KR101959287B1 - 양방향 포스트텐션 구조를 갖는 종횡방향 조립이 용이한 박스구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상,하단벽체, 양 측벽체, 모서리 부분에 종방향으로 관통하는 복수의 종관통홀 및 상기 종관통홀에 삽입되어 종방향으로 스트레스가 도입되도록 하는 종방향강선으로 이루어진 박스구조체에 있어서, 상,하단벽체에 횡방향으로 관통하며 하방향으로 골을 형성하는 횡관통홀과 상기 횡관통홀에 삽입되어 횡방향으로 스트레스가 도입되도록 하는 횡방향강선이 포함되는 것을 특징으로 하는 박스구조체에 관한 것이다.

Description

양방향 포스트텐션 구조를 갖는 종횡방향 조립이 용이한 박스구조체{BOX STRUCTURE WITH BIDIRECTIONAL POSTTENSION TRUCTURE}

본 발명은 종방향은 물론 횡방향으로도 스트레스 도입이 가능하여 다방향에서 휨저항성을 향상시키며 종방향 및 횡방향 박스구조체 간 조립이 견고하게 이루어지도록 하여 구조물의 대형화가 용이하고 처짐, 뒤틀림에 대한 저항성을 향상시킬 수 있으며, 특히 횡방향으로 스트레스 도입시 하방향으로 골이 형성되도록 배치된 횡방향강선에 의해 스트레스가 도입됨에 따라 상재하중에 대한 휨저항성을 배가시킬 수 있고, 박스구조체 간 연결부분에 수밀성을 향상시킬 수 있는 박스구조체에 관한 것이다.

일반적으로 지하 또는 지면 상부에 박스형태의 내부 공간이 제공되어 지도록 하기 위한 방안으로 사용되어지는 상하수도, 전력구, 통신구 및 공동구(이하, "구조물"이라함) 등은 통상 현장타설방식이나 현장조립방식에 의하여 시공되어지고 있다.

현장타설방식은 구조물이 시공되어질 부분을 따라 절토나 굴토한 후 평탄화 작업을 거쳐 평탄화 된 부분에 기초 콘크리트를 타설하고, 기초콘크리트 상부에 거푸집을 시공한 후 가로철근 및 세로철근으로 이루어진 보강철근을 배근한 다음 콘크리트를 타설하여 양생시키고, 콘크리트가 양생되어진 후 거푸집을 해체하는 것을 반복하여 구조물이 시공되어지게 된다. 현장타설방식을 통해 얻어진 구조물은 절토, 굴토, 기초콘트리트, 거푸집, 보강철근, 콘크리트, 양생 및 거푸집 제거 등의 공정이 소요됨에 따라 작업공기와 더불어 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

현장조립방식은 설계치수대로 제조공장에서 제조되어진 박스구조체를 현장으로 운반하여 굴토 및 평탄화 된 부분에 그대로 박스구조체를 안착시킨 후 안착된 박스구조체에 다른 박스구조체가 맞대어지게 바닥에 안치시키고, 맞대어진 부분에 모르타르 및 수팽창 지수재가 삽입되는 것을 반복하여 구조물이 시공되어지게 된다.

현장조립방식을 통해 시공되어진 구조물은 연약지반의 부등침하에 따라 박스구조체가 맞대어진 부분이 벌어져 누수가 발생되는 문제가 있었고, 이러한 문제를 해소하기 위한 방안으로 현장조립방식은 박스구조체의 모서리에 피복강선이 삽입되어 양측으로 노출되어지도록 한 후 노출된 강선에 강선정착구를 결합시켜 스트레스가 작용하도록 함으로써, 부등침하 및 균열, 붕괴에 의하여 박스구조체가 맞대어진 부분이 벌어지는 것을 방지하여 누수발생을 막을 수 있게 된다.

이러한 구조물을 이루는 박스구조체에 있어 주철근이 매립되어 상재하중에 대한 휨저항성을 높이도록 하나, 예기치 않은 상재하중이 발생되거나 부등침하, 지진 등에 의한 처짐 발생시 상부벽체에 균열이 발생되고 이러한 균열은 붕괴나 누수의 원인이 되는 문제가 있다.

또한 기존에는 종방향으로 박스구조체간 조립시 강선에 의한 스트레스 도입으로 종방향 조립의 견고성이 발현되도록 하나 용도 등에 따라 박스구조체 간 종방향 조립에 더하여 횡방향 조립이 필요한 경우가 있는 바, 견고한 박스구조체의 횡방향 조립이 불가함에 따라 횡방향으로 조립된 박스구조체 간에 처짐, 뒤틀림 등 문제가 발생될 수 있다.

또한 박스구조체와 박스구조체가 맞대어진 상태에서 양측으로부터 강선과 강선장착구를 이용하여 스트레스가 구조물에 작용하더라도 박스구조체 간 접합부에서 수밀성을 확실히 보장할 수 없는 문제가 있다.

대한민국 등록특허 제10-1133158호

본 발명의 목적은 박스구조체 자체의 휨에 대한 저항성을 향상시키고 종방향은 물론 횡방향의 조립도 견고하게 시공될 수 있으며 접합부에서 수밀성을 향상시킬 수 있는 박스구조체를 제공하고자 함이다.

본 발명의 양방향 포스트텐션 구조를 갖는 종횡방향 조립이 용이한 박스구조체(이하 "본 발명의 박스구조체"라함)는 상,하단벽체, 양 측벽체, 모서리 부분에 종방향으로 관통하는 복수의 종관통홀 및 상기 종관통홀에 삽입되어 종방향으로 스트레스가 도입되도록 하는 종방향강선으로 이루어진 박스구조체에 있어서, 상,하단벽체에 횡방향으로 관통하며 하방향으로 골을 형성하는 횡관통홀과 상기 횡관통홀에 삽입되어 횡방향으로 스트레스가 도입되도록 하는 횡방향강선이 포함되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 인접하는 박스구조체 간의 횡방향 조립에 있어 각 박스구조체의 횡관통홀에 삽입된 횡방향강선 간 연결에 의해 횡방향 스트레스가 도입되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 상,하단벽체의 각각 내주면에서 돌출되는 리브가 구성되며 상기 횡관통홀의 골부분은 상기 리브에 내재되도록 구성됨을 특징으로 한다.

하나의 예로 상,하단벽체 및 양 측벽체에는 전,후면에 끼움홈과 끼움돌기가 교번으로 형성되며, 양 측벽체에는 일 측벽체에 끼움돌기가 외측으로 돌출 형성되며 타 측벽체에는 끼움홈이 외측으로 요홈형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상,하단벽체, 양 측벽체의 전,후면에는 충진홈이 형성되며 상기 충진홈의 양단에 한쌍의 몸체로 구성된 백업패킹이 구성되고 상기 백업패킹에 의해 형성되는 충진공간에는 실란트가 충진되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 한쌍의 백업패킹은 복수의 연결대에 의해 연결되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 인접하는 박스구조체의 일 충진홈에 상기 백업패킹이 구성되며, 각각 충진홈에는 실란트가 주입되고, 각각 주입된 실란트에 신축가능한 지수단이 매립되도록 하여 인접하는 박스구조체를 접합시키도록 하는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 박스구조체는 종방향은 물론 횡방향으로도 스트레스 도입이 가능하여 다방향에서 휨저항성을 향상시키며 종방향 및 횡방향 박스구조체 간 조립이 견고하게 이루어지도록 하여 구조물의 대형화가 용이하고 처짐, 뒤틀림에 대한 저항성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명의 박스구조체는 횡방향으로 스트레스 도입시 하방향으로 골이 형성되도록 배치된 횡방향강선에 의해 스트레스가 도입됨에 따라 상재하중에 대한 휨저항성을 배가시킬 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명의 박스구조체는 박스구조체 간 연결부분에 수밀성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명의 박스구조체는 단면이 대칭형을 이루고 있어 회전에 의해서도 조립이 가능하여 시공이 용이한 장점이 있다.

또한 본 발명의 박스구조체는 그 자체로 휨저항성이 향상되어 토피에 따른 철근매립양 등의 영향을 덜 받고 시공할 수 있으므로 경제성이 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 박스구조체를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 박스구조체를 나타내는 절개단면도.
도 3은 본 발명의 박스구조체가 횡방향으로 조립된 상태를 나타내는 정면도.
도 4는 본 발명의 박스구조체가 횡방향 및 종방향으로 조립된 상태를 나타내는 평면도.
도 5는 본 발명의 박스구조체에 백업패킹이 장착되는 상태를 나타내는 분해사시도.
도 6은 본 발명의 박스구조체에 백업패킹 및 실란트가 구성되는 상태를 나타내는 흐름도.
도 7은 본 발명의 박스구조체에 백업패킹, 실란트 및 지수단이 구성되는 상태를 나타내는 흐름도.
도 8은 본 발명의 일 구성인 백업패킹의 일 실시 예를 나타내는 평면도.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명의 박스구조체(1)는 도 1 및 도 2 등에서 보는 바와 같이 상,하단벽체(11, 12), 양 측벽체(13), 모서리 부분에 종방향으로 관통하는 복수의 종관통홀 및 상기 종관통홀에 삽입되어 종방향으로 스트레스가 도입되도록 하는 종방향강선으로 이루어진 박스구조체에 있어서, 상,하단벽체(11, 12)에 횡방향으로 관통하며 하방향으로 골을 형성하는 횡관통홀(14)과 상기 횡관통홀(14)에 삽입되어 횡방향으로 스트레스가 도입되도록 하는 횡방향강선(15)이 포함되는 것을 특징으로 한다.

즉 본 발명은 기존 박스구조체에 있어 모서리 부분에 종방향으로 관통하는 복수의 종관통홀 및 상기 종관통홀에 삽입되어 종방향으로 스트레스가 도입되도록 하는 종방향강선에 더하여 상,하단벽체(11, 12)에 횡방향으로 관통하는 횡관통홀(14)과 상기 횡관통홀에 삽입되어 횡방향으로 스트레스가 도입되도록 하는 횡방향강선(15)이 더 포함되도록 하여 도 4에서 보는 바와 같이 박스구조체(1) 간 종방향 조립 및 횡방향 조립이 견고하게 이루어지도록 하여 구조물의 대형화가 용이하도록 하는 것이며 이러한 견고한 조립에 의해 처짐, 뒤틀림 등이 방지되도록 하는 것이다.

특히 상기 횡관통홀(14) 및 이에 삽입되는 횡방향강선(15)은 하방향으로 골이 형성되는 형상을 하고 있어 이러한 횡방향강선(15)에 의해 스트레스 도입시 상,하단벽체(11, 12)에 캠버가 형성되도록 하여 직선형의 강선에 의한 스트레스 도입과 대비 더욱 상재하중에 대한 저항성을 향상시키도록 하는 것이다.

이렇게 구성함에 의해 예기치 못한 하중이 발생되는 경우(공사중 중장비 차량의 반복주행, 지진, 외부충격 등) 처짐량이 허용처짐량을 초과할 수 있는데 본 발명에서는 상기에서 언급한 횡관통홀(14) 및 횡방향강선(15)의 구성에 의해 휨에 대한 저항성을 배가시켜 이러한 문제를 해결하고 있는 것이다.

도 3에서 보는 바와 같이 인접하는 박스구조체(1) 간의 횡방향 조립에 있어 각 박스구조체(1)의 횡관통홀(14)에 삽입된 횡방향강선(15) 간 연결에 의해 횡방향 스트레스가 도입되도록 하는 것이다.

여기서 횡방향강선(15) 간 연결은 다양한 공지의 커플러가 이용될 수 있으므로 그 상세 설명은 생략한다. 또한 박스구조체(1) 간 횡방향 조립에 의한 횡방향 스트레스 도입시 일 박스구조체(1)에서 횡방향강선(15)을 인장하여 정착한 후 인접하는 박스구조체(1)를 횡방향으로 안치하면서 각 횡방향강선(15)을 커플러로 연결하고 안치된 박스구조체(1)의 횡방향강선(15)을 인장하여 정착하는 과정을 반복하여 횡방향으로 조립되는 전체 박스구조체(1)에 스트레스가 도입되도록 할 수 있음은 물론 박스구조체(1)를 횡방향으로 안치한 후에 각 횡방향강선을 커플러로 연결하고 안치된 박스구조체(1) 전체에 일거에 스트레스가 도입되도록 할 수 있다.

또한 본 발명은 휨저항성을 더욱 향상시키기 위해 도 2에서 보는 바와 같이 상기 상,하단벽체(11, 12)의 각각 내주면에서 돌출되는 리브(111, 121)가 구성되도록 하며 상기 횡관통홀(14)의 골부분은 상기 리브(111, 121)에 내재되도록 구성됨을 특징으로 한다.

이와 같이 상,하단벽체(11, 12)에서 돌출되는 리브(111, 121)가 구성되도록 하고 횡관통홀(14)이 상,하단벽체(11, 12) 및 리브(111, 121)에 내재되도록 관통됨으로써 상기 횡관통홀(14)에 삽입되는 횡방향강선(15)은 하방향으로 더욱 큰 라운드가 형성되어 이러한 횡방향강선(15)에 의한 스트레스 도입시 상,하단벽체(11, 12)는 더욱 큰 휨저항성을 갖게 되는 것이다.

또한 본 발명의 박스구조체(1)는 도 1에서 보는 바와 같이 상,하단벽체(11,12) 및 양 측벽체(13)에 전,후면에 끼움홈(16)과 끼움돌기(17)가 교번으로 형성되도록 하여 박스구조체(1)가 종방향(박스구조체(1)의 길이방향)으로 조립시 종방향으로 인접하는 박스구조체(1)에 있어 각각 대향하는 끼움홈(16)에 끼움돌기(17)가 각각 삽입되도록 하여 하중, 침하 등에 의한 종방향으로 조립된 박스구조체(1)에 비틀림, 처짐을 방지하도록 하는 것이다.

이에 더하여 본 발명의 박스구조체(1)에는 양 측벽체(13)에 일 측벽체(13)에 끼움돌기(17)가 외측으로 돌출 형성되며 타 측벽체(13)에는 끼움홈(16)이 외측으로 요홈형상으로 형성되도록 함으로써 횡방향(박스구조체(1) 직경방향)으로 인접하는 박스구조체(1) 간에도 각각 대향하는 끼움홈(16)에 끼움돌기(17)가 각각 삽입되도록 하여 하중, 침하 등에 의한 횡방향으로 조립된 박스구조체(1)에 비틀림, 처짐을 방지하도록 한다.

또한 본 발명의 박스구조체(1)에는 도 1 및 도 5에서 보는 바와 같이 상,하단벽체(11, 12), 양 측벽체(13)의 전,후면에 충진홈(18)이 형성되도록 하여 종방향으로 박스구조체(1) 간 조립시 양 박스구조체(1)의 충진홈(18)이 상호 대향하도록 구성되는데 이에 더하여 본 발명의 박스구조체(1)에는 도 5에서 보는 바와 같이 상,하단벽체(11, 12), 양 측벽체(13)의 전,후면 중 일면에 충진공간이 형성되도록 이격이 형성된 한쌍의 몸체(191)로 구성된 백업패킹(19)이 상기 백업패킹(19)에 의해 형성되는 충진공간에는 실란트(20)가 충진되도록 하는 것이다.

즉 도 5에서 보는 바와 같이 상기 백업패킹(19)은 상,하단벽체(11, 12), 양 측벽체(13)의 전,후면 중 일면에 부착되되 백업패킹(19)에 의해 형성되는 충진공간이 상기 충진홈(18)에 대향하도록 하여 실란트(20)가 충진공간은 물론 충진홈(18)에도 충진되어 경화됨으로써 2중의 수밀패킹이 가능하도록 하는 것이다.

상기 백업패킹(19)은 이격을 형성하는 한쌍의 몸체(191)로 구성되고 몸체(191) 간 이격에 의해 충진공간이 형성되는 것이다.

상기 백업패킹(19) 및 상기 실란트(20)가 박스구조체(1)에 구성되어 작동되는 예가 도 6에 도시되고 있는 바, 이를 설명하면 우선 도 6의 (a)(b)에 도시된 바와 같이, 일 박스구조체(1)의 충진홈(18) 양 측단에 각각 몸체(191)가 거치되어 접착제로 가고정된 후 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이 타 박스구조체(1)가 접하도록 하는 것이다.

이때 도면에 도시된 바는 없으나 와이어가 각 박스구조체(1)에 형성된 와이어홀을 관통하도록 한 후 와이어홀을 통해 와이어에 와이어정착구를 결합시키고, 와이어 인장기를 이용하여 와이어를 당겨 스트레스가 도입되도록 함으로써 양 박스구조체(1)의 충진홈(18)에 백업패킹(19)이 압착되어지게 된다.

다음 도 6의 (d)에 도시된 바와 같이 도면에 도시된 바는 없으나 주입장치에 의해 실란트(20)가 양 박스구조체(1)의 충진홈(18)에 충진되도록 하는 것이다. 실란트(20)의 주입은 예로 주사기 형태의 주입장치를 이용하여 백업패킹(19) 외부에서 내부를 향하여 관통되게 주입장치를 삽입한 상태에서 실란트(20)가 충진홈(18)에 고압으로 주입되도록 할 수 있으며, 이때 실란트(20)가 충진홈(18)에 주입되어지는 과정에서 충진홈(18)의 내부에 있는 잔류된 공기는 도면에 도시된 바는 없으나 백업패킹(19) 상부에 형성된 공기배출홀을 통해 배출되어지게 됨에 따라 실란트(20)가 용이하게 주입되어지게 된다.

또한 도면에 도시된 바는 없으나 실란트(20)를 미리 일 박스구조체(1)의 백업패킹(19) 사이 충진홈(18)에 도포한 후에 타 박스구조체(1)를 접합하여 수밀구조가 이루어지도록 할 수 있다.

이와 같이 실란트(20)의 백업패킹(19) 사이 충진홈(18)에 주입하는 기술은 다양하게 제시될 수 있는 바, 상기에서 설명한 예에 한정되는 것은 아니다.

이렇게 양 박스구조체(1) 사이에서 백업패킹(19)이 가압됨에 의해 2중(한쌍의 몸체(191))으로 수밀성이 보장되도록 하며, 이에 더하여 한쌍의 몸체(191) 사이에 실란트(20)가 주입되어 경화됨으로써 실란트(20)에 의해 박스구조체(1) 접합부에서 수밀성이 배가되는 것이다.

또한 도 7에서 보는 바와 같이 인접하는 박스구조체(1)의 일 충진홈(18)에 상기 백업패킹(19)이 구성되며, 각각 충진홈(18)에는 실란트(20)가 주입되고, 각각 주입된 실란트(20)에 신축가능한 지수단(21)이 매립되도록 하여 인접하는 박스구조체(1)를 접합시키도록 하는 예가 제시된다.

우선 도 7의 (a)(b)에 도시된 바와 같이, 일 박스구조체(1)의 충진홈(18) 양 측단에 각각 몸체(191)가 거치되어 접착제로 고정된 후 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이 각 박스구조체(1)의 충진홈(18)에 실란트(20)가 주입되도록 한다.

이후 실란트(2)가 경화되기 전에 도 6의 (d), (e)에서 보는 바와 같이 각각 충진홈(18)에 충진된 실란트(2)에 신축가능한 지수단(21)의 양단부가 각각 매립되도록 박스구조체(1)간 접하도록 하는 것이다. 이때 도면에 도시된 바는 없으나 와이어가 각 박스구조체(1)에 형성된 와이어홀을 관통하도록 한 후 와이어홀을 통해 와이어에 와이어정착구를 결합시키고, 와이어 인장기를 이용하여 와이어를 당겨 스트레스가 도입되도록 함으로써 양 박스구조체(1)의 충진홈(18)에 백업패킹(19)이 압착되어지게 된다.

이렇게 각각 충진홈(18)의 실란트(20)에 양단이 매립되도록 하는 신축가능한 지수단(21)이 구성됨에 따라 도 7의 (e)에서 보는 바와 같이 시공후 부등침하 등 다양한 원인에 의해 조립된 박스구조체(1)에 간극이 형성되는 경우에도 지수단(21)이 인장되면서 간극이 형성된 박스구조체(1)를 연결하고 있어 간극을 통해서 유입되는 수분에 대해서도 수밀성이 보장되도록 하는 것이다.

즉 본 실시 예의 경우 백업패킹(19)과 실란트(20)의 이중 수밀구조에 더하여 조립된 박스구조체(1)가 사후적으로 간극이 형성되는 경우에도 지수단(21)에 의한 수밀구조가 형성되도록 하여 수밀성을 더욱 배가시키게 되는 것이다.

여기서 지수단(21)은 신축가능한 재질로 구성되어야 하는 바, 도면에서 보는 바와 같이 주름이 형성되도록 하여 신축이 가능하도록 할 수 있다.

한편 상기 백업패킹(19)은 한쌍의 몸체(191)가 이격을 형성하며 구성되는데 고압으로 실란트(20)가 주입되는 경우 또는 박스구조체(1) 간 접합과정에서 몸체(191)가 벌어지면서 몸체(191)와 박스구조체(1) 간 탈리되는 부분이 발생되어 이렇게 탈리되는 부분으로 누수가 발생되는 문제가 생길 수 있으며 몸체(191) 간에 충진된 실란트(20)가 충진홈(18)에서 부분적으로 탈리되어 이렇게 탈리되는 부분으로 누수가 발생되는 문제가 생길 수 있다.

이에 본 발명에서는 도 8에서 백업패킹(19)의 실시 예를 제시하고 있는데 한쌍의 몸체(191) 간을 복수의 연결대(192)에 의해 연결되도록 하여 고압으로 실란트(20)가 주입되는 경우 또는 박스구조체(1) 간 접합과정에서 몸체(191)가 벌어지는 문제를 해결하고 있으며, 상기 연결대(192)가 상기 몸체(191) 보다 작은 직경으로 이루어지도록 하면서 상기 몸체(191)의 중앙부에서 직교하도록 구성되어 실란트(20)를 몸체(191) 간에 주입시 실란트(20)에 상기 연결대(192)가 매입되도록 하여 실란트(20)가 몸체(191) 간 충진홈(18)에서 견고하게 부착되도록 하는 것이다.

즉 본 실시 예의 백업패킹(19)의 적용에 의해 박스구조체(1) 간 접합부에서 수밀성을 배가시키도록 하는 것이다.

한편 상기 실란트(20)는 상기 백업패킹(19)에서 충진홈(18)에 충진되는데 실란트(20)의 경화과정에서 수축에 의해 실란트(20)와 백업패킹(19) 또는 충진홈(18) 사이에 간극이 형성되어 이러한 간극에 의해 누수가 발생할 수 있는 문제가 있다.

이에 본 발명에서는 실란트(20)의 실시 예를 제시하고 있는데, 본 실시 예에서의 실란트(20)는 수용성 수지 100중량부에 대해 비나파스수지 20 내지 40중량부, 탄산칼슘 피막이 도포된 소성된 석회석 10 내지 20중량부, 탄화규소 1 내지 3중량부, 셀룰로오스 에테르 1 내지 3중량부가 포함되는 것을 특징으로 한다.

여기서 수용성 수지를 주재로 사용하는 이유는 유기용제를 사용하는 수지를 사용하는 경우 충진후 유기용제가 증발하여 페이스트에 공극이 형성되는데 이러한 공극의 경우 표면까지 균열로 이어질 수 있어 균열에 의한 누수문제가 생길 수 있는 바, 본 실시 예에서는 수용성 수지를 사용함으로써 이러한 점을 해결한 것이다. 여기서 수용성 수지는 수용성 폴리우레아 수지 등 그 종류를 한정하지 않는다.

또한 충진후 경화과정에서는 수축에 의해 상기에서 언급한 문제가 발생되거나 수축에 의해 온도균열, 수축균열이 발생되어 균열에 의한 누수문제가 발생될 수 있는 바, 본 발명에서는 수축 및 균열 저항성을 높이기 위해 탄산칼슘 피막이 도포된 소성된 석회석이 첨가되도록 한다.

상기 석회석은 1000 내지 1300℃로 소성시킨 석회석이 사용되는데, 소성된 석회석은 산화칼슘이 수화되면서 수산화칼슘이 생성되도록 하여 배합시 페이스트를 팽창시키도록 하는 것이다.

이러한 팽창은 공극을 남긴 채로 외관상의 용적팽창을 한다고 알려져 있으며 그 팽창은 2단계의 팽창에 의한다고 알려져 있는데 최초로 미세한 콜로이드상의 수산화칼슘을 생성할 때 처음 팽창을 하고 이것이 완전히 종료한 후에도 계속하여 장대한 이방성의 육각판상 결정으로 성장한다고 알려져 있다. 따라서 페이스트를 팽창시킴으로써 수축 및 균열 저항성을 향상시키도록 하는 것이다.

그런데 소성된 석회석은 수화활성이 매우 높아 배합시 물과 반응하여 단시간에 수화반응을 완결해, 수용성 수지가 반응이 되고 있지 않는 상태에서 팽창 발현이 종료되어 페이스트에서 팽창성 즉 케미컬(chemical) 스트레스의 도입은 실질적으로 하지 못하고, 또 자기수축에 대한 억제 효과도 얻기 어려운 문제가 있다.

이에 본 실시 예에서는 소성된 석회석을 사용하되, 석회석은 소성후 이산화탄소 포함가스와 반응시켜 입자 표면에 탄산칼슘 피막이 도포되도록 하여 사용되도록 하는 예를 제시한다. 바람직하게는 소성이 완료된 석회석을 소성과정에서 발생되는 이산화탄소 포함가스와 반응시켜 입자 표면에 탄산칼슘 피막이 도포되도록 하는 것이 타당하다.

이와 같이 소성이 완료된 석회석에 탄산칼슘 피막이 도포되도록 하는 이유는 소성된 석회석의 수화활성을 지연시켜 수용성 수지의 반응이 충분히 진행된 후에 팽창효능이 발현되어 팽창재의 팽창성능이 효율적으로 발현되도록 하기 위한 것이다. 또한 충진전 배합과정, 보관과정에서 팽창성능이 기 발현되는 것을 방지하기 위한 것이다.

이를 위해 소성이 완료된 석회석을 소성과정에서 발생되는 이산화탄소 포함가스와 반응시켜 석회석 입자 표면에 탄산칼슘 피막이 도포되도록 하는 것이다.

즉 소성이 완료된 석회석에 150 내지 400℃ 온도하에서 10 내지 50중량%로 이산화탄소가 함유된 가스를 공급하여 확산에 의해 표면에 탄산칼슘 피막이 형성되도록 하는 것이다.

이와 같이 피막이 형성되도록 하여 소성된 석회석 내부는 활성이 매우 높은 CaO가 존재하게 되며, 표면에는 탄산칼슘(CaCO₃)을 생성시켜 수분과의 반응을 지연시키는 것이다. 즉 이산화탄소를 포함한 가스가 확산되면서 소성된 석회석의 미세한 공극으로 전달되며, 이산화탄소가 소성된 석회석의 전 표면에서 반응하여 미세한 CaCO₃ 피막을 계속 형성시키도록 하는 것이다. 또한 이러한 피막의 형성에 의해 석회석간 응집을 제어하여 팽창효율의 저하도 방지하게 되는 것이다.

바람직하게 이산화탄소가 포함된 가스는 전체대비 이산화탄소의 농도가 10 내지 50중량%로 함유되는 것이 타당한데 이는 너무 농도가 큰 경우 피막의 두께가 커져서 수화반응을 지연시키는 것이 아니라 수화반응을 차단하여 적정의 시기에 팽창성능의 발현을 기대할 수 없는 바 상기와 같이 한정하는 것이다.

상기 비나파스수지는 액상수지를 스프레이 건조하여 제조한 분산 물질로서 물에 분산시키면 안정한 액상수지가 되고 물에 분산된 수지는 건조 후 물에 녹지 않는 비가역적인 폴리머 필름을 형성하고 액상수지와 같이 사용되어 접착력을 증가시키는 역할을 한다.

특히 상기 비나파스수지가 첨가되어 경화후 페이스트의 탄성이 발현되도록 하여 차량 등에 의해 박스구조체(1) 간 접합부로 진동이 전달 등 계속적인 하중의 전달에 의한 실란트(20) 및 백업패킹(19)에 부과되는 피로에 대한 저항성을 향상시키게 되는 것이다. 이러한 비나파스수지의 첨가에 의해 경화후 외압에 의해 실란트(20) 및 백업패킹(19)에 작용하는 하중을 완화시켜 피로균열이 방지되도록 하는 것이다.

상기 탄화규소는 매우 단단하고 깨끗하며, 규소와 탄소의 결정성 화합물로 2500℃ 이상에서 분해된다. 고온강도가 높고, 내마모성, 내산화성, 내식성, 크랙 저항성 등의 특성이 우수하여 탄화규소는 소성된 석회석에 형성되는 공극이 냉각과정에서 수축되거나 변형되지 않고 그대로 유지시켜주도록 함으로써 페이스트의 팽창후 수축을 제어하도록 하는 것이다. 즉 팽창성의 보존력을 높여주는 것이다.

상기 셀룰로오스 에테르는 증점제로서 사용되는 것으로 증점제로 셀룰로오스 에테르가 사용되는 이유는 증점작용은 물론 공기연행작용이 이루어지도록 하여 밀실한 충진이 이루어짐과 동시에 강도를 개선시키도록 하는 것이다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.

11 : 상단벽체 12 : 하단벽체
13 : 양측벽체 14 : 횡관통홀
15 : 횡방향강선 16 : 끼움홈
17 : 끼움돌기 18 : 충진홈
19 : 백업패킹 20 : 실란트

Claims (7)

1. 상,하단벽체, 양 측벽체, 모서리 부분에 종방향으로 관통하는 복수의 종관통홀 및 상기 종관통홀에 삽입되어 종방향으로 스트레스가 도입되도록 하는 종방향강선으로 이루어진 박스구조체에 있어서,
   상,하단벽체에 횡방향으로 관통하며 하방향으로 골을 형성하는 횡관통홀과 상기 횡관통홀에 삽입되어 횡방향으로 스트레스가 도입되도록 하는 횡방향강선이 포함되며,
   종방향으로 인접하는 상,하단벽체 및 양 측벽체의 전,후면에는 상호 대향하는 위치에 충진홈이 형성되고 상기 충진홈이 형성된 일면을 따라 상호 이격을 형성하는 한 쌍의 몸체로 구성된 백업패킹이 부착되며, 상기 백업패킹의 한 쌍의 몸체 간 형성되는 충진공간에는 실란트가 충진되되,
   한 쌍의 몸체는 상기 몸체보다 작은 직경을 가지면서 상기 몸체의 중앙부에서 직교하도록 구성되는 복수의 연결대에 의해 연결되어 실란트를 몸체 간에 주입 시 실란트에 상기 연결대가 매입되도록 구성되고,
   인접하는 박스구조체의 일 충진홈에 상기 백업패킹이 구성되며, 각각 충진홈에는 실란트가 주입되고, 각각 주입된 실란트에 신축가능한 지수단이 매립되도록 하여 인접하는 박스구조체를 접합시키도록 하며,
   상기 상,하단벽체의 각각 내주면에서 돌출되는 리브가 구성되며 상기 횡관통홀의 골부분은 상기 리브에 내재되도록 관통 구성되어, 상기 횡관통홀에 삽입되는 횡방향강선이 하방향으로 상대적으로 더 큰 라운드가 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 양방향 포스트텐션 구조를 갖는 종횡방향 조립이 용이한 박스구조체.
   
2. 제 1항에 있어서,
   인접하는 박스구조체 간의 횡방향 조립에 있어 각 박스구조체의 횡관통홀에 삽입된 횡방향강선 간 연결에 의해 횡방향 스트레스가 도입되는 것을 특징으로 하는 양방향 포스트텐션 구조를 갖는 종횡방향 조립이 용이한 박스구조체.
   
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4. 제 1항에 있어서,
   상,하단벽체 및 양 측벽체에는 전,후면에 끼움홈과 끼움돌기가 교번으로 형성되며, 양 측벽체에는 일 측벽체에 끼움돌기가 외측으로 돌출 형성되며 타 측벽체에는 끼움홈이 외측으로 요홈형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 양방향 포스트텐션 구조를 갖는 종횡방향 조립이 용이한 박스구조체.
   
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