KR101907917B1 - 콘크리트 구조물의 보수 보강 구조 및 공법 - Google Patents

콘크리트 구조물의 보수 보강 구조 및 공법 Download PDF

Info

Publication number
KR101907917B1
KR101907917B1 KR1020180040235A KR20180040235A KR101907917B1 KR 101907917 B1 KR101907917 B1 KR 101907917B1 KR 1020180040235 A KR1020180040235 A KR 1020180040235A KR 20180040235 A KR20180040235 A KR 20180040235A KR 101907917 B1 KR101907917 B1 KR 101907917B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
parts
fiber
repair
staple
Prior art date
Application number
KR1020180040235A
Other languages
English (en)
Inventor
이광진
Original Assignee
이광진
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이광진 filed Critical 이광진
Priority to KR1020180040235A priority Critical patent/KR101907917B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101907917B1 publication Critical patent/KR101907917B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/52Multiple coating or impregnating multiple coating or impregnating with the same composition or with compositions only differing in the concentration of the constituents, is classified as single coating or impregnation
    • C04B41/522Multiple coatings, for one of the coatings of which at least one alternative is described
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/4501Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with preformed sheet-like elements
    • C04B41/4503Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with preformed sheet-like elements having an adhesive layer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/4505Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements characterised by the method of application
    • C04B41/455Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements characterised by the method of application the coating or impregnating process including a chemical conversion or reaction
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/4596Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with fibrous materials or whiskers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/46Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with organic materials
    • C04B41/48Macromolecular compounds
    • C04B41/488Other macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
    • C04B41/4884Polyurethanes; Polyisocyanates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
    • C04B41/5098Cermets
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04GSCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G23/00Working measures on existing buildings
    • E04G23/02Repairing, e.g. filling cracks; Restoring; Altering; Enlarging
    • E04G23/0203Arrangements for filling cracks or cavities in building constructions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/72Repairing or restoring existing buildings or building materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Working Measures On Existing Buildindgs (AREA)

Abstract

콘크리트 구조물의 보수 보강 구조 및 공법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 보수 보강 구조는 콘크리트 구조물의 균열 부위 또는 박락 부위에 충전되는 보수 보강 조성물; 상기 보수 보강 조성물 상부를 덮도록 형성되는 단열도막층; 및 상기 단열도막층 상부를 덮도록 형성되는 강도보강층을 포함한다. 본 발명의 구체예들에 따른 콘크리트 구조물의 보수 보강 구조 및 공법은 열화 현상에 대해 내구성 및 방수성을 보강할 수 있으며, 나아가 단열 성능도 향상시킬 수 있다.

Description

콘크리트 구조물의 보수 보강 구조 및 공법{REPAIRING AND REINFORCING STRUCTURE OF CONCRETE BUILDING, AND THE METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 콘크리트 구조물의 균열, 박락 부위에 대한 보수 보강 구조 및 그 공법에 관한 것이다.
콘크리트 구조물은 부식 팽창 등으로 구조물이 열화되면서 장기적으로 내구성 및 사용성이 저하된다. 구조물의 열화가 계속 진행되면 결국 구조물의 붕괴를 초래할 위험성이 있으므로 지속적으로 보수하고 관리할 필요가 있다. 구조물 표면의 박리 또는 초기 결함이나 균열의 발생은 열화 요인의 이동을 용이하게 하여 열화의 진행을 촉진시키므로 철근 콘크리트 구조물의 안정성 및 성능 확보를 위해서는 열화 초기에 보수 보강을 실시하여 더 이상의 열화 진행을 억제하고 내구성능을 향상시킬 필요가 있다.
건축물을 유지 관리하는 과정에서 구조적 성능의 열화가 발견되면, 이를 보완하기 위해 수행되는 공사를 보수, 보강공사라 한다. 구체적으로 보수공사는 경미한 열화현상을 원상 복원하는 공사로 추가적인 구조체의 신설, 단면증가 등이 발생하지 않는 수준을 의미하고, 보강공사는 구조안정성을 확보하기 위해 구조체를 신설하거나 보완하는 공사를 의미한다.
콘크리트 구조물에 균열 등의 파손이 발생하면 방수 성능 저하, 철근 부식, 내구성 저하, 강도 저항 등으로 치명적인 결함을 초래할 수 있다. 따라서 균열이 발생된 콘크리트 구조물에 대해서는 방수성, 내구성을 회복하기 위하여 또는 구조물의 안정성, 미관성 등을 고려하여 보수 보강 구조가 이루어지며, 이를 위한 많은 연구개발이 이루어지고 있다.
한국공개특허 제10-2016-0116512호 (2016.10.10 공개) 한국공개특허 제10-2012-0021462호 (2012.03.09 공개)
본 발명은 콘크리트 구조물의 균열, 박락 부위에 적용되는 보수 보강 구조 및 공법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 콘크리트 구조물의 균열 부위 또는 박락 부위에 충전되는 보수 보강 조성물; 상기 보수 보강 조성물 상부를 덮도록 형성되는 단열도막층; 및 상기 단열도막층 상부를 덮도록 형성되는 강도보강층을 포함하고, 상기 보수 보강 조성물은 포틀랜드 시멘트 70~90 중량부; 슬래그 시멘트 20~25 중량부; 가용성 규산염 50~60 중량부; 리튬실리케이트 40~45 중량부; 메톡시실란 10~15 중량부; 팽창제 10~15 중량부; 잔골재 120~140 중량부; 스테아린산계 발수제 10~15 중량부; 리그노설포네이트 20~30 중량부; 아질산나트륨 3~5 중량부; 탄산나트륨 40~45 중량부; 폴리실록산 10~15 중량부; 혼화제 10~20중량부; 셀룰로스섬유 5~8 중량부를 포함하고, 상기 단열도막층은 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 40~50 중량부; 폴리에스테르 폴리올 50~60 중량부를 포함하는 주제와, 합성섬유사 15~20 중량부; 폴리부타디엔 디올 30~50 중량부; 에틸렌디아민 1~2 중량부; 탄산칼슘 40~60 중량부; 촉매 1~2 중량부를 포함하는 경화제를 포함하고, 상기 강도보강층은 폴리에스테르 섬유인 제1 단섬유로 형성된 웨브와, 유리섬유인 제2 단섬유로 형성된 웨브와, 탄소섬유인 제3 단섬유로 형성된 웨브가 상호 결합된 면상의 단섬유 결합체가 열경화성 접착수지로 형성된 시트체와 일체화 된 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수 보강 구조가 제공될 수 있다.
본 발명의 구체예들에 따른 콘크리트 구조물의 보수 보강 구조 및 공법은 열화 현상에 대해 내구성 및 방수성을 보강할 수 있으며, 나아가 단열 성능도 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 콘크리트 구조물의 보수 보강 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 콘크리트 구조물의 보수 보강 구조 시공방법의 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 하기의 설명은 본 발명을 구체적인 예시를 들어 기술하는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 기술적 사상이 하기의 설명에 한정되는 것은 아니다. 그리고 첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 첨부된 도면에 한정되지 않는다. 또한 도면에서 각 부재의 두께나 크기 등은 설명의 편의 등을 위해 과장, 생략, 개략적으로 도시될 수 있다.
본 명세서에 기재된 본 발명 구조에 대한 설명에서 위치관계나 방향은 특별히 언급하지 않는 한, 본 명세서에 첨부된 도면을 기준으로 한다.
본 명세서에 기재된 본 발명 구조에 대한 설명에서 공간에 대한 설명이나 위치관계에 대한 설명은 본 발명을 이루는 구성요소들 간의 상대적인 위치를 의미한다. 또한 특별히 언급하지 않는 한, 하나의 구성요소와 다른 구성요소 사이의 공간에는 또 다른 구성요소가 존재할 수 있다. 예를 들어 본 명세서에서 하나의 구성요소의 "상부에" 또는 "위에"다른 구성요소가 위치함을 언급하는 경우, 하나의 구성요소의 바로 위에 다른 구성요소가 위치하는 경우 뿐만 아니라, 하나의 구성요소와 다른 구성요소들 사이에 또 다른 구성요소가 위치하는 경우까지를 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 콘크리트 구조물의 보수 보강 구조(100)를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 콘크리트 구조물의 보수 보강 구조(100, 이하 보수 보강 구조)는 콘크리트 구조물(10)의 균열 부위(11) 또는 박락 부위(미도시)에 충전되는 보수 보강 조성물(110)과, 보수 보강 조성물(110) 상부를 덮도록 형성되는 단열도막층(120)과, 단열도막층(120) 상부를 덮도록 형성되는 강도보강층(130)을 포함한다.
보수 보강 조성물(110)은 포틀랜드 시멘트 70~90 중량부; 슬래그 시멘트 20~25 중량부; 가용성 규산염 50~60 중량부; 리튬실리케이트 40~45 중량부; 메톡시실란 10~15 중량부; 팽창제 10~15 중량부; 잔골재 120~140 중량부; 스테아린산계 발수제 10~15 중량부; 리그노설포네이트 20~30 중량부; 아질산나트륨 3~5 중량부; 탄산나트륨 40~45 중량부; 폴리실록산 10~15 중량부; 혼화제 10~20중량부; 셀룰로스섬유 5~8 중량부를 포함한다.
포틀랜드 시멘트는 통상적으로 본 기술분야에서 사용되는 일반 시멘트를 의미한다. 슬래그 시멘트는 시멘트에 슬래그가 혼입된 제품을 말하는 것으로 일반 포틀랜드 시멘트에 비해 시멘트의 경화과정에서 발생되는 열인 수화열이 낮고, 내구성이 높으며, 화학저항성이 크고 투수가 적은 특징이 있다. 가용성 규산염(soluble silicates)은 실리카와 알칼리금속이 다양한 몰비로 결합하고 있는 화합물로 조성물의 내부식성과 결합성을 높인다. 리튬실리케이트는 구조재와 반응하여 이산화탄소를 흡수하고 중성화된 구조재를 알칼리로 환원시켜 중성화로 인한 재부식을 방지하는 기능을 한다. 메톡시실란은 탄성, 내마모성, 인장강도를 향상시키기 위한 것이다. 팽창제는 시멘트 체적 감소로 크랙이 생기는 것을 방지한다. 팽창제는 통상적으로 사용되는 것을 이용할 수 있으며 예를 들면 알루미나클링커 분말(C3A) 등이 사용될 수 있다. 잔골재는 평균입경 1mm 이하인 모래를 사용할 수 있다. 스테아린산계 발수제는 콘크리트의 방수 성능을 향상시켜 물이 콘크리트 구조물 내부로 침투하는 것을 방지한다. 또한 황산염 이온, 염소 이온, 마그네슘 이온 및 나트륨 이온과 화학반응을 일으키므로 콘크리트 내 철근의 팽창을 방지하고 수분 침투를 차단하여 콘크리트의 내구성을 향상시킨다. 스테아린산계 발수제의 예로는 스테아린산 칼슘, 스테아린산 아연 등이 있다. 리그노설포네이트는 시공성과 콘크리트 펌프에 의한 압송을 개선하고 재료분리저항성 향상, 단위 수량 및 단위 시멘트량을 절감시키는 흐름성 조절제의 기능을 한다. 아질산나트륨은 콘크리트 구조물의 부식을 방지하기 위한 것이다. 탄산나트륨은 보수 보강 조성물(110)의 빠른 양생(경화)를 촉진시키는 급결제 기능을 한다. 폴리실록산은 보수 보강 조성물(110)을 물과 혼합할 때 발생하는 기포를 제거 및 최소화하는 기능을 한다. 혼화제는 보수 보강 조성물(110)의 혼화성을 증진시키는 기능을 한다. 셀룰로스 섬유는 보수 보강 조성물(110)의 각 성분 간의 연결성을 높이는 기능을 하고, 콘크리트 인장력을 높여 내진 특성을 갖도록 하는 기능을 한다. 위에 나열된 각 조성은 기재된 중량부 범위를 벗어나는 경우, 본 발명에서 의도하는 보수 보강 조성물(110)을 이루는 각 첨가제의 기능을 온전히 구현하기 어렵다.
보수 보강 조성물(110)은 우선 상기 나열된 조성에서 탄산나트륨을 제외한 각 첨가제들을 배합비에 맞추어 혼합하고 이후 탄산나트륨을 첨가하여 모르타르를 제조한 후에 콘크리트 구조물의 균열 부위(11) 또는 박락 부위에 충전될 수 있다. 보수 보강 조성물(110)의 충전은 통상적인 방법을 이용하여 이루어질 수 있다. 예를 들어 균열 부위(11)의 경우 브러쉬, 롤러, 스프레이, 시린지 장치 등을 이용할 수 있다. 박락 부위의 경우 보수 보강 조성물(110)을 대략적으로 박락 부위에 채운 후에, 흙손 등을 이용하여 고르게 충전되도록 할 수 있다. 충전 후에는 모르타르를 양생 또는 경화시켜 균열 부위(11)나 박락 부위에 대한 1차 보수 보강을 마칠 수 있다.
단열도막층(120)은 보수 보강 조성물(110) 상부를 덮도록 형성되는 것으로, 균열 부위(11)를 채우고 외부로 노출된 보수 보강 조성물(110)을 모두 덮도록 형성되는 것이 바람직하다. 특히 외부로 노출된 보수 보강 조성물(110)의 면적의 2~3배 가량의 면적을 갖도록 단열도막층(120)을 형성하는 것이 보다 바람직하다.
단열도막층(120)은 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 40~50 중량부; 폴리에스테르 폴리올 50~60 중량부를 포함하는 주제와, 합성섬유사 15~20 중량부; 폴리부타디엔 디올 30~50 중량부; 에틸렌디아민 1~2 중량부; 탄산칼슘 40~60 중량부; 촉매 1~2 중량부를 포함하는 경화제를 포함하여 이루어진다. 이 때, 주제와 경화제는 1:1 내지 1:4 범위의 중량비로 배합될 수 있다.
단열도막층(120)에 포함되는 상기 합성섬유사는 속이 빈 파이프 형으로 형성되며 직경 2~4mm 및 평균 섬유 길이 2~10mm인 단섬유사로 표면에는 발수코팅이 될 수 있다. 합성섬유사의 예로는 폴리프로필렌 섬유사, 폴리에틸렌 섬유사 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유사가 있다. 합성섬유사는 단섬유사로 단열도막층(120)에 균일하게 분산될 수 있다. 합성섬유사의 직경 및 길이를 일반적인 단섬유 또는 촙드 스트랜드에 비해 얇고 짧게 형성한 것은 첫째로는 도막 조성물에 균일하게 분산시키기 위함이고, 둘째로는 단열도막층(120)의 형성이 스프레이 분사 시스템을 통해 이루어지는 바, 분사 노즐로 분사할 수 있게 하기 위함이다. 매우 많은 시험을 거친 결과 합성섬유사의 직경 및 평균 섬유 길이가 상기 범위를 벗어나는 경우에는 균일 분산성이 손상될 뿐더러, 스프레이 분사 시스템을 통해 분사되기가 어려움을 발견하였다.
합성섬유사의 표면은 발수처리 코팅된다. 일 구체예에 있어서, 합성섬유사의 표면은 불소계 발수제로 코팅될 수 있다. 불소계 발수제의 일 예시는 고형물이 18% 가량의 에멀젼 형상으로 pH가 대략 5 정도일 수 있다. 일 구체예에 있어서, 불소계 발수제 5 중량%와 물 95 중량%를 혼합하여 침지액을 제조하고, 합성섬유사들을 침지액에 일정 시간 동안 침지한 후 건조시키면 합성섬유사들의 표면이 발수처리 코팅될 수 있다. 필요에 따라서는 건조 후에 열처리를 할 수 있으며, 열처리 조건은 섭씨 150도 가량의 온도에서 2분 가량 시행될 수 있다. 상술한 것과 같이 단열도막층(120)에 속이 빈 파이프 형태로 이루어지고 표면이 발수처리된 합성섬유사를 포함함으로써 단열도막층(120) 내부에 다수의 공극을 마련함으로써 공간을 확보할 수 있다. 합성섬유사의 표면이 발수처리되어 있으므로 합성섬유사의 내부로는 액상이 침투할 수 없기 때문이다. 이에 따라 상기 공극들은 단열도막층(120)들에 단열 기능을 부여한다.
강도보강층(130)은 단열도막층(120) 상부를 덮도록 형성되는 것으로, 단열도막층(120)의 면적의 1.5~2배 가량의 면적을 가질 수 있다. 강도보강층(130)은 폴리에스테르 섬유인 제1 단섬유로 형성된 웨브와, 유리섬유인 제2 단섬유로 형성된 웨브와, 탄소섬유인 제3 단섬유로 형성된 웨브가 상호 결합된 면상의 단섬유 결합체가 열경화성 접착수지로 형성된 시트체와 일체화 된 형태를 갖는다.
제1 단섬유인 폴리에스테르 섬유는 섬유 직경이 약 1 - 8 마이크로미터, 섬유 길이가 20 - 120mm 범위의 섬유 길이를 가질 수 있다. 일 구체예에 있어서, 제1 단섬유로 형성된 웨브는 중량이 200 - 500 g/m2, 융점이 254 - 284℃, 파단신도가 200 - 500%, 160℃ 에서의 건열수축율이 20 - 60%, 섬유 굵기는 2 - 10 데니어일 수 있다. 제2 단섬유인 유리섬유의 길이는 10mm 내지 100mm의 길이, 더욱 구체적으로는 10mm 내지 90mm의 길이, 더욱 더 구체적으로는 10mm 내지 80mm의 길이를 가질 수 있다. 특히 유리섬유의 길이가 10mm 미만인 경우에는 폴리에스테르 섬유와의 결합성에 문제가 발생할 수 있다. 유리섬유는 단섬유 결합체의 강도를 보강한다. 제3 단섬유인 탄소섬유의 길이는 20mm 내지 70mm의 길이를 가질 수 있다. 탄소 섬유는 단섬유 결합층에 내열성을 보강한다. 일 구체예에 있어서, 단섬유 결합체의 총 중량을 기준으로 폴리에스테르 섬유는 50-70wt%, 유리섬유는 10-20wt%, 탄소섬유는 10-40wt%를 포함할 수 있으며, 이 때, 제2 단섬유의 함량은 제1 단섬유의 함량보다 작고, 제3 단섬유의 함량은 제2 단섬유의 함량보다 작을 수 있다.
단섬유 결합체는 3 종의 단섬유로 형성된 각 웨브가 상호 결합되어 형성되는 바, 공극을 갖는다. 단섬유 결합체에 형성되는 공극의 평균 기공크기(pore size)는 1 내지 6 마이크로미터일 수 있다. 상기 기공크기가 1 마이크로미터 미만인 경우에는 시트체를 이루는 열경화성 접착수지가 기공을 통해 침투하기 어렵고, 반대로 상기 기공크기가 6 마이크로미터를 초과하는 경우에는 요구되는 단섬유 결합체의 물성을 확보하기 어렵다. 한편 단섬유 결합체에 형성되는 공극은 랜덤(random) 형상을 갖는다. 공극률은 25% - 60% 정도일 수 있다.
시트체는 열경화성 접착수지가 경화됨으로써 형성될 수 있다. 상기 열경화성 접착수지는 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지 중에서 선택될 수 있다. 일 구체예에 있어서, 상기 열경화성 접착수지는 60 - 80℃ 상에서 열 반응에 의해 경화되는 이액형 폴리우레탄 수지일 수 있다. 구체적으로 상기 이액형 폴리우레탄 수지는 주제인 폴리에테르 폴리올과, 분자량 350 - 400 가량의 메틸렌 비스페닐을 함유한 디페닐메탄 디아이소시아네이트 경화제를 포함할 수 있다. 상기 폴리에테르 폴리올과 상기 경화제는 중량비로 100:23로 혼합될 수 있다. 상기 이액형 폴리우레탄 수지는 약 4,000 mPa.s의 점도, 약 1.5 - 1.7 가량의 비중(g/cm3), ASTM-D297로 측정된 인장 강도가 12MPa 이상이고, ASTM-D1002로 측정된 전단 강도는 약 10 MPa일 수 있다.
강도보강층(130)은 단섬유 결합체가 시트체와 일체화 된 형태를 갖는다. 구체적으로, 단섬유 결합체에 형성되는 공극에 시트체를 구성하는 열경화성 접착수지가 기공을 통해 침투한 후에 경화된 형태를 가질 수 있다. 즉, 강도보강층(130)은 단섬유 결합체가 시트체에 파묻힌 형태일 수 있다. 강도보강층(130)은 ASTM-D5470에 따라 측정된 열저항이 0.085 m2K/W 이상으로 옥상 방수 구조에 단열 성능을 부여한다.
이하, 본 발명의 일 구체예에 따른 콘크리트 구조물의 보수 보강 구조 시공방법을 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 콘크리트 구조물의 보수 보강 구조 시공방법의 순서도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 구체예에 따른 콘크리트 구조물의 보수 보강 구조 시공방법은 표면처리 단계(S10)와, 보수 보강 조성물 충전 단계(S20)와, 단열도막층 형성 단계(S30)와 강도보강층 형성 단계(S40)를 포함한다.
우선 콘크리트 균열 부위 또는 박락 부위를 치핑(chipping)하고 잔존 이물질들을 제거하는 표면처리 단계를 거친다. 치핑 작업은 균열 부위 또는 박락 부위를 수공구나 전동공구를 이용하여 팽창 콘크리트, 불량 도막, 노출 철근 등을 처리하고, 분진이나 잔존 유기용제를 제거하는 공정을 말한다(이상 S10).
다음으로, 포틀랜드 시멘트 70~90 중량부; 슬래그 시멘트 20~25 중량부; 가용성 규산염 50~60 중량부; 리튬실리케이트 40~45 중량부; 메톡시실란 10~15 중량부; 팽창제 10~15 중량부; 잔골재 120~140 중량부; 스테아린산계 발수제 10~15 중량부; 리그노설포네이트 20~30 중량부; 아질산나트륨 3~5 중량부; 탄산나트륨 40~45 중량부; 폴리실록산 10~15 중량부; 혼화제 10~20중량부; 셀룰로스섬유 5~8 중량부를 포함하는 보수 보강 조성물을 균열 부위 또는 박락 부위에 충전한다. 보수 보강 조성물에 대해서는 상술하였으므로 중복 설명은 생략한다. 보수 보강 조성물의 충전은 통상적인 방법을 이용하여 이루어질 수 있으며, 예컨대 브러쉬, 롤러, 스프레이, 시린지 장치 등이 이용될 수 있다(이상 S20).
다음으로, 보수 보강 조성물의 상부를 덮도록 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 40~50 중량부; 폴리에스테르 폴리올 50~60 중량부를 포함하는 주제와, 합성섬유사 15~20 중량부; 폴리부타디엔 디올 30~50 중량부; 에틸렌디아민 1~2 중량부; 탄산칼슘 40~60 중량부; 촉매 1~2 중량부를 포함하는 경화제를 포함하는 도막 조성물로 스프레이 분사 시스템을 통해 단열도막층을 시공한다. 단열 도막층을 이루는 도막 조성물의 형성 과정에 있어서 불소계 발수제 5 중량%와 물 95 중량%를 혼합하여 침지액을 제조하고, 합성섬유사들을 침지액에 일정 시간 동안 침지한 후 건조시키면 합성섬유사들의 표면을 발수처리 코팅하는 과정을 거칠 수 있다(이상 S30).
다음으로, 단열도막층 상부에 액상의 열경화성 접착수지를 도포한다. 상기 열경화성 접착수지는 이액형 폴리우레탄 수지로서, 수지는 주제인 폴리에테르 폴리올과, 분자량 350 - 400 가량의 메틸렌 비스페닐을 함유한 디페닐메탄 디아이소시아네이트 경화제를 포함하여 제조될 수 있다. 또한 경우에 따라 탄산칼슘 등의 필러가 일정량 첨가될 수 있다. 상기 폴리에테르 폴리올과 상기 경화제는 중량비로 100:23로 혼합될 수 있다. 상기 이액형 폴리우레탄 수지는 약 4,000 mPa.s의 점도, 약 1.5 - 1.7 가량의 비중(g/cm3), ASTM-D297로 측정된 인장 강도가 12MPa 이상이고, ASTM-D1002로 측정된 전단 강도는 약 10 MPa일 수 있다. 다음으로 3종의 단섬유로 형성된 웨브가 상호 결합된 면상의 단섬유 결합체를 배치한다. 단섬유 결합체를 배치하고 일정 시간이 지나면 열경화성 접착수지는 단섬유 결합체에 형성된 공극에 침투하고, 이에 따라 단섬유 결합체는 열경화성 접착수지 내로 파묻힌다. 다음으로 열경화성 접착수지를 경화시키면 시트체가 형성되면서 강도보강층이 형성된다(이상 S40).
이상, 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하였다. 그러나 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 기술의 구체적 적용에 따른 단순한 설계변경, 일부 구성요소의 생략, 단순한 용도의 변경 등 본 발명을 다양하게 변형할 수 있을 것이며, 이러한 변형 역시 본 발명의 권리범위 내에 포함됨은 자명하다.
110: 보수 보강 조성물
120: 단열도막층
130: 강도보강층

Claims (3)

  1. 콘크리트 구조물의 균열 부위 또는 박락 부위에 충전되는 보수 보강 조성물;
    상기 보수 보강 조성물 상부를 덮도록 형성되는 단열도막층; 및
    상기 단열도막층 상부를 덮도록 형성되는 강도보강층을 포함하고,
    상기 보수 보강 조성물은 포틀랜드 시멘트 70~90 중량부; 슬래그 시멘트 20~25 중량부; 가용성 규산염 50~60 중량부; 리튬실리케이트 40~45 중량부; 메톡시실란 10~15 중량부; 팽창제 10~15 중량부; 잔골재 120~140 중량부; 스테아린산계 발수제 10~15 중량부; 리그노설포네이트 20~30 중량부; 아질산나트륨 3~5 중량부; 탄산나트륨 40~45 중량부; 폴리실록산 10~15 중량부; 혼화제 10~20중량부; 셀룰로스섬유 5~8 중량부를 포함하고,
    상기 단열도막층은 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 40~50 중량부; 폴리에스테르 폴리올 50~60 중량부를 포함하는 주제와, 속이 빈 파이프 형으로 형성되며 표면에는 발수코팅이 되는 합성섬유사 15~20 중량부; 폴리부타디엔 디올 30~50 중량부; 에틸렌디아민 1~2 중량부; 탄산칼슘 40~60 중량부; 촉매 1~2 중량부를 포함하는 경화제를 포함하고,
    상기 강도보강층은 폴리에스테르 섬유인 제1 단섬유로 형성된 웨브와, 유리섬유인 제2 단섬유로 형성된 웨브와, 탄소섬유인 제3 단섬유로 형성된 웨브가 상호 결합된 면상의 단섬유 결합체가 열경화성 접착수지로 형성된 시트체와 일체화 된 형태를 가지며 제2 단섬유의 함량은 제1 단섬유의 함량보다 작고, 제3 단섬유의 함량은 제2 단섬유의 함량보다 작은 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수 보강 구조.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 단열도막층의 합성섬유사는 직경 2~4mm 및 평균 섬유 길이 2~10mm인 콘크리트 구조물의 보수 보강 구조.
  3. 콘크리트 구조물의 균열 부위 또는 박락 부위를 치핑(chipping)하고 잔존 이물질들을 제거하는 표면처리 단계;
    상기 균열 부위 또는 박락 부위에 포틀랜드 시멘트 70~90 중량부; 슬래그 시멘트 20~25 중량부; 가용성 규산염 50~60 중량부; 리튬실리케이트 40~45 중량부; 메톡시실란 10~15 중량부; 팽창제 10~15 중량부; 잔골재 120~140 중량부; 스테아린산계 발수제 10~15 중량부; 리그노설포네이트 20~30 중량부; 아질산나트륨 3~5 중량부; 탄산나트륨 40~45 중량부; 폴리실록산 10~15 중량부; 혼화제 10~20중량부; 셀룰로스섬유 5~8 중량부를 포함하는 보수 보강 조성물을 충전하는 단계;
    상기 보수 보강 조성물 상부를 덮도록 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 40~50 중량부; 폴리에스테르 폴리올 50~60 중량부를 포함하는 주제와, 속이 빈 파이프 형으로 형성되며 표면에는 발수코팅이 되는 합성섬유사 15~20 중량부; 폴리부타디엔 디올 30~50 중량부; 에틸렌디아민 1~2 중량부; 탄산칼슘 40~60 중량부; 촉매 1~2 중량부를 포함하는 경화제를 포함하는 단열도막층을 형성하는 단계; 및
    상기 단열도막층의 상부를 덮도록 폴리에스테르 섬유인 제1 단섬유로 형성된 웨브와, 유리섬유인 제2 단섬유로 형성된 웨브와, 탄소섬유인 제3 단섬유로 형성된 웨브가 상호 결합된 면상의 단섬유 결합체가 열경화성 접착수지로 형성된 시트체와 일체화 된 형태를 가지며 제2 단섬유의 함량은 제1 단섬유의 함량보다 작고, 제3 단섬유의 함량은 제2 단섬유의 함량보다 작은 것을 특징으로 하는 강도보강층을 형성하는 단계를 포함하는 콘크리트 구조물의 보수 보강 구조 시공방법.
KR1020180040235A 2018-04-06 2018-04-06 콘크리트 구조물의 보수 보강 구조 및 공법 KR101907917B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180040235A KR101907917B1 (ko) 2018-04-06 2018-04-06 콘크리트 구조물의 보수 보강 구조 및 공법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180040235A KR101907917B1 (ko) 2018-04-06 2018-04-06 콘크리트 구조물의 보수 보강 구조 및 공법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101907917B1 true KR101907917B1 (ko) 2018-10-15

Family

ID=63865952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180040235A KR101907917B1 (ko) 2018-04-06 2018-04-06 콘크리트 구조물의 보수 보강 구조 및 공법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101907917B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102018856B1 (ko) * 2019-01-14 2019-09-06 주식회사 유니텍 친환경 단면 복구용 천연섬유 폴리머 모르타르와 자기방어 기능 표면 코팅제를 이용한 콘크리트 구조물 단면의 보수 보호 공법
KR102035720B1 (ko) * 2018-11-12 2019-10-23 한국철도기술연구원 콘크리트 침목 표면보호 또는 균열 보수용 액상형 무기계 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 침목 표면보호 또는 균열 보수 방법
CN111960796A (zh) * 2020-08-07 2020-11-20 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所 一种用于混凝土剥蚀修复的快速渗透增强材料
KR102673853B1 (ko) * 2023-03-08 2024-06-10 에코빅풋 주식회사 불가사리 수산화칼슘 나노 추출물을 포함하는 친환경 복합 재생 모르타르와 거나이팅 분사 장비 및 절연 방폭 장비를 이용한 콘크리트 구조물의 내진 보수 보강 그린 안전 시공 공법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101286931B1 (ko) 2012-11-12 2013-07-16 조우림 옥상 복합 방수층 및 그 방수 시공방법
KR101667530B1 (ko) * 2015-09-25 2016-10-19 청원화학 주식회사 고강도 우레탄 수지를 이용하여 현무암섬유, 유리섬유, 탄소섬유, 메탈섬유 등을 인발 가공한 복합소재를 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강용 frp 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보강공법
KR101746220B1 (ko) * 2016-11-11 2017-06-23 주식회사 평강산업개발 습식시공이 가능한 내진보수보강용 콘크리트 구조물 모르타르 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수보강 내진공법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101286931B1 (ko) 2012-11-12 2013-07-16 조우림 옥상 복합 방수층 및 그 방수 시공방법
KR101667530B1 (ko) * 2015-09-25 2016-10-19 청원화학 주식회사 고강도 우레탄 수지를 이용하여 현무암섬유, 유리섬유, 탄소섬유, 메탈섬유 등을 인발 가공한 복합소재를 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강용 frp 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보강공법
KR101746220B1 (ko) * 2016-11-11 2017-06-23 주식회사 평강산업개발 습식시공이 가능한 내진보수보강용 콘크리트 구조물 모르타르 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수보강 내진공법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102035720B1 (ko) * 2018-11-12 2019-10-23 한국철도기술연구원 콘크리트 침목 표면보호 또는 균열 보수용 액상형 무기계 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 침목 표면보호 또는 균열 보수 방법
KR102018856B1 (ko) * 2019-01-14 2019-09-06 주식회사 유니텍 친환경 단면 복구용 천연섬유 폴리머 모르타르와 자기방어 기능 표면 코팅제를 이용한 콘크리트 구조물 단면의 보수 보호 공법
CN111960796A (zh) * 2020-08-07 2020-11-20 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所 一种用于混凝土剥蚀修复的快速渗透增强材料
KR102673853B1 (ko) * 2023-03-08 2024-06-10 에코빅풋 주식회사 불가사리 수산화칼슘 나노 추출물을 포함하는 친환경 복합 재생 모르타르와 거나이팅 분사 장비 및 절연 방폭 장비를 이용한 콘크리트 구조물의 내진 보수 보강 그린 안전 시공 공법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101907917B1 (ko) 콘크리트 구조물의 보수 보강 구조 및 공법
JP4368796B2 (ja) 無機マトリックス布装置及び方法
KR100770389B1 (ko) 고인성 내화모르터 조성물과 이를 이용한 콘크리트구조물의내회피복 보수공법
KR102194464B1 (ko) 콘크리트 구조물의 균열 보수방법
KR101963829B1 (ko) 콘크리트 구조물 균열 복합 중층막 보수공법
KR100804682B1 (ko) 하이브리드 섬유를 가진 모르타르 및 그 모르타르의시공방법
KR101133569B1 (ko) 폴리머 모르타르 조성물의 분사장치, 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법
KR101923493B1 (ko) 공기연행제를 이용한 콘크리트 단면 보수용 모르타르 조성물과 이를 이용한 콘크리트 단면 보수 및 보강 시공방법
KR102144812B1 (ko) 콘크리트 구조물의 보수 및 보강을 위한 섬유 메쉬 보강용 조성물, 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 및 보강용 섬유 메쉬, 상기 섬유 메쉬와 보수 및 보강용 개질 모르타르를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 및 보강공법
KR102178147B1 (ko) 교면방수제 조성물 및 이를 이용한 방수공법
KR102013627B1 (ko) 와이어 메쉬 기반의 콘크리트 구조물의 단면 보수보강 시공 공법, 이를 위한 와이어 메쉬 및 모르타르 조성물
KR101837412B1 (ko) 콘크리트 구조물 보수방법
KR101557785B1 (ko) 바잘트섬유 복합패널 및 시트를 이용한 보수 보강 공법
KR102232277B1 (ko) 초속경 고강도 무기계 폴리머 몰타르 조성물 및 이를 활용한 콘크리트 보강보수 공법
KR102286554B1 (ko) 슬립과 균열 발생을 억제하기 위한 텍스타일 보강 시멘트 복합체 및 그 제조방법
KR102072787B1 (ko) 세라믹골재를 이용한 콘크리트 단면보수용 몰탈 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 단면보수공사 시공방법
KR102039467B1 (ko) 단면 보수 공법
KR101912667B1 (ko) 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재 및 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법
JP2002121901A (ja) ひび割れを生じているコンクリート構造物の補強・補修方法、およびそのための浸透型接着性組成物
KR101959441B1 (ko) 난연성 frp 패널조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강공법
KR101719486B1 (ko) 방수 몰탈 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 방수 공법
KR102525691B1 (ko) 폴리머 모르타르를 이용한 콘크리트 단면 보수 보강 공법
KR101560804B1 (ko) 섬유보강 리바를 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강 및 내진보강 공법
KR102013623B1 (ko) 콘크리트 구조물의 단면 보수보강용 열분산형 모르타르 조성물, 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강 시공 방법
KR102178499B1 (ko) 보강 및 변형 억제부재 모듈, 콘크리트 단면 복구용 모르타르 조성물, 그리고 이를 활용한 콘크리트 단면 복구 공법

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant