KR101636030B1 - 탄화규소(SiC) 섬유가 혼합된 고강도 폴리머 모르타르 조성물과 결속 정착 핀을 이용한 중성화방지 및 콘크리트 단면보수 보강 공법 - Google Patents

탄화규소(SiC) 섬유가 혼합된 고강도 폴리머 모르타르 조성물과 결속 정착 핀을 이용한 중성화방지 및 콘크리트 단면보수 보강 공법 Download PDF

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Abstract

탄화규소(SiC) 섬유가 혼합된 고강도 폴리머 모르타르 조성물과 결속 정착 핀을 이용한 중성화방지 및 콘크리트 단면보수 보강 공법에 관한 것으로, (a) 손상된 콘크리트의 표면을 제거하는 단계, (b) 상기 단계 (a)에서 처리된 콘크리트의 표면에 대해 이물질을 제거하기 위해 수압수로 세척 및 포수하는 단계, (c) 상기 단계 (b)에서 세척된 철근 및 콘크리트 표면의 녹 제거 및 방청처리하는 단계, (d) 상기 단계 (c)에서 녹 제거 및 방청처리된 콘크리트 표면에 신구접착제를 도포하는 단계, (e) 상기 단계 (d)에서 접착제가 도포된 콘크리트 표면에 구조 보강재를 장착하고 결속 정착핀을 이용하여 구조를 보강하는 단계, (f) 상기 단계 (e)에서 구조 보강된 콘크리트 표면 및 구조 보강재에 탄화규소(SiC) 섬유가 혼합된 고강도 폴리머 모르타르 조성물을 시공하는 단계, (g) 상기 단계 (f) 이후에 염해 및 중성화를 방지하기 위해 탄화규소(SiC) 섬유가 혼합된 콘크리트 표면보호제로 마감코팅을 실행하는 단계를 포함하는 구성을 마련하여, 보수된 콘크리트 부분에서 중성화 및 염해방지 기능을 유지할 수 있다.

Description

탄화규소(SiC) 섬유가 혼합된 고강도 폴리머 모르타르 조성물과 결속 정착 핀을 이용한 중성화방지 및 콘크리트 단면보수 보강 공법{Repair-Reinforcement method of Concrete Structure and Neutralization Prevention using Polymer Mortar Composition and Bind pin}
본 발명은 중성화방지 및 콘크리트 단면보수 보강 공법에 관한 것으로, 특히 교량, 도로, 지하철, 터널, 댐 등의 콘크리트구조물에서 빈번히 일어나는 콘크리트 내구성능 회복 및 유지, 보수를 위해 탄화규소(SiC)섬유가 혼합된 고강도 폴리머 모르타르 조성물과 결속 정착 핀을 이용한 중성화방지 및 콘크리트 단면보수 보강 공법에 관한 것이다.
일반적으로 콘크리트 구조물의 표면은 대개 외부로 노출이 되어 있어서, 시간이 지남에 따라 노후화되어 심미성이 떨어지고, 그 표면에 크랙이 발생하여 구조물의 강성을 떨어뜨림은 물론, 이 크랙으로 수분이 침투하면, 추가적인 균열을 더 쉽게 유발하는 원인이 될 뿐만 아니라, 침투된 수분은 내부에 배근된 철근을 쉬이 부식시키는 원인이 되는바, 콘크리트 구조물이 노후화되면 이러한 심미성과 강도 저하를 원인으로 그 표면의 보수와 마감 처리가 필요하게 된다.
즉, 기존 콘크리트 구조물의 문제점은 복합 열화 즉 염해, 중성화, 알카리 골재 반응, 화학적 부식, 동해, 쇄굴 등 복합 열화로 인하여 부식 및 파손이 발생되며, 이런 콘크리트 구조물의 열화 원인은 화학적 열화, 물리적 열화로 나눌 수가 있으며, 화학적 열화 원인은 알칼리-골재반응에 의한 열화, 황산염 및 산에 의한 열화, 철근부식에 의한 열화 등이 있고, 물리적 열화 원인은 동결융해에 의한 열화, 수축 및 하중에 의한 균열 열화 등이 있으며, 기타 화재 등의 특수한 경우의 열화 등으로 나눌 수 있다.
이와 같이 열화가 발생되며, 손상이 심한 경우에는 콘크리트가 탈락되고 콘크리트 중의 철근이 노출되거나, 내부에서 부식이 발생되어 그 내구성 및 내하력이 저하되는 결과를 초래함에 따라 구조물의 사용연한이 줄어드는 등의 문제가 발생하게 된다.
이와 같은 문제점으로 인해 최근에는 상기 유기계 몰탈의 단점을 비교적 보완한 유, 무기계 몰탈이 사용되고 있다. 상기 유, 무기계 혼합형 몰탈은 2성분형으로서, 무기계 분말과 유기계 수지를 혼합한 형태로 제작된다. 상기 유, 무기계 몰탈의 장점은 습윤면에 시공이 가능하고, 높은 압축강도, 휨강도가 가능하며, 경화시간이 빨라 긴급 타설이 용이하다. 반면에, 유.무기의 혼용으로 콘크리트 모체와의 탄성계수, 열팽창계수가 달라 내구성이 떨어지며, 가사시간이 짧아 작업성이 떨어지고, 대 단면 복구에 따른 어려움이 있었다. 또한 혼합수지가 ph 7 이하여서 철근부식의 우려가 있을 뿐만 아니라, 인체에 해로운 포롬알데이드 기체가 발생하여 밀폐된 공간에서는 질식의 우려가 있으며, 유기물의 자외선 노출로 인해 변형되어 콘크리트 모체로부터 탈락이 발생하게 되는 문제점이 있다.
즉, 상기 콘크리트가 모체로부터 탈락되는 이유는 콘크리트 모체와 수축 및 팽창, 탄성률이 상이함으로 발생하게 되는 것이며, 이는 현재 콘크리트의 보수 및 보강에 필요한 적절한 조성물이 구비되지 않은 상태로 이루어지게 됨에 따라, 철저한 보수 및 보강이 이루어지지 않게 되는 것이다.
이러한 보수 및 보강 기술의 일 예가 하기 문헌 1 및 2 등에 개시되어 있다.
예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 도 1에 도시된 바와 같이, 보수가 필요한 콘크리트 구조물의 표면을 그라인더로 돌출된 부분이나 노후화된 부분을 갈아 내어 정리하고, 고압의 물로 세척해 내어 건조하여 표면을 정리하는 하지 정리 공정(S1), 상기 정리된 표면에 분말 프라이머에 물을 섞은 프라이머를 도포하는 프라이머 처리공정(S2), 상기 프라이머가 경화되기 전에 폴리머 모르타르를 적절한 압력을 주면서 발라서 콘크리트 구조물의 표면을 매끄럽게 하여 경화하는 단면 복구 공정(S3), 상기 표면에 세라믹 코팅하는 마감 공정(S4)으로 콘크리트 구조물의 표면의 보수 및 마감을 완료하는 콘크리트 구조물을 보수하고 마감하는 공법에 대해 개시되어 있다.
또 하기 특허문헌 2에는 콘크리트 구조물의 보수ㆍ보강대상 표면을 정리하는 단계, 상기 정리된 보수ㆍ보강대상 표면 측에 보강재를 설치하는 단계, 상기 보수ㆍ보강대상 표면과의 사이에 모르타르 충전공간이 형성되도록 상기 설치된 철근의 외측에 마감재를 설치하는 단계, 상기 형성된 모르타르 충전공간에 모르타르를 충전하여 모르타르 층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 마감재는 상기 보수ㆍ보강대상 표면과 마주하는 내측에 요철 구조가 마련된 콘크리트 구조물 보수ㆍ보강공법에 대해 개시되어 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0675603호(2007.01.23 등록) 대한민국 공개특허공보 제2011-0044687호(2011.04.29 공개)
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 기술에서는 콘크리트 단면보수보강공법 또한 구조보강용으로 사용되는 보강철물의 단면 증가로 인해 콘크리트 피복의 확보가 어려우며, 이로 인해 균열발생 및 박락의 원인이 되고 있다. 게다가 시공상의 어려움으로 공사비 증가와 공기 증가로 이어지고 있는 실정이다.
또 상기와 같은 종래의 기술에서는 조성물과 구조보강용 보강철물 등의 품질저하로 인해 작업성이 떨어져 상기 콘크리트 보수 및 보강은 제대로 이루어지지 않게 되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 콘크리트 구조물이 변형되어 콘크리트 모체로부터 탈락이 발생하는 경우, 탄화규소(SiC)섬유가 혼합된 고강도 폴리머 모르타르 조성물을 적용하여 견고한 결합상태를 유지할 수 있도록 내염성, 내산성, 내알카리성 및 중성화 저항성 등의 내화학성이 뛰어난 콘크리트 단면보수 보강 공법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 보수 공사를 용이하게 실행하면서, 수축팽창에 의한 박리의 방지 및 방수성을 유지하여 콘크리트의 탈리를 최소화하는 콘크리트 단면보수 보강 공법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 콘크리트 단면보수 보강 공법은 중성화방지 및 콘크리트의 단면을 보수하는 보강 공법으로서, (a) 손상된 콘크리트의 표면을 제거하는 단계, (b) 상기 단계 (a)에서 처리된 콘크리트의 표면에 대해 이물질을 제거하기 위해 수압수로 세척 및 포수하는 단계, (c) 상기 단계 (b)에서 세척된 철근 및 콘크리트 표면의 녹 제거 및 방청처리하는 단계, (d) 상기 단계 (c)에서 녹 제거 및 방청처리된 콘크리트 표면에 신구접착제를 도포하는 단계, (e) 상기 단계 (d)에서 접착제가 도포된 콘크리트 표면에 구조 보강재를 장착하고 결속 정착핀을 이용하여 구조를 보강하는 단계, (f) 상기 단계 (e)에서 구조 보강된 콘크리트 표면 및 구조 보강재에 탄화규소(SiC) 섬유가 혼합된 고강도 폴리머 모르타르 조성물을 시공하는 단계, (g) 상기 단계 (f) 이후에 염해 및 중성화를 방지하기 위해 탄화규소(SiC) 섬유가 혼합된 콘크리트 표면보호제로 마감코팅을 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 콘크리트 단면보수 보강 공법에 있어서, 상기 단계 (f)에서 탄화규소(SiC) 섬유가 혼합된 고강도 폴리머 모르타르 조성물은 보통 포틀랜드 시멘트, 알루미나 시멘트 및 고로 슬래그로 구성된 수산화칼슘 결합재 24.0~45.0중량%, 산화 규소(SiO2) 31.0~45.0중량%, 탄화 규소(SiC) 섬유 0.1~8.0중량%, 나이론 섬유 0.1~4.0중량%, 폴리머 수지 0.5~1.0중량%, 수산화칼륨(KOH) 4.0~33.0중량%, 실리카퓸(Silica Fume) 1.0~2.0중량%, 소포제 0.1~3.0중량%, 실리카 에어로겔 5~10중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 콘크리트 단면보수 보강 공법에 있어서, 상기 단계 (c)는 세라믹 20%~40중량%, 아크릴계 에멀젼 25~40중량%, 에폭시 10~30중량%, 실리카 에어로겔 15~25 중량%를 포함하는 표면 방청재를 도포하여 실행되는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 콘크리트 단면보수 보강 공법에 있어서, 상기 구조 보강재는 탄소봉, 탄소막대, 탄소판, 유리 섬유봉, 유리섬유 막대 또는 유리 섬유판 중의 어느 하나 또는 이들의 혼합물로 이루어지고, 상기 구조 보강재는 이탈 및 면처리 완료된 콘크리트 표면에 상기 결속 정착 핀에 의해 고정되는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 콘크리트 단면보수 보강 공법에 있어서, 상기 단계 (g)에서 콘크리트 표면보호제는 염해 및 중성화방지를 위해 실리케이트 25~35중량%, 원적외선을 방사하는 광물 분체 40~60중량%, 탄화규소(SiC) 섬유 0.1~4.0중량%, 바인더로 에폭시 10~20중량%, 경화제 2~5중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 콘크리트 단면보수 보강 공법에 의하면, 탄화규소(SiC)섬유가 혼합된 고강도 폴리머 모르타르 조성물을 적용하는 것에 의해 작업성이 우수하며, 중성화 및 염해 방지 기능을 유지할 수 있다는 효과가 얻어진다.
또, 본 발명에 따른 콘크리트 단면보수 보강 공법에 의하면, 구조 보강재를 장착하고 구조 보강재(300)의 이탈을 방지하면서 타살이 용이하고 콘크리트의 피복면적을 확보할 수 있는 결속 정착 핀을 이용하므로, 보수 작업을 용이하게 하며 보수기간을 단축할 수 있다는 효과도 얻어진다.
도 1은 종래의 기술에 따른 콘크리트 구조물을 보수하고 마감하는 공법의 공정도,
도 2는 본 발명에 따른 콘크리트 단면보수 보강공법의 공정도,
도 3은 본 발명에 따른 콘크리트 단면보수 보강공법의 구조 보강을 설명하기 위한 단면도,
도 4는 도 3에 도시된 콘크리트 단면보수 보강공법에서 결속 정착핀의 상세도.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.
먼저, 본 발명에 따른 개념을 설명한다.
본 발명에 따른 콘크리트 단면보수 보강 공법은 탄화규소(SiC) 섬유가 혼합된 고강도 폴리머 모르타르 조성물과 결속 정착 핀을 이용한 중성화방지 및 콘크리트 단면보수 보강 공법으로서, 교량, 도로, 지하철, 터널, 댐 등과 같은 특수구조물 등의 보수 보강에 이용되는 조성물과 기존의 콘크리트 단면보수공법을 결속 정착핀을 사용하여 보완한 것이다.
본 발명에 적용되는 탄화규소(SiC) 섬유가 혼합된 고강도 폴리머 모르타르 조성물은 무기계 섬유질의 폴리머 몰탈에 탄화규소(SiC)섬유와 나이론 섬유 등이 혼합되어 높은 강도, 높은 탄성, 내열성, 내약품성, 내산화성을 나타내는 뛰어난 조성물이며, 결속 정착 핀을 이용함으로 기존 콘크리트 단면보수보강공법의 문제점인 균열발생, 박락, 시공의 어려움으로 생기는 여러 가지 문제점을 보완할 수 있다.
본 발명에 적용되는 탄화규소(silicon carbide fibers) 섬유로는 화학기상 석출법으로 제조되는 굵은 섬유 또는 전구체법으로 제조된 가늘고 연한 섬유 중의 어느 하나를 적용할 수 있으며, 단면보수의 상태에 따라 적절한 길이로 절단하여 사용할 수 있으며, 특정 길이에 한정되는 것은 아니다.
화학기상 석출법으로 제조되는 탄화규소 섬유는 W선 또는 탄소 섬유를 심선으로 하여 에틸트리크로로시와 같은 유기 규소 화합물을 고온에서 기상 분해함으로써 심선 상에 SiC를 석출시켜 제조하며, 탄소 섬유를 심선으로 하는 SiC섬유의 특성은 지름 142㎛, 밀도 3.44g/㎤, 인장강도 ~3.5㎬, 인장탄성률 ~360㎬이다. 또한 전구체법으로 제조된 탄화규소 섬유는 유기 규소 플리마의 폴리칼보시란을 용융 방사한 후, 공기 중 100~200℃ 사이에서 가열하여 불융화를 하고, N2가스, Ar가스 혹은 진공 중에서 1000℃ 이상의 고온에서 소성하면 지름 10㎛미만, 밀도 2.55g/㎤, 인장강도 2.5㎬, 인장탄성률 180㎬의 섬유를 얻을 수 있고, 내열성, 내약품성, 내산화성이 뛰어나다.
이하, 본 발명의 구성을 도면에 따라서 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 콘크리트 단면보수 보강공법의 공정도이고, 도 3은 본 발명에 따른 콘크리트 단면보수 보강공법의 구조 보강을 설명하기 위한 단면도이며, 도 4는 도 3에 도시된 콘크리트 단면보수 보강공법에서 결속 정착핀의 상세도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 중성화방지 및 콘크리트의 단면을 보수하는 보강 공법은 먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 손상된 콘크리트의 표면(100)을 제거한다(S10).
본 발명에 적용되는 탄화규소(SiC)섬유가 혼합된 고강도 폴리머 모르타르 조성물은 건축물의 노화 및 자연내력에 의해 콘크리트 표면(100)에 균열 및 박리 탈락 현상이 발생되는 곳에 시공되는 것으로서, 상기 단계 S10에서는 콘크리트의 보수할 면을 그라인더 및 브레이커, 해머 등을 사용하여 표면을 평평하게 처리하게 된다.
다음에 상기 단계 S10에서 처리된 콘크리트 표면(100)에 대해 이물질을 제거하기 위해 수압수로 세척 및 포수(飽水)한다(S20). 이때 수압의 상태는 보수할 콘크리트의 상태에 따라 조절 가능하므로 특정 압력에 한정되는 것은 아니다.
즉 상기 단계 S20에서는 표면 처리 공정을 통해 표면 처리된 콘크리트 모체에 누수 부위가 있는 경우 누수 방지를 위하여 누수 부위를 지수 처리하며, 예를 들어, 지수재로서 예를 들어 프롬 시멘트를 흙손 등을 사용하여 누수 부위를 도포 내지 메움으로써 지수 처리한다.
상기 단계 S20에서 세척된 철근(110) 및 콘크리트 표면(100)의 녹 제거 및 방청 처리를 실행한다(S30).
즉, 상기 단계 S20에서 기존의 콘크리트 이물질을 세척하고나면, 기존 콘크리트의 부식과 산성비, 대기오염 등의 여러 가지 이유로 부식되어 있는 모체의 철근에 발생된 녹을 제거하고, 철근의 표면에 산화방지 및 염해방지를 위해 방청제를 도포하여 피막을 형성하도록 처리한다.
본 발명에 적용되는 방청제는 표면 방청제로서, 세라믹 20%~40중량%, 아크릴계 에멀젼 25~40중량%, 에폭시 10~30중량%, 실리카 에어로겔(silica aerogel) 15~25 중량%를 포함한다.
상기 에폭시는 접착력, 후막 형성성이 우수하고 철재용 방식도료로 사용되며, 상기 에폭시가 10중량% 미만이며 방식, 방청의 기능이 저하하고, 30중량%를 초과하는 경우 방청제와 철근의 표면과의 접착력이 저하된다.
또한 세라믹이 20중량% 미만, 아크릴계 에멀젼이 25중량% 미만, 실리카 에어로겔이 15중량% 미만이면 철근의 표면의 접착력이 저하되고 알카리성 회복처리 기능이 저하되며, 세라믹이 40중량% 초과, 아크릴계 에멀젼이 40중량% 초과, 실리카 에어로겔이 25중량%를 초과하는 경우 방청 기능이 저하하고 보수 비용이 증가하게 된다.
다음에 상기 단계 S30에서 녹 제거 및 방청처리된 콘크리트 표면(100)에 신구접착제를 도포한다(S40).
상기 공정을 통해 알카리성 회복처리가 이루어지고 나면, 방청이 완료된 콘크리트 표면에 콘크리트 신구접착제를 도포한다. 상기 콘크리트 신구접착제는 기존 콘크리트와 새로운 콘크리트를 접착하기 위해 도포되는 것으로서, 콘크리트 구조물의 보수/보강, 몰탈의 접착증강제와 같이 견고한 접착력을 갖는 것을 선별하여 사용하는 것이 바람직하며, 특정 접착력을 갖는 것에 한정되는 것은 아니다.
이후, 상기 단계 S40에서 접착제가 도포된 콘크리트 표면(100)에 도 4에 도시된 바와 같은 구조 보강재(300)를 장착하고 결속 정착핀(300)을 이용하여 구조를 보강한다(S50).
상기 공정을 통해 신구접착제가 도포되고 나면, 보강이 필요한 콘크리트 구조물에 탄소봉, 탄소막대, 탄소판, 유리 섬유봉, 유리섬유 막대, 유리 섬유판 중의 어느 하나 또는 이들의 혼합물로 이루어진 구조 보강재(300)를 사용하여 구조물 보강을 시행한다. 상기 구조 보강재는 후처리에서 실행되는 몰탈 조성물과 일체로 합성되어 이탈되지 않도록, 도 4에 도시된 바와 같이, 외주면에 나선 형상 또는 다수의 홈 형상을 형성하는 것이 바람직하다.
또한 상기 구조 보강재(300)를 콘크리트 표면(100)에 결속하기 위해 도 4에 도시된 바와 같이, 결속 정착 핀(400)을 콘크리트 표면(100)에 장착한다.
상기 결속 정착 핀(400)은 특성화된 구조 보강재(300)를 고정하는 보강철물로서, 시공단면적이 적어 콘크리트의 피복면적을 확보할 수 있다. 이와 같은 결속 정착 핀(400)은 구조 보강재(300)의 이탈을 방지하면서 타살이 용이하고 콘크리트의 피복면적을 확보할 수 있는 것이면 충분하므로, 특정 재질이나 형상에 한정을 두는 것은 아니다. 또한 결속 정착 핀(400)의 상부에도 도 4에 도시된 바와 같이, 몰탈 조성물과의 일체성을 유지하기 위해 다수의 요철 부분을 마련하는 것이 바람직하다. 또한 작업의 용이성을 위해 결속 정착 핀(400)의 일측 부분에는 돌출부를 마련할 수 있다.
다음에, 녹 제거 및 방청처리된 콘크리트 표면(100)에 탄화규소(SiC)섬유가 혼합된 고강도 폴리머 모르타르(Polymer Mortar) 조성물을 시공한다(S60).
상기 단계 S60에서 탄화규소(SiC) 섬유가 혼합된 고강도 폴리머 모르타르 조성물은 시멘트, 폴리머, 탄화규소 섬유가 혼합된 결합재로서, 보통 포틀랜드 시멘트, 알루미나 시멘트 및 고로 슬래그로 구성된 수산화칼슘 결합재 24.0~45.0중량%, 산화 규소(SiO2) 31.0~45.0중량%, 탄화 규소(SiC) 섬유 0.1~8.0중량%, 나이론 섬유 0.1~4.0중량%, 폴리머 수지 0.5~1.0중량%, 수산화칼륨(KOH) 4.0~33.0중량%, 실리카퓸(Silica Fume) 1.0~2.0중량%, 소포제 0.1~3.0중량%, 실리카 에어로겔 5~10중량%를 포함한다.
상기 탄화 규소(SiC) 섬유가 0.1중량% 미만이고, 나이론 섬유가 0.1중량% 미만이면, 본 발명이 이루고자하는 충분한 강도 및 내열성을 유지할 수 없고, 탄화 규소 섬유가 8.0중량%를 초과하고 나이론 섬유가 4.0중량%를 초과하면 보수 비용이 증대하게 된다.
상기 단계 S60에서의 시공은 흙손이나 스프레이로 작업하며, 두께를 올릴 시에는 1차 타설 두께를 10mm로 스프레이 시공 및 미장하며, 2차, 3차 타설시 두께를 20~50mm로 시공한다. 최종 타설시 10mm로 마감한다. 즉, 초벌, 종벌은 얇게 시공하고 중벌은 두껍게 시공하여 접착력과 미장성을 용이하게 한다. 반복시공을 하는 경우에는 시공면과 접착성을 위해 보수 모르타르 표면을 거칠게 마감하고, 과잉의 보수 모르타르를 제거하고 흙손으로 고르게 면처리를 하는 것이 바람직하다.
한편 상기 단계 S60에서는 고강도 섬유질 무기계 폴리머 몰탈 조성물과 물을 혼합하여 타설함과 더불어 구조 보강재(300)를 매입할 수도 있다. 상기 구조 보강재(300)는 외주면에 형성된 나선에 의해 몰탈 조성물과 일체로 합성되어 이탈되지 않으며 구조물을 보다 견고하게 보강한다.
상기 구조 보강재의 매입 방법으로는 상기 단계 S50과 같이, 몰탈의 타설 전에 설치할 수도 있고, 몰탈의 양생 이후 구멍을 천공하여 매입할 수 있다.
다음에 염해 및 중성화를 방지하기 위해 탄화규소(SiC) 섬유가 혼합된 콘크리트 표면 보호제로 마감코팅을 실행한다(S70).
탄화규소(SiC)섬유가 혼합된 고강도 폴리머 모르타르 조성물이 시공된 후에는 콘크리트 표면에 중성화 및 염해방지를 위한 탄화규소(SiC)섬유가 혼합된 콘크리트 표면보호제가 마감코팅작업으로 이루어진다. 여기서 사용하는 표면 처리는 세라믹계를 기본으로 하여 바인더를 아크릴, 에폭시 등 수지를 사용하는 것으로 작업성이 우수하며, 중성화 및 염해방지 기능이 우수하다. 상기 표면처리는 콘크리트가 양호한 분산작용으로 균일한 강도를 유지시켜 균열이 없도록 하기 위한 것으로, 수축팽창에 의한 박리의 방지 및 방수성과, 저항성, 보수기간의 단축과 같은 여러 가지 특징적인 부분을 부가적으로 갖기 위해 이루어진다.
이를 위해 상기 단계 S70에서 콘크리트 표면보호제는 염해 및 중성화방지를 위해 실리케이트 25~35중량%, 원적외선을 방사하는 광물 분체 40~60중량%, 탄화규소(SiC) 섬유 0.1~4.0중량%, 바인더로 에폭시 10~20중량%, 경화제 2~5중량%를 포함하는 것이 바람직하다. 그러나 이와 같은 콘크리트 표면보호제의 구성 성분의 비율은 본 발명이 적용되는 장소, 예를 들어 실내의 콘크리트 보수 또는 실외의 콘크리트 보수, 또는 바닷가 등의 콘크리트 보 수 등에 따라 염해 및 중성화방지를 위해 가변으로 할 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
본 발명에 따른 콘크리트 단면보수 보강 공법을 사용하는 것에 의해 콘크리트 보수 및 보강을 견고하며 용이하게 실행할 수 있다.
100 : 콘크리트 표면
110 : 철근
200 : 구조 보강재
300 : 결속 정착 핀

Claims (5)

  1. 중성화방지 및 콘크리트의 단면을 보수하는 보강 공법으로서,
    (a) 손상된 콘크리트의 표면을 제거하는 단계,
    (b) 상기 단계 (a)에서 처리된 콘크리트의 표면에 대해 이물질을 제거하기 위해 수압수로 세척 및 포수하는 단계,
    (c) 상기 단계 (b)에서 세척된 철근 및 콘크리트 표면의 녹 제거 및 방청처리하는 단계,
    (d) 상기 단계 (c)에서 녹 제거 및 방청처리된 콘크리트 표면에 신구접착제를 도포하는 단계,
    (e) 상기 단계 (d)에서 접착제가 도포된 콘크리트 표면에 구조 보강재를 장착하고, 상기 구조 보강재가 이탈 및 면처리 완료된 콘크리트 표면에서 결속 정착 핀에 의해 고정되어 구조를 보강하는 단계,
    (f) 상기 단계 (e)에서 구조 보강된 콘크리트 표면 및 구조 보강재에 탄화규소(SiC) 섬유가 혼합된 고강도 폴리머 모르타르 조성물을 시공하는 단계,
    (g) 상기 단계 (f) 이후에 염해 및 중성화를 방지하기 위해 탄화규소(SiC) 섬유가 혼합된 콘크리트 표면보호제로 마감코팅을 실행하는 단계를 포함하고,
    상기 단계 (e)에서 구조 보강재는 후처리에서 실행되는 몰탈 조성물과 일체로 합성되어 이탈되지 않도록, 외주면에 나선 형상 또는 다수의 홈 형상을 형성하고, 상기 결속 정착 핀의 상부에는 몰탈 조성물과의 일체성을 유지하기 위해 다수의 요철 부분을 마련하고, 작업의 용이성을 위해 상기 결속 정착 핀의 일측 부분에는 돌출부를 마련하고,
    상기 단계 (f)에서의 시공은 흙손이나 스프레이로 작업하며, 1차 타설 두께를 10mm로 스프레이 시공 및 미장하며, 2차 타설시 두께를 20~50mm로 시공하고, 최종 타설시 10mm로 마감하고,
    상기 단계 (f)에서 탄화규소(SiC) 섬유가 혼합된 고강도 폴리머 모르타르 조성물은 보통 포틀랜드 시멘트, 알루미나 시멘트 및 고로 슬래그로 구성된 수산화칼슘 결합재 24.0~45.0중량%, 산화 규소(SiO2) 31.0~45.0중량%, 탄화 규소(SiC) 섬유 0.1~8.0중량%, 나이론 섬유 0.1~4.0중량%, 폴리머 수지 0.5~1.0중량%, 수산화칼륨(KOH) 4.0~33.0중량%, 실리카퓸(Silica Fume) 1.0~2.0중량%, 소포제 0.1~3.0중량%, 실리카 에어로겔 5~10중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 단면보수 보강 공법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (c)는 세라믹 20%~40중량%, 아크릴계 에멀젼 25~40중량%, 에폭시 10~30중량%, 실리카 에어로겔 15~25 중량%를 포함하는 표면 방청재를 도포하여 실행되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 단면보수 보강 공법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 구조 보강재는 탄소봉, 탄소막대, 탄소판, 유리 섬유봉, 유리섬유 막대 또는 유리 섬유판 중의 어느 하나 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 단면보수 보강 공법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (g)에서 콘크리트 표면보호제는 염해 및 중성화방지를 위해 실리케이트 25~35중량%, 원적외선을 방사하는 광물 분체 40~60중량%, 탄화규소(SiC) 섬유 0.1~4.0중량%, 바인더로 에폭시 10~20중량%, 경화제 2~5중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 단면보수 보강 공법.
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