KR101956435B1 - 내화, 부착 성능을 향상시킨 유리섬유강화플라스틱 매립형 콘크리트 구조물 보강방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내화, 부착 성능을 향상시킨 유리섬유강화플라스틱 매립형 콘크리트 구조물 보강방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 보, 기둥, 슬래브 등의 콘크리트 구조물의 표면에 홈을 형성하고 유리섬유강화플라스틱을 수직한 방향으로 콘크리트 구조물의 내부에 매립하도록 하고 모르타르로 충전하여 콘크리트 구조물을 보강하도록 하는 내화, 부착 성능을 향상시킨 유리섬유강화플라스틱 매립형 콘크리트 구조물 보강방법에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예는 (a) 일정 크기 판 형상의 유리섬유강화플라스틱에 일정 간격마다, 양측면으로 번갈아가며 돌출되도록 부착 핀을 압입하여 섬유강화 복합 플레이트를 사전 제작하는 단계; (b) 콘크리트 구조물의 보강이 필요한 부분의 외측면에서 일정 깊이로 파서 매립구를 형성하도록 하는 단계; (c) 매립구에 섬유강화 복합 플레이트를 수직방향으로 삽입하는 단계; (d) 매립구에 모르타르를 타설하여 충전하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

Description

내화, 부착 성능을 향상시킨 유리섬유강화플라스틱 매립형 콘크리트 구조물 보강방법{Concrete Structures Reinforcing Method Using Glass Fiber Reinforced Plastics}

본 발명은 내화, 부착 성능을 향상시킨 유리섬유강화플라스틱 매립형 콘크리트 구조물 보강방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 보, 기둥, 슬래브 등의 콘크리트 구조물의 표면에 홈을 형성하고 유리섬유강화플라스틱을 수직한 방향으로 콘크리트 구조물의 내부에 매립하도록 하고 모르타르로 충전하여 콘크리트 구조물을 보강하도록 하는 내화, 부착 성능을 향상시킨 유리섬유강화플라스틱 매립형 콘크리트 구조물 보강방법에 관한 것이다.

종래의 섬유강화 복합재료(FRP; Fiber Reinforced Polymer Composites)를 이용한 구조물의 외부보강공법은 섬유강화 복합재료를 구조물의 외부에 에폭시　부착제(접착제) 등을 이용하여 부착시키거나, 구조물의 홈을 파서 홈에 섬유강화 복합재료를 에폭시 접착제를 이용하여 접착하도록 하여 구조물을 보강하도록 하였으나 이는 에폭시 부착제의 슬립 및 외부환경에 의한 충격으로 파괴되기 쉬운 문제점이 있었으며, 에폭시 접착제는 화재에 매우 취약한 문제점이 있었다.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 특허등록 제1618252호 "섬유보강플라스틱(FRP) 보강장치 및 이를 이용한 구조물의 보강 공법"(특허문헌 1)이 있다. 상기 배경기술에서는 '로빙(roving) 형태의 섬유 다발(1)을 복수개 나열하고 일단부에서부터 타단부까지 전체적으로 수지를 함침하여 바아(Bar) 형태를 갖도록 한 FRP 코어(10)와; 상기 FRP 코어(10)에 수직하게 형성되며, 로빙(roving) 형태의 섬유 다발(1)을 복수개 나열하고 수지를 함침하여 만들어진 원형 봉 또는 다각형 봉 형태의 앵커마운트(20)와; 상기 앵커마운트(20)의 외면을 둘러싸도록 결합된 관 형상체로 되어 보강하고자 하는 구조물에 형성된 홀(H)에 상기 앵커마운트(20)와 함께 삽입되어 고정되는 앵커(30)를 포함하며; 상기 앵커(30)는 금속 재질 관 형상체, 섬유다발에 수지를 함침하여 만들어진 관 형상체, 섬유가 내장된 복합재료 시트를 관 형상으로 말아서 만들어진 관 형상체 중 어느 하나로 된 것을 특징으로 하는 섬유보강플라스틱(FRP) 보강장치를 이용하여, (a) 보강하고자 하는 구조물의 표면에 섬유와 함께 수지를 분사하여 제1섬유 보강 코팅층(50)을 시공하는 단계와; (b) 상기 섬유보강플라스틱(FRP) 보강장치의 앵커(30)를 구조물의 홀(H) 내측에 삽입하여 상기 제1섬유 보강 코팅층(50)을 덮는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물 보강 공법.'을 제안한다.

그러나 상기 배경기술은 구조물 표면에 섬유와 함께 수지를 분사하여 섬유보강플라스틱(FRP) 보강장치를 설치하도록 하나, 구조물의 표면에 덧대어 시공하도록 함으로써 슬립 및 외부환경에 의한 충격으로 파괴되기 쉬운 문제점이 있었다.

특허등록 제1618252호 "섬유보강플라스틱(FRP) 보강장치 및 이를 이용한 구조물의 보강 공법"

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 보, 기둥, 슬래브 등의 콘크리트 구조물의 표면에 일정 깊이의 홈을 형성하고 유리섬유강화플라스틱을 수직한 방향으로 콘크리트 구조물의 내부에 매립하도록 하여 기존 수평방향으로 보강하는 방법에 비하여 보강 성능을 높이고 부착파괴 등을 줄일 수 있으며, 충전성이 좋은 모르타르로 충전하여 충격으로 인한 파괴 위험을 줄이고 내화성능을 부여하도록 할 수 있고, 또한, 유리섬유강화플라스틱의 양측방향으로 돌출하도록 부착 핀을 구성하여 모르타르와의 부착성능을 높이는 전단 키 역할과 동시에 일정한 간격을 유지할 수 있도록 하는 내화, 부착 성능을 향상시킨 유리섬유강화플라스틱 매립형 콘크리트 구조물 보강방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 (a) 일정 크기 판 형상의 유리섬유강화플라스틱에 일정 간격마다, 양측면으로 번갈아가며 돌출되도록 부착 핀을 압입하여 섬유강화 복합 플레이트를 사전 제작하는 단계; (b) 콘크리트 구조물의 보강이 필요한 부분의 외측면에서 일정 깊이로 파서 매립구를 형성하도록 하는 단계; (c) 매립구에 섬유강화 복합 플레이트를 수직방향으로 삽입하는 단계; (d) 매립구에 모르타르를 타설하여 충전하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 내화, 부착 성능을 향상시킨 유리섬유강화플라스틱 매립형 콘크리트 구조물 보강방법을 제공하고자 한다.

또한, (a) 단계에서, 섬유강화 복합 플레이트를 일정 간격 이격되도록 한 쌍으로 형성하는 것을 특징으로 하는 내화, 부착 성능을 향상시킨 유리섬유강화플라스틱 매립형 콘크리트 구조물 보강방법을 제공하고자 한다.

또한, (a) 단계에서, 유리섬유강화플라스틱는 매립구 깊이의 2/3의 폭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 내화, 부착 성능을 향상시킨 유리섬유강화플라스틱 매립형 콘크리트 구조물 보강방법을 제공하고자 한다.

또한, (c) 단계에서, 섬유강화 복합 플레이트를 삽입한 이후에, 매립구의 입구를 비닐 또는 합성수지로 구성되는 마감부재로 막은 후에 (d) 단계에서, 마감부재에 투입구를 천공하여 투입구로 모르타르를 충전하도록 하고, (d) 단계이후에, 모르타르의 양생이 끝난 이후에 마감부재를 제거하도록 하는 것을 특징으로 하는 내화, 부착 성능을 향상시킨 유리섬유강화플라스틱 매립형 콘크리트 구조물 보강방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 내화, 부착 성능을 향상시킨 유리섬유강화플라스틱 매립형 콘크리트 구조물 보강방법은 보, 기둥, 슬래브 등의 콘크리트 구조물의 표면에 일정 깊이의 홈을 형성하고 유리섬유강화플라스틱을 수직한 방향으로 콘크리트 구조물의 내부에 매립하도록 하여 기존 수평방향으로 보강하는 방법에 비하여 보강 성능을 높이고 부착파괴 등을 줄일 수 있으며, 충전성이 좋은 모르타르로 충전하여 충격으로 인한 파괴 위험을 줄이고 내화성능을 부여하도록 할 수 있다.

또한, 유리섬유강화플라스틱의 양측방향으로 돌출하도록 부착 핀을 구성하여 모르타르와의 부착성능을 높이는 전단 키 역할과 동시에 일정한 간격을 유지할 수 있도록 하는 매우 유용한 효과가 있다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 유리섬유강화플라스틱 매립형 콘크리트 구조물 보강방법에 의하여 보강된 구조물의 사시도이다.
도 2는 본 발명에서 사용되는 섬유강화 복합 플레이트의 사시도 및 평면도이다.
도 3은 본 발명의 내화, 부착 성능을 향상시킨 내화, 부착 성능을 향상시킨 유리섬유강화플라스틱 매립형 콘크리트 구조물 보강방법을 시공순서대로 도시한 단면도이다.
도 4는 상기 도 3d의 일부 확대도이다.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

이하 바람직한 실시예에 따라 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 유리섬유강화플라스틱 매립형 콘크리트 구조물 보강방법에 의하여 보강된 구조물의 사시도이다.

도 1에서와 같이, 보, 기둥, 슬래브 등의 콘크리트 구조물(10)의 표면에 홈을 형성하고 유리섬유강화플라스틱을 수직한 방향으로 콘크리트 구조물의 내부에 매립하도록 하고 모르타르로 충전하여 콘크리트 구조물을 보강하도록 하는 내화, 부착 성능을 향상시킨 유리섬유강화플라스틱 매립형 콘크리트 구조물 보강방법에 관한 것이다.

도 2는 본 발명에서 사용되는 섬유강화 복합 플레이트의 사시도 및 평면도이고, 도 3은 본 발명의 내화, 부착 성능을 향상시킨 내화, 부착 성능을 향상시킨 유리섬유강화플라스틱 매립형 콘크리트 구조물 보강방법을 시공순서대로 도시한 단면도이다.

본 발명의 내화, 부착 성능을 향상시킨 유리섬유강화플라스틱 매립형 콘크리트 구조물 보강방법은 먼저, 도 2에서와 같이, 섬유강화 복합 플레이트(10)를 사전 제작한다(a).

섬유강화 복합 플레이트(10)는 일정 크기 판 형상의 유리섬유강화플라스틱(110)에 일정 간격마다 양측면으로 번갈아가며 돌출되도록 부착 핀(120)을 압입하여 제작한다.

섬유강화 복합 플레이트(10)는 일반 시중에서 유통되는 3~5mm 두께의 유리섬유강화플라스틱(GFRP)를 재단하는데, 바람직하게는 후술하는 매립구(21) 깊이의 2/3의 두께로 재단하여 매립구(21)에 매립한 이후에 외부로 노출되지 않도록 한다.

섬유강화 복합 플레이트(10)는 1개만으로 형성될 수 있으나, 도시된 바와 같이, 섬유강화 복합 플레이트(10)를 일정 간격 이격되도록 한 쌍으로 형성되도록 하여, 섬유강화 복합 플레이트(10)와 섬유강화 복합 플레이트(10) 사이에서도 돌출된 부착 핀(120)이 간격 유지를 하도록 한다.

이와 같은 유리섬유강화플라스틱(110)에 양측으로 단부가 돌출되도록 부착 핀(120)을 압입하여 구성하며, 부착 핀(120)은 공지의 다양한 핀 형상의 재료를 사용할 수 있으며, 부착 핀(120)은 일정 길이로 구성되며 유리섬유강화플라스틱(110)의 일측에서 타측으로 돌출된 길이가 일정 길이를 유지하도록 한다.

이와 같은 부착 핀(120)은 유리섬유강화플라스틱(110)의 양측방향으로 돌출하도록 부착 핀(120)을 구성하여 후술하는 단계에서의 모르타르(30)와의 부착성능을 높이는 전단 키 역할과 동시에 매립구(21) 내부에 삽입되면 매립구(21)와의 일정한 간격을 유지할 수 있도록 한다.

이후, 도 3a에서와 같이, 콘크리트 구조물(20)에 매립구(21)를 형성하도록 한다(b).

보, 기둥, 슬래브 등과 같은 콘크리트 구조물(20)의 보강이 필요한 부분의 외측면에서 일정 깊이로 파서 매립구(21)를 형성하도록 한다.

매립구(21)는 피복두께를 고려하여 주철근과 평행한 방향으로 구조물(20)의 표면에서 일정 깊이로 홈을 파도록 한다.

이후, 도 3b에서와 같이, 매립구(21)에 섬유강화 복합 플레이트(10)를 수직방향으로 삽입하도록 한다(c).

매립구(21)에는 섬유강화 복합 플레이트(10)가 수직한 방향으로 삽입되며, 섬유강화 복합 플레이트(10)에 구성된 부착 핀(120)은 매립구(21)에 삽입되어 유리섬유강화플라스틱(110)이 매립구(21)와 일정한 간격을 유지하도록 한다.

마지막으로, 도 3d에서와 같이, 매립구(21)에 모르타르(30)를 타설하여 충전하도록 한다(d).

충전성이 좋은 모르타르로 섬유강화 복합 플레이트(10)가 삽입된 매립구(21)를 충전하여 충격으로 인한 파괴 위험을 줄이고 내화성능을 부여하도록 할 수 있다.

이때, 유리섬유강화플라스틱(110)은 모르타르의 부착성능이 좋지 않기 때문에 보강효과를 충분히 발휘하지 못하고 부착파괴가 일어날 수 있는데, 유리섬유강화플라스틱(110)의 양측으로 돌출된 부착 핀(120)이 매립구(21)와의 일정한 간격을 유지하도록 하면서도 모르타르 타설시에는 전단키 역할을 하도록 한다.

모르타르(30)를 매립구(21)에 충전은 다양한 공지의 방법으로 할 수 있으며, 도 3c에서와 같이, 특히, (c) 단계에서, 섬유강화 복합 플레이트(10)를 삽입한 이후에, 매립구(21)의 입구를 비닐 또는 합성수지로 구성되는 마감부재(40)로 막아 매립구(21)를 밀폐시키도록 하고, (d) 단계에서, 마감부재(40)에 투입구를 천공하여 투입구로 모르타르(30)를 충전하도록 하고, (d) 단계 이후에, 모르타르(20)의 양생이 끝난 이후에 마감부재(40)를 제거하도록 하여 모르타르의 타설 및 양생이 용이하게 하도록 할 수도 있다.

상기와 같은 본 발명의 내화, 부착 성능을 향상시킨 유리섬유강화플라스틱 매립형 콘크리트 구조물 보강방법은 보, 기둥, 슬래브 등의 콘크리트 구조물의 표면에 일정 깊이의 홈을 형성하고 유리섬유강화플라스틱을 수직한 방향으로 콘크리트 구조물의 내부에 매립하도록 하여 기존 수평방향으로 보강하는 방법에 비하여 보강 성능을 높이고 부착파괴 등을 줄일 수 있으며, 충전성이 좋은 모르타르로 충전하여 충격으로 인한 파괴 위험을 줄이고 내화성능을 부여하도록 할 수 있다.

또한, 유리섬유강화플라스틱의 양측방향으로 돌출하도록 부착 핀을 구성하여 모르타르와의 부착성능을 높이는 전단 키 역할과 동시에 일정한 간격을 유지할 수 있도록 하는 매우 유용한 효과가 있다.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

10 : 섬유강화 복합 플레이트
110 : 유리섬유강화플라스틱
120 : 부착 핀
20 : 콘크리트 구조물
21 : 매립구
30 : 모르타르
40 : 마감부재

Claims (4)

1. (a) 일정 크기 판 형상의 유리섬유강화플라스틱(110)에 일정 간격마다, 양측면으로 번갈아가며 돌출되도록 부착 핀(120)을 압입하여 섬유강화 복합 플레이트(10)를 사전 제작하며, 섬유강화 복합 플레이트(10)는 일정 간격 이격되도록 한 쌍으로 형성하는 단계;
   (b) 콘크리트 구조물(20)의 보강이 필요한 부분의 외측면에서 일정 깊이로 파서 매립구(21)를 형성하도록 하는 단계;
   (c) 매립구(21)에 섬유강화 복합 플레이트(10)를 수직방향으로 삽입하는 단계;
   (d) 매립구(21)에 모르타르(30)를 타설하여 충전하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 내화, 부착 성능을 향상시킨 유리섬유강화플라스틱 매립형 콘크리트 구조물 보강방법.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   (a) 단계에서,
   유리섬유강화플라스틱(110)은 매립구(21) 깊이의 2/3의 폭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 내화, 부착 성능을 향상시킨 유리섬유강화플라스틱 매립형 콘크리트 구조물 보강방법.
4. 청구항 1에 있어서,
   (c) 단계에서,
   섬유강화 복합 플레이트(10)를 삽입한 이후에, 매립구(21)의 입구를 비닐 또는 합성수지로 구성되는 마감부재(40)로 막은 후에
   (d) 단계에서,
   마감부재(40)에 투입구를 천공하여 투입구로 모르타르(30)를 충전하도록 하고,
   (d) 단계 이후에,
   모르타르(20)의 양생이 끝난 이후에 마감부재(40)를 제거하도록 하는 것을 특징으로 하는 내화, 부착 성능을 향상시킨 유리섬유강화플라스틱 매립형 콘크리트 구조물 보강방법.

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