KR101997125B1 - 탄소섬유 텍스타일 그리드를 보강재와 애노드로 활용하는 철근콘크리트 구조물 보강 및 방식 시스템 및 그 방법 - Google Patents

탄소섬유 텍스타일 그리드를 보강재와 애노드로 활용하는 철근콘크리트 구조물 보강 및 방식 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

철근콘크리트 구조물을 구획화하고 구획된 단면 영역들의 부식인자를 모니터링하여 구획된 단면 영역별로 방식전류를 자동으로 공급함으로써 철근콘크리트 구조물의 방식을 능동적으로 수행할 수 있고, 또한, 철근콘크리트 구조물의 구획된 단면 영역별로 부식 진행 상태에 따라 필요한 크기의 방식전류를 조절함으로써 방식에 필요한 전력소모를 최적화하고 효율적으로 방식을 수행할 수 있으며, 또한, 탄소섬유 텍스타일 그리드를 철근콘크리트 구조물의 보강재와 애노드로 활용할 수 있도록 탄소섬유 텍스타일 그리드를 철근콘크리트 구조물의 표면에 가깝게 배치함으로써 콘크리트 양생 시 발생할 수 있는 미세균열을 억제하여 표면으로 수분이나 염화물 침투를 방지할 수 있는, 탄소섬유 텍스타일 그리드를 보강재와 애노드로 활용하는 철근콘크리트 구조물 보강 및 방식 시스템 및 그 방법이 제공된다.

Description

탄소섬유 텍스타일 그리드를 보강재와 애노드로 활용하는 철근콘크리트 구조물 보강 및 방식 시스템 및 그 방법 {REINFORCING AND ANTI-CORROSION SYSTEM OF REINFORCED CONCRETE STRUCTURE USING CARBON FIBER TEXTILE GRID AS BOTH REINFORCEMENT MEMBER AND ANODE, AND METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 철근콘크리트 구조물의 보강 및 방식에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 철근콘크리트 구조물의 보강(Reinforcement) 및 방식(Anti-Corrosion)을 위해서 도전성 재질의 탄소섬유 텍스타일 그리드(Carbon Fiber Textile Grid)를 보강재와 애노드(Anode)로 활용하는 철근콘크리트 구조물 보강 및 방식 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
건축 및 토목 구조물에 가장 널리 이용되고 있는 철근콘크리트는 경제적이며 내구성이 우수한 구조재료이다. 지금까지 철근콘크리트는 특별한 유지관리 없이 대략 반세기 정도의 사용 수명을 갖는다는 것이 일반적인 인식이었다.
실제로, 콘크리트와 철근으로 조합된 철근콘크리트는 기계적인 강도의 관점에서뿐만 아니라 장기적인 내구성 측면에서도 최적의 기능을 가지는 복합재료로 알려져 있다. 그러나 최근 실시된 여러 연구결과와 현장조사에 따르면 철근의 부식으로 인해 철근콘크리트는 내구성이 저하되어 구조물 전반에 심각한 문제를 발생시키는 것으로 조사되고 있다.
이러한 철근콘크리트 구조물의 내구성을 저하시키는 가장 큰 요인은 매립철근의 부식이며, 이러한 매립철근의 부식을 일으키는 주된 원인으로는 염소이온과 이산화탄소의 침투를 들 수 있다. 일단 매립철근이 부식되면, 매립철근의 표면에 부식생성물이 형성되어 콘크리트의 균열과 박리를 일으키고, 이러한 균열과 박리는 외부 유해인자의 침투를 용이하게 하여 철근의 부식을 가속화시킨다.
이에 따라, 철근콘크리트 구조물의 안전성과 내구성이 크게 저하되고, 심한 경우 구조물이 붕괴에 이를 수도 있다. 또한, 철근콘크리트 구조물이 이미 손상된 경우, 이를 보수 및 보강하는 작업이 매우 어렵고 제한적이며, 경제적으로도 많은 비용이 소모된다.
구체적으로, 이러한 철근콘크리트 구조물의 열화는 사용된 콘크리트 및 철근의 품질, 환경적 요인, 물리적 요인 등에 영향을 받으며, 콘크리트 내에 매설된 철근의 부식에 의한 영향이 크다. 특히, 해양환경 하에 철근콘크리트 구조물이 위치하는 경우, 해수 속의 염분이 콘크리트 속으로 침투되거나, 겨울철 도로의 눈을 녹일 목적으로 사용한 염화칼슘이 콘크리트 속으로 침투되면, 콘크리트 속에 매립되어 있는 철근이 부식되기 쉽고, 부식된 철근이 팽창하여 콘크리트에 미세한 균열을 발생시킨다.
이와 같이 형성된 미세 균열은 콘크리트 표면까지 연장되고, 그 표면까지 연장된 균열 사이로 외부 공기나 수분이 콘크리트 내부로 더욱 침투하여, 콘크리트의 탈락, 박리 및 내부 철근의 부식을 더욱 촉진한다. 또한, 콘크리트 속으로 침투한 염분은 초기 pH 12 내지 13의 고알칼리 성분을 가진 콘크리트 내부의 수산화석회와 반응하여 탄산석회를 생성함으로써 콘크리트를 중성화시키기도 한다.
최근 철근콘크리트 구조물 내의 콘크리트 매립철근의 부식을 방지하고, 탈락된 콘크리트 단면을 복구하기 위한 여러 가지 방법이 개발되고 있다. 그 중 한 가지 방법은 탈락된 콘크리트 단면을 보수용 모르타르로 복구하는 것이다. 그러나 이러한 방법으로 보수할 경우, 콘크리트 속에 있는 염분이 완전히 제거되지 않아, 철근의 부식을 일으켜 보수 부위가 쉽게 탈락되는 문제점이 있다.
또한, 다른 방법으로서, 종래에 기술에 따른 철근콘크리트 구조물의 부식을 방지하기 위하여 수분 및 염화물 침투를 억제하기 위하여 콘크리트의 염해저항성능을 향상시키거나 또는 에폭시 도막 철근을 적용하고는 있지만, 완벽한 방식효과를 기대하기 어렵다.
또한, 다른 방법으로서, 콘크리트의 표면 부근에 설치한 전극(양극)으로부터 콘크리트 내의 철근 등의 강재에 전류를 흘림으로써, 강재의 전위를 부식되지 않는 전위까지 저하시켜 강재 부식의 진행을 억제하는 전기방식이 알려져 있다. 이러한 전기방식으로서 희생양극 방식 및 외부전원 방식이 알려져 있지만, 희생양극 방식은 많은 양극이 필요하고 양극 주위에 산화막이 형성되거나 양극이 소모되는 경우에는 방식 효과가 없으며, 또한, 외부전원 방식을 적용하는 경우, 고가의 양극을 설치해야 하는 단점이 있었다.
특히, 이러한 외부전원 방식은 직류전원 장치의 전극을 방식용 양극에 형성하고, 음극을 피방식체의 강재에 각각 도체로 접속하여 전기회로를 형성하고, 이러한 전기회로에 의해 방식전류를 방식용 양극으로부터 강재에 흘리는 캐소드 방식(Cathodic protection)이다. 이러한 외부전원 방식은 티탄 메시, 티탄 그리드, 티탄 로드 등의 내식성이 높은 방식용 양극을 콘크리트의 표면에 직접, 또는, 표면에 홈이나 구멍을 형성하여 설치하고, 모르타르로 고정한다. 이 때문에 내식성이 높은 양극이 고가여서 비용 면에서 불리하고, 시공이 복잡하다는 문제점이 있다.
한편, 통상적으로, 격자형태의 지오그리드(또는 "그리드")는 토목공사시 옹벽보강, 사면보강, 지반보강 등의 용도로 사용되는 보강재이다. 이러한 그리드는 내시공성, 마찰특성 등의 특성 외에 그 용도상 높은 인장강도와 낮은 인장 변형률(저신도)이 요구된다.
이러한 그리드를 제조하는 방법으로는 일반적으로 플라스틱을 사출하거나 또는 압출한 후, 소정 간격으로 구멍을 뚫은 다음 일축 또는 이축으로 연신시켜 제조하는 방법을 이용하고 있다. 하지만, 사출된 플라스틱을 이용한 격자형 그리드는 인장강력이 떨어지고 연속공정으로 제조하기 어려우며, 그 크기나 모양에 있어 형태의 제약을 받는다.
이에 따라, 최근에는 고강도 섬유를 이용하여 격자형태의 직물로 제직하거나 편직함으로써 텍스타일 그리드 원단을 준비한 다음, 폴리비닐클로라이드, 역청, 아크릴, 라텍스 및 고무계 수지 등의 수지 코팅액으로 그 표면을 피복하고, 이후, 고온 열처리하여 제조한 텍스타일 그리드 보강재가 콘크리트 구조물 신설 및 보강에 효과적으로 활용되고 있다.
또한, 텍스타일 그리드는 플라스틱 그리드에 비해 고강도 섬유를 사용하므로 인장강도가 크고 인장 변형률이 낮아 구조물 축조 및 보강에 우수한 구조재료적 특성을 나타낸다.
도 1은 일반적인 텍스타일 그리드로 형성되는 평면 그리드를 나타내는 도면이고, 도 2는 일반적인 텍스타일 그리드로 보강된 콘크리트 패널을 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 유리섬유, 탄소섬유, 바잘트섬유 등 고강도 섬유를 위사(10a) 및 경사(10b)의 격자형태를 갖도록 제직하여 생산된 텍스타일 그리드(Textile Grid: 10)로 형성된 평면 그리드가 건축분야 및 토목분야, 특히, 경량 및 박층 구조의 보강재로 널리 활용되고 있다. 도 2는 텍스타일 그리드(10) 상에 모르타르 또는 콘크리트(20)를 타설하여 형성되는 텍스타일 보강 콘크리트를 나타낸다.
한편, 선행기술로서, 대한민국 공개특허번호 제2005-34276호의 경우, 철근콘크리트 구조물에 부식을 검출하는 부식센서를 다수 매설하여 유무선 통신 시스템을 통해 실시간 감시하는 시스템과 모니터링을 통해 외부전원법을 통해 전기적 방식을 대상 범위 전체에 제어하고 있다. 따라서 노출환경에 따른 구조물의 주요 위치 별로 다르게 진행되는 경우, 전기적 방식 효율이 저하된다는 단점이 있다.
다른 선행기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-552347호의 경우, 철근콘크리트 구조물에 부식을 검출하는 부식센서와 희생양극을 다수 매설하여 부식을 실시간으로 모니터링을 실시하는 방법이 개시되어 있으나 부식발생의 여부와 관계없이 전기방식법을 적용하여 공용기간 중 양극이 소모되는 단점이 있다.
다른 선행기술로서, 대한민국 공개특허번호 제2013-46874호의 경우, 해양구조물의 단면을 수중부, 비말대 등으로 구분하여 외부전원법과 희생양극을 적용하는 방법이 개시되어 있으나 부식을 측정하는 방법이 없다. 따라서 상시 설정된 방식전류가 발생되도록 시스템이 구성되어 있으므로, 부식 진행 정도에 따라 능동적인 전기 방식 제어가 불가능하다는 단점이 있다.
다른 선행기술로서, 대한민국 등록특허 제10-1792426호의 경우, 철근콘크리트를 부식시키는 열화인자 모니터링 시스템 및 장치가 개시되어 있으나, 부식발생시 적극적인 방식방법은 아직까지 없는 실정이다.
전술한 바와 같이, 종래 기술에 따른 보강 및 전기방식법에는 다음과 같은 문제점이 있었다. 먼저, 철근콘크리트 구조물 축조시 표면 미세균열을 적극적으로 억제할 수 있는 보강재가 미비하여 미세 균열 발생, 철근 부식, 철근 부식으로 인한 단면 탈락 및 결손으로 구조물 내구성 및 안전성에 문제가 발생할 수 있다.
또한, 해양항만 구조물 등 방식이 요구되는 구조물에는 외부전원법에 의한 전기방식이 실시하고 있으나, 철근 부식으로 인한 부식전류 측정 없이 방식전류를 공급하기 때문에 적정한 방식전류 밀도를 공급할 수 없어 방식효과가 저하되는 단점이 있었다.
또한, 해양항만 구조물 등 방식이 요구되는 구조물은 노출되는 부식환경에 따라 부식의 진행 정도가 달라지므로 부식 진행 정도에 맞게 방식전류밀도의 제어하는 것이 효율적이지만, 외부전원법에 사용되는 애노드(Anode)가 티타늄 메쉬 또는 티타늄 리본으로 형성되므로 경제성 및 시공성이 떨어지는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허번호 제10-539380호(출원일: 2003년 10월 9일), 발명의 명칭: "철근콘크리트 구조물의 열화인자 침투 모니터링 시스템" 대한민국 등록특허번호 제10-552347호(출원일: 2005년 8월 23일), 발명의 명칭: "열화된 철근콘크리트 구조물 및 그 방식보수／보강 시스템" 대한민국 등록특허번호 제10-1347707호(출원일: 2011년 10월 28일), 발명의 명칭: "외부전원식 음극방식 및 희생양극식 음극방식 기술을 이용하는 해상 콘크리트 구조물의 하이브리드 음극 방식 시스템" 대한민국 등록특허번호 제10-1792426호(출원일: 2016년 6월 28일), 발명의 명칭: "철근 콘크리트를 부식시키는 열화 인자를 모니터링하는 시스템 및 장치, 그리고 그의 열화 인자 모니터링 방법" 대한민국 등록특허번호 제10-1468328호(출원일: 2013년 10월 8일), 발명의 명칭: "철근 콘크리트 구조물용 철근 부식 감시장치" 대한민국 공개특허번호 제2005-101676호(공개일: 2005년 10월 25일), 발명의 명칭: "철근 콘크리트 구조물의 부식감지용 센서 및 시스템" 일본공개특허번호 제2010-222653호(공개일: 2010년 10월 7일), 발명의 명칭: "콘크리트 구조물의 보강 방식 시트 및 보강 방식 시공 방법" 일본 공개특허번호 제2017-128769호(공개일: 2017년 7월 27일), 발명의 명칭: "유전 양극 유닛 및 그것을 이용한 콘크리트 구조물의 전기 방식 구조"
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 철근콘크리트 구조물을 구획화하고 구획된 단면 영역들의 부식인자를 모니터링하여 구획된 단면 영역별로 방식전류를 자동으로 공급함으로써 철근콘크리트 구조물의 방식을 능동적으로 수행할 수 있는, 탄소섬유 텍스타일 그리드를 보강재와 애노드로 활용하는 철근콘크리트 구조물 보강 및 방식 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 철근콘크리트 구조물의 구획된 단면 영역별로 부식 진행 상태에 따라 필요한 크기의 방식전류를 조절함으로써 방식에 필요한 전력소모를 최적화하고 효율적으로 방식을 수행할 수 있는, 탄소섬유 텍스타일 그리드를 보강재와 애노드로 활용하는 철근콘크리트 구조물 보강 및 방식 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 탄소섬유 텍스타일 그리드를 철근콘크리트 구조물의 보강재와 애노드로 활용할 수 있도록 탄소섬유 텍스타일 그리드를 철근콘크리트 구조물의 표면에 가깝게 매립 배치함으로써 콘크리트 양생 시 발생할 수 있는 미세균열을 억제하여 표면으로 수분이나 염화물 침투를 방지할 수 있는, 탄소섬유 텍스타일 그리드를 보강재와 애노드로 활용하는 철근콘크리트 구조물 보강 및 방식 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 탄소섬유 텍스타일 그리드를 보강재와 애노드로 활용하는 철근콘크리트 구조물 보강 및 방식 시스템은,
매립철근이 매립되고, 소정 크기의 단면 영역으로 구획되는 철근콘크리트 구조물; 격자형태로 형성되어 상기 철근콘크리트 구조물 표면에 인접하도록 매립 배치되어 매립철근과 연결되며, 상기 철근콘크리트 구조물을 보강하고, 도전성 재질로 형성되어 상기 매립철근의 방식을 위해 애노드(+)로 사용되는 탄소섬유 텍스타일 그리드; 외부전원에 의해 상기 매립철근에 방식전류를 공급하도록 상기 탄소섬유 텍스타일 그리드 및 상기 매립철근에 각각 연결되는 방식전류 공급용 도선; 상기 철근콘크리트 구조물 내에 매립되어 상기 매립철근의 부식인자를 측정하는 부식인자 측정센서; 및 부식 모니터링부, 방식전류 설정부 및 방식전류 공급부로 이루어지며, 상기 부식인자 측정센서에 의해 측정된 부식인자를 자동으로 모니터링하고, 측정된 부식인자가 임계값 이상이 되면 애노드(Anode)인 탄소섬유 텍스타일 그리드와 캐소드(Cathode)인 매립철근에 외부전원을 자동으로 공급하여 방식전류를 발생시키는 방식 제어단말을 포함하되, 상기 방식 제어단말은 방식전류 공급부와 부식인자 측정센서가 각각 연결된 구획된 철근콘크리트 구조물 단면 영역의 부식인자를 각각 모니터링하여 부식환경에 따라 수평 또는 수직방향으로 최소 2개 이상으로 구획 및 절연하여 독립적으로 방식 처리가 가능하도록 구획된 단면 영역별로 방식전류를 자동으로 공급함으로써 상기 철근콘크리트 구조물의 방식을 능동적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 텍스타일 그리드를 보강재와 애노드로 활용하며, 상기 탄소섬유 텍스타일 그리드는 콘크리트 양생 시 발생하는 미세 균열을 억제하고, 수분이나 염화물 침투를 방지하는 보강재로서, 애노드(+) 역할을 하고, 상기 매립철근은 캐소드(-) 역할을 하도록 하게 된다.
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여기서, 상기 탄소섬유 텍스타일 그리드는 통전 상태가 균일해지도록 SB이나 니켈과 같은 도전성이 우수한 재료로 코팅되는 것이 바람직하다.
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여기서, 상기 방식 제어 단말은, 상기 부식인자 측정센서에서 측정된 부식인자를 상시적으로 모니터링하는 부식 모니터링부; 상기 부식인자 측정센서에 의해 측정된 부식인자와 해당 임계값을 비교하여 적절한 방식전류를 설정하는 방식전류 설정부; 및 상기 방식전류 설정부에서 설정된 방식전류를 상기 방식전류 공급용 도선을 통하여 상기 매립철근에 공급하는 방식전류 공급부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 부식 모니터링부는 상기 매립철근의 부식 진행을 모니터링하기 위해 전기화학적 방법과 물리적 방법을 선별적으로 사용하거나 또는 상보적 조합으로 구현될 수 있다.
한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 탄소섬유 텍스타일 그리드를 보강재와 애노드로 활용하는 철근콘크리트 구조물 보강 및 방식 방법은,
a) 보강 및 방식하고자 하는 철근콘크리트 구조물을 적절한 크기로 구획하는 단계; b) 상기 철근콘크리트 구조물 내의 매립철근과 인접하도록 매립 배치되어 매립철근과 연결되며, 상기 철근콘크리트 구조물의 구획된 단면 각각에 탄소섬유 텍스타일 그리드를 배치하는 단계; c) 상기 탄소섬유 텍스타일 그리드와 상기 매립철근에 각각 방식전류 공급용 도선을 연결하는 단계; d) 상기 철근콘크리트 구조물의 구획된 단면 각각에 매립되어 부식인자를 측정하는 부식인자 측정센서를 설치하는 단계; e) 부식 모니터링부, 방식전류 설정부 및 방식전류 공급부로 이루어진 방식 제어단말을 설치하는 단계; f) 상기 방식 제어단말의 부식 모니터링부가 상기 측정된 부식인자를 상시적으로 모니터링하는 단계; 및 g) 상기 방식 제어단말의 방식전류 설정부가 상기 부식인자 측정센서에 의해 측정된 부식인자와 해당 임계값을 비교하여 적절한 방식전류를 설정하고, 상기 방식 제어단말의 방식전류 공급부가 상기 방식전류 공급용 도선을 통하여 방식전류를 공급하는 단계를 포함하되, 상기 e)단계의 방식 제어단말은 방식전류 공급부와 부식인자 측정센서가 각각 연결된 구획된 철근콘크리트 구조물 단면 영역의 부식인자를 각각 모니터링하여 부식환경에 따라 수평 또는 수직방향으로 최소 2개 이상으로 구획 및 절연하여 독립적으로 방식 처리가 가능하도록 구획된 단면 영역별로 방식전류를 자동으로 공급함으로써 상기 철근콘크리트 구조물의 방식을 능동적으로 수행하며, 상기 b)단계의 탄소섬유 텍스타일 그리드는 콘크리트 양생 시 발생하는 미세 균열을 억제하고, 수분이나 염화물 침투를 방지하는 보강재로서, 애노드(+) 역할을 하고, 상기 매립철근은 캐소드(-) 역할을 하도록 하며
방식 제어 단말은, 상기 부식인자 측정센서에서 측정된 부식인자를 상시적으로 모니터링하는 부식 모니터링부; 상기 부식인자 측정센서에 의해 측정된 부식인자와 해당 임계값을 비교하여 적절한 방식전류를 설정하는 방식전류 설정부; 및 상기 방식전류 설정부에서 설정된 방식전류를 상기 방식전류 공급용 도선을 통하여 상기 매립철근에 공급하는 방식전류 공급부를 포함하며, 상기 부식 모니터링부는 상기 매립철근의 부식 진행을 모니터링하기 위해 전기화학적 방법과 물리적 방법을 선별적으로 사용하거나 또는 상보적 조합으로 구현되도록 하게 된다.
본 발명에 따르면, 철근콘크리트 구조물을 구획화하고 구획된 단면 영역들의 부식인자를 모니터링하여 구획된 단면 영역별로 방식전류를 자동으로 공급함으로써 철근콘크리트 구조물의 방식을 능동적으로 수행할 수 있다.
본 발명에 따르면, 철근콘크리트 구조물의 구획된 단면 영역별로 부식 진행 상태에 따라 필요한 크기의 방식전류를 조절함으로써 방식에 필요한 전력소모를 최적화하고 효율적으로 방식을 수행할 수 있다.
본 발명에 따르면, 탄소섬유 텍스타일 그리드를 철근콘크리트 구조물의 보강재와 애노드로 활용할 수 있도록 탄소섬유 텍스타일 그리드를 철근콘크리트 구조물의 표면에 가깝게 배치함으로써 콘크리트 양생 시 발생할 수 있는 미세균열을 억제하여 표면으로 수분이나 염화물 침투를 방지할 수 있고, 이에 따라 철근콘크리트 구조물의 내구수명을 크게 향상시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 텍스타일 그리드로서 평면 그리드를 나타내는 도면이다.
도 2는 일반적인 텍스타일 그리드로 보강된 콘크리트 패널을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 텍스타일 그리드를 보강재와 애노드로 활용하는 철근콘크리트 구조물 보강 및 방식 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 텍스타일 그리드를 보강재와 애노드로 활용하는 철근콘크리트 구조물 보강 및 방식 시스템을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 텍스타일 그리드를 보강재와 애노드로 활용하는 철근콘크리트 구조물 보강 및 방식 방법의 동작흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 텍스타일 그리드를 보강재와 애노드로 활용하는 철근콘크리트 구조물 보강 및 방식 방법에서 해당 철근콘크리트 구조물을 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 텍스타일 그리드를 보강재와 애노드로 활용하는 철근콘크리트 구조물 보강 및 방식 방법에서 부식환경을 고려하여 보강 및 방식 영역을 구획화하는 것을 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 텍스타일 그리드를 보강재와 애노드로 활용하는 철근콘크리트 구조물 보강 및 방식 방법에서 해당 철근콘크리트 구조물의 구획별로 방식 제어단말을 설치하는 것을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 텍스타일 그리드를 보강재와 애노드로 활용하는 철근콘크리트 구조물 보강 및 방식 방법에서 해당 구획별 부식 진행 상태를 모니터링하는 것을 예시하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 텍스타일 그리드를 보강재와 애노드로 활용하는 철근콘크리트 구조물 보강 및 방식 방법에서 부식 상태에 따라 방식여부를 판단하고 선택적으로 방식을 제어하는 것을 나타내는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
[탄소섬유 텍스타일 그리드를 보강재와 애노드로 활용하는 철근콘크리트 구조물 보강 및 방식 시스템]
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 텍스타일 그리드를 보강재와 애노드로 활용하는 철근콘크리트 구조물 보강 및 방식 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 텍스타일 그리드를 보강재와 애노드로 활용하는 철근콘크리트 구조물 보강 및 방식 시스템을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 텍스타일 그리드를 보강재와 애노드로 활용하는 철근콘크리트 구조물 보강 및 방식 시스템은, 철근콘크리트 구조물(100), 탄소섬유 텍스타일 그리드(200), 방식전류 공급용 도선(210, 220), 부식인자 측정센서(300) 및 방식 제어단말(400)을 포함하며, 상기 방식 제어단말(400)은 부식 모니터링부(410), 방식전류 설정부(420) 및 방식전류 공급부(430)를 포함한다.
철근콘크리트 구조물(100)은 매립철근(110)이 매립되고, 도 4에 도시된 바와 같이, 소정 크기의 단면 영역(100a, 100b, 100c)으로 구획된다. 여기서, 상기 매립철근(110)은 철근콘크리트 구조물(100) 내에 횡방향 및 종방향으로 각각 매립 배치되어 부식이 발생된다.
탄소섬유 텍스타일 그리드(200)는 보강재와 애노드(Anode) 역할을 하며, 격자형태로 형성되어 상기 철근콘크리트 구조물(100) 표면에 인접하도록 배치되어 상기 철근콘크리트 구조물(100)을 보강하고, 도전성 재질로 형성되어 상기 매립철근(110)의 방식을 위해 애노드(+)로 사용된다. 이때, 상기 탄소섬유 텍스타일 그리드(200)는 금속 대비 전기저항이 크므로 통전 상태가 균일해지기 위해 SBR, 니켈 등 전도성이 우수한 재료로 코팅을 실시하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 탄소섬유 텍스타일 그리드(200)는 통상적으로 생산되는 로빙크로스를 사용하거나 사용 목적에 맞도록 탄소섬유의 굵기나 격자간격을 설계하여 특수 제작할 수 있으며, 상기 탄소섬유 텍스타일 그리드(200)는 상기 철근콘크리트 구조물(100)의 소요 단면을 보강하도록 격자형으로 배치되어 전도체 역할을 한다. 이때, 상기 탄소섬유 텍스타일 그리드(200)는 상기 매립철근(110)에 연결되어 방식전류 공급용 도선(210)을 통해 인가되는 방식전류를 상기 매립철근(110)에 인가함으로써 상기 매립철근(110)의 부식을 방지하게 된다. 이에 따라, 상기 탄소섬유 텍스타일 그리드(200)는 철근콘크리트 구조물(100) 표면에 가깝게 매립 배치되기 때문에 콘크리트 양생 시 발생할 수 있는 미세 균열을 억제하여 표면으로 수분이나 염화물 침투를 방지하므로 철근콘크리트 구조물(100)의 내구수명을 크게 향상시킬 수 있다.
방식전류 공급용 도선(210, 220)은 외부전원에 의해 상기 매립철근(110)에 방식전류를 공급하도록 상기 탄소섬유 텍스타일 그리드(200) 및 상기 매립철근(110)에 각각 연결된다. 예를 들면, 제1 방식전류 공급용 도선(210)을 상기 탄소섬유 텍스타일 그리드(200)에 연결하고, 상기 탄소섬유 텍스타일 그리드(200)를 상기 매립철근(110)에 직접 또는 연결도선으로 연결시킨 후 시멘트 콘크리트 또는 모르타르를 타설함으로써, 상기 매립철근(110)의 부식을 방지할 수 있다.
부식인자 측정센서(300)는 상기 철근콘크리트 구조물(100) 내에 매립되어 상기 매립철근(110)의 부식인자를 측정한다.
방식 제어단말(400)은 부식 모니터링부(410), 방식전류 설정부(420) 및 방식전류 공급부(430)로 이루어지며, 상기 부식인자 측정센서(300)에 의해 측정된 부식인자를 자동으로 모니터링하고, 측정된 부식인자가 임계값 이상이 되면 애노드(Anode)인 탄소섬유 텍스타일 그리드(200)와 캐소드(Cathode)인 매립철근(110)에 외부전원을 자동으로 공급하여 방식전류를 발생시킨다. 이에 따라, 상기 방식 제어단말(400)은 구획된 철근콘크리트 구조물 단면 영역(100a, 100b, 100c)의 부식인자를 각각 모니터링하여 구획된 단면 영역별로 방식전류를 자동으로 공급함으로써 상기 철근콘크리트 구조물(100)의 방식을 능동적으로 수행할 수 있다.
구체적으로, 상기 방식 제어 단말(400)의 부식 모니터링부(410)는 상기 부식인자 측정센서(300)에서 측정된 부식인자를 상시적으로 모니터링한다. 이때, 상기 부식 모니터링부(410)는 부식 진행을 모니터링하기 위해 전기화학적 기법(전위측정법 및 선형 분극 저항법)과 물리적 방법(광학기반 센서)을 필요에 따라 선별적으로 사용하거나 또는 상보적(Complementary) 조합으로 구현할 수 있다.
상기 방식 제어 단말(400)의 방식전류 설정부(420)는 상기 부식인자 측정센서(300)에 의해 측정된 부식인자와 해당 임계값을 비교하여 적절한 방식전류를 설정한다. 예를 들면, 상기 방식전류 설정부(420)는 상기 부식 모니터링부(410)를 통해 부식인자(부식전위ㅇ전류, 철근 비저항 및 광섬유-기반 철근 변형 모니터링)에 대한 측정이 수행되며, 측정된 부식인자와 해당 임계값을 비교하여 방식에 필요한 적정 방식전류를 자동으로 계산한다.
상기 방식 제어 단말(400)의 방식전류 공급부(430)는 상기 방식전류 설정부(420)에서 설정된 방식전류를 상기 방식전류 공급용 도선(210, 220)을 통하여 상기 매립철근(110)에 공급한다. 즉, 상기 방식전류 공급부(430)는 애노드(Anode)인 탄소섬유 텍스타일 그리드(200)와 매립철근(100)에 각각 연결된 방식전류 공급용 도선(210, 220)을 통하여 방식전류를 공급한다.
이때, 방식전류 생산에 필요한 전원은 철근콘크리트 구조물(100) 인근에 가설된 태양전지 또는 풍력발전기로부터 공급받는 것이 바람직하며, 이때, 방식전류가 공급되면 매립철근(110)의 부식은 정지되는 효과가 발생한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 철근콘크리트 구조물(100) 단면 축조시 또는 보강시, 탄소섬유 텍스타일 그리드(200)를 철근콘크리트 구조물(100)의 표면에 인접하도록 배치함으로써 탄소섬유 텍스타일 그리드(200)가 미세 균열을 억제하여 철근콘크리트 구조물(100)의 내구수명을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 탄소섬유 텍스타일 그리드(200)와 매립철근(110)에 각각 외부전원을 공급할 수 있는 방식전류 공급용 도선(210, 220)을 연결하고, 공용중에는 매립된 부식인자 측정센서(300)로 매립철근의 부식인자(부식전류 등)를 자동으로 모니터링하며, 측정된 부식인자가 임계값 이상이 되면 애노드(Anode)인 탄소섬유 텍스타일 그리드(200)와 캐소드(Cathode)인 매립철근(110)에 외부전원을 자동으로 공급하여 방식전류를 발생시킴으로써 상기 매립철근(110)의 부식을 방지하고 철근콘크리트 구조물(100)을 보강할 수 있다.
특히, 부식인자에 대한 지속적인 부식 모니터링을 수행하고, 부식의 진행 정도에 따라 외부전원을 자동으로 공급하여 전기방식을 수행한다. 이때, 부식 모니터링과 전기방식에 필요한 전원은 주변에 산재하는 상시 에너지원, 예를 들면, 풍력 발전 및 태양전지모듈 등을 활용하여 자체적으로 공급할 수 있고, 또한, 상기 탄소섬유 텍스타일 그리드(200)가 추가 배치된 철근콘크리트 구조물(100)의 단면은 부식환경에 따라 수평 또는 수직방향으로 최소 2개 이상으로 구획 및 절연하여 독립적으로 방식 처리가 가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 텍스타일 그리드를 보강재와 애노드로 활용하는 철근콘크리트 구조물 보강 및 방식 시스템의 경우, 철근콘크리트 구조물을 구획화하고 구획된 단면 영역들의 부식인자를 모니터링하여 구획된 단면 영역별로 방식전류를 자동으로 공급함으로써 철근콘크리트 구조물(100)의 방식을 능동적으로 수행할 수 있다. 또한, 상기 철근콘크리트 구조물(100)의 구획된 단면 영역(100a, 100b, 100c)별로 부식 진행 상태에 따라 필요한 크기의 방식전류를 조절함으로써 방식에 필요한 전력소모를 최적화하고 효율적으로 방식을 수행할 수 있다.
결국, 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 텍스타일 그리드를 보강재와 애노드로 활용하는 철근콘크리트 구조물 보강 및 방식 시스템에 따르면, 탄소섬유 텍스타일 그리드(200)를 철근콘크리트 구조물(100) 표면에 인접하도록 배치하여 미세 균열을 억제하고, 상기 탄소섬유 텍스타일 그리드(200)와 매립철근(110)에 각각 외부전원을 공급할 수 있는 방식전류 공급용 도선(220)을 연결하고, 공용중에는 매립된 부식인자 측정센서(300)로 상기 철근(110)의 부식인자를 자동으로 모니터링하며, 측정된 부식인자가 임계값 이상이 되면 상기 탄소섬유 텍스타일 그리드(200)와 매립철근(110)에 외부전원을 공급하여 방식전류를 발생시킴으로써 상기 매립철근(110)의 부식을 방지하고 철근콘크리트 구조물을 보강할 수 있다.
[탄소섬유 텍스타일 그리드를 보강재와 애노드로 활용하는 철근콘크리트 구조물 보강 및 방식 방법]
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 텍스타일 그리드를 보강재와 애노드로 활용하는 철근콘크리트 구조물 보강 및 방식 방법의 동작흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 텍스타일 그리드를 보강재와 애노드로 활용하는 철근콘크리트 구조물 보강 및 방식 방법은, 먼저, 보강 및 방식하고자 하는 철근콘크리트 구조물(100)을 적절한 크기로 구획한다(S110). 구체적으로, 도 6은 해당 철근콘크리트 구조물을 나타내는 단면도이고, 도 7은 부식환경을 고려하여 보강 및 방식 영역을 구획화하는 것을 나타내는 단면도로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 철근콘크리트 구조물(100)은 부식환경에 노출될 수 있고, 도 7에 도시된 바와 같이, 철근콘크리트 구조물(100)을 보강 및 방식 목적에 따라 적절한 크기로 구획한다. 이때, 구획된 단면에 탄소섬유 텍스타일 그리드(200)를 매립철근(110)과 가깝게 배치하고, 탄소섬유 텍스타일 그리드(200)와 매립철근(110)에는 방식전류 공급용 도선(210, 220)을 연결한다.
다음으로, 상기 철근콘크리트 구조물(100) 내의 매립철근(110)과 인접하도록 상기 철근콘크리트 구조물(100)의 구획된 단면(100a, 100b, 100c) 각각에 탄소섬유 텍스타일 그리드(200)를 배치한다(S120). 여기서, 상기 탄소섬유 텍스타일 그리드(200)는 상기 철근콘크리트 구조물(100) 표면에 인접하도록 배치되어 콘크리트 양생시 발생하는 미세 균열을 억제하고, 수분이나 염화물 침투를 방지하는 보강재로서, 애노드(+) 역할을 하고, 상기 매립철근(110)은 캐소드(-) 역할을 한다.
다음으로, 상기 탄소섬유 텍스타일 그리드(200)와 상기 매립철근(110)에 각각 방식전류 공급용 도선(210, 220)을 연결한다(S130).
다음으로, 상기 철근콘크리트 구조물의 구획된 단면(100a, 100b, 100c) 각각에 부식인자를 측정하는 부식인자 측정센서(300)를 설치하고(S140), 다음으로, 부식 모니터링부(410), 방식전류 설정부(420) 및 방식전류 공급부(430)로 이루어진 방식 제어단말(400)을 설치한다(S150). 구체적으로, 도 8은 해당 철근콘크리트 구조물의 구획별로 방식 제어단말을 설치하는 것을 나타내는 도면으로서, 도 8에 도시된 바와 같이, 철근콘크리트 구조물의 구획된 단면에 부식인자를 측정하는 부식인자 측정센서(300) 및 방식 제어단말(400)을 설치한다.
다음으로, 상기 방식 제어단말(400)의 부식 모니터링부(410)가 상기 측정된 부식인자를 모니터링한다(S160). 구체적으로, 도 9는 해당 구획별 부식 진행 상태를 모니터링하는 것을 예시하는 도면으로서, 도 9에 도시된 바와 같이, 방식 제어단말(400)의 부식 모니터링부(410)는 상기 부식인자 측정센서(300)에 의해 측정된 부식인자를 상시적으로 모니터링한다.
다음으로, 상기 방식 제어단말(400)의 방식전류 설정부(420)가 상기 부식인자 측정센서(300)에 의해 측정된 부식인자와 해당 임계값을 비교하여 적절한 방식전류를 설정하고, 상기 방식 제어단말(400)의 방식전류 공급부(430)가 상기 방식전류 공급용 도선(210, 220)을 통하여 방식전류를 공급한다(S170). 구체적으로, 도 10은 부식 상태에 따라 방식여부를 판단하고 선택적으로 방식을 제어하는 것을 나타내는 도면으로서, 상기 방식 제어단말(400)의 방식전류 설정부(420)는 부식인자와 해당 임계값을 비교하여 적절한 방식전류를 설정하고, 방식전류 공급부(430)가 방식전류 공급용 도선(210, 220)을 통하여 방식전류를 공급하는 것을 나타낸다.
결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 철근콘크리트 구조물을 구획화하고 구획된 단면 영역들의 부식인자를 모니터링하여 구획된 단면 영역별로 방식전류를 자동으로 공급함으로써 철근콘크리트 구조물의 방식을 능동적으로 수행할 수 있다.
또한, 철근콘크리트 구조물의 구획된 단면 영역별로 부식 진행 상태에 따라 필요한 크기의 방식전류를 조절함으로써 방식에 필요한 전력소모를 최적화하고 효율적으로 방식을 수행할 수 있다.
또한, 탄소섬유 텍스타일 그리드를 철근콘크리트 구조물의 보강재와 애노드로 활용할 수 있도록 탄소섬유 텍스타일 그리드를 철근콘크리트 구조물의 표면에 가깝게 배치함으로써 콘크리트 양생 시 발생할 수 있는 미세균열을 억제하여 표면으로 수분이나 염화물 침투를 방지할 수 있고, 이에 따라 철근콘크리트 구조물의 내구수명을 크게 향상시킬 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 철근콘크리트 구조물
100a, 100b, 100c: 철근콘크리트 구조물의 구획된 단면 영역
110: 매립철근
200: 탄소섬유 텍스타일 그리드
210, 220: 방식전류 공급용 도선
300: 부식인자 측정센서
400: 방식 제어단말
410: 부식 모니터링부
420: 방식전류 설정부
430: 방식전류 공급부

Claims (13)

  1. 매립철근(110)이 매립되고, 소정 크기의 단면 영역으로 구획되는 철근콘크리트 구조물(100);
    격자형태로 형성되어 상기 철근콘크리트 구조물(100) 표면에 인접하도록 매립 배치되어 매립철근과 연결되며, 상기 철근콘크리트 구조물(100)을 보강하고, 도전성 재질로 형성되어 상기 매립철근(110)의 방식을 위해 애노드(+)로 사용되는 탄소섬유 텍스타일 그리드(200);
    외부전원에 의해 상기 매립철근(110)에 방식전류를 공급하도록 상기 탄소섬유 텍스타일 그리드(200) 및 상기 매립철근(110)에 각각 연결되는 방식전류 공급용 도선(210, 220);
    상기 철근콘크리트 구조물(100) 내에 매립되어 상기 매립철근(110)의 부식인자를 측정하는 부식인자 측정센서(300); 및
    부식 모니터링부(410), 방식전류 설정부(420) 및 방식전류 공급부(430)로 이루어지며, 상기 부식인자 측정센서(300)에 의해 측정된 부식인자를 자동으로 모니터링하고, 측정된 부식인자가 임계값 이상이 되면 애노드(Anode)인 탄소섬유 텍스타일 그리드(200)와 캐소드(Cathode)인 매립철근(110)에 외부전원을 자동으로 공급하여 방식전류를 발생시키는 방식 제어단말(400)을 포함하되,
    상기 방식 제어단말(400)은 방식전류 공급부(430)와 부식인자 측정센서(300)가 각각 연결된 구획된 철근콘크리트 구조물 단면 영역(100a, 100b, 100c)의 부식인자를 각각 모니터링하여 부식환경에 따라 수평 또는 수직방향으로 최소 2개 이상으로 구획 및 절연하여 독립적으로 방식 처리가 가능하도록 구획된 단면 영역별로 방식전류를 자동으로 공급함으로써 상기 철근콘크리트 구조물(100)의 방식을 능동적으로 수행하며,
    상기 탄소섬유 텍스타일 그리드(200)는 콘크리트 양생 시 발생하는 미세 균열을 억제하고, 수분이나 염화물 침투를 방지하는 보강재로서, 애노드(+) 역할을 하고, 상기 매립철근(110)은 캐소드(-) 역할을 하며,
    상기 방식 제어 단말(400)은, 상기 부식인자 측정센서(300)에서 측정된 부식인자를 상시적으로 모니터링하는 부식 모니터링부(410); 상기 부식인자 측정센서(300)에 의해 측정된 부식인자와 해당 임계값을 비교하여 적절한 방식전류를 설정하는 방식전류 설정부(420); 및 상기 방식전류 설정부(420)에서 설정된 방식전류를 상기 방식전류 공급용 도선(210, 220)을 통하여 상기 매립철근(110)에 공급하는 방식전류 공급부(430)를 포함하며,
    상기 부식 모니터링부(410)는 상기 매립철근(110)의 부식 진행을 모니터링하기 위해 전기화학적 방법과 물리적 방법을 선별적으로 사용하거나 또는 상보적(Complementary) 조합으로 구현되는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 텍스타일 그리드를 보강재와 애노드로 활용하는 철근콘크리트 구조물 보강 및 방식 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 탄소섬유 텍스타일 그리드(200)는 통전 상태가 균일해지도록 SBR(Styrene Butadiene Copolymer)이나 니켈과 같은 도전성이 우수한 재료로 코팅(Coating)된 것을 특징으로 하는 탄소섬유 텍스타일 그리드를 보강재와 애노드로 활용하는 철근콘크리트 구조물 보강 및 방식 시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 방식전류 공급부(430)에서 공급하는 방식전류 생산에 필요한 전원은 철근콘크리트 구조물(100) 인근에 가설된 태양전지 또는 풍력발전기로부터 공급받는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 텍스타일 그리드를 보강재와 애노드로 활용하는 철근콘크리트 구조물 보강 및 방식 시스템.
  8. a) 보강 및 방식하고자 하는 철근콘크리트 구조물(100)을 적절한 크기로 구획하는 단계;
    b) 상기 철근콘크리트 구조물(100) 내의 매립철근(110)과 인접하도록 매립 배치되어 매립철근과 연결되며, 상기 철근콘크리트 구조물(100)의 구획된 단면(100a, 100b, 100c) 각각에 탄소섬유 텍스타일 그리드(200)를 배치하는 단계;
    c) 상기 탄소섬유 텍스타일 그리드(200)와 상기 매립철근(110)에 각각 방식전류 공급용 도선(210, 220)을 연결하는 단계;
    d) 상기 철근콘크리트 구조물의 구획된 단면(100a, 100b, 100c) 각각에 매립되어 부식인자를 측정하는 부식인자 측정센서(300)를 설치하는 단계;
    e) 부식 모니터링부(410), 방식전류 설정부(420) 및 방식전류 공급부(430)로 이루어진 방식 제어단말(400)을 설치하는 단계;
    f) 상기 방식 제어단말(400)의 부식 모니터링부(410)가 상기 측정된 부식인자를 상시적으로 모니터링하는 단계; 및
    g) 상기 방식 제어단말(400)의 방식전류 설정부(420)가 상기 부식인자 측정센서(300)에 의해 측정된 부식인자와 해당 임계값을 비교하여 적절한 방식전류를 설정하고, 상기 방식 제어단말(400)의 방식전류 공급부(430)가 상기 방식전류 공급용 도선(210, 220)을 통하여 방식전류를 공급하는 단계를 포함하되,
    상기 e)단계의 방식 제어단말(400)은 방식전류 공급부(430)와 부식인자 측정센서(300)가 각각 연결된 구획된 철근콘크리트 구조물 단면 영역(100a, 100b, 100c)의 부식인자를 각각 모니터링하여 부식환경에 따라 수평 또는 수직방향으로 최소 2개 이상으로 구획 및 절연하여 독립적으로 방식 처리가 가능하도록 구획된 단면 영역별로 방식전류를 자동으로 공급함으로써 상기 철근콘크리트 구조물(100)의 방식을 능동적으로 수행하며,
    상기 b)단계의 탄소섬유 텍스타일 그리드(200)는 콘크리트 양생 시 발생하는 미세 균열을 억제하고, 수분이나 염화물 침투를 방지하는 보강재로서, 애노드(+) 역할을 하고, 상기 매립철근(110)은 캐소드(-) 역할을 하며,
    상기 방식 제어 단말(400)은, 상기 부식인자 측정센서(300)에서 측정된 부식인자를 상시적으로 모니터링하는 부식 모니터링부(410); 상기 부식인자 측정센서(300)에 의해 측정된 부식인자와 해당 임계값을 비교하여 적절한 방식전류를 설정하는 방식전류 설정부(420); 및 상기 방식전류 설정부(420)에서 설정된 방식전류를 상기 방식전류 공급용 도선(210, 220)을 통하여 상기 매립철근(110)에 공급하는 방식전류 공급부(430)를 포함하며,
    상기 부식 모니터링부(410)는 상기 매립철근(110)의 부식 진행을 모니터링하기 위해 전기화학적 방법과 물리적 방법을 선별적으로 사용하거나 또는 상보적 조합으로 구현되는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 텍스타일 그리드를 보강재와 애노드로 활용하는 철근콘크리트 구조물 보강 및 방식 방법.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서,
    상기 탄소섬유 텍스타일 그리드(200)는 통전 상태가 균일해지도록 SBR이나 니켈과 같은 도전성이 우수한 재료로 코팅된 것을 특징으로 하는 탄소섬유 텍스타일 그리드를 보강재와 애노드로 활용하는 철근콘크리트 구조물 보강 및 방식 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
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