KR101760230B1 - 수축저감 조강형 보수몰탈과 유동성 전단연결체를 이용한 콘크리트 구조물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법 - Google Patents
수축저감 조강형 보수몰탈과 유동성 전단연결체를 이용한 콘크리트 구조물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 기설 콘크리트 구조물의 보수/보강을 위한 수축저감 조강형 보수몰탈과 유동성 전단연결체를 이용한 콘크리트 구조물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수축저감 조강형 보수몰탈의 타설에 의한 보강용 콘크리트 구조물을 기설 콘크리트 구조물의 보수면에 형성하고, 유동성 전단연결체로 기설 콘크리트 구조물과 보강용 콘크리트 구조물을 일체화함으로써 기설 콘크리트 구조물을 보수/보강할 수 있다.
Description
본 발명은 기설 콘크리트 구조물의 보수/보강을 위한 수축저감 조강형 보수몰탈과 유동성 전단연결체를 이용한 콘크리트 구조물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수축저감 조강형 보수몰탈(제품명: 리크린 #200 출시예정)의 타설에 의한 보강용 콘크리트 구조물을 기설 콘크리트 구조물의 보수면에 형성하고, 유동성 전단연결체로 기설 콘크리트 구조물과 보강용 콘크리트 구조물을 일체화함으로써 기설 콘크리트 구조물을 보수/보강하는 것이다.
일반적으로 콘크리트는 시멘트, 굵은 골재, 잔골재, 혼화재, 혼화제로 구성되여 다른 건설자재(철근)와 달리 재료의 구성성분이 다양하고, 서로 다른 이질의 물성들이 서로 합쳐서 이루어져 있어 콘크리트의 품질이 구성재료의 품질, 배합비, 타설방법 또는 양생법에 따라 달라져, 품질이 좋은 콘크리트는 경제적이면서도 반영구적이기 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 못해 붕괴의 원인이 될 수 있다. 이러한 오염원으로 인해 손상된 콘크리트 구조물을 보수 보강하기 위하여 국내에서는 다수의 콘크리트 단면보수 또는 복구공법이 개발 적용되고 있다.
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 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 있다
또한, 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.
본 발명은 상기한 종래 콘크리트 구조물의 보수/보강 방법에 따른 문제점을 해결하기 위한 것으로, 새로운 수축저감 조강형 보수몰탈의 타설에 의한 보강용 콘크리트 구조물을 기설 콘크리트 구조물의 보수면에 형성하고, 소정길이의 유동성 전단연결체로 상기 기설 콘크리트 구조물과 보강용 콘크리트 구조물을 일체화시킴으로써, 노후되거나 파손된 기설 콘크리트 구조물을 보수/보강할 수 있는 수축저감 조강형 보수몰탈과 유동성 전단연결체를 이용한 콘크리트 구조물을 제공함에 목적이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 본 발명에 따른 수축저감 조강형 보수몰탈과 유동성 전단연결체를 이용한 콘크리트 구조물은,
기설 콘크리트 구조물과, 상기 기설 콘크리트 구조물을 보수/보강하기 위해 수축저감 조강형 보수몰탈의 타설에 의해 형성되는 보강용 콘크리트 구조물이 일체화되는 콘크리트 구조물에 있어서,
상기 수축저감 조강형 보수몰탈은,
CSA계 시멘트 35 ~ 60 중량%, 규사 35 ~ 60 중량%, 분말수지 2 ~ 10 중량%, 섬유보강재 0.5 ~ 2.0 중량% 및 기능성 혼화제 0.5 ~ 5.0 중량%를 포함하고,
상기 기설 콘크리트 구조물과 보강용 콘크리트 구조물은 소정길이의 유동성 전단연결체에 의해 일체화되며,
상기 유동성 전단연결체는,
내부는 관통되고, 전면에 소정 반경의 유동구가 형성되며, 상기 기설 콘크리트 구조물에 매설되는 고정관;
상기 유동구를 관통하여 상기 고정관의 전방에서 상하, 좌우 유동 가능하게 돌출되는 몸체가 상기 보강용 콘크리트 구조물에 매설되어 상기 보강용 콘크리트 구조물의 수축에 따라 소정범위 유동되며, 상기 몸체의 후단부에는 상기 고정관의 내부에서 상기 유동구에 걸리는 걸림뭉치가 형성되는 연결봉; 및
상기 고정관의 내부에 삽입되어 상기 연결봉을 지지하는 소정길이의 패킹부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 수축저감 조강형 보수몰탈과 유동성 전단연결체를 이용한 콘크리트 구조물은 다음과 같은 효과가 있다.
먼저, 보강용 콘크리트 구조물을 생성하기 위한 수축저감 조강용 보수몰탈에 CSA 시멘트를 사용함으로써, 응결시간이 빠르고 초기강도가 높은 조건을 필요로 하는 제품에 많은 효과가 있으며, 보수몰탈의 수축, 팽창 또는 부식 등의 성능을 조절할 수도 있는 효과가 있다.
또한, 기설 콘크리트 구조물과 보강용 콘크리트 구조물의 일체화를 위해 소정길이의 유동성 전단연결체가 사용되며, 보강용 콘크리트 구조물에서 발생하는 건조수축현상 및 응력에 따라 전단연결체의 연결봉이 유동적으로 움직여, 신ㆍ구 콘크리트 구조물 간에 인장력과 전단저항을 향상시키고, 공사 기간이 단축될 뿐 아니라 장기간의 세월이 지나더라도 일정한 연결강도를 유지시켜 신ㆍ구 콘크리트 구조물의 내구성을 높이는 현저한 효과가 있다.
도 1 은 유동성 전단연결체의 모식도 및 단면도
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 유동성 전단연결체의 또 다른 실시예를 나타낸 모식도 및 단면도
도 6은 본 발명에 따른 수축저감 조강형 보수몰탈의 타설에 의한 보강용 콘크리트 구조물를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법을 나타낸 시공도
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 유동성 전단연결체의 또 다른 실시예를 나타낸 모식도 및 단면도
도 6은 본 발명에 따른 수축저감 조강형 보수몰탈의 타설에 의한 보강용 콘크리트 구조물를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법을 나타낸 시공도
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 콘크리트 구조물의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명한다.
본 발명에 따른 콘크리트 구조물은 보수가 필요한 기설 콘크리트(1)에 수축저감 조강형 보수몰탈의 타설에 의한 보강용 콘크리트 구조물(2)이 일체화되어 형성된다.
상기 보강용 콘크리트 구조물(2)은 기설 콘크리트 구조물(1)의 노후면 또는 보수가 필요한 일면을 보수 및/또는 보강하기 위한 것으로, 새로운 수축저감 조강형 보수몰탈을 기설 콘크리트 구조물(1)의 노후면 또는 보수면에 타설함으로써 형성되고, 기설 콘크리트 구조물(1)에 매설되는 유동성 전단연결체(100)에 의해 상기 기설 콘크리트 구조물(1)과 상호 일체화됨으로써 기설 콘크리트 구조물(1)을 간단히 보수/보강하는 것이다.
상기 보강용 콘크리트 구조물(2)은 새로운 수축저감 조강용 보수몰탈의 타설에 의해 형성되는 것으로, 상기 수축저감 조강용 보수몰탈은 CSA계 시멘트 35 ~ 60 중량%, 규사 35 ~ 60 중량%, 분말수지 2 ~ 10 중량%, 섬유보강재 0.5 ~ 2.0 중량% 및 기능성 혼화제 0.5 ~ 5.0 중량%를 포함한다.
상기 기설 콘크리트 구조물(1)과 보강용 콘크리트 구조물(2)을 일체화할 때에는 상기 수축저감 조강용 보수몰탈을 상기 기설 콘크리트 구조물(1)의 보수를 위한 노후면에 뿜어 붙이기를 하거나 미장시공에 의해 일체화할 수 있고, 이러한 방법 이외의 다양한 보수/보강방법이 사용될 수 있다.
상기 CSA(calcium sulfo aluminate) 시멘트는 석회석, 석고, 명반석이 반응하여 생성된 결정체로, 대표적인 광물질은 에트링자이트(ettringite)가 있으며, 상기 CSA계 시멘트의 생산과정 중 85%의 에트링자이트는 생산 초기에 형성되기 때문에 알루미나 시멘트보다 장기간의 안정성을 갖는 효과가 있다.
상기 CSA 시멘트의 사용은 모르타르, 콘크리트, 복합시멘트를 막론하고 제품의 응결시간을 단축할 수 있고, 초기강도를 높여주어 후기강도에 영향을 주지 않는다. 그 외 첨가량에 따라 수축, 팽창 등 성능에 보수작용을 할 수도 있다.
따라서 상기 보강용 콘크리트 구조물(2)을 형성하는 수축저감 조강용 보수몰탈은 상기 CSA 시멘트의 뛰어난 성능으로 인해 응결시간이 상당히 빠르고, 초기부터 강도가 높은 현저한 효과를 갖는다.
또한, CSA 시멘트의 사용량을 조절하여 몰탈의 응결시간, 초기 강도발현, 수축, 팽창 및 부식 등의 성능을 다양하게 조절할 수도 있다.
상기 규사는 콘크리트 구조물의 균열을 가장 최소화할 수 있는 함량인 35 ~ 60 중량%를 CSA 시멘트와 혼합하는데, 4호사(2.36∼1.70㎜), 5호사(1.18∼0.60㎜) 및 6호사(0.60∼0.425㎜)를 중량비 1:2:3으로 조성함으로써, 시멘트의 수화반응에 의한 수축을 저감함과 동시에 뿜칠 시공시 리바운드율을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.
상기 분말수지는 시멘트 수화시 발생하는 알칼리에 의해 활성화되어 보수재와 콘크리트면의 부착력을 향상시키고, 보수재에 점성을 부가시켜 재료의 결합력을 향상시키며, 부착력, 중성화저항성 또는 내마모성 등을 증진시켜 기설 콘크리트 구조물(1)과의 일체화를 극대화할 수 있는 효과가 있다.
상기 분말수지는 상기 보강용 콘크리트 구조물을 위한 보수몰탈 100 중량% 대비 2 ~ 10 중량%를 사용하는 것이 가장 바람직한데, 상기 분말수지의 양이 2 중량%보다 적을 경우 물리성능의 향상 효과가 미비하고, 10 중량%보다 많을 경우 보수몰탈의 응결지연 또는/및 압축강도 저하 등의 문제점이 나타난다.
상기 섬유보강재는 PVA섬유, FAN섬유, PP섬유, Nylon섬유, 또는 탄소섬유 중 선택된 어느 한가지 이상을 포함하고, 상기 선택된 섬유의 직경은 보통 10~30 ㎛인 것을 사용하는데, 이로 인해 상기 보수몰탈에 타설에 의해 형성되는 보강용 콘크리트 구조물(2)의 휨강도 및 내마모성을 증진시키고, 건조수축균열 및 경화수축균열을 억제할 수 있는 현저한 효과가 있다.
상기 기능성 혼화제는 보수몰탈 100 중량% 대비 0.5 ~ 5 중량% 정도 사용되며, 나프탈렌설폰산염계, 멜라닌계, 폴리카본산염계 중 어느 하나 이상을 포함하는 분말형 감수제 또는 실리콘계, 알콜계, 유기극성 화합물계 중 적어도 어느 하나 이상의 소포제를 포함한다.
다음의 [표 1] 및 [표 2]는 본 발명의 보강용 콘크리트 구조물을 형성하기 위한 보수몰탈과 종래 보수몰탈의 물성 및 내구성을 비교한 표이다.
| 구분 | 종래 보수몰탈1 | 종래 보수몰탈2 | 본 발명 보수몰탈1 | 본 발명 보수몰탈 2 |
| 시멘트 | 45 | 40 | ||
| CSA | 40 | 38 | ||
| 규사 | 50 | 47 | 47 | 47 |
| 분말수지 | 8 | 8 | 10 | |
| 섬유보강재 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 기능성혼화제 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| 구분 | 종래 보수몰탈1 |
종래 보수몰탈2 |
본 발명 보수몰탈1 |
본 발명 보수몰탈2 |
|
| 몰탈플로우(mm) | 215 | 220 | 215 | 220 | |
| 압축강도 (MPa) |
1일 | 9.6 | 13.2 | 25.6 | 21.3 |
| 3일 | 17.2 | 23.4 | 34.5 | 31.7 | |
| 7일 | 30.3 | 32.5 | 40.8 | 37.8 | |
| 28일 | 41.3 | 43.0 | 48.4 | 43.8 | |
| 휨강도(MPa) | 28일 | 8.0 | 8.0 | 9.6 | 8.6 |
| 부착강도(MPa) | 28일 | 1.2 | 2.0 | 2.2 | 2.3 |
| 길이변화율(%) | 28일 | -0.30 | -0.030 | -0.002 | -0.002 |
위의 [표 1] 및 [표 2]를 통해 알 수 있듯이, CSA 시멘트와 최적량의 규사를 사용하는 수축저감 조강용 보수몰탈의 타설에 의한 본 발명에 따른 보강용 콘크리트 구조물(2)은 종래 일반적인 시멘트를 사용하는 종래 보수몰탈에 비해 압축강도 및 부착력이 뛰어나고, 길이변화율이 거의 일어나지 않는 효과를 확인할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 보강용 콘크리트 구조물(2)은 기설 콘크리트 구조물(1)과 소정길이의 유동성 전단연결체(100)에 의해 일체화된다.
상기 유동성 전단연결체(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 내부는 관통되고, 전면에 소정 반경의 유동구(10a)가 형성되며, 상기 기설 콘크리트 구조물(1)에 매설되는 고정관(10); 상기 유동구(10a)를 관통하여 상기 고정관(10)의 전방에서 상하, 좌우 유동 가능하게 돌출되는 몸체(21)가 상기 보강용 콘크리트 구조물(2)에 매설되어 상기 보강용 콘크리트 구조물(2)의 콘크리트 수축에 따라 상기 몸체(21)가 소정범위 유동되며, 상기 몸체(21)의 후단부에는 상기 고정관(10)의 내부에서 상기 유동구(10a)에 걸리는 걸림뭉치(22)가 형성되는 연결봉(20); 및 상기 고정관(10)의 내부에 삽입되어 상기 연결봉(20)을 지지하는 소정길이의 패킹부재(30);를 포함한다.
그리고 상기 고정관(10) 내부의 상기 걸림뭉치(22)와 상기 패킹부재(30) 사이에는 탄성복원력을 갖는 탄성스프링(40)이 구비된다.
또한, 상기 유동성 전단연결체(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 내부는 관통되고, 전면에 소정 반경의 유동구(10a)가 형성되며, 상기 기설 콘크리트 구조물(1)에 매설되는 고정관(10); 상기 유동구(10a)를 관통하여 상기 고정관(10)의 전방에서 상하, 좌우 유동 가능하게 돌출되는 몸체(21)는 상기 보강용 콘크리트 구조물(2)에 매설되어 상기 보강용 콘크리트 구조물(2)의 콘크리트 수축에 따라 소정범위 유동되고, 상기 몸체(21)의 후단부에는 상기 고정관(10)의 내부에서 상기 유동구(10a)에 걸리는 걸림뭉치(22)가 형성되는 연결봉(20); 및 상기 고정관(10)의 내부에 삽입되어 상기 연결봉(20)을 지지하는 탄성스프링(40);을 포함한다.
상기 유동성 전단연결체(100)는, 기설 콘크리트 구조물(1)에 15㎝ 이하의 두께를 갖는 보강용 콘크리트 구조물(2)의 일체화를 위해 사용되는 것으로, 보강용 콘크리트 구조물(2)은 콘크리트 타설 후 수분이 증발하면서 콘크리트가 건조 및 수축되어 단단히 굳어지는데, 이때 상기 보강용 콘크리트 구조물(2)에 매설되는 상기 연결봉(20)의 몸체(21)가 콘크리트의 수축에 따라 소정범위 내에서 움직여줌으로써, 보강용 콘크리트 구조물(2)의 균열을 방지하고, 보강용 콘크리트 구조물(2)을 더욱 단단히 지지할 수 있는 현저한 효과가 있습니다.
상기 고정관(10)은 기설 콘크리트 구조물(1)에 먼저 고정되고, 상기 고정관(10)의 내부에서 전방으로 돌출되는 소정길이의 연결봉(20)은 새로운 보수몰탈의 타설에 의한 보강용 콘크리트 구조물(2)에 매설된다.
상기 고정관(10)은 소정길이의 관 형상으로 형성되고, 전면은 차폐되어 중앙부에 외부와 연통되는 소정반경의 유동구(10a)가 형성된다.
상기 연결봉(20)은 개구된 상기 고정관(10)의 후측으로 삽입되고, 봉 형상으로 형성되는 몸체(21)는 상기 유동구(10a)를 관통하여 상기 고정관(10)의 전방으로 돌출되어 보강용 콘크리트 구조물(2)을 형성하는 보수몰탈의 타설에 의해 보강용 콘크리트 구조물(2)에 매설되며, 상기 몸체(21)의 후단부에는 상기 고정관(10)의 반경보다 작고 상기 유동구(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 유동구(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 유동구(10a)의 반경보다 조금 작게 형성되어 상기 유동구(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 유동구(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, 상기 보강용 콘크리트 구조물(2)은 보수몰탈의 타설 후 수분이 증발하면서 몰탈이 건조수축되어 단단히 굳어지는데, 이때 보강용 콘크리트 구조물(2)에 매설되는 상기 연결봉(20)의 몸체(21)가 몰탈의 수축에 따라 소정범위 내에서 움직여줌으로써(유동성), 상기 보강용 콘크리트 구조물(2)의 파손 및 크렉을 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.
또한, 도 3 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 유동성 전단연결체(100)의 고정관(10) 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 보수/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.
다음은 상술한 본 발명에 따른 보강용 콘크리트 구조물을 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법에 대한 바람직한 실시예를 설명한다.
먼저, 도 6에 도시된 바와 같이, 보수가 필요한 기설 콘크리트 구조물(1)의 표면에 불필요한 부분을 제거하고, 표면을 깨끗하고 매끄럽게 하는 치핑(chiping)을 수행한다(제1단계).
본 발명에 따른 보강용 콘크리트 구조물을 이용한 보수공법의 제1단계에서는, 기설 콘크리트 구조물(1)의 표면을 공기타격식 함마비트의 타격에 의해 비건전부(균열, 열화, 부식 등)를 절삭하여 매끈하게 할 수 있으며, 필요시 요철홈을 각설하여 부착력을 강화한다.
공기타격식 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 소정깊이의 고정홈(1a)을 다수 형성한다.
그리고 상기 고정홈(1a)에 접착제를 도포하고, 상기 전단연결체(100)를 상기 고정홈(1a)에 삽입하여 고정한다.(제3단계)
다음, 상기 고정홈(1a)에 상기 유동성 전단연결체(100)가 고정된 후, CSA계 시멘트 35 ~ 60 중량%, 규사 35 ~ 60 중량%, 분말수지 2 ~ 10 중량%, 섬유보강재 0.5 ~ 2.0 중량% 및 기능성 혼화제 0.5 ~ 5.0 중량%를 포함하는 새로운 수축저감 조강용 보수몰탈을 기설 콘크리트 구조물(1) 표면에 타설하여 보강용 콘크리트 구조물(2)을 생성하고, 이에 따라 상기 전단연결체(100)의 연결봉(20) 몸체(21)가 상기 보강용 콘크리트 구조물(2)에 매설된다(제4단계).
즉, 보강용 콘크리트 구조물(2)은 새로운 보수몰탈의 타설 후 수분이 증발하면서 건조수축되어 단단히 굳어져 형성되는 것으로 이때, 상기 보강용 콘크리트 구조물(2)에 매설되는 상기 연결봉(20)의 몸체(21)가 보수몰탈(콘크리트)의 수축에 따라 소정범위 내에서 유동되며, 이에 따라 상기 보강용 콘크리트 구조물(2)의 파손위험이 현저히 줄고, 보강용 콘크리트 구조물(2)을 더욱 단단히 지지할 수 있는 현저한 효과가 있다.
다음은 본 발명에 따른 보강용 콘크리트 구조물을 이용한 기설 콘크리트 구조물의 또 다른 보수공업 실시예를 설명한다.
먼저, 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 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 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, CSA계 시멘트 35 ~ 60 중량%, 규사 35 ~ 60 중량%, 분말수지 2 ~ 10 중량%, 섬유보강재0.5 ~ 2.0 중량% 및 기능성 혼화제 0.5 ~ 5.0 중량%를 포함하는 수축저감 조강용 보수몰탈의 타설에 의한 보강용 콘크리트 구조물(2)을 기설 콘크리트 구조물(1) 표면에 생성하고, 이로 인해 상기 연결봉(20)의 몸체(21)가 새로운 보수몰탈의 경화와 함께 보강용 콘크리트 구조물(2)에 매설되어 기설 콘크리트 구조물(1)과 보강용 콘크리트 구조물(2)이 전단연결체(100)에 의해 일체화된다(제5단계).
상기 제5단계에서, 새로운 보수몰탈의 타설에 의한 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 이때, 상기 유동성 전단연결체(100)는 상기 보강용 콘크리트 구조물(2)에 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.
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 : 유동구 10b : 유동홈
20 : 연결봉 21 : 몸체
21a : 나사산 22 : 걸림뭉치
25 : 지지너트 30 : 패킹부재
40 : 탄성스프링 50 : 쐐기
100 : 전단연결체
1a : 고정홈 10 : 고정관
10a : 유동구 10b : 유동홈
20 : 연결봉 21 : 몸체
21a : 나사산 22 : 걸림뭉치
25 : 지지너트 30 : 패킹부재
40 : 탄성스프링 50 : 쐐기
100 : 전단연결체
Claims (5)
- 기설 콘크리트 구조물(1)과, 수축저감 조강형 보수몰탈의 타설에 의해 형성되어 상기 기설 콘크리트 구조물(1)을 보수/보강하는 보강용 콘크리트 구조물(2)이 일체화되는 콘크리트 구조물에 있어서,
상기 수축저감 조강형 보수몰탈은,
CSA계 시멘트 35 ~ 60 중량%, 규사 35 ~ 60 중량%, 분말수지 2 ~ 10 중량%, 섬유보강재 0.5 ~ 2.0 중량% 및 기능성 혼화제 0.5 ~ 5.0 중량%를 포함하고,
상기 기설 콘크리트 구조물(1)과 보강용 콘크리트 구조물(2)은 소정길이의 유동성 전단연결체(100)에 의해 일체화되며,
상기 유동성 전단연결체(100)는,
내부는 관통되고, 전면에 소정 반경의 유동구(10a)가 형성되며, 상기 기설 콘크리트 구조물(1)에 매설되는 고정관(10);
상기 유동구(10a)를 관통하여 상기 고정관(10)의 전방에서 상하, 좌우 유동 가능하게 돌출되는 몸체(21)가 상기 보강용 콘크리트 구조물(2)에 매설되어 상기 보강용 콘크리트 구조물(2)의 수축에 따라 소정범위 유동되며, 상기 몸체(21)의 후단부에는 상기 고정관(10)의 내부에서 상기 유동구(10a)에 걸리는 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 수축저감 조강형 보수몰탈과 유동성 전단연결체를 이용한 콘크리트 구조물.
- 기설 콘크리트 구조물(1)과, 수축저감 조강형 보수몰탈의 타설에 의해 형성되어 상기 기설 콘크리트 구조물(1)을 보수/보강하는 보강용 콘크리트 구조물(2)이 일체화되는 콘크리트 구조물에 있어서,
상기 수축저감 조강형 보수몰탈은,
CSA계 시멘트 35 ~ 60 중량%, 규사 35 ~ 60 중량%, 분말수지 2 ~ 10 중량%, 섬유보강재 0.5 ~ 2.0 중량% 및 기능성 혼화제 0.5 ~ 5.0 중량%를 포함하고,
상기 기설 콘크리트 구조물(1)과 보강용 콘크리트 구조물(2)은 소정길이의 유동성 전단연결체(100)에 의해 일체화되며,
상기 유동성 전단연결체(100)는,
내부는 관통되고, 전면에 소정 반경의 유동구(10a)가 형성되며, 상기 기설 콘크리트 구조물(1)에 매설되는 고정관(10);
상기 유동구(10a)를 관통하여 상기 고정관(10)의 전방에서 상하, 좌우 유동 가능하게 돌출되는 몸체(21)가 상기 보강용 콘크리트 구조물(2)에 매설되어 상기 보강용 콘크리트 구조물(2)의 수축에 따라 소정범위 유동되며, 상기 몸체(21)의 후단부에는 상기 고정관(10)의 내부에서 상기 유동구(10a)에 걸리는 걸림뭉치(22)가 형성되는 연결봉(20); 및
상기 고정관(10)의 내부에 삽입되어 상기 연결봉(20)을 지지하는 탄성스프링(40);을 포함하는 것을 특징으로 하는 수축저감 조강형 보수몰탈과 유동성 전단연결체를 이용한 콘크리트 구조물.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 고정관(10)의 후단부에는 길이방향의 유동홈(10b)이 적어도 하나 형성되고, 상기 고정관(10)의 후단부 내측으로 상기 유동홈(10b)이 벌어지면서 상기 고정관(10)의 외경이 커지도록 하는 쐐기(50)가 억지끼움되는 것을 특징으로 하는 수축저감 조강형 보수몰탈과 유동성 전단연결체를 이용한 콘크리트 구조물.
- 제1항에 있어서,
상기 고정관(10) 내부에서 상기 걸림뭉치(22)와 상기 패킹부재(30) 사이에는 탄성스프링(40)이 구비되는 것을 특징으로 하는 수축저감 조강형 보수몰탈과 유동성 전단연결체를 이용한 콘크리트 구조물
- 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 전단연결체(100)를 상기 고정홈(1a)에 삽입하여 고정하는 제3단계; 및
수축저감 조강형 보수몰탈의 의한 청구항 제1항 또는 제2항의 보강용 콘크리트 구조물(2)을 기설 콘크리트 구조물(1)의 표면에 타설하고, 상기 보강용 콘크리트 구조물(2)의 건조수축에 따라 상기 유동성 전단연결체(100)의 연결봉(20) 몸체(21)가 유동하면서 상기 보강용 콘크리트 구조물(2)에 매설되는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수공법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170004313A KR101760230B1 (ko) | 2017-01-11 | 2017-01-11 | 수축저감 조강형 보수몰탈과 유동성 전단연결체를 이용한 콘크리트 구조물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020170004313A KR101760230B1 (ko) | 2017-01-11 | 2017-01-11 | 수축저감 조강형 보수몰탈과 유동성 전단연결체를 이용한 콘크리트 구조물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101760230B1 true KR101760230B1 (ko) | 2017-07-20 |
Family
ID=59443305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020170004313A KR101760230B1 (ko) | 2017-01-11 | 2017-01-11 | 수축저감 조강형 보수몰탈과 유동성 전단연결체를 이용한 콘크리트 구조물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101760230B1 (ko) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109665796A (zh) * | 2019-01-18 | 2019-04-23 | 甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司 | 一种不中断交通桥梁加固用复合砂浆 |
| KR102065962B1 (ko) * | 2019-09-03 | 2020-01-14 | 주식회사 고보코리아 | 벽면 보수방법 |
| KR102224215B1 (ko) | 2020-07-30 | 2021-03-09 | 주식회사 한강이앤씨 | 균열 저항성 및 수축 저항성을 갖는 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 단면보수공법 |
| KR20210049657A (ko) * | 2019-10-25 | 2021-05-06 | 한양대학교 산학협력단 | 초속경 고강도-고인성 섬유보강 시멘트 복합체 |
| KR102338230B1 (ko) | 2021-06-29 | 2021-12-15 | 강신쾌 | 수축저감형 폴리머개질 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 단면 복구 및 보수방법 |
| KR102414943B1 (ko) | 2021-11-24 | 2022-06-30 | 백지웅 | 수축 저감형 초조강 및 조강 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로포장 유지보수공법 |
-
2017
- 2017-01-11 KR KR1020170004313A patent/KR101760230B1/ko active IP Right Grant
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| KR20210049657A (ko) * | 2019-10-25 | 2021-05-06 | 한양대학교 산학협력단 | 초속경 고강도-고인성 섬유보강 시멘트 복합체 |
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