KR101951814B1 - 섬유판넬을 이용한 콘크리트 기둥 또는 슬래브 구조물의 내진 보강공법 - Google Patents

섬유판넬을 이용한 콘크리트 기둥 또는 슬래브 구조물의 내진 보강공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 콘크리트와 이형 재료인 섬유판넬을 이용하여, 콘크리트 구조물을 경량화하면서도 충분한 강도를 확보하는 섬유판넬 구조부재 및 이를 이용한 콘크리트 기둥 및 스라브나 보의 구조물을 내진보강 방법에 관한 것으로, 본 발명은 (C1) 구조물 보강면의 열화된 콘크리트를 취핑하고 세척하는 단계와; (C2) 상기 보강면에 수성아크릴계 또는 SiO2 계의 침투성 표면강화제를 도포하는 단계와; (C3) 상기 보강면을 고강도 폴리머몰탈로 평탄화하는 단계와; (C4) 상기 평탄화면에 보강부재인 섬유판넬을 직립이나 평면 크로스로 설치하거나 나선형식 으로 휘감을 수 있도록 브라켓에 의해 부착하는 단계; 그리고 (C5) 상기 보강부재 상에 고강도 폴리머 몰탈을 뿜칠 시공하고, 시공면을 미장 마감하는 단계를 포함하여 수행된다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 본 발명에서는 다양한 건축 이나 토목의 철근콘크리트 구조물에 적용될 수 있는 경량이며 고강도의 뛰어난 내진 보강 효과를 제공 할 수가 있다.

Description

섬유판넬을 이용한 콘크리트 기둥 또는 슬래브 구조물의 내진 보강공법 {SEISMIC RETROFIT METHOD FOR CONCRETE PILLAR,COLUMN OR SLABS STRUCTURE USING FIBER PANNEL}
본 발명은 콘크리트와 이형 재료인 섬유판넬을 이용하여, 콘크리트 구조물을 경량화하면서도 충분한 강도를 확보하는 섬유판넬 구조부재 및 이를 이용한 건축물 시공방법에 관한 것이다.
콘크리트는 원하는 형태를 자유롭게 형성할 수 있어, 건축물에 가장 보편적으로 사용되는 재료이다. 그러나 콘크리트는 압축에는 효과적인 강도를 나타내나 인장에는 취약한 재료로, 이를 보완하기 위해 콘크리트에는 인장 강도가 뛰어난 강재를 이용한 보강부재가 함께 사용되어 왔고, 대표적인 인장재로 이형 철근이 있다.
그러나 철근 부재는 콘크리트 균열에 의해 외부에 노출시 부식의 문제가 있고, 단위중량이 무거워 구조물의 자중 증가 및 부재의 운송 등에 과도한 비용이 발생되는 문제점이 있었다.
이에 최근에는 철근보다 인장강도가 높으면서도 가벼운 다양한 신소재를 인장재로 사용하는 시공방법이 개발되고 있다.
대한민국 등록특허 제10-1295029호에서는 원형의 섬유로드를 이용하여 고강도 경량 건축물의 시공방법이 개시된 바 있다.
그러나 선행기술에서는 원형 봉 형태의 섬유로드를 이용하여, 단면적에 대비 최대의 인장효율을 발휘하지 못하는 문제점이 있었다.
또한, 선행기술에서는 섬유계 인장재가 활용된 다양한 구조물의 시공방법을 제공하지 못한 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허 제10-1295029호
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 다양한 건축 구조물에 적용될 수 있는 경량의 인장효과가 뛰어난 보강부재, 건축용 판재 및 건축용 기둥재를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 이와 같은 섬유 보강재를 포함하는 범용성있는 건축용 경량판넬의 제조방법 및 경량판넬을 이용하여 건축물의 시공방법을 제공하기 위한 것이다.
그리고 본 발명은 이와 같은 섬유 보강재를 포함하는 흄관을 제공하고 하는 것이다.
또한, 본 발명은 이와 같은 섬유판넬을 이용하여 열화된 건축물을 간편하고 신속하게 보강하는 방법과 신규 건축물을 시공하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.
그리고 본 발명은 섬유보강재가 포함된 경량벽체 및 지붕구조를 이용하여, 차량으로 건축부재를 시공 현장으로 이동하여, 현장에서 용이하게 조립 시공할 수 있는 단일 스팬의 벽체를 갖는 단일 스팬 모듈러 주택용 건축 부재 및 이의 시공방법을 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명은 섬유보강재를 이용하여, 거푸집을 사용하지 않고 시공할 수 있는 슬래브 시공방법과 건축 자재 자체적으로 전원을 공급받아 발열하여 주택의 난방 또는 구조물의 동해를 방지할 수 있는 자체 발열식 콘크리트 구조물을 제공하고자 하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 아라미드섬유, 탄소섬유, 폴리에칠렌섬유, 유리섬유 또는 현무암섬유로 형성되고, 종 방향의 판상으로 형성되는 섬유판넬과; 상기 섬유판넬 표면에 도포되는 접착층; 그리고 상기 접착층에 의해 부착되어, 상기 섬유판넬의 부착강도를 증가시키는 부착골재를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 섬유판넬 측면에는, 상기 섬유판넬의 부착력을 증가시키기 위한 종방향의 부착홈이 형성될 수도 있다.
그리고 상기 섬유판넬은, 단면의 하단 폭 길이가 상단 폭 길이의 1 내지 1.5배로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 접착층은, 상기 섬유판넬을 에폭시 또는 폴리에스텔 수지에 함침시켜 성형인발 시키면서, 열경화성 수지 또는 탄성우레탄 접착제를 표면에 도포하여 형성될 수도 있다.
그리고 상기 부착골재는, 30 내지 800㎛ 크기의 현무암, 화강암, 제강슬러지 또는 가넷 미세골재일 수도 있다.
또한, 본 발명은 판상의 섬유판넬을 지지하기 위한 브래킷을 더 포함하여 구성되고: 상기 브래킷은, 상기 섬유판넬의 두께에 대응하여 절개된 슬롯이 형성된 판상의 몸체와; 상기 몸체 상단 및 하단으로부터 상기 몸체에 수직한 방향으로 연장되어 형성되어, 설치 표면에 접하는 고정편을 포함하여 구성될 수도 있다.
이때, 상기 고정편은, 나사 관통을 위한 관통공이 형성될 수도 있다.
그리고 상기 고정편은, 칼브럭 또는 앵커 볼트에 의해 시공면에 부착될 수도 있다.
한편, 본 발명은 아라미드섬유, 탄소섬유, 폴리에칠렌섬유, 유리섬유 또는 현무암섬유로 형성되고, 종 방향의 판상으로 형성되는 섬유판넬과; 상기 섬유판넬 표면에 도포되는 접착층과; 상기 접착층에 의해 부착되어, 상기 섬유판넬의 부착강도를 증가시키는 부착골재; 그리고 상기 부착골재가 부착된 섬유판넬이 내부에 포함되고, 장방형의 판상으로 형성되는 고강도 폴리머 몰탈층을 포함하여 구성되고: 상기 고강도 폴리머 몰탈층 외측면에는 종방향의 측면홈이 형성되는 섬유판넬을 포함하는 건축용 판재를 포함한다.
한편, 본 발명은 판상으로 형성되어 종방향 및 횡방향으로 직립 교차되어 설치되는 구조 판넬들과; 상기 구조판넬의 전면과 배면에 각각 구비되는 마감판과; 상기 마감판 사이에 충진되는 채움재를 포함하여 구성되고: 상기 구조 판넬에는 부착골재가 부착되는 건축용 판재를 포함한다.
그리고 상기 구조판넬은, 아라미드섬유, 탄소섬유, 유리섬유, 현무암섬유, PE 섬유, PVC, 아연도금스틸, 알루미늄 또는 스텐레스철 중 어느 하나로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 충진재는, 경량몰탈임을 특징으로 하는 섬유판넬을 포함할 수 있다.
그리고 상기 충진재는, 수성 연질 단열폼일 수도 있다.
또한, 상기 마감판은, 고강도 몰탈이 경화되어 형성될 수도 있다.
그리고 상기 마감판은, CRC 판넬 또는 강판일 수도 있다.
또한, 본 발명은 현무암 섬유 또는 유리섬유로 직조된 메쉬시트와; 상기 메쉬시트 상에 설치되는 섬유판넬을 포함하여 구성되고; 상기 섬유판넬은, 부착골재가 부착된 판상으로 형성되는 섬유판넬을 포함하는 건축용 판재를 포함한다.
이때, 상기 섬유판넬은, 상기 메쉬시트 상에 직립하여 설치될 수도 있다.
그리고 상기 섬유판넬은, 격자형으로 끼워져 배치될 수도 있다.
한편, 본 발명은 부착골재가 부착되고, 종 방향의 판상으로 형성되어, 중심부에 방사형으로 배치되는 복수개의 섬유판넬들과; 상기 섬유판넬들을 내부에 포함하여, 종방향으로 타설되는 고강도 폴리머 몰탈층을 포함하여 구성되는 건축용 기둥재를 포함한다.
또한, 상기 고강도 폴리머 몰탈층은, 다각 또는 원형 기둥으로 형성될 수도 있다.
그리고 본 발명은 (A1) 중심부 내부에 내부보강재를 설치하는 단계와; (A2) 상기 내부보강재 상에 금속망으로 형성된 원형관을 설치하는 단계와; (A3) 상기 원형관의 홀 내에 섬유로드를 삽입하여 설치하는 단계와; (A4) 상기 내부보강재 및 원형관을 포함하여 내부 충진재를 타설하는 단계와; (A5) 상기 원형관의 홀 내부에 고강도 폴리머 몰탈을 타설하는 단계와; (A6) 양생된 내부 충진재 외면에 보강망을 설치하는 단계; 그리고 (A7) 상기 보강망 외면을 경량 몰탈을 이용하여 마감하는 단계를 포함하여 수행되는 건축용 경량단열판넬 제조방법을 포함한다.
이때, 상기 내부 충진재는, 경량단열 몰탈 또는 수성 연질폼일 수도 있다.
그리고 상기 섬유로드는, 표면에 현무암 가루나 가넷 가루 또는 PS 볼이 합침된 섬유재 봉으로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 원형관은, 아연도금 메탈라스로 형성될 수도 있다.
한편, 본 발명은 경량판넬을 이용하여 건축물을 시공하는 방법에 있어서, (B1) 상기 경량판넬을 고강도 현무암 메쉬 시트로 연결하는 단계와; (B2) 상기 경량판넬의 연결부를 절첩한 후, 건축 골조에 설치하여, 건축물의 외면을 구성하는 단계; 그리고 (B3) 상기 경량판넬의 내부를 마감 시공하는 단계를 포함하여 수행되는 경량판넬을 이용한 건축물 시공 방법을 포함한다.
이때, 경량(단열)판넬은, 대향하여 배치된 한 쌍의 섬유메쉬시트 또는 메탈라스와; 상기 섬유메쉬시트 또는 메탈라스 사이에 배치되는 내부보강재와; 상기 내부보강재 상에 설치되는 금속망으로 형성된 원형관과; 상기 원형관 내 및 양 외측 표면에 설치되는 섬유로드와; 상기 섬유메쉬시트 또는 메탈라스 사이 내부에 타설되는 경량몰탈 또는 연질수성단열폼으로 구성되는 충진재와; 상기 판넬 외면에 설치되는 보강망과; 상기 보강망 외면에 마감되는 고강도 몰탈층; 그리고 상기 고강도 폴리머몰탈의 경화 후 외면에 도포되는 단열페인트 또는 폴리우레아층을 포함하여 구성될 수도 있다.
또한, 본 발명은 원통형으로 형성된 보강망과; 상기 보강망 외면에 배치되는 섬유보강재와; 상기 보강망 상에 상기 섬유보강재를 포함하여 타설되어 양생된 고강도 폴리머 몰탈층과; 상기 고강도 폴리머 몰탈층 내면 및 외면에 도포되어 형성되는 피복층을 포함하여 구성되는 섬유보강재를 포함하는 흄관을 포함한다.
이때, 상기 섬유보강재는, 상기 보강망 외주면에 고리형으로 소정의 거리만큼 이격되어 배치되는 횡방형 섬유로드와; 상기 보강망 외면에 종방향으로 배치되는 종방향 섬유로드를 포함하여 구성될 수도 있다.
그리고 상기 섬유보강재는, 상기 보강망 외주면에 고리형으로 소정의 거리만큼 이격되어 배치되는 횡방형 섬유로드와; 상기 횡방향 섬유로드 사이에 상기 보강망 외주면에 밀착되어 환형으로 설치되는 섬유판넬 고정용 브래킷과; 상기 섬유판넬 고정용 브래킷에 상기 보강망 외측으로 방향으로 직립하여 삽입되는 섬유판넬을 포함하여 구성될 수도 있다.
또한, 상기 피복층은, 수성에폭시 수지 또는 폴리우레아 수지로 형성될 수도 있다.
한편, 본 발명은 (C1) 구조물 보강면의 열화된 콘크리트를 취핑하고 세척하는 단계와; (C2) 상기 보강면에 수성아크릴계 또는 SiO2 계의 침투성 표면강화제를 도포하는 단계와; (C3) 상기 보강면을 고강도 폴리머몰탈로 평탄화하는 단계와; (C4) 상기 평탄화면에 보강부재를 부착하는 단계; 그리고 (C5) 상기 보강부재 상에 고강도 폴리머 몰탈을 뿜칠 시공하고, 시공면을 미장 마감하는 단계를 포함하여 수행되는 섬유판넬을 이용한 건축물 보강방법을 포함한다.
이때, 상기 보강부재는, 평탄화된 상기 보강면에 구비되는 스테인레스, 철 또는 합성수지재로 구성되는 브래킷과; 상기 브래킷에 직립하여 삽입되는 몰탈접착용 섬유판넬을 포함하여 구성될 수도 있다.
그리고 상기 보강부재는, 현무암 섬유 또는 유리섬유로 직조된 메쉬시트와; 상기 메쉬시트 상에 설치되는 섬유판넬을 포함하여 구성될 수도 있다.
또한, 상기 섬유판넬은, 상기 메쉬시트 상에 직립하여 설치될 수도 있다.
이때, 상기 섬유판넬은, 부착골재가 부착된 현무암섬유, 아라미드섬유, 탄소섬유 또는 유리섬유 계의 판상으로 형성될 수도 있다.
그리고 상기 구조물은, 슬래브 벽체, 다각기둥 또는 다각관으로 형성된 사각터널 또는 사각의 박스일 수도 있다.
또한, 상기 제 (C4) 단계는, 상기 제 (C3) 단계에 의해 고강도 폴리머몰탈로 평탄화된 보강면의 굴곡부에, 탄소섬유메쉬 또는 아라미드섬유메쉬, 현무암메쉬 또는 유리섬유메쉬를 수성에폭시몰탈로 접착시키는 단계를 더 포함하여 수행될 수도 있다.
그리고 상기 구조물은, 원형기둥 또는 원형관 형태의 터널 및 상하수도 박스일 수도 있다.
또한, 상기 보강부재는, 상기 구조물의 외부 또는 내부면에 나선형으로 부착되는 판상의 섬유판넬일 수도 있다.
그리고 상기 보강부재는, 상기 섬유판넬을 보강면에 밀착시켜 칼브룩 또는 앵커볼트로 고정되는 고정편을 포함하여 구성될 수도 있다.
한편, 본 발명은 (D1) 설치 시공면에 고정대를 설치하는 단계와; (D2) 상기 고정대에 건축물의 형태에 따라 기둥용으로 몰탈접착용 섬유판넬을 쌍으로 세워서 연결하여 설치하되, 상기 섬유판넬 들을 고정볼트에 의해 연결하여 체결하는 단계와; (D3) 상기 섬유판넬 외측에 섬유로드를 격자형의 설치하는 단계와; (D4) 상기 섬유로드 외측에 섬유메쉬를 설치하는 단계와; (D5) 상기 섬유로드 외측에 기성 제작되어 절첩식으로 구성되고, 발수 및 난연 처리된 종이골판지 또는 PVC골판지가 부착된 스티로폼 판넬로 구성되는 경량 단열 판넬 또는 경량 벽체용 판넬을 설치하는 단계와; (D6) 내측으로부터 상기 경량 단열 판넬 또는 경량 벽체용 판넬 측으로, 상기 섬유판넬 면을 향해, 섬유로드 및 섬유메쉬가 매립되도록 설계두께까지 고강도 폴리머 몰탈을 도포하여 양생하는 단계와; (D7) 상기 고강도 폴리머 양생면 내측에 불연 또는 난연성의 스티로폼이나 수성연질의 단열폼으로 단열 처리한 후 CRC보드 또는 몰탈미장으로 내부를 마감하는 단계; 그리고 (D8) 상기 스티로폼 판넬 외부에는 부직포를 붙이고, 상기 부직포 상에 단열페인트 또는 폴리우레아 처리 후, 컬러 페인트로 외부를 마감하는 단계를 포함하여 시공되는 섬유판넬을 이용한 건축물 시공방법을 포함한다.
이때, 상기 섬유판넬에는, 상기 고강도 폴리머 몰탈 관통용 관통공과; 고정볼트 체결을 위한 볼트공이 형성될 수도 있다.
그리고 본 발명은 (E1) 브래킷을 설치하는 단계와; (E2) 서로 다른 높이의 섬유판넬들을 직립하여 상기 브래킷에 설치하는 단계와; (E3) 상기 섬유판넬 사이의 내부에 내부 충진재를 충진하는 단계와; (E4) 외측면에 보강망을 설치하는 단계와; (E5) 상기 보강망 외면에 경량 몰탈을 타설하여 양생하는 단계; 그리고 (E6) 상기 경량 몰탈 면에 마감도장을 수행하는 단계를 포함하여 수행되는 단일 스팬 모듈러 주택용 지붕구조 시공방법을 포함한다.
이때, 상기 섬유판넬들의 배치는, 중심부에 배치되는 섬유판넬이 높이가 외측부에 설치되는 섬유판넬의 높이가 높게 배치될 수도 있다.
그리고 상기 섬유판넬들의 배치는, 일 측 단부로부터 타 측 단부로 갈수록 섬유판넬이 높이가 낮아지도록 배치될 수도 있다.
한편, 상기 내부 충진재는, 수성연질단열폼 또는 경량몰탈일 수도 있다.
이때, 상기 마감도장은, 단열페인트 또는 폴리우레아를 도포하여 수행될 수도 있다.
또한, 본 발명은 (F1) 건축물의 설계구성에 따라 외부골조를 조립하는 단계와; (F2) 상기 외부골조의 측면에 경량벽체를 설치하는 단계와; (F3) 상기 외부골조 상부에 지붕구조를 시공하는 단계; 그리고 (F4) 상기 경량벽체와 경량벽체 또는 상기 지붕구조의 접합부에 밀폐 이음 시공을 수행하는 단계를 포함하여 수행될 수도 있다.
이때, 상기 경량벽체는, 고강도 현무암 메쉬 시트로 연결된 경량판넬을 절첩하여 상기 외부골조에 설치한 후, 상기 경량판넬의 내부를 마감 시공함에 의해 형성될 수도 있다.
그리고 상기 경량판넬은, 대향하여 배치된 한 쌍의 판넬과; 상기 판넬 사이에 배치되는 내부보강재와; 상기 내부보강재 상에 설치되는 금속망으로 형성된 원형관과; 상기 원형관 내에 설치되는 섬유로드와; 상기 판넬 사이 내부에 타설되는 충진재와; 상기 판넬 외면에 설치되는 보강망; 그리고 상기 보강망 외면에 마감되는 고강도 몰탈층을 포함하여 구성될 수도 있다.
또한, 상기 지붕구조는, 브래킷 상에 서로 다른 높이의 섬유판넬들이 직립되어 설치되고, 상기 섬유판넬 사이의 내부에 충진된 충진재를 포함하며, 상기 섬유판넬 외측에 설치된 보강망 상에 타설된 경량 몰탈층 및 상기 경량 몰탈 면에 형성된 마감도장면을 포함하여 구성될 수도 있다.
이때, 상기 섬유판넬들은, 중심부에 배치되는 섬유판넬이 높이가 외측부에 설치되는 섬유판넬의 높이가 높게 배치될 수도 있다.
또한, 상기 지붕구조는, 중심부에 배치되는 섬유판넬이 높이가 외측부에 설치되는 섬유판넬의 높이가 높게 배치된 중앙부 지붕구조와; 상기 중앙부 지붕구조 양측에 연결되고, 내 측 단부로부터 외 측 단부로 갈수록 섬유판넬의 높이가 낮아지도록 구성된 외측 지붕구조를 포함하여 구성될 수도 있다.
그리고 상기 외부골조는, 사각 스틸 파이프 또는 'ㄷ'형 스틸스터드로 구성되고; 상기 경량벽체에는 상기 외부골조와 접합부에 상기 외부골조가 삽입되기 위한 삽입홈이 형성되며; 상기 외부골조는 상기 경량벽체를 관통하는 체결나사에 의해 상기 경량벽체와 체결될 수도 있다.
또한, 상기 밀폐이음시공은, 고분자 합성수지를 이용한 콕킹 시공일 수도 있다.
그리고 상기 외부골조와 상기 경량벽체의 접합면에는, 절곡된 체결편이 구비되어, 상기 체결편에 의해 서로 고정될 수도 있다.
한편, 본 발명은 (G1) 지지골조 상에 철골프레임을 설치하는 단계와; (G2) 상기 철골프레임 상에 섬유로드 또는 섬유 보강재 및 보강망을 설치하는 단계와; (G3) 상기 보강망 상에 상기 섬유로드 또는 섬유보강재 및 보강망이 매립되도록 고강도 폴리머 몰탈을 뿜칠 시공하는 단계; 그리고 (G6) 상기 고강도 폴리머 몰탈 시공면을 일반 몰탈 또는 고강도 몰탈을 이용하여 미장마감하는 단계를 포함하여 수행되는 섬유판넬을 이용한 슬래브 시공 방법을 포함한다.
이때, 상기 섬유 보강재의 설치는, 섬유로드를 교차 연결하여 설치하는 것일 수도 있다.
그리고 상기 보강망은, 아연 도금 메탈 라스 또는 섬유메쉬시트일 수도 있다.
또한, 상기 지지 골조는, 다단의 계단 형태로 구성될 수도 있다.
그리고 본 발명은 (G4) 상기 (G3) 단계에 의해 타설된 고강도 폴리머 몰탈면에, 섬유판넬을 설치하는 단계와; (G5) 설치된 상기 섬유판넬이 매립되도록 일반 레디믹스트 콘크리트 또는 고강도 폴리머 몰탈을 타설하는 단계를 더 포함하여 수행되고: 상기 섬유판넬의 설치는, 판넬 고정용 브래킷을 설치하는 단계와; 상기 섬유판넬 고정용 브래킷 상에 섬유판넬을 삽입하여 직립 설치하는 단계를 포함하여 수행될 수도 있다.
그리고 본 발명은 콘크리트 구조물 내에서 인장력을 부담하는 인장재를 포함하는 구조물 시스템에 있어서, 탄소섬유로 형성되는 판넬, 로드 또는 메쉬형태로 구성되어, 콘크리트 내에 매립되어 인장력을 부담하는 인장재와; 상기 인장재 단부와 결합되어, 구조물 외부로 노출되어, 상기 인장재 단부에 직류 전원을 인가할 수 있도록 하는 단자부를 포함하여 구성되는 자체 발열식 콘크리트 구조물 시스템을 포함한다.
이때, 상기 인장재는, 탄소섬유로드, 탄소섬유판넬 도는 탄소섬유메쉬일 수도 있다.
그리고 상기 인장재는, 구조물 내에서 전기적 접점위치에 구비되는 절연체를 포함하여 구성될 수도 있다.
또한, 본 발명은 상기 인장재에 전원을 공급하는 전원부와; 상기 인장재에 발생되는 발열량을 측정하는 센서부와; 상기 단자부와 전원부에 결합되어 입력전류를 조절하여 발열량을 조절하는 조정기; 그리고 상기 단자부에 입력 교류전원을 직류의 정전류로 변환하여 공급하는 컨버터를 포함하여 구성될 수도 있다.
위에서 살핀 바와 같은 본 발명에서는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
즉, 본 발명에서는 다양한 건축 구조물에 적용될 수 있는 경량의 인장효과가 뛰어난 보강부재, 건축용 판재 및 건축용 기둥재를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 이와 같은 섬유 보강재를 포함하는 범용성있는 건축용 경량판넬의 제조방법 및 경량판넬을 이용하여 건축물의 시공방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.
그리고 본 발명은 이와 같은 섬유 보강재를 포함하는 흄관을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 이와 같은 섬유판넬을 이용하여 열화된 건축물을 간편하고 신속하게 보강하는 방법과 신규 건축물을 시공하는 방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.
그리고 본 발명은 섬유보강재가 포함된 경량벽체 및 지붕구조를 이용하여, 차량으로 건축부재를 시공 현장으로 이동하여, 현장에서 용이하게 조립 시공할 수 있는 단일 스팬의 벽체를 갖는 화장형 단일 스팬 모듈러 주택용 건축 부재 및 이의 시공방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 섬유보강재를 이용하여, 거푸집을 사용하지 않고 시공할 수 있는 슬래브 시공방법과 신축건축이나 콘크리트보강에 들어가는 몰탈접착용 탄소섬유판 이나 로드의 구조재에 직렬 또는 병렬접속식으로 DC전원을 공급받아 구조재 자체를 발열시켜 주택의 난방 또는 구조물의 동해나 결빙을 방지할 수 있는 자체 발열식 콘크리트 구조물을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 섬유판넬을 포함하는 보강부재의 구체적인 실시예를 도시한 예시도.
도 2는 본 발명에 의한 보강부재를 구성하는 섬유판넬의 단면을 도시한 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 보강부재를 구성하는 브래킷의 일 예를 도시한 예시도.
도 4는 본 발명에 의한 건축용 판재의 제1실시예의 구성을 도시한 예시도.
도 5는 본 발명에 의한 건축용 판재의 제2실시예의 구성을 도시한 예시도.
도 6은 본 발명에 의한 건축용 판재의 제3실시예의 구성을 도시한 예시도.
도 7은 본 발명에 의한 건축용 기둥재의 일 예를 도시한 예시도.
도 8은 본 발명에 의한 건축용 경량판넬의 구성을 도시한 예시도.
도 9는 본 발명에 의한 섬유보강재를 포함하는 흄관의 구성을 도시한 예시도.
도 10은 본 발명에 의한 건축물 보강방법의 제1실시예에 의한 보강된 건축물을 도시한 예시도.
도 11은 본 발명에 의한 건축물 보강방법의 제1실시예를 구성하는 보강부재의 다른 실시예를 도시한 예시도.
도 12는 본 발명에 의한 건축물 보강방법의 제2실시예에 의한 보강된 건축물을 도시한 예시도.
도 12a는 본 발명에 의해 사각 형태의 콘크리트박스 구조물이 보강된 모습을 도시한 예시도.
도 12b는 본 발명에 의해 원형 형태의 콘크리트박스 구조물이 보강된 모습을 도시한 예시도.
도 13은 본 발명에 의한 섬유판넬을 이용한 건축물 시공방법의 제1실시예에 의해 시공된 건축물의 일 예를 예시도.
도 13a는 본 발명에 의한 섬유판넬을 이용한 건축물 시공방법에 의해 몰탈접착용 섬유판넬을 세워서 기둥용으로 2개를 한쌍으로 설치하고 섬유로드를 크로스로 시공한 예를 도시한 예시도.
도 13b 및 도 13c는 본 발명에 의한 섬유판넬을 이용한 건축물 시공방법에 의해 기성 제작한 절첩식 외부경량판넬의 시공방법을 도시한 예시도.
도 14는 본 발명에 의한 단일 스팬 모듈러 주택을 구성하는 지붕구조의 제1실시예를 도시한 예시도.
도 15는 본 발명에 의한 단일 스팬 모듈러 주택을 구성하는 지붕구조의 제2실시예를 도시한 예시도.
도 16은 본 발명에 의해 시공된 단일 스팬 모듈러 주택의 일 예를 도시한 예시도.
도 17은 본 발명에 의해 시공된 단일 스팬 모듈러 주택의 다른 예를 도시한 예시도.
도 18은 본 발명에 의한 단일 스팬 모듈러 주택의 내부 결합 상세를 도시한 예시도.
도 19은 본 발명에 의해 시공된 슬래브 구조의 일 예를 도시한 예시도.
도 20은 본 발명에 의해 시공된 슬래브 구조의 다른 예를 도시한 예시도.
도 21은 본 발명에 의한 자체 발열식 콘크리트 구조물의 일 예를 도기한 구성도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 다양한 형태의 건축부재 및 이들을 이용한 건축물의 시공방법을 상세히 설명하기로 한다.
설명에 앞서, 본 발명에 포함되는 다양한 실시예를 카테고리별로 정리하고, 각 카테고리에 대하여 순차적으로 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명의 실시예를 구분하여 분류하면, 아래와 같이, 크게 건축부재와 이를 이용한 시공방법으로 구분된다.
1. 건축부재
1.1 섬유판넬을 포함하는 보강부재
1.2 섬유판넬을 포함하는 건축용 판재
1.2.1 판상의 섬유판넬이 중심에 포함된 건축용 판재
1.2.2 판상 구조판넬이 내부에 교차 설치된 건축용 판재
1.2.3 섬유판넬이 포함된 건축용 기둥재
1.2.4 경량판넬
1.2.5 섬유보강재를 포함하는 흄관
2. 시공방법
2.1 섬유판넬을 이용한 건축물 보강방법
2.1.1 콘크리트 바닥, 벽체, 슬래브, 보, 사각기둥 등의 평면 구조물의 보강방법
2.1.2 콘크리트 사각박스 형태 및 원형 형태의 관 및 원형기둥 구조물의 보강방법
2.2 절첩식 경량 판넬과 내부 설치되는 섬유판넬 및 섬유로드를 이용하여 시공하는 주택의 시공 방법
2.3 단일 스팬 모듈러 주택의 시공방법
2.3.1 단일 스팬 모듈러 주택용 지붕구조 시공방법
2.3.2 경량판넬과 지붕구조를 이용한 단일 스팬 모듈러 주택의 시공방법
2.4 거푸집을 사용하지 않는 슬래브 시공방법
3. 자체 발열식 콘크리트 구조물
이하에서는 이와 같은 본 발명에 의한 각 카테고리를 순차적으로 설명하기로 한다.
1.1 섬유판넬을 포함하는 보강부재
본 발명에 의한 섬유판넬을 포함하는 보강부재는 섬유판넬의 강한 인장특성을 이용하여 건축물의 종래 철근 인장재를 대체하기 위한 보강부재에 관한 것으로, 도 1은 본 발명에 의한 섬유판넬을 포함하는 보강부재의 구체적인 실시예를 도시한 예시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 보강부재를 구성하는 섬유판넬의 단면을 도시한 단면도이며, 도 3은 본 발명에 의한 보강부재를 구성하는 브래킷의 일 예를 도시한 예시도이다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명 의한 섬유판넬을 포함한 보강부재(100)는, 섬유판넬(110), 접착층(120) 및 부착골재(130)를 포함하여 구성된다.
상기 섬유판넬(110)은 종방향의 판상으로 형성되는 부재로, 그 크기는 다양하게 변형될 수 있으나, 바람직하게는 두께 1 내지 3 mm, 폭 1 내지 10cm 크기로 형성된다.
한편, 상기 섬유판넬(110)은 다양한 섬유계 물질로 형성될 수 있고, 바람직하게는 아라미드섬유, 탄소섬유, 폴리에칠렌섬유, 유리섬유 또는 현무암섬유로 형성된다.
이와 같은 섬유판넬(110)은 자중은 감소하면서도 뛰어난 인장강도를 갖는다.
한편, 상기 섬유판넬(110)은 압축이나 휨에 저항이 약하므로, 콘크리트 또는 고강도 폴리머 몰탈 등과 같은 재료와 함께 복합재료로 사용되는데, 상기 섬유판넬(110)의 부착성을 향상시키기 위하여, 상기 섬유판넬(110)의 외면에는 부착골재(130)가 부착된다.
이를 위해 상기 섬유판넬(110)의 외면에는 첩착물질이 도포되어, 접착층(120)을 형성하고, 상기 접착층(120)에는 부착골재(130)가 함침되어 상기 섬유판넬(110) 상에 고정된다.
또한, 상기 섬유판넬을 포함한 보강부재(100)는 콘크리트 또는 폴리머 몰탈 등의 압축부재와 부착력을 증가시키기 위하여, 상기 섬유판넬(110) 측면에 종방향의 부착홈(111)이 형성될 수 있다.
이에 따라 상기 부착홈(111)에 유입된 압축부재가 경화됨에 따라 상기 섬유판넬(110)과 압축부재 사이의 기계적 결합력이 발생되어, 상기 섬유판넬(110)의 부착력이 현저히 향상될 수 있다.
한편, 상기 판상의 섬유판넬(110)은 하중방향에 따라, 상기 압축부재 내에서 직립한 형태로 배근(설치)될 필요성이 있다.
이에 따라 상기 섬유판넬(110)은 단면 하단의 폭이 상단의 폭보다 크게 형성되어, 설치면에 세우기 용이하도록 형성될 수 있다.
이때, 바람직하게는 상기 섬유판넬(110)의 하단 폭 길이가 상단 폭 길이의 1 내지 1.5배로 형성될 수 있다.
그리고 상기 접착층(120)은, 상기 섬유판넬(110)을 에폭시 또는 폴리에스텔 수지에 함침시켜 성형 인발 시키면서, 열경화성 수지 또는 탄성우레탄 접착제를 표면에 도포하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 부착골재(130)는, 상기 섬유판넬(110)의 표면 거칠기를 증가시켜, 마찰계수를 높이기 위한 것으로, 바람직하게는 30 내지 800㎛ 크기의 현무암, 화강암, 제강슬러지 또는 가넷 미세골재 등이 적용될 수 있다.
한편, 본 발명에 의한 섬유판넬을 포함하는 보강부재(100)는 섬유판넬(110)의 직립설치를 용이하게 하기 위하여, 브래킷(140)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 브래킷(140)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 금속 판으로 형성되는 몸체에 슬롯(143)이 형성되어, 상기 슬롯(143)에 상기 섬유판넬(110)이 끼워지도록 구성된다.
이때, 상기 슬롯(143)은 상기 섬유판넬(110)의 두께에 대응하는 폭으로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 몸체 상하 단부 일 측에는 상기 몸체에 직각 방향으로 절곡된 고정편(145)이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 고정편(145)은 설치표면에 상기 브래킷(140)을 고정하기 위한 것으로, 관통공(147)이 형성되어, 상기 관통공(147)을 관통한 칼브럭 또는 앵커 볼트 등의 체결수단에 의해 설치면에 고정되도록 할 수 있다.
이와 같이 구성되는 본 발명에 의한 섬유판넬을 구비한 보강부재(100)는, 콘크리트나 폴리머 몰탈과 같은 압축부재에 매립되어, 종래 인장철근과 같이 인장 하중에 대한 저항강도를 확보하는 기능을 수행한다.
1.2 섬유판넬을 포함하는 건축용 판재
또한, 본 발명은 섬유판넬이 구비된 건축용 판재를 포함하는데, 상기 섬유판넬의 배치형태 및 구조에 따라 아래와 같이, 다양한 실시예로 구성된다,
1.2.1 판상의 섬유판넬이 중심에 포함된 건축용 판재
도 4는 본 발명에 의한 건축용 판재의 제1실시예의 구성을 도시한 예시도이다.
본 발명에 의한 건축용 판재의 제1실시예는 도 4에 도시된 바와 같이, 내부 중심에 섬유판넬(210)을 포함하여 외면에 고강도 폴리머 몰탈(220)이 타설된 건축용 부재로, 하중방향에 제한됨 없이 범용적으로 사용할 수 있는 건축용 판 부재(200)를 제공한다.
상기 건축용 판재(200)의 중심부 섬유판넬(210)은, 비교적 얇은 종방향의 판 형태로 형성되는데, 바람직하게는 상기 섬유판넬(210)은 아라미드섬유, 탄소섬유, 폴리에칠렌섬유, 유리섬유 또는 현무암섬유로 형성된다.
그리고 전술한 바와 같이, 상기 섬유판넬(210)의 외면에는 접착층이 도포되고, 상기 접창층에 부착력을 강화시키기 위한 부착골재가 부착되며, 상기 부착골재는, 전술한 바와 같은 미세골재가 적용된다.
또한, 상기 고강도 폴리머 몰탈층(220)은 상기 섬유판넬(210) 외부에 타설 및 양생되어 상기 건축용 판재(200)의 외면을 형성한다.
이때, 상기 고강도 폴리머 몰탈층(220) 외측면에는 종방향의 측면홈(230)이 형성되어, 상기 건축용 판재에 콘크리트나 폴리머 몰탈이 타설되는 경우, 상기 건축용 판재의 부착력이 증가되도록 형성될 수 있다.
1.2.2 판상 구조판넬이 내부에 교차 설치된 건축용 판재
도 5는 본 발명에 의한 건축용 판재의 제2실시예의 구성을 도시한 예시도이고, 도 6은 본 발명에 의한 건축용 판재의 제3실시예의 구성을 도시한 예시도이다.
본 발명에 의한 건축용 판재의 제2실시예는 도 5에 도시된 바와 같이, 대향하여 위치하는 한 쌍의 마감판(310)과 상기 마감판 사이에 구비되는 구조판넬(320)을 포함하여 구성된다.
상기 구조판넬(320)은 길이방향의 판상으로 형성되는 금속재 또는 섬유재로, 상기 구조판넬(320)은 판재가 종방향 및 횡방향으로 직립 교차되어 설치된다.
이때, 상기 구조판넬(320)은 다양한 소재의 금속재 또는 섬유재로 구성될 수 있으나, 바람직하게는, 아라미드섬유, 탄소섬유, 유리섬유, 현무암섬유, PE 섬유 또는 PVC의 섬유재나, 아연도금스틸, 알루미늄 또는 스텐레스철의 금속재로 구성된다.
그리고 상기 구조판넬(320)에는 부착골재가 부착되어, 후술할 채움재(330)와의 부착력을 강화시킨다.
상기 부착골재는 전술한 바와 같은 미세골재가 접착층에 의해 상기 구조판넬에 부착된다.
한편, 상기 마감판(310) 사이에는 채움재(330)가 충진된다.
상기 채움재(330)는 상기 건축용 판재의 사용목적에 따라 다양한 재료로 구성될 수 있다.
즉, 상기 채움재(330)로 경량몰탈을 사용하여, 경량 및 고강도의 건축용 판재를 구현할 수도 있고, 수성 연질 단열폼을 사용하여, 경량의 단열성 건축용 판재를 구현할 수도 있다.
그리고 상기 마감판(310)은 다양한 재료를 통해 구현할 수 있으나, 고강도 몰탈을 경화시켜 사용할 수 있고, 이 경우 다양한 형태의 건축용 판재를 자유롭게 구현할 수 있다.
반면에 상기 마감판(310)은 CRC 판넬 또는 강판으로 형성되어, 제작 공정을 신속하고 간단하게 구현하는 것도 가능하다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 건축용 판재의 제3실시예는 마감판이 구비되지 않은 채, 메쉬시트(410) 상에 섬유판넬(420)이 구비되어 구성된다.
이때, 상기 메쉬시트(410)는 현무암 섬유 또는 유리 섬유로 직조된 망으로 구성된다.
그리고 상기 섬유판넬(420)은 길이방향의 판상 부재로, 표면에 부착골재가 부착되어 구비된다.
이에 따라 본 발명에 의한 건축용 판재의 제3실시예는 기성 판재가 아닌 시공현장에서 보강부재로 사용할 수 있는 건축용 및 콘크리트 보강용 판재를 제공할 수 있다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 섬유판넬(420)은 상기 메쉬시트(410) 상에 측면이 접하여 얇은 두께로 건축용 판재를 제공할 수 있다.
반면에, 상기 섬유판넬(420)이 상기 메쉬시트(410) 상에 직립하여 설치되어, 건축용 판재(400')의 두께는 다소 두꺼워지되, 휨 하중에 대한 강도가 향상된 건축 및 콘크리트 보가용 판재를 제공할 수도 있다.
이때, 상기 섬유판넬들(420)은 격자 형태로 교차하여 직립 설치될 수 있고, 상기 섬유판넬(420)의 교차점에서는 상기 섬유판넬에 체결홈이 형성되어, 교차되는 섬유판넬(420)이 서로 체결될 수 있도록 구성될 수 있다.
1.2.3 섬유판넬이 포함된 건축용 기둥재
도 7은 본 발명에 의한 건축용 기둥재의 일 예를 도시한 예시도이다.
본 발명에 의한 건축용 기둥재(510, 520)는 내부에 보강재로 섬유판넬(511, 521)이 구비된 기둥재로, 기본적으로 종래의 RC 기둥에서 철근을 대체하여 섬유판넬이 구비되고, 콘크리트를 대체하여 고강도 폴리머 몰탈(513, 523)이 적용된다.
이때, 상기 섬유판넬(511, 521)은 외면에 부착골재가 부착되어, 도 7에 도시된 바와 같이, 종 방향의 판상으로 형성되어, 상기 기둥재의 중심부에 방사형으로 다수개가 배치된다.
그리고 상기 섬유판넬(511, 521)의 외부에는 고강도 폴리머가 타설된다. 이때, 고강도 폴리머층(513, 523)의 외면은 상기 기둥재의 종류에 따라 사각형 등의 다각형 단면으로 형성되어 다각형 기둥재(510)를 구현할 수 있고, 원형 단면으로 형성되어 원형 기둥재(520)를 구현할 수도 있다.
1.2.4 경량판넬
도 8은 본 발명에 의한 건축용 경량판넬의 구성을 도시한 예시도이다.
본 발명에 의한 건축용 경량판넬은, 도 8에 도시된 바와 같이, 기본적으로 내부보강재(620)와 섬유로드(640)를 내부에 포함하여, 고강도 폴리머몰탈(630) 및 경량몰탈(650)이 타설되어 구성된다.
이하에서는 먼저, 본 발명에 의한 건축용 경량판넬(600)의 제조 방법을 설명하기로 한다.
본 발명에 의한 건축용 판넬(600)의 제작은, 먼저, 건축용 판넬의 중심에 배치될 내부보강재(620)가 설치된다.
상기 내부보강재(620)는 길이방향으로 형성된 섬유판넬이 적용되고, 전술한 바와 같이, 표면에 부착골재가 부착될 수 있다.
이때, 상기 내부보강재(620)는 제작될 경량판넬의 벽면과 수직한 방향으로 설치되는데, 이에 따라 상기 섬유판넬의 두께는, 제작될 경량판넬의 두께에 따라 적절한 높이로 형성된다.
그리고 상기 섬유판넬은 소정의 간격으로 이격되어 병렬로 배치될 수도 있고, 격자형으로 교차하여 배치될 수도 있다.
물론, 상기 섬유판넬이 격자형으로 배치될 경우, 상기 섬유판넬의 교차지점에는 체결홈이 형성되어, 상기 섬유판넬들이 서로 체결될 수 있다.
다음으로, 상기 내부보강재(620)에 사이에 섬유로드(640)를 삽입할 원형관(670)을 설치한다.
상기 원형관(670)은 원통형의 관으로, 바람직하게는 타설되는 충진재가 연통하여 유동되도록 금속망이 말아진 형태로 형성되되, 바람직하게는 아연도금 메탈라스로 형성된다.
이후, 상기 원형관(670)의 홀 내에 섬유로드(640)를 삽입하여 설치한다.
상기 섬유로드(640)는 표면에 현무암 가루나 가넷 가루 또는 PS 볼이 합침된 섬유재 봉으로 구성된다.
그리고 상기 내부보강재(620) 및 원형관(670)을 포함하여 내부 충진재(650)를 타설한다.
상기 내부 충진재(650)는 경량판넬의 단열성능을 확보하기 위하여, 경량단열 몰탈 또는 수성 연질폼으로 구성된다.
그 다음으로, 상기 원형관(670) 내에 고강도 폴리머 몰탈(630)을 타설하여 채워 넣는다. 물론, 이때, 상기 금속망으로 형성된 원형관 내에는 내부 충진재가 일부 유입될 수 있으나, 상기 원형관의 빈 공간 상에 고강도 폴리머 몰탈을 채워넣어, 상기 원형관 내부를 치밀하게 채워 넣는다.
상기 내부 충진재 및 고강도 폴리머 몰탈이 양생된 이후에, 양생된 내부 충진재 외면에 보강망(660)을 설치한다.
이때, 상기 보강망(660)은 금속으로 형성되는 메탈라스 또는 섬유망으로 형성되어, 상기 경량판넬(600)의 외면을 형성하는 경량몰탈의 부착력과 강도를 증가시키는 역할을 수행한다.
마지막으로, 상기 보강망(660) 외면을 경량 몰탈(610)을 이용하여 마감하여 경량판넬(600)을 완성한다.
이하에서는 전술한 바와 같은 경량판넬을 이용하여, 건축물을 시공하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명에 의한 경량판넬(600)을 이용하여 건축물을 시공하는 방법은, 먼저, 벽체를 형성할 경량판넬 단부를 고강도 현무암 메쉬시트로 연결한다.
그리고 건축물의 코너부분을 형성할 연결부위를 절첩한 후, 기설치된 건축 골조에 설치하여 건축물의 외면을 구성한다.
이후, 상기 경량판넬(600)의 내측면을 고강도 폴리머 몰탈을 뿜칠 시공하여, 마감시공을 수행한다.
이때, 상기 경량판넬(600)의 절첩부 및 건축 골조와의 접합부가 상기 고강도 폴리머 몰탈에 의해 경화되어 고정된다.
이와 같이, 본 발명에 의한 경량판넬(600)을 이용한 건축물 시공방법은, 건축물을 시공함에 있어, 거푸집의 설치 및 해체과정이 필요하지 않으므로, 시공기간이 짧고 간편해지는 장점이 있다.
1.2.5 섬유보강재를 포함하는 흄관
도 9는 본 발명에 의한 섬유보강재를 포함하는 흄관의 구성을 도시한 예시도이다.
본 발명에 의한 섬유보강재를 포함하는 흄관(700)은 도 9에 도시된 바와 같이, 원통형으로 형성된 보강망과, 섬유보강재 및 이를 포함하여 타설 양생되는 고강도 폴리머 몰탈층과 피복층을 포함하여 구성된다.
상기 보강망(710)은 금속재 망으로 바람직하게는 아연도금 메탈라스로 형성된다.
그리고 상기 섬유보강재는 본 발명의 실시예에 따라 크게 두 가지 형태로 구분된다.
즉, 상기 섬유보강재는 도 9의 좌측에 도시한 바와 같이, 섬유로드들 만으로 구성될 수도 있고, 도 9의 우측에 도시한 바와 같이, 섬유로드와 섬유판넬을 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 섬유보강재(720)의 제1실시예는 상기 보강망(710)의 외주면에 고리형으로 설치되는 횡방형 섬유로드(713)와, 상기 보강망(710) 외면에 종방향으로 배치되는 종방향 섬유로드(711)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 횡방향 섬유로드(713) 및 종방향 섬유로드(711)는 설계된 거리 만큼 이격되어 배치된다.
다음으로, 상기 섬유보강재의 제2실시예는, 상기 보강망 외주면에 고리형으로 소정의 거리만큼 이격되어 배치되는 횡방형 섬유로드(713)와 섬유판넬(719)을 포함하여 구성된다.
이때, 상기 보강망(710)에는 상기 횡방향 섬유로드(715) 사이에 상기 보강망(710) 외주면에 밀착되어 환형으로 설치되는 섬유판넬 고정용 브래킷(717)이 고정된다.
상기 섬유판넬 고정용 브래킷(717)은 섬유판넬(719)을 끼우기 위한 슬롯이 형성되고, 상기 섬유판넬(719)은 상기 슬롯에 끼워져 상기 보강망(710) 상에 종방향으로 보강망 외측으로 방향으로 직립하여 설치된다.
그리고 상기 보강망(710)과 섬유보강재(720)를 포함하여 고강도 폴리머 몰탈이 타설되고 양생되어, 상기 고강도 폴리머 몰탈층(730)이 형성된다.
그리고 상기 폴리머 몰탈층(730) 외면에는 수성에폭시 수지 또는 폴리우레아 수지가 도포되어, 피복층이 형성된다.
2. 시공방법
2.1 섬유판넬을 이용한 건축물 보강방법
한편, 본 발명은 섬유판넬을 이용하여 다양한 건축물을 보강하는 방법을 포함한다. 이때, 본 발명은 섬유판넬을 이용한 건축물의 보강방법은 건축물의 종류에 따라 다양한 실시예를 포함한다.
이하에서는 보강 대상 건축물의 종류에 따라 다양한 보강방법의 실시예들을 순차적으로 설명하기로 한다.
2.1.1 콘크리트 바닥, 벽체, 슬래브, 보, 사각기둥 등의 평면 구조물의 보강방법
먼저, 도 10은 본 발명에 의한 건축물 보강방법의 제1실시예에 의한 보강된 건축물을 도시한 예시도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 건축물 보강방법의 제1실시예는 평면구조물을 보강하는 방법으로, 먼저, 구조물 보강면의 열화된 콘크리트(800)를 취핑하고 세척한다.
다음으로, 상기 보강면(810)에 수성아크릴계 또는 SiO2 계의 침투성 표면강화제를 도포하여 보강표면을 정리한다.
그리고 상기 정리된 보강면(810)을 고강도 폴리머몰탈로 평탄화한다.
이후, 상기 평탄화면에 보강부재(820)를 부착한다.
이때, 상기 보강부재(820)는 브래킷과 섬유판넬을 포함하여 구성된다.
상기 브래킷은 상기 평화된 보강면에 고정되어 상기 섬유판넬을 지지하는 역할을 수행한다.
이를 위해 상기 브래킷은, 상기 섬유판넬의 두께에 대응하여 절개된 슬롯이 형성된 판상의 몸체와, 상기 몸체 상단 및 하단으로부터 상기 몸체에 수직한 방향으로 연장 형성되어, 설치 표면에 접하는 고정편을 포함하여 구성된다.
즉, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 고정편이 보강면에 칼브럭 또는 앵커볼트에 의해 고정한 후, 상기 섬유판넬을 상기 슬롯에 삽입하여, 상기 섬유판넬을 상기 보강면에 직립한 상태로 고정한다.
이때, 상기 섬유판넬은 전술한 바와 같이, 부착골재가 부착된 판상으로 형성된다.
이후 상기 보강부재 상에 고강도 폴리머 몰탈(830)을 뿜칠 시공하고, 시공면을 미장 마감한다.
여기서, 상기 보강부재는 메쉬시트(840)와 섬유판넬(820)을 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 메쉬시트(840)는 현무암 섬유 또는 유리섬유로 직조된 망이고, 상기 섬유판넬(820)은 상기 메쉬시트(840) 상에 밀착되어 부착될 수도 있고, 직립하여 설치될 수도 있다.
2.1.2 콘크리트 사각박스 형태 및 원형 형태의 관 및 원형기둥 구조물의 보강방법
본 발명에 의한 건축물 보강방법의 제2실시예는 기둥 또는 관 구조물에 대한 보강방법으로, 다각 단면의 구조물과 원형 단면의 구조물로 구분된다.
도 12는 본 발명에 의한 건축물 보강방법의 제2실시예에 의한 보강된 건축물을 도시한 예시도이다.
먼저, 다각 단면의 구조물의 보강방법을 살피면, 전술한 바와 같은 본 발명에 의한 건축물 보강방법의 제1실시예와 동일한 시공 과정에 의해 수행되되, 모서리 부분을 보강하기 위해, 보강부재 설치시 모서리 부분에 섬유메쉬를 설치한다.
즉, 상기 고강도 폴리머몰탈로 평탄화된 보강면의 굴곡부에, 탄소섬유메쉬 또는 아라미드섬유메쉬를 수성에폭시몰탈로 접착시킨 이후에 고강도 폴리머 몰탈을 타설한다.
다음으로, 원형 단면의 구조물의 보강방법을 살피면, 도 12에 도시된 바와 같이, 보강면(860)의 열화된 콘크리트를 취핑하고 세척하고, 상기 보강면(860)에 수성아크릴계 또는 SiO2 계의 침투성 표면강화제를 도포하여 보강표면을 정리한다.
그리고 상기 정리된 보강면(860)을 고강도 폴리머몰탈로 평탄화하고, 상기 평탄화면에 보강부재를 부착한다.
이때, 상기 보강부재는 상기 구조물의 외주연에 나선형으로 부착되는 판상의 섬유판넬(870)과 상기 섬유판넬(870)을 고정하기 위한 고정편(880)을 포함하여 구성된다.
즉, 상기 구조물 외주연에 판상의 섬유판넬(870)을 원형의 보강면(860)에 나선형으로 밀착시키고, 고정편(880)을 대고 상기 고정편(880)을 칼브룩 또는 앵커볼트로 고정하여, 상기 보강부재를 부착한다.
2.2 절첩식 경량 판넬과 내부 설치되는 섬유판넬 및 섬유로드를 이용하여 시공하는 주택의 시공 방법
이하에서는 본 발명에 의한 건축물 시공방법의 다양한 실시예를 설명하기로 한다. 본 발명에 의한 건축물 시공방법의 제1실시예는 이음부가 없는 무이음 주택의 시공방법 으로 외부경량판넬을 공장에서 규격화 하여 제작하고 접어서 이동하여 펴서 집형태를 만들고 내부에 섬유판넬과 로드를 설치하고 고강도 폴리머 몰탈을 뿜칠로 마감하는 시공방법이다.
도 13은 본 발명에 의한 섬유판넬을 이용한 건축물 시공방법의 제1실시예에 의해 시공된 건축물의 일 예를 예시도이다.
이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 무이음 주택의 시공방법은, 상기 무이음 주택이 시공될 기초 바닥에 고정대(910)를 설치하는 것으로부터 시작된다.
이때, 상기 고정대(910)는 후술할 섬유판넬(920)을 시공면에 고정하기 위한 것으로, 일 측은 앵커 등으로 시공면에 고정되고, 타 측은 상기 섬유판넬(920)과 고정할 수 있도록 구성된다.
다음으로, 상기 고정대(910)에 건축물의 형태에 따라 몰탈접착용 섬유판넬(920)들을 연결하여 기둥용으로 2개를 한쌍(961)으로 하여, 1m 내지 2m 정도의 간격으로 설치한다.
즉, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 건축물의 벽면과 지붕의 형태대로 상기 섬유판넬(920)을 연결하여 고정한다. 물론 이 경우, 상기 고정대(910) 역시 상기 건축물의 형태에 대응하여 설치된다.
한편, 상기 섬유판넬(920)은 건축물의 꺾인 부분에서 서로 연결되어 결합되는데, 연결되는 상기 섬유판넬(920)들은 고정볼트(921)에 의해 결합된다.
그리고 상기 섬유판넬(920)들의 연결부 중첩위치에는 관통공(923)이 형성되어, 후에 타설되는 고강도 폴리머 몰탈이 상기 관통공을 관통하여 중첩된 섬유판넬(920)이 상기 고정볼트(921)뿐만 아니라 경화된 고강도 폴리머 몰탈에 의해 결합될 수 있도록 한다.
상기 섬유판넬(920)들이 배치된 이후에는, 상기 섬유판넬(920) 외측에 섬유로드(930)가 격자형의 설치되어, 벽체의 강도를 증가시킨다.
그리고 상기 섬유판넬(920) 내측에는 몰탈과 단열재 처리 후 섬유메쉬또는 메탈라스(940)가 배치된다.
다음으로, 상기 섬유로드(930) 외측에 공장에서 규격화 하여 접어서 이동하고 펴서 사용 할 수 있도록 제작한 발수와 난연처리된 종이 골판지나 PVC골판지가 부착된 난연처리되고 역사다리꼴의 홈이 파인 스치로폼 판넬(960) 또는 경량 단열 판넬 또는 경량 벽체용 판넬을 설치하여 건축물의 외면(950)을 형성한다.
이후, 상기 건축물의 내측으로부터 상기 섬유로드(930)와 몰탈접착용 섬유판(920)을 를 향하여 고강도 폴리머 몰탈을 타설한다.
여기서 공장에서 규격화하여 접어서 이동하는 경량판넬의 연결부는 방수기능이 있는 고무판 및 고강도 섬유메쉬나 방수기능있는 부직포(964)를 부착하고 판넬외부에는 단열몰탈이나 단열페인트 및 폴리우레아로 마감한 것을 사용한다.
이때, 고강도 폴리머 몰탈은 뿜칠 시공에 의해 타설될 수 있고, 상기 경량 단열 판넬 또는 경량 벽체용 판넬로부터 상기 섬유로드, 섬유판넬 및 섬유메쉬가 매립되는 설계두께까지 순차적으로 타설된 후 양생되며 주택내부마감은 몰탈미장이나 CRC판넬로 마감 할 수 있다.
이와 같은 시공방법에 따라, 본 발명에 의한 무이음 주택은 건축부재의 이음 부분이 없이, 일체화된 구조물로 주택을 시공할 수 있고, 이에 따라 시공 기간이 현저히 단축될 뿐만 아니라 단열효율이 극대화된 주택을 제공할 수도 있으며, 가볍고 얇은 외부판넬과 섬유판넬로 많은 양의 자재를 이동수단을 이용하여 운송 후 설치할 수 있어 운송비를 절감 할 수 있다.
2.3 단일 스팬 모듈러 주택의 시공방법
본 발명에 의한 건축물 시공방법의 제2실시예는 단일 스팬 모듈러 주택의 시공방법이다.
본 발명에 의한 단일 스팬 모듈러 주택은 단일 스팬(경간)으로 구성되므로, 구조물 내에 공간을 구획하기 위한 벽체는 았을 수 있으나, 내력 벽체가 없으로 공간의 효율적인 사용이 가능하다.
또한, 본 발명에 의한 단일 스팬 모듈러 주택은 지붕구조와 벽체구조가 모듈화되어 생산되고, 이를 완제품 또는 반제품형태로 운반 조립할 수 있도록 구성므로 시공성이 향상될 뿐만 아니라, 지붕구조와 벽체구조의 확장성을 통해 다양한 크기의 주택을 모듈화된 부재를 통해 구현할 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 단일 스팬 모듈러 주택을 구성하는 지붕 구조의 실시예들과 상기 단일 스팬 모듈러 주택의 시공방법에 대해 살펴보기로 한다.
2.3.1 단일 스팬 모듈러 주택용 지붕구조 시공방법
본 발명에 의한 단일 스팬 모듈러 주택을 구성하는 지붕구조는 크게 2가지 형태(제1실시예 및 제2실시예)로 구분된다.
본 발명에 의한 지붕구조의 제1실시예(1000)는 지붕의 중심부를 형성하는 지붕구조이고, 지붕구조의 제2실시예(1000')는 상기 지붕구조의 제1실시예와 연결되어 확장형의 지붕구조를 형성하기 위한 지붕구조물이다.
도 14는 본 발명에 의한 단일 스팬 모듈러 주택을 구성하는 지붕구조의 제1실시예를 도시한 예시도이다.
본 발명에 의한 단일 스팬 모듈러 주택을 구성하는 지붕구조의 제1실시예를 시공방법에 따라 설명하기로 한다.
본 발명에 의한 지붕구조의 제1실시예(1000)는 먼저, 도 14에 도시된 바와 같이, 바닥에 브래킷(1010)을 설치하는 것으로부터 시작된다.
이때, 상기 브래킷(1010)은 전술한 바와 같은 섬유판넬(1020)을 직립하여 설치하기 위한 브래킷을 말한다.
이후, 상기 브래킷(1010)에 서로 다른 높이의 섬유판넬(1020)들을 직립하여 설치한다.
여기서, 상기 섬유판넬(1020)은 도 14에 도시된 와 같이, 중심부의 섬유판넬 높이가 높고, 양 측면부 섬유판넬의 높이가 상대적으로 낮아지도록 배치되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 섬유판넬(1020)이 높이 차가 지붕구조물의 구배를 결정하는 것으로, 설계된 상기 지붕구조의 경사도에 따라 상기 섬유판넬(1020)을 차등적으로 설치한다.
다음으로, 상기 섬유판넬(1020) 사이의 내부에 내부 충진재(1030)를 충진한다.
이때, 상기 내부 충진재(1030)는 수성연질단열폼으로 구성하여, 주택의 단열 성능을 확보할 수도 있고, 경량몰탈로 구성되어 경량화를 통한 운송 편의성을 확보할 수도 있다.
이후, 상기 내부 충진재(1030) 양생 표면에 보강망(1040)을 설치한다.
상기 보강망(1040)은 현무암섬유 또는 유리섬유로 직조된 메쉬시트 또는 아연도금 메탈라스로 형성된다.
그리고 설치된 상기 보강망(1040) 상에 경량 몰탈(1050)을 타설하여 양생한다.
다음으로, 상기 양생된 경량몰탈(1050) 면에 마감도장을 수행한다.
이때, 상기 마감도장은 단열페인트 또는 폴리우레아를 도포함에 의해 수행되어, 모듈러 주택 지붕의 단열성능을 향상시키거나 방수성을 향상시킨다.
한편, 본 발명에 의한 지붕구조의 제2실시예는, 도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 지붕구조의 제1실시예와 동일한 제작공정에 의해 동일한 구조로 형성되되, 상기 섬유판넬들이 일 측 단부로부터 타 측 단부로 갈수록 섬유판넬(1020)이 높이가 낮아지도록 배치된다.
이에 따라 본 발명에 의한 지붕구조의 제2실시예는 일 측방향만 경사진 지붕구조를 형성한다.
2.3.2 경량판넬과 지붕구조를 이용한 단일 스팬 모듈러 주택의 시공방법
이하에서는 전술한 바와 같은 본 발명에 의한 지붕구조를 이용하여 단일 스팬 모듈러 주택을 시공하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 16은 본 발명에 의해 시공된 단일 스팬 모듈러 주택의 일 예를 도시한 예시도이고, 도 17은 본 발명에 의해 시공된 단일 스팬 모듈러 주택의 다른 예를 도시한 예시도이며, 도 18은 본 발명에 의한 단일 스팬 모듈러 주택의 내부 결합 상세를 도시한 예시도이다.
본 발명에 의한 단일 스팬 모듈러 주택은 도 16에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 지붕구조의 제1실시예(1000)를 중심으로 양측에 지붕구조의 제2실시예(1000')를 연결하여, 주택의 폭을 확장시킬 수 있다.
물론, 상기 지붕구조의 제2실시예(1000')를 다단으로 연결하여 상기 주택의 폭을 필요한 크기로 확장할 수 있다.
그리고 본 발명에 의한 단일 스팬 모듈러 주택은 도 17에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 지붕구조의 제1실시예(1000) 및 제2실시예(1000')를 길이방향으로 연결하여, 주택의 길이를 필요한 크기로 확장시킬 수 있다.
이에 따라 본 발명에 의한 단일 스팬 모듈러 주택은, 본 발명에 의한 지붕구조의 제1실시예(1000), 제2실시예(1000') 및 경량판넬(600)을 시공장소로 운송하여, 원하는 크기의 주택을 조립하여 시공할 수 있다.
이하에서는 이와 같은 본 발명의 의한 단일 스팬 모듈러 주택의 시공방법을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 의한 단일 스팬 모듈러 주택은, 먼저, 건축물의 설계구성에 따라 외부골조(1110)를 조립하는 것으로부터 시작된다.
상기 외부골조(1110)는 시공대상인 주택의 형태에 따라 상기 경량벽체 및 지붕구조를 거치할 틀을 형성하기 위한 것으로, 다양한 부재로 구성될 수 있으나, 바람직하게는 사각관의 스틸 파이프로 형성된다.
이후, 상기 외부골조(1110)에 경량벽체(600)를 설치한다.
이때, 상기 경량벽체(600)의 설치는, 고강도 현무암 메쉬 시트로 연결된 경량판넬을 절첩하여 상기 외부골조에 설치한 후, 상기 경량판넬의 내부를 마감 시공함에 의해 이루어진다.
물론, 상기 마감 시공은 상기 경량벽체와 지붕구조의 설치를 완료한 이후에, 상기 경량벽체와 지붕구조 내측을 동시에 수행될 수도 있다.
이때, 상기 경량판넬(600)은 도 8을 설명함에 있어 전술한 바와 같은 경량판넬이 적용된다.
그리고 상기 경량벽체(600)에는 상기 외부골조(1110)와 접합부에 상기 외부골조(1110)가 삽입되기 위한 삽입홈(660)이 형성될 수 있고, 상기 외부골조(1110)는 상기 경량벽체(600)를 관통하는 체결나사(1120)에 의해 상기 경량벽체(600)와 체결될 수 있다.
한편, 상기 경량벽체(600)와 외부골조(1110)의 결합 안정성을 확보하기 위하여, 상기 외부골조(1110)와 상기 경량벽체(600)의 접합면에 절곡된 금속 체결편(1130)을 설치하고, 상기 체결편(1130)을 나사 고정하여 상기 경량벽체(600)와 외부골조(1110)를 결합할 수 있다.
다음으로, 경량벽체(600)가 설치된 외부골조(1110)의 상부에, 본 발명에 의한 지붕구조를 설치한다.
상기 지붕구조는 건축물의 크기에 따라, 본 발명에 의한 지붕구조의 제1실시예(1000) 만이 설치될 수도 있고, 상기 지붕구조의 제1실시예(1000)에 더하여 상기 지붕구조의 제2실시예(1000')를 연결하여 설치할 수도 있다.
이때, 상기 지붕구조의 제1실시예(1000) 및 제2실시예(1000')와 외부골조(1110)의 결합은, 상기 경량벽체(600)와 외부골조(1110)와의 결합 방식과 동일한 방식으로 결합된다.
즉, 상기 지붕구조에는 상기 외부골조(1110)와 접합부에 상기 외부골조(1110)가 삽입되기 위한 삽입홈(660)이 형성될 수 있고, 상기 외부골조(1110)는 상기 지붕구조를 관통하는 체결나사(1120)에 의해 상기 지붕구조와 체결될 수 있다.
한편, 상기 지붕구조와 외부골조의 결합 안정성을 확보하기 위하여, 상기 외부골조와 상기 지붕구조의 접합면에 절곡된 금속 체결편(1130)을 설치하고, 상기 체결편을 나사 고정하여 상기 지붕구조와 외부골조(1110)를 결합할 수 있다.
다음으로, 상기 경량벽체와 경량벽체 또는 상기 경량벽체와 지붕구조의 접합부는 밀폐 이음 시공된다.
이때, 상기 밀폐이음시공은 고분자 합성수지를 이용한 콕킹(1140) 시공일 수 있다.
이후, 설치된 상기 경량벽체 및 지붕구조 내측을 경량몰탈을 이용하여 마감시공하는 것도 가능하다.
2.4 거푸집을 사용하지 않는 슬래브 시공방법
이하에서는 본 발명에 의한 슬래브를 시공하는 방법에 대하여 설명하기로 한다. 본 발명에 의한 슬래브 시공방법은 거푸집을 사용하지 않는 무 거푸집 시공방법으로, 구조에 따라 평슬래브에 대한 시공방법과 단차가 형성된 계단형 슬래브에 대한 시공방법으로 구분된다.
도 19은 본 발명에 의해 시공된 슬래브 구조의 일 예를 도시한 예시도이다.
본 발명에 의한 슬래브 구조의 일 실시예는 평슬래브의 시공방법에 관한 것으로, 본 발명에 의한 슬래브 시공방법은, 도 19에 도시된 바와 같이, 먼저, 지지골조(1210) 상에 철골프레임(1120)을 설치한다.
그리고 상기 철골프레임(1120) 상에 섬유 보강재(1230) 및 보강망(1240)을 설치한다.
이때, 상기 섬유보강재(1230)는, 섬유로드가 상기 철골프레임 상에 격자형으로 배치되어 구성된다.
그리고 상기 보강망(1240)은 금속재 망으로 바람직하게는 아연도금 메탈 라스로 형성된다.
이후, 상기 보강망(1240) 상에 상기 철골프레임(1220)이 매립되도록 고강도 폴리머 몰탈(1270)을 뿜칠 시공한다.
다음으로, 타설된 고강도 폴리머 몰탈(1270)면 상에 섬유판넬(1260)을 설치한다.
이때, 상기 섬유판넬(1260)의 설치는, 판넬 고정용 브래킷(1250)을 설치하고, 상기 섬유판넬 고정용 브래킷(1250)에 형성된 슬롯에 판상의 섬유판넬(1260)을 삽입하여 직립 설치한다.
여기서, 상기 판넬 고정용 브래킷(1250)은 도 3에 도시된 브래킷과 같은 형태로 형성된다.
이후, 설치된 상기 섬유판넬(1260)이 매립되도록 일반 레디믹스트 콘크리트나 고강도 폴리머 몰탈(1280)을 타설한다.
그리고 상기 레디믹스트 콘크리트 또는 고강도 폴리머 몰탈(1280) 시공면을 일반 몰탈 또는 고강도 몰탈을 이용하여 미장 마감(1290)하여 슬래브 시공을 마감한다.
이와 같이 시공되는 본 발명에 의한 슬래브는 거푸집의 설치 및 해체 공정이 필요하지 않아, 시공기간이 단축되고, 슬래브가 슬림하게 구현되며, 자중이 감소하여 설계상 유리한 슬래브 구조를 구현할 수 있는 장점이 있다.
한편, 본 발명에 의한 슬래브 구조의 다른 실시예는 계단형 슬래브의 시공방법에 관한 것으로, 본 발명에 의한 슬래브 시공방법의 다른 실시예는 도 10에 도시된 바와 같이, 기본적인 시공 과정은 전술한 바와 같은 본 발명의 슬래브 시공방법과 유사하나, 지지골조가 단차가 형성된 계단형으로 구성된다.
이에 따라 상기 지지골조(1210) 상에 구비되는 철골프레임(1220) 역시 단차가 형성된 계단형으로 구성된다.
그리고 본 발명의 의한 슬래브 시공방법의 다른 실시예는 상기 철골프레임 (1220)상에 아연도금 메탈 라스로 형성되는 보강망(1240)이 먼저 설치되고, 상기 보강망(1240) 상에 섬유로드로 구성되는 섬유보강재(1230)가 설치된다.
물론, 상기 섬유보강재(1230) 역시 격자형으로 배치되는 것이 바람직하다.
이후, 본 발명에 의한 슬래브 시공방법의 다른 실시예는 섬유판넬의 설치과정 없이, 상기 철골프레임(1220), 보강망(1240) 및 섬유보강재(1230)가 매립되도록 고강도 폴리머 몰탈(1270)을 타설하여 양생하고, 상기 고강도 폴리머 몰탈 시공면을 일반 몰탈 또는 고강도 몰탈을 이용하여 미장 마감(1290)하여 겨단형 슬래브의 시공을 마감한다.
이와 같이 시공되는 본 발명에 의한 슬래브의 다른 실시예는, 계단구조의 특성 상 더욱 슬림한 구조의 계단 구조를 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 비교적 복잡한 구조로 설치되는 거푸집의 설치 및 해체 공정이 필요하지 않은 장점이 있다.
3. 자체 발열식 콘크리트 구조물
이하에서는 본 발명에 의한 자체 발열식 콘크리트 구조물을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 의한 자체 발열식 콘크리트 구조물은 콘크리트 건축 부재에 전원을 공급하면, 자체적으로 발열하는 건축 부재로, 세부적으로 인장 보강재가 발열체의 역할을 수행하는 건축 부재이다.
도 21은 본 발명에 의한 자체 발열식 콘크리트 구조물의 일 예를 도시한 구성도이다.
본 발명에 의한 자체 발열식 콘크리트 구조물(1300)은 도 21에 도시된 바와 같이, 콘크리트 구조물 내에 매립되어 구조물 내에 발생되는 인장력을 부담하는 인장재(1310)와, 상기 인장재(1310) 단부와 결합되는 단자부(1320)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 인장재(1310)는 탄소섬유로 형성되는데, 바람직하게는 탄소섬유로드 또는 탄소섬유판넬로 구성된다.
상기 인장재(1310)는 기본적으로 인장력을 부담하되, 전원이 공급되면 저항에 의해 발열된다,
그리고 상기 단자부(1320)는 일단이 상기 인장재(1310) 단부와 연결되고, 타단은 구조물 외측으로 노출되어 외부로부터 전원이 인가되도록 한다.
한편, 본 발명에 의한 자체 발열식 콘크리트 구조물은 상기 인장재(1310)에 전원을 공급하는 전원부(1330)와, 상기 인장재(1310)에 발생되는 발열량을 측정하는 센서부(1340) 및 상기 단자부(1320)에 연결되어, 상기 전원부(1330)로부터 공급되는 전력을 정류하여 정전류를 공급하도록 하는 컨버터(1440)를 포함하여 구성될 수도 있다.
이에 따라 본 발명에 의한 자체 발열식 콘크리트 구조물(1300)은 센서부(1340)에 의해 측정된 발열량이 설정된 값을 초과하는 경우, 전원 공급을 차단하도록하는 온도조정기를 포함한다.
한편, 상기 인장재(1310)는 도 21에 도시된 바와 같이, 병렬로 이격되어 설치될 수도 있고, 격자형의 교차된 형태로 설치될 수 있다.
이때, 상기 인장재(1310)가 격자형의 설치되는 경우, 상기 인장재(1310)의 교차지점에는 상기 인장재(1310)의 전기적인 접촉을 차단하는 절연체가 구비될 수도 있다.
이에 따라 교차 배치되는 인장재(1310)에 의한 쇼트가 예방될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의한 자체 발열식 콘크리트 구조물(1300)은 구조물 자체에 DC 전원을 공급하여 발열되므로, 안전하고 별도의 난방 기구 없이 건축물의 난방을 수행할 수 있을 뿐만아니라, 콘크리트 구조물의 동해와 결빙을 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
또한, 본 발명의 각 실시예에 설명된 구성은 서로 다른 실시예에서 치환하여 사용될 수 있음은 자명하다.
본 발명은 콘크리트와 이형 재료인 섬유판넬을 이용하여, 콘크리트 구조물을 경량화하면서도 충분한 강도를 확보하는 섬유판넬 구조부재 및 이를 이용한 건축물 시공방법에 관한 것으로, 본 발명에 의하면, 본 발명에서는 다양한 건축 구조물에 적용될 수 있는 경량의 인장효과가 뛰어난 보강부재, 건축용 판재 및 건축용 기둥재를 제공할 수 있는 효과가 있다.
100 : 섬유판넬을 포함한 보강부재 110 : 섬유판넬
120 : 접착층 130 : 부착골재
140 : 브래킷 200 : 건축용 판재
320 : 구조판넬 330 : 채움재
410 : 메쉬시트 510, 520 : 건축용 기둥재
600 : 건축용 경량판넬 700 : 섬유보강재
1000, 1000' : 지붕구조 1300 : 자체 발열식 콘크리트 구조물

Claims (9)

  1. 콘크리트 기둥 또는 슬래브 구조물을 내진 보강하는 공법에 있어서,
    (C1) 구조물 보강면의 열화된 콘크리트를 취핑하고 세척하는 단계와;
    (C2) 상기 보강면에 수성아크릴계 또는 SiO2 계의 침투성 표면강화제를 도포하는 단계와;
    (C3) 상기 보강면을 고강도 폴리머몰탈로 평탄화하는 단계와;
    (C4) 상기 평탄화면에 보강부재를 브래킷으로 부착하는 단계; 그리고
    (C5) 상기 보강부재 상에 고강도 폴리머 몰탈을 뿜칠 시공하고, 시공면을 미장 마감하는 단계를 포함하여 수행되고:
    상기 브래킷은,
    스테인레스 또는 철로 형성되어, 연속하여 상기 보강부재가 직립으로 삽입되도록, 상기 보강부재의 두께에 대응하여 등 간격으로 이격되어 절개된 다수개의 슬롯이 형성된 판상의 몸체와;
    상기 몸체 상단 및 하단으로부터 각각 상기 몸체에 수직한 방향으로 연장되어 형성되어, 설치 표면에 접하는 고정편들을 포함하여 구성되며:
    상기 고정편은 체결수단이 관통하여 설치면에 고정되는 관통공이 형성되고:
    상기 보강부재는,
    상기 브래킷의 상기 몸체에 대하여 직교하는 방향으로, 상기 설치 표면에 직립하여 상기 브래킷에 형성된 상기 슬롯들 중 어느 하나에 삽입되되, 상기 보강부재의 길이방향을 따라 복수의 브래킷에 의해 상기 설치 표면에 고정됨을 특징으로 하는 섬유판넬을 이용한 콘크리트 기둥 또는 슬래브 구조물의 내진 보강공법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구조물은,
    원형 또는 다각 형태의 기둥, 슬래브 또는 보임을 특징으로 하는 섬유판넬을 이용한 콘크리트 기둥 또는 슬래브 구조물의 내진 보강공법.
  3. 삭제
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 보강부재는,
    현무암 섬유, 유리섬유, 탄소섬유 또는 아라미드섬유로 직조된 메쉬시트와;
    상기 메쉬시트 상에 일 방향 또는 양 방향으로 면접하여 설치되는 섬유판넬을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 섬유판넬을 이용한 콘크리트 기둥 또는 슬래브 구조물의 내진 보강공법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 보강부재는,
    종방향으로 형성된 상기 섬유판넬이 교차하여 배치됨을 특징으로 하는 섬유판넬을 이용한 콘크리트 기둥 또는 슬래브 구조물의 내진 보강공법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 섬유판넬은,
    현무암, 화강암, 제강슬러지 또는 가넷으로 구성되는 부착골재가 부착된 현무암섬유, 아라미드섬유, 탄소섬유 또는 유리섬유 계의 판상으로 형성됨을 특징으로 하는 섬유판넬을 이용한 콘크리트 기둥 또는 슬래브 구조물의 내진 보강공법.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 제(C4)단계는,
    상기 제(C3)단계에 의해 고강도 폴리머몰탈로 평탄화된 보강면의 굴곡부에, 탄소섬유메쉬 또는 아라미드섬유메쉬, 현무암메쉬 또는 유리섬유메쉬를 수성에폭시몰탈로 접착시키는 단계를 더 포함하여 수행됨을 특징으로 하는 섬유판넬을 이용한 콘크리트 기둥 또는 슬래브 구조물의 내진 보강공법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 보강부재는,
    상기 구조물의 외주면 또는 내주면에 나선형으로 부착되는 판상의 섬유판넬임을 특징으로 하는 섬유판넬을 이용한 콘크리트 기둥 또는 슬래브 구조물의 내진 보강공법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 보강부재는,
    상기 섬유판넬을 보강면에 밀착시켜 칼브룩 또는 앵커볼트로 고정되는 고정편을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 섬유판넬을 이용한 콘크리트 기둥 또는 슬래브 구조물의 내진 보강공법.
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