KR101534213B1 - 경화지연제를 이용한 프리캐스트 부재 제작방법을 이용하여 제작된 프리캐스트 부재를 이용한 구조물 시공방법 - Google Patents

경화지연제를 이용한 프리캐스트 부재 제작방법을 이용하여 제작된 프리캐스트 부재를 이용한 구조물 시공방법 Download PDF

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Abstract

교량용 슬래브 등에 사용되는 프리캐스트 데크에 있어서 경화지연제를 이용하여 후타설 콘크리트와의 부착성능을 보다 확실하게 향상시킬 수 있는 경화지연제를 이용한 프리캐스트 부재 제작방법을 이용하여 제작된 프리캐스트 부재를 이용한 구조물 시공방법에 관한 것으로서, 상기 제작방법은 선타설 콘크리트가 완전히 경화되기 전에 표면에 경화지연제를 도포하고, 경화지연제를 제거하여 선타설 콘크리트의 거친표면이 새로이 형성되도록 함과 더불어 전단연결재의 상단이 다시 노출되도록 하게 된다.

Description

경화지연제를 이용한 프리캐스트 부재 제작방법을 이용하여 제작된 프리캐스트 부재를 이용한 구조물 시공방법{STRUCTURE CONSTRUCTION METHOD USING PRECAST MEMBER USING MAKING METHOD WITH CURING DELAY MEANS}
본 발명은 경화지연제를 이용한 프리캐스트 부재 제작방법을 이용하여 제작된 프리캐스트 부재를 이용한 구조물 시공방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 선타설 콘크리트를 제작된 프리캐스트 부재와 후타설 콘크리트와의 부착성능을 향상시킬 수 있는 경화지연제를 이용한 프리캐스트 부재 제작방법을 이용하여 제작된 프리캐스트 부재를 이용한 구조물 시공방법에 관한 것이다.
도 1a는 종래 프리캐스트 데크(50)를 이용한 교량 시공사시도를 도시한 것이다.
즉, 교량하부구조(40) 상면에 횡방향으로 다수의 거더(20)를 거치하고, 거더들 상면에 횡방향으로 연장되도록 설치된 프리캐스트 데크(50)가 도시되어 있다.
이러한 프리캐스트 데크(50)는 거더와 거더 사이에 설치되도록 하되 횡방향으로 서로 연결되도록 연결철근(51)이 측면으로부터 연장되도록 형성되어 있으며, 상면에는 슬래브 콘크리트(30)와 합성되도록 전단연결재(52)가 다수 돌출 형성되어 있음을 알 수 있다.
즉, 공장에서 상기 연결철근(51)과 전단연결재(52)가 미리 형성되도록 프리캐스트 데크(50)를 제작하고, 현장에 미리 시공된 거더(20) 상면에 프리캐스트 데크(50)를 설치하고 타설된 슬래브 콘크리트(30)와 합성되도록 하여 교량의 슬래브를 완성시키게 된다. 이러한 방식으로 프리캐스트 데크(50)를 시공하는 방식을 하프 데크 시공방식이라 한다.
반면 풀 데크 시공방식은 도 1b와 같이 거더(20, 1개만 도시됨) 사이에 프리캐스트 데크(50)를 설치하되 슬래브 콘크리트를 타설하지 않고 프리캐스트 데크(50) 자체만으로 교량의 슬래브를 시공하는 방식이라 할 수 있다.
이에 풀 데크 시공방식은 프리캐스트 데크(50)에 있어 특히 전단연결재를 별도로 시공하지 않음을 알 수 있다. 이는 슬래브 콘크리트를 타설하지 않기 때문에 전단연결재가 필요하지 않기 때문이다.
도 1c는 이러한 프리캐스트 데크(50)의 제작 예를 도시한 것이다. 즉 공장에서 미리 프리캐스트 데크(50)용 강재로 제작된 거푸집을 제작 및 세팅하고, 내부에는 철근(내부철근)을 배근 및 조립 설치하되 프리캐스트 데크(50) 표면에 요철부(A)를 형성시키게 된다. 즉, 요철부(A)에 의하여 타설되는 콘크리트와의 부착성능을 확보할 수 있도록 하는 것이다.
따라서 프리캐스트 데크(50)에 있어 요철부를 별도로 형성시키기 위하여 통상은 사진과 같이 프리캐스트 데크(50)용 강재거푸집의 저판을 요철부로 형성시키고, 철근 등을 배근한 후, 콘크리트를 타설하고, 강재거푸집을 탈형 후 제작된 프리캐스트 데크(50)를 뒤집게 되면 표면에 자연스럽게 요철부가 상면에 형성된 프리캐스트 데크(50)가 제작할 수 있게 된다.
이때 상기 뒤집어 제작하는 제작 공정을 따르게 되면 전단연결재 설치가 어려워 요철부에 의한 프리캐스트 데크(50)를 제작하게 된다.
이에 종래 프리캐스트 데크(50)의 경우 요철부(A)는 거푸집의 저판의 형태를 요철부로 변형 제작할 수밖에 없어 다양한 요철부 형성을 위하여 거푸집 자체를 별도로 제작해야 하므로 아무래도 효율성이 떨어지고 경제성도 저하될 수밖에 없다는 한계가 있었다.
이에 본 발명은 프리캐스트 부재 제작에 있어 선타설 콘크리트 표면의 거친표면의 정도를 조절하여 부착성능을 효율적으로 확보하면서도 전단연결재 설치에 의한 부착성능을 극대화 할 수 있도록 하되, 후타설 콘크리트와 부착성능을 더 극대화시킬 수 있는 경화지연제를 이용한 프리캐스트 부재 제작방법을 이용하여 제작된 프리캐스트 부재를 이용한 구조물 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은
첫째, 먼저, 프리캐스트 부재를 공장에서 제작할 때 전단연결재를 거푸집 내부에 미리 설치한 상태에서 선타설 콘크리트를 타설할 때 상기 전단연결재의 상부가 돌출될 정도로만 타설하게 된다.
이때 선타설 콘크리트가 완전히 경화되기 전에 표면에 경화지연제를 도포하게 된다.
이러한 경화지연제는 콘크리트의 양생에 의한 경화 시간을 지연시키기 위한 것으로서 상용화된 것을 사용하면 된다.
이에 선타설 콘크리트(A1) 표면은 경화가 지연된 상태를 유지할 수 있게 된다.
다음으로는 콘크리트 살수처리기를 이용하여 경화지연제를 제거함으로써 선타설 콘크리트(A1)의 거친 표면과 전단연결재가 노출될 수 있도록 하게 된다.
둘째, 상기 경화지연제는 간단하게 도포가 가능하므로 시공면의 마감, 콘크리트 타짐 등의 편리성을 확보할 수 있도록 전단연결제의 높이 또는 약간 높게 도포하게 되며 경화지연제가 제거됨에 따라 통상적인 선타설 콘크리트 마감에 의한 거친 표면과 대비하여 정량적이고 부위에 따른 거친 표면 형성이 가능하게 된다.
셋째, 이때 상기 경화지연제는 그 제작 시 필요한 경화시간이 조절될 수 있도록 한 것을 이용하도록 하게 되고, 경화지연제는 간단하게 도포할 수 있으므로 필요한 부위만 도포할 수도 있고, 콘크리트 살수처리기의 살수압을 조정하여 부재콘크리트의 거칠기도 조절할 수 있어 후타설 콘크리트와의 부착성능을 부위별로 원하는 대로 조절할 수 있게 된다.
본 발명은 경화지연제를 이용하여 프리캐스트 부재를 제작하게 되는데, 경화지연제가 제거된 선타설 콘크리트 표면에는 전단연결재가 다시 노출되어 되어 있으므로 후타설 콘크리트와의 부착성능을 확실하게 확보할 수 있고, 콘크리트 살수처리기의 살수압에 의하여 선타설 콘크리트 표면을 거친 상태(골재 등의 노출상태)로 형성시킬 수 있기 때문에 거친 표면에 의한 부착성능도 확보할 수 있게 되며 후타설 콘크리트와의 부착성능을 보다 효율적으로 확보할 수 있으므로 후타설 콘크리트와의 부착성능 저하에 따른 유지관리의 어려움도 충분히 예방할 수 있다.
또한 경화지연제의 경화지연시간도 자유롭게 조정할 수 있으면서도 도포에 달리 시간과 노력을 요구하지 않아 제작공종도 복잡하지 않을 뿐더러 경화지연제는 원하는 부위에 그 도포량을 조정할 수 있으므로 거친 표면의 상태도 조절할 수 있고 필요한 부위만 부착성능을 확보할 수 도 있게 된다.
또한, 콘크리트 살수처리기의 살수 세기를 조정에 의해서도 콘크리트 표면의 거친 상태를 조절할 수 있으므로 후 타설 콘크리트와의 부착 및 합성성능을 충분히 확보할 수 있게 된다.
또한 본 발명에 의하여 종래 선타설 콘크리트 표면의 불규칙적인 분포에 의한 마찰저항을 규칙적으로 개선할 수 있으며, 의도하는 위치에 원하는 마찰 성능을 개선할 수 있으며, 골재의 입도분포등과 관계없이 정량화된 마찰성능을 확보할 수 있고, 표면 마찰 저항력 향상을 위한 전단연결재가 경화지연제에 매립되어 있으므로 프리캐스트 부재의 마감면을 고르게 완성할 수 있고 다짐도 용이하게 된다.
도 1a는 종래 하프 데크를 이용한 교량시공 사시도,
도 1b는 종래 풀 데크 시공 단면도,
도 1c는 종래 프리캐스트 데크 시공에 대한 사진,
도 2는 본 발명에 의한 경화지연제를 이용한 프리캐스트 부재 제작원리도,
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 발명에 의한 경화지연제를 이용한 프리캐스트 부재 제작방법 순서도,
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 발명에 의하여 제작된 프리캐스트 부재인 프리캐스트 데크 및 이를 이용한 교량시공방법의 순서도를 도시한 것이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
[ 본 발명의 경화지연제를 이용한 프리캐스트 부재 제작원리 ]
도 2는 본 발명에 의한 경화지연제를 이용한 프리캐스트 부재 제작원리를 도시한 것이다.
먼저, 경화지연제(C)는 겔 상태로 간단하게 도포할 수 있는 것으로서 그 기능은 선타설 콘크리트(A1) 표면에 도포된 경우 상기 선타설 콘크리트(A1) 표면 경화되는 시간을 지연시키는 역할을 하게 된다.
이때 선타설 및 후타설 콘크리트(A1,A2)는 경화지연제(C)에 의하여 접합면만 서로 경화되지 않을 뿐 서로 일체로 형성된 상태를 유지할 수 있는데 이에 선타설 콘크리트(A1)로부터 경화지연제(C)를 콘크리트 살수처리기(300)를 이용하여 제거하게 되면 결국 선타설 콘크리트(A1)의 거친 표면(T)이 노출될 수 있게 된다.
또한, 상기 선타설 콘크리트(A1)에 있어 경화지연제(C)의 도포범위를 달리하거나 도포량을 조절하게 되면 원하는 부위에 있어 선타설 콘크리트(A1)의 거친 표면 상태를 조절할 수 있게 된다.
나아가 콘크리트 살수처리기(300)는 워터제트를 이용하게 되는데 이러한 워터제트의 살수압을 조정하여 역시 선타설 콘크리트(A1)의 거친 표면(T) 상태를 조절할 수 있게 된다.
이로서 경화지연제(C)를 콘크리트 부착성능이 필요한 부위에만 제한적으로 도포하여 원하는 부위만 부착성능을 증진시킬 수 있으며, 경화지연제(C)의 도포량을 조절하여 경화시간을 제어하여 용도에 맞는 프리캐스트 부재의 시공이 가능하게 되며 다시 노출된 선타설 콘크리트의 표면의 거친 상태를 보다 효율적으로 이용할 수 있게 된다.
이때 경화지연제의 도포량, 도포부위, 콘크리트 살수처리기의 살수압, 살수범위를 조절하여, 선타설 콘크리트(A1) 표면의 거친정도(큰골재의 노출정도 등)를 조절할 수 있게 된다.
이로서 굳이 선타설 콘크리트(A1)의 표면에 요철부를 형성시키기 위한 노력을 하지 않아도 자연스럽게 선타설 콘크리트(A1)의 표면 거친 상태를 확보할 수 있게 된다.
다음으로는 선타설 콘크리트(A1) 거친 표면(T)을 이용하여 후타설 콘크리트(A2)를 타설하여 양생시키게 되면 결국 선타설 콘크리트(A1)과 후타설 콘크리트(A2)가 서로 효과적으로 합성되게 된다.
[ 본 발명의 경화지연제(C)를 이용한 프리캐스트 부재(100) 제작방법 ]
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 발명에 의한 경화지연제(C)를 이용한 프리캐스트 부재 제작방법 순서도를 도시한 것이다.
먼저 도 3a와 같이 프리캐스트 부재(100) 제작을 위하여 거푸집(200)을 준비하게 되는데 예컨대, 직사각판 형태의 프리캐스트 부재(100)에 맞추어 강재를 가공 및 조립하여 준비하면 된다.
이러한 거푸집(200) 내부에는 프리캐스트 부재(100)가 철근프리캐스트 부재로 제작되는 경우 철근(내부철근)이 배근되지만 이는 도시를 생략하였으며 PC 강선도 배치되어 추후 프리스트레스를 프리캐스트 부재에 도입되도록 할 수도 있지만 역시 도시를 생략하였다.
이러한 상기 내부철근과 별도로 본 발명은 표면에 돌출 형성되어 노출되는 전단연결재(110)를 설치(내부철근에 결속시키면 된다.)하게 된다.
이러한 전단연결재(110)는 반원형, 말굽형 여러 형태가 가능하고, 래티스 철근(래티스 바로서 상현재, 하현재, 래티스재로 형성된 것)도 포함한다. 도 3a에서는 반원형 형태의 전단연결재(110)가 도시되어 있다.
이러한 전단연결재(110)는 타설되는 시기가 서로 다른 콘크리트가 서로 부착되도록 할 때 부착성능을 증진시켜 서로 일체화 거동하도록 하기 위한 것이다. 이러한 전단연결재(110)는 콘크리트 요철부와 함께 확실한 부착성능을 확보할 수 있다는 장점이 있다.
이에 도 3b와 같이 전단연결재(110)가 설치된 거푸집(200) 내부에 선타설 콘크리트(A1)를 타설하게 된다. 이때 선타설 콘크리트(A1)는 전단연결재(110)의 상단이 노출될 수 있을 정도만 타설하게 된다.
이에 노출된 전단연결재(110)는 선타설 콘크리트(A1)와 후타설 콘크리트(A2)의 부착성능을 충분히 확보하도록 하는 역할을 하게 된다.
이때 상기 선타설 콘크리트(A1)의 표면은 따로 마감하지 않아 부착 성능을 기대할 정도의 거친 상태로 볼 수 없는 경우도 많고 거친 정도도 일률적이지 않아 예측 가능한 부착 성능을 기대할 정도가 될 수 없다.
이에 본 발명은 상기 따로 마감되지 않은 표면에 경화지연제(C)를 도포하고 살수압으로 경화지연제(C)를 제거하게 되면 살수압에 의하여 상기 표면은 골재가 노출되어 부착 성능을 확보할 수 있을 정도의 거친 표면 상태를 인위적으로 형성시킬 수 있게 된다.
나아가 경화지연제(C)는 선타설 콘크리트(A1)의 표면 전체에 도포할 수 도 있지만 일부 부위만 도포할 수 없으므로 상기 거친 표면 상태의 부위를 얼마든지 인위적으로 조절 할 수 있다는 장점이 있게 된다.
또한 경화지연제(C)의 도포두께 및 도포량을 조절하여 선타설 콘크리트(A1)의 표면의 미경화 상태 시간도 조절할 수 있으므로 공장과 현장의 운반 거리, 시간 등을 감안할 수 있게 된다.
바람직하게는 상기 경화지연제(C)는 전단연결재(110)의 높이 또는 약간 높은 높이가 되도록 도포하는 것이 도포량 설정에 유리하다.
다음으로는 거푸집(200)을 탈형시켜 선타설 콘크리트(A1)와 경화지연제(C)에 의한 프리캐스트 부재(100)를 준비하게 된다.
다음으로는 도 3c와 같이 도포된 지연경화제(C)를 콘크리트 살수처리기(300)를 이용하여 경화지연제(C)를 선타설 콘크리트(A1)로부터 제거하게 된다.
이로서 경화지연제(C)가 콘크리트 살수처리기(300)의 살수압에 의하여 제거되어 선타설 콘크리트(A1)만 남게 되고 이에 전단연결재(110)도 다시 선타설 콘크리트(A1)로부터 노출됨을 알 수 있다. 이로서 상기 선타설 콘크리트(A1)의 당초 표면을 거친 표면(T)으로 형성시킬 수 있게 된다.
다음으로는 상기 경화지연제(C)가 제거된 선타설 콘크리트(A1)에 후타설 콘크리트(A2)를 일정한 두께를 가지도록 하면서 전단연결재(110)가 후타설 콘크리트(A2)에 매립되도록 타설하면 후타설 콘크리트(A2)는 선타설 콘크리트(A1)와 충분한 부착성능을 충분히 확보하면서 합성(일체로 거동)될 수 있게 된다.
이로서 본 발명은 새로이 거친 표면(T)으로 형성된 선타설 콘크리트(A1)의 표면과 전단연결재(110)에 의하여 후타설 콘크리트(A2)와의 부착성능을 극대화시키고 있음을 알 수 있다.
[ 본 발명의 경화지연제(C)를 이용하여 제작된 프리캐스트 부재(100)를 이용한 구조물 시공방법 ]
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 발명의 경화지연제(C)를 이용하여 제작된 프리캐스트 부재(100)를 이용한 구조물 시공방법을 순서대로 도시한 것이다.
이때 상기 구조물은 교량을 기준으로 살펴보기로 하며 이에 본 발명의 상기 프리캐스트 부재는 교량 슬래브 시공 시 이용되는 하프 데크방식의 프리캐스트 데크가 된다.
이에 선타설 콘크리트(A1)는 프리캐스트 데크를 형성시키기 위한 콘크리트가 되고,후타설 콘크리트(A2)는 슬래브 콘크리트가 될 것이다.
도 4a에 의하면 일체로 형성된 경화지연제(C)와 선타설 콘크리트(A1)로서 프리캐스트 부재(100)가 미리 준비되어 있음을 알 수 있으며, 이러한 프리캐스트 부재(100)는 미리 공장에서 제작되어 교량하부구조(40) 근방에 반입시키게 된다.
이러한 프리캐스트 부재(100)의 측면에는 연결철근이 더 형성될 수 도 있고, 형성되지 않은 것을 이용할 수도 있는데 본 발명은 이러한 연결철근은 도시를 생략하였다.
다음으로 프리캐스트 부재(100)의 표면에 콘크리트 살수처리기(300)를 이용하여 고압 살수(살수압)함으로서 경화지연제(C)를 제거하게 된다. 이에 프리캐스트 부재(100)는 경화지연제(C)가 제거되면서 선타설 콘크리트(A1)의 거친 표면(T)이 새로이 형성되면서 전단연결재(110)도 다시 노출된다.
다음으로는 도 4b와 같이 선타설 콘크리트(A1)의 거친 표면(T)이 새로이 형성되면서 전단연결재(110)도 다시 노출된 프리캐스트 부재(100)를 교량하부구조(40)에 미리 거치된 거더(20) 상면에 종방향 및 횡방향으로 연결 설치하게 된다.
다음으로는 도 4c와 같이, 후타설 콘크리트(A2)를 선타설 콘크리트(A1)의 거친 표면에 타설하되 전단연결재(110)가 후타설 콘크리트(A2)에 매립되도록 하여 최종 교량의 슬래브를 완성시키게 된다.
즉, 경화된 선타설 콘크리트(A1)은 후타설 콘크리트(A2)와 서로 합성되어 경화됨으로서 슬래브가 완성되도록 하는 것이다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 프리캐스트 부재 110: 전단연결개
200: 거푸집 300: 콘크리트 살수처리기
A1: 선타설 콘크리트 A2: 후타설 콘크리트
C: 경화지연제

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. (a) 거푸집(200)에 전단연결재(110)의 상단이 노출되도록 프리캐스트 데크를 형성시키기 위한 선타설 콘크리트(A1)를 타설 한 후, 선타설 콘크리트의 표면이 경화되기 이전에 전단연결재(110) 상단이 잠겨지도록 경화지연제(C)를 상기 표면에 도포하여 프리캐스트 데크인 프리캐스트 부재(100)를 공장에서 제작하는 단계;
    (b) 상기 프리캐스트 데크인 프리캐스트 부재(100)를 교량하부구조(40) 근방에 반입한 후 콘크리트 살수처리기(300)를 이용하여 경화지연제(C)를 제거하여 선타설 콘크리트(A1)의 거친표면이 새로이 형성되도록 함과 더불어 전단연결재(110)의 상단이 다시 노출되도록 하는 단계; 및
    (c) 상기 경화지연제가 제거된 프리캐스트 데크인 프리캐스트 부재(100)를 교량하부구조(40)에 미리 거치된 거더(20) 상면에 종방향 및 횡방향으로 연결 설치한 후, 상기 전단연결재(110)의 상단이 노출된 경화된 선타설 콘크리트(A1)에 슬래브 콘크리트인 후타설 콘크리트(A2)를 전단연결재가 매립되도록 타설하여 선타설 콘크리트(A1)와 후타설 콘크리트(A2)가 서로 합성되도록 하여 교량인 구조물을 시공하는 단계;를 포함하는,
    경화지연제를 이용한 프리캐스트 부재 제작방법을 이용하여 제작된 프리캐스트 부재를 이용한 구조물 시공방법.
  6. 삭제
KR1020140048224A 2014-04-22 2014-04-22 경화지연제를 이용한 프리캐스트 부재 제작방법을 이용하여 제작된 프리캐스트 부재를 이용한 구조물 시공방법 KR101534213B1 (ko)

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