KR101839561B1 - 학교 건축물 등 저층건축물의 외부벽체 또는 내부벽체의 내진 보강공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조적벽체 또는 콘크리트 벽체로 이루어진 학교 건축물 등의 저층건축물의 외부벽체 또는 내부벽체의 내진 보강은 물론, 통기성을 유지시켜 구조물의 열화방지 및 구조물에 부착한 보강부재의 탈락을 방지할 수 있는 학교 건축물 등 저층건축물의 외부벽체 또는 내부벽체의 내진 보강공법에 관한 것으로, 구조물의 부족분의 휨 모멘트를 산출한 후 통기성이 있는 레진을 통해 유리섬유시트, 탄소섬유보강판으로 이루어진 보강부재들을 부착하고, 통기성이 있는 도료를 이용하여 마감처리 함으로써, 지진과 같은 외력 발생시 구조물의 수직방향 연장길이에 따른 휨 모멘트 발생량을 통해 부족분의 보강량을 산출한 후 이를 통해 보강벽체의 보강을 실시하여 내진 보강력을 향상시킬 수 있고, 통기성이 있는 레진 및 도료를 이용함으로써 구조물에서 발생하는 수증기를 외부로 배출시켜 구조물의 열화방지 및 수증기에 의한 보강재와 도료의 들뜸현상을 방지할 수 있도록 하여 내진보강력을 향상시킬 수 있는 학교 건축물 등 저층건축물의 외부벽체 또는 내부벽체의 내진 보강공법을 제공한다.

Description

학교 건축물 등 저층건축물의 외부벽체 또는 내부벽체의 내진 보강공법{Seismic retroffiting of outer wall or inner wall of low-rise buildings such as school buildings}

본 발명은 조적벽체 또는 콘크리트 벽체로 이루어진 학교 건축물 등의 저층건축물의 외부벽체 또는 내부벽체의 내진 보강은 물론, 통기성을 유지시켜 구조물의 열화방지 및 구조물에 부착한 보강부재의 탈락을 방지할 수 있는 학교 건축물 등 저층건축물의 외부벽체 또는 내부벽체의 내진 보강공법에 관한 것이다.

일반적으로, 다양한 형태를 갖는 토목, 건축 구조물이 지진에 의한 지내력부족으로 갑자기 붕괴되어, 생명 및 재산을 손상시키는 일이 전세계적으로 반복되고 있다.

토목, 건축 구조물의 붕괴현상은 구조물을 구성하는 부재가 과도한 하중이나 내력부족에 의해서 파괴되고, 이것이 건축 구조물의 안정성을 손상하여 그 형상을 현저하게 변형시키면서 내부의 공간이 감소함으로써 일어난다.

건축물의 경우에는 팬 케이크와 같이 바닥이 접혀 포개지거나, 파괴되는 일이 흔하였다. 교량에서는 교각이 파괴되어 붕괴되는 사례가 많다. 따라서, 토목, 건축 구조물에서 기둥 또는 교각을 보강하여 파괴를 제어하는 한편, 상기 기둥이 파괴된 후에도 구조의 전체적인 안정성이 손상되는 것을 피할 수만 있다면 구조물의 급격한 붕괴는 억제할 수 있게 되어 인명이나 재산이 손상되는 가능성을 줄일 수 있는 것이다.

종래의 경우, 토목, 건축 구조물의 붕괴를 회피하고 그 안전성을 확보하기 위해서 다음과 같은 방법이 채용되고 있었다.

첫째, 기둥의 자중과 돌발적인 외력을 합친 것을 고려하여 사전에 설정한 필요하중에서 파괴되지 않도록 단면 등을 결정한다.

둘째, 설치후 예상되는 돌발적인 외력이 증가하거나, 기둥의 노후화 등으로 내력이 감소했을 때 기둥의 단면적을 증가시키거나, 재료의 강도를 높인다. 또한, 기둥의 주위면에 철판이나 탄소섬유 등의 고강도 부재를 설치하고, 기둥의 항복 강도나 파괴에 이르기까지의 에너지 흡수성능(인성)을 증가시킨다.

셋째, 지진력에 대한 면진 장치를 설치하여 그 힘을 감소시킨다.

넷째, 지진에 의해 건축 구조물이 손상을 받은 경우에는 응급 피재 판정을 실행하여 손상의 정도에 따라 출입금지 조치를 강구하였다. 또한, 설계기준이 개정되고, 상정되는 지진 하중이 증가한 경우에는 기존의 건축 구조물에 대하여 내진 진단을 실시하여, 위험하다고 판정된 것에 대해서는 내진 개수, 보강을 장려하고 있었다.

그러나, 종래기술에 의한 방법은 모두 사전에 설정되어 있는 지진 등의 돌발적인 외력의 상정 레벨(설계값)과의 관계에 의거하는 것으로, 이 상정 레벨을 넘은 힘이 기둥 또는 보에 작용하는 경우에는 기둥 또는 보가 파괴되어 버리기 때문에 토목, 건축 구조물 전체의 안정성을 확보할 수 있다는 보장은 없었다.

또한, 공사에 드는 비용, 시간, 재료가 신설비용과 동등하지는 않더라도 상당한 비율에 도달해, 그 비용부담을 견딜 수 없는 경우도 많았다. 또한, 더욱 구하기 어려운 용접공, 철근공, 마무리공 등의 숙련공을 필요로 하는 경우도 많다. 따라서, 기존의 토목, 건축 구조물이 지진에 의한 손상 등으로 위험성이 높다고 알려져 있는 경우라도 경제적, 물리적 제약으로 보강을 실행할 수 없는 경우가 많았다. 또한, 지진 후에 응급 위험도를 판정할 때에, 건축 구조물 내에 출입한 조사원이 여진 등으로 구축물의 붕괴에 말려들거나, 경미한 손상이므로 안전하다고 판정된 건축물에 거주자나 사용자가 출입할 때 여진 등으로 붕괴되면서 다수의 사상자를 야기하기도 하였다.

한편, 이와 관련한 종래기술로는 대한민국 공개특허 제10-2012-0114101호(2012.10.16)가 제안된 바 있다.

이 공개특허는 콘크리트 구조물 표면에 수직방향으로 연성강화 패널을 부착한 후, 이 연성강화 패널의 표면으로 섬유벨트를 설치하는 구조로 이루어져 있어, 기둥, 보, 벽체 등이 지진 발생으로 인해 파괴 또는 변형될지라도 급격한 붕괴를 억제할 수 있도록 구성된다.

하지만, 상술한 공개특허는 콘크리트 구조물 표면에 연성강화 패널을 부착한 형태로 구성되어 있기 때문에 충분한 강성을 형성하기가 어려운 문제점이 있었다.

본 발명에 따른 학교 건축물 등 저층건축물의 외부벽체 또는 내부벽체의 내진 보강공법은 지진과 같은 외력 발생시 구조물의 수직방향 연장길이에 따른 휨 모멘트 발생량을 통해 부족분의 보강량을 산출한 후 이를 통해 보강벽체의 보강을 실시하여 내진 보강력을 향상시킬 수 있는 학교 건축물 등 저층건축물의 외부벽체 또는 내부벽체의 내진 보강공법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 통기성이 있는 레진 및 도료를 이용함으로써 구조물에서 발생하는 수증기를 외부로 배출시켜 구조물의 열화방지 및 수증기에 의한 보강재와 도료의 들뜸현상을 방지할 수 있도록 하여 내진보강력을 향상시키는데 있다.

본 발명은 보강량 산출단계를 통해 구조물의 휨 모멘트의 부족분을 확인한 후 높이별로 휨 모멘트에 따른 보강을 실시하여 내진 보강력을 향상시킬 수 있다.

특히, 탄소보강섬유판을 통한 내진 보강시 기둥 또는 슬라브와 연결가능한 앵커판을 이용하여 탄소섬유보강판의 단부를 고정함으로써 보강벽체의 내진보강 뿐만 아니라 보강벽체와 기둥을 일체화시켜 보강력을 더욱 향상시킬 수 있다.

그리고 보강벽체를 보강하기 위한 유리섬유시트를 알칼리 저항성이 있는 재질을 이용함으로써 알칼리성을 띠는 보강벽체에 부착시 화학적으로 안정성을 유지할 수 있다.

아울러, 유리섬유시트를 부착하기 위한 통기성 레진 및 외관을 미려하게 하면서 이물질이 잘 부착되지 않는 성능을 가진 통기성 도료를 통해 구조물에서 발생하는 수증기가 외부로 배출될 수 있도록 하여 구조물의 열화를 방지하는 한편 수증기에 의한 보강부재들 및 도료의 들뜸현상을 방지할 수 있는 유용한 발명이다.

도 1은 본 발명에 따른 학교 건축물 등 저층건축물의 외부벽체 또는 내부벽체의 내진 보강공법의 순서를 도시한 블록도.
도 2는 조적벽일 때에 학교 건축물 등 저층건축물의 외부벽체 또는 내부벽체의 내진 보강공법을 통해 내진보강을 실시한 상태를 도시한 상태도.
도 3은 도 2의 A - A 단면도.
도 4는 콘크리트 벽체일 때에 학교 건축물 등 저층건축물의 외부벽체 또는 내부벽체의 내진 보강공법을 통해 내진보강을 실시한 상태를 도시한 상태도.
도 5는 본 발명에서의 앵커판을 도시한 평면도.
도 6은 기둥의 휨 모멘트 발생에 따른 휨균열 상태를 도시한 상태도.
도 7은 본 발명에서 다층 또는 높이가 높은 구조물 보강 상태를 도시한 상태도.
도 8은 본 발명의 시공사례를 촬영한 사진.

이하, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명의 구성에 대해 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

본 발명은 기둥 사이의 조적벽 또는 콘크리트 벽체 중 어느 하나 이상의 형태로 이루어진 보강벽체를 포함하는 구조물의 구조계산을 통해 구조물의 층별 또는 구조물의 높이별 지점의 휨 모멘트 부족분의 보강량을 산출하는 보강량 산출단계와, 상기 보강벽체의 표면에 모래분사 또는 고압세척수의 분사 또는 모래 및 고압세척수를 분사하되, 보강벽체의 단면 파손시에는 단면복구를 위한 보수재를 이용하여 보수한 후 평탄작업을 하고, 보강벽체가 조적벽일 경우에는 평탄작업을 위해 시멘트 모르타르를 도포하여 평탄작업 및 건조하는 바탕면 표면정리단계와, 상기 표면정리단계를 통해 정리된 보강벽체의 표면에 에폭시수지와 시멘트가 혼합된 통기성 레진을 도포한 탄소섬유보강판을 보강벽체에 부착시공하되, 보강량 산출단계에서 산출한 보강량을 기초로 하여 구조물의 휨 모멘트 부족분을 보강하기 위해 기둥과 맞닿는 양 가장자리의 보강벽체에 수직방향으로 탄소섬유보강판을 부착하고, 상기 수직방향으로 부착한 탄소섬유보강판 사이의 보강벽체에는 x자 형태로 교차하도록 탄소섬유보강판을 부착하는 탄소섬유보강판 시공단계와, 에톡시레이티이드 비스페놀-A 디아크릴레이트에스테르, 비스페놀-A 디메타아크릴레이트, 에톡시레이티이드 비스페놀-A 트리 메타아로 부터 선택되는 1종 이상의 아크릴계 모노머와 실리콘 아크릴레이트 모노머 및 개시제를 포함하는 아크릴계 수지 30 ∼ 40중량%, 비스페놀계 에폭시수지 10 ∼ 21중량%, 아민 경화제 5 ∼ 7중량%, 산화알루미늄, 이산화티탄, 실리카 중 선택된 어느 하나 이상의 필러 30 ∼ 40중량%, 안료 1 ∼ 2중량%로 이루어진 통기성 도료를 도포하는 통기성 도료 도포단계;를 포함하여 이루어지되, 상기 보강벽체가 조적벽일 경우에는 표면정리단계 이후에 알칼리 저항성 유리섬유시트를 보강벽체에 부착하는 유리섬유시트 시공단계를 실시한 후 탄소섬유판 시공단계를 실시함으로써 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.

1. 보강량 산출단계

우선, 본 발명에서 내진보강하고자 하는 구조물(10)은 통상적으로 기둥(11)과 보강벽체(12)로 이루어져 있으며, 특히, 상술한 보강벽체(12)의 경우에는 벽돌을 적층하여 쌓은 조적벽 형태이거나 콘크리트 벽체 중 어느 하나의 형태로 이루어져 있다.

이러한, 구조물(10)의 경우 지진과 같은 외력 발생시 휨 모멘트가 작용하여 축조된 구조물(10)이 휘어지게 되면서 붕괴될 수 있는데 내진설계가 적용되었던 구조물(10) 또는 내진설계가 반영되지 않은 구조물(10)의 부족분 휨 모멘트를 산출하는 단계이다.

즉, 본 단계는 구조물(10)에 가해지는 외력(지진력)을 산정하여 구조물(10)의 응력을 구하고, 이러한 응력을 자중응력, 열응력 및 기타의 응력과 조합하여 허용응력을 산출하게 되며 이는 건축기준법에 준한 정적인 설계진도와 시설 구조물의 고유 진동특성을 고려한 동적 해석을 통해 산출함으로써 본 단계를 완료하게 된다.

특히, 구조물(10)의 경우 지면과 가까운 위치의 구간에서 휨 모멘트가 많이 발생하게 되고, 수직방향으로 연장될수록 휨 모멘트가 줄어들게 된다.

따라서, 휨 모멘트의 부족분 산출시 빌딩과 같은 건축물일 경우에는 각 층별로 휨 모멘트의 부족분을 산출하도록 하고, 일반 구조물로서 층의 구획이 없는 구조물(10)의 경우 높이방향으로 일정간격 구획한 후 구획된 구간별로 휨 모멘트의 부족분을 산출하도록 한다.

2. 바탕면 표면정리단계

본 단계는 보강하고자 하는 구조물(10)의 표면을 정리하기 위한 단계로서, 열화된 표면에 부착된 이물질을 제거 작업과 동시에 평탄작업을 실시하게 된다.

여기서, 구조물(10) 표면의 이물질은 고압세척수의 분사나 모래분사 또는 이들의 조합을 통해 실시할 수 있다.

또한, 구조물(10) 표면의 단면 파손시에는 보수재를 이용하여 보수를 실시한 후에 상술한 평탄작업을 실시하여 표면정리단계를 완료할 수 있게 된다.

특히, 구조물(10)을 구성하는 보강벽체(12)가 조적벽 형태일 경우 평탄작업은 조적벽에 다수의 필러를 포함하여 시공시 내부에 다수의 기공이 형성될 수 있는 시멘트 모르타르를 도포하여 평탄작업을 실시하게 된다.

3. 유리섬유시트 시공단계

본 단계는 구조물(10)의 보강벽체(12)에 보강재의 하나인 유리섬유시트(20)를 부착시공하는 단계로서 도 2 내지 도 3에서와 같이 구조물(10)을 구성하는 보강벽체(12)가 벽돌로 쌓아올린 조적벽 형태일 경우, 표면정리단계 이후 탄소섬유보강판 시공단계 이전에 실시하게 된다.

따라서, 본 단계를 실시할 경우에는 유리섬유시트(20)의 표면에 탄소섬유보강판(30)을 x자 형태로 부착시공하게 된다.

여기서, 유리섬유시트(20)는 내화성 및 알칼리 저항성이 뛰어난 재질의 유리섬유로 이루어져 있다.

상기 유리섬유시트(20)는 이산화규소 46 ∼ 52중량%, 산화알루미늄 32 ∼ 38중량%, 지르코늄 13 ∼ 18중량%로 이루어져 있다.

우선, 이산화규소는 유리섬유를 이루기 위한 메인 재료로서 임계치 미만이면 유리섬유의 물성을 발휘하기가 어렵고, 임계치를 초과할 경우에는 알칼리 저항성 및 내화성을 위한 다른 구성요소들의 함유량이 줄어들게 되는 문제가 발생하게 된다.

다음으로, 산화알루미늄은 금속산화물로서 물속에서 수산화물을 형성하며, 이러한 수산화물은 외관의 기계적 강도 및 내화성을 향상시킬 수 있게 된다.

다음으로, 지르코니아는 산화지르코늄(ZrO₂)으로서 낮음 함량에서도 높은 인장강도 및 내알칼리성을 유지할 수 있게 된다.

이러한, 지르코니아를 임계치 미만으로 혼합할 경우에는 알칼리저항성이 낮아지게 되어 알칼리 성분을 가지는 보강벽체(12)에 유리섬유시트(20)의 시공시 화학적 변형이 발생할 우려가 있고, 임계치를 초과할 경우 상대적으로 산화알루미늄의 함량이 낮아지게 되어 내화성 및 기계적 강도가 낮아지는 문제가 발생하게 된다.

따라서, 상술한 유리섬유시트(20)는 알칼리성분인 구조물(10)에 의한 화학적 변형이 발생하지 않고 내화성이 뛰어나 보강재로서의 역할을 충분히 수행할 수 있게 된다.

더욱이, 유리섬유시트(20)의 시공 전에 구조물(10)의 보강벽체(12)에 통기성이 있는 유리섬유시트 부착 레진을 도포한 후에 유리섬유시트(20)를 부착시공하게 된다.

상기 유리섬유시트 부착 레진은 비스페놀계 에폭시 수지에 다수의 필러가 포함되어 통기성이 있는 재질로 이루어져 있다.

따라서, 구조물(10) 내에서 발생하는 수증기가 외부로 배출될 수 있도록 함으로써 수증기 미배출로 인한 구조물(10)의 열화를 방지하면서 구조물(10)의 보강벽체(12)에 보강된 유리섬유시트(20)의 조기 탈락을 방지하여 보강력을 향상시킬 수 있게 된다.

4. 탄소섬유보강판 시공단계

본 단계는 구조물(10)의 보강벽체(12)가 도 2에서와 같이 보강벽체(12)가 조적벽일 경우에는 유리섬유시트 시공단계 이후에 실시하고, 도 4에서와 같이 콘크리트 벽체일 경우에는 표면정리단계 이후에 실시하도록 하는 것으로, 탄소섬유보강판(30)을 구조물(10)에 부착하여 구조물(10)의 내진보강을 실시하기 위한 단계이다.

이러한, 탄소섬유보강판 시공단계는 앞서 실시한 보강량 산출단계에서 산출한 데이터를 토대로 하여 구조물(10)의 기둥(11)과 맞닿아 있는 보강벽체(12)의 양 단에 수직방향으로 연장되는 탄소섬유보강판(30)을 부착하도록 하고, 상기 수직방향으로 연장되도록 부착한 탄소섬유보강판(30) 사이의 보강벽체(12)에는 x자 형태로 탄소섬유보강판(30)을 부착하도록 한다.

여기서, 도 2 또는 도 4에서와 같이 상기 보강벽체(12)에 x자 형태로 부착한 탄소섬유보강판(30)의 양 끝단은 특별히 한정하는 것은 아니지만 수직방향으로 연장되도록 부착한 탄소섬유보강판(30)의 단부가 배치되어 있는 위치에 배치될 수 있도록 시공하는 것이 좋다.

이때에 본 단계에서의 상술한 탄소섬유보강판(30)의 단부에는 보강벽체(12)에 각각의 탄소섬유보강판(30)을 고정시키기 위한 앵커판(40)이 더 포함되어 구성될 수 있다.

상기 앵커판(40)은 도 5에서와 같이 탄소섬유보강판(30)을 덮는 형태로 배치되어 볼트(B)에 의해 보강벽체(12)에 부착한 탄소섬유보강판(30)을 고정시킬 수 있다.

또한, 상기 앵커판(40)의 측면에는 기둥 결합 플레이트(41)가 더 형성되어 기둥(11)에 볼트(B)를 통해 고정결합할 수 있도록 함으로써 탄소섬유보강판(30)을 통해 보강된 보강벽체(12)를 기둥(11)과 일체화시킬 수 있도록 구성된다.

특히, 슬라브(13)가 형성되어 있는 구조물(10)일 경우 상술한 앵커판(40)의 상단에 볼트를 통해 슬라브(13)와 고정 결합할 수 있는 슬라브 결합 플레이트(42)를 더 형성할 수 있다.

여기서, 상술한 보강량 산출단계에서는 구조물(10)의 층별 휨 모멘트 부족분을 산출하거나 층이 형성되지 않은 구조물(10)인 경우에는 수직방향으로 일정간격으로 구획하여 지점별로 휨 모멘트를 산출하여 휨 모멘트 부족분에 대한 데이터를 산출였다.

따라서, 도 6에서와 같이 기둥(11)에 부착하는 탄소섬유보강판(30)은 구조물(10)의 층별 또는 구획된 지점별로 탄소섬유보강판(30)을 부착함으로써 휨 모메트에 의한 휨균열을 방지할 수 있게 된다.

예컨대, 도 7과 같이 3층으로 이루어진 구조물(10)에서 1층의 휨 모멘트부족분이 300kN·m이고, 2층의 휨 모멘트 부족분이 200kN·m이며, 3층의 휨 모멘트 부족분이 100kN·m이라 가정하면, 구조물(10)의 보강벽체(12)에 수직방향으로 부착하는 탄소섬유보강판(30)은 3층의 높이까지는 100kN·m의 휨 모멘트를 지탱할 수 있는 것의 탄소섬유보강판(30)을 부착하고, 추가로 2층을 보강하기 위해 지면에서부터 2층 높이까지를 보강할 수 있도록 200kN·m의 휨 모멘트를 지탱할 수 있는 탄소섬유보강판(30)을 추가로 부착하며, 1층 보강을 위해 지면에서부터 1층 높이까지 300kN·m의 휨 모멘트를 지탱할 수 있는 탄소섬유보강판(30)을 추가로 부착함으로써 휨 모멘트에 따른 구조물(10)을 보강할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기와 같은 탄소섬유보강판(30)은 구조물(10)에 부착 시공 전에 탄소섬유보강판 부착 레진을 탄소섬유보강판(30)에 도포한 후에 부착시킬 수 있다.

5. 통기성 도료 도포단계

본 단계는 탄소섬유보강판 시공단계 이후에 실시하는 단계로서 육안상으로 미려하지 못한 구조물(10)의 표면에 통기성 도료를 도포하는 것이다.

여기서, 상술한 통기성 도료는 에톡시레이티이드 비스페놀-A 디아크릴레이트에스테르, 비스페놀-A 디메타아크릴레이트, 에톡시레이티이드 비스페놀-A 트리 메타아로 부터 선택되는 1종 이상의 아크릴계 모노머와 실리콘 아크릴레이트 모노머 및 개시제를 포함하는 아크릴계 수지 30 ∼ 40중량%, 비스페놀 A계 에폭시수지 10 ∼ 21중량%, 아민 경화제 5 ∼ 7중량%, 산화알루미늄, 이산화티탄, 실리카 중 선택된 어느 하나 이상의 필러 30 ∼ 40중량%, 안료 1 ∼ 2중량%로 이루어져 있다.

우선, 아크릴계 수지는 에톡시레이티이드 비스페놀-A 디아크릴레이트에스테르, 비스페놀-A 디메타아크릴레이트, 에톡시레이티이드 비스페놀-A 트리 메타아로 부터 선택되는 1종 이상의 아크릴계 모노머와 실리콘 아크릴 레이트 모노머, 유화제 및 개시제를 포함하여 이루어져 있다.

상기 실리콘 아크릴 레이트 모노머는 실리콘 단말기에 아크릴레이트가 있어 수지합성이 가능한 성분으로 통기성 도료 도포 이후 표면에 이물질이 부착되는 것을 방지하도록 작용한다.

다음으로, 상술한 아크릴계 수지를 구성하는 아크릴계 모노머는 도막의 경도 및 유연성, 모재와의 부착력, 작업성을 향상시키기 위해 포함된다.

다음으로, 비스페놀계 에폭시수지는 우수한 접착력 유지 및 재료의 내구성 등을 향상시킬 목적으로 사용되는 조성물의 주성분으로서, 1분자 중 적어도 2개 이상의 에폭시기를 가지고, 에폭시 당량이 100∼500g/eq인 것이 바람직하며, 150∼300g/eq인 것이 더욱 바람직하다.

상기 에폭시 수지로는, 비스페놀A, 비스페놀E, 비스페놀F, 비스페놀M, 비스페놀S, 비스페놀H 등의 비스페놀형 에폭시수지, 글리시딜 에테르계 에폭시수지, 글리시딜 아민계 에폭시수지, 페놀 노볼락형 에폭시수지, 크레졸 노볼락형 에폭시수지, 다이머산 변성 에폭시수지 등을 들 수 있다.

이 중 본 발명에서는 비스페놀A계 에폭시수지를 이용하며, 이에 대한 함량비율은 특별히 한정하는 것은 아니지만, 26 ∼ 35중량%를 혼합하여 사용하도록 한다.

만약, 상기 임계치 미만으로 혼합할 경우 조성물의 기계적 물성이 불량해지며, 이를 초과할 경우 조성물의 압축강도가 저하되는 문제점이 발생하게 된다.

다음으로, 아민 경화제는 수용성 또는 수분산성이고, 분자 당 2개 이상의 활성 수소 원자를 함유하는 물질이다. 이러한 아민경화제의 예로는 화학식 H₂N-T-(NH-T)UNH₂에 의해 표시되는 알킬렌 폴리아민이며, 여기에서 'T'는 0이상이고 5이하이다. 이러한 알킬렌 폴리아민으로는 에틸렌 디아민, 디에틸렌 트리아민, 트리에틸렌 테트라아민, 테트라에틸렌 펜타민, 펜타에틸렌 헥사민, 프로필렌 디아민, 디부틸렌 트리아민, 헥사메틸렌 디아민 및 이들의 에톡실화되고 프로폭실화된 첨가생성물 등이 있다. 또한, 유용한 조경화제로는 아미노에틸피페라진, 2-메틸펜탄디아민, 폴리에틸렌이민 및 지환족 아민이 있다.

이러한, 아민경화제는 부착력과 유연성 향상 및 반응을 지연시켜 작업시간을 연장함으로써 현장 작업성을 원활하게 하기 위한 역할을 한다. 이러한, 아민경화제는 부착성, 내수성 및 내충격성이 우수하다.

상기와 같은 아민경화제는 임계치 미만일 경우 에폭시 레진의 부착력 및 유연성 부족으로 인한 기계적 특성이 저하되어 섬유보강재의 부착강도가 낮아지게 되고, 임계치를 초과할 경우에는 주제와 혼합시 경화시간 지연으로 인한 시공성이 불량해지고 내약품성이 저하될 우려가 있다.

다음으로, 필러는 산화알루미늄, 이산화티탄, 실리카 중 선택된 어느 하나 이상의 성분을 혼합하여 사용한다.

상술한 필러는 통기성 도료의 내화력을 높여 화재에 안정적이면서 화학적인 환경 내에서도 안정적이어서 구조물(10)을 보호할 수 있는 효과를 얻을 수 있게 된다.

특히, 상술한 필러에 의해 본 발명에서의 통기성 도료는 통기성을 유지할 수 있게 되어 구조물(10)에서 발생하는 수증기가 외부로 배출되도록 함으로써 수증기에 의한 도료의 들뜸현상을 방지함은 물론, 구조물의 열화도 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있게 된다.

이러한 필러는 임계치 미만으로 혼합할 경우 통기성이 저하됨은 물론 내화력이 저하되고, 임계치를 초과할 경우 부착력이 저하되는 문제가 발생하게 된다.

다음으로, 안료는 본 발명의 통기성 도료에 색상을 발현하기 위한 것으로 상세한 설명은 생략하도록 한다.

상기와 같은 통기성 도료는 다수의 필러에 의해 통기성이 유지되어 유리섬유시트(20)에 도포시 구조물(10)의 보강벽체(12)에서 발생하는 수증기가 유리섬유시트(20) 및 통기성 도료를 통과하여 외부로 배출될 수 있도록 함으로써 구조물(10)의 열화를 방지하는 한편, 발생하는 수증기에 의한 도료의 들뜸현상을 방지할 수 있다.

특히, 도료에 포함된 아크릴계 수지에 의해 표면에 이물질이 부착되는 현상을 방지하여 항상 외관을 미려한 상태로 유지할 수 있음은 물론, 통기성 도료에 포함된 산화알루미늄, 이산화티탄, 실리카 중 선택된 어느 하나 이상의 성분으로 이루어진 필러에 의해 화학적으로 안정성을 유지할 수 있는 효과를 얻을 수 있게 된다.

상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술자들에게 있어 명백한 것이다.

B : 볼트
10 : 구조물
11 : 기둥 12 : 보강벽체
20 : 유리섬유시트
30 : 탄소섬유보강판
40 : 앵커판
41 : 기둥 결합 플레이트 42 : 슬라브 결합 플레이트

Claims (4)

1. 기둥 사이의 조적벽 또는 콘크리트 벽체 중 어느 하나 이상의 형태로 이루어진 보강벽체를 포함하는 구조물의 구조계산을 통해 구조물의 층별 또는 구조물의 높이별 지점의 휨 모멘트 부족분의 보강량을 산출하는 보강량 산출단계;
   상기 보강벽체의 표면에 모래분사 또는 고압세척수의 분사 또는 모래 및 고압세척수를 분사하되, 보강벽체의 단면 파손시에는 단면복구를 위한 보수재를 이용하여 보수한 후 평탄작업을 하고, 보강벽체가 조적벽일 경우에는 평탄작업을 위해 시멘트 모르타르를 도포하여 평탄작업 및 건조하는 바탕면 표면정리단계;
   상기 표면정리단계를 통해 정리된 보강벽체의 표면에 에폭시수지와 시멘트가 혼합된 통기성 레진을 도포한 탄소섬유보강판을 보강벽체에 부착시공하되, 보강량 산출단계에서 산출한 보강량을 기초로 하여 구조물의 휨 모멘트 부족분을 보강하기 위해 기둥과 맞닿는 양 가장자리의 보강벽체에 수직방향으로 탄소섬유보강판을 부착하고, 상기 수직방향으로 부착한 탄소섬유보강판 사이의 보강벽체에는 x자 형태로 교차하도록 탄소섬유보강판을 부착하는 탄소섬유보강판 시공단계;
   에톡시레이티이드 비스페놀-A 디아크릴레이트에스테르, 비스페놀-A 디메타아크릴레이트, 에톡시레이티이드 비스페놀-A 트리 메타아로 부터 선택되는 1종 이상의 아크릴계 모노머와 실리콘 아크릴레이트 모노머, 유화제 및 개시제를 포함하는 아크릴계 수지 30 ∼ 40중량%, 비스페놀계 에폭시수지 10 ∼ 21중량%, 아민 경화제 5 ∼ 7중량%, 산화알루미늄, 이산화티탄, 실리카 중 선택된 어느 하나 이상의 필러 30 ∼ 40중량%, 안료 1 ∼ 2중량%로 이루어진 통기성 도료를 도포하는 통기성 도료 도포단계;를 포함하여 이루어지되, 상기 보강벽체가 조적벽일 경우에는 표면정리단계 이후에 알칼리 저항성 유리섬유시트를 보강벽체에 부착하는 유리섬유시트 시공단계를 실시한 후 탄소섬유판 시공단계를 실시하는 것에 특징이 있는 학교 건축물 등 저층건축물의 외부벽체 또는 내부벽체의 내진 보강공법.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 유리섬유시트 시공단계에서의 유리섬유시트는 비스페놀계 에폭시 수지에 다수의 필러가 포함되어 있는 유리섬유시트 부착 레진을 보강벽체에 도포한 후 시공하는 것에 특징이 있는 학교 건축물 등 저층건축물의 외부벽체 또는 내부벽체의 내진 보강공법.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 탄소섬유보강판 시공단계는 수직 및 x자 형태로 보강벽체에 부착 시공한 탄소섬유보강판을 볼트에 의해 결합할 수 있는 앵커판을 부착하여 탄소섬유보강판을 결합하고,
   상기 앵커판에는 보강벽체와 맞닿는 기둥에 결합할 수 있는 기둥 결합 플레이트가 형성되어 볼트를 통해 기둥에 고정연결되도록 시공하는 것에 특징이 있는 학교 건축물 등 저층건축물의 외부벽체 또는 내부벽체의 내진 보강공법.
   
4. 제3항에 있어서, 상기 앵커판의 상단에는 슬라브에 볼트를 통해 앵커판을 고정시킬 수 있는 슬라브 결합 플레이트가 더 포함되어 구성되는 것에 특징이 있는 학교 건축물 등 저층건축물의 외부벽체 또는 내부벽체의 내진 보강공법.

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