KR101669609B1

KR101669609B1 - 회전원반을 이용한 철근 콘크리트 구조물 안전진단용 탄산화 깊이 측정장치

Info

Publication number: KR101669609B1
Application number: KR1020160120585A
Authority: KR
Inventors: 성낙전
Original assignee: 주식회사 홍익기술단
Priority date: 2016-09-21
Filing date: 2016-09-21
Publication date: 2016-10-27

Abstract

본 발명은 드릴 비트를 이용해서 콘크리트 구조물에 탄산화 시험구멍을 천공할 때 탄산화 반응지가 천공 깊이에 비례해서 자동으로 회전되도록 한 회전원반을 이용한 철근 콘크리트 구조물 안전진단용 탄산화 깊이 측정장치에 관한 것으로, 골격을 이루는 프레임(30); 프레임(30)에 평행하게 설치되는 복수의 가이드샤프트(32)(34)(36); 가이드샤프트(32)(34)(36)에 의해 각각 직선 안내되는 슬라이드부시(33)(35)(37); 슬라이드부시(33)(35)(37)에 설치되어 콘크리트 구조물(20)의 벽면(22)에 가공되는 탄산화 시험구멍(24)을 천공하기 위한 드릴비트(26)와 해머드릴(28)을 안내하는 무빙플레이트(40); 무빙플레이트(40)의 일측에 형성되는 기어고정판(42); 가이드샤프트(32)(34)(36)와 평행한 길이방향으로 기어고정판(42)에 설치되는 랙기어(50); 랙기어(50)와 맞물려 회전되고, 프레임(30)의 하부에 수직으로 설치되는 피니언기어(52); 피니언기어(52)와 연결되어 회전되는 회전원반(70); 회전원반(70)의 상면에 부착되어 탄산화 시험구멍(24)으로부터 아래쪽으로 떨어지는 콘크리트 가루(25)를 받는 탄산화 반응지(60)를 포함한다.

Description

회전원반을 이용한 철근 콘크리트 구조물 안전진단용 탄산화 깊이 측정장치{Carbonation Depth Measurement Device for Safety Diagnosis of Reinforced Concrete Structure Using Rotating Disk}

본 발명은 철근 콘크리트 구조물의 탄산화(중성화) 깊이를 측정하는데 이용되는 회전원반을 이용한 철근 콘크리트 구조물 안전진단용 탄산화 깊이 측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 드릴 비트를 이용해서 콘크리트 구조물에 탄산화 시험구멍을 천공할 때 탄산화 반응지가 천공 깊이에 비례해서 자동으로 회전되도록 한 회전원반을 이용한 철근 콘크리트 구조물 안전진단용 탄산화 깊이 측정장치에 관한 것이다.

콘크리트는 표면으로부터 공기중의 탄산가스를 흡수하여 콘크리트 중의 수산화칼슘이 탄산칼슘으로 변화하면 알칼리성을 잃게 되는데, 이러한 현상을 탄산화 또는 중성화라 하며, 콘크리트의 탄산화로 인해 철근표면을 감싸고 있던 부동태피막이 파괴되면 철근의 부식이 시작되고 콘크리트의 수명을 단축시키게 된다.

이와 같은 콘크리트의 탄산화 메커니즘은, 콘크리트로 탄산가스 침투 → 탄산화(중성화) → 철근의 부동태피막 파괴 → 철근 부식 → 철근 부피 팽창 → 콘크리트 균열 순으로 진행되며, 화학식으로는 Ca(OH)2(수산화칼슘) + CO2 = CaCO3(탄산칼슘) + H2O 이다.

탄산화가 진행되기 전 수산화칼슘은 원래 수소이온농도가 pH 12~13 정도의 강알칼리성이나 탄산화 현상으로 탄산칼슘으로 변화된 부분은 pH 8.5~10 정도로 낮아져 중성화 된다.

콘크리트 내부의 pH가 11 이상에서는 산소가 존재해도 녹슬지 않지만 pH가 11보다 낮아지면 철근에 녹이 발생하고 철근이 원래의 체적보다 약 2.5배까지 팽창되면서 콘크리트에 균열이 발생 된다.

콘크리트의 탄산화 검사방법으로는, 검사시약인 페놀프탈레인 1%용액이 알칼리성 물질과 만나서 반응하면 붉은색으로 변화하는 점에 착안하여 페놀프탈레인 용액을 콘크리트에 분사하여 색상변화의 유무를 육안으로 관찰하여 판단하게 된다.

페놀프탈레인 1%용액을 콘크리트에 분무하였을 때 pH 9 이하에서는 무색, 이보다 높은 pH 값에서는 적색을 나타내므로 매우 간편하게 식별할 수 있으며, 이 측정법은 콘크리트 구조물로부터 공시체를 코어 형태 또는 가루 형태로 채취해서 검사하거나 콘크리트 구조물에 구멍을 천공해서 현장에서 직접 검사하고 있다.

이와 같이 콘크리트 구조물에 구멍을 천공해서 밑으로 떨어지는 콘크리트 가루를 이용해서 탄산화 깊이를 측정하는 경우에는 첨부도면 도 1에 도시된 바와 같이 두 명의 작업자가 한조가 되어 작업하게 되는데, 한 사람은 구멍 천공 부위 아래쪽에서 탄산화 반응지(14)를 손으로 받친 상태에서 천천히 손으로 돌리고, 나머지 다른 작업자는 해머드릴(13)을 이용해서 콘크리트 구조물(10)에 탄산화 시험구멍(11)을 천공하게 되면, 탄산화 시험구멍(11)으로부터 떨어지는 콘크리트 가루(12)가 탄산화 반응지(14)로 떨어져 모이게 된다.

이후 탄산화 시험구멍(11)의 천공을 마친 상태에서 검사시약인 페놀프탈레인 1%용액을 탄산화 반응지(14) 위에 분무하게 되면, 탄산화가 진행되지 않은 곳은 적색반응을 보이고 탄산화가 진행된 곳은 무색반응을 보이게 되는데, 이때 무색반응을 보인 부분의 원호길이를 측정한 다음 콘크리트 가루(12)가 떨어진 전체 부채꼴모양의 원호길이와 탄산화 시험구멍(11)의 깊이의 비를 무색반응을 보인 원호길이에 적용하게 되면, 탄산화 깊이를 알 수 있게 된다.

그러나, 이와 같은 종래 측정법은 두 사람이 한조가 되어서 작업해야 하기 때문에 탄산화 시험구멍(11)을 천공하는 속도와 탄산화 반응지(14)를 돌리는 속도가 서로 맞지 않으면 측정이 부정확하게 되는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 두 사람의 작업인원을 필요로 하기 때문에 측정에 소요되는 인건비가 증대되는 문제점이 있었다.

국내 등록특허공보 제10-1578756호 국내 등록특허공보 제10-0686495호 국내 등록특허공보 제10-0564102호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 목적은 탄산화 시험구멍을 천공할 때 탄산화 반응지가 자동으로 회전되도록 함으로써 보다 정밀한 측정이 가능하고, 측정의 편리함을 제공할 수 있으며, 작업인원을 줄일 수 있는 회전원반을 이용한 철근 콘크리트 구조물 안전진단용 탄산화 깊이 측정장치를 제공함에 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 회전원반을 이용한 철근 콘크리트 구조물 안전진단용 탄산화 깊이 측정장치는, 골격을 이루는 프레임; 프레임에 평행하게 설치되는 복수의 가이드샤프트; 가이드샤프트에 의해 각각 직선 안내되는 슬라이드부시; 슬라이드부시에 설치되어 콘크리트 구조물의 벽면에 가공되는 탄산화 시험구멍을 천공하기 위한 드릴비트와 해머드릴을 안내하는 무빙플레이트; 무빙플레이트의 일측에 형성되는 기어고정판; 가이드샤프트와 평행한 길이방향으로 기어고정판에 설치되는 랙기어; 랙기어와 맞물려 회전되고, 프레임의 하부에 수직으로 설치되는 피니언기어; 피니언기어와 연결되어 회전되는 회전원반; 회전원반의 상면에 부착되어 탄산화 시험구멍으로부터 아래쪽으로 떨어지는 콘크리트 가루를 받는 탄산화 반응지를 포함한다.

본 발명은 무빙플레이트에 설치되는 베어링; 베어링으로 삽입되어 지지되고, 드릴비트가 결합되는 비트 결합부; 비트 결합부의 후단부에 형성되고, 해머드릴과 연결되는 드릴 결합부를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 가이드샤프트로부터 프레임을 관통해서 벽면을 향해 연장되는 간격유지부를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 프레임에 설치되는 브래킷; 브래킷으로부터 일측으로 연장되는 암; 암에 설치되는 손잡이를 더 포함할 수 있다.

상기 탄산화 반응지는, 회전원반의 상면에 부착되는 점착층; 중심에 형성되는 도넛구멍; 도넛구멍으로부터 반경방향으로 형성되는 절개부를 포함한다.

상기 절개부는, 도넛구멍의 내경과 동일한 폭으로 절개해서 구성될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 해머드릴(28)를 전진시킬 때 탄산화 반응지(60)가 랙기어(50)와 피니언기어(52) 및 회전원반(70)에 의해 해머드릴(28)의 전진거리에 비례해서 자동으로 회전되도록 되어 있기 때문에, 측정정밀도와 편리함을 향상시킬 수 있는 것은 물론이고 작업인원을 줄일 수 있는 효과가 있다.

프레임(30)에 형성된 앞판(30c)으로 관통해서 벽면(22)을 향해 더 전방으로 돌출되는 간격유지부(32s)(34s)(36s)에 의해 프레임(30)을 벽면(22)으로부터 일정한 거리로 유지할 수 있는 효과가 있다.

탄산화 반응지(60)에 점착층(62)이 형성되어 있는 경우 탄산화 반응지(60)가 회전원반(70)으로부터 이탈되거나 위치가 어긋나는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

탄산화 반응지(60)에 형성된 절개부(64)가 선형으로 형성된 경우, 탄산화 반응지(60)를 회전원반(70) 위에 부착할 때 절개부(64)를 상하로 어긋나게 벌리면 간섭 없이 부착할 수 있는 효과가 있다.

탄산화 반응지(60)에 형성된 절개부(64)가 폭(W)을 갖는 형태로 형성된 경우, 절개부(64)를 벌릴 필요 없이 탄산화 반응지(60)를 수평하게 이동시킨 다음 아래쪽으로 내려서 회전원반(70) 위에 부착할 수 있으므로 더욱 사용이 편리하게 되는 효과가 있다.

더 나아가서 본 발명은 스크류(96)와 브래킷(92)을 이용해서 프레임(30)에 형성된 상판(30a)의 좌측방향 또는 우측방향으로 암(94)과 손잡이(90)를 위치시킬 수 있도록 되어 있기 때문에, 작업자에 따라 왼손잡이용 또는 오른손잡이용으로 쉽게 변경해서 손잡이(90)를 사용할 수 있는 효과도 있다.

간격유지부(32s)(34s)(36s)의 선단에 형성된 첨부(32n)(34n)(36n)에 의해 간격유지부(32s)(34s)(36s)가 벽면(22)으로부터 미끄러지는 것을 방지할 수 있는 효과도 있다.

도 1은 종래 콘크리트 구조물의 탄산화 깊이를 측정하기 위해 해머드릴을 이용해서 콘크리트 구조물에 구멍을 천공하고 있는 것을 보인 단면도
도 2는 본 발명에서 드릴비트가 후진된 상태를 보인 사시도
도 3은 본 발명에서 탄산화 시험구멍이 천공되면서 콘크리트 가루가 탄산화 반응지 위로 떨어지는 것을 보인 사시도
도 4는 도 2의 측단면도
도 5는 도 3의 측단면도
도 6은 본 발명에 따른 분해사시도
도 7은 본 발명에 따른 무빙플레이트와 드릴 결합부, 비트 결합부, 베어링, 랙기어 및 그 주변 구성을 보인 분리사시도
도 8은 본 발명에 따른 프레임과 피니언기어, 탄산화 반응지, 회전원반을 보인 분리사시도
도 9는 본 발명에 따른 브래킷과 암, 손잡이를 보인 분리사시도
도 10은 도 2에서 베어링과 비트 결합부의 중심을 수평방향으로 절단해서 보인 평단면도
도 11은 도 2에서 무빙플레이트를 수평방향으로 절단해서 보인 평단면도
도 12는 본 발명에 따른 탄산화 반응지의 일 실시예를 보인 평면도
도 13은 본 발명에 따른 탄산화 반응지의 다른 실시예를 보인 평면도

이하 본 발명에 따른 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

첨부도면 도 2 내지 도 13에 도시된 바와 같이 본 발명은 골격을 이루는 프레임(30); 프레임(30)에 평행하게 설치되는 복수의 가이드샤프트(32)(34)(36); 가이드샤프트(32)(34)(36)에 의해 각각 직선 안내되는 슬라이드부시(33)(35)(37)를 포함한다.

프레임(30)은, 예를 들면 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이 상판(30a)과 하판(30b), 앞판(30c)과 후판(30d)으로 구성할 수 있으며, 일정한 두께의 강판을 이용해서 좌우가 개방된 사각 틀 형태로 절곡한 다음 용접해서 형성할 수 있다.

프레임(30)의 앞판(30c)과 후판(30d)에는 가이드샤프트(32)(34)(36)를 삽입해서 지지하기 위한 샤프트지지구멍(32a)(32b)(34a)(34b)(36a)(36b)이 전후방향으로 중심이 일치되게 천공되며, 가이드샤프트(32)(34)(36)를 샤프트지지구멍(32a)(32b)(34a)(34b)(36a)(36b)에 삽입한 후 가이드샤프트(32)(34)(36)와 프레임(30)을 용접해서 가이드샤프트(32)(34)(36)가 프레임(30)으로부터 이탈되는 것을 방지하도록 한다.

가이드샤프트(32)(34)(36)는, 예컨대 표면이 정밀하게 연마된 직선형의 환봉을 이용해서 구성할 수 있으며, 도시된 예에서와 같이 3개의 가이드샤프트(32)(34)(36)를 정면에서 볼 때 정삼각형으로 배치할 수 있다.

본 발명은 슬라이드부시(33)(35)(37)에 설치되어 콘크리트 구조물(20)의 벽면(22)에 가공되는 탄산화 시험구멍(24)을 천공하기 위한 드릴비트(26)와 해머드릴(28)을 안내하는 무빙플레이트(40); 무빙플레이트(40)의 일측에 형성되는 기어고정판(42)을 포함한다.

슬라이드부시(33)(35)(37)는, 예를 들면 황동 또는 청동으로 된 부시, 테프론 부시, 볼 부시와 같은 것으로 구성될 수 있다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 무빙플레이트(40)의 하단부에 "L"자 모양으로 절곡된 절곡부(46)가 무빙플레이트(40)에 일체로 형성되고, 절곡부(46)의 일측에는 상기 기어고정판(42)이 형성된다.

본 발명은 가이드샤프트(32)(34)(36)와 평행한 길이방향으로 기어고정판(42)에 설치되는 랙기어(50); 랙기어(50)와 맞물려 회전되고, 프레임(30)의 하부에 수직으로 설치되는 피니언기어(52); 피니언기어(52)와 연결되어 회전되는 회전원반(70); 회전원반(70)의 상면에 부착되어 탄산화 시험구멍(24)으로부터 아래쪽으로 떨어지는 콘크리트 가루(25)를 받는 탄산화 반응지(60)를 포함한다.

도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이 기어고정판(42)에 체결공(42h)이 형성되고, 랙기어(50)에는 체결공(42h)과 중심이 일치되는 탭구멍(51)이 형성되며, 볼트(47)를 체결공(42h)으로 통과시킨 다음 탭구멍(51)에 결합해서 랙기어(50)를 기어고정판(42)에 설치한다.

회전원반(70)은, 도 8에 도시된 바와 같이 상면 중심에 원기둥 형태의 원반보스(72)가 수직으로 형성되고, 원반보스(72)의 상단부에는 원반보스(72)의 외경보다 작은 외경을 갖는 회전축(74)이 수직으로 형성되며, 회전축(74)에는 걸림구멍(76)이 축의 직각방향으로 형성된다.

피니언기어(52)의 일측에 기어보스(53)가 형성되고, 피니언기어(52)와 기어보스(53)의 중심에 회전축(74)을 삽입하기 위한 기어구멍(56)이 형성되며, 기어보스(53)에는 상기 걸림구멍(76)과 중심이 일치되는 핀구멍(54)이 축의 직각방향으로 형성된다.

프레임(30)의 하판(30b)에는 회전축(74)을 아래쪽에서 상측으로 삽입하기 위한 축구멍(39)이 형성되고, 회전축(74)을 축구멍(39)을 통해 피니언기어(52)의 기어구멍(56)으로 삽입한 다음 핀구멍(54)과 걸림구멍(76)으로 핀(55)을 삽입해서 피니언기어(52)를 회전축(74)에 고정한다.

본 발명은 상기 무빙플레이트(40)에 설치되는 베어링(44); 상기 베어링(44)으로 삽입되어 지지되고, 상기 드릴비트(26)가 결합되는 비트 결합부(80); 상기 비트 결합부(80)의 후단부에 형성되고, 상기 해머드릴(28)과 연결되는 드릴 결합부(82)를 포함한다.

프레임(30)의 후판(30d)과 앞판(30c)에는 각각 드릴 결합부(82)와 드릴비트(26)가 지나가는 비트관통홀(31c)(31b)을 형성한다.

베어링(44)은, 예를 들면 도 7에 도시된 바와 같이 외륜의 일측에는 플랜지(44p)가 형성되고, 외륜의 타측에는 멈춤홈(44g)이 형성된 것을 이용해서 무빙플레이트(40)에 설치할 수 있다.

무빙플레이트(40)에는 베어링(44)을 지지하기 위한 베어링삽입구멍(41)이 형성되고, 슬라이드부시(33)(35)(37)를 삽입하기 위한 부시삽입구멍(43a)(43b)(43c)이 형성되며, 도시된 예에서와 같이 정면에서 볼 때 베어링삽입구멍(41)을 중심으로 3개의 부시삽입구멍(43a)(43b)(43c)을 정삼각형으로 배치할 수 있고, 슬라이드부시(33)(35)(37)를 부시삽입구멍(43a)(43b)(43c)에 삽입한 다음 슬라이드부시(33)(35)(37)를 무빙플레이트(40)에 용접해서 고정할 수 있다.

도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이 베어링(44)을 베어링삽입구멍(41)으로 삽입한 다음 베어링(44)의 외륜에 형성된 멈춤홈(44g)에 스냅링(45)을 끼워서 베어링(44)을 무빙플레이트(40)에 설치한다.

비트 결합부(80)는, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 베어링(44)의 내륜에 걸리는 환형의 베어링걸림턱(85)이 형성되고, 단부 중심에는 드릴비트(26)를 삽입해서 고정하기 위한 생크구멍(84)이 형성되며, 비트 결합부(80)의 외주면으로부터 생크구멍(84)으로 이어지는 관통탭(83a)(83b)이 형성되고, 드릴비트(26)를 생크구멍(84)으로 삽입한 다음 세트스크류(81a)(81b)를 관통탭(83a)(83b)에 결합해서 드릴비트(26)의 이탈과 공회전을 방지하도록 한다.

비트 결합부(80)는, 예를 들면 베어링(44)의 내륜에 접착해서 드릴 결합부(82)를 후진시킬 때 비트 결합부(80)가 베어링(44)으로부터 이탈되는 것을 방지하도록 할 수 있으며, 비트 결합부(80)를 베어링(44)의 내륜에 접착할 때 사용하는 접착제는 혐기성 접착제를 이용하게 되면, 더욱 강력한 접착력을 얻을 수 있게 된다.

본 발명은 가이드샤프트(32)(34)(36)로부터 프레임(30)을 관통해서 벽면(22)을 향해 연장되는 간격유지부(32s)(34s)(36s)를 포함한다.

간격유지부(32s)(34s)(36s)의 선단에는 원추형의 첨부(32n)(34n)(36n)를 형성할 수 있으며, 첨부(32n)(34n)(36n)는 간격유지부(32s)(34s)(36s)가 벽면(22)에서 미끄러지는 것을 방지하는 역할을 한다.

본 발명은 프레임(30)에 설치되는 브래킷(92); 브래킷(92)으로부터 일측으로 연장되는 암(94); 암(94)에 설치되는 손잡이(90)를 포함한다.

도 9에 도시된 바와 같이 암(94)의 끝 부분에는 상하방향으로 관통된 고정구멍(94h)이 형성되고, 손잡이(90)의 중심에는 중공홀(91)이 형성되며, 길이가 긴 숄더볼트(93)를 손잡이(90)의 하단에서 중공홀(91)을 통해 고정구멍(94h)으로 삽입한 다음 고정구멍(94h)을 통해 암(94)의 상부로 돌출된 숄더볼트(93)의 나사부에 너트(95)를 결합해서 손잡이(90)을 암(94)에 수직으로 고정할 수 있다.

브래킷(92)은 암(94)의 저면에 용접되고, 프레임(30)을 구성하는 상판(30a)에 나사구멍(38)이 형성되며, 나사구멍(38)과 중심이 일치되는 스크류구멍(92h)이 브래킷(92)에 형성되고, 스크류(96)를 스크류구멍(92h)을 통해 나사구멍(38)에 결합해서 브래킷(92)과 암(94)을 프레임(30)의 상판에 설치한다.

도시된 예에서 손잡이(90)는 벽면(22)을 향해 정면으로 볼 때 좌측에 위치된 것으로 도시하였으나, 손잡이(90)를 프레임(30)의 우측에 설치하는 경우에는 스크류(96)를 분리한 다음 손잡이(90)를 반대위치인 우측으로 대칭되게 위치시킨 다음 분리된 스크류(96)를 이용해서 브래킷(92)을 프레임(30)의 상판에 다시 고정하면 손잡이(90)가 우측에 설치된 상태로 사용할 수 있다.

본 발명에서 상기 탄산화 반응지(60)는, 회전원반(70)의 상면에 부착되는 점착층(62); 중심에 형성되는 도넛구멍(63); 도넛구멍(63)으로부터 반경방향으로 형성되는 절개부(64)를 포함한다.

여기서 절개부(64)는, 도 12에 도시된 바와 같이 선형으로 절개된 것으로 구성하거나, 도 13에 도시된 바와 같이 탄산화 반응지(60)의 중심에 형성된 도넛구멍(63)의 내경과 동일 한 폭(W)으로 절개해서 구성할 수 있다.

위와 같이 탄산화 반응지(60)에 폭(W)을 갖는 절개부(64)가 형성된 경우에는 탄산화 반응지(60)를 회전원반(70) 위에 올려서 부착할 때 회전원반(70)에 형성된 원반보스(72)가 절개부(64)를 지나갈 수 있기 때문에 탄산화 반응지(60)를 회전원반(70)에 부착하는 것을 더욱 편리하게 할 수 있다.

이하 본 발명에 따른 작용을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 비트 결합부(80)에 형성된 생크구멍(84)에 드릴비트(26)를 삽입한 다음 세트스크류(81a)(81b)를 이용해서 고정하게 되면 드릴비트(26)가 비트 결합부(80)에 결합된다.

이후 해머드릴(28)을 드릴 결합부(82)에 연결한 후 회전원반(70) 위에 탄산화 반응지(60)를 올려서 부착하게 되면, 탄산화 반응지(60)에 형성된 끈끈한 점착층(62)에 의해 탄산화 반응지(60)가 회전원반(70)에 부착되며, 이러한 점착층(62)에 의해 회전원반(70)이 회전될 때 탄산화 반응지(60)가 회전원반(70)으로부터 이탈되거나 위치가 어긋나는 것을 방지할 수 있게 된다.

탄산화 반응지(60)를 회전원반(70)에 부착할 때 도 12에 도시된 바와 같이 라인 형태의 절개부(64)가 형성된 탄산화 반응지(60)를 이용하는 경우에는, 탄산화 반응지(60)를 회전원반(70)에 부착하기 전에 도 8에 도시된 바와 같이 절개부(64)를 상하방향으로 어긋나게 벌린 상태에서 회전원반(70)에 형성된 원반보스(72)를 벌어진 절개부(64)로 통과시킨 다음, 원반보스(72)의 중심이 탄산화 반응지(60)에 형성된 도넛구멍(63)에 일치될 때 절개부(64)를 처음 상태로 오므려서 탄산화 반응지(60)를 회전원반(70) 위에 부착한다.

도 13 도시된 바와 같이 폭(W)을 갖는 절개부(64)가 형성된 탄산화 반응지(60)를 이용하는 경우에는, 탄산화 반응지(60)를 회전원반(70)으로부터 약간 띄운 상태에서 회전원반(70)에 형성된 원반보스(72)가 절개부(64)를 지나가도록 탄산화 반응지(60)를 수평방향으로 이동시킨 다음, 원반보스(72)의 중심이 탄산화 반응지(60)에 형성된 도넛구멍(63)에 일치될 때 탄산화 반응지(60)를 하강시켜서 회전원반(70) 위에 부착한다.

그 다음 한손으로는 손잡이(90)를 잡고 나머지 다른 손으로는 해머드릴(28)을 잡은 상태에서 손잡이(90)를 잡은 손으로 프레임(30)을 벽면(22)을 향해 밀게 되면, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 가이드샤프트(32)(34)(36)의 앞부분에 형성된 간격유지부(32s)(34s)(36s)의 선단에 형성된 첨부(32n)(34n)(36n)의 뾰족한 부위가 벽면(22)을 약간 파고들면서 프레임(30)이 벽면(22)과 일정한 거리를 유지하면서 고정된다.

이와 같은 상태에서 해머드릴(28)로 전력을 공급해서 회전력과 축방향 타격력을 발생시키게 되면, 해머드릴(28)에 연결된 드릴 결합부(82)와 드릴비트(26)에 연결된 비트 결합부(80)를 통해 해머드릴(28)로부터 발생된 회전력과 축방향 타격력이 드릴비트(26)로 전달된다.

이때 해머드릴(28)을 벽면(22)을 향해 밀게 되면, 무빙플레이트(40)에 설치된 슬라이드부시(33)(35)(37)가 무빙플레이트(40)와 함께 가이드샤프트(32)(34)(36)를 따라 움직이면서 해머드릴(28)과 드릴 결합부(82), 비트 결합부(80), 드릴비트(26)를 비롯해서 베어링(44), 기어고정판(42), 랙기어(50)가 모두 벽면(22)을 향해 동시에 직선 운동되며, 드릴비트(26)가 콘크리트 구조물(20)의 벽면(22)을 타격하면서 회전되어 벽면(22)에 탄산화 시험구멍(24)이 천공된다.

또, 무빙플레이트(40)에 설치된 베어링(44)은, 드릴 결합부(82)와 비트 결합부(80)가 해머드릴(28)에 의해 회전될 때 이를 지지하는 작용을 하게 되며, 베어링(44)의 외륜에 형성된 플랜지(44p)와 베어링(44)의 외륜에 끼워진 스냅링(45)에 의해 베어링(44)이 무빙플레이트(40)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있게 된다.

이와 같은 탄산화 시험구멍(24)을 천공하기 전에 천공 깊이를 제한할 필요가 있는 경우에는, 드릴비트(26)에 마스킹 테이프를 미리 감아서 표시해 두거나 해머드릴(28)에 천공 깊이를 알 수 있는 장치가 마련된 경우에는 이를 이용해서 천공 깊이를 제한하면 된다.

위와 같이 무빙플레이트(40)가 전진될 때 기어고정판(42)에 설치된 랙기어(50)에 의해 피니언기어(52)가 회전되는데, 이때 피니언기어(52)로부터 발생된 회전력이 회전축(74)을 통해 회전원반(70)으로 전달되면서 도 3 및 도 5에 도시된 화살표 방향으로 탄산화 반응지(60)와 회전원반(70)이 회전된다.

즉, 드릴비트(26)가 콘크리트 구조물(20)을 파고드는 깊이에 비례해서 탄산화 반응지(60)와 회전원반(70)이 회전된다.

이와 같이 드릴비트(26)에 의해 벽면(22)에 탄산화 시험구멍(24)이 천공되면, 탄산화 시험구멍(24)으로부터 콘크리트 가루(25)가 배출되어 회전하는 탄산화 반응지(60) 위로 떨어지게 되는데, 이때 탄산화 반응지(60)는 탄산화 시험구멍(24)이 천공되는 동안 계속 회전되기 때문에 탄산화 반응지(60) 위로 떨어지는 콘크리트 가루(25)는 도 12에 도시된 바와 같이 대략 부채꼴 모양을 이루게 된다.

이후 탄산화 시험구멍(24)의 천공을 마친 다음 탄산화 반응지(60)를 회전원반(70)으로부터 떼어서 분리한 후 페놀프탈레인 1%용액을 탄산화 반응지(60) 위에 분무하게 되면, 탄산화가 진행된 곳은 무색을 나타내고 탄산화가 진행되지 않은 곳은 적색반응을 보이게 된다.

이때 탄산화 깊이를 측정하는 방법에는, 버어니어 캘리퍼스와 같이 구멍의 깊이를 측정할 수 있는 측정도구를 이용해서 탄산화 시험구멍(24)의 깊이를 측정한 다음 플렉시블 한 줄자와 같은 측정도구를 이용해서 콘크리트 가루(25)가 떨어지기 시작한 지점부터 종료 지점까지의 거리를 측정해서 구멍깊이 대 원호길이의 비율을 구하고, 콘크리트 가루(25)가 떨어지기 시작한 지점부터 무색반응을 보인 위치(적색반응을 보인 원호길이)까지의 원호 길이를 직접 측정하거나 원주를 구하는 공식에 의해 산출한 후 구멍깊이 대 원호길이의 비율을 적용하면 탄산화 깊이를 구할 수 있다.

한편, 왼손잡이 오른손잡이에 따라 손잡이(90)를 잡는 위치가 다르기 때문에 손잡이(90)의 좌우방향을 변경하는 경우에는 스크류(96)를 풀어서 브래킷(92)을 프레임(30)의 상판(30a)으로 분리한 다음 손잡이(90)의 위치를 좌측 또는 우측의 원하는 위치로 변경한 후 스크류(96)를 이용해서 브래킷(92)을 상판(30a)에 고정하면 손잡이(90)의 위치를 쉽게 변경할 수 있게 된다.

20 : 콘크리트 구조물 22 : 벽면
24 : 탄산화 시험구멍 25 : 콘크리트 가루
26 : 드릴비트 28 : 해머드릴
30 : 프레임 30a : 상판
30b : 하판 30c : 앞판
30d : 후판 31c,31b : 비트관통홀
32,34,36 : 가이드샤프트 32a,32b,34a,34b,36a,36b : 샤프트지지구멍
32n,34n,36n : 첨부 32s,34s,36s : 간격유지부
33,35,37 : 슬라이드부시 38 : 나사구멍
39 : 축구멍 40 : 무빙플레이트
41 : 베어링삽입구멍 42 : 기어고정판
42h : 체결공 43a,43b,43c : 부시삽입구멍
44 : 베어링 44g : 멈춤홈
44p : 플랜지 45 : 스냅링
46 : 절곡부 47 : 볼트
50 : 랙기어 51 : 탭구멍
52 : 피니언기어 53 : 기어보스
54 : 핀구멍 55 : 핀
56 : 기어구멍 60 : 탄산화 반응지
62 : 점착층 63 : 도넛구멍
64 : 절개부 70 : 회전원반
72 : 원반보스 74 : 회전축
76 : 걸림구멍 80 : 비트 결합부
81a,81b : 세트스크류 82 : 드릴 결합부
83a,83b : 관통탭 84 : 생크구멍
85 : 베어링걸림턱 90 : 손잡이
91 : 중공홀 92 : 브래킷
92h : 스크류구멍 93 : 숄더볼트
94 : 암 94h : 고정구멍
95 : 너트 96 : 스크류
W : 폭

Claims

골격을 이루는 프레임(30);
상기 프레임(30)에 평행하게 설치되는 복수의 가이드샤프트(32)(34)(36);
상기 가이드샤프트(32)(34)(36)에 의해 각각 직선 안내되는 슬라이드부시(33)(35)(37);
상기 슬라이드부시(33)(35)(37)에 설치되어 콘크리트 구조물(20)의 벽면(22)에 가공되는 탄산화 시험구멍(24)을 천공하기 위한 드릴비트(26)와 해머드릴(28)을 안내하는 무빙플레이트(40);
상기 무빙플레이트(40)의 일측에 형성되는 기어고정판(42);
상기 가이드샤프트(32)(34)(36)와 평행한 길이방향으로 상기 기어고정판(42)에 설치되는 랙기어(50);
상기 랙기어(50)와 맞물려 회전되고, 상기 프레임(30)의 하부에 수직으로 설치되는 피니언기어(52);
상기 피니언기어(52)와 연결되어 회전되는 회전원반(70);
상기 회전원반(70)의 상면에 부착되어 상기 탄산화 시험구멍(24)으로부터 아래쪽으로 떨어지는 콘크리트 가루(25)를 받는 탄산화 반응지(60);
를 포함하는 회전원반을 이용한 철근 콘크리트 구조물 안전진단용 탄산화 깊이 측정장치.
청구항 1에 있어서,
상기 무빙플레이트(40)에 설치되는 베어링(44);
상기 베어링(44)으로 삽입되어 지지되고, 상기 드릴비트(26)가 결합되는 비트 결합부(80);
상기 비트 결합부(80)의 후단부에 형성되고, 상기 해머드릴(28)과 연결되는 드릴 결합부(82);
를 포함하는 회전원반을 이용한 철근 콘크리트 구조물 안전진단용 탄산화 깊이 측정장치.
청구항 1에 있어서,
상기 가이드샤프트(32)(34)(36)로부터 상기 프레임(30)을 관통해서 상기 벽면(22)을 향해 연장되는 간격유지부(32s)(34s)(36s);
를 포함하는 회전원반을 이용한 철근 콘크리트 구조물 안전진단용 탄산화 깊이 측정장치.
청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
상기 프레임(30)에 설치되는 브래킷(92);
상기 브래킷(92)으로부터 일측으로 연장되는 암(94);
상기 암(94)에 설치되는 손잡이(90);
를 포함하는 회전원반을 이용한 철근 콘크리트 구조물 안전진단용 탄산화 깊이 측정장치.
청구항 1에 있어서,
상기 탄산화 반응지(60)는,
상기 회전원반(70)의 상면에 부착되는 점착층(62);
중심에 형성되는 도넛구멍(63);
상기 도넛구멍(63)으로부터 반경방향으로 형성되는 절개부(64);
를 포함하는 회전원반을 이용한 철근 콘크리트 구조물 안전진단용 탄산화 깊이 측정장치.
청구항 5에 있어서,
상기 절개부(64)는,
상기 도넛구멍(63)의 내경과 동일 한 폭(W)으로 절개된 것을 특징으로 하는 회전원반을 이용한 철근 콘크리트 구조물 안전진단용 탄산화 깊이 측정장치.