계면에서의 접착력을 확인하기 위하여, 도 6 의 (a)에 도시된 바와 같이, 폭 70㎜, 나비 40㎜, 높이 80㎜이 되도록 하여 시험에 필요한 개수만큼 콘크리트 시험체(설계압축강도 약 40Ｎ/㎟)를 제작, 28일간 수중에서 양생하고, 콘크리트 시험체 중앙 위치에 직경을 달리한 콘크리트 드릴비트로 깊이가 서로 다르게 각각 1개씩 개공한 후, 진공 집진기로 구멍내부와 콘크리트 표면에 부착한 이물질을 제거한 다음, 콘크리트 시험체의 폭(70㎜) 양 끝단에서부터 각각 15㎜ 안쪽에 걸쳐지도록 스페이스(두께 5㎜, 표면에 P.E 이형지 필름으로 감싼 알루미늄 BOX)를 접착제로 붙여 설치하고, 상온(23±3℃)에서 구멍내부에 주입기로 접착제(실시예1과 같은 건설용 에폭시 접착제)를 주입충전하여 하였다.
또한, 표면에도 2㎜ 두께가 되도록 같은 접착제를 도포하여 2시간 정도 양생시켜 접착제층(21)을 형성하고, 콘크리트 시험체 위에 걸쳐 붙여 둔 스페이스(53) 표면을 포함하여 두께 15㎜정도(폭 70㎜, 나비 40㎜)로 실시예1에 따른 에폭시수지 모르타르(41,압축강도 약 40Ｎ/㎟이상, 휨 강도 10Ｎ/㎟ 이상)를 도포하여 24시간 이상 양생시켜 시험체를 형성하였으며, 이와 같은 시험체를 이용하여 접착력을 측정하였다.
이때, 접착력을 확인하는 시험은 주로 KS F 4043에서 정하고 있는 부착강도시험방법에 준하여 실시하도록 하였다. 다만, 시험체 물림구(Jig)는 본 발명의 특징(단면복구 접착계면 접착력)을 보다 정확하게 알아보기 위해, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 접착제층을 경계로 하부 콘크리트 시험체를 고정할 수 있는 콘크리트 물림구(51)와 상부 에폭시수지 모르타르(41)를 고정할 수 있는 모르타르 물림구(52)를 철제로 각각 제작하여 시험체 제작 시 사용한 스페이스(53)를 제거한 부분에 삽입, 시험체의 상하부를 고정하도록 한 후, 상기 콘크리트 및 모르타르 물림구(51,52)를 인장강도 시험기의 상단 로드 셀에 연결되는 축과 시험기 하단 축에 각각 고정, 접착(인장)력을 측정하였으며, 그 결과는 [표2]에 나타내었다.
[표2]
Figure 112014074881704-pat00002
위의 [표2]에서, 본 시험결과의 일반적인 경향을 보면 드릴비트 직경에 대하여 약 2배 이상의 깊이만큼 개공하여 접착제를 주입 충전할 경우, 위의 비교예1에서 접착계면 처리한 접착력(약 1.6Ｎ/㎟)을 보다 높은, 즉 최대 약 2.0배 정도인 3.0Ｎ/㎟까지 도달함을 알 수 있다.
또한, 접착파괴 패턴의 경우, 일부에서 시험체 콘크리트 표면을 물고 떨어지는 탈락결함의 형태도 있지만, 대부분은 구멍에 주입 충전한 에폭시 접착제를 물고 떨어지는 계면탈락결함의 패턴을 나타내고 있다. 이는 압축강도를 약 40Ｎ/㎟로 설계하여 제작한 시험체 콘크리트의 표면강도가 크기 때문으로 추정된다.
또한, 개공한 드릴비트 직경의 약 3배 이상의 깊이가 되면 접착력이 2.0Ｎ/㎟이상으로 커지기 시작하나 약 6∼7배 정도의 깊이 이상이 되면 대부분의 시험체에서 더 이상 접착력이 커지지 않는 현상이 나타나고 있으며, 이러한 원인에 대해서는 접착력 시험을 끝낸 직경 5㎜의 드릴비트로 30.0㎜, 35.0㎜, 40.0㎜ 및 45.0㎜ 개공한 시험체의 가운데를 절단하여 접착제의 주입충전깊이를 확인한 결과, 아래 [표3]에 나타난 바와 같이, 구멍 내부에 주입한 접착제가 충전되지 않은 빈 공간이 구멍내부에 존재하고 있음을 알 수 있다.
[표3]
Figure 112014074881704-pat00003
[표3]과 같이, 접착제가 주입충전되지 못하여 빈공간이 발생되는 주된 원인으로는 주입한 접착제의 점도와 밀접하게 관계하는 구멍내부에서의 콘크리트 표면과 접착제 사이에 작용하는 표면장력과, 구멍내부에 잔류하는 공기의 저항 압력(콘크리트의 열화 상태나 콘크리트의 배합조건 등에 따른 콘크리트 내부의 미세공극 상태 및 분포 등의 차이에 따라 달라지기도 함)때문에 주입기로 구멍바닥에 도달하도록 접착제를 주입하더라도, 접착제가 더 이상 주입이 되지 않은 것으로 판단된다.
즉, 본 발명에 따른 접착제의 주입충전은 개공 직경에 대하여 개공 깊이를 약 2배∼7배 정도로 결정하는 것이 주입점도를 조정(낮춤)하는 방법보다 실제 현장에서는 더 효율적이고 바람직할 것으로 판단된다.
실시예3
개공 갯수에 따른 접착력 변화속성
개공 개수를 늘였을 경우의 접착력의 변화 속성을 알아보기 위하여, 대표적으로 직경 3㎜와 5㎜ 및 10㎜의 드릴비트와, 실시예2에서 확인하고 있는 접착력의 한계 깊이, 즉 드릴비트 직경의 6∼7 배 정도가 되는 20㎜(직경 3㎜의 경우)와 30㎜(직경 5㎜의 경우) 및 60㎜(직경 10㎜의 경우) 깊이를 선택, 개공 개수를 시험접착 면(1,600㎟)의 중앙 구멍 외주부에서 부터, 직경 3㎜ 드릴 비트의 경우, 각각 5㎜ 간격(3개, 5개, 9개, 13개, 17개, 21개), 10㎜ 간격(3개, 5개, 9개, 13개), 20㎜간격(3개, 5개)으로, 직경 5㎜ 드릴비트의 경우, 각각 5㎜ 간격(5개, 5개, 9개, 13개), 10㎜ 간격(3개, 5개, 9개)으로, 직경 10㎜ 드릴 비트의 경우, 각각 5㎜ 간격(3개, 5개, 9개), 10㎜ 간격(3개, 5개)으로 구멍 개수를 늘여 실시예2와 같은 방법으로 부착력을 측정하였으며, 그 결과를 [표4]에 나타내었다.
[표4]
Figure 112014074881704-pat00004
위의 [표4]에서, 실시예2에서 실시한 개공 개수 1개일 경우와 비교하여, 전체적으로 높은 접착력을 나타내고 있으며, 또한 개공 개수가 늘어날수록 접착력도 상승하는 것을 알 수 있다. 또한 접착계면에서의 탈락패턴도 접착력이 3.0Ｎ/㎟ 정도로 상승할수록 콘크리트의 표면강도보다 접착력이 커지므로 콘크리트를 물고 떨어지는 모체탈락의 패턴이 늘어나는 경향도 확인할 수 있다.
비교예2
상기 실시예3, 즉 콘크리트 표면에 소정 직경을 가진 콘크리트 드릴비트로, 소정깊이, 소정간격으로 접착계면을 처리하는 본 발명에서의 접착력과, 종래의 치핑드릴을 사용, 접착계면을 요철처리하여 단면을 복구하는 방법의 접착력을 비교하기 위해, 실시예2에서와 같이 만든 콘크리트 시험체 표면을 해머와 정으로 깊이 5㎜ 정도로 홈을 만들어 연속된 요철이 되도록 한 다음, 실시예2에서 사용한 에폭시계 접착제를 표면에 도포함침시켜 양생시키고, 그 위에 실시예2에서 사용한 에폭시수지 모르타르를 도포하여 양생한 것을 시험체로 하여 실시예2에서와 같이 접착력을 측정하였으며, 그 결과를 [표5]에 나타내었다.
비교예3
상기 실시예3, 즉 콘크리트 표면에 소정 직경을 가진 콘크리트 드릴비트로, 소정깊이, 소정간격으로 접착계면 처리하여 단면복구하는 본 발명에서의 접착력과, 종래의 활성실리카를 수산화나트륨 용액에 용해시킨 수용액(일반적으로 규산나트륨수용액이라 함)을 주성분으로 하여, 여기에 아크릴, EVAc(일반적으로 초산비닐이라 함)등의 수용해성 합성수지를 첨가하여 만든 콘크리트 표면함침 강화제로 접차계면을 강화시켜 단면을 복구하는 방법의 접착력을 비교하기 위해, 실시예2에서와 같이 만든 콘크리트 시험체 표면에 종래의 콘크리트 표면함침 강화제 중, 수용성 아크릴 공중합 수지(5wt%)를 첨가하여 만든 규산질계 콘크리트 표면강화제를 선택하여 도포(0.5kg/㎡)한 다음, 실시예2에서 사용한 에폭시계 접착제를 표면에 도포함침시켜 양생시킨 후, 그 위에 실시예2에서 사용한 에폭시수지 모르타르를 도포하여 양생한 것을 시험체로 하여 접착력을 측정하였으며, 그 결과를 [표5]에 나타내었다.
[표5]
Figure 112014074881704-pat00005
위의 [표5]에서, 종래의 단면복구를 위한 접착계면처리 방법 중, 비교예2 즉, 콘크리트 표면을 치핑하여 요철을 만드는 방법의 경우, 비교예3 즉, 상기 비교예1을 포함하여 접착계면을 강화시키는 종래의 방법보다는 다소 접착력이 향상되는 것을 알 수 있으나, 본 발명의 콘크리트 표면을 개공처리하여 단면을 복구하는 방법의 접착력과 비교하여서는 현저히 떨어짐을 알 수 있다.
실시예4
전단 접착력 테스트
실시예2에서 만든 시험체와 동일하게 시험체를 제작, 즉 하부 콘크리트 시험체에 대표적으로 드릴비트 직경 5㎜를 사용하여 깊이 30㎜로 시험체 중앙에 1개, 또한 이 구멍을 기준으로 10㎜ 간격으로 3개, 5개, 9개를 개공한 시험체를 각각 3개씩 제작하여 이물질을 제거한 다음, 에폭시 접착제와 에폭시수지 모르타르를 도포하여 양생시킨 것을 시험체로 하여, 전단 접착력을 테스트 하였다.
다만, 시험방법에 있어서는 상기 실시예2의 인장접착력 측정을 위해 별도로 제작한 시험체 물림구(Jig) 중, 접착제층과 에폭시수지 모르타르 단면복구재의 물림구의 형상을 변경하여 도 7 에 도시된 바와 같이, 접착면에 평행하는 힘(인장)을 받도록 접착제층(21)을 경계로 하부 콘크리트 시험체 고정구(61)를 인장강도 시험기의 하단 축에 고정하고, 상부 에폭시수지 모르타르(41)를 고정할 수 있는 모르타르 고정구(62)를 인장강도 시험기의 상단 로드 셀에 연결되는 축에 고정하였다.
이와 같은 시험기를 통해 접착층 상부 에폭시수지 모르타르에 인장하중을 가하면, 접착층 하부 콘크리트 면에는 접착면과 평행하게 인장하중에 대한 저항력(인장응력)이 발생하게 되고, 이때의 응력을 전단부착력(하중/1,600㎟)으로 하여 구할 수 있도록 하였으며, 그 결과를 [표6]에 나타내었다.
비교예4
실시예4와 비교하기 위해, 비교예1(종래의 에폭시계 바탕강화제 사용하는 방법)과 비교예2(종래의 치핑하여 표면에 요철을 두는 방법)와 같은 방법으로 만든 시험체를 사용하여, 실시예4와 같은 전단 접착력 시험을 하고 그 결과를 실시예4와 비교하여 [표6]에 나타내었다.
[표6]
Figure 112014074881704-pat00006
위의 [표6]에서와 같이, 실시예4의 경우, 전단접착력이 개공한 구멍개수에 의존하는 경향이 크고, 구멍개수가 늘어날수록 전단 접착력은 증가하여 구멍개수 1개(약 0.6Ｎ/㎟) 대비 9개(약 1.2Ｎ/㎟)의 경우 약 2배 정도로 증가하는 것을 알 수 있다.
또한, 접착파괴 패턴을 보면 구멍입구 부근의 접착제와 표면에 도포한 접착제와의 연결이음부가 파괴(구멍 내부의 접착제는 초기 상태로 구멍 내부에 남아 있음)된 것을 알 수 있었으며, 이로부터 접착면에 평행하는 인장력(예를 들어, 차로 등의 주행에 따른 타이어의 회전 마찰력 등)이 발생할 경우, 구멍 내부를 채우고 콘크리트에 함침되어 일체화된 접착제(강도가 큰 에폭시)의 접착응력(접착면과 수직한)이 반력으로 작용하여 이에 대응함으로써 이러한 우수한 전단접착력을 발휘하는 결과를 나타낼 수 있었다고 판단된다.
또한, 비교예4의 경우, 종래의 에폭시계 바탕강화제를 사용하여 접착계면을 처리하는 방법보다 종래의 치핑하여 표면에 요철을 두는 방법의 전단접단력이 다소 크다는 것을 알 수 있으나, 실시예4의 개공하여 개공내부를 접착제를 채워 접착계면을 처리하는 방법과 비교하여 약 1/3∼1/2 정도로 절대적으로 부족하다는 것을 알 수 있다.
실시예5
개공부 직경을 5㎜ 드릴비트를 대표적으로 하여 개공 깊이를 30㎜, 개공 간격을 10㎜로 하여 1개, 3개, 5개 및 9개를 콘크리트 시험체에 개공한 다음, 각 구멍 입구를 현장에서의 연속 작업을 감안, 테이핑 전용 드릴비트를 사용하는 것 보다, 개공부 직경보다 더 큰 드릴비트로 개공부 표면을 테이퍼 가공하는 방법, 즉 콘크리트 표면에서 약 5㎜ 깊이 정도로 구멍입구를 넓혀, 각각 30°(직경 +2㎜ 드릴비트 사용), 45°(직경 +4㎜ 드릴비트 사용), 60°(직경 +6㎜ 드릴비트 사용) 및 80°(직경 +8㎜ 드릴비트 사용)로 도 8 에 도시된 바와 같이 구멍의 입구에 소정각도(θ)를 구비하도록 테이퍼를 형성한 다음, 상기 실시예2와 같은 방법으로 만든 시험체를 사용하여 실시예4와 같은 전단접착력 시험을 실시하였으며, 그 결과를 [표7]에 나타내었다.
[표7]
Figure 112014074881704-pat00007
위의 [표7]에서, 구멍 입구를 각도(θ) 30°이상으로 처리하면 실시예4에서의 직경 5㎜로 개공하여 에폭시 접착제로 채워 넣은 시험결과와 비교할 경우, 전반적으로 전단접착력이 좋아짐을 알 수 있으며, 또한 테이퍼 각도가 커질수록 전단접착력이 조금씩 향상됨도 알 수 있다.
물론, 개공 개수가 늘어날수록 이러한 경향은 현저하여 접착면적 1,600㎟에 최대 9개로 개공하고 테이퍼 각도를 80°로 처리한 시험체의 경우 최대 평균 약 1.6Ｎ/㎟의 높은 전단접착력을 발휘할 수 있음을 알 수 있다.
실시예6
실시예5의 시험, 즉 구멍입구를 각각 5㎜ 깊이로, 또한 테이퍼 각도를 개공직경 드릴비트보다 각각 2㎜(30°), 4㎜(45°), 6㎜(60°) 및 8㎜(80°) 더 큰 드릴비트로 가공처리하여 전단접착력 발휘에 더 유리하도록 접착면적을 확보하였으나, 상기와 같은 면적을 확보하는 또 다른 방법으로 테이퍼 가공처리하는 깊이를 더 늘이는 방법도 생각할 수 있어, 다음
상기 실시예5에서 전단접착력이 가장 우수하였던 테이퍼 각도 80°로 유지하도록 드릴비트 직경을 늘여, 가공깊이(D)를 각각 10㎜(드릴비트 직경 17㎜(+12㎜)), 20㎜(드릴비트 직경 25㎜ (+20㎜))로 하여, 실시예5와 같은 방법으로 전단접착력을 측정하였으며, 그 결과를 [표7]에 실시예5와 함께 나타내었다.
그 결과, 테이퍼 가공깊이가 깊어질수록, 즉 전단접착력 확보에 유리한 접착면적이 넓어질수록 전단접착력이 향상됨을 알 수 있었으나, 다만, 이렇게 하기에는 중량이 10kg 이상의 출력용량이 아주 큰 드릴장비를 사용할 필요가 있어, 시공성 향상이라는 측면에서는 다소 불리하게 작용할 것으로 판단된다.
실시예7
인장 및 전단 접착내구성에 대한 평가
실시예5에서와 같은 방법으로 만든 시험체(구멍 직경 5㎜, 구멍 깊이 30㎜, 구멍간격 10㎜, 구멍입구 테이퍼처리 각도 30°, 45°, 60° 및 80°)를 일본건축학회 방수공사 시방서(JASS.8)에 수록되어 있는 방수 접착층의 내수성평가를 위해 고안된 시험 방법, 즉, 도 9 에 도시된 바와 같이, 40℃의 일정 수온으로 가열할 수 있는 온도조절 센서가 부착되어 있는 발열체(71)를 구비한 수조(72)의 시험체 거치대(73)위에 시험체를 놓은 후, 시험체의 접착제층(21) 하단까지 물로 채운 후, 7일간 가열하여 접착계면 하부까지 콘크리트를 충분히 적신 다음, 실시예2와 같은 방법으로 인장접착력을 측정하고, 또한 실시예4와 같은 방법으로 전단 접착력을 측정하였으며, 그 결과를 [표8]에 나타내었다.
[표8]
Figure 112014074881704-pat00008
위의 [표8]에서와 같이, 전반적으로 전기 실시예 3(인장접착력)과 실시예 4와 실시예 5에서 실시한 전단접착력과 비교하여 전체적으로 접착력이 떨어지며, 이를 통하여 단면복구 접착계면에 콘크리트가 함유하는 수분이 미치는 영향이 크다는 것을 알 수 있다. 다만, 후술되는 비교예5에서의 시험결과, 즉 [표9]에서 나타내고 있는 침수처리하지 않은 단면복구 접착계면 접착력과 비교하여 현저히 떨어지는 접착내구성과 비교하여 보면, 본 발명의 접착내구성은 비교가 되지 않을 정도로 좋은 접착력을 유지할 수 있음을 알 수 있다.
비교예5
실시예7에서 실시한 본 발명의 접착내구성과의 비교를 위해, 비교예2와, 비교예4에서 확인하여 종래의 단면복구를 위한 접착계면 처리방법 중, 가장 인장접착력과 전단접착력이 뛰어난, 콘크리트 표면을 치핑하여 요철처리하는 방법을 선택, 비교예2와 같은 방법으로 만든 시험체를 실시예7과 같은 시험방법에 따라 인장접착력과 전단접착력을 확인하였으며, 그 결과를 [표9]에 나타내었다.
[표9]
Figure 112014074881704-pat00009

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.
(10) : 구멍
(11) : 테이퍼
(20) : 접착지지층
(30) : 단면복구재
(100) : 콘크리트 또는 철근콘크리트
(110) : 결손표면
(120) : 콘크리트 또는 철근콘크리트 표면

Claims (8)

  1. 단면이 결손된 콘크리트 또는 철근콘크리트 구조물의 단면복구 보수공법에 있어서;
    콘크리트 또는 철근콘크리트의 결손표면에 소정깊이를 구비하도록 복수의 구멍을 형성하는 개공단계;
    구멍의 입구를 테이퍼 처리하는 테이퍼단계;
    구멍 및 콘크리트 또는 철근콘크리트 결손표면의 이물질을 제거하는 청소단계;
    구멍내로 접착제를 주입충전하고, 콘크리트 또는 철근콘크리트의 결손표면에 접착제를 도포 및 양생하여 접착지지층을 형성하는 접착제 도포단계;
    접착지지층이 형성된 콘크리트 또는 철근콘크리트의 결손표면에 단면복구재를 도포하여 콘크리트 표면과 평탄하도록 마무리하는 단면복구단계;
    단면복구재를 경화, 양생시키는 마감단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단면이 결손된 콘크리트 또는 철근콘크리트 구조물의 접착력 및 접착내구성 향상을 위한 단면복구 보수공법.
  2. 삭제
  3. 청구항 1 에 있어서;
    상기 구멍은, 직경과 깊이가 1 : 2∼7의 비율을 구비하도록 형성되고, 개공한 구멍입구가 30°∼80°정도의 각을 이룰 수 있도록 테이퍼(taper)가 형성되며,
    상기 테이퍼는 구멍 직경대비 1∼3 배의 깊이(d)를 구비하도록 형성된 것을 특징으로 하는 단면이 결손된 콘크리트 또는 철근콘크리트 구조물의 접착력 및 접착내구성 향상을 위한 단면복구 보수공법.
  4. 청구항 3 에 있어서;
    상기 구멍은 직경 3.0㎜∼15.0㎜, 깊이 5.0㎜∼30.0㎜, 폭 5.0㎜∼200.0㎜의 간격을 구비하도록 형성된 것을 특징으로 하는 단면이 결손된 콘크리트 또는 철근콘크리트 구조물의 접착력 및 접착내구성 향상을 위한 단면복구 보수공법.
  5. 청구항 1 에 있어서;
    상기 접착제는 에폭시 수지, 또는 에폭시 수지에 미세무기분말이 혼합된 것을 특징으로 하는 단면이 결손된 콘크리트 또는 철근콘크리트 구조물의 접착력 및 접착내구성 향상을 위한 단면복구 보수공법.
  6. 청구항 1 에 있어서,
    구멍내에 접착제를 주입충전한 후, 콘크리트 또는 철근콘크리트 결손표면에 접착제를 도포하기 이전에, 콘크리트 결손표면에, pH 11 이상으로 조성된 표면처리제나, 규산을 함유하는 표면강화제가 더 도포되는 것을 특징으로 하는 단면이 결손된 콘크리트 또는 철근콘크리트 구조물의 접착력 및 접착내구성 향상을 위한 단면복구 보수공법.
  7. 청구항 1 에 있어서;
    단면복구재의 도포전에, 단면이 결손된 콘크리트에 철근 또는, 아라미드 섬유 또는, 탄소섬유로 이루어진 강도보강재가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 단면이 결손된 콘크리트 또는 철근콘크리트 구조물의 접착력 및 접착내구성 향상을 위한 단면복구 보수공법.
  8. 청구항 1 에 있어서,
    단면복구재를 경화, 양생시킨 후, 콘크리트 표면보호재가 도포되거나, 타일이 부착되어 마감되는 것을 특징으로 하는 단면이 결손된 콘크리트 또는 철근콘크리트 구조물의 접착력 및 접착내구성 향상을 위한 단면복구 보수공법.
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