KR101912667B1 - 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재 및 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법 - Google Patents

환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재 및 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재와 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법에 관한 것으로 콘크리트 구조물의 표면을 면처리하고, 고압물 세척 및 먼지를 제거한 후 현무암섬유를 가공하여 제조된 내진 내력 보강재를 설치하고, 상기 내진 내력 보강재가 설치된 콘크리트 구조물의 표면에 프라이머를 도포한 후 베라이트 함유 CSA 시멘트 30 ~ 35중량%, 골재 55 ~ 62중량%, 실리카흄 2 ~ 4중량%, 재분산성 수지 4 ~ 6중량%, 바잘트섬유 0.2중량%, 및 소포제, 증점안정제, 수축저감제로 이루어진 군에서 일종 이상 선택되는 기타 첨가제를 나머지로 포함하는 내진 모르타르 조성물을 도포된 프라이머층에 시공하는 것으로 휨 강도 및 부착강도가 우수하여 구조물의 벽체, 슬라브, 거더, 교량, 교각 등을 시공하거나 기존의 구조물을 보강함에 있어서 지진에 견디는 힘이 강하고, 시공성 및 내구성이 우수할 뿐만 아니라 생산비가 저렴하며, 종래 콘크리트의 낮은 인장강도 및 압축강도를 개선하고 누수로 인한 철근부식을 방지하며, 구조체를 보호하여 지진 발생 시에 재산과 인명 피해를 최소화할 수 있다.

Description

환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재 및 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법{Seismic reinforcement method of concrete structure by using environmentally friendlyand reinforcing member and earthquake-resistantmortar composition based on basalt fiber}
본 발명은 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재 및 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 움직이는 지하, 지상 콘크리트 구조물의 벽체, 슬라브, 거더, 교각, 기둥, 터널 등과 같은 콘크리트 구조체를 시공 및 보강함에 있어서, 부식을 촉진 및 전도성이 높은 종래의 철근에 비해 열화가 적은 현무암섬유를 이용하여 가공되는 내진 내력 보강재(현무암섬유 기반의 다양한 규격을 가지는 리바, 바잘트섬유가 격자로 나열되어 코팅된 망, 다방향성 직조된 시트)와, 기존의 모르타르 보다 양생 후 휨강도 및 부착력이 우수한 물성을 갖는 내진 모르타르를 이용하여, 내진에 견디는 콘크리트 구조물을 시공 및 보강할 수 있도록 하는 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재 및 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법에 관한 것이다.
지진은 자연재해 중에서 가장 극적인 지각변동과 인명 및 재산 피해를 가져오는 무서운 현상으로서 그 역사는 인류의 역사와 함께 기록되어 왔으며, 현재 규모 8 이상의 지진이 전세계적으로 매년 2회 그리고 규모 7 이상은 20회 정도나 일어나고 있다. 이와 같은 지진은 지진 다발 지역인 지진대에서 주로 발생하고 있으나 그 규모와 빈도의 차이는 있지만 지구 표면 어디에서나 발생할 수 있다는 것이 지진학자들의 일반적인 견해이다.
흔히 지진이 발생하지 않는 것으로 잘못 인식되어 있는 한반도에서도 역사적으로 많은 지진 활동이 있었고 최근에도 경주 및 포항(계속적인 여진발생) 지역에 지진이 발생하였고 앞으로도 지진발생 가능성을 전혀 배제할 수 없음을 알 수 있다. 이러한 인식에 따라 1988년부터는 건축물에 내진설계기법이 도입되었고, 1992년부터는 도로교 표준시방서를 개정하여 교량도 내진설계를 하도록 규정하였다.
이러한 규제는 1994년 고베지진 피해 이후 건축물에 대한 내진설계의 중요성이 더욱 인식되어 1996년 이후에는 더욱 건축물의 내진규준을 강화하여 5층 이상의 공동주택에 대해서도 실시하도록 하였으며, 최근에는 신축 공동주택(아파트)의 경우 모두 내진 규정을 적용하도록 의무화하고 있다.
기존의 내진 구조물은 주로 구조물의 저면에 내진 설계를 포함하는 경우가 대부분이었으나 구조물 자체의 강도를 강화함에 의해 내진 성능을 발휘하는 기술은 기존에는 거의 없었다.
또한, 위와 같이 내진설계의 의무화가 시행되기 이전에 지어진 토목구조물 및 공동주택은 대부분 내진설계가 반영되지 않았기 때문에, 공사기간과 비용 면에서 유리하여 많은 각광을 받고 있는 리모델링 공사의 경우, 철근콘크리트로 만든 골조(구조체)만 남기고 모두 철거한 후, 골조 위에 지진에 견딜 수 있도록 강도 높은 콘크리트를 덧씌우는 방식으로 내진 보강 공사가 필수적으로 이루어지고 있는 실정이다. 하지만, 콘크리트를 덧씌우는 공법만 가지고는 지하·지상의 움직이는 모든 콘크리트 구조물의 내진에 대한 안전성이 보장되지 않으며, 새로운 모르타르와 기존 노화된 콘크리트 간의 부착 문제도 안정성을 보장할 수 없다는 문제점이 있다.
대한민국 특허등록 제0749926호 '굴 껍질을 이용한 내진형 섬유보강 모르타르 및 자동수평재'(2007년 8월 14일 등록)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 휨 강도 및 부착강도가 우수하여 구조물의 벽체, 슬라브, 거더, 교각, 기둥, 터널 등을 시공하거나, 움직이는 신규 콘크리트 구조물 및 기존의 콘크리트 구조물을 보강함에 있어서 지진에 견디는 힘이 강한 환경 친화적인 내진 모르타르 조성물과 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 방수성, 시공성 및 내구성이 우수할 뿐만 아니라 경량화되어 화재의 위험에서도 유해가스가 방출되지 않고, 생산비가 저렴한 내진 모르타르 조성물과 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 종래 콘크리트의 낮은 인장강도, 휨 강도, 부착강도를 개선하고, 유해 환경 인자로 인한 중성화, 박리, 박락, 누수 현상에 따른 철근부식을 방지하며, 움직이는 지하 구조물 및 공공 다중 국가 주요 시설물에 이용될 수 있는 환경 친화적인 내진 모르타르 조성물과 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법을 제공하고자 하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재와 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법은, 콘크리트 구조물의 열화된 면을 제거하는 단계; 치핑 또는 고압물 세척 및 먼지를 제거하는 단계; 상기 콘크리트 구조물의 치핑면에 현무암섬유를 가공하여 제조된 내진 내력 보강재를 설치하는 단계, 상기 내진 내력 보강재가 설치된 콘크리트 구조물의 표면에 침투형프라이머를 도포하는 단계; 베라이트 함유 CSA 시멘트 30 ~ 35중량%, 골재 55 ~ 62중량%, 실리카흄 2 ~ 4중량%, 재분산성 수지 4 ~ 6중량%, 바잘트섬유 0.2중량%, 및 소포제, 증점안정제, 수축저감제로 이루어진 군에서 일종 이상 선택되는 기타 첨가제를 나머지로 포함하는 내진 모르타르 조성물을 도포된 침투형프라이머층에 시공하는 단계; 양생하는 단계; 및 내오염 중성화 보호제를 도포하는 단계를 포함한다.
본 발명에서 상기 베라이트 함유 CSA 시멘트는 C2S 15 ~ 70중량%, C4A3S 15 ~ 70중량%, C4AF 5 ~ 30중량% 및 CS 10 ~ 50중량%를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 베라이트 함유 CSA 시멘트는 4,000 내지 6,000cm2/g의 분말도를 가질 수 있다.
본 발명에서 상기 재분산성 수지는 아세트산비닐-에틸렌 공중합체 분말 수지 및 에틸렌-라우린산염비닐-염화비닐 3원 중합체 분말 수지로 이루어진 군에서 일종 이상 선택되는 분말 수지일 수 있다.
본 발명에서 상기 재분산성 수지로서 아세트산비닐-에틸렌 공중합체 분말 수지 2.5 ~ 3.5중량%와, 에틸렌-라우린산염비닐-염화비닐 3원 중합체 분말 수지 1.5 ~ 2.5중량%를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 바잘트섬유는 미네랄 오일 필름이 코팅된 3 ~ 9㎜ 범위 내의 2종류의 길이로 시공부위에 따라 달리 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 골재로서 규사(SiO2) 5호사 15 ~ 20중량%와, 규사(SiO2) 6호사 40 ~ 42중량%를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 소포제로서 네오데칸산 글리시딜 에스테르(neodecanoic acid glycidyl ester)와, 도데실 트리메틸 암모늄 클로라이드(DTAC, dodecyl trimethyl ammonium chloride)를 혼합한 0.01중량%를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 증점안정제로서 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스(Hydroxypropyl methylcellulose, HPMC)계 증점안정제 1중량%를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 수축저감제로서, 네오펜틸 글리콜(neopentyl glycol) 0.6중량%를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 콘크리트 구조물의 치핑된 부위에는 배근된 기존 철근이 노출될 수 있고, 현무암섬유를 가공하여 제조된 내진 내력 보강재는 노출된 기존 철근에 연결될 수 있다.
본 발명에서 상기 내진 내력 보강재는 바잘트섬유가 가공된 리바일 수 있다.
본 발명에서 상기 내진 내력 보강재를 설치하는 단계는 상기 바잘트섬유가 포함된 리바를 축방향 및 횡방향으로교차되게 배근하여 콘크리트 구조물의 치핑되어 있는 부위에 설치하는 과정을 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 바잘트섬유로 가공된 리바의 교차된 부분을 양단부로 벌어진 형태의 클립을 가압해서 링형 클립으로 성형하는 유압식 그리퍼기기로 연결하여 리바 망체를 제작할 수 있다.
본 발명에서 상기 내진 내력 보강재는 바잘트섬유로 가공된 리바를 축방향으로 세워서 횡방향으로 이격되게 위치시키는 복수의 주리바부재 및 상기 주리바부재와 교차되게 횡방향으로 배치되고, 축방향으로 이격되게 위치되는 띠리바부재를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 주리바부재는 바잘트섬유로 가공된 리바를 이어(겹이음) 구성되고, 상기 주리바부재의 각 이음지점은 서로 다른 수평선 상에 위치되고, 상기 띠리바부재는 바잘트섬유로 가공된 리바를 이어(겹이음) 구성되고, 상기 띠리바부재의 각 이음지점은 서로 다른 수직선 상에 위치될 수 있다.
본 발명에서 복수의 상기 주리바부재는 횡방향으로 이격되어 나란하게 위치되고, 복수의 상기 띠리바부재는 축방향으로 이격되어 나란하게 위치되어 격자 형태로 배열되고, 각 격자에는 상기 주리바부재의 이음지점과 상기 띠리바부재의 이음지점이 각각 1개씩만 위치될 수 있다.
본 발명에서 상기 내진 내력 보강재는 바잘트섬유로 만든 격자망부재일 수 있다.
본 발명에서 상기 격자망부재는 바잘트섬유가 여러 가닥으로 직조되어 만들어진 바잘트섬유 와이어가 서로 교차되게 배치되고 교차된 부분을 고정하여 4면을 고정함으로써 사각 형상의 개방부가 복수의 열과 복수의 행을 가지도록 한 후 코팅을 함으로써 사각이 움직이지 않는 격자모양을 가지는 바잘트섬유망일 수 있다.
본 발명에서 상기 내진 내력 보강재는 바잘트섬유로 직조 코팅된 바잘트섬유 시트부재(망부재)일 수 있다.
본 발명에서 상기 바잘트섬유 시트부재는 서로 겹쳐지게 위치되는 제1바잘트섬유 시트와 제2바잘트섬유 시트를 직조할 수 있다.
본 발명에서 상기 바잘트섬유 시트부재는 에폭시 또는 수경성섬유접착제를 이용하여 콘크리트 구조물의 표면에 접착 및 함침시켜 부착할 수 있다.
본 발명에 따르면 휨 강도 및 부착강도가 우수하여 구조물의 벽체, 슬라브, 거더, 교량, 교각, 터널 등을 시공하거나 기존의 구조물을 보강함에 있어서 지진에 견디는 힘이 강한 환경 친화적인 내진 모르타르 조성물과 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 시공성 및 내구성이 우수할 뿐만 아니라 생산비가 저렴한 환경 친화적인 내진 모르타르 조성물과 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 종래 콘크리트의 낮은 인장강도 및 압축강도를 개선하고 열화로 인한 중성화 및 누수로 인한 철근부식을 방지하며, 구조체를 보호하여 지진 발생 시에 재산과 인명 피해를 최소화할 수 있는 환경 친화적인 내진 모르타르 조성물과 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재와 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따른 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재와 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법에서 내진 모르타르 준비 단계를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재와 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법에서 베라이트 함유 CSA 시멘트를 준비하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재와 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법에서 사용되는 내진 내력 보강재 중 현무암섬유로 가공된 리바를 사용하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재와 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법에서 사용되는 내진 내력 보강재로 축방향 리바부재와 횡방향 리바부재 및 기초부위 내진보강을 위한 리바 배근 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재와 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법에서 사용되는 내진 내력 보강재 중 바잘트섬유로 직조하여 코팅하면서 사면을 고정시킨 격자망부재를 사용하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재와 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법에서 사용되는 내진 내력 보강재 중 바잘트섬유로 직조된 시트부재를 사용하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재와 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법으로 시공된 콘크리트 보강 구조체의 실시예를 도시한 단면도이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재와 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1을 참고하면 본 발명에 따른 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재와 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법은 콘크리트 구조물의 표면(시공면)을 면처리(열화된 면을 제거)하는 단계(S300), 콘크리트 구조물의 표면을 치핑 또는 고압물 세척 및 먼지를 제거하는 단계(S310), 현무암섬유를 가공하여 제조된 내진 내력 보강재를 콘크리트 구조물의 표면에 설치하는 단계(S320), 내진 내력 보강재가 설치된 콘크리트 구조물의 표면에 침투형프라이머를 도포하는 단계(S330), 콘크리트 구조물의 표면에 도포된 침투형프라이머층 상에 내진 모르타르 조성물을 시공하는 단계(S340), 양생하는 단계(S350), 및 내오염 중성화 보호제를 도포하는 단계(S360)를 포함한다.
콘크리트 구조물(100)의 표면(시공면)을 면처리하는 단계(S300)는 노후되거나 열화된 즉 열화된 콘크리트 구조물의 표면을 그라인더, 브레이커 등을 사용하여 제거함으로써 정리하는 단계이다.
고압물 세척 및 먼지를 제거하는 단계(S310)에서는 고압세척기에서 분사되는 물이나 에어콤프레셔에서 분사되는 공기에 의하여 면처리된 콘크리트 구조물(100) 표면의 이물질, 분진, 먼지 등을 제거하는 청소단계를 거친다. 고압세척기로 콘크리트 구조물(100) 표면의 이물질 또는 잔재물을 제거한 경우에는, 남은 수분을 제거하는 것이 바람직하다. S310 단계에서는 콘크리트 구조물(100)의 표면에 탈락 등의 손상이 발생되었을 경우, 본 발명에 따른 내진 모르타르 조성물을 충전하여 표면처리(10)를 수행할 수 있다.
내진 내력 보강재를 콘크리트 구조물에 설치하는 단계(S320)는 현무암섬유를 가공하여 제조된 내진 내력 보강재 즉, 바잘트섬유(현무암섬유)를 포함하는 내진 내력 보강재를 콘크리트 구조물에 설치하는 것으로 하기에서 더 상세하게 설명함을 밝혀둔다.
침투형프라이머를 도포하는 단계(S330)는 내진 모르타르 조성물을 시공하기 전에 노후화된 콘크리트 구조물을 강화시키기 위한 침투형프라이머층(30)을 도포하는 단계로서, 예컨대 침투성 구체 보호 프라이머와 같은 강화제를 현장 상황에 따라 붓, 롤러, 스프레이 등으로 충분하게 침투되도록 흘러 내릴 정도로 도포한다.
내진 모르타르 조성물을 시공하는 단계(S340)에서는 본 발명에 따른 내진 모르타르 조성물을 물과 혼합하여 미장이나 숏크리트 및 주입 방식으로 시공하여 모르타르 층(40)을 시공한다. 모르타르 층의 피복은 시공된 내진 내력 보강재(20)의 두께에 따라 내진 내력 보강재(20)가 완전히 잠기는 두께를 가진다.
이후 약 3일 이상 습윤 양생을 실시하는 양생하는 단계(S350)를 거친 후, 내오염 중성화 보호제(50)를 시공하는 내오염 중성화 보호제를 도포하는 단계(S360)를 진행한다. 내오염 중성화 보호제는 2mm 이하의 두께를 가지며 붓, 롤러, 스프레이 등으로 1 ~ 2회 얇게 도포하며, 형광, 칼라 및 투명 내오염방지 기능도 포함된 중성화 보호제를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재와 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법은 내진몰탈만(내진 보강재 없이) 시공하면 단면 보수이고 내진 보강재를 사용하면 내진보강공법인 것을 일 예로 한다.
한편, 본 발명에 따른 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재와 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법은 내진 모르타르를 준비하는 단계를 통해 침투형프라이머층 상에 시공되는 내진 모르타르를 준비할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재와 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법에서 내진 모르타르 준비 단계를 설명하기 위한 흐름도이며, 도 2를 참고하면 내진 모르타르 준비 단계는 베라이트 함유 CSA 시멘트를 준비하는 과정, 골재와 준비된 베라이트 함유 CSA 시멘트를 무중력 혼합하는 과정, 재분산성 수지를 추가로 투입한 후 무중력 혼합하는 과정, 실리카흄을 추가로 투입한후 무중력 혼합하는 과정, 증점안정제를 추가로 투입한 후 무중력 혼합하는 과정, 소포제를 추가로 투입한 후 무중력 혼합하는 과정, 바잘트섬유를 추가로 투입한 후 무중력 혼합하는 과정, 수축저감제를 추가로 투입한 후 무중력 혼합하는 과정, 완성된 내진 모르타르 조성물을 배출하는 과정을 포함할 수 있다.
도 2의 제조과정으로 준비되는 본 발명에 따른 내진 모르타르 조성물은 베라이트 함유 CSA 시멘트 30 ~ 35중량%, 골재 55 ~ 62중량%, 실리카흄 2 ~ 4중량%, 재분산성 수지 4 ~ 6중량%, 및 바잘트섬유 0.2 ~ 0.8중량%와, 소포제, 증점안정제, 수축저감제로 이루어진 군에서 일종 이상 선택되는 기타 첨가제를 포함하여 구성된다. 이 때, 본 발명에 따른 내진 모르타르 조성물은 베라이트 함유 CSA 시멘트 30 ~ 35중량%, 골재 55 ~ 62중량%, 실리카흄 2 ~ 4중량%, 재분산성 수지 4 ~ 6중량%, 바잘트섬유 0.2 ~ 0.8중량%, 소포제 0.02중량%, 증점안정제 1중량%, 및 수축저감제 0.6중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
베라이트 함유 CSA 시멘트
베라이트 함유 CSA(calcium sulfur aluminate) 시멘트는 전통적 기호가 C2S인 Ca2SiO4, 이규산염석회(calcium disilicate)의 불순물 형태인 베라이트(belite)를 풍부하게 함유하는 시멘트로서, 본 발명에서는 내진 모르타르 조성물 전체에 대하여 30 ~ 35중량%의 범위 내에서 사용되는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 베라이트 함유 CSA 시멘트 전체에 대하여 C2S 15 ~ 70중량%, C4A3S 15 ~ 70중량%, C4AF 5 ~ 30중량% 및 CS 10 ~ 50중량%가 포함되는 것이 바람직하다. 이러한 베라이트 함유 CSA 시멘트는 석회석과 SiO2, Al2O3, Fe2O3의 원료가 될 수 있는 점토, 규석, 철광석, 전도 슬래그, 플라이 애쉬 등을 사용하여 원료 조합을 C2S가 70 ~ 90중량%, C4AF가 10 ~ 30중량%로 되도록 선택하여 혼합하고, 1200℃ 이상에서 소성한 다음 공냉 또는 급냉시켜서 유리(CaO)가 1중량% 미만이 되도록 한 베라이트 클린커를 우선 제조한 후, C4A3S를 주성분으로 하는 클린커, 무수 석고 또는 이수 석고를 50 : 50으로 혼합하고 4,000 ~ 6,000cm2/g의 분말도를 갖도록 분쇄하여 제조될 수 있다.
골재
골재는 모르타르 또는 콘크리트의 뼈대가 되는 재료로, 견고하고 화학적으로 안정된 것이어야 하며, 구체적으로 건조 규사(SiO2) 5호사, 및 규사(SiO2) 6호사로 이루어진 군에서 일종 이상 선택되는 골재로서 현장 환경조건에 따라 선택되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 골재는 본 발명에 따른 모르타르 조성물 전체에 대하여 55 ~ 62중량%의 범위 내에서 사용되는 것이 바람직하다. 특히 상기 골재의 성분 비율에 있어, 규사(SiO2) 5호사를 15 ~ 20중량%, 규사(SiO2) 6호사를 40 ~ 42중량%로 선택하는 경우, 규사(SiO2)의 경우 5호사에서 6호사로 갈수록 입자가 미세해지는 특성이 있으므로, 규사(SiO2) 6호사의 중량%를 늘림으로서 잔골재 조립률의 안정성을 높이고, 콘크리트의 수밀성을 증대시키며 부착력을 향상시킬 수 있다.
실리카흄
실리카흄(silica fume)은 건식법으로 만들어진 실리카 미립자의 한 종류로서 사염화규소, 클로로실란 등을 수소와 산소 분위기에서 고온 연소시켜 만든 실리카 미립자로서, 고강도 콘크리트용 혼화재로서 사용되고 있다. 상기 실리카흄은 구성입자에 의한 볼 베어링 효과로 모르타르에 분산성 및 단위수량 감소의 기능을 하여 강도 및 휨 강도를 증대시키고, 시멘트, 모래, 골재 공극 사이를 충진시켜 수밀화 및 고강도화를 실현하며, 내화학성을 개선하고 콘크리트 구조물의 내구수명을 연장시킨다. 상기 실리카흄은 실리카의 함량이 90중량% 이상인 것, 바람직하게는 실리카 함량이 94중량% 이상인 것으로서, 본 발명의 모르타르 조성물 전체에 대하여는 2 ~ 4중량%의 범위 내에서 사용되는 것이 바람직하다. 특히 본 발명에서는 상기 실리카흄으로서 상업화된 일 구체 예로 실리카 함량이 94중량%인 Elkem Microsilica grade 940U를 사용하는 것이 바람직하다.
재분산성 수지
재분산성 수지는 물에 분산시키면 안정한 용액 상태의 액상 수지가 되는 재료로서, 아세트산비닐(vinyl acetate)과 에틸렌(ethylene)의 중합에 의한 공중합체(copolymer) 분말 수지(아세트산비닐-에틸렌 공중합체 분말 수지), 및 에틸렌과 라우린산염비닐(vinyl laurate)과 염화비닐(vinyl chloride)의 3원 중합체(terpolymer) 분말 수지(에틸렌-라우린산염비닐-염화비닐 3원 중합체 분말 수지)로 이루어진 군에서 일종 이상 선택되는 분말 수지인 것이 바람직하다. 그 특성은 본래의 액상 에멀젼수지와 같은 효과를 가지며, 물에 용해된 분말 수지는 건조 후 물에 녹지 않는 비가역적인 폴리머 필름을 형성하여, 안료나 충진재 등과 결합하여 유기 또는 무기계 바탕재와 반응하여 접착력을 증가시키는 기능을 한다. 상기 재분산성 수지는 본 발명에 따른 모르타르 조성물 전체에 대하여 4 ~ 6중량%의 범위 내에서 사용되는 것이 바람직하다. 특히 본 발명에서는 상기 재분산성 수지로서 상업화된 일 구체 예로 아세트산비닐(vinyl acetate)과 에틸렌(ethylene)의 중합에 의한 공중합체(copolymer) 분말 수지인 Vinnapas 5111L 2.5 ~ 3.5중량%와, 에틸렌과 라우린산염비닐(vinyl laurate)과 염화비닐(vinyl chloride)의 3원 중합체(terpolymer) 분말 수지인 Vinnapas 8031H 1.5 ~ 2.5중량%를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
바잘트섬유
바잘트섬유(Basalt fiber)는 천연 현무암을 섬유화한 독성이 없는 무기질의 암석섬유로서, 다른 무기질 섬유(유리섬유, 금속섬유, 아라미드섬유 등)보다 저가이면서도, 전기절연성, 방진성, 방열성, 내열성, 저열팽창성, 방음성, 흡음성, 내침식성, 내부식성, 내마모성, 화학적 안정성, 자기윤활성, 경량 고강도 특성이 우수한 장점이 있으며, 화재에 강하고 인장도가 높아져 쉽게 깨지는 단점을 보완할 수 있다. 또한, 상기 바잘트섬유는 기존 유리섬유보다 성질이 우수하면서도 친환경적인 장점이 있다. 이때, 상기 바잘트섬유는 전체에 대하여 SiO2 47.5 ~ 55.0중량%, TiO2 0.2 ~ 2중량%, Al2O3 14 ~ 20중량%, Fe2O3와 FeO의 혼합물 7 ~ 13.5중량%, CaO 7 ~ 11중량%, MgO 3 ~ 8.5중량%, MnO 0.25중량%, Na2O와 K2O의 혼합물 2.5 ~ 7.5중량%, 및 SO3 0.2 ~ 0.8중량%를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 바잘트섬유는 본 발명에 따른 모르타르 조성물 전체에 대하여 0.2 ~ 0.8중량%로 사용되는 것이 바람직한데, 상기 바잘트섬유의 함량이 0.2중량% 미만으로 혼합되면 내열성, 균열, 탄성강도가 저하되는 문제점이 있으며, 0.8중량%를 초과할 경우 과도한 뭉침 현상으로 모르타르 조성물 내에 균일하게 혼합되지 않기 때문이다. 특히, 본 발명에 따른 모르타르 조성물에 사용되는 바잘트섬유는 0.8중량%로 혼합되더라도 뭉침 현상 및 작업성 불량으로 모르타르 공장에서 생산 시에 균일하게 혼합되지 않을 수 있는 문제를 해소하기 위해, 바잘트섬유에 분산성을 높일 수 있도록 미네랄 오일(mineral oil)로 바잘트 원사에 분사하여 코팅 필름을 형성하여 상호 재료가 공기 층을 형성하도록 하여 사용할 수 있다. 상기 미네랄 오일은 유동 파라핀(paraffin)으로도 불리며, 본 발명에서 사용되는 미네랄 오일은 탄소수 20 ~ 40의 알케인(alkane) 미네랄 오일인 것이 바람직하다. 이러한 코팅된 바잘트섬유는 현무암(화산암)을 1,500℃로 녹여 원심력을 이용해 9 ~ 20㎛ 직경 크기의 필라멘트로 방사할 때, 저점도의 미네랄 오일을 분사하여 코팅한 후, 3 ~ 9㎜ 범위 내의 2종류의 길이를 갖도록 절단되어 시공 부위에 따라 달리 사용되는 것이 바람직하다.
소포제
소포제는 본 발명에 따른 모르타르 조성물의 각 재료들이 물과 혼합될 때 교반 과정에서 발생할 수 있는 기포를 미세화하여 콘크리트 강도의 저하를 방지하면서 스케일 저항성 등의 내구성을 향상시키고 단열효과를 극대화하기 위한 재료로서, 본 발명에 따른 모르타르 조성물 전체에 대하여 0.02중량%로 사용되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 소포제는 발생된 기포를 비교적 큰 기포로 미세화할 수 있는 네오데칸산 글리시딜 에스테르(neodecanoic acid glycidyl ester), 및 비교적 잔 기포로 미세화할 수 있는 도데실 트리메틸 암모늄 클로라이드(dodecyl trimethyl ammonium chloride, DTAC)로 이루어진 군에서 일종 이상 선택되는 것이 바람직하고, 경우에 따라 이들을 혼합 사용할 수 있다.
증점안정제
증점안정제는 우레탄계, 아크릴계, 셀룰로우스계, 무기계 등 다양한 종류가 사용될 수 있으며, 20,000CPS의 점도를 갖는 수용성 폴리머인 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스(hydroxypropyl methylcellulose, HPMC)계 증점안정제를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 증점안정제는 본 발명에 따른 모르타르 조성물 전체에 대하여 1중량%로 사용되는 것이 바람직한데, 상기 증점안정제의 함량이 1중량% 미만으로 혼합되면 물에 대한 반발력이 약화되어 내수성이 저하되는 문제점이 있으며, 1중량%를 초과할 경우 다른 재료들과의 과다 혼합으로 점성 높아지며 경화시간이 지연되어 작업성 및 장비 손실이 크기 때문이다.
수축저감제
수축저감제는 분말형태의 네오펜틸 글리콜(neopentyl glycol)을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 수축저감제는 본 발명에 따른 모르타르 조성물 전체에 대하여 0.6중량% 함유되는 것이 바람직한데, 이는 상기 수축저감제의 함량이 0.6중량% 미만으로 혼합되면 수축저감 효과가 저하되는 문제점이 있으며, 0.6중량%를 초과할 경우 수축저감 개선 효과는 미비하고 작업성이 저하되기 때문이다.
도 3은 본 발명에 따른 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재와 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법에서 베라이트 함유 CSA 시멘트를 준비하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 3을 참고하면 C2S 70 ~ 90중량% 및 C4AF 10 ~ 30중량%이 되도록 석회석과, SiO2, Al2O3, Fe2O3의 원료가 될 수 있는 점토, 규석, 철광석, 전도 슬래그, 플라이 애쉬 중에서 일종 이상을 선택하여 혼합한다(S200). 그 다음으로, 상기 점토, 규석, 철광석, 전도 슬래그 및 플라이 애쉬 중에서 일종 이상을 선택하여 혼합하는 S200 단계에서 혼합이 완료된 혼합물을 1200 이상에서 소성한 다음 냉각(공냉 또는 급냉)시켜 유리(CaO)가 1중량% 미만이고, C2S 70 ~ 90중량% 및 C4AF 10 ~ 30중량%를 포함하는 베라이트 클린커를 제조한다(S210). 그리고, 상기 S210 단계에서 제조된 베라이트 클린커에 C4A3S 클린커와 석고(무수 석고 또는 이수 석고)를 50 : 50으로 균일하게 혼합하여 4,000 ~ 6,000cm2/g의 분말도를 갖도록 혼합 분쇄하여(S220), 베라이트 함유 CSA 시멘트를 준비한다.
S100 단계에서 준비된 베라이트 함유 CSA 시멘트는 베라이트를 풍부하게 함유하는 고 베라이트(high belite) 시멘트에 해당한다.
다시 도 2를 참고하면, 골재와 준비된 베라이트 함유 CSA 시멘트를 무중력 혼합하는 과정(S110)은 준비된 베라이트 함유 CSA 시멘트를 골재가 이미 투입되어 있는 무중력 혼합기에 투입하고 상기 골재와 함께 균일하게 무중력 혼합한다. 이 때, 골재와 준비된 베라이트 함유 CSA 시멘트를 무중력 혼합하는 과정(S110)에서 상기 골재와 베라이트 함유 CSA 시멘트는 본 발명에 따른 내진 모르타르 조성물 전체에 대해 각각 55 ~ 62중량%와 30 ~ 35중량%로 투입되어 균일하게 혼합되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 무중력 혼합기는 거의 무중력 상태에서 투입된 재료들을 서로 반대방향으로 회전하는 한 쌍의 수평한 바람개비에 의해 혼합하는 장치이다.
여기서, 골재로는 건조 규사(SiO2) 5호사 및 규사(SiO2) 6호사로 이루어진 군에서 일종 이상 선택되는 골재인 것이 바람직하며, 특히 골재의 성분 비율에 있어서 규사(SiO2) 5호사를 15 ~ 20중량%, 규사(SiO2) 6호사를 40 ~ 42중량%로 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
그 다음으로, 재분산성 수지를 추가로 투입한 후 무중력 혼합하는 과정(S120)은 무중력 혼합기에 재분산성 수지를 추가로 투입하고, 상기 S110 단계에서 균일하게 혼합된 골재 및 베라이트 함유 CSA 시멘트의 혼합물과 균일하게 무중력 혼합한다. 이 때, 상기 재분산성 수지는 본 발명에 따른 내진 모르타르 조성물 전체에 대해 4 ~ 6중량%로 투입되는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 재분산성 수지로서, 아세트산비닐(vinyl acetate)과 에틸렌(ethylene)의 중합에 의한 공중합체(copolymer) 분말 수지(아세트산비닐-에틸렌 공중합체 분말 수지), 및 에틸렌과 라우린산염비닐(vinyl laurate)과 염화비닐(vinyl chloride)의 3원 중합체(terpolymer) 분말 수지(에틸렌-라우린산염비닐-염화비닐 3원 중합체 분말 수지)로 이루어진 군에서 일종 이상 선택되는 분말 수지를 사용할 수 있다. 보다 구체적으로, 아세트산비닐(vinyl acetate)과 에틸렌(ethylene)의 중합에 의한 공중합체(copolymer) 분말 수지 2.5 ~ 3.5중량%와, 에틸렌과 라우린산염비닐(vinyl laurate)과 염화비닐(vinyl chloride)의 3원 중합체(terpolymer) 분말 수지 1.5 ~ 2.5중량%를 혼합하여 사용할 수 있다.
그리고,실리카흄을 추가로 투입한후 무중력 혼합하는 과정(S130)은 무중력 혼합기에 실리카흄을 추가로 투입하고, 상기 S120 단계에서 균일하게 혼합된 혼합물과 균일하게 무중력 혼합한다. 이 때, 본 발명에서는 상기 실리카흄을 내진 모르타르 조성물 전체에 대해 2 ~ 4중량%로 투입되는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 실리카흄으로서, 실리카의 함량이 94중량% 이상인 실리카흄을 사용할 수 있다.
그 다음으로, 증점안정제를 추가로 투입한 후 무중력 혼합하는 과정(S140)은 무중력 혼합기에 증점안정제를 추가로 투입하고, 상기 S130 단계에서 균일하게 혼합된 혼합물과 균일하게 무중력 혼합한다(S140). 이 때, 본 발명에서는 상기 증점안정제를 내진 모르타르 조성물 전체에 대해 1중량%로 투입되는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 증점안정제로서, 20,000CPS의 점도를 갖는 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스(hydroxypropyl methylcellulose, HPMC)계 증점안정제를 사용할 수 있다.
그리고, 소포제를 추가로 투입한 후 무중력 혼합하는 과정(S150)은 무중력 혼합기에 소포제를 추가로 투입하고, 상기 S140 단계에서 균일하게 혼합된 혼합물과 균일하게 무중력 혼합한다. 이 때, 본 발명에서는 상기 소포제를 내진 모르타르 조성물 전체에 대해 0.02중량%로 투입되는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 소포제로서, 네오데칸산 글리시딜 에스테르(neodecanoic acid glycidyl ester)와, 도데실 트리메틸 암모늄 클로라이드(dodecyl trimethyl ammonium chloride, DTAC)를 혼합한 소포제를 사용할 수 있다.
그 다음으로, 바잘트섬유를 추가로 투입한 후 무중력 혼합하는 과정(160)은 무중력 혼합기에 바잘트섬유를 추가로 투입하고, 상기 S150 단계에서 균일하게 혼합된 혼합물과 균일하게 무중력 혼합한다. 이 때, 본 발명에서는 상기 바잘트섬유로서, 미네랄 오일 필름이 코팅되고, 3 ~ 9㎜ 범위 내의 길이를 갖는 바잘트섬유를 사용한다. 이러한 미네랄 오일 필름이 코팅된 바잘트섬유는 현무암(화산암)을 1,500℃로 녹여 원심력을 이용해 9 ~ 20㎛ 직경 크기의 필라멘트로 방사할 때, 저점도의 미네랄 오일을 분사하여 코팅한 후, 3 ~ 9㎜ 범위 내의 길이를 갖도록 절단하여 미리 준비될 수 있다.
그리고, 수축저감제를 추가로 투입한 후 무중력 혼합하는 과정(S170)은 무중력 혼합기에 수축저감제를 추가로 투입하고, 상기 S160 단계에서 균일하게 혼합된 혼합물과 균일하게 무중력 혼합한다. 이 때, 본 발명에서는 상기 수축저감제로서 네오펜틸 글리콜(neopentyl glycol)을 내진 모르타르 조성물 전체에 대해 0.6중량%로 투입되는 것이 바람직하다.
마지막으로, 완성된 내진 모르타르 조성물을 배출하는 과정(S180)은 S110 단계부터 S170 단계까지 순차적으로 원료가 투입되어 균일하게 혼합된 혼합물(내진 모르타르 조성물)을 무중력 혼합기로부터 배출한다. 본 발명에 따른 내진 모르타르 조성물의 제조 시에, S110 단계 내지 S170 단계에서의 무중력 혼합은 5분 이상 교반하여 혼합하는 것이 바람직하다.
즉, 본 발명에서 내진 모르타르 조성물의 준비단계는 무중력 혼합기 내의 베라이트 함유 CSA 시멘트에 골재, 재분산성 수지, 실리카흄, 증점안정제, 소포제, 바잘트섬유, 수축저감제를 순차적으로 투입하는데 밀도가 큰 원료부터 순차적으로 투입하여 내진 모르타르 조성물을 준비하는 것이다.
내진 모르타르 조성물의 준비단계에서 내진 모르타르 조성물을 제조하기 위한 각 원료들을 무중력 혼합기에 순차적으로 투입하여 혼합하는 이유는, 밀도가 큰 순서대로 순차적으로 투입되는 원료들이 무중력 혼합기 내에서 부유하면서, 상대적으로 표면적이 큰 골재에 베라이트 함유 CSA 시멘트 입자가 달라붙어 고르게 분산될 수 있으며, 그 외 첨가제들인 재분산성 수지, 실리카흄, 증점안정제, 소포제, 바잘트섬유, 수축저감제의 순으로 추가로 부착됨으로써 균일하게 혼합된 내진 모르타르 조성물을 제조할 수 있기 때문이다.
한편, 도 4 내지 도 8은 본 발명에 따른 본 발명에 따른 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재와 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법에서 사용되는 현무암섬유를 가공하여 제조된 내진 내력 보강재의 실시예를 도시한 도면이다.
현무암섬유를 가공하여 제조된 내진 내력 보강재는 도 4 내지 도 6에서 예시된 바잘트 섬유가 포함된 리바(21, 20a, 20b), 도 8에서 도시된 바잘트섬유 격자망부재(25), 도 9에서 예시된 바와 같이 바잘트 섬유시트부재(26) 중 하나 일 수 있다.
콘크리트 구조물(100)의 치핑된 부위에는 배근된 기존 철근이 노출될 수 있고, 현무암섬유를 가공하여 제조된 내진 내력 보강재는 노출된 기존 철근에 연결될 수 있다.
현무암섬유는 분쇄된 현무암 암석의 특정 고아물 혼합물을 1250℃ ~ 1,500℃ 사이로 가열하여 용융시킨 후 교반하고 노즐을 통해 용융방사하여 제작된 필라멘트사의 형태로 제조된다.
현무암섬유 즉, 바잘트섬유는 현무암을 용융처리를 하여서 만든 천연광물재료로서 밀도가 낮고 탄성계수와 강도가 우수한 역학적 성질을 갖으며, 부식에 대한 저항성이 크고 1200℃까지의 고온에서도 물리적 손상이 거의 일어나지 않는 등 내열성도 우수하다. 또한, 생산가공성이 간편하고 생간 비용이 저렴하여 경제성이 탄소섬유보다 좋으며, 생산과정에서 배기가스 및 폐기물을 발생시키지 않는 등 환경 친화적인 재료이다. 바잘트섬유의 역학적 특성을 탄소섬유 및 유리섬유와 비교한 것은 표 1과 같다.
특성 바잘트 섬유 E-Glass S-Glass 탄소 섬유
인장강도(MPa) 3,000~4,840 3,100~3,800 4,020~4,650 3,500~6,000
탄성계수(Gpa) 79.3~93.1 72.5~75.5 83~86 230~600
연신율(%) 3.1 4.7 5.3 1.5~2.0
심유 직경(㎛) 6~21 6~21 6~21 5~15
선밀도(tex) 60~4,200 40~4,200 40~4,200 60~2,400
사용온도(℃) -260~+800 -50~+300 -50~+300 -50~+700
더 상세하게 도 4는 내진 내력 보강재 중 바잘트섬유로 가공된 리바의 단면 사시도로써, 도 4를 참고하면 내진 내력 보강재 중 바잘트섬유로 가공된 리바(21)는 바잘트섬유(현무암섬유)로 된 실(strand)을 에폭시(epoxy)를 주재료 하는 레진에 적셔 경화시킨 코어(22)를 형성하고, 인발 다이(die)를 통과한 코어용 재료의 외주면을 현무암섬유로 된 실(strand)을 레진에 적셔 경화시킨 필라멘트(23)로 나선 경로를 따라 감고, 가열 경화하여 제조된다. 이러한, 바잘트섬유로 가공된 리바(21)는 일반 철근보다 인장강도 및 압축강도가 매우 크고 부식되지 않으며 무게가 적어 시공성이 우수하고 친환경적이며 가격이 저렴하기 때문에 철근의 보강재 또는 대체재로 이용되며, 구조물 시공 후 보강공법의 재료로 이용된다. 이 때, 코어(22)와 나선 필라멘트(23)에 포함된 레진에 접착 고정되는 다수의 입자(예컨대, 규사)를 포함하는 코어(22) 및 나선 필라멘트(23)를 에워싸며 코팅된 외피층(24)이 구비되는 것이 바람직하다. 규사와 같은 입자가 적층된 외피층(24)을 구비하므로, 매끈한 외주면을 갖는 FRP 리바에 비하여 본 발명에 따른 내진 모르타르 조성물과 접촉되는 표면적이 확대된다. 또한, 규사와 같은 입자는 본 발명에 따른 내진 모르타르 조성물의 재료로도 사용되는 재료이므로 외피층(24)과 모르타르 사이의 이질감도 줄어든다. 따라서, 바잘트섬유로 가공된 리바(21)가 모르타르 내부에 배치되면 모르타르와 바잘트섬유로 가공된 리바(21)의 접착력이 크게 향상되어 모르타르 양생 후 장시간 경과 후에도 바잘트섬유로 가공된 리바(21)가 모르타르에서 분리되지 않으며, 콘크리트 구조물과의 부착력 및 휨 강도와 내구성이 향상된다. 특히 본 발명에서는 상기 바잘트섬유로 가공된 리바(21)로서 상업화된 일 구체 예로 Raw Energy Materials社의 RockRebar 제품을 사용하는 것이 바람직하다.
바잘트섬유로 가공된 리바(21)는 60등급 강철 철근과 비교할 때 중량은 1/4, 인장력은 2.2배 이상이며 부식에 대한 문제가 발생되지 않는다.
바잘트섬유로 가공된 리바(21)는 바잘트섬유로 만든 다양한 규격(지름: Ψ3~Ψ15)의 돌기 형태로 된 리바 일 수 있다.
바잘트섬유로 가공된 리바(21)는 부식, 녹, 알칼리 및 산에 자연적으로 내성이 있으며, 녹슬지 않아 수분 침투로 인한 콘크리트 파쇄를 방지하며, 높은 Ph에 견딜수 있는 특수코팅이 필요 없다.
또한, 바잘트섬유로 가공된 리바(21)는 유리섬유 처럼 수분을 흡수하고 전달하지 않아서, 섬유가 노출되어도 부식이 진행되지 않아서 콘크리트 구조물의 성능을 저하시키지 않고, 전기가 통하지 않아서, 해양구조물에 적용시 전기분해를 방지할 수 있다.
도 5를 참고하면, 내진 내력 보강재를 설치하는 단계(S320)는 바잘트섬유로 가공된 리바(21)를 축방향 및 횡방향으로 교차되게 배근하여 콘크리트 구조물의 치핑되어있는 부위에 설치하는 과정을 포함할 수 있다.
바잘트섬유로 가공된 리바(21)는 표면에 돌기부(21b)가 위치될 수 있고, 돌기부(21b)는 석영 돌기인 것을 일 예로 하며 부착력을 향상시키는 역할을 한다.
더 상세하게 내진 내력 보강재를 설치하는 단계(S320)는 바잘트섬유로 가공된 리바(21)를 축방향 및 횡방향으로 교차되게 배근하여 격자형으로 배치하고 교차된 부분을 연결하여 리바 망체(21a)를 제작하는 리바 망체를 준비하는 과정, 준비된 리바 망체(21a)를 콘크리트 구조물의 치핑되어 있는 부위에 설치하는 과정을 포함할 수 있다.
리바 망체를 준비하는 과정은 바잘트섬유로 가공된 리바(21)를 격자형으로 배치하고 교차된 부분을 움직이지 않도록 결속하여 리바 망체(21a)를 보강 대상으로 표면이 치핑된 콘크리트 구조물(100)에 배근할 수 있다.
리바 망체를 준비하는 과정은 바잘트섬유로 가공된 리바(21)의 교차된 부분을 양단부로 벌어진 형태의 클립(60a)을 가압해서 링형 클립으로 성형하는 유압식 그리퍼기기(60)로 연결하여 리바 망체(21a)를 제작하는 것을 일 예로 한다.
유압식 그리퍼기기(60)는 유압에 의해 벌어지고 오므려지도록 회전 가능한 제1집게부(61)와 제2집게부(62)를 구비하고, 벌어진 제1집게부와 제2집게부 사이에 벌어진 형태의 클립(60a)이 삽입된 형태로 유지되고, 벌어진 클립(60a) 내로 바잘트섬유로 가공된 리바(21)의 교차된 부분을 위치시킨 후 제1집게부(61)와 제2집게부(62)를 오므려지게 작동시켜 벌어진 클립(60a)을 닫아 링형 클립으로 성형시킴으로써 링형 클립이 리바의 교차된 분을 연결시켜 고정시킬 수 있게 된다.
유압식 그리퍼기기(60)는 EDMA社의 TURBO 50 GABION PREMIUM인 것을 일 예로 하고, 이외에도 공지의 다른 그리퍼 기기로 다양하게 변형 실시될 수 있음을 밝혀둔다.
리바 망체(21a)를 설치하는 과정은 콘크리트 구조물을 드릴로 천공하여 고정핀으로 에어장비를 이용 항타 거치하거나 에폭시 또는 수경성섬유접착제를 이용 접착 및 함침시켜 부착할 수 있음을 밝혀둔다.
도 6을 참고하면, 콘크리트 구조물(100)는 평면의 기초부(120), 평면의 기초부(120)에서 돌출되는 기둥부(110)를 포함할 수 있고, 기둥부(110)는 축방향으로 위치되는 주리바부재(20a)와 횡방향으로 위치되어 주리바부재(20a)와 교차되는 띠리바부재(20b)를 포함하는 내진 내력 보강재(20)로 보강될 수 있다.
즉, 내진 내력 보강재(20)는 바잘트섬유로 가공된 리바(21)를 축방향으로 세워서 횡방향으로 이격되게 위치시키는 복수의 주리바부재(20a), 주리바부재(20a)와 교차되게 횡방향으로 배치되고, 축방향으로 이격되게 위치되고 주리바부재(20a)와 연결되는 띠리바부재(20b)를 포함할 수 있다.
주리바부재(20a)와 띠리바부재(20b)의 교차 지점은 양단부로 벌어진 형태의 클립(60a)을 가압해서 링형 클립으로 성형하는 유압식 그리퍼기기(60)로 결속시켜 연결할 수 있다.
이는 상기의 유압식 그리퍼기기(60)의 설명과 동일하여 중복으로 생략함을 밝혀둔다.
본 발명에 따른 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재 및 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법에서 보강되는 콘크리트 구조물(100)은 원형 단면 기둥, 사각 단면 기둥, 타원형 단면 기둥 등 기둥 구조물(110)을 포함할 수 있고, 내진 내력 보강재(20)는 복수의 주리바부재(20a)와 복수의 띠리바부재(20b)를 포함하여 기둥 구조물(110)을 감싸도록 위치될 수 있다.
각 주리바부재(20a)는 바잘트섬유로 가공된 리바를 이어(겹이음) 구성될 수 있고, 주리바부재(20a)의 이음지점(A)은 서로 다른 수평선 상에 위치될 수 있다.
즉, 각 주리바부재(20)의 이음지점(A)은 서로 다른 수평선 상에 위치되고, 서로 다른 높이에 위치되는 것이다.
또한, 각 띠리바부재(20b)는 바잘트섬유로 가공된 리바를 이어(겹이음) 구성될 수 있고, 띠리바부재(20b)의 이음지점(B)은 서로 다른 수직선 상에 위치될 수 있다.
즉, 각 띠리바부재(20b)의 이음지점(B)은 서로 다른 높이에 위치되고, 서로 다른 수직선 상에 위치되는 것이다.
복수의 주리바부재(20a)는 횡방향으로 이격되어 나란하게 위치되고, 복수의 띠리바부재(20b)는 축방향으로 이격되어 나란하게 위치되어 격자 형태로 배열되고, 각 격자에는 주리바부재(20)의 이음지점(A) 1개, 띠리바부재(20b)의 이음지점(B) 1개씩만 위치된다.
종래 강재 철근의 주리바와 띠리바를 이용하여 기둥을 보강하는 경우 각 주리바에서 강재 철근의 이음지점이 서로 동일한 수평선 상 즉, 서로 동일한 높이에 위치되고, 각 띠리바에서 강재 철근의 이음지점이 동일한 수직선 상 즉, 서로 동일한 원주 상의 위치에 이음을 하고 있어 지진의 발생 시에 약한 부분(이음부분)에 전단파괴가 이루어져 붕괴로 인한 대규모 인명 피해가 발생될 수 있는 문제가 있었다.
이와 대비해 본 발명에서 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재 및 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법에서 각 주리바부재(20a)의 이음지점(A)과 각 띠리바부재(20b)의 이음지점(B)은 서로 다른 수평선/수직선 상에 위치되고, 서로 다른 높이/원주 상에 위치되어 지진에 취약한 부분을 분산시킴으로써 지진에 대한 내진 성능이 더 향상될 수 있고, 지진에 더 강한 구조를 가지게 된다. 주리바부재(20b)의 하단부 중 일부분은 꺾여져 기초부(120) 상에 배근된 리바(121)와 연결되는 리바 연결부(20c)로 형성될 수 있다.
그리고, 리바 연결부(20c)는 클립, 철사 등의 리바 연결구(20d)로 기초부(120) 상에 배근된 리바(121)와 연결될 수 있다.
도 7을 참고하면, 본 발명에서 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재 및 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법에서 사각 단면 기둥을 복수의 주리바부재(20a)와 복수의 띠리바부재(20b)로 보강할 때 코너의 라운드를 거의 직각 형태를 가지도록 띠리바부재(20b)를 꺾을 수 있다.
이는 띠리바부재(20b)가 바잘트섬유로 가공된 리바이기 때문이고, 띠리바부재(20b)를 직각형태로 꺾어 위치시킬 수 있어 다각 단면의 기둥을 보강하는 경우 형태를 그대로 유지할 수 있고, 기둥 두께의 증대를 최소화하여 컴팩트한 구조 설계를 가능하게 한다.
이와 대비해 도시되진 않았지만 종래 강재 철근을 띠리바로 사용하는 경우 주리바를 중심으로 꺽여질 때 강재 철근의 강성에 의해 직각형태로 꺾여지지 않고 큰 원호를 가지고 휘어져 위치되기 때문에 다각 기둥의 형상을 유지할 수 없고, 기둥의 두께가 크게 증대될 수 있는 단점이 있었다.
도 8을 참고하면 내진 내력 보강재(20)는 바잘트섬유 격자망부재(25)를 사용할 수도 있고, 바잘트섬유 격자망부재(25)는 다수의 바잘트섬유로 직조된 바잘트섬유 와이어가 복수의 열과 복수의 행으로 위치되고 서로 교차되게 위치됨으로써 격자모양으로 형성되어 사각형상의 개방부가 복수의 열과 복수의 행을 가지는 것을 일 예로 한다. 바잘트섬유 격자망부재(25)는 바잘트섬유가 여러 가닥으로 직조되어 만들어진 바잘트섬유 와이어가 서로 교차되게 배치되고 교차된 부분을 고정하여 4면을 고정함으로써 사각 형상의 개방부가 복수의 열과 복수의 행을 가지도록 한 후 코팅을 함으로써 사각이 움직이지 않는 격자모양을 가지는 바잘트섬유망일 수 있다.
또한, 바잘트섬유 격자망부재(25)는 표면에 돌기부(25b)가 위치될 수 있고, 돌기부(25b)는 석영 돌기인 것을 일 예로 하며 부착력을 향상시키는 역할을 한다.
바잘트섬유 격자망부재(25)는 절연자재(전기가 통하지 않음)이고, 화재발생 시에 유독가스가 발생하지 않으며 발화가 확산되지 않는다.
바잘트섬유 격자망부재(25)는 단면내진보강, 어느 쪽에서 지진이와도 4면이 견뎌 파괴가 지연됨으로서 사람이 대피할 수 있는 시간 보장할 수 있다.
바잘트섬유 격자망부재(25)는 콘크리트 구조물(100)을 드릴로 천공하여 고정핀으로 에어장비를 이용하여 항타 거치되는 것을 일 예로 한다.
바잘트섬유 격자망부재(25)는 격자모양에서 교차 지점에 콘크리트 구조물(100)에 고정되는 고정부(25a)가 위치될 수 있다.
도 9를 참고하면 내진 내력 보강재(20)는 바잘트섬유 시트부재(26)를 사용할 수 있고, 제1바잘트섬유 시트(26a), 제2바잘트섬유 시트(26b)를 포함하여 2겹으로 구성되어 내진 보강효과를 증대시킬 수 있다.
바잘트섬유 시트부재(26)는 수직 수평방향의 날실과 씨실로 직조된 것을 일 예로 한다.
또한, 바잘트섬유 시트부재(26)는 수직 수평방향의 날실과 씨실 뿐만 아니라 우경사실과 죄경사실을 이용하여 좌우 45도 대각선방향으로도 직조하여 어떠한 방향으로든 작용하중에 대하여 보강응력을 발현하게 하는 다방향성 보강섬유시트일 수도 있다.
또한, 바잘트섬유 시트부재(26)는 추가 보강력이 요구될 때는 수직방향의 덧날실을 추가 직조하되, 각 실올의 굵기 및 간격을 다양화하여 이루어지고, 각 방향의 실올 교차점에서 위아래로 엮이는 웨이브형태의 조직이 아니라 직사 배열하여 교차되는 조직점을 바잘트섬유세사 또는 유리섬유세사를 이용하여 실올의 필라멘트가 상호 꼬이지 않고 평탄하게 교차하여 교차점을 결합시켜 작용하는 인장력과 전단력에 균일한 보강응력이 작용할 수 있도록 형성시킬 수 있다.
바잘트섬유 시트부재(26) 즉, 제1바잘트섬유 시트(26a), 제2바잘트섬유 시트(26b)는 에폭시 또는 화재의 위험성이 없는 수경성섬유접착제를 이용 접착 및 함침시켜 부착하는 것을 일 예로 한다.
한편, 도 10은 본 발명에 따른 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재와 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법으로 시공된 콘크리트 보강 구조체의 실시예를 도시한 단면도이고, 도 8을 참고하면 발명에 따른 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재와 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법으로 시공된 콘크리트 보강 구조체는 콘크리트 구조물(100)의 표면에 내진 내력 보강재를 부착시키기 위한 보강재 접착층(10), 보강재 접착층에 의해 설치되는 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재(20), 내진 내력 보강재(20)에 도포되는 프라이머층(30), 프라이머층(30) 상에 시공되는 내진 모르타르층(40), 내진 모르타르층(40)을 덮어 형성되는 내오염 중성화보호제층(50)을 포함할 수 있다.
하기의 표 2는 본 발명의 실시예에 따른 내진 모르타르 조성물의 성분 및 함량비를 나타낸다.
성분 CSA
시멘트		 골재 실리카흄 재분산성수지 바잘트
섬유		 소포제 증점
안정제		 수축
저감제
5호사 6호사
중량% 30 15 40 3 5 0.8 0.02 1 0.6
표 2의 본 발명의 실시예에 따른 내진 모르타르 조성물은 베라이트 함유 CSA 시멘트 30중량%, 골재(규사 5호사 및 6호사) 55중량%, 실리카흄 3중량%, 재분산성수지(아세트산비닐-에틸렌 공중합체 분말 수지 3중량% 및 에틸렌-라우린산염비닐-염화비닐 3원 중합체 분말 수지 2중량% 혼합) 5중량%, 미네랄 오일 필름으로 코팅된 바잘트섬유 0.8중량%, 소포제(네오데칸산 글리시딜 에스테르와 도데실 트리메틸 암모늄 클로라이드 혼합) 0.02중량%, 증점안정제(HPMC계) 1중량, 및 수축저감제(네오펜틸 글리콜) 0.6중량%와 잔부는 물로 구성된다.
한편, 하기의 표 3 내지 표 6은 비교예 1 내지 비교예 4에 따른 모르타르 조성물의 성분 및 함량비를 나타낸 것이고, 하기 표3은 비교예1(일반 모르타르)의 모르타르 조성물의 성분 및 함량비를 나타낸 것이다.
성분 포틀랜드
시멘트		 골재 슬라그 플라이애쉬 소포제 혼화재 공기
연행제
4호사 6호사
중량% 15 14 56 10 5 0.1 0.15 0.01
표 3의 비교예1에 따른 일반 모르타르 조성물은 포틀랜드 시멘트 15중량%, 골재(해사 건조사, 4호사 및 6호사) 70중량%, 슬라그(혼합재) 10중량%, 플라이애쉬(혼합재) 5중량%, 소포제(실리콘계) 0.1중량%, 혼화재 0.15중량%, 및 공기연행재(황화물계) 0.01중량%와 잔부는 물로 구성된다.
하기의 표 4는 비교예2(폴리머 모르타르)의 모르타르 조성물의 성분 및 함량비를 나타낸 것이다.
성분 포틀랜드
시멘트		 골재 플라이애쉬 소포제 재분산성수지 분말
유동화재		 섬유재 팽창제
5호사 6호사
중량% 35 10 45 5 0.1 4 0.3 0.15 3
표 4의 비교예2에 따른 폴리머 모르타르 조성물은 포틀랜드 시멘트 35중량%, 골재(규사 5호사 및 6호사) 55중량%, 플라이애쉬(혼합재) 5중량%, 소포제(실리콘계) 0.1중량%, 재분산성수지(수용성 아크릴 공중합 수지계) 4중량%, 분말유동화제(폴리카본계) 0.3중량%, 섬유재(나일론 섬유) 0.15중량%, 및 팽창제(칼슘설포알루미네이트와 탈황석고 혼합) 3중량%와 잔부는 물로 구성된다.
하기의 표 5는 비교예3(탄소섬유혼합 모르타르)의 모르타르 조성물의 성분 및 함량비를 나타낸 것이다.
성분 포틀랜드
시멘트		 골재 슬라그 플라이애쉬 소포제 탄소섬유 분말수지
6호사 7호사
중량% 30 39 15 8 4 0.2 0.8 3
표 5의 비교예3에 따른 탄소섬유혼합 모르타르 조성물은 포틀랜드 시멘트 30중량%, 골재(규사 6호사 및 7호사) 54중량%, 슬라그(혼합재) 8중량%, 플라이애쉬(혼합재) 4중량%, 소포제(실리콘계) 0.2중량%, 탄소섬유 0.8중량%, 및 분말수지(아크릴계 재유화형) 3중량%와 잔부는 물로 구성된다.
하기의 표 6은 비교예4(섬유복합 모르타르)의 모르타르 조성물의 성분 및 함량비를 나타낸 것이다.
성분 포틀랜드
시멘트		 골재 플라이
애쉬		 소포제 혼합섬유 분말수지 촉진제 증점
안정제
5호사 6호사
중량% 34 7 47 4 0.1 0.7 5 1.2 0.3
표 6의 비교예4에 따른 섬유복합 모르타르 조성물은 포틀랜드 시멘트 34중량%, 골재(규사 5호사 및 6호사) 54중량%, 플라이애쉬(혼합재) 4중량%, 소포제(실리콘계) 0.1중량%, 혼합섬유(폴리에틸렌섬유 및 나일론섬유) 0.7중량%, 분말수지(아크릴계 재유화형) 5중량%, 촉진제(N-디메틸아닐린) 1.2중량%, 및 증점안정제(규산알루미늄계) 0.3중량%와 잔부는 물로 구성된다.
다음으로, 앞서 도 1을 참조하여 설명한 보강공법 중 S340단계에 대하여, 표 2의 본 발명의 실시예에 따른 내진 모르타르 조성물과, 표 3 내지 표 6의 비교예 1 내지 비교예 4에 따른 모르타르 조성물을 별도로 시공한 후 양생을 수행한다.
하기의 표 7은 표 2의 실시예 및 표 3 내지 표 6의 비교예 1 내지 비교예 4의 모르타르 조성물을 이용하여, 도 3에 도시된 보강공법에 따라 시공 및 양생을 수행한 후의 콘크리트 물성을 나타낸다.
물성 품질기준
(KS F 4042)		 비교예1
(일반
모르타르)		 비교예2
(폴리머 모르타르)		 비교예3
(탄소섬유혼합 모르타르)		 비교예4
(섬유복합 모르타르)		 실시예
(내진
모르타르)
휨 강도
(N/mm2)		 6.0 이상 4.5 7.3 7.2 7.5 15
압축강도
(N/mm2)		 20.0 이상 18 50 45 50 49
부착강도
(표준조건, N/mm2)		 1.0 이상 0.8 1.9 1.8 2.0 2.4
물 흡수 계수
[kg/(m2·h0.5)]		 0.5 이하 0.9 0.5 0.6 0.15 0.25
표 2의 본 발명의 실시예에 따른 내진 모르타르 조성물을 이용하여 시공 및 양생을 수행한 후의 콘크리트는 휨 강도, 압축강도, 부착강도(표준조건), 및 물 흡수 계수에서 KS F 4042의 콘크리트 구조물 보수용 폴리머 시멘트 모르타르의 품질기준을 모두 만족한다. 특히, 휨 강도(파괴하중)에 있어서 본 발명의 실시예에 따른 내진 모르타르 조성물을 이용하여 시공 및 양생을 수행한 경우의 휨 강도(15 N/mm2)가 비교예 1 내지 비교예 4에 따른 기존의 모르타르 조성물을 이용하여 시공 및 양생을 수행한 경우의 휨 강도(4.5 ~ 7.5 N/mm2)에 비하여 월등하게 우수함을 확인할 수 있는 바와 같이, 내진 성능이 우수한 콘크리트 구조물의 보강에 적합하다.
본 발명에 따르면 휨 강도 및 부착강도가 우수하여 구조물의 벽체, 슬라브, 거더, 교량, 교각 등을 시공하거나 기존의 구조물을 보강함에 있어서 지진에 견디는 힘이 강한 환경 친화적인 내진 모르타르 조성물과 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 시공성 및 내구성이 우수할 뿐만 아니라 생산비가 저렴한 환경 친화적인 내진 모르타르 조성물과 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 종래 콘크리트의 낮은 인장강도 및 압축강도를 개선하고 누수로 인한 철근부식을 방지하며, 구조체를 보호하여 지진 발생 시에 재산과 인명 피해를 최소화할 수 있는 환경 친화적인 내진 모르타르 조성물과 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법을 제공할 수 있는 효과가 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 콘크리트 구조물 10 : 보강재 접착층
20 : 내진 내력 보강재 20a : 주리바부재
20b : 띠리바부재 21 : 바잘트섬유로 가공된 리바
21a : 리바 망체 22 : 코어
23 : 나선 필라멘트 24 : 외피층
25 : 바잘트섬유 격자망부재 26 : 바잘트섬유시트부재
26a : 제1바잘트섬유 시트 26b : 제2바잘트섬유 시트
30 : 프라이머층 40 : 내진 모르타르층
50 : 내오염 중성화보호제층

Claims (22)

  1. 콘크리트 구조물의 열화된 면을 제거하는 단계;
    치핑 또는 고압물 세척 및 먼지를 제거하는 단계;
    상기 콘크리트 구조물에 현무암섬유를 가공하여 제조된 내진 내력 보강재를 설치하는 단계;
    상기 내진 내력 보강재가 설치된 콘크리트 구조물의 표면에 침투형프라이머를 도포하는 단계;
    베라이트 함유 CSA 시멘트 30 ~ 35중량%, 골재 55 ~ 62중량%, 실리카흄 2 ~ 4중량%, 재분산성 수지 4 ~ 6중량%, 바잘트섬유 0.2중량%, 및 소포제, 증점안정제, 수축저감제로 이루어진 군에서 일종 이상 선택되는 기타 첨가제를 나머지로 포함하는 내진 모르타르 조성물을 도포된 침투형프라이머층에 시공하는 단계;
    양생하는 단계; 및
    내오염 중성화 보호제를 도포하는 단계를 포함하고,
    상기 내진 모르타르 조성물을 도포된 침투형프라이머층에 시공하는 단계에서,
    상기 재분산성 수지는 아세트산비닐-에틸렌 공중합체 분말 수지 2.5 ~ 3.5중량%와, 에틸렌-라우린산염비닐-염화비닐 3원 중합체 분말 수지 1.5 ~ 2.5중량%를 혼합한 4 ~ 6중량%를 포함하며,
    상기 소포제는 네오데칸산 글리시딜 에스테르(neodecanoic acid glycidyl ester)와, 도데실 트리메틸 암모늄 클로라이드(dodecyl trimethyl ammonium chloride, DTAC)를 혼합한 0.02중량%를 포함하고,
    상기 바잘트섬유는 탄소수 20 ~ 40의 알케인(alkane) 미네랄 오일 필름이 코팅된 것을 특징으로 하는 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재와 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 베라이트 함유 CSA 시멘트는,
    C2S 15 ~ 70중량%, C4A3S 15 ~ 70중량%, C4AF 5 ~ 30중량% 및 CS 10 ~ 50중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재와 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 베라이트 함유 CSA 시멘트는,
    4,000 내지 6,000cm2/g의 분말도를 갖는 것을 특징으로 하는 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재와 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 골재로서,
    규사(SiO2) 5호사 15 ~ 20중량%와, 규사(SiO2) 6호사 40 ~ 42중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재와 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법.
  8. 삭제
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 증점안정제로서,
    하이드록시프로필 메틸셀룰로오스(Hydroxypropyl methylcellulose, HPMC)계 증점안정제 1중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재와 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 수축저감제로서,
    네오펜틸 글리콜(neopentyl glycol) 0.6중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재와 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 콘크리트 구조물의 치핑된 부위에는 배근된 기존 철근이 노출될 수 있고, 현무암섬유를 가공하여 제조된 내진 내력 보강재는 노출된 기존 철근에 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재와 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 내진 내력 보강재는 바잘트섬유로 가공된 리바인 것을 특징으로 하는 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재와 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 내진 내력 보강재를 설치하는 단계는 바잘트섬유로 가공된 리바를 축방향 및 횡방향으로 교차되게 배근하여 콘크리트 구조물에 설치하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재와 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 바잘트섬유로 가공된 리바의 교차된 부분을 양단부로 벌어진 형태의 클립을 가압해서 링형 클립으로 성형하는 유압식 그리퍼기기로 연결하여 리바 망체를 제작하는 것을 특징으로 하는 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재와 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 내진 내력 보강재는,
    바잘트섬유로 가공된 리바를 축방향으로 세워서 횡방향으로 이격되게 위치시키는 복수의 주리바부재; 및
    상기 주리바부재와 교차되게 횡방향으로 배치되고, 축방향으로 이격되게 위치되는 띠리바부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재와 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 주리바부재는 바잘트섬유로 가공된 리바를 이어(겹이음) 구성되고, 상기 주리바부재의 각 이음지점은 서로 다른 수평선 상에 위치되고,
    상기 띠리바부재는 바잘트섬유로 가공된 리바를 이어(겹이음) 구성되고, 상기 띠리바부재의 각 이음지점은 서로 다른 수직선 상에 위치되는 것을 특징으로 하는 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재와 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법.
  17. 청구항 15에 있어서,
    복수의 상기 주리바부재는 횡방향으로 이격되어 나란하게 위치되고, 복수의 상기 띠리바부재는 축방향으로 이격되어 나란하게 위치되어 격자 형태로 배열되고, 각 격자에는 상기 주리바부재의 이음지점과 상기 띠리바부재의 이음지점이 각각 1개씩만 위치되는 것을 특징으로 하는 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재와 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법.
  18. 청구항 1에 있어서,
    상기 내진 내력 보강재는 바잘트섬유로 만든 격자망부재인 것을 특징으로 하는 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재와 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 바잘트섬유 격자망부재는 바잘트섬유가 여러 가닥으로 직조되어 만들어진 바잘트섬유 와이어가 서로 교차되게 배치되고 교차된 부분을 고정하여 4면을 고정함으로써 사각 형상의 개방부가 복수의 열과 복수의 행을 가지도록 한 후 코팅을 함으로써 사각이 움직이지 않는 격자모양을 가지는 바잘트섬유망인 것을 특징으로 하는 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재와 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법.
  20. 청구항 1에 있어서,
    상기 내진 내력 보강재는 바잘트섬유로 직조 코팅된 바잘트섬유 시트부재인 것을 특징으로 하는 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재와 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 바잘트섬유 시트부재는 서로 겹쳐지게 위치되는 제1바잘트섬유 시트와 제2바잘트섬유 시트를 직조한 것을 특징으로 하는 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재와 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법.
  22. 청구항 20에 있어서,
    상기 바잘트섬유 시트부재는 에폭시 또는 수경성섬유접착제를 이용하여 콘크리트 구조물의 표면에 접착 및 함침시켜 부착하는 것을 특징으로 하는 환경 친화적인 현무암섬유를 가공한 내진 내력 보강재와 내진 모르타르를 이용한 콘크리트 구조체 내진 보강공법.
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