KR101735250B1 - 교면 방수용 그리드 및 이의 시공 장치 - Google Patents

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KR101735250B1
KR101735250B1 KR1020160155077A KR20160155077A KR101735250B1 KR 101735250 B1 KR101735250 B1 KR 101735250B1 KR 1020160155077 A KR1020160155077 A KR 1020160155077A KR 20160155077 A KR20160155077 A KR 20160155077A KR 101735250 B1 KR101735250 B1 KR 101735250B1
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Abstract

본 발명은 교량의 콘크리트 슬래브 위에 시공되는 교면 방수층의 인장강도를 향상시킬 수 있는 교면 방수용 그리드 및 이를 콘크리트 슬래브에 완전하게 밀착 시공할 수 있도록 한 교면 방수용 그리드 시공 장치에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 교면 방수층의 구성 중 실런트와 아스팔트 포장층을 일체로 결합하는 그리드를 인장강도를 향상시킬 수 있는 구조로 개선하여, 교면 방수층의 전체적인 인장강도를 향상시킬 수 있는 교면 방수용 그리드를 제공하고, 또한 본 발명은 개선된 그리드를 프라이머 및 실런트가 도포된 콘크리트 슬래브의 불규칙한 표면에 완전하게 밀착시킬 수 있도록 함으로써, 교면 방수층의 콘크리트 슬래브에 대한 접합강도을 향상시키는 동시에 인장강도를 향상시킬 수 있도록 한 교면 방수용 그리드 시공 장치를 제공하고자 한 것이다.

Description

교면 방수용 그리드 및 이의 시공 장치{GRID FOR WATERPROOF STRUCTURE OF BRIDGE AND DEVICE FOR CONSTRUCTION THE SAME}
본 발명은 교면 방수용 그리드 및 이의 시공 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 교량의 콘크리트 슬래브 위에 시공되는 교면 방수층의 인장강도를 향상시킬 수 있는 교면 방수용 그리드 및 이를 콘크리트 슬래브에 완전하게 밀착 시공할 수 있도록 한 교면 방수용 그리드 시공 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 교량의 교면에서 우수 침투와 차량 하중 등의 물리적 및 화학적 열화에 의해 균열 틈새가 발생하여, 균열 틈새로 우수 등의 수분이 콘크리트 슬래브쪽으로 침투하고, 또한 하절기의 온도상승과 동절기의 동결융해 작용의 반복으로 인한 열화 및 제설제의 염화물이 침투하는 등의 이유로 인하여, 콘크리트 슬래브 위에 교면 방수층이 시공되고 있다.
특히, 교량의 교면에서 우수 침투와 차량 하중 등의 물리적 및 화학적 열화에 의해 균열 틈새가 발생하여, 균열 틈새로 우수 등의 수분이 콘크리트 슬래브쪽으로 침투하고, 또한 하절기의 온도상승과 동절기의 동결융해 작용의 반복으로 인한 열화 및 제설제의 염화물가 침투하는 등의 이유로 인하여, 교면의 골격을 이루는 콘크리트 슬래브의 철근 부식을 촉진시킴으로써, 교량의 내구성과 수명을 저하시킬 뿐만 아니라 안전성 문제에도 영향을 미치고 있는 실정에 있다.
이에, 종래의 도막식 교면 방수 공법은 첨부한 도 1을 참조하면, 콘크리트 슬래브(10)에 일종의 접착제인 프라이머(20)를 도포하는 단계와, 프라이머(20) 위에 방수제인 실런트(30)를 도포하는 단계와, 실런트(30) 위에 아스팔트와의 접착 결합을 위한 메쉬 구조의 그리드(40)를 깔아주는 단계 등으로 진행되고, 마지막으로 그리드(40) 위에는 아스팔트 포장층(50)이 시공된다.
상기 프라이머(20)는 콘크리트 슬래브(10)와 방수제인 실런트(30) 간을 접착 결합시키는 기능을 하고, 상기 실런트(30)는 아스팔트 포장층(50)으로부터 콘크리트 슬래브(10)쪽으로 우수 등이 침투하는 것을 차단하는 방수 역할을 한다.
특히, 상기 그리드(40)는 유리섬유 등의 다발이 하나 이상의 가닥으로 만들어진 가로라인(41)과 세로라인(42)이 일정한 간격(예를 들어, 2.5cm)을 이루면서 격자형 구조로 제작된 후, 그 상하면에 메쉬망(43)이 부착된 구조로 제작된 것으로서, 아스팔트 포장층 시공시 아스팔트 포장장비가 방수층인 실런트(30)에 접촉하는 것을 차단하는 동시에 아스팔트 포장열과 같은 고온에 의하여 녹으면서 실런트(30)와 아스팔트 포장층(50)을 일체화시키는 결합 역할을 한다.
그러나, 종래의 교면 방수 공법은 상기 그리드로 인하여 다음과 같은 문제점이 있다.
상기 그리드가 실런트와 아스팔트 포장층을 일체로 결합하는 상태에서, 차량의 반복 하중이 작용하면, 아스팔트 포장층을 잡아주는 그리드의 인장강도가 약하여 아스팔트 포장층에 크랙이 발생하는 문제점이 있다.
보다 상세하게는, 여름철 등 아스팔트 포장층의 온도가 고온으로 상승한 상태에서 아스팔트 포장층에 차량의 하중이 반복적으로 작용하여 그리드의 인장강도를 저하시키는 요인으로 작용하거나, 차량의 급브레이크에 따른 집중적인 제동하중이 그리드의 인장강도 이상으로 작용하게 되면, 결국 실런트와 아스팔트 포장층을 일체로 결합하고 있던 그리드가 휘어지거나 단락되면서 아스팔트 포장층에 크랙이 유발되거나 아스팔트 포장층이 밀리면서 솟아오르는 현상이 발생하는 문제점이 따른다.
또한, 아스팔트 포장층의 크랙 내지 솟아오름 현상으로 인하여 차량 사고 위험이 증가하는 문제점이 있고, 아스팔트 포장을 다시 해야 하는 시공비용 문제도 따르게 된다.
대한민국 등록특허 등록번호 제10-1544818호(2015.08.10)
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 교면 방수층의 구성 중 실런트와 아스팔트 포장층을 일체로 결합하는 그리드를 인장강도를 향상시킬 수 있는 구조로 개선하여, 교면 방수층의 전체적인 인장강도를 향상시킬 수 있는 교면 방수용 그리드를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 개선된 그리드를 프라이머 및 실런트가 도포된 콘크리트 슬래브의 불규칙한 표면에 완전하게 밀착시킬 수 있도록 함으로써, 교면 방수층의 콘크리트 슬래브에 대한 접합강도을 향상시키는 동시에 인장강도를 향상시킬 수 있도록 한 교면 방수용 그리드 시공 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 구현예는: 유리섬유 다발이 하나 이상의 가닥으로 만들어진 가로라인과 세로라인이 일정한 간격을 이루면서 격자형 구조로 제작된 후, 그 상하면에 메쉬망이 부착된 교면 방수용 그리드에 있어서, 상기 가로라인 및 세로라인의 길이방향을 따라 인장강도를 보강하기 위한 보강라인이 나선형으로 엮어진 것을 특징으로 하는 교면 방수용 그리드를 제공한다.
바람직하게는, 상기 보강라인은 유리섬유에 비하여 용융온도 및 강도가 높은 아라미드 섬유로 채택된 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 보강라인은 가로라인 및 세로라인의 길이방향을 따라 정방향의 나선을 이루며 엮어진 제1보강라인과, 가로라인 및 세로라인의 길이방향을 따라 역방향의 나선을 이루며 엮어진 제2보강라인으로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 구현예는: 주행 가능한 차체 프레임과; 상기 차체 프레임의 후미에 회전 가능하게 장착되어, 유리섬유 다발이 하나 이상의 가닥으로 만들어진 가로라인과 세로라인이 일정한 간격을 이루면서 격자형 구조로 제작된 후, 그 상하면에 메쉬망이 부착되고, 상기 가로라인 및 세로라인의 길이방향을 따라 인장강도를 보강하기 위한 보강라인이 나선형으로 엮어진 구조의 교면 방수용 그리드를 인출 가능하게 권취하는 그리드 권취롤과; 상기 차체 프레임의 후미 하단에 장착되어 지면을 향하여 연장된 지지대와; 상기 지지대의 하단에 회전 가능하게 매달린 상태에서 상기 권취롤부터 인출되는 교면 방수용 그리드를 콘크리트 슬래브 위에 도포된 실런트 위에 가압하는 가압롤러; 를 포함하여 구성되고, 상기 가압롤러의 외경부에는 교면 방수용 그리드를 가압하는 복수의 가압장치가 원주방향 및 축방향을 따라 등간격으로 장착된 것을 특징으로 하는 교면 방수용 그리드 시공 장치를 제공한다.
특히, 상기 가압장치는: 가압롤러의 외경면에 형성된 역 "T"자 단면의 설치홈과; 설치홈내에 출입 가능하게 내재되는 연결로드와; 연결로드의 상부에 일체로 부착되는 고무 재질의 가압판; 연결로드의 하부에 일체로 부착되어 설치홈내에 삽입되되, 설치홈의 상단에 잠금 가능하게 삽입되는 잠금단; 으로 구성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 가압판은 가압롤러의 원호면과 동일한 원호를 갖도록 성형된 것을 특징으로 한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 교면 방수층의 구성 중 실런트와 아스팔트 포장층을 일체로 결합하는 그리드의 구조를 가로라인 및 세로라인의 길이방향을 따라 인장강도를 보강하기 위한 보강라인이 나선형으로 엮어진 구조로 개선함으로써, 기존 대비 인장강도 및 결합강도를 향상시킬 수 있다.
둘째, 차량의 반복 하중 등이 그리드에 작용하더라도 그리드의 인장강도가 향상됨에 따라, 실런트와 아스팔트 포장층 간의 결합 강도가 견고하게 유지될 수 있다.
즉, 여름철 등 아스팔트 포장층의 온도가 고온으로 상승한 상태에서 아스팔트 포장층을 통해 차량의 하중이 그리드에 반복적으로 전달되거나, 차량의 급브레이크에 따른 집중적인 제동하중이 그리드에 전달되더라도, 보강라인에 의하여 그리드의 인장강도가 향상되는 동시에 실런트와 아스팔트 포장층을 일체로 결합하는 그리드의 결합 강도가 증가됨에 따라, 아스팔트 포장층에 크랙이 유발되거나 아스팔트 포장층이 밀리면서 솟아오르는 현상 등을 방지할 수 있다.
셋째, 교면 방수층의 시공 단계 중 그리드를 실런트 표면에 깔아주는 단계에서, 그리드를 실런트가 도포된 불규칙한 콘크리트 슬래브 표면에 가압 밀착시킬 수 있도록 함으로써, 콘크리트 슬래브 표면에 도포된 실런트에 대한 그리드의 접촉 및 접착 면적을 증대시킬 수 있고, 그에 따라 실런트와 아스팔트 포장층을 일체로 결합하는 그리드의 결합 강도를 보다 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 교면 방수층 시공 구조 및 방법을 도시한 개략적 단면도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 교면 방수용 그리드를 도시한 평면도,
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 교면 방수용 그리드를 도시한 평면도,
도 4는 본 발명의 교면 방수용 그리드를 포함하는 교면 방수층 시공 구조 및 방법을 도시한 개략적 단면도,
도 5는 본 발명의 교면 방수용 그리드를 시공하기 위한 장치를 도시한 개략도,
도 6은 본 발명의 교면 방수용 그리드를 시공하기 위한 장치를 도시한 부분 확대도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
첨부한 도 1을 참조로 전술한 바와 같이, 교면 방수층 시공은 콘크리트 슬래브(10)에 일종의 접착제인 프라이머(20)를 도포하는 단계와, 프라이머(20) 위에 방수제인 실런트(30)를 도포하는 단계와, 실런트(30) 위에 아스팔트와의 접착 결합을 위한 메쉬 구조의 그리드(40)를 깔아주는 단계 등으로 진행되고, 마지막으로 그리드(40) 위에는 아스팔트 포장층(50)이 시공된다.
상기 프라이머(20)는 콘크리트 슬래브(10)와 방수제인 실런트(30) 간을 접착 결합시키는 기능을 하고, 상기 실런트(30)는 아스팔트 포장층(50)으로부터 콘크리트 슬래브(10)쪽으로 우수 등이 침투하는 것을 차단하는 방수 역할을 한다.
특히, 상기 그리드(40)는 유리섬유 등의 다발이 하나 이상의 가닥으로 만들어진 가로라인(41)과 세로라인(42)이 일정한 간격(예를 들어, 2.5cm)을 이루면서 격자형 구조로 제작된 후, 그 상하면에 메쉬망(43)이 부착된 구조로 제작된 것으로서, 아스팔트 포장층 시공시 아스팔트 포장장비가 방수층인 실런트(30)에 접촉하는 것을 차단하는 동시에 아스팔트 포장열과 같은 고온에 의하여 녹으면서 실런트(30)와 아스팔트 포장층(50)을 일체화시키는 결합 역할을 한다.
본 발명은 위와 같은 그리드(40)에 별도의 보강라인(44)을 더 형성하여, 그리드(40) 자체의 인장강도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 실런트(30)와 아스팔트 포장층(50) 간을 결합하는 그리드(40)의 결합강도도 향상시킬 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.
여기서 보강라인(44)은, 인장강도가 5~25 N/mm2(MPa), 인열강도가 7~28 N/mm의 물성값을 갖도록 구성할 수 있다.
상기 인장강도가 5 N/mm2(MPa) 미만이면 물리적인 외압에 취약하여 쉽게 파손될 우려가 있으며, 25 N/mm2(MPa)를 초과하면 제조하거나 시공하는데 있어서 작업성이 떨어지는 문제가 발생된다. 상기 인열강도가 7 N/mm 미만이면, 내구성이 떨어져 보강라인으로서의 역할 수행이 곤란하며, 28 N/mm를 초과하면 가공 및 시공시 불편함을 초래한다.
첨부한 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 교면 방수용 그리드를 도시한 평면도이고, 도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 교면 방수용 그리드를 도시한 평면도이다.
도 2 및 도 3에서 보듯이, 상기 교면 방수용 그리드는 유리섬유 다발이 하나 이상의 가닥으로 만들어진 가로라인(41)과 세로라인(42)이 일정한 간격을 이루면서 격자형 구조로 제작된 후, 그 상하면에 메쉬망(43)이 부착된 구조로 제작되고, 특히 상기 가로라인(41) 및 세로라인(42)의 길이방향을 따라 인장강도를 보강하기 위한 보강라인(44)이 나선형으로 엮어진 구조로 제작된다.
본 발명의 제1실시예에 따르면, 도 2에서 보듯이 상기 보강라인(44)이 가로라인(41) 및 세로라인(42)의 길이방향을 따라 정방향의 나선을 이루며 엮어진 제1보강라인(44-1)만으로 채택될 수 있다.
본 발명의 제2실시예에 따르면, 제1실시예에 비하여 인장강도를 더 높이기 위하여 도 3에서 보듯이 상기 보강라인(44)이 가로라인(41) 및 세로라인(42)의 길이방향을 따라 정방향의 나선을 이루며 엮어진 제1보강라인(44-1)과, 가로라인(41) 및 세로라인(42)의 길이방향을 따라 역방향의 나선을 이루며 엮어진 제2보강라인(44-2)으로 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 보강라인(44)은 유리섬유에 비하여 용융온도 및 강도가 높은 것으로 알려진 아라미드 섬유로 채택되고, 그 밖에 유리섬유에 비하여 용융온도 및 강도가 높은 다른 섬유재를 채택할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 교면 방수용 그리드를 이용한 교면 방수층 시공은 콘크리트 슬래브(10)에 일종의 접착제인 프라이머(20)를 도포하는 단계와, 프라이머(20) 위에 방수제인 실런트(30)를 도포하는 단계를 진행 다음, 상기한 보강라인(44)을 갖는 그리드(40)를 실런트(30) 위에 깔아주는 단계 등으로 진행되고, 마지막으로 보강라인(44)을 갖는 그리드(40) 위에는 아스팔트 포장층(50)이 시공된다.
이에 따라, 차량의 반복 하중 등이 아스팔트 포장층(50)을 통해 보강라인(44)을 갖는 그리드(40)에 작용하더라도 그리드의 인장강도가 보강라인(44)에 의하여 향상됨에 따라, 실런트와 아스팔트 포장층 간의 결합 강도가 견고하게 유지될 수 있다.
보다 상세하게는, 여름철 등 아스팔트 포장층의 온도가 고온으로 상승한 상태에서 아스팔트 포장층(50)을 통해에 차량의 하중이 보강라인(44)을 갖는 그리드(40)에 반복적으로 전달되거나, 차량의 급브레이크에 따른 집중적인 제동하중이 보강라인(44)을 갖는 그리드(40)에 전달되더라도, 보강라인(44)에 의하여 그리드(40)의 인장강도가 향상된 상태이고, 동시에 실런트(30)와 아스팔트 포장층(50)을 일체로 결합하는 그리드(40)의 결합 강도가 증가됨에 따라, 아스팔트 포장층(50)에 크랙이 유발되거나 아스팔트 포장층(50)이 밀리면서 솟아오르는 현상 등을 방지할 수 있다.
여기서, 본 발명에 따른 교면 방수용 그리드를 시공하기 위한 장치를 살펴보면 다음과 같다.
첨부한 도 5 및 도 6은 본 발명의 교면 방수용 그리드를 시공하기 위한 장치를 도시한 개략도로서, 도면부호 60은 주행 가능한 차체 프레임을 지시하는 바, 건설현장에서 도로 시공면을 따라 주행 가능한 차량의 일부 차체 프레임을 개략적으로 도시한 것이다.
상기 차체 프레임(60)의 후미에는 보강라인(44)을 갖는 그리드(40)가 인출 가능하게 감겨진 그리드 권취롤(62)이 탑재된다.
보다 상세하게는, 상기 그리드 권취롤(62)은 유리섬유 다발이 하나 이상의 가닥으로 만들어진 가로라인(41)과 세로라인(42)이 일정한 간격을 이루면서 격자형 구조로 제작된 후, 그 상하면에 메쉬망(43)이 부착되고, 상기 가로라인(41) 및 세로라인(42)의 길이방향을 따라 인장강도를 보강하기 위한 보강라인(44)이 나선형으로 엮어진 구조의 교면 방수용 그리드(40)를 인출 가능하게 감겨진 채로 상기 차체 프레임(60)의 후미에 회전 가능하게 장착된다.
이때, 상기 차체 프레임(60)의 후미 하단에는 지면을 향하여 연장된 지지대(64)가 일체로 연결된다.
또한, 상기 지지대(64)의 하단에는 회전 가능하게 매달린 상태에서 상기 권취롤(62)부터 인출되는 교면 방수용 그리드(40)를 콘크리트 슬래브(10) 위에 도포된 실런트(30) 위에 깔릴 때, 그리드(40)를 실런트(30) 표면에 가압하는 가압롤러(66)이 회전 가능하게 장착된다.
특히, 상기 가압롤러(66)의 외경부에는 교면 방수용 그리드(40)를 가압하는 복수의 가압장치(70)가 원주방향 및 축방향을 따라 등간격으로 장착되는 바, 이 가압장치(70)는 교면 방수층의 시공 단계 중 그리드(40)를 실런트(30) 표면에 깔아주는 단계에서 그리드(40)를 실런트(30)가 도포된 불규칙한 콘크리트 슬래브(10) 표면에 가압 밀착시키는 역할을 한다.
이를 위해, 상기 가압장치(70)는 가압롤러(66)의 외경면에 형성된 역 "T"자 단면의 설치홈(72)과, 이 설치홈(72)내에 출입 가능하게 내재되는 연결로드(74)와, 이 연결로드(74)의 상부에 일체로 부착되는 고무 재질의 가압판(76)과, 설치홈(72)내에 잠금 가능하게 삽입되는 잠금단(78)과, 설치홈(72)의 바닥면과 잠금단(78) 사이에 배치되어 가압판(76) 및 연결로드(74)를 외부방향으로 밀어내는 탄성력을 갖도록 한 스프링(79)으로 구성된다.
이때, 상기 연결로드(74)의 하부에 일체로 부착된 잠금단(78)은 설치홈(72)에 삽입된 상태에서 인출방향으로 이송될 때 설치홈(72)의 상단에 잠금됨으로써, 가압장치의 외부 이탈을 방지하는 역할을 한다.
바람직하게는, 상기 가압판(76)은 가압롤러(66)의 원호면과 동일한 원호를 갖도록 성형되며, 그 이유는 가압롤러(66)의 회전시 지면(실런트가 도포된 콘크리트 슬래브 표면)에 맞닿으며 설치홈(72)내로 후퇴하는 동시에 가압롤러(66)의 원호면과 동일 원호를 이루게 될 때, 가압롤러(66)의 용이한 회전이 가능하기 때문이다.
따라서, 본 발명에 따른 교면 방수층 시공은 콘크리트 슬래브(10)에 일종의 접착제인 프라이머(20)를 도포하는 단계와, 프라이머(20) 위에 방수제인 실런트(30)를 도포하는 단계를 진행 다음, 상기한 교면 방수용 그리드를 시공하기 위한 장치에 의하여 보강라인(44)을 갖는 그리드(40)가 실런트(30) 위에 깔리는 단계로 진행된다.
이때, 도 5에서 보듯이 상기 그리드 권취롤(62)로부터 인출되는 그리드(40)가 실런트(30)가 도포된 콘크리트 슬래브(10)의 불규칙한 표면에 깔릴 때, 가압장치(70)의 가압판(76)이 스프링(79)의 탄성복원력을 받으면서 그리드(40)를 가압하게 된다.
이에, 실런트(30)가 도포된 콘크리트 슬래브(10)의 불규칙한 표면 중 그리드(40)가 용이하게 맞닿는 면에서는 가압판(76)이 스프링(79)을 압축시키며 설치홈(72)내로 후퇴하게 된다.
반면, 실런트(30)가 도포된 콘크리트 슬래브(10)의 불규칙한 표면 중 그리드(40)가 표면으로부터 떠 있는 면에서는 가압판(76)이 스프링(79)의 탄성복원력에 의하여 설치홈(72)으로부터 돌출 전진하여 그리드(40)를 가압하게 됨으로써, 그리드(40)가 불규칙한 표면에 용이하게 밀착되는 상태가 된다.
이와 같이, 교면 방수층의 시공 단계 중 그리드(40)를 실런트(30) 표면에 깔아주는 단계에서, 그리드(40)를 실런트(30)가 도포된 불규칙한 콘크리트 슬래브(10) 표면에 가압 밀착시킬 수 있도록 함으로써, 콘크리트 슬래브(10) 표면에 도포된 실런트(20)에 대한 그리드(40)의 접촉 및 접착 면적을 증대시킬 수 있고, 그에 따라 실런트(20)와 아스팔트 포장층(40)을 일체로 결합하는 그리드(40)의 결합 강도를 보다 향상시킬 수 있다.
한편, 연결로드(74)에는 마모방지도포층이 도포될 수 있다. 이 마모방지도포층은, 산화크롬(Cr2O3) 96∼98중량% 및 이산화티타늄(TiO2) 2∼4중량%가 혼합되어 이루어진 분말이 연결로드(74)에 용사되어서 이루어지고, 50∼600㎛의 두께로 이루어지며, 경도는 900∼1000HV를 유지하도록 플라즈마 도포된다.
연결로드(74)의 외주면에 세라믹 도포를 하는 이유는 마모 방지 및 부식 방지가 주목적이다. 세라믹 도포는 크롬도금 또는 니켈크롬도금에 비해 내부식성, 내스크래치성, 내마모성, 내충격성 및 내구성이 뛰어나다.
산화크롬(Cr2O3)은, 금속 내부로 침입하는 산소를 차단시키는 부동태피막(Passivity Layer)의 역할을 함으로써 녹이 잘 슬지 않도록 하는 역할을 한다.
이산화티타늄(TiO2)은, 물리화학적으로 매우 안정적이고 은폐력이 높아서 백색안료로 많이 된다. 또한 굴절율이 높아서 고굴절율의 세라믹스에도 많이 이용되고 있다. 그리고 광촉매적 특성과 초친수성의 특성을 갖는다. 이산화티타늄(TiO2)은, 공기정화 작용, 항균작용, 유해물질 분해작용, 오염방지 기능, 변색 방지기능의 역할을 수행한다. 이러한 이산화티타늄(TiO2)은, 마모방지도포층이 연결로드(74)의 외주면에 확실하게 피복되도록 하며, 마모방지도포층에 부착된 이물질을 분해, 제거하여 마모방지도포층의 손상을 방지시킨다.
여기서, 산화크롬(Cr2O3)과 이산화티타늄(TiO2)을 혼합하여서 사용할 경우, 이들의 혼합 비율은, 산화크롬(Cr2O3) 96∼98중량%에 이산화티타늄(TiO2) 2∼4중량%가 혼합되는 것이 바람직하다.
산화크롬(Cr2O3)의 혼합비율이 96∼98%보다 적을 경우, 고온 등의 환경에서 산화크롬(Cr2O3)의 피복이 파괴되는 경우가 종종 발생되었으며, 이에 따라 연결로드(74)의 외주면의 녹방지 효과가 급격이 저하되었다.
이산화티타늄(TiO2)의 혼합비율이 2∼4중량%보다 적을 경우, 이를 산화크롬(Cr2O3)에 혼합하는 목적이 퇴색될 정도로 이산화티타늄(TiO2)의 효과가 미미하였다. 즉, 이산화티타늄(TiO2)은 연결로드(74)의 외주면 둘레에 부착되는 이물질을 분해, 제거하여서 연결로드(74)의 외주면이 부식되거나 손상되는 것을 방지시키는데, 그 혼합비율이 2∼4중량%보다 작을 경우, 부착된 이물질을 분해하는데 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.
이러한 재료들로 이루어진 마모방지도포층은, 연결로드(74)의 외주면의 둘레에 50∼600㎛의 두께로 이루어지고, 경도는 900∼1000HV, 표면조도는 0.1∼0.3㎛를 유지하도록 플라즈마 도포된다.
이러한 마모방지도포층은, 상기의 분말가루와 1400℃의 가스를 마하 2정도의 속도로 연결로드(74)의 외주면의 둘레에 제트분사하여서 50∼600㎛으로 용사한다.
마모방지도포층의 두께가 50㎛ 미만일 경우, 상술한 세라믹 도포층에 의한 효과가 보장되지 못하게 되며, 마모방지도포층의 두께가 600㎛을 초과할 경우, 상술한 효과의 증대는 미미한 반면 과다한 세라믹도포에 의해 작업시간 및 재료비가 낭비되는 문제점이 있다.
연결로드(74)의 외주면에 마모방지도포층이 도포되는 동안 연결로드(74)의 외주면의 온도는 상승되는데, 가열된 연결로드(74)의 외주면의 변형이 방지되도록 연결로드(74)의 외주면이 냉각장치(미도시)로 냉각되어서 150∼200℃의 온도를 유지하도록 된다.
마모방지도포층의 둘레에는 금속계 유리 석영 계통으로 이루어진 무수크롬산(CrO3)으로 이루어진 실링재가 더 도포될 수 있다. 무수크롬산은 무기실링재로써 크롬니켈 분말로 이루어진 마모방지도포층 둘레에 도포된다.
무수크롬산(CrO3)은, 높은 내마모, 윤활성, 내열성, 내식성, 이형성을 필요로 하는 곳에 사용되며, 대기중에서 변색이 안되고, 내구성이 크며, 내마모성과 내식성이 좋다. 실링재의 도포 두께는 0.3∼0.5㎛ 정도가 바람직하다. 실링재의 도포두께가 0.3㎛ 미만이면 약간의 스크래치홈에도 실링재가 쉽게 파이면서 벗겨지게 되므로 상술한 효과를 얻을 수 없게 된다. 실링재의 도포두께가 0.5㎛를 초과할 정도로 두껍게 하면 도금면에 핀홀(pin hole), 균열 등이 많게 된다. 따라서 실링재의 도포두께는 0.3∼0.5㎛ 정도가 바람직하다.
따라서 연결로드(74)의 외주면의 둘레에 내마모성 및 내산화성이 뛰어난 도포층이 형성되므로 연결로드(74)의 외주면이 마모되거나 산화되는 것이 방지되고, 이에 따라 제품의 수명이 연장된다.
또한 고무 재질의 가압판(76)에는 내산화성을 증가시키기 위해 페놀계 산화방지제인 BHT(2,6-DI-BUTYL-4-METHYLPHENOL)를 첨가할 수 있다. 이러한 BHT는 내오존성 및 내산화성을 증가시키며, 가압판(76)의 부식 및 산화를 방지시킨다.
본 발명은 고무재와 BHT의 합이 100 중량부일 경우, BHT는 0.4~1.2 중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 이유는 BHT의 첨가량이 상술된 범위보다 적은 경우에는 내산화성을 획득하기 어려우며, 상술된 범위를 초과하는 경우에는 조직의 밀도 및 견고성에 영향을 주는 문제가 있기 때문이다.
이러한 본 발명은 가압판(76)에 BHT가 더 첨가되므로 내산화성이 크게 향상되며, 이에 따라 제품의 수명을 극대화시킬 수 있다.
또한, 스프링(79)에는 먼지, 오염물질 등으로부터 표면의 부식현상을 방지시키기 위해 금속재의 표면 도포재료로 부식방지도포층이 형성될 수 있다. 이 부식방지도포층은 알루미나 분말 60중량%, NH4Cl 30중량%, 아연 2.5중량%, 구리 2.5중량%, 마그네슘 2.5중량%, 티타늄 2.5중량%로 구성된다.
상기 알루미나 분말은 고온으로 가열될 때 소결, 엉킴, 융착 방지 등의 목적으로 첨가된다. 이러한 알루미나 분말이 60중량% 미만으로 첨가되면, 소결, 엉킴, 융착 방지의 효과가 떨어지며, 알루미나 분말이 60중량%를 초과하면 상술한 효과는 더 개선되지 않는 반면에, 재료비가 크게 증가된다. 따라서, 알루미나 분말은 60중량%를 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 NH4Cl은 증기 상태의 알루미늄, 아연, 주식, 구리 및 마그네슘과 반응하여 확산 및 침투를 활성화시키는 역할을 한다. 이러한 NH4Cl은 30중량% 첨가된다. NH4Cl이 30중량% 미만으로 첨가되면, 증기 상태의 알루미늄, 아연, 주식 구리 및 마그네슘과 반응이 제대로 이루어지지 않으며 이에 따라 확산 및 침투를 활성화시키지 못한다. 반면에, NH4Cl이 30중량% 초과하면 상술한 효과는 더 개선되지 않는 반면에, 재료비가 크게 증가된다. 따라서 NH4Cl은 30중량%를 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 아연은 물에 닿는 금속의 부식을 방지하는 것과 전기 방식용으로 사용되도록 배합된다. 이러한 아연은 2.5중량%가 혼합된다. 아연의 혼합비율이 2.5중량%를 초과하면 물에 닿는 금속의 부식을 제대로 방지시키지 못하게 된다. 반면에 아연의 혼합비율이 2.5중량%를 초과하면 상술한 효과는 더 개선되지 않는 반면에 재료비가 크게 증가된다. 따라서 아연은 2.5중량% 혼합되는 것이 바람직하다.
상기 구리는 상기 알루미늄과 조합하여 금속의 경도 및 인장강도를 높이게 된다. 이러한 구리는 2.5중량% 혼합된다. 구리의 혼합 비율이 2.5중량% 미만이면, 알루미늄과 조합될시 금속의 경도 및 인장강도를 제대로 높이지 못하게 된다. 반면에 구리의 혼합 비율이 2.5중량%를 초과하면 상술한 효과는 더 개선되지 않는 반면에 재료비가 크게 증가된다. 따라서 구리는 2.5중량% 혼합되는 것이 바람직하다.
상기 마그네슘의 순수한 금속은 구조강도가 낮으므로 상기 아연 등과 함께 조합하여 금속의 경도, 인장강도 및 염수에 대한 내식성을 높이는 용도로 배합된다. 이러한 마그네슘은 2.5중량% 혼합된다. 마그네슘의 혼합 비율이 2.5중량% 미만이면, 아연 등과 함께 조합될 시 금속의 경도, 인장강도 및 염수에 대한 내식성이 크게 개선되지 않는다. 반면에 마그네슘의 혼합 비율이 2.5중량%를 초과하면 상술한 효과는 더 개선되지 않는 반면에 재료비가 크게 증가된다. 따라서 마그네슘는 2.5중량% 혼합되는 것이 바람직하다.
상기 티타늄은 가볍고 단단하고 내부식성이 있는 전이 금속 원소로 은백색의 금속광택이 있는바, 뛰어난 내식성과 비중이 낮아 강철 대비 무게는 60% 밖에 되지 않으므로 금속모재에 도포되는 도포재의 중량은 줄이되 광택을 높이고 뛰어난 방수성 및 내식성을 갖도록 배합된다.
이러한 티타늄은 2.5중량% 혼합된다. 티타늄의 혼합 비율이 2.5중량% 미만이면, 금속모재에 도포되는 도포재의 중량이 그다지 경감되지 않고, 광택성, 방수성, 내식성이 크게 개선되지 않는다. 반면에, 티타늄의 혼합 비율이 2.5중량%를 초과하면 상술한 효과는 더 개선되지 않는 반면에 재료비는 크게 증가된다. 따라서 티타늄은 2.5중량% 혼합되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 스프링(79)의 표면 도포방법은 다음과 같다.
부식방지도포층이 형성되어야 할 스프링(79)과 상기 구성으로 배합된 도포재료를 폐쇄로 내에 함께 투입시키고 폐쇄로 내부에는 스프링(79)의 산화를 방지하기 위하여 2 L/min의 비율로 아르곤 가스를 주입시킨다, 아르곤 가스가 주입된 상태에서 700℃ 내지 800℃의 온도로 4 ~ 5 시간 동안 유지한다.
상기 단계를 수행하여 증기 상태의 알루미나 분말, 아연, 구리, 마그네슘 및 티타늄이 폐쇄로 내부에 형성되고, 알루미늄 분말, 알루미나 분말, 아연, 구리, 마그네슘 및 티타늄 배합물은 모재의 표면에 침투하여 부식방지도포층이 형성된다.
부식방지도포층이 형성된 후 폐쇄로 내부의 온도를 도포 물질/기재 복합물이 800℃~900℃로 하여 30 ~ 40시간을 유지하면 스프링(79)의 표면에는 부식방지도포층이 형성되어 스프링(79)의 표면과 외기를 격리시키게 된다. 이때 상기 공정을 수행함에 있어 급격한 온도 변화는 모재 표면의 도포층이 박리될 수 있으므로 60℃/hr의 비율로 온도 변화를 시킨다.
본 발명의 도포층은 다음과 같은 장점이 있다.
본 발명의 도포층은 매우 넓은 범위의 용도를 가지므로 커튼 도포, 스프레이 페인팅, 딥 도포, 플루딩(flooding) 등과 같은 여러 가지 방법에 의해 도포될 수 있다.
본 발명의 부식방지도포층은 부식 및/또는 스케일에 대한 원칙적인 보호 기능에 추가하여 도포가 매우 얇은 층두께로 도포될 수 있어 전기전도성을 개선하는 것은 물론 물질 및 비용 절감이 가능하다. 열간 성형 과정 이후에도 높은 전기전도성이 바람직하다면 얇은 전기전도성 프라이머가 도포층의 상부에 도포될 수 있다.
성형 과정 또는 열간 성형 과정 이후, 도포 물질은 기재의 표면상에 유지될 수 있으며, 예를 들어, 긁힘 내성을 증가시키며, 부식 보호를 개선하고, 미적 외관을 충족시키며, 변색을 방지하고, 전기전도성을 변화시키며 종래 다운스트림 공정(예, 침린 및 전기이동 딥 도포)용 프라이머로 제공될 수 있다.
이러한 본 발명은 스프링(79)에 알루미나 분말, NH4Cl, 아연, 구리, 마그네슘, 티타늄으로 이루어진 부식방지도포층이 도포되므로 먼지, 오염물질 등으로부터 스프링(79)의 표면의 부식현상을 방지시킬 수 있다.
10 : 콘크리트 슬래브
20 : 프라이머
30 : 실런트
40 : 그리드
41 : 가로라인
42 : 세로라인
43 : 메쉬망
44 : 보강라인
44-1 : 제1보강라인
44-2 : 제2보강라인
50 : 아스팔트 포장층
60 : 차체 프레임
62 : 그리드 권취롤
64 : 지지대
66 : 가압롤러
70 : 가압장치
72 : 설치홈
74 : 연결로드
76 : 가압판
78 : 잠금단
79 : 스프링

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 주행 가능한 차체 프레임(60)과;
    상기 차체 프레임(60)의 후미에 회전 가능하게 장착되어, 유리섬유 다발이 하나 이상의 가닥으로 만들어진 가로라인(41)과 세로라인(42)이 일정한 간격을 이루면서 격자형 구조로 제작된 후, 그 상하면에 메쉬망(43)이 부착되고, 상기 가로라인(41) 및 세로라인(42)의 길이방향을 따라 인장강도를 보강하기 위한 보강라인(44)이 나선형으로 엮어진 구조의 교면 방수용 그리드(40)를 인출 가능하게 권취하는 그리드 권취롤(62)과;
    상기 차체 프레임(60)의 후미 하단에 장착되어 지면을 향하여 연장된 지지대(64)와;
    상기 지지대(64)의 하단에 회전 가능하게 매달린 상태에서 상기 권취롤(62)부터 인출되는 교면 방수용 그리드(40)를 콘크리트 슬래브(10) 위에 도포된 실런트(30) 위에 가압하는 가압롤러(66);
    를 포함하여 구성되고,
    상기 가압롤러(66)의 외경부에는 교면 방수용 그리드(40)를 가압하는 복수의 가압장치(70)가 원주방향 및 축방향을 따라 등간격으로 장착되며;
    상기 가압장치(70)는:
    가압롤러(66)의 외경면에 형성된 역 "T"자 단면의 설치홈(72);
    설치홈(72)내에 출입 가능하게 내재되는 연결로드(74);
    연결로드(74)의 상부에 일체로 부착되는 고무 재질의 가압판(76);
    연결로드(74)의 하부에 일체로 부착되어 설치홈(72)에 삽입되되, 설치홈(72)의 상단에 잠금 가능하게 삽입되는 잠금단(78); 및
    상기 설치홈(72)내에 배치되어 가압판(76)을 외부방향으로 밀어내는 탄성력을 발휘하는 스프링(79)으로 구성되고;
    상기 가압판(76)은 가압롤러(66)의 원호면과 동일한 원호를 갖도록 성형된 것을 특징으로 하는 교면 방수용 그리드 시공 장치.
  5. 삭제
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