KR102012647B1

KR102012647B1 - 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법

Info

Publication number: KR102012647B1
Application number: KR1020190018470A
Authority: KR
Inventors: 안희섭
Original assignee: 안희섭
Priority date: 2019-02-18
Filing date: 2019-02-18
Publication date: 2019-08-21

Abstract

본 발명은 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법으로서, 레이저 블라스터장치를 이용하여 강구조물 표면의 이물질 또는 녹을 제거하는 전처리 단계; 제거된 부위의 홈이나 균열을 에폭시 퍼티를 이용하여 바탕면 처리하는 단계; 바탕면 처리된 강구조물 표면에 고습윤 경화성 세라믹 에폭시 조성물을 1~3회 도장하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면 기존 강구조물의 표면 이물질 및 녹 제거 과정을 수작업이 아니라 레이저 블라스터 방식으로 먼지 발생을 최소화하면서 신속하게 수행할 수 있고, 또한 별도 건조 과정없이 습윤 상태에서 경화가능한 세라믹 에폭시 조성물을 도포하고, 그 위에 내마모성, 자외선 저항성, 내오염성, 불연성, 내약품성, 내구성 등을 개선하기 위한 표면 코팅제를 도포함으로써, 환경 친화적이며 작업성과 시공성이 향상될 수 있다.

Description

고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법{REPAIRING METHOD OF STEEL STRUCTURE UNDER HIGHLY WET ENVIRONMENT}

본 발명은 상하수도용 강관이나 교량 하부의 빔 구조물과 같은 고습윤 환경의 강구조물의 보수 공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존 강구조물의 표면 이물질 및 녹 제거 과정을 레이저 블라스터 방식으로 먼지 발생을 최소화하면서 신속하게 수행할 수 있고 또한 별도 건조 과정없이 습윤 상태에서 경화가능한 세라믹 에폭시 조성물을 도포함으로써, 환경 친화적이며 작업성과 시공성이 향상되는 새로운 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법에 관한 것이다.

일반적으로 철제 또는 금속 재질의 강 구조물(steel structure)은 물이나 화학물질을 저장하거나 이송하는 탱크나 강관, 또는 이물질이 혼입된 하수를 이송하는 하수관으로 이용될 뿐만 아니라, 교량의 하부 구조물과 같이 내구성과 강성이 요구되는 부분에도 널러 사용되고 있다. 이들 강구조물은 고습윤 환경에 노출되어 있기 때문에 내수성, 내식성, 내구성, 내굴곡성, 내마모성, 내약품성, 내충격성 등 양호한 특성이 요구된다. 이를 위하여, 강구조물의 내부면 및/또는 외부면에 에폭시 또는 우레탄 등의 수지 물질을 코팅함으로써 요구되는 특성을 만족시키게 된다. 시간이 경과한 후 이들 강구조물의 표면을 보수해야 될 필요가 발생하게 되면, 일단 강구조물의 표면의 기존 도장이나 녹을 제거하는 전처리 과정을 통해 강구조물의 표면을 청소한 후 표면 도막제 등을 도포하는 방식으로 보수 공사가 수행되어야 한다.

그런데, 통상 강구조물의 기존 표면 도장이나 녹을 연삭 제거하는 전처리 과정은, 종래에 모래를 이용하여 연삭하는 샌드 블라스터 방식, PS볼을 이용하여 연삭하는 PS볼 블라스터 방식, 쇠구슬볼을 이용하여 연삭하는 철재연삭 블라스터 방식, 및 수동 작업 방식 등이 있다. 이들 경우 연삭에 의해 강구조물 표면에서 떨어져 나오는 이물질 뿐만 아니라 연삭에 이용되는 모래, PS볼, 쇠구슬 등이 깨져 비산되기 때문에 먼지나 폐기물이 대량으로 발생하게 된다. 이 때문에 작업환경이 악화될 뿐만 아니라, 이들 먼지나 폐기물을 제거하기 위해 고압 세정수를 분사하게 되고, 분사된 세정수를 제거하기 위해 별도의 건조 과정이 필요하게 되므로 전처리 시간이 오래 걸리게 된다. 연삭 방식의 전처리 과정이 교량 하부에 적용될 경우, 일반적으로 전처리된 표면의 녹발생 위험 우려가 있으므로, 연삭 작업후 4 ~ 5시간 이내에 표면 도막을 수행하여야 하지만, 기존 공법에 따르면 전처리 과정이 오래 걸리기 때문에 문제가 크다. 특히 날씨가 흐리거나, 비가 온다던가 하는 경우, 나아가 고습윤 수중구조물의 경우에는 전처리 작업 중 코팅이 벗겨져 있는 강재 표면에서 녹발생 위험이 더욱 증가하게 되는 문제가 있다.

등록특허 제10-0925850호(2009년 11월 02일) 등록특허 제10-0768479호(2007년 10월 12일)

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 예컨대 상하수도용 강관이나 교량 하부의 지지 구조물과 같은 고습윤 환경의 강구조물의 보수 공법에 관한 것으로, 특히 기존 강구조물의 표면 이물질 및 녹 제거 과정을 레이저 블라스터장치를 사용하여 먼지 발생을 최소화하면서 신속하게 수행할 수 있고 또한 별도 건조 과정없이 습윤 상태에서 경화가능한 친환경 세라믹 에폭시 조성물을 이용하여 표면 도막 공정을 수행함으로써, 환경 친화적이며 작업성과 시공성이 향상되는 새로운 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 양상에 따른 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법은 레이저 블라스터장치를 이용하여 강구조물 표면의 이물질 또는 녹을 제거하는 전처리 단계; 제거된 부위의 홈이나 균열을 에폭시 퍼티를 이용하여 바탕면 처리하는 단계; 바탕면 처리된 강구조물 표면에 고습윤 경화성 세라믹 에폭시 조성물을 1 ~ 3회 도장하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 고습윤 경화성 세라믹 에폭시 조성물은 수용성 에폭시 수지 25~55중량%, 물 10~35중량%, 세라믹계 결합재 25~45중량%, 첨가제 0.01~15중량%를 포함하여 이루어지는 주제와, 폴리머캡탄 25~55중량%, 변성 지방성 폴리아민 5~10중량%, 무수물 경화제 5~20중량%, 페날카민 10~15중량%, 및 경화촉진제 10~35중량%를 포함하여 이루어지는 경화제를 3~4 중량 대 1 중량의 비율로 혼합한 것으로 이루어진다.

본 발명에 의하면, 예컨대 상하수도용 강관이나 교량 하부의 빔 구조물과 같은 고습윤 환경의 강구조물의 보수 공법에 있어서, 특히 기존 강구조물의 표면 이물질 및 녹 제거 과정을 레이저 블라스터장치를 사용하여 먼지 발생을 최소화하면서 신속하게 수행할 수 있고 또한 별도 건조 과정없이 습윤 상태에서 경화가능한 친환경 세라믹 에폭시 조성물을 이용하여 표면 도막 공정을 수행함으로써, 환경 친화적이며 작업성과 시공성이 향상되는 새로운 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법에 있어, 레이저 블라스터장치의 레일부를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법에 있어, 레이저 블라스터장치의 작동상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법에 있어, 레이저 블라스터장치를 나타낸 정면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법에 있어, 레이저 블라스터장치를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법에 있어, 레이저 블라스터장치를 나타낸 평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법에 있어, 레이저 블라스터장치의 작동상태를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법에 있어, 레이저 블라스터장치의 다른 작동상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법에 있어, 레이저 블라스터장치의 이송부는 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법에 있어, 레이저 블라스터장치의 이송부가 작동되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법에 있어, 레이저 블라스터장치의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법에 있어, 레이저 블라스터장치의 다른 실시예의 작동상태를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법에 있어, 레이저 블라스터장치의 레이저건의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법에 있어, 레이저 블라스터장치의 레이저건의 또 다른 실시예를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시 예는 이 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법에 있어, 레이저 블라스터장치의 레일부를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법에 있어, 레이저 블라스터장치의 작동상태를 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법에 있어, 레이저 블라스터장치를 나타낸 정면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법에 있어, 레이저 블라스터장치를 나타낸 단면도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법에 있어, 레이저 블라스터장치를 나타낸 평면도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법에 있어, 레이저 블라스터장치의 작동상태를 나타낸 도면이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법에 있어, 레이저 블라스터장치의 다른 작동상태를 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법에 있어, 레이저 블라스터장치의 이송부는 나타낸 도면이며, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법에 있어, 레이저 블라스터장치의 이송부가 작동되는 상태를 나타낸 도면이고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법에 있어, 레이저 블라스터장치의 다른 실시예를 나타낸 도면이며, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법에 있어, 레이저 블라스터장치의 다른 실시예의 작동상태를 나타낸 도면이고, 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법에 있어, 레이저 블라스터장치의 레이저건의 다른 실시예를 나타낸 도면이며, 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법에 있어, 레이저 블라스터장치의 레이저건의 또 다른 실시예를 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면, 상판이 콘크리트 슬라브 구조이며 상판 지지구조물이 강재로 이루어진 교량이 개략적으로 예시된다. 예시된 강재 지지구조물을 보수하기 위하여, 먼저 강재 지지구조물의 표면의 이물질이나 녹을 제거하는 작업이 이루어져야 한다. 본 발명에 따라 강재 표면에서 이물질이나 녹을 제거하는 작업은 레이저 블라스터장치(10)를 이용하여 이루어진다.

상기 레이저 블라스터장치(10)는 교량의 지지보(100)에 마련되는 도장층이 형성된 마감패널(200)을 따라 설치되는 레일부(20)와, 상기 레일부(20)를 따라 이동되며 상부에 작동패널(31)이 마련된 이동대차(30)와, 상기 이동대차(30)의 작동패널(31)에 설치되어 상기 마감패널(200)에 형성되는 도장층을 제거하도록 된 레이저건(40)과, 상기 이동대차(30)와 상기 레이저건(40)의 구동을 제어하는 제어부(50)로 이루어진다.

상기 레일부(20)는 상기 마감패널(200)의 양단부에 상단부가 고정되는 한쌍의 지지부재로 이루어진 지지대(21)와, 상기 지지대(21)들의 하단부를 상호 연결하며 설치되어, 상기 이동대차(30)를 안내하는 주행레일(22)로 이루어지며, 상기 주행레일(22)의 저면에는 상기 주행레일(22)을 따라 하향으로 돌출되게 주행레크부(221)가 형성된다.

상기 지지대(21)는 상기 마감패널(200)에 용접 또는 나사체결되어 고정되며, 후크에 의해 걸림되어 고정시키는 것도 가능하다. 상기 주행레일(22)은 상기 지지대(21)에 나사체결하여 탈착가능하게 고정시키게 된다.

상기 주행레일(22)은 단면이 사각 또는 직사각형으로 형성시키게 된다.

상기 이동대차(30)의 작동패널(31)에는 주행부(32)가 마련되고, 상기 주행부(32)는 상기 작동패널(31)의 저면에 형성되고, 상기 주행레일(22)에 끼움되며 주행중 주행레일(22)과 마찰을 방지하도록 내측 상면에 안내롤러(321-1)들이 마련되고, 하부에 슬릿홀(321-2)이 형성된 바디관부(321)와, 상기 바디관부(321)의 저면에 나사체결되는 주행모터(322)와, 상기 주행모터(322)의 주행축에 회전되고 설치되고, 상기 주행레크부(221)에 치합되는 주행기어(323)로 이루어진다. 상기 주행기어(323)는 도면에서와 같이 일부가 상기 바디관부(321)의 슬릿홀(321-2)을 관통하여 상기 주행레일(22)에 치합된다.

상기 바디관부(321)는 중공의 관구조로 이루어지며, 상기 주행레일(22)에 끼움되도록 사각형 또는 직사각형의 관형상으로 형성시키게 된다.

상기 주행모터(322)는 상기 바디관부(321)의 저면에 용접 또는 나사체결되어 고정되고, 상기 제어부(50)와 전기적으로 연결되어 상기 제어부의 신호에 의해 제어된다.

상기 안내롤러(321-1)는 상기 바디관부(321)의 양내측면에 더 설치하여, 이동하는 과정에서 상기 바디관부(321)와 상기 주행레일(22)과의 마찰을 줄이도록 하는 것이 바람직하다.

상기 이동대차(30)에는 상기 레이저건(40)을 이동하여 상기 마감패널(200)의 도장층을 제거하도록 이송부(33)가 더 마련되며, 상기 이송부(33)는 상기 작동패널(31)의 상부에 형성되는 한쌍의 수평레일(331)과, 상기 수평레일(331)에 안내되게 하부에 한쌍의 수평홈(332-1)이 형성된 이송패널(332)과, 상기 이송패널(332)에 나사체결되며 회전축에 이송기어(333-1)를 갖는 이송모터(333)와, 상기 작동패널(31)의 상부에 형성되며 상기 이송기어(333-1)와 치압되는 이송래크부(334)와, 상기 이송패널(332)에 하단부가 나사체결되어 고정되며 상기 레이저건(40)을 승강시키는 승강실린더(335)로 이루어진다. 상기 이송모터(333)의 구동에 의해 상기 수평레일(331)을 따라 상기 레이저건(40)을 이동시키면서 도장층을 제거할 수 있게 된다.

상기 승강실린더(335)의 구동에 의해 레이저건(40)과 도장층 사이의 간격을 조절할 수 있게 되고, 상기 이송모터(333)의 구동에 의해 마감패널(200)의 폭 방향으로 레이저건(40)을 이동시켜 도장층을 제거할 수 있게 된다.

상기 이송부(33)의 이송모터(333)와 상기 승강실린더(335)는 상기 제어부(50)와 전기적으로 연결되어 제어된다.

이때, 상기 이동대차(30)에는 상기 레이저건(40)으로 마감패널(200)의 도장층을 제거하기전 도장층에 달라붙은 먼지 및 이물질을 제거하도록 이물질제거장치가 더 마련되며, 상기 이물질제거장치는 상기 이동대차(30)의 작동패널(31)에 하부가 나사체결되는 밀착실린더와, 상기 밀착실린더의 밀착축에 형성되는 " ㄷ "자 형상의 프레임틀과, 상기 프레임틀에 회전되게 형성되는 롤브러쉬와, 상기 프레임틀에 설치되어 상기 롤브러쉬를 회전시키는 작동모터로 이루어진다. 상기 작동모터의 구동에 의해 롤브러쉬가 회전하면서 도장층을 이물질을 제거하여, 먼지나 이물질에 의해 레이저빔의 전달율이 떨어져 제거효율이 떨어지게 되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.

상기 레이저건(40)은 상기 이동대차(30)의 작동패널(31)에 설치되어 상기 마감패널(200)에 형성되는 도장층을 제거하게된다. 상기 레이저건(40)은 상기 제어부(50)와 전기적으로 연결되어 작동이 제어된다.

상기 레이저건(40)은 상기 제어부(50)의 구동신호를 인가받아 작동하게되며, 레이저빔을 조사하여 마감패널(200)에 형성된 도장층을 태우거나 녹여 제거하게된다. 상기 레이저건(40)은 외부에서 전원을 공급받아 레이저빔을 조사하게 된다.

이때, 상기 레이저건(40)에는 레이저빔을 조사시 도장층이 제거되면서 발생되는 가스를 흡입하도록 흡입구가 더 마련되고, 상기 흡입구의 단부에는 흡입된 가스를 외부로 배출하도록 배출관이 더 체결된다. 상기 흡입구는 중공된 구멍 또는 틀구조로 상기 레이저건에 형성시키게 되고, 상기 흡입구에 하부에는 상기 배출관의 상단부가 융착되어 고정되며 상기 배출관의 하단부에는 흡입펌프를 설치하게 된다.

상기 제어부(50)는 상기 이동대차(30)에 마련되어, 상기 주행모터(322), 상기 이송부(33) 및 상기 레이저건(40)의 구동을 제어하게 된다.

상기 제어부(50)에는 무선송수신부를 마련하여 사용자단말기를 통해 상기 무선송수신부로 제어신호를 전달하여 상기 제어부(50)를 통해 상기 이동대차(30) 및 상기 레이저건(40)의 구동을 제어하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 승강실린더(335)에는 승강축에 상기 레이저건(40)을 회전시키도록 회동모터(336)가 더 설치되고, 상기 레이저건(40)은 긴 바형상으로 형성시키게 되며, 상기 레이저건(40)의 저면 일단이 상기 회동모터의 회전축에 회전되게 결착된다. 상기 회동모터(336)는 상기 승강축에 용접하여 고정시키게 된다.

상기 회동모터(336)의 구동에 의해 상기 레이저건(40)이 회전하면서 도장층을 제거하므로써, 제거효율을 높일 수 있게 된다.

상기 레이저건(40)은 " ㄴ "자 형상의 앵글구조로 형성되고, 내측면에 레이저빔을 조사하는 " ㄴ "자 형상의 레이저빔조사부(41)가 형성되어, 지지보(100)의 모서리 부분에 형성되는 도장층을 효과적으로 제거할 수 있게 된다.

상기 마감패널(200)은 지지보(100)의 저면가 외면을 감싸면서 고정되고, 외면에 체결되는 마감패널에도 도장층이 형성되며, 상기 앵글구조의 레이저건(40)을 통해 " ㄷ "자 형상의 상기 마감패널(200)의 모서리에 형성된 도장층을 간편하게 제거하게 된다.

상기 레이저건(40)은 " ㄱ "자 형상의 앵글구조로 형성되고, 외면에 레이저빔을 조사하는 " ㄱ "자 형상의 레이저빔조사부(41)가 형성되어, 상기 마감패널(200)과 교량의 저면에 형성되는 도장층을 효과적으로 제거할 수 있게 되며, 마감패널의 모서리부분에 형성된 도장층을 간편하게 제거할 수 있게 된다.

상기 마감패널(200)은 양단부가 상기 교량의 지지보(100)의 양측(저면의 양측)를 벗어나 외측으로 돌출되게 배치되도록 함으로써, 상기 이송모터(333)를 구동하여 상기 레이저건(40)이 상기 지지보(100)의 하부를 벗어나도록 배치되도록 한 후 상기 승강실린더(335)를 구동하여 상기 레이저건(40)을 승강시킴으로서, 상기 지지보(100)의 양측면에 마련되는 마감패널(200)에 형성된 도장층을 제거할 수 있게 된다.

예시된 바와 같이, 본 발명의 일 양상에 따른 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법은 레이저 블라스터장치를 이용하여 강구조물 표면의 이물질 또는 녹을 제거하는 전처리 단계를 포함한다. 이후 제거된 부위의 홈이나 균열을 에폭시 퍼티를 이용하여 바탕면 처리하는 단계; 바탕면 처리된 강구조물 표면에 고습윤 경화성 세라믹 에폭시 조성물을 1~3회 도장하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 예컨대 상하수도용 강관이나 교량 하부의 지지 빔 구조물과 같은 고습윤 환경의 강구조물의 보수 공법이 제공된다. 특히 기존 강구조물의 표면 이물질 및 녹 제거 과정을 수작업이 아니라 기계 장비 즉 레이저 블라스터장치를 사용하여 강구조물 표면의 기존 도장과 녹과 같은 이물질을 고온으로 태워 없앰으로써 먼지 발생을 최소화하면서 신속하게 제거 작업을 수행할 수 있다. 특히 강재 표면이 레이저에 의해 고온 처리되기 때문에, 고압세정수를 사용하지 않아도 되어 별도 건조 과정이 필요없다. 그리고 습윤 상태에서 경화가능한 친환경 세라믹 에폭시 조성물을 이용하여 표면 도막 공정을 수행하기 때문에 하수관이나 강이나 바다 환경에서도 건조 과정이 불필요하다. 이에 따라 환경 친화적이며 작업성과 시공성이 향상되는 새로운 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법을 제공할 수 있다.

상기 공법에서 사용되는 습윤 상태에서 경화가능한 세라믹 에폭시 조성물은 주제 및 경화제를 포함하는 2액형이다. 주제는 수용성 에폭시 수지 25~55중량%, 물 10~35중량%, 세라믹계 결합재 25~45중량%, 첨가제 0.01~15중량%를 포함하여 이루어질 수 있다. 한편, 경화제는 폴리머캡탄 25~55중량%, 변성 지방성 폴리아민 5~10중량%, 무수물 경화제 5~20중량%, 페날카민 10~15중량%, 및 경화촉진제 10~35중량%를 포함하여 이루어질 수 있다. 주제와 경화제는 따로 보관하다가 필드에서 작업시 3~4 중량 대 1 중량의 비율로 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명에 따라 친환경 세라믹 에폭시 조성물의 주제는, 상술한 바와 같이, 수용성 에폭시 수지 25~55중량%, 물 10~35중량%, 세라믹계 결합재 25~45중량%, 첨가제 0.01~15중량%를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 주제 중 수용성 에폭시 수지는, 종래에 알려져 있는 수용성 에폭시 수지 및 수분산 에폭시 수지를 포함할 수 있다. 특히 하기 화학식:

(여기서, R¹, R²는 탄소수 1~6의 알킬, 예컨대 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, 이소부틸, n-부틸, t-부틸, s-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, t-펜틸, 네오펜틸, n-헥실, 이소헥실 등을 나타내고, n은 평균 반복수로 1<n<30이며, Ep는 에폭시계 화합물이다)으로 표기되는 것을 포함할 수 있다.

이러한 수용성 에폭시 수지는 무색 무취 투명하며 물에 의해 농도를 조절할 수 있어 환경 친화적인 물질로서, 종래 단독으로 또는 세라믹계 충전재를 추가한 프라이머, 또는 경화제를 사용하는 2액형 프라이머로서 많이 사용되고 있다. 수용성 에폭시 수지는 내충격성, 내마모성 등 기계적 물성이 우수하고, 내약품성, 내수성, 내용제성 등 화학적 성능이 우수하며 부착성과 내구력 등이 우수하고, 특히 냄새가 거의 나지 않아 환기가 잘 되지 않는 장소에서의 작업이 용이하다는 장점이 있다.

상기 수용성 에폭시 수지는 상기 주제 중량에 대해 25~55중량%를 포함할 수 있다. 수용성 에폭시 수지가 주제 중량에 대해 25중량%보다 적으면, 원하는 부착성을 얻기 어렵고 주제 중량에 대해 55중량%보다 많으면, 세라믹계 결합재의 양이 적어져서 본 발명에서 원하는 추가 물성을 얻기 어렵다.

상기 주제 중 세라믹계 결합재는 알루미나, 실리콘 나이트라이드, 지르코니아, 실리콘 카바이드, 패각 중 적어도 하나의 미분말(입도 10~60㎛)을 포함하여 이루어질 수 있다.

알루미나 분말(입도 10~60㎛)은 내마모성, 내부식성, 및 절연성이 우수할 뿐만 아니라 다른 재료에 비해서 가격이 저렴하다는 장점을 가진다.

실리콘 나이트라이드 분말(입도 10~60㎛)은 열충격에 강한 특성을 가지며, 내부식성이 뛰어나고 고온 강도가 우수하다는 장점을 가진다.

지르코니아 분말(입도 10~60㎛)는 실온에서 기계적 강도가 뛰어나며, 금속에 가까운 인성을 가진다.

실리콘 카바이드 분말(입도 10~60㎛)는 내식성이 뛰어나고, 기계적 강도가 강하며 내마모성이 우수하며, 특히 1400℃의 고온에서도 강도를 유지할 수 있다.

패각 미분말(입도 10~60㎛)은, 굴, 조개 등과 같은 패류의 껍데기로서, 단백질 등을 제거한 후 분쇄한 것을 사용할 수 있다.

상기 주제 중 물은 성분들을 혼합하여 적절한 작업 농도(예컨대, 프라이머 조성물의 고형물 농도)를 조절하기 위한 것으로서 주제 중량에 대해 10~35중량%를 포함할 수 있다. 통상 프라이머 작업시 프라이머 조성물의 고형분의 함량을 예컨대 조성물 중량 대비 10중량% 정도로 낮추어 시공하게 되는데, 이는 상기 프라이머의 고형분 함량이 10중량%를 초과하여 사용할 경우에 도장된 프라이머 피막 두께가 두꺼워져 도리어 부착성능을 저하되는 것을 방지하기 위한 것이다.

한편, 본 발명에 따라 친환경 세라믹 에폭시 조성물의 경화제는, 수용성 에폭시 수지가 상온 이하의 저온에서 중합반응을 유도하여 경화할 수 있도록 하는 것으로서, 특히 폴리머캡탄 25~55중량%, 변성 지방성 폴리아민 5~30중량%, 페날카민 10~15중량%, 및 경화촉진제 10~35중량%를 포함하여 이루어질 수 있다.

폴리머캡탄은 에폭시 수지의 경화반응을 촉진시킴과 동시에 점도를 높이는 기능을 가진다. 폴리머캡탄으로서 예컨대 3-플루오로-보로모-폴리머캡탄계를 사용하는 경우 에폭시 수지가 상온이하의 저온에서 경화가 가능해진다. 폴리머캡탄은 25~55중량%을 경화제 중량에 대해 포함할 수 있다. 상기 폴리머캡탄의 함량이 25중량% 미만이면 경화 온도가 상승할 수 있고, 그 함량이 55중량%를 초과하면 다른 경화제 성분의 첨가량이 제한될 수 있다.

변성 지방성 폴리아민은 경화반응을 촉진시킴과 동시에 내산성 및 내알칼리성을 높이며 공기 중 이산화탄소의 흡수를 억제하고 경화제의 독성을 감소시키는 기능을 가진다. 변성 지방성 폴리아민은 경화제 중량에 대해 5~30중량% 포함되는 것이 바람직하다. 상기 변성 지방성 폴리아민의 함량이 5중량% 미만이면 조성물의 내산성 및 내알칼리성 효과가 미약할 수 있고, 그 함량이 30중량%를 초과하면 다른 경화제 성분의 첨가량이 제한될 수 있다.

페날카민은 수분 안정성을 부여하는 역할을 수행한다. 페날카민은 경화제 중량에 대해 10~15중량%를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 페날카민의 함량이 10중량% 미만이면 프라이머 조성물이 습윤면에 적용될 때 기능저하 효과가 나타날 수 있고, 그 함량이 15중량%를 초과하면 다른 경화제 성분의 첨가량이 제한될 수 있다.

상기 주제 중 첨가제는, 노닐 페놀 에톤시레이트 또는 소듐 라우릴 설페이트 혼합물를 포함하는 계면활성제, 과황산 암모늄 또는 아황산수소 나트륨을 포함하는 산화방지제, 침전방지제, 감수제, 지연제, 난연제, 소포제, 결합제, 가소제 및 무기계 안료 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.

소포제는 강관 내의 기공을 제거하여 강관의 강도 및 내구성을 높이기 위하여 사용한다. 상기 소포제로서는 일반적으로 잘 알려진 물질, 예컨대 알콜계 소포제, 실리콘계 소포제, 지방산계 소포제, 오일계 소포제, 에스테르계 소포제, 옥시알킬렌계 소포제 등을 사용할 수 있다. 상기 실리콘계 소포제로는 디메틸실리콘유, 폴리오가노실록산, 플루오로실리콘유 등이 있고, 상기 지방산계 소포제로는 스테아린산, 올레인산 등이 있다. 또한, 상기 오일계 소포제로는 등유, 동식물유, 피마자유 등이 있고, 상기 에스테르계 소포제로는 솔리톨트리올레이트, 글리세롤모노리시놀레이트 등이 있다. 또한, 상기 옥시알킬렌계 소포제로는 폴리옥시알킬렌, 아세틸렌에테르류, 폴리옥시알킬렌지방산에스테르, 폴리옥시알킬렌알킬아민 등이 있으며, 상기 알콜계 소포제로는 글리콜(glycol) 등이 있다.

분산제는 내구성이 개선된 초속경 칼라 시멘트 강관 조성물의 분산성을 개선하여 작업성을 개선하기 위하여 사용한다. 여기서 상기 분산제는 폴리칼본산계, 나프탈렌계, 멜라민계 등이 있으나 폴리칼본산계 분산제 사용이 바람직하다.

지연제는 조성물의 급격한 작업성 손실 방지 및 이상응결을 방지하기 위하여 사용하되, 상기 지연제는 타르타릭산 및 시트릭산을 1종 또는 혼합 사용하는 것이 바람직하다.

상기 무기계 안료는 조성물의 칼라를 부여하기 위하여 사용할 수 있다. 여기서, 무기 안료는 적색 산화철, 황색 산화철, 산화크롬 (Cr₂O₃), 자색 산화철 및 흑색 산화철(카본 블랙) 중 1 또는 2 이상을 사용할 수 있으며, 이에 의해 적색, 녹색, 황색, 흑색, 청색, 흰색 등 다양한 색상을 구현할 수 있다.

상기 경화제 중 경화촉진제는 경화제 중량 대비 경화촉진제 10~35중량%를 포함할 수 있으며, 트리-n-부틸아민, 벤질메틸아민, 2,4,6-트리스(디메틸아미노메닐)페놀을 포함하는 제3급 아민류, 2-메틸이미다졸, 2에틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸을 포함하는 이미다졸류 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

이상 설명한 주제와 경화제는 사용시 중량비로 3~4 : 1로 교반하여 붓 등의 도구로 1차적으로 부분 도포하고, 롤러나 분사장비 등을 이용하여 1회 또는 복수회 전체적으로 도포할 수 있다. 이 경우 도막 두께는 1회 도포시 약 0.1~3mm 정도이며, 복수회 도포시 전체 두께가 1mm 이하로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 친환경 세라믹 에폭시 조성물 도막은 도포된 후 약 1 ~ 2시간 안에 경화된다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

10 : 레이저 블라스터장치
20 : 레일부
21 : 지지대
22 : 주행레일
221 : 주행레크부
30 : 이동대차
31 : 작동패널
32 : 주행부
321 : 바디관부
321-1 : 안내롤러
321-2 : 슬릿홀
322 : 주행모터
323 : 주행기어
33 : 이송부
331 : 수평레일
332 : 이송패널
332-1 : 수평홈
333 : 이송모터
333-1 : 이송기어
334 : 이송레크부
335 : 승강실린더
336 : 회동모터
40 : 레이저건
41 : 레이저빔조사부
50 : 제어부
100 : 지지보
200 : 마감패널

Claims

고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법으로서,
레이저 블라스터장치를 이용하여 강구조물 표면의 이물질 또는 녹을 제거하는 전처리 단계와, 제거된 부위의 홈이나 균열을 에폭시 퍼티를 이용하여 바탕면 처리하는 단계와, 바탕면 처리된 강구조물 표면에 고습윤 경화성 세라믹 에폭시 조성물을 1~3회 도장하는 단계를 포함하고,
상기 레이저 블라스터장치는 교량의 지지보에 마련되는 도장층이 형성된 마감패널을 따라 설치되는 레일부와, 상기 레일부를 따라 이동되며 상부에 작동패널이 마련된 이동대차와, 상기 이동대차의 작동패널에 설치되어 상기 마감패널에 형성되는 도장층을 제거하도록 된 레이저건과, 상기 이동대차와 상기 레이저건의 구동을 제어하는 제어부로 이루어진 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법에 있어서,
상기 이동대차에는 상기 레이저건을 이동하여 상기 마감패널의 도장층을 제거하도록 이송부가 더 마련되며,
상기 이송부는 상기 작동패널의 상부에 형성되는 수평레일과,
상기 수평레일에 안내되게 하부에 수평홈이 형성된 이송패널과,
상기 이송패널에 형성되며 이송기어를 갖는 이송모터와,
상기 작동패널의 상부에 형성되며 상기 이송기어와 치압되는 이송래크부와,
상기 이송패널에 하단부가 고정되어 상기 레이저건을 승강시키는 승강실린더로 이루어진 것을 특징으로 하는 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법.
제 1 항에 있어서,
상기 고습윤 경화성 세라믹 에폭시 조성물은 수용성 에폭시 수지 25~55중량%, 물 10~35중량%, 세라믹계 결합재 25~45중량%, 첨가제 0.01~15중량%를 포함하여 이루어지는 주제와, 폴리머캡탄 25~55중량%, 변성 지방성 폴리아민 5~10중량%, 무수물 경화제 5~20중량%, 페날카민 10~15중량%, 및 경화촉진제 10~35중량%를 포함하여 이루어지는 경화제를 3~4 중량 대 1 중량의 비율로 혼합한 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 레일부는 상기 마감패널의 양단부에 상단부가 고정되는 지지대와,
상기 지지대들의 하단부를 상호 연결하며 설치되어, 상기 이동대차를 안내하는 주행레일로 이루어지며,
상기 주행레일의 저면에는 주행레크부가 형성되는 것을 특징으로 하는 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법.
제 4 항에 있어서,
상기 이동대차의 작동패널에는 주행부가 마련되고,
상기 주행부는 상기 작동패널의 저면에 형성되고, 상기 주행레일에 끼움되며 내측 상면에 안내롤러들이 마련되고, 하부에 슬릿홀이 형성된 바디관부와,
상기 바디관부의 저면에 설치되는 주행모터와,
상기 주행모터의 주행축에 회전되고 설치되고, 상기 주행레크부에 치합되는 주행기어로 이루어진 것을 특징으로 하는 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 승강실린더에는 승강축에 상기 레이저건을 회전시키도록 회동모터가 더 설치되고,
상기 레이저건은 긴 바형상으로 형성시키게 되며,
상기 레이저건의 저면 일단이 상기 회동모터의 회전축에 회전되게 결착되는 것을 특징으로 하는 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법.
제 7 항에 있어서,
상기 레이저건은 " ㄴ "자 형상의 앵글구조로 형성되고, 내측면에 레이저빔을 조사하는 " ㄴ "자 형상의 레이저빔조사부가 형성되는 것을 특징으로 하는 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법.
제 7 항에 있어서,
상기 레이저건은 " ㄱ "자 형상의 앵글구조로 형성되고, 외면에 레이저빔을 조사하는 " ㄱ "자 형상의 레이저빔조사부가 형성되는 것을 특징으로 하는 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법.
제 1 항에 있어서,
상기 작동패널은 양단부가 상기 교량의 지지보를 벗어나 외측으로 돌출되게 배치되도록 하는 것을 특징으로 하는 고습윤 환경의 강 구조물 보수 공법.