KR101699628B1

KR101699628B1 - 유동성 전단연결체 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법

Info

Publication number: KR101699628B1
Application number: KR1020150162067A
Authority: KR
Inventors: 김선영; 강준석
Original assignee: 김선영; 강준석
Priority date: 2015-11-18
Filing date: 2015-11-18
Publication date: 2017-01-24

Abstract

본 발명은 노후화된 기설 콘크리트 구조물의 보수 또는 보강을 위해 기설 콘크리트 구조물에 새로운 보강용 콘크리트 구조물을 일체화시키는 콘크리트 구조물의 보수방법 및 신ㆍ구 콘크리트 구조물 상호 간의 일체화를 위해 사용되는 전단연결체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상기 전단연결체가 새로운 보강용 콘크리트 구조물의 건조에 의해 발생하는 건조수축현상 및 응력에 따라 움직여 신ㆍ구 콘크리트 구조물 간에 인장력과 전단저항을 향상시켜 물리적으로 일체화시킬 수 있고, 이로 인해 신ㆍ구 콘크리트 구조물의 양호한 결합강도를 유지토록 하여 구조물의 내구성과 안전성을 기할 수 있으며 또한, 신ㆍ구 콘크리트 구조물에 전단연결체의 고정시 전단연결체에 구비된 쐐기를 사용함으로 접착제의 사용 없이 간단히 고정할 수 있다.

Description

유동성 전단연결체 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법{Flowable connector and methods for repairing concrete structure using flowable connector}

본 발명은 노후화된 기설 콘크리트 구조물의 보수 또는 보강을 위해 기설 콘크리트 구조물에 새로운 보강용 콘크리트 구조물을 타설하여 일체화할 때 사용하는 전단연결체 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법에 관한 것이다.

일반적으로 콘크리트는 시멘트, 굵은골재, 잔골재, 혼화재, 혼화제로 구성되여 있으므로 다른 건설자재(철근)와 달리 재료의 구성성분이 다양하며, 서로 다른 이질의 물성들이 서로 합쳐서 이루어져 있다. 그리므로 콘크리트의 품질은 구성재료의 품질과 밀접한 관계가 있으며, 배합비, 타설방법, 양생법에 따라서 달라진다.

품질이 좋은 콘크리트는 경제적이고, 반 영구적이기 때문에 오래전부터 건설재료에 사용되고 있다. 그러나 품질이 낮은 콘크리트를 생산하여 사용하거나, 외부로부터 열악한 환경에 콘크리트 구조물이 노출되었을 경우에는 콘크리트는 급속하게 파손되는데, 예를 들어 해안에 노출된 콘크리트 구조물은 해수가 가지고 있는 염소이온이 콘크리트 내에 침투하면 철근에 있는 부동태막이 없어지면서 부식을 일으키게 되고, 오염이 심한 대기에 노출된 콘크리트는 외부로부터 탄산가스가 침입하여 시멘트 수화물과 작용하여 콘크리트 표면이 중성화로 유도하여 결국에는 철근의 부식의 원인이 되는 단점이 된다. 그 이외에도 공장의 폐수 및 생활하수 등에 의하여 황산가스 및 박테리아 등이 콘크리트 내에 침투하고, 이것이 철근 부식 및 콘크리트 열화의 직접적인 원인이 되는 단점이 된다.

상기와 같은 단점에 의하여 콘크리트 내부의 철근이 부식하면 부피가 팽창하여 콘크리트 구조물의 균열 및 단면탈락을 유도한다. 그리고 외부로부터 침입한 여러 가지 열화인자에 의하여 콘크리트가 팽창하고 결국에는 단면이 탈락하여 콘크리트 구조물이 원래 가지고 있는 성능을 충분히 발휘하지 못해서 붕괴의 원인이 될 수 있다. 이러한 오염원으로 인해 손상된 콘크리트 구조물을 보수, 보강하기 위하여 국내에서는 다수의 콘크리트 단면보수, 복구공법이 개발되어 적용되고 있으나, 기존의 콘크리트 단면 복구공법은 기설 콘크리트 구조물에 접착제를 도포하거나, 철근 또는 철재의 연결재를 설치하여 보수·보강용 몰탈을 타설하여 구조물을 일체화시키는데, 접착제의 도포방법은 접착제의 첨가제로 에폭시 수지 또는 아크릴 수지를 사용함으로써 시공 초기에는 높은 부착력을 지니게 되지만 시간이 지남에 따라 콘크리트의 물리적인 특성(열 팽창계수, 건조수축)이 다르기 때문에 장기적으로는 피막으로 작용하고, 이로 인해 신ㆍ구 콘크리트 구조물 접착면에서 탈락이 발생하여 건물의 붕괴를 초래할 수 있는 문제점이 있으며, 철근 또는 철재의 연결재는 강성의 재료이므로 보수 콘크리트의 경화시 발생하는 건조수축에 의하여 연결재의 주변 콘크리트에 공극이나 균열이 발생할 수 있고, 응력이 집중되어 보강용 콘크리트 구조물이 파괴되는 등의 문제점이 발생할 수 있다.

또한, 최근에는 콘크리트 구조물에 누수현상이 많이 발생하고 있으며, 표면이 심하게 열화되거나, 기존에 이미 보수된 부위가 다시 열화하여 재보수를 하는 경우에는 표면처리를 잘하여도 부착력이 현저히 저하하여 건물붕괴의 직접적인 원인이 되는 문제점이 된다.

또한, 콘크리트 구조물을 개보수하거나 설계변경 등의 이유로 새로운 콘크리트 구조물을 기존의 콘크리트 구조물에 접합 시공할 때에는 먼저, 기설 콘크리트 구조물으 표면을 치핑 절삭하는 방법으로 요철화하고, 그 치핑면에 콘크리트 못과 유사한 형상의 타정핀을 공기타정기를 이용하여 직접 타정한 후 새로운 콘크리트 구조물을 타설하던 바, 기존의 타정핀은 일자형으로 되어 타정 깊이를 조정하기 어렵고, 새로운 콘크리트 구조물에 지지되는 부위 역시 표면에 굴곡이 없어 지지력이 현저히 떨어지게 되었으며, 타정핀의 타정시 타정핀이 콘크리트에 타정되지 않고 튀어 이로 인한 안전사고의 위험도 있었다.

이를 해결하기 위한 것으로, 등록실용신안 제173853호에서는 타정핀의 타정봉 후방의 노출봉에 1개 이상의 요입홈을 형성하여 신설되는 콘크리트의 지지력을 증강시키고, 타정봉과 노출봉의 경계부를 테이퍼형으로 형성하여 타정되는 핀이 계속하여 타정되는 것을 방지토록 하며, 타정기에서 타정시 정확한 타정이 이루어질 수 있도록 타정봉 상에 플라스틱으로 된 안내구를 끼움 결합함으로써 상기한 문제점을 일소할 수 있는 신ㆍ구 콘크리트 구조물 결합용 타정핀이 개시되어 있다.

그러나, 이러한 등록실용신안 제173853호에 따른 신구 콘크리트 구조물 결합용 타정핀의 요입홈은 새로운 콘크리트 구조물을 축조하기 위해 콘크리트를 타설하는 과정에서 콘크리트가 자연스럽게 요입홈에 채워져 굳음으로써 지지력을 증가시켜 기설 콘크리트 구조물과 새로운 콘크리트 구조물이 견고하게 결합할 수 있게 하는 것인데, 요입홈이 측면상 각진 형상으로 되어 있어 어느 정도의 점성과 입경을 가지는 콘크리트는 요입홈의 구석구석에 채워지지 못하는 관계로 새로운 콘크리트 구조물과의 지지력이 현저히 떨어지는 결과를 초래하게 되었으며, 이로 인해 부실시공의 원인이 되고 있다.

또한, 기설 콘크리트 구조물에 상기 타정핀을 먼저 고정하고 이후, 보강용 콘크리트 구조물을 새로이 타설하여 타정핀의 노출봉이 새로운 콘크리트 구조물에 매설되어 고정되는데, 이때 새로운 콘크리트 구조물은 수분이 증발하여 수축현상이 발생하면서 경화될 뿐 아니라 신ㆍ구 콘크리트의 온도에 따른 건조수축률이 다르고, 이에 따라 새로운 콘크리트 구조물에 매설된 타정핀의 노출봉이 움직이지 않아 콘크리트의 수축현상에 의해 노출봉 주변의 콘크리트에 공극이 발생하거나 균열이 발생하고, 응력의 집중으로 인해 절단되는 심각한 문제점을 초래한다.

대한민국 등록실용신안 제20-0318481호 대한민국 등록특허 제10-0520607호

따라서 본 발명은 신ㆍ구콘크리트 구조물을 접착제에 의해 고정하거나, 신ㆍ구콘크리트 구조물에 매설되는 타정핀의 문제점을 해결하는 데 그 주된 목적이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 본 발명에 따른 유동성 전단연결체는, 내부는 관통되고, 전면에는 소정 반경의 유입구가 형성되는 고정관;

몸체는 상기 유입구를 관통하여 상기 고정관의 전방에서 상하, 좌우로 유동 가능하도록 돌출되고, 상기 몸체의 후단부에는 상기 고정관의 내부에서 상기 유입구로 관통되지 않도록 상기 유입구 보다 큰 너비를 갖는 걸림뭉치가 형성되는 연결봉; 및

상기 고정관의 후측으로 삽입되어 상기 연결봉을 지지하는 소정길이의 패킹부재;를 포함한다.

또한, 상기 고정관의 후단부에는 길이방향의 유동홈이 적어도 하나 형성되고, 상기 고정관의 후측으로 소정부피의 쐐기가 억지끼움되어, 상기 쐐기의 억지끼움에 의해 상기 유동홈이 벌어지면서 상기 고정관의 외경이 커지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 유동성 전단연결체는 다음과 같은 효과가 있다.

먼저, 새로운 보강용 콘크리트 구조물의 경화시 발생하는 건조수축현상 및 응력에 따라 전단연결체의 연결봉이 유동적으로 움직여, 신ㆍ구 콘크리트 구조물 간에 인장력과 전단저항을 향상시키는 현저한 효과가 있다.

또한, 신ㆍ구 콘크리트 구조물을 고정하여 일체화하는 유동성 전단연결체를 기설 콘크리트 구조물에 고정시, 전단연결체의 고정관 외경을 넓혀주는 쐐기의 사용에 의해 기설 콘크리트 구조물에 고정관을 고정함으로써, 접착제의 사용 없이 기설 콘크리트 구조물에 전단연결체를 간단히 고정할 수 있어 공사 기간이 단축될 뿐 아니라 장기간의 세월이 지나더라도 항시 일정한 연결강도를 유지시켜 신ㆍ구 콘크리트 구조물의 내구성을 높이는 효과가 있다.

도 1 내지 도 2는 본 발명에 따른 유동성 전단연결체의 모식도 및 단면도
도 3 내지 도 7은 본 발명에 따른 유동성 전단연결체의 또 다른 바람직한 실시예를 도시한 단면도와 모식도
도 8은 본 발명의 전단연결체를 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법을 도시한 시공순서도

우선, 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세하게 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 아니되며, 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 나타내었고, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략됨에 유의하여야 한다.

이하, 본 발명에 따른 유동성 전단연결체의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명한다.

도 1 내지 도 2는 본 발명에 따른 유동성 전단연결체의 모식도 및 단면도이고, 도 3 내지 도 7은 본 발명에 따른 유동성 전단연결체의 또 다른 바람직한 실시예를 도시한 단면도 및 모식도이며, 도 8은 본 발명의 전단연결체를 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법을 도시한 시공 순서도이다.

먼저, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유동성 전단연결체(100)는, 내부는 관통되고, 전면에는 소정 반경의 유입구(10a)가 형성되는 고정관(10); 몸체(21)는 상기 유입구(10a)를 관통하여 상기 고정관(10)의 전방에서 상하, 좌우로 유동 가능하도록 돌출되고, 상기 몸체(21)의 후단부에는 상기 고정관(10)의 내부에서 상기 유입구(10a)로 관통되지 않도록 상기 유입구(10a) 보다 큰 너비를 갖는 걸림뭉치(22)가 형성되는 연결봉(20); 및 상기 고정관(10)의 후측으로 삽입되어 상기 연결봉(20)을 지지하는 소정길이의 패킹부재(30);를 포함한다.

상기 고정관(10)의 내부에는 상기 연결봉(20)과 패킹부재(30) 사이에 탄성복원력을 갖는 탄성스프링(40)이 형성된다.

상기 고정관(10)의 후단부에는 길이방향의 유동홈(10b)이 적어도 하나 형성되고, 상기 고정관(10)의 후측으로 반경이 후방으로 갈수록 커지는 소정부피의 쐐기(50)가 억지끼움되어, 상기 쐐기(50)의 억지끼움에 의해 상기 유동홈(10b)이 벌어지면서 상기 고정관(10)의 외경이 커지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 유동성 전단연결체(100)는, 기설 콘크리트 구조물(1)의 보수시 새로운 보강용 콘크리트 구조물(2)과 기설 콘크리트 구조물(1)에 매설되어, 보강용 콘크리트 구조물(2)을 기설 콘크리트 구조물(1)에 고정하여 신ㆍ구 콘크리트 구조물의 일체화를 높여 내구성을 향상시켜 주는 것으로, 내부가 관통된 관 형상의 고정관(10)은 기설 콘크리트 구조물(1)에 고정되며, 상기 고정관(10)의 내부에서 전방으로 돌출되는 소정길이의 연결봉(20) 선단부는 새로운 보강용 콘크리트 구조물(2)에 매설되어 고정된다.

상기 고정관(10)은 소정길이의 관 형상으로 형성되고, 전면은 차폐되어 중앙부에 외부와 연통되는 소정반경의 유입구(10a)가 형성된다.

상기 연결봉(20)은 개구된 상기 고정관(10)의 후측으로 삽입되고, 봉 형상으로 형성되는 몸체(21)는 상기 유입구(10a)를 관통하여 상기 고정관(10)의 전방으로 돌출되어 보강용 콘크리트 구조물(2)의 타설시 보강용 콘크리트 구조물(2)에 매설되며, 상기 몸체(21)의 후단부에는 상기 고정관(10)의 반경보다 작고 상기 유입구(10a)의 반경보다 크게 형성되는 걸림뭉치(22)가 형성되어, 상기 연결봉(20)이 상기 고정관(10)의 내부로 삽입된 후, 상기 걸림뭉치(22)가 상기 고정관(10)의 전면에 걸려 상기 유입구(10a)로 관통되지 못하고 상기 고정관(10)의 내부에 남아 상기 연결봉(20)이 상기 고정관(10)의 전방으로 완전히 빠지는 것을 예방한다.

상기 연결봉(20)의 몸체(21)는 횡단면이 상기 유입구(10a)의 반경보다 조금 작게 형성되어 상기 유입구(10a)에 소정 반경 상하, 좌우방향으로 움직일 수 있도록 관통하여 상기 고정관(10)의 전방에서 상하, 좌우 방향으로 소정범위 내에서 움직일 수 있는 유동성을 갖는다.

상기 걸림뭉치(22)는 상기 유입구(10a)의 크기보다 부피가 큰 구(球), 타원, 마름모, 삼각형상 또는 바람직하게는 각각의 꼭지점이 소정의 각으로 절곡되거나 아르가 형성된 직육면체로 형성하여 상기 고정관(10) 내부에서 소정범위의 움직임이 가능하며, 상기 연결봉(20)의 몸체(21)가 고정관(10)의 전방에서 유동시 상기 고정관(10)의 내부에서 함께 움직인다.

즉, 새로운 보강용 콘크리트 구조물(2)은 콘크리트 타설 후 수분이 증발하면서 콘크리트가 건조수축되어 단단히 굳어지는데, 이때 보강용 콘크리트 구조물(2)에 매설되는 상기 연결봉(20)의 몸체(21)가 콘크리트의 수축에 따라 소정범위 내에서 움직여줌으로써(유동성), 보강용 콘크리트 구조물(2)의 파손위험을 줄이고, 보강용 콘크리트 구조물(2)을 더욱 단단히 지지할 수 있는 현저한 효과가 있다.

상기 패킹부재(30)는 소정길이의 고무재 또는 딱딱한 플라스틱과 같은 합성수지재로 형성되고, 상기 고정관(10)의 후측 내부로 삽입되어 상기 연결봉(20)의 걸림뭉치(22)를 지지한다.

또한, 상기 고정관(10)의 내부에는 상기 연결봉(20)의 걸림뭉치(22)와 상기 패킹부재(30) 사이에 탄성복원력을 갖는 탄성스프링(40)을 구비하여, 상기 고정관(10)의 전방으로 돌출되는 상기 연결봉(20)의 돌출 길이를 항시 일정한 길이로 유지 및 조절할 수 있고, 상기 몸체(21)가 탄성력에 의해 일측 방향으로 휘지 않고 상기 고정관(10)의 전방으로 곧게 돌출될 수 있는 효과가 있다.

한편, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 고정관(10)의 후단부에는 길이방향의 유동홈(10b)이 다수 형성되고, 상기 유동홈(10b)이 형성된 고정관(10)의 후측 내부로 소정부피의 쐐기(50)가 억지끼움된다.

즉, 상기 고정관(10)의 내부에는 상기 연결봉(20)의 걸림뭉치(22)가 선단부에 구비되고, 상기 걸림뭉치(22)의 후방으로 상기 탄성스프링(40), 패킹부재(30) 및 쐐기(50)가 차례로 구비된다.

상기 패킹부재(30)의 길이를 조절하여 상기 고정관(10)의 전방으로 돌출되는 상기 연결봉(20) 몸체(21)의 길이 조절이 가능하고, 상기 고정관(10)의 내부에 상기 탄성스프링(40)과 쐐기(50)만을 구비할 수도 있다.

상기 쐐기(50)는 후방(바닥면)으로 갈수록 반경이 상기 고정관(10)의 반경보다 커지는 원뿔 또는 사다리꼴 형상으로 형성되어, 반경이 상기 고정관(10)의 반경보다 작은 선단부(상부)가 상기 고정관(10)의 내부에 끼워져 외압에 의해 상기 고정관(10)의 내부로 점차 박히는 것으로, 상기 쐐기(50)가 고정관(10)에 박히면서 고정관(10)의 전면 방향으로 전진할 때 상기 유동홈(10b)이 벌어지면서 상기 고정관(10)의 후측 외경이 점차 커지게 된다.

즉, 기설 콘크리트 구조물(1)에 새로운 보강용 콘크리트 구조물(2)을 일체화하여 기설 콘크리트 구조물(1)을 보강할 때, 기설 콘크리트 구조물(1)에 홈을 다수 형성하고, 이 홈에 상기 고정관(10)을 삽입하여 고정하게 되는데, 본 발명에 따른 유동성 전단연결체(100)는 기설 콘크리트 구조물(1)에 상기 고정관(10)을 고정할 때 상기 쐐기(50)에 의해 상기 고정관(10)의 외경을 확장시켜 기설 콘크리트구조물(1)의 홈에 단단히 끼이도록 함으로써, 별도의 장치 및 접착제의 사용 없이 상기 고정관(10)을 기설 콘크리트 구조물(1)에 간단 용이하고 단단하게 고정할 수 있으며, 상기 고정관(10)을 기설 콘크리트 구조물(1)에 접착제를 사용하여 고정함으로써 금속제의 고정관(10)이 콘크리트 구조물에 잘 붙지 못하고 쉽게 떨어지는 문제점을 해결하고, 접착제 누수 및 이의 사용에 의한 환경오염의 문제점을 유발하던 종래 연결체의 문제점을 확실하게 해결할 수 있는 현저한 효과가 있다.

다음 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 새로운 보강용 콘크리트 구조물(2)의 타설 전 상기 연결봉(20)의 몸체(21)에 나사산(21a)을 형성하고, 상기 연결봉(20)의 몸체(21)에 지지너트(25)를 적어도 하나 이상 체결하여 줌으로써, 상기 연결봉(20)의 몸체(21)와 새로운 보강용 콘크리트 구조물(2)과의 접촉면적이 넓어져 신·구 콘크리트 구조물이 더욱 단단히 고정되어 일체화될 수 있는 현저한 효과가 있다.

다음은 상술한 본 발명에 따른 유동성 전단연결체를 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법의 바람직한 실시예를 자세히 설명한다.

먼저, 기설 콘크리트 구조물(1) 표면에 불필요한 부분을 제거하고, 표면을 깨끗하고 매끄럽게 하는 치핑(chiping)을 수행한다.(제1단계)

본 발명에 따른 콘크리트 구조물 보수방법의 제1단계에서는, 대한민국 특허등록 제10-0262279호에 소개된 기설 콘크리트 구조물(1)의 표면을 공기타격식 함마비트의 타격에 의해 비건전부(균열, 열화, 부식 등)를 절삭하여 매끈하게 하며, 필요시 요철홈을 각설하여 부착력을 강화한다.

공기 타격식 함마는 다수의 치핑비트(CHIPPING BIT)가 공기압에 의해 연쇄적으로 콘크리트에 토출 접촉되어 콘크리트 표면을 정교하게 치핑(chiping) 절삭하게 되며, 무소음 유압식 치핑기로 치핑 절삭도 가능하다.

상기 제1단계 후, 상기 기설 콘크리트 구조물(1) 표면에 드릴링(drilling)에 의해 소정깊이의 고정홈(1a)을 일정간격으로 다수 형성한다.(제2단계)

기설 콘크리트 구조물(1)의 표면을 치핑 절삭을 통해 매끈하게 형성한 후, 절삭으로 인해 매끈한 콘크리트 구조물 표면에 드릴로 천공하여 10∼300㎜ 깊이의 고정홈(1a)을 다수 형성한다.

그리고 상기 고정홈(1a)에 접착제를 도포하고, 본 발명의 유동성 전단연결체(100)를 상기 고정홈(1a)에 삽입하여 본 발명의 유동성 전단연결체(100)를 고정홈(1a)에 고정한다.(제3단계)

다음, 상기 고정홈(1a)에 본 발명의 유동성 전단연결체(100)가 고정된 후, 새로운 콘크리트를 기설 콘크리트 구조물(1) 표면에 타설하여 보강용 콘크리트 구조물(2)을 생성하고, 이에 따라 상기 유동성 전단연결체(100)의 연결봉(20) 몸체(21)가 상기 보강용 콘크리트 구조물(2)에 매설된다.(제4단계)

다음은 본 발명에 따른 유동성 전단연결체를 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법의 또 다른 바람직한 실시예를 자세히 설명한다.

먼저, 대한민국 특허등록 제10-0262279호에 소개된 공기타격식 함마비트로 타격하여 기설 콘크리트 구조물(1) 표면에 불필요한 부분을 제거하고, 표면을 깨끗하고 매끄럽게 하는 치핑(chiping)을 수행한 후, 필요시 요철홈을 각설하여 부착을 강화한다.(제1단계)

그리고 상기 기설 콘크리트 구조물(1) 표면에 드릴링(drilling)에 의해 소정깊이의 고정홈(1a)을 일정간격으로 다수 형성한다.(제2단계)

상기 고정홈(1a)에 상기 유동성 전단연결체(100)의 고정관(10)을 삽입한다.(제3단계)

그리고 상기 고정홈(1a)에 삽입된 상기 고정관(10)의 전면을 연결봉(20)이 관통하는 관 형상의 지그를 사용하여 타격하고, 이에 따라 상기 고정관(10)의 후단부에 끼워져 고정홈(1a)의 바닥면에 밀착된 상기 쐐기(50)가 상기 고정관(10)의 내부로 파고들면서 억지끼움된다.

상기 쐐기(50)가 고정관(10)에 끼움되면서 상기 고정관(10)의 유동홈(10b)이 벌어져 상기 고정관(10)의 내경 및 외경이 커지게 되고, 이에 따라 상기 고정관(10)이 상기 고정홈(1a)의 내면을 가압하여 상기 고정홈(1a) 내부에 상기 고정관(10)이 고정된다.(제4단계)

그리고 상기 고정관(10)이 기설 콘크리트 구조물(1)에 고정된 후, 새로운 콘크리트 타설에 의해 보강용 콘크리트 구조물(2)을 기설 콘크리트 구조물(1) 표면에 생성하고, 이로 인해 상기 연결봉(20)의 몸체(21)가 새로운 콘크리트의 경화와 함께 보강용 콘크리트 구조물(2)에 매설되어 신ㆍ구 콘크리트 구조물(1,2)이 본 발명에 따른 유동성 전단연결체(100)에 의해 단단히 일체화된다.(제5단계)

상기 제5단계에서, 새로운 보강용 콘크리트 구조물(2)이 경화에 따라 수분이 증발하면서 건조수축현상이 일어나 보강용 콘크리트 구조물(2)에 매설된 연결봉(20)의 몸체(21) 주변에 응력이 발생하게 되는데, 본 발명에 따른 전단연결체(100)는 발생하는 수축현상에 따라 상기 연결봉(20)의 몸체(21)가 움직여 신ㆍ구 콘크리트 구조물(1,2) 간에 인장력과 전단저항을 향상시켜 물리적으로 일체화시킬 수 있는 현저한 효과를 갖는다.

새로운 보강용 콘크리트 구조물(2)에 사용되는 콘크리트는, 대한민국 특허등록 제10-0520607호에 소개된 새로운 보수면 시공용으로 사용되는 보수 몰탈로서, 시멘트, 모래, CSA(칼슘 설포 알루미네이트)계 팽창제, CSA계 속경제, 분말수지, 첨가제, 수축저감제, 섬유 등으로 조성되며, 이때 모래는 시멘트 중량의 200∼300%, CSA(칼슘 설포 알루미네이트)계 팽창제는 시멘트 중량의 3∼11%, CSA계 속경제는 시멘트 중량의 5∼20%, 분말수지는 시멘트 중량의 2∼8%, 첨가제는 시멘트 중량의 0.5∼2%, 수축저감제는 시멘트 중량의 1∼5%, 섬유는 시멘트 중량의 0.2∼0.6%로 조성되며, 이를 뿜칠시공과 미장시공에 병행 사용할 수 있다.

본 발명에 적용되는 시멘트는 일반적인 포틀랜드 시멘트를 적용하게 되며, 시멘트에 혼합되는 모래의 함량은 일반적으로 가장 균열을 최소화할 수 있는 함량인 중량비로 시멘트 대비 1 : 2∼3으로 혼합하게 되며, 모래의 경우 시멘트의 수화반응에 의한 수축을 저감함과 동시에 뿜칠시공시 리바운드율을 최소화시킬 수 있도록 3호사(2.36∼1.70㎜), 5호사(1.18∼0.60㎜), 6호사(0.60∼0.425㎜)를 중량비로 1 : 2 : 3으로 조성함이 가장 바람직하다.

신ㆍ구 콘크리트 구조물(1,2)을 일체화할 때에는 상술한 수축저감형 다기능 보수몰탈을 사용하여 뿜어 붙이기를 하거나 미장시공을 하여 새로운 콘크리트 구조물(2)을 기설 콘크리트 구조물(1)에 일체로 시공하면 되는 것이며, 이러한 방법 이외의 신구 콘크리트 구조물을 보강 시공하는 어떠한 방법에든 적용이 가능하게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 : 기설 콘크리트 구조물 2 : 보강용 콘크리트구조물
1a : 고정홈 10 : 고정관
10a : 유입구 10b : 유동홈
20 : 연결봉 21 : 몸체
21a : 나사산 22 : 걸림뭉치
25 : 지지너트 30 : 패킹부재
40 : 탄성스프링 50 : 쐐기
100 : 유동성 전단연결체

Claims

기설 콘크리트 구조물(1)의 보수시에 보강용 콘크리트 구조물(2)과 기설 콘크리트 구조물(1)에 매설되어 보강용 콘크리트 구조물(2)을 기설 콘크리트 구조물(1)에 일체화시키는 전단연결체에 있어서,
내부는 관통되고, 전면에 소정 반경의 유입구(10a)가 형성되는 고정관(10);
상기 보강용 콘크리트 구조물(2)에 매설되는 몸체(21)가 상기 유입구(10a)를 관통하여 상기 고정관(10)의 전방에서 상하, 좌우 유동 가능하게 돌출되어 상기 보강용 콘크리트 구조물(2)의 콘크리트 수축에 따라 소정범위 유동되고, 상기 몸체(21)의 후단부에는 상기 고정관(10)의 내부에서 상기 유입구(10a)로 관통되지 않도록 상기 유입구(10a)보다 큰 너비를 갖는 걸림뭉치(22)가 형성되는 연결봉(20); 및
상기 고정관(10)의 내부에 삽입되어 상기 연결봉(20)을 지지하는 소정길이의 패킹부재(30);를 포함하는 것을 특징으로 하는 유동성 전단연결체.
제1항에 있어서,
상기 고정관(10)의 내부에는 상기 연결봉(20)의 걸림뭉치(22)와 상기 패킹부재(30) 사이에 탄성스프링(40)이 구비되는 것을 특징으로 하는 유동성 전단연결체.
제1항에 있어서,
상기 고정관(10)의 후단부에는 반경이 후방으로 갈수록 커지는 소정부피의 쐐기(50)가 억지끼움되는 것을 특징으로 하는 유동성 전단연결체.
제3항에 있어서,
상기 고정관(10)의 후단부에는 길이방향의 유동홈(10b)이 적어도 하나 형성되어, 상기 고정관(10)에 상기 쐐기(50)의 끼움시 상기 유동홈(10b)이 벌어지면서 상기 고정관(10)의 외경이 커지는 것을 특징으로 하는 유동성 전단연결체.
제1항에 있어서,
상기 걸림뭉치(22)는 상기 고정관(10) 내부에서 유동 가능하도록 구 또는 타원 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유동성 전단연결체.
제1항에 있어서,
상기 연결봉(20)의 몸체(21) 외주연에는 나사산(21a)이 형성되는 것을 특징으로 하는 유동성 전단연결체.
제6항에 있어서,
상기 연결봉(20)의 몸체(21)에는 적어도 하나의 지지너트(25)가 체결되는 것을 특징으로 하는 유동성 전단연결체.
기설 콘크리트 구조물(1) 표면을 치핑(chiping)에 의해 불필요한 부분을 제거하고, 표면을 깨끗하고 매끄럽게 하는 제1단계;
상기 기설 콘크리트 구조물(1) 표면에 드릴링(drilling)에 의해 소정깊이의 고정홈(1a)을 일정간격으로 다수 형성하는 제2단계;
상기 고정홈(1a)에 접착제를 도포하고, 청구항 제1항 또는 제2항의 유동성 전단연결체를 상기 고정홈(1a)에 삽입하여 고정하는 제3단계; 및
새로운 콘크리트 타설에 의해 보강용 콘크리트 구조물(2)을 기설 콘크리트 구조물(1)의 표면에 생성하고, 상기 유동성 전단연결체의 연결봉(20) 몸체(21)가 상기 보강용 콘크리트 구조물(2)에 매설되는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유동성 전단연결체를 사용한 콘크리트 구조물의 보수방법.
기설 콘크리트 구조물(1) 표면을 치핑(chiping)에 의해 불필요한 부분을 제거하고, 표면을 깨끗하고 매끄럽게 하는 제1단계;
상기 기설 콘크리트 구조물(1) 표면에 드릴링(drilling)에 의해 소정깊이의 고정홈(1a)을 일정간격으로 다수 형성하는 제2단계;
상기 고정홈(1a)에 청구항 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항의 유동성 전단연결체를 삽입하는 제3단계;
상기 유동성 전단연결체의 고정관(10) 전면을 타격에 의해 가압하여 상기 고정관(10)의 후단부에 끼워진 쐐기(50)가 상기 고정관(10)의 내부로 파고들게 하고, 이에 따라 상기 고정관(10)의 외경이 커지면서 상기 고정홈(1a)의 내면을 가압하게 되어 상기 고정홈(1a) 내부에 상기 유동성 전단연결체를 고정하는 제4단계; 및
새로운 콘크리트 타설에 의해 보강용 콘크리트 구조물(2)이 기설 콘크리트 구조물(1)의 표면에 생성하여, 상기 유동성 전단연결체의 연결봉(20) 몸체(21)가 상기 보강용 콘크리트 구조물(2)에 매설되는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유동성 전단연결체를 사용한 콘크리트 구조물의 보수방법.