KR101650411B1

KR101650411B1 - 무기 폴리머 시멘트 모르타르와 절연 시트를 이용한 콘크리트 구조물의 단면복구를 위한 방수구조 및 그 시공방법

Info

Publication number: KR101650411B1
Application number: KR1020160002200A
Authority: KR
Inventors: 심진섭
Original assignee: 주식회사 한국종합기술; 주식회사 씨에스에이코스믹; 주식회사 삼림엔지니어링; 주식회사 합동종합건설
Priority date: 2016-01-07
Filing date: 2016-01-07
Publication date: 2016-08-24

Abstract

본 발명은 콘크리트 구조물의 단면을 피 방수체로 복구하고, 상기 피 방수체에 고정구를 결합한 상태에서 방수 시트를 융착하는 방수구조에 관한 것으로서, 상기 고정구는 피 방수체가 응고되기 전에 설치하여 피 방수체의 응고에 의해 피 방수체에 고정되도록 하되, 다수개의 구멍이 관통 형성된 융착면과 상기 융착면의 외곽으로부터 상기 피 방수체를 향해 절곡되어 상기 융착면이 피 방수체로부터 이격되도록 하는 테두리면과 상기 테두리면을 따라 등 간격에 형성되면서 상기 피 방수체에 끼워지도록 하는 다수개의 고정 돌기가 형성됨에 따라, 고정구의 간편한 결합을 통해 작업성이 향상되고 피 방수체의 파손방지에 따라 안전성이 더욱 향상되는 콘크리트 구조물의 방수구조 및 그 시공방법을 제공하게 된다.

Description

무기 폴리머 시멘트 모르타르와 절연 시트를 이용한 콘크리트 구조물의 단면복구를 위한 방수구조 및 그 시공방법{Waterproof structure and mathod useing polymer cement mortar and insulating sheet for restoration of concrete construction}

본 발명은 콘크리트 구조물의 부식 방지를 위한 방수구조 및 그 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 하수나 폐수 등을 처리하는 수처리장은 콘크리트 구조물로 이루어져 있는데, 상기 수처리시에는 다량의 염소를 포함하고 있으며 하수나 폐수에는 황산, 염산, 질산, 불산 등이 다량 포함되어 있다 보니 콘크리트 구조물이 쉽게 부식되는 현상이 발생하고 있다.

이와 같은 부식 현상에 대해서는 신속한 방수처리가 요구되고 있는데, 대한민국 특허 제0757331호에는 이런 방수처리를 위한 방수구조체 및 시공 방법이 제안되어 있다.

이를 살펴보면 콘크리트 구조물(10) 중 부식되어 떨어져 나간 부분을 피 방수체(20)로 복구한 후 복구된 피 방수체에 고정구(30)를 이용하여 방수부재(40)를 고정하는 것인데, 여기서 상기 방수부재를 고정하는 고정구는 상기 피 방수체에 결합되는 결합구(31)와 금속판재(32)와 합성수지 피복(33)으로 이루어져 있다.

따라서 종래 고정구를 이용하면 공보의 도면을 통해 살펴보듯이 구조물에 피 방수체를 메워 복구한 상태에서 상기 피 방수체가 응고될 때까지 기다렸다가 드릴을 이용하여 피 방수체에 구멍을 뚫은 후 결합구를 박아야 하는 불편함이 있다.

즉, 드릴을 이용하여 상기 피 방수체에 구멍을 뚫기 위한 작업이 불편하여 작업성이 떨어지는 것은 물론이고, 드릴을 이용하여 피 방수체에 구멍을 뚫는 과정에서 큰 힘이 작용하기 때문에 피 방수체가 쉽게 균열되거나 파손되는 것이다.

본 발명은 콘크리트 구조물의 부식된 부분에 형성되는 피 방수체가 응고하기 전에 방수 시트를 융착시키기 위한 고정구를 간편하게 결합하여 고정할 수 있도록 한 콘크리트 구조물의 방수구조 및 그 시공방법을 제공하려는 것이다.

본 발명의 콘크리트 구조물의 방수구조 및 그 시공방법에 의하면 피 방수체가 응고하기 전에 고정구를 간편하게 끼워 고정한 상태로 양생한 후 상기 고정구를 통해 방수 시트를 융착하도록 함으로써, 고정구의 간편한 결합을 통해 작업성이 향상되고 피 방수체의 파손방지에 따라 안전성이 더욱 향상되는 효과가 있다.

도 1은 종래 콘크리트 구조물의 방수구조를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명이 적용된 콘크리트 구조물의 방수구조를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명이 적용된 콘크리트 구조물의 방수구조에 따른 고정구를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명이 적용된 콘크리트 구조물의 방수구조에 따른 고정구의 실시 예를 도시한 단면도.
도 5는 본 발명이 적용된 콘크리트 구조물의 시공방법을 도시한 단계별 설명도.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 구체적으로 살펴본다.

본 발명의 콘크리트 구조물의 방수구조는 도 2 내지 5에 도시된 바와 같이 콘크리트 구조물(10)의 단면을 메워 복구하는 피 방수체(100)와 상기 피 방수체(100)에 결합되면서 상기 피 방수체의 표면을 커버하는 고정구(200) 및 상기 고정구에 융착되는 방수 시트(40)로 이루어진다.

상기 피 방수체(100)는 콘크리트 구조물(10)의 파손된 부분을 채워 복구하는 것으로서, 후술하는 고정구(200)의 고정 돌기(230)가 끼워진 상태로 양생하여 형성된다. 즉, 상기 콘크리트 구조물의 파손된 부분을 피 방수체(100)로 채운 상태에서 상기 피 방수체가 응고되기 전에 상기 고정구(200)의 고정 돌기(230)를 끼운 상태로 응고시켜 상기 고정구(200)의 고정 돌기(230)가 빠지지 않도록 하는 것이다.

상기 피 방수체(100)는 실시 예로서 하소카올린, 칼슘설포알루미네이트, 칼슘나트륨설포네이트를 포함는 시멘트 조성물로 이루어진 것으로서, 바람직하게는 시멘트 100 중량부에 하소카올린 25~85중량부, 칼슘설포알루미네이트 5~45중량부 및 칼슘나트륨설포네이트2.5~45중량부로 이루어진다.

상기 고정구(200)는 다수개의 구멍(210a)이 관통 형성된 융착면(210)과 상기 융착면의 외곽으로부터 상기 피 방수체를 향해 절곡되어 상기 융착면이 피 방수체로부터 이격되도록 하는 테두리면(220)과 상기 테두리면을 따라 등 간격에 형성되면서 상기 피 방수체에 끼워지도록 하는 다수개의 고정 돌기(230)가 형성된다. 이때, 상기 융착면(210)이나 테두리면(220)은 도면에 도시된 바와 같이 원반 형태로 형성하는 것은 물론이고, 사각형이나 직사각형 등 다양한 형태로 형성할 수 있는 것이다.

상기 고정구(200)의 고정 돌기(230)는 피 방수체에 끼워진 상태에서 빠지지 않도록 끝단으로부터 외측 또는 내측으로 절곡되거나 원통 형태로 돌출된 걸림부(230a, 230b, 230c, 230d)가 형성된다. 즉, 상기 고정 돌기(230)의 걸리부(230a, 230b, 230c)는 도 4의 (A), (B), (C)에 도시된 바와 같이 외측 또는 내측으로 절곡된 형태로 형성할 수 있는데, 특히 절곡된 형상에 있어서도 도 4의 (A) 및 (B)와 후크 형태로 형성하거나 (C)와 같이 직각 형태로 형성할 수 있는 것이다. 또한, 상기 상기 고정 돌기(230)의 걸리부(230d)는 도 5의 (D)에 도시된 바와 같이 원통 형태로 형성할 수 있다.

한편, 상기 고정구(200)의 융착면(210)에 형성된 구멍(210a)는 상기 방수 시트(40)를 밀착시킨 상태로 융착할 때, 상기 방수 시트(40)가 융착면의 구멍을 통해 압입되도록 한다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 방수 시트(40)가 융착되면서 상기 구멍(210a)으로 밀려 들어가는 것인데, 이와 같이 방수 시트(400)가 구멍(210a)으로 밀려들어간 상태로 고정되면 부착력이 더욱 향상되는 것이다.

상기 방수 시트(40)는 합성수지 재질로 형성되어 상기 란델과의 융착을 통해 콘크리트 구조물을 커버한다.

이와 같은 구조로 이루어진 콘크리트 구조물의 방수구조 시공방법은 도 5에 도시된 바와 같이 콘크리트 구조물의 단면을 피 방수체로 복구하는 단계, 상기 피 방수체에 고정구를 고정하는 단계 및 상기 고정구에 방수 시트를 융착하는 단계를 포함하여 이루어진다.

상기 콘크리트 구조물(10)의 단면을 피 방수체(100)로 복구하는 단계는 콘크리트 구조물의 파손된 부분을 피 방수체(100)로 채우는 것이다. 이때, 상기 피 방수체(100)는 시멘트, 하소카올린, 칼슘설포알루미네이트, 칼슘나트륨설포네이트를 포함는 조성물로 이루어진다. 이때, 상기 조성물은 시멘트 100 중량부에 하소카올린 25~85중량부, 칼슘설포알루미네이트 5~45중량부, 칼슘나트륨설포네이트2.5~45중량부로 조성하는 것이 바람직하다.

상기 하소카올린은 카올린 광물을 소성하여 반응성을 부여한 포졸란 물질로 하소카올린 단독으로는 물과 반응하지 않지만, 시멘트와 함께 사용하면 시멘트의 수화 생성물인 수산화칼슘과 함께 반응하여 다소 느리지만 시멘트 경화체 안에서 CSH 수화물을 생성하여 강도발현에 기여한다. 즉, 하소카올린이 미세공극을 충진시켜 시멘트 경화체의 밀실한 구조를 형성한다. 뿐만 아니라, 하소카올린을 포함하는 시멘트 경화체는 내화학성이 우수하여 시멘트의 단점을 보완할 수 있다. 이러한 특성을 고려하여 본 발명에서는 결합재에 하소카올린을 포함한다. 다만 하소카올린은 초기 반응 속도가 시멘트에 비해서 느리기 때문에 시멘트 경화체의 초기강도 저하 등의 우려가 있으나, 본 발명에서는 칼슘설포알루미네이트에 의한 에트링자이트 생성으로 초기강도 성능을 보완한다. 하소카올린은 소정의 반응성 확보와 적절한 충진효과를 위해 카올린 광물을 450~800℃에서 소성하여 분쇄한 것으로서 분말도가 6,000㎠/g 이상이고, 입자 중 44㎛ 보다 큰 것이 10중량% 이하인 것을 사용하고, 시멘트의 25~85중량%로 사용하는 것이 바람직하다. 25중량% 미만이면 적절한 충진효과가 부족하며, 85중량%를 초과하면 초기 반응성이 부족하여 경화가 지연되고 물리적 성능이 저하될 우려가 크다. 상기 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfur-Aluminate, CSA)는 에트링자이트를 생성하여 시멘트 경화체의 초기강도를 보완한다. 에트링자이트(Ettringite, 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O)는 침상의 수화생성물로서 시멘트 수화물을 치밀하게 충진하는 효과를 나타내는데, 에트링자이트의 생성속도에 따라 시멘트 몰탈은 속경성, 고강도화, 팽창저감 등의 효과를 나타내므로, 본 발명에서는 이와 같은 에트링자이트를 생성시키기 위해 결합재에 CSA를 포함하고 있다. CSA는 소정의 반응성 확보를 위해 Al2O3 성분이 36중량% 이상이고 분말도가 4,500㎠/g 이상인 것을 사용하며, 시멘트의 5~45중량%가 바람직하다. 5중량% 미만이면 에트링자이트의 생성이 부족하여 충진 효과와 물리성능 향상 효과가 미미하고, 45중량%를 초과하면 급격한 반응으로 작업시간 확보와 적절한 물리성능 발현에 어려움이 있다. 특히, CSA는 칼슘설포네이트와 함께 사용하면 에트링자이트 생성 효과를 극대화하기 때문에 본 발명에서는 칼슘 설포네이트로 상기 칼슘나트륨설포네이트 (Calcium Sodium Sulfonate, CSS)를 결합재에 포함한다. 더군다나 CSS는 나트륨 성분이 시멘트의 반응을 촉진하고 하소카올린의 반응을 자극하기 때문에 이에 의한 시멘트 몰탈의 물리적 성능 향상에도 기여한다. 상기 CSS는 적절한 반응성 확보를 위해 160㎛ 보다 큰 입자가 20중량% 이하 함유하는 것으로 사용하며, 시멘트의 2.5~45중량%가 바람직하다. 2.5중량% 미만이면 물리 성능 향상이 부족하고 45중량%를 초과하면 급격한 반응으로 적정한 작업성을 확보하기 어렵다. 나아가 CSS는 하소카올린과의 반응성을 감안하여 하소카올린의 5~25중량%를 사용하고 아울러 CSA와의 반응성을 감안하여 CSS의 25~55중량% 사용하는 것이 바람직하다. 상기와 같이 시멘트, 하소카올린, CSA, CSS를 포함하여 조성한 결합재로 골재, 기타 기능성 첨가제, 물과 함께 몰탈을 배합하면, 이렇게 배합된 몰탈은 밀실한 수밀성이 향상되어 증진된 내구성을 보유하고 또한 하소카올린에 의해 내화학성이 보완된다.

또한, 상기 조성물에는 골재나 기능성 첨가제 또는 배합수 등이 포함될 수 있다.

상기 피 방수체(100)에 고정구(200)를 고정하는 단계는 상기 피 방수체(100)가 응고되기 전에 상기 고정구(200)의 고정 돌기(230)를 피 방수체(100)에 밀어 끼우면서 상기 고정구(200)의 테두리면(220)이 피 방수체(100)에 밀착되도록 한 상태로 상기 피 방수체(100)를 응고시키는 것이다. 따라서 상기 피 방수체(100)에 고정구(200)를 결합하기 위해서 피 방수체(100)를 파손시킬 필요 없이 간편하게 고정할 수 있는 것이다. 이때, 상기 피 방수체(100)가 응고되면 상기 고정구(200)는 앞서 설명한 고정 돌기(230)에 의해 빠지지 않고 안정적으로 고정될 수 있게 된다.

상기 고정구(200)에 방수 시트(40)를 밀착시킨 상태로 융착하는 단계는 통상의 열융착이나 초음파를 이용한 융착이 이루어지는 것인데, 이 과정에서 상기 고정구에 방수 시트를 밀착시킨 후 가압과 동시에 열을 가하여 상기 방수 시트가 고정구의 구멍으로 압입되면서 융착되도록 하는 것이다. 이로 인해 상기 방수 시트(40)는 고정구(200)의 융착면(210)으로부터 더욱 견고하게 융착된 상태를 유지할 수 있게 된다.

한편, 이와 같이 방수 시트(40)가 고정구의 융착면에 융착된 후에는 상기 방수 시트의 다른 면을 콘크리트 구조물의 표면에 부착하여 복구된 부분에 물이 들어가지 않도록 한다.

따라서 본 발명의 콘크리트 구조물의 방수구조 및 그 시공방법에 의하면 피 방수체가 응고하기 전에 고정구를 간편하게 끼워 고정한 상태로 양생한 후 상기 고정구를 통해 방수 시트를 융착하도록 함으로써, 고정구의 간편한 결합을 통해 작업성이 향상되고 피 방수체의 파손방지에 따라 안전성이 더욱 향상된다.

10: 콘크리트 구조물 40: 방수 시트
100: 피 방수체
200: 고정구 210: 융착면
220: 테두리면 230: 고정 돌기

Claims

콘크리트 구조물의 단면을 피 방수체로 복구하고, 상기 피 방수체에 고정구를 결합한 상태에서 상기 고정구에 방수 시트를 융착하는 방수구조에 있어서,
상기 고정구는 피 방수체가 응고되기 전에 설치하여 피 방수체의 응고에 의해 피 방수체에 고정되도록 하되,
다수개의 구멍이 관통 형성된 융착면과 상기 융착면의 외곽으로부터 상기 피 방수체를 향해 절곡되어 상기 융착면이 피 방수체로부터 이격되도록 하는 테두리면과 상기 테두리면을 따라 등 간격에 형성되면서 상기 피 방수체에 끼워지도록 하는 다수개의 고정 돌기가 형성되고,
상기 고정구의 융착면에 방수 시트를 밀착시킨 상태로 융착시켜, 상기 방수 시트가 융착면의 구멍을 통해 압입되도록 한 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 방수구조.
청구항 1에 있어서, 상기 고정구의 고정 돌기는 피 방수체에 끼워진 상태에서 빠지지 않도록 끝단으로부터 외측 또는 내측으로 절곡되거나 원통 형태로 돌출된 걸림부가 형성된 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 방수구조.
삭제
청구항 1에 있어서, 상기 피 방수체는 시멘트 100 중량부에 하소카올린 25~85중량부, 칼슘설포알루미네이트 5~45중량부 및 칼슘나트륨설포네이트2.5~45중량부로 이루어진 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 방수구조.
콘크리트 구조물의 단면을 피 방수체로 복구하고, 상기 피 방수체에 고정구를 결합한 상태에서 방수 시트를 융착하는 시공방법에 있어서,
다수개의 구멍이 관통 형성된 융착면과 상기 융착면의 외곽으로부터 상기 피 방수체를 향해 절곡되어 상기 융착면이 피 방수체로부터 이격되도록 하는 테두리면과 상기 테두리면을 따라 등 간격에 형성되면서 상기 피 방수체에 끼워지도록 하는 다수개의 고정 돌기가 형성된 고정구를 구비하고,
상기 콘크리트 구조물의 단면을 피 방수체로 복구하는 단계;
상기 피 방수체가 응고되기 전에 상기 고정구의 고정 돌기를 피 방수체에 밀어 끼우면서 상기 고정구의 테두리면이 피 방수체에 밀착되도록 한 상태로 상기 피 방수체를 응고시켜 상기 피방수체에 고정구를 고정하는 단계; 및
상기 고정구에 방수 시트를 밀착시킨 상태에서 가압과 동시에 열을 가하여 상기 방수 시트가 고정구의 구멍으로 압입되면서 융착하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 방수구조 시공방법.
삭제
청구항 5에 있어서, 상기 피 방수체는 시멘트 100 중량부에 하소카올린 25~85중량부, 칼슘설포알루미네이트 5~45중량부 및 칼슘나트륨설포네이트2.5~45중량부로 이루어진 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 방수구조 시공방법.