KR102108691B1 - 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널 및 이의 시공방법 - Google Patents

콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널 및 이의 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널 및 이의 시공방법에 관한 것으로, 특히 인장강도가 뛰어난 유리섬유, 아라미드 섬유, 또는 탄소섬유 등이 난연성 수지에 함침되어 패널로 소성 성형되고, 배면에 접착제가 부착되고, 이형지가 부착되어 노후 콘크리트 구조물에 시공이 편리한 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널 및 이의 시공방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 난연패널의 성분을 이루는 각각의 재질이 서로 유사하기 때문에 열팽창계수의 상이함에 기인한 국부적 변형이 발생되지 않으며, 경량이므로 콘크리트 구조물(1)에 부가적인 하중을 가하지 않으므로 하중에 따른 변형을 방지할 수 있으며, 우수한 내후성 및 내화성으로 인하여 열악한 외부환경으로부터 콘크리트 구조물(1)을 보호할 수 있으며, 내구성이 우수하여 보수작업에 소요되는 비용을 절감할 수 있을 뿐 아니라, 앵커볼트(7)와 에폭시 충전재(2b)에 의해 콘크리트 구조물(1)과 완전히 일체로 거동함으로써, 콘크리트 구조물(1)의 보수 및 보강효과가 극대화되는 장점이 있다.

Description

콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널 및 이의 시공방법{Flame Retardant Panel for Repairing and Reinforcing Concrete Structures and Its Application Method}
본 발명은 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널 및 이의 시공방법에 관한 것으로, 특히 인장강도가 뛰어난 유리섬유, 아라미드 섬유, 또는 탄소섬유 등이 난연성 수지에 함침되어 패널로 소성 성형되고, 배면에 접착제가 부착되고, 이형지가 부착되어 노후 콘크리트 구조물에 시공이 편리한 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널 및 이의 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로, 콘크리트 구조물은 시간 경과로 인한 노화, 재해, 설계 및 시공상의 하자, 사용변경 등 다양한 이유로 내구성, 내하력 및 콘크리트 구조물의 수명에 영향을 받으며, 구조적으로 손상된 경우에는 전면 또는 부분적인 보강조치가 요구된다.
따라서 상기한 콘크리트 구조물의 보수와 보강은 콘크리트 구조물의 수명을 증가시키고 안전성의 확보를 위한 필수적인 과정이 된다.
특히 철근 콘크리트 구조물의 경우에는 콘크리트의 중성화 또는 재료분리에 의한 박리현상, 못 또는 앵커에 의한 핀홀 및 공극, 콘크리트의 균열 등에 의하여 구조적으로 치명적인 문제가 종종 발생한다.
이러한 구조적인 문제의 진행을 억제하고, 콘크리트 구조물을 보강하고자 여러 가지 보수·보강공법이 개발되고 있으며, 중요한 보강공법으로는 강판접착보강공법, 탄소섬유시트보강공법 등이 주로 사용되고 있다.
그러나, 강판접착보강공법은 강판의 무게가 많이 나가서 작업이 어렵고, 강판의 무게에 의한 구조물의 손상이 발생될 수 있는 문제점이 있었다.
반대로, 탄소섬유스트보강공법의 경우, 화제에 취약한 문제점이 발생되었다.
따라서, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 방법이 필요하게 되었다.
등록특허 10-0557280호,
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기본적으로 뛰어난 인성을 가지는 경량 난연패널을 이용하여 시공함으로써, 콘크리트 구조물(1)의 지속적인 유지보수의 횟수를 감소시키며, 환경오염물질의 침투에 의한 콘크리트 구조물(1)의 손상을 방지하며, 콘크리트 구조물(1)의 미관을 손상시키지 않는 범위에서 시공할 수 있을 뿐만 아니라 시공이 편리하여 공사비용의 절감 및 공기단축이 가능하도록 한 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널 및 이의 시공방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 유리섬유, 아라미드섬유, 또는 탄소섬유 등의 고인장 섬유 가운데 적어도 한 종류 이상이 일방향으로 고르게 분포된 섬유심(2a) 70∼80 중량%에 150℃ 이상의 고온에서 경화되는 난연성 수지가 주를 이루는 충전재(2b)가 20∼30중량% 함침되어 두께 20mm 이하, 폭 2,000mm 이하로 이루어지는 패널본체(2)와, 상기 패널본체(2)의 상면에 적층된 로빙크로스 섬유매쉬(3)와, 상기 로빙크로스 섬유매쉬(3)의 상면에 적층된 에폭시수지접착제(4)와, 상기 에폭시수지접착제(4)의 상면에 적층된 이형지(5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널이 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 충전재(2b)는 폴리에스테르수지와 비닐에스테르수지, 에폭시 수지 또는 이들의 혼합물로 이루어진 원료에 인계 난연재를 3~5중량%를 혼합하여 구성된 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널이 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 패널본체(2)의 하측면에는 상호 측방향으로 이격되도록 복수개의 돌출리브(2c)가 구비된 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널이 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널은 다수개의 릴(61)에서 풀려나온 섬유심(2a)을 배스(62)에 저장된 충전재(2b)에 함침시키는 함침단계와, 상기 함침단계를 통과한 섬유심(2a)의 상면에 로빙크로스 섬유매쉬(3)를 적층하는 적층단계와, 로빙크로스 섬유매쉬(3)가 적층된 섬유심(2a)를 압출성형금형(64)의 성형공(64a)을 통과시켜 패널형태로 성형하는 성형단계와, 상기 성형단계를 통과한 패널을 가열하여 건조시키는 건조단계와, 상기 건조단계를 통과하여 건조된 패널을 권취롤(67a)에 권취하는 권취단계를 통해 제작되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널이 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 시공 대상 콘크리트 구조물(1)을 치핑하는 치핑단계와, 치핑된 콘크리트 구조물(1)에 에폭시수지(D)를 충전하도록 주입관(A)과 차단판(B) 및 배출관(C)을 설치하는 설치단계와, 상기 주입관(A)을 통해 콘크리트 구조물(1)의 내부에 에폭시수지(D)를 충전하면서 배출관(C)을 에폭시수지(D)가 누출되는지를 확인하면서 에폭시수지(D)를 충전하는 충전단계와, 상기 에폭시수지(D)가 충전될 콘크리트 구조물(1)의 표면에 프라이머(E)를 도포하는 도포단계와, 상기 프라이머(E)의 표면에 4관능성 에폭시 수지인 테트라글리시딜에테르 디아미노디페닐 메탄 100중량부, 에폭시기의 경화를 위한 방향족 아민 경화제인 디아미노디페닐 메탄 20 내지 50중량부 및 에폭시 수지의 개질을 위한 열가소성 수지인 폴리에테르술폰 10 내지 30중량부로 구성된 에폭시 수지 접착제를 도포하여 접착층(F)을 형성하는 접착층형성단계와, 권취롤(67a)에 권취된 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널을 적절한 길이로 절단하고 상기 에폭시 수지 접착층(F)에 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널을 부착한 후 상기 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널을 앵커볼트(7)로 고정하는 고정단계와, 상기 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널에 형성된 돌출리브(2c)에 고정부재(69)를 결합하여 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널을 상호 고정하는 2차 고정단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널 시공방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 치핑단계에서는 콘크리트 구조물(1)의 손상부분(1a)을 파쇄하여 콘크리트 구조물(1)의 내부에 매립된 철근(6)의 부식부위가 외부 노출되도록 하고, 상기 치핑단계에서 노출된 철근(6)의 부식부위를 절단하는 절단단계와, 상기 파쇄단계에서 노출된 콘크리트 구조물(1)의 손상부분(1a)철근(6)의 표면에 부착된 이물질을 제거하는 세척단계와, 상기 절단단계에서 절단된 철근(6)에 연결구(G)를 결합하여 절단된 철근(6)을 상호 연결하는 연결단계를 더 포함하며, 상기 연결구(G)는 상기 철근(6)의 길이방향으로 연장된 관체형상으로 구성되고 길이방향으로 연장된 절단선(14)에 의해 복수개의 결합편(13)으로 분할되어 절단된 철근(6)의 외측 둘레부에 각각 결합되며 외주면에는 나사산(15)이 형성된 제1 및 제2 결합관(11,12)과, 상기 제1 및 제2 결합관(11,12)의 나사산(15)에 각각 나사결합되며 인접단에는 결합공(21a)과 상기 결합공(21a)에 나사결합되는 나사축(22a)이 각각 형성된 제1 및 제2 고정관(21,22)과, 기단부에는 상기 나사축(22a)이 관통하는 관통공(31)이 형성되어 상기 제1 및 제2 고정관(21,22)의 사이에 결합고정되는 제1 지지바(30)와, 상기 제1 지지바(30)의 선단부에 각도조절가능하게 결합되며 선단부에는 고정브라켓(41)이 형성된 제2 지지바(40)를 포함하고, 상기 결합편(13)의 내주면에는 상기 철근(6)의 둘레면에 형성된 오목홈(4)에 삽입되는 돌기(16)가 형성되고, 상기 결합편(13)의 외주면에 형성된 나사산(15)과 상기 나사축(22a)에 형성된 나사산(22b)은 동일한 피치를 갖도록 구성되며, 상기 고정브라켓(41)에는 앵커볼트(44)가 결합되는 관통공(41a)이 형성되어, 상기 관통공(41a)에 결합되는 앵커볼트(44)를 이용하여 상기 제2 지지바(40)를 콘크리트 구조물(1)의 손상부분(1a)에 고정함으로써, 상기 연결구(G)를 콘크리트 구조물(1)의 손상부분(1a)에 고정할 수 있도록 구성되며, 상기 제1 및 제2 결합관(11,12)을 이루는 결합편(13)의 전후단에는 전후방향으로 연장된 호형상의 연장부(17)가 형성되고, 상기 연장부(17)의 외측둘레부에 결합되어 상기 결합편(13)이 원통형을 이루도록 탄성적으로 가압하는 고무재질의 탄성링체(18)와, 상기 결합편(13)의 내주면에 접착고정되며 내부에는 접착제가 저장된 합성수지재질의 저장관체(50)를 더 포함하여, 상기 결합편(13)을 상기 철근(6)의 둘레면에 결합한 후, 상기 결합편(13)의 외측면을 가압하면, 상기 저장관체(50)가 가압되어 파손되면서 내부에 저장된 접착제가 유출되어, 상기 결합편(13)이 철근(6)의 둘레부에 접착고정되도록 구성된 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널 시공방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 난연패널의 성분을 이루는 각각의 재질이 서로 유사하기 때문에 열팽창계수의 상이함에 기인한 국부적 변형이 발생되지 않으며, 경량이므로 콘크리트 구조물(1)에 부가적인 하중을 가하지 않으므로 하중에 따른 변형을 방지할 수 있으며, 우수한 내후성 및 내화성으로 인하여 열악한 외부환경으로부터 콘크리트 구조물(1)을 보호할 수 있으며, 내구성이 우수하여 보수작업에 소요되는 비용을 절감할 수 있을 뿐 아니라, 앵커볼트(7)와 에폭시 충전재(2b)에 의해 콘크리트 구조물(1)과 완전히 일체로 거동함으로써, 콘크리트 구조물(1)의 보수 및 보강효과가 극대화되는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널을 도시한 정단면도,
도 2 는 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널을 제조하기 위한 난연패널 제조장치를 도시한 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널을 제조하기 위한 난연패널 제조장치의 압출성형금형을 도시한 정면도,
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널의 시험성적서
도 6 내지 도 13은 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널 시공방법을 도시한 참고도,
도 14 및 도 15는 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널 시공방법의 제2 실시예를 도시한 참고도,
도 16은 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널 시공방법의 제2 실시예에 사용되는 연결구의 측단면도,
도 17은 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널 시공방법의 제2 실시예에 사용되는 연결구의 분해상태를 도시한 참고도,
도 18은 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널 시공방법의 제2 실시예에 사용되는 연결구를 도시한 평단면도,
도 19는 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널 시공방법의 제2 실시예에 사용되는 연결구의 요부를 도시한 측단면도,
도 20은 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널 시공방법의 제2 실시예에 사용되는 연결구의 사용방법을 도시한 참고도이다.
이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널을 도시한 것으로, 패널본체(2)와, 상기 패널본체(2)의 상면에 적층된 로빙크로스 섬유매쉬(3)와, 상기 로빙크로스 섬유매쉬(3)의 상면에 적층된 에폭시수지접착제(4)와, 상기 에폭시수지접착제(4)의 상면에 적층된 이형지(5)로 구성된다.
상기 패널본체(2)는 유리섬유, 아라미드섬유, 또는 탄소섬유 등의 고인장 섬유 가운데 적어도 한 종류 이상이 일방향으로 고르게 분포된 섬유심(2a) 70∼80 중량%에 150℃ 이상의 고온에서 경화되는 난연성 수지가 주를 이루는 충전재(2b)가 20∼30중량% 함침되어 두께 20mm 이하, 폭 2,000mm 이하로 이루어진다.
이때, 상기 충전재(2b)는 폴리에스테르수지와 비닐에스테르수지, 에폭시 수지 또는 이들의 혼합물로 이루어진 원료에 인계 난연재를 3~5중량%를 혼합하여 구성된다.
그리고, 상기 패널본체(2)의 하측면에는 상호 측방향으로 이격되도록 복수개의 돌출리브(2c)가 구비되어, 상기 패널본체(2)의 강도를 보강도록 구성된다.
상기 에폭시수지접착제(4)는 4관능성 에폭시 수지인 테트라글리시딜 에테르 디아미노디페닐 메탄 100중량부, 에폭시기의 경화를 위한 방향족 아민 경화제인 디아미노디페닐 메탄 20 내지 50중량부 및 에폭시 수지의 개질을 위한 열가소성 수지인 폴리에테르술폰 10 내지 30중량부로 구성된다.
상기 이형지(5)는 폴리에틸렌필름을 이용한다.
도 2 및 도 3은 이와 같이 구성된 상기 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널을 제조하는 난연패널 제조장치를 도시한 것으로, 둘레면에 상기 섬유심(2a)이 권취된 다수개의 릴(61)과, 상기 릴(61)의 후방에 구비되며 충전재(2b)가 저장된 배스(62)와, 상기 배수의 후방에 구비되며 상기 배스(62)를 통과한 섬유심(2a)의 상면에 로빙크로스 섬유매쉬(3)를 공급하는 로빙크로스 섬유매쉬공급롤(63)과, 상기 로빙크로스 섬유매쉬공급롤(63)의 후방에 구비되며 상기 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널의 단면형상에 대응되는 성형공(64a)이 전후면을 관통하도록 형성된 압출성형금형(64)과, 상기 압출성형금형(64)의 후방에 구비된 건조기(65)와, 상기 건조기(65)의 후방에 구비된 이송로울러(66)와, 상기 이송로울러(66)의 후방에 구비되며 권취롤(67a)이 구비된 권취기(67)와, 상기 이송로울러(66)와 권취기(67)의 사이에 구비된 절단기(68)로 구성된다.
상기 압출성형금형(64)의 성형공(64a)은 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널의 패널본체(2)의 단면형상과 동일하게 구성된다.
이와 같이 구성된 난연패널 제조장치를 이용하여 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널을 제조하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
우선 상기 릴(61)에서 풀려나온 섬유심(2a)은 상기 배스(62)를 통과하면서 배스(62)에 저장된 충전재(2b)에 함침되어 섬유심(2a)의 둘레부레 충전재(2b)가 부착되도록 한다.
그리고, 이와 같이 충전재(2b)가 부착된 섬유심(2a)가 상기 로빙크로스 섬유매쉬공급롤(63)의 하측을 통과하면, 상기 로빙크로스 섬유매쉬공급롤(63)에서 풀려나온 로빙크로스 섬유매쉬가 섬유심(2a)의 상면에 적층된다.
그리고, 로빙크로스 섬유매쉬(3)가 적층된 섬유심(2a)은 상기 압출성형금형(64)의 성형공(64a)을 통과하면서 패널형태로 성형되고, 이와 같이 성형된 패널은 상기 건조기(65)를 통과하면서 건조된다.
그리고, 이와 같이 건조된 패널은 상기 권취기(67)에 권취되어 롤형태로 감기게 되며, 일정길이의 패널이 상기 권취기(67)의 권취롤(67a)에 감기면, 상기 절단기(68)를 이용하여 패널을 절단함으로써, 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널을 제조할 수 있다.
한편, 상기 로빙크로스 섬유매쉬(3)의 상면에 적층된 에폭시수지접착제(4)와, 상기 에폭시수지접착제(4)의 상면에 적층된 이형지(5)는 상기 건조기(65)를 통과한 패널의 상면에 별도의 도포수단과 공급장치를 이용하여 적층할 수 있으며, 필요에 따라, 에폭시수지접착제(4)와 이형지(5)는 생략될 수 있다.
그리고, 이와 같이 제조된 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널은 상기 권취롤(67a)에 권취된 상태로 보관 및 운반된다.
이와 같이 구성된 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널의 시공방법을 설명하면 다음과 같다.
우선, 도 6에 도시한 바와 같이, 콘크리트 구조물(1)에 손상이 발생되면, 콘크리트 구조물(1)의 손상범위에 비해 넓은 면적의 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널을 제조한다.
그리고, 도 7에 도시한 바와 같이, 콘크리트 구조물(1)의 손상부분(1a)을 치핑함으로써, 즉, 손상부분(1a)의 표면을 넓게 깍아냄으로써, 콘크리트구조물(1)의 열화된 부분을 제거한다.
이때, 콘크리트구조물(1)의 철근(6)이 드러날 경우, 드러난 철근(6)에 발생된 녹을 함께 제거한 후, 철근(6)부위에 아초산염 처리를 한 후, 방청모르타르를 도포함으로써, 철근(6)에 부식이 발생되는 것을 방지한다.
그리고, 도 8에 도시한 바와 같이, 치핑된 콘크리트 구조물(1)에 주입관(A)과 차단판(B) 및 배출관(C)을 설치하여, 에폭시수지를 주입할 수 있는 준비를 마친다.
그리고, 주입관(A)과 차단판(B) 및 배출관(C)의 설치가 완료되면, 작업자는 도 9에 도시한 바와 같이, 상기 주입관(A)을 통해 콘크리트 구조물(1)의 손상부분(1a)의 내부에 에폭시수지(D)를 충전한다.
이때, 작업자는 상기 배출관(C)을 통해 에폭시수지(D)가 누출되는지를 확인하면서 에폭시수지(D)를 충전한다.
그리고, 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 에폭시수지(D)가 충전될 콘크리트 구조물(1)의 표면에 프라이머(E)를 도포한다.
상기 프라이머(E)는 우레탄 아크릴레이트 수지와 폴리메틸 메타크릴레이트 수지가 10~60:90~40 중량 비율로 혼합된 우레탄수지 혼합물 70∼90중량%와 라텍스수지 10∼30%로 구성된다
그리고, 상기 프라이머(E)가 경화되면, 도 11에 도시한 바와 같이, 상기 프라이머(E)의 표면에 에폭시 수지 접착제를 도포하여 접착층(F)을 형성한다.
상기 접착층(F)에 사용되는 에폭시 수지 접착제는 4관능성 에폭시 수지인 테트라글리시딜에테르 디아미노디페닐 메탄 100중량부, 에폭시기의 경화를 위한 방향족 아민 경화제인 디아미노디페닐 메탄 20 내지 50중량부 및 에폭시 수지의 개질을 위한 열가소성 수지인 폴리에테르술폰 10 내지 30중량부로 구성된다.
이때, 상기 에폭시 수지 접착제는 상기 콘크리트 구조물(1)의 손상부분(1a)에 비해 넓게 도포된다.
그리고, 작업자는 상기 권취롤(67a)에 권취된 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널을 적절한 길이로 절단한 후, 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널에 부착된 이형지(5)를 제거한 후, 도 12에 도시한 바와 같이, 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널을 상기 접착층(F)에 접착하고, 앵커볼트(7)를 이용하여 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널을 고정한다.
이때, 상기 손상부분(1a)의 면적이 넓을 경우, 도 13에 도시한 바와 같이, 복수개의 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널을 측면이 상호 근접되도록 고정한다.
그리고, 상기 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널에 형성된 돌출리브(2c)에 고정부재(69)를 결합하고, 앵커볼트(7)를 이용하여 상기 고정부재(69)를 고정함으로써, 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널의 설치를 완료한다.
상기 고정부재(69)는 상기 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널과 동일한 재질로 구성된 것으로, 상기 돌출리브(2c)가 삽입되는 오목홈(69a)이 형성되어, 상호 근접되도록 배치된 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널의 양측에 형성된 돌출리브(2c)를 덮도록 상기 고정부재(69)를 결합하면, 인접된 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널의 측면이 상호 고정된다.
이와 같이 구성된 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널은 패널본체(2)의 성분을 이루는 각각의 재질이 서로유사하기 때문에 열팽창계수의 상이함에 기인한 국부적 변형이 발생되지 않으며, 경량이므로 콘크리트 구조물(1)에 부가적인 하중을 가하지 않으므로 하중에 따른 변형을 방지하는 장점이 있다.
또한, 상기 패널본체(2)는 난연성 수지의 일반적인 특성에 따른 우수한 내후성 및 내화성으로 인하여 열악한 외부환경으로부터 콘크리트 구조물(1)을 보호할 수 있으며, 내구성이 우수하여 보수작업에 소요되는 비용을 절감하는 장점이 있다.
특히, 상기 패널본체(2)는 난연성 수지조성물로 유리섬유를 함침시켜 콘크리트 구조물(1) 보강용 패널을 제조시 접착력 및 경도 등의 콘크리트 구조물(1) 보강용패널에 필요한 물성을 유지하면서도 화재시 유독성 가스가 발생되지 아니하므로 귀중한 인명의 손실 및 막대한 재산상의 손실을 방지할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널에 따르면, 앵커볼트(7)와 에폭시 충전재(2b)에 의해 콘크리트 구조물(1)과 완전히 일체로 거동함으로써, 콘크리트 구조물(1)의 보수 및 보강효과가 극대화될 뿐 아니라, 시공이 용이하며, 공사기간을 단축할 수 있으며, 공사비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
또한, 난연패널의 접착제로 콘크리트 구조물(1)의 접착제와 동일한 물성의 에폭시 수지가 사용됨으로, 난연패널의 내충격성이 향상되고, 콘크리트 구조물(1)과의 부착력이 증대되는 이점이 있다.
그리고, 콘크리트 구조물(1)에 발생된 손상부분(1a)의 내부를 에폭시수지(D)로 충전한 후, 그 표면을 난연패널을 부착하여 시공함으로써 시공부위의 크기나 형상 그리고 균열정도에 맞춰 간편하게 시공할 수 있는 이점이 있다.
도 14 내지 도 20은 본 발명에 따른 다른 실시예를 도시한 것으로, 상기 치핑단계에서 콘크리트 구조물(1)의 내부에 매립된 철근(6)의 부식부위가 외부 노출될 경우, 도 14에 도시한 바와 같이, 상기 치핑단계에서 노출된 철근(6)의 부식부위를 절단하는 절단한 후, 상기 파쇄단계에서 노출된 콘크리트 구조물(1)의 손상부분(1a)과 철근(6)의 표면에 부착된 이물질을 제거하고, 도 15에 도시한 바와 같이, 절단된 철근(6)에 연결구(G)를 결합하여 절단된 철근(6)을 상호 연결함으로써, 철근(6)을 보강하는 과정이 더 추가된다.
상기 철근(6)의 부식부위를 절단할 때는 상기 철근(6)을 톱이나 절단기(68)를 이용하여 절단한다.
그리고, 구조물(1)의 손상부분(1a)과 철근(6)의 표면에 부착된 이물질을 제거할 때는, 샌드블라스터를 이용하여 상기 파쇄단계에서 노출된 콘크리트 구조물(1)의 손상부분(1a)과 철근(6)의 표면에 고속으로 모래를 분사함으로써, 콘크리트의 손상부분(1a)과 철근(6)의 표면에 남은 이물질 또는 콘크리트의 잔해 등을 1차 제거한 후, 상기 파쇄단계에서 노출된 콘크리트 구조물(1)의 손상부분(1a)과 철근(6)의 표면에 물을 고압으로 분사함으로써 이물질을 2차 제거하고, 물이 완전히 건조된 후 철근(6)의 둘레면에 방청 코팅제를 도포하여 방청한다.
그리고, 절단된 철근(6)을 상호 연결하는데 사용되는 연결구(G)는 도 16 내지 도 20에 도시한 바와 같이, 상기 철근(6)의 길이방향으로 연장된 관체형상으로 구성되고 길이방향으로 연장된 절단선(14)에 의해 복수개의 결합편(13)으로 분할되어 절단된 철근(6)의 외측 둘레부에 각각 결합되며 외주면에는 나사산(15)이 형성된 제1 및 제2 결합관(11,12)과, 상기 제1 및 제2 결합관(11,12)의 나사산(15)에 각각 나사결합되며 인접단에는 결합공(21a)과 상기 결합공(21a)에 나사결합되는 나사축(22a)이 각각 형성된 제1 및 제2 고정관(21,22)과, 기단부에는 상기 나사축(22a)이 관통하는 관통공(31)이 형성되어 상기 제1 및 제2 고정관(21,22)의 사이에 결합고정되는 제1 지지바(30)와, 상기 제1 지지바(30)의 선단부에 각도조절가능하게 결합되며 선단부에는 고정브라켓(41)이 형성된 제2 지지바(40)로 구성된다.
상기 제1 및 제2 결합관(11,12)은 강도가 높은 금속재로 구성된다.
상기 결합편(13)은 상기 제1 및 제2 결합관(11,12)을 2개로 분할한 형태로 구성되며, 내주면에는 상기 철근(6)의 둘레면에 형성된 오목홈(4)에 삽입되는 돌기(16)가 형성된다.
즉, 일반적인 건축물에 사용되는 철근(6)은 둘레면에 오목홈(4)이 일정간격으로 형성된 이형철근(6)을 이용하는데, 결합편(13)의 내주면에는 상기 철근(6)의 오목홈(4)에 대응되는 간격으로 돌기(16)가 형성되어, 상기 결합편(13)을 철근(6)의 둘레면에 결합하면, 상기 돌기(16)가 상기 오목홈(4)에 삽입되어 결합편(13)이 철근(6)의 외측에 약간의 유격을 갖도록 고정된다.
그리고, 도 17 및 도 18에 도시한 바와 같이, 결합편(13)의 전후단에는 전후방향으로 연장된 호형상의 연장부(17)가 형성되고, 상기 연장부(17)의 외측둘레부에는 상기 결합편(13)이 원통형을 이루도록 탄성적으로 가압하는 고무재질의 탄성링체(18)가 결합된다.
또한, 도 19에 도시한 바와 같이, 상기 결합편(13)의 내주면에는 내부에는 접착제가 저장된 합성수지재질의 저장관체(50)가 접착고정되어, 상기 접착제의 접착력에 의해 상기 결합편(13)이 상기 철근(6)의 둘레면에 고정되도록 구성된다.
이를 위해, 상기 저장관체(50)는 취성이 높은 합성수지재질로 구성되며, 상기 결합편(13)의 외측단, 즉, 상기 제1 및 제2 결합관(11,12)의 인접단의 반대쪽에 위치되도록 구비된다.
이때, 상기 접착제는 금속을 상호 접착고정할 수 있는 접착력이 강한 것을 이용한다.
따라서, 도 18의 (a)와 도 19에 도시한 바와 같이, 상기 결합편(13)을 벌려 상기 철근(6)의 외측에 결합하면, 상기 탄성링체(18)의 탄성에 의해 결합편(13)이 상호 인접방향으로 가압되어, 도 18의 (b)와 도 16에 도시한 바와 같이, 철근(6)의 외측에 결합된다.
이때, 상기 철근(6)의 둘레면에 결합된 결합편(13)의 외측면을 가압하면, 상기 저장관체(50)가 가압되어 파손되면서 내부에 저장된 접착제가 유출되어, 상기 결합편(13)이 철근(6)의 둘레부에 접착고정된다.
상기 제1 및 제2 고정관(21,22)은 도 15에 도시한 바와 같이, 외주면이 육각형의 단면형상으로 구성된 금속재질의 관체형상으로 구성된다.
이때, 상기 나사축(22a)은 상기 제2 고정관(22)의 단부에 상기 제1 고정관(21)쪽으로 연장되도록 구비되며, 상기 결합공(21a)은 상기 제1 고정관(21)의 단부에 형성된다.
그리고, 상기 결합편(13)의 외주면에 형성된 나사산(15)과 상기 나사축(22a)에 형성된 나사산(22b)은 동일한 피치를 갖는 우나사로 구성된다.
상기 제1 지지바(30)는 강도가 높은 금속재질의 판형상으로 구성된다.
상기 제2 지지바(40)는 기단부를 관통하도록 결합된 고정볼트(42)에 의해 상기 제1 지지바(30)의 선단부에 측방향으로 회동가능하게 결합된다.
이때, 상기 고정볼트(42)에는 너트(43)가 결합되어, 상기 제2 지지바(40)를 회동시켜 각도를 조절한 후, 상기 고정볼트(42)와 너트(43)를 조여, 제2 지지바(40)가 움직이지 않도록 고정할 수 있다.
그리고, 상기 고정브라켓(41)에는 앵커볼트(44)가 결합되는 관통공(41a)이 형성되어, 상기 관통공(41a)에 결합된 앵커볼트(44)에 의해 상기 콘크리트 구조물(1)의 손상부분(1a)에 고정결합된다.
이와 같이 구성된 연결구(G)를 설치하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
우선, 전술한 바와 같이, 도 20에 도시한 바와 같이, 상기 제1 결합관(11)과 제2 결합관(12)을 절단된 철근(6)의 양단에 각각 결합하고, 상기 제1 결합관(11)과 제2 결합관(12)의 외측에 상기 제1 및 제2 고정관(21,22)을 각각 나사결합한다.
그리고, 상기 제1 결합관(11)의 나사축(22a)에 상기 제1 지지바(30)의 기단부에 형성된 관통공(31)을 결합한 후, 상기 제1 및 제2 결합관(11,12)을 반대방향으로 회전시켜 상호 인접방향으로 전진되도록 하면, 도 16에 도시한 바와 같이, 상기 나사축(22a)이 상기 결합공(21a)에 결합된다.
그리고, 상기 제1 및 제2 결합관(11,12)을 강하게 조여 결합하면, 상기 제1 지지바(30)가 상기 제1 및 제2 결합관(11,12)의 사이에 가압고정된다.
그리고, 상기 제2 지지바(40)의 각도를 조절하여 상기 고정브라켓(41)이 콘크리트구조물(1)의 손상부분(1a)에 밀착되도록 한 후, 도 15에 도시한 바와 같이, 상기 앵커볼트(44)를 이용하여 상기 고정브라켓(41)을 콘크리트구조물(1)의 손상부분(1a)에 고정함으로써, 연결구(G)의 설치를 완료할 수 있다.
그리고, 이와 같이 연결구(G)를 이용하여 절단된 철근(6)을 상호 연결한 후, 치핑된 콘크리트 구조물(1)에 주입관(A)과 차단판(B) 및 배출관(C)을 설치하여, 에폭시수지를 주입하고, 상기 에폭시수지(D)가 충전될 콘크리트 구조물(1)의 표면에 프라이머(E)를 도포한 후, 상기 프라이머(E)의 표면에 에폭시 수지 접착제를 도포하여 접착층(F)을 형성하고, 상기 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널을 고정함으로서, 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널의 시공을 완료할 수 있다.
이와 같은 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널 시공방법에 따르면, 부식된 철근(6)을 절단한 후, 연결구(G)를 이용하여 절단된 철근(6)을 연결하고, 연결구를 콘크리트 구조물(1)에 고정함으로써, 철근(6)을 더욱 견고하게 보강할 수 있는 장점이 있다.
1. 구조물 2. 패널본체
3. 섬유매쉬 4. 에폭시 수지 접착제
5. 이형지 G. 연결구

Claims (5)

  1. 치핑에 의해 시공 대상 콘크리트 구조물에 형성된 홀에 충전된 에폭시 수지(D)와;
    측면이 상호 근접하도록 상기 에폭시 수지(D) 상에 배치된 난연패널들 -상기 난연패널들 각각은 유리섬유, 아라미드섬유, 또는 탄소섬유를 포함하는 고인장 섬유 가운데 적어도 한 종류 이상이 일방향으로 고르게 분포된 섬유심(2a) 70∼80 중량%에 150℃ 이상의 고온에서 경화되는 난연성 수지를 포함하는 충전재(2b)가 20∼30중량% 함침되어 두께 20mm 이하, 폭 2,000mm 이하로 이루어지는 패널본체(2)와, 상기 패널본체(2)의 상면에 적층된 로빙크로스 섬유매쉬(3)와, 상기 로빙크로스 섬유매쉬(3)의 상면에 적층된 에폭시수지접착제(4)를 포함하고, 상기 패널본체(2)의 하측면에는 상호 측방향으로 이격되어, 상기 패널본체(2)의 강도를 보강하도록 구성된 복수개의 돌출리브(2c)가 구비됨-과;
    한 쌍의 오목홈(69a)들과 상기 한 쌍의 오목홈(69a)들 사이에 형성된 돌출부를 포함하되, 상기 한 쌍의 오목홈(69a)들에 상기 난연패널들의 이웃하는 돌출리브(2c)들이 삽입되도록 배치되고, 상기 돌출부는 에폭시 수지(D) 중 이웃하는 패널본체(2) 사이에 존재하는 에폭시 수지와 마주하는, 고정부재(69)와;
    상기 돌출부가 형성된 상기 고정부재(69)의 중앙을 관통하여 상기 에폭시 수지에 체결되는 앵커볼트(7)을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 충전재(2b)는 폴리에스테르수지, 비닐에스테르수지 및 에폭시 수지 중 적어도 하나를 포함하는 원료에 인계 난연재를 3~5중량%를 혼합하여 구성된 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 홀을 통해 노출된 철근(6)의 절단된 두분 사이를 연결하도록 결합된 연결구(G)를 포함하며,
    상기 연결구(G)는,
    상기 철근(6)의 길이방향으로 연장된 관체형상으로 구성되고 길이방향으로 연장된 절단선(14)에 의해 복수개의 결합편(13)으로 분할되어 절단된 철근(6)의 외측 둘레부에 각각 결합되며 외주면에는 나사산(15)이 형성된 제1 및 제2 결합관(11,12)과,
    상기 제1 및 제2 결합관(11,12)의 나사산(15)에 각각 나사결합되며 인접단에는 결합공(21a)과 상기 결합공(21a)에 나사결합되는 나사축(22a)이 각각 형성된 제1 및 제2 고정관(21,22)과,
    기단부에는 상기 나사축(22a)이 관통하는 관통공(31)이 형성되어 상기 제1 및 제2 고정관(21,22)의 사이에 결합고정되는 제1 지지바(30)와,
    상기 제1 지지바(30)의 선단부에 각도조절가능하게 결합되며 선단부에는 고정브라켓(41)이 형성된 제2 지지바(40)를 포함하고,
    상기 결합편(13)의 내주면에는 상기 철근(6)의 둘레면에 형성된 오목홈(4)에 삽입되는 돌기(16)가 형성되고,
    상기 결합편(13)의 외주면에 형성된 나사산(15)과 상기 나사축(22a)에 형성된 나사산(22b)은 동일한 피치를 갖도록 구성되며,
    상기 고정브라켓(41)에는 앵커볼트(44)가 결합되는 관통공(41a)이 형성되어, 상기 관통공(41a)에 결합되는 앵커볼트(44)를 이용하여 상기 제2 지지바(40)를 콘크리트 구조물(1)의 손상부분(1a)에 고정함으로써, 상기 연결구(G)를 콘크리트 구조물(1)의 손상부분(1a)에 고정할 수 있도록 구성되며,
    상기 제1 및 제2 결합관(11,12)을 이루는 결합편(13)의 전후단에는 전후방향으로 연장된 호형상의 연장부(17)가 형성되고,
    상기 연장부(17)의 외측둘레부에 결합되어 상기 결합편(13)이 원통형을 이루도록 탄성적으로 가압하는 고무재질의 탄성링체(18)와,
    상기 결합편(13)의 내주면에 접착고정되며 내부에는 접착제가 저장된 합성수지재질의 저장관체(50)를 더 포함하여,
    상기 결합편(13)을 상기 철근(6)의 둘레면에 결합한 후, 상기 결합편(13)의 외측면을 가압하면, 상기 저장관체(50)가 가압되어 파손되면서 내부에 저장된 접착제가 유출되어, 상기 결합편(13)이 철근(6)의 둘레부에 접착고정되도록 구성된 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널은 다수개의 릴(61)에서 풀려나온 섬유심(2a)을 배스(62)에 저장된 충전재(2b)에 함침시키는 함침단계와,
    상기 함침단계를 통과한 섬유심(2a)의 상면에 로빙크로스 섬유매쉬(3)를 적층하는 적층단계와,
    로빙크로스 섬유매쉬(3)가 적층된 섬유심(2a)를 압출성형금형(64)의 성형공(64a)을 통과시켜 패널형태로 성형하는 성형단계와,
    상기 성형단계를 통과한 패널을 가열하여 건조시키는 건조단계와,
    상기 건조단계를 통과하여 건조된 패널을 권취롤(67a)에 권취하는 권취단계를 통해 제작되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널.
  5. 콘크리트 구조물의 보수 보강 구조물을 시공하는 방법으로서,
    치핑에 의해 시공 대상 콘크리트 구조물(1)을 치핑하는 치핑단계와,
    치핑된 콘크리트 구조물(1)에 에폭시수지(D)를 충전하도록 주입관(A)과 차단판(B) 및 배출관(C)을 설치하는 설치단계와,
    상기 주입관(A)을 통해 콘크리트 구조물(1)의 내부에 에폭시수지(D)를 충전하면서 배출관(C)을 에폭시수지(D)가 누출되는지를 확인하면서 에폭시수지(D)를 충전하는 충전단계와,
    상기 에폭시수지(D)가 충전될 콘크리트 구조물(1)의 표면에 프라이머(E)를 도포하는 도포단계와,
    상기 프라이머(E)의 표면에 4관능성 에폭시 수지인 테트라글리시딜에테르 디아미노디페닐 메탄 100중량부, 에폭시기의 경화를 위한 방향족 아민 경화제인 디아미노디페닐 메탄 20 내지 50중량부 및 에폭시 수지의 개질을 위한 열가소성 수지인 폴리에테르술폰 10 내지 30중량부로 구성된 에폭시 수지 접착제를 도포하여 접착층(F)을 형성하는 접착층형성단계와,
    권취롤에 권취된 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널을 적절한 길이로 절단하고 상기 에폭시 수지 접착층(F)에 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널을 부착한 후 상기 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널을 앵커볼트(7)로 고정하는 고정단계와,
    상기 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널의 양측에 형성된 돌출리브(2c)를 덮도록 고정부재(69)를 결합하여 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널을 상호 고정하는 2차 고정단계를 포함하며,
    상기 치핑단계에서는 콘크리트 구조물(1)의 손상부분(1a)을 파쇄하여 콘크리트 구조물(1)의 내부에 매립된 철근(6)의 부식부위가 외부 노출되도록 하고,
    상기 치핑단계에서 노출된 철근(6)의 부식부위를 절단하는 절단단계와,
    상기 파쇄단계에서 노출된 콘크리트 구조물(1)의 손상부분(1a)철근(6)의 표면에 부착된 이물질을 제거하는 세척단계와,
    상기 세척단계에서 이물질이 제거된 철근(6)의 둘레면에 코팅제를 도포하는 도포단계와,
    상기 절단단계에서 절단된 철근(6)에 연결구(G)를 결합하여 절단된 철근(6)을 상호 연결하는 연결단계를 더 포함하며,
    상기 연결구(G)는
    상기 철근(6)의 길이방향으로 연장된 관체형상으로 구성되고 길이방향으로 연장된 절단선(14)에 의해 복수개의 결합편(13)으로 분할되어 절단된 철근(6)의 외측 둘레부에 각각 결합되며 외주면에는 나사산(15)이 형성된 제1 및 제2 결합관(11,12)과,
    상기 제1 및 제2 결합관(11,12)의 나사산(15)에 각각 나사결합되며 인접단에는 결합공(21a)과 상기 결합공(21a)에 나사결합되는 나사축(22a)이 각각 형성된 제1 및 제2 고정관(21,22)과,
    기단부에는 상기 나사축(22a)이 관통하는 관통공(31)이 형성되어 상기 제1 및 제2 고정관(21,22)의 사이에 결합고정되는 제1 지지바(30)와,
    상기 제1 지지바(30)의 선단부에 각도조절가능하게 결합되며 선단부에는 고정브라켓(41)이 형성된 제2 지지바(40)를 포함하고,
    상기 결합편(13)의 내주면에는 상기 철근(6)의 둘레면에 형성된 오목홈(4)에 삽입되는 돌기(16)가 형성되고,
    상기 결합편(13)의 외주면에 형성된 나사산(15)과 상기 나사축(22a)에 형성된 나사산(22b)은 동일한 피치를 갖도록 구성되며,
    상기 고정브라켓(41)에는 앵커볼트(44)가 결합되는 관통공(41a)이 형성되어, 상기 관통공(41a)에 결합되는 앵커볼트(44)를 이용하여 상기 제2 지지바(40)를 콘크리트 구조물(1)의 손상부분(1a)에 고정함으로써, 상기 연결구(G)를 콘크리트 구조물(1)의 손상부분(1a)에 고정할 수 있도록 구성되며,
    상기 제1 및 제2 결합관(11,12)을 이루는 결합편(13)의 전후단에는 전후방향으로 연장된 호형상의 연장부(17)가 형성되고,
    상기 연장부(17)의 외측둘레부에 결합되어 상기 결합편(13)이 원통형을 이루도록 탄성적으로 가압하는 고무재질의 탄성링체(18)와,
    상기 결합편(13)의 내주면에 접착고정되며 내부에는 접착제가 저장된 합성수지재질의 저장관체(50)를 더 포함하여,
    상기 결합편(13)을 상기 철근(6)의 둘레면에 결합한 후, 상기 결합편(13)의 외측면을 가압하면, 상기 저장관체(50)가 가압되어 파손되면서 내부에 저장된 접착제가 유출되어, 상기 결합편(13)이 철근(6)의 둘레부에 접착고정되도록 구성된 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보수보강용 난연패널 시공방법.
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