KR102169484B1 - 콘크리트 구조물 복구공법 - Google Patents

콘크리트 구조물 복구공법 Download PDF

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KR102169484B1
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지엘기술주식회사
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Abstract

본 발명은 콘크리트 구조물 복구공법에 관한 것이다.
구체적으로는, 중차량 통행의 증가, 기후이상, 동절기 제설제 또는 염해에 의해 부식이나 휨 등의 파손이 발생되는 콘크리트 구조물을 복구하는, 콘크리트 구조물 복구공법으로서,
복구용 몰탈로 사용되는 배합물;과 콘크리트가 파손에 대해 저항할 수 있도록 하는 나사못 및 칼블럭을 포함하는 볼트구조물;을 이용하여 수행되는, 콘크리트 구조물 복구공법에 관한 것이다.

Description

콘크리트 구조물 복구공법{RECOVERY METHOD OF CONCRETE APPARATUS}
본 발명은 콘크리트 구조물 복구공법에 관한 것이다.
구체적으로는, 중차량 통행의 증가, 기후이상, 동절기 제설제 또는 염해에 의해 부식이나 휨 등의 파손이 발생되는 콘크리트 구조물을 복구하는, 콘크리트 구조물 복구공법으로서,
복구용 몰탈로 사용되는 배합물;과 콘크리트가 파손에 대해 저항할 수 있도록 하는 나사못 및 칼블럭을 포함하는 볼트구조물;을 이용하여 수행되는, 콘크리트 구조물 복구공법에 관한 것이다.
콘크리트 구조물은 건설 후 염해나 중성화, 알칼리 골재 반응, 화학적 부식 외에 물의 침투에 의한 강재의 부식 팽창 등으로 구조물이 열화되면서 장기적으로 내구성 및 사용성이 저하된다. 이러한 구조물의 열화가 계속 진행되면 결국 구조물의 붕괴를 초래할 위험성이 있기 때문에 지속적으로 관리하고 보수할 필요가 있다.
구조물 표면의 박리 또는 초기 결함이나 균열의 발생은 열화 요인의 이동을 용이하게 하여 열화의 진행을 촉진시키므로 콘크리트 구조물의 안정성 및 성능 확보를 위해서는 열화 초기에 보수를 실시하여 더 이상의 열화의 진행을 억제하고 내구성능을 향상시킬 필요가 있다.
따라서 콘크리트의 열화, 강재의 부식, 기타의 원인에 의해 구조물 단면의 박리나 탈락 등의 열화 인자를 포함하는 콘크리트 부분을 제거한 후 단면을 원래의 성능 및 형태로 복원하기 위해 보수 보강 재료를 충진 하는 등의 보수를 실시하는 것이 일반적이다.
종래의 보수 보강를 위한 보수재는 주로 시멘트계 모르타르나 폴리머 시멘트 모르타르 등을 사용하였는데, 이러한 종래의 보수재는 기존 구조물의 열화를 억제하고 현재 이상의 내구 성능을 향상시키는 것을 목적으로 하여 강도를 높이거나 최초 시공 시 부착 성능을 향상시키는 것에만 초점을 맞춘 것이 대부분이므로 시공 후 얼마 되지 않아 표면이 다시 쉽게 손상되기 때문에 보수 공사를 자주 해야 하는 문제가 있었다.
일예로서, 공개특허공보 제10-2006-0079447호에서는 CSA(Calcium sulfoaluminate)와 소정의 고미분말 결합재를 첨가하여 모르타르 조성물을 제조하는 방법을 제안한다. 그러나, 상기 재료를 이용하여 제조된 모르타르 조성물은 고가의 아윈(Hauyne)계 시멘트를 사용하므로 시공 단가의 상승을 유발하고 초기 응결 시간 및 강도 면에서 충분한 결과를 얻지 못하였다.
또한, 기존의 보수 방법으로 시공할 경우 표면에서 수분과 산소가 미세한 틈으로 스며들기 때문에 산소에 의한 철근의 부식이 진행되고 수분에 의한 콘크리트의 열화가 발생하여 보수 효과가 오래 지속되기 어렵기 때문에 보수 공사를 자주 실시해야 하는 문제점이 있었다.
이를 극복하고자 등록특허공보 제10-1844193호의 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법이 제안되었다.
상기 기술은, 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 열화된 콘크리트 구조물의 손상 부분을 보수함에 있어 내구성과 접착 강도를 향상시켜 보수 효과를 장기간 유지하는 동시에 단시간에 보수 공사를 안정적으로 완료할 수 있어 경제성도 우수하고 콘크리트의 중성화 방지 효과도 우수하며, 특히 수밀성을 강화하여 산성비와 같은 외부 대기 환경에 의한 영향을 최소화할 수 있고, 바인더와 제어제를 최적 비율로 혼합함으로써 응결 속도를 제어하고 속경성을 발휘할 수 있는 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법을 제안한다.
공개특허공보 제10-2006-0079447호(2006.07.06.) 등록특허공보 제10-1844193호(2018.03.30. 공고) 등록특허공보 제10-1724062호(2017.04.06. 공고) 등록특허공보 제10-1058157호(2011.08.24. 공고)
본 발명의 목적은, 중차량 통행의 증가, 기후이상, 동절기 제설제 또는 염해에 의해 부식이나 휨 등의 파손이 발생되는 콘크리트 구조물을 복구하는, 콘크리트 구조물 복구공법으로서,
복구용 몰탈로 사용되는 배합물;과 콘크리트가 파손에 대해 저항할 수 있도록 하는 나사못 및 칼블럭을 포함하는 볼트구조물;을 이용하여 수행되는, 콘크리트 구조물 복구공법을 제공하는데 있다.
상술된 목적을 달성하기 위하여 안출된 것으로 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 복구공법은,
복구용 몰탈로 사용되는 배합물; 및 콘크리트가 파손에 대해 저항할 수 있도록 하는 나사못 및 칼블럭; 중 선택된 어느 하나 이상을 사용하여, 복구된 콘크리트 콘크리트 구조물의 제설제와 염해에 대한 내구성을 가지도록 함과 동시에 재손상 발생기간을 지연시킬 수 있도록 하는 복구공법으로서,
상기 복구공법은 표면보수공법 및 단면복구공법을 포함하되,
상기 표면보수공법은,
콘크리트 구조물의 손상면적을 확인하는 제1 단계;
상기 제1 단계에서 손상면적이 확인되는 경우, 해당 손상면적을 표면처리 하는 제2 단계;
상기 제2 단계에서 표면처리된 영역을 세척 및 청소하는 제3 단계;
상기 제3 단계 후 손상면적에 몰탈용 배합물을 충진 또는 도포하는 제4 단계; 및
상기 제4 단계가 완료되면, 몰탈용 배합물이 시공된 면적의 표면을 마감하는 제5 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 단면복구공법은,
콘크리트 구조물의 손상면적을 확인하는 제1 단계;
상기 제1 단계에서 손상면적이 확인되는 경우, 해당 손상면적을 표면처리 하는 제2 단계;
상기 제2 단계에서 표면처리된 영역을 세척 및 청소하는 제3 단계;
상기 제3 단계 후 손상면적의 일측에 천공을 수행하는 제4 단계;
상기 제4 단계에서 수행된 천공에 Rapid Latex Paste를 주입하는 제5 단계;
상기 제5 단계 후, 상기 천공단계를 통해 형성된 천공에 칼블럭을 삽입하는 제6 단계;
상기 제6 단계에서 천공에 삽입된 칼블럭에 나사못과 와셔를 삽입하는 제7 단계;
상기 제7 단계 후 몰탈용 배합물을 시공하여 상기 나사목과 칼블럭이 내설되도록 시공하는 제8 단계; 및
상기 제8 단계가 완료되면, 몰탈용 배합물이 시공된 면적의 표면을 마감하는 제9 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 배합물은,
물 13.5중량%, 초속경시멘트 34중량%, 잔골재 40중량% 및 라텍스 12.5중량%를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 잔골재는,
일반모래와 규사를 혼합한 것으로서,
상기 잔골재 총 무게를 100중량%로 할 때, 일반모래 70중량% 및 규사 30중량%인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 볼트구조물은,
콘크리트 블록의 천공에 삽입되는 칼블럭과;
상기 칼블럭에 삽입되되, 나사산이 형성된 기둥의 일부가 칼블럭으로부터 노출될 수 있는 길이를 가지는 나사못과;
상기 나사못의 기둥 일측에 끼워져 삽입되는 와셔;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 칼블럭은,
나사못이 삽입되기 위한 홈이 상, 하 방향으로 형성되고,
칼블럭의 일측 외면에는 돌기가 요철(凹凸) 형상으로 형성되도록 구성되며,
칼블록의 다른 일측 외면에는 칼블럭의 길이방향으로 소정의 길이를 가지는 관통홀이 형성되되,
상기 관통홀의 내측으로는 파단면이 구비되며, 상기 파단면은 그 하측이 관통홀의 가장자리에 일체로 구성되도록 연결되고, 그 상측은 양측으로 연장된 날개가 구비되어 관통홀의 가장자리 일측에 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 콘크리트 구조물 복구공법에 의하면, 기존 복구공법 대비 제설제와 염해에 우수한 내구성을 갖고, 재손상 발생기간을 지연시킬 수 있는 복구공법의 수행이 가능한 장점이 있으며, 이로 인해 사회적으로도 복구에 대한 사회간접비용인 구조물의 유지관리비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 복구공법에 사용되는 나사못과 칼블럭을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 복구공법을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 복구공법 중 단면복구방법을 나타낸 것이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 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.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.
본 발명은 콘크리트 구조물 복구공법에 관한 것이다.
구체적으로는, 중차량 통행의 증가, 기후이상, 동절기 제설제 또는 염해에 의해 부식이나 휨 등의 파손이 발생되는 콘크리트 구조물을 복구하는, 콘크리트 구조물 복구공법으로서,
복구용 몰탈로 사용되는 배합물;과 콘크리트가 파손에 대해 저항할 수 있도록 하는 나사못 및 칼블럭을 포함하는 볼트구조물;을 이용하여 수행되는, 콘크리트 구조물 복구공법에 관한 것이다.
이러한 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 복구공법은, 첨부된 도면의 도 4를 통해 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 복구공법을 나타낸 것이다.
1. 손상면적 확인 단계
손상면적 확인 단계는, 기제조된 콘크리트 구조물의 변형, 파괴 등의 손상된 면적이 있는지 확인하는 단계이다.
2. 표면처리(치핑) 단계
표면처리 단계는, 상기 손상면적 확인 단계에서 손상면적이 확인되는 경우, 해당 손상면적을 표면처리 하는 단계이다.
3. 세척 및 청소 단계
세척 및 청소 단계는, 상기 표면처리 단계에서 표면처리된 영역을 세척 및 청소하는 단계이다.
상기 세척 및 청소 단계 이후의 과정은, 수행되는 공법이 표면보수공법인지 혹은 단면복구공법인지에 따라 나뉘어진다.
표면보수공법
4. 몰탈용 배합물 충진 또는 도포 단계
몰탈용 배합물 충진 또는 도포 단계는, 상기 세척 및 청소 단계 후 손상면적에 몰탈용 배합물을 충진 또는 도포하는 단계이다.
이때, 몰탈용 배합물은 후술되는 배합물을 사용하도록 한다.
5. 표면마감 단계
표면마감 단계는, 상기 몰탈용 배합물 충진 또는 도포 단계가 완료되면, 몰탈용 배합물이 시공된 면적의 표면을 마감하는 단계이다.
이때, 표면 마감의 의미는 표면을 고르게 가공하는 것 등을 의미한다.
단면복구방법
단면복구방법은 첨부된 도면의 도 5를 참조하면 이해가 쉬울 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 복구공법 중 단면복구방법을 나타낸 것이다.
4. 천공단계
천공단계는, 상기 세척 및 청소 단계 후 손상면적의 일측에 천공을 수행하는 단계이다. 본 단계의 천공은 본 명세서에 기재된 볼트구조물의 삽입을 위한 천공을 참조하도록 한다.
5. 천공부 Rapid Latex Paste 주입 단계
천공부 Rapid Latex Paste 주입 단계는, 상기 천공단계에서 수행된 천공에 Rapid Latex Paste를 주입하는 단계이다. 상기 Rapid Latex Paste는 시중의 것을 사용하도록 한다.
6. 칼블럭 삽입 단계
칼블럭 삽입 단계는, 상기 천공부 Rapid Latex Paste 주입 단계 후, 상기 천공단계를 통해 형성된 천공에 칼블럭을 삽입하는 단계이다.
7. 나사못 삽입 단계
나사못 삽입 단계는, 상기 칼블럭 삽입 단계에서 천공에 삽입된 칼블럭에 나사못과 와셔를 삽입하는 단계이다.
8. 몰탈용 배합물 충진 또는 도포 단계
몰탈용 배합물 충진 또는 도포 단계는, 상기 나사못 삽입 단계 후 몰탈용 배합물을 충진 또는 도포 형식으로, 볼트구조물인 나사못과 칼블럭이 내설되도록 시공하는 단계이다.
이때, 몰탈용 배합물은 후술되는 배합물을 사용하도록 한다.
상기 볼트구조물 역시 후술되는 볼트구조물을 사용하도록 한다.
9. 표면마감 단계
표면마감 단계는, 상기 몰탈용 배합물 충진 또는 도포 단계가 완료되면, 몰탈용 배합물이 시공된 면적의 표면을 마감하는 단계이다.
이때, 표면 마감의 의미는 표면을 고르게 가공하는 것 등을 의미한다.
이하에서는 배합물에 대하여 설명하도록 한다.
배합물
본 발명에 따른 배합물은 물; 초속경시멘트; 일반모래 및 규사를 포함하는 잔골재; 및 라텍스;를 포함하도록 구성된다.
구체적으로는, 물 10~15중량%, 초속경시멘트 32~35중량%, 잔골재 35~50중량% 및 라텍스 10~15중량%로 구성되되, 더 바람직하게는, 물 13.5중량%, 초속경시멘트 34중량%, 잔골재 40중량% 및 라텍스 12.5중량%로 구성될 수 있다.
또한, 위 조성물 중 초속경시멘트 등은 시중에서 구매 가능한 것을 사용하도록 하고, 잔골재는 일반모래와 규사를 혼합한 것으로서, 잔골재 총 무게를 100중량%로 할 때, 일반모래 70중량% 및 규사 30중량%로 하도록 한다.
또한, 라텍스는 고형분 50% 액상형 라텍스를 사용하도록 한다.
상술된 배합물의 성능을 확인하기 위하여 다음의 실험을 수행하였다.
먼저, 실험군은 아래의 [표 1]과 같이 하였다.
단면복구공법 단위물량 배합표(kg/
Figure 112020034672109-pat00001
)
구분 물 초속경
시멘트		 잔골재 라텍스
(고형분 50%)		 Urea
일반모래 규사
Latex 10%(0.0) 109.2 390 1640 0 78 0.2%
Latex 12.5%(0.3) 99.45 390 1148 492 97.5 0.2%
Latex 12.5%(0.7) 99.45 390 492 1148 97.5 0.2%
Latex 15%(1.0) 89.7 390 0 1640 117 0.2%
※ 실험체 명칭은 위에서 아래의 순서로 DL-10(0.0) / DL-12.5(0.3) / DL-12.5(0.7) / DL-15(1.0)
※ 실험체 명칭에서 DL은 Damaged Latex의 앞글자를 따서 지칭한 것이고, 최선단의 숫자(10, 12.5, 15)는 라텍스의 백분율 함량을 의미하며, 괄호[()] 안의 숫자는 규사의 함량을 의미
즉, DL-10(0.0)은 단위물량 배합표 기준에서 Latex가 10% 함유되고 잔골재 규사를 0% 즉, 일반모래를 100% 사용한 단면복구 실험체이고,
DL-12.5(0.3)은 단위물량 배합표 기준에서 Latex가 12.5% 함유되고 잔골재 규사를 30% 즉, 일반모래를 70% 사용한 단면복구 실험체이며,
DL-12.5(0.7)은 단위물량 배합표 기준에서 Latex가 12.5% 함유되고 잔골재 규사를 70% 즉, 일반모래를 30% 사용한 단면복구 실험체이고,
DL-15(1.0)은 단위물량 배합표 기준에서 Latex가 15% 함유되고, 잔골재 규사를 100% 즉, 일반모래를 0% 사용한 단면복구 실험체이다.
아울러, 실험에서 언급되는 OR은 일반적으로 이용되는 압축강도 30MPa 콘크리트 배합이고, DA는 피복부가 탈락된 상황을 재현한 실험체를 의미한다.
실험방법은 통상의 콘크리트 하중-변위를 측정하는 실험으로 수행하였고, 그 결과는 [표 2] 및 [표 3]을 참조할 수 있다.
펜딩스크류는 후술되는 볼트구조물을 이용한 것이다.
구분 Load(kN) Deflection(mm)
OR-01 250 9.78
OR-02 240 9.31
DA-01 90 8.50
DA-02 58 4.90
DL-10.0(0.0) 115 9.70
DL-12.5(0.3) 100 8.44
DL-12.5(0.7) 128 7.00
DL-15.0(1.0) 130 8.84
Pending Screw-01 200 9.50
Pending Screw-02 185 11.0
Figure 112020034672109-pat00002


Figure 112020034672109-pat00003
슬래브 형태의 구조물이 피복손상을 받을 경우 휨 성능은 평균 70% 감소하였으며, 단면복구시 피복손상을 받지 않은 실험체 기준으로 50%, 피복손상을 받은 실험체 기준 60% 휨 성능이 복원되는 것으로 측정되었다. 한편, DL-12.5(0.3) 배합에 추가적으로 Pending Scerw를 시공하게 되면 80%수준으로 휨 성능이 회복되는 것으로 측정되었다.
이하에서는, 각 실험군을 대상으로 침투 성능을 실험하였고, 실험은 [표 4]와 같이 수행되었다.
Figure 112020034672109-pat00004
실험은 총 2회에 걸쳐 수행하였고, 실험 결과는 아래 표와 같다.
표. 2019년 11월 14일 침투실험 결과
구분 초기수위
(mm)		 측정수위
(mm)		 침투깊이
(mm)		 침투성능
(cm/sec)		 50mm 침투까지 걸리는 기간
(day)		 OR 대비
비율
OR 273 261.2 11.8 2.18E-06 26.6 1
DL-10(0.0) 280 265.5 14.5 2.68E-06 21.6 0.81
DL-12.5(0.3) 290 287.4 2.6 4.80E-07 120.5 4.54
DL-12.5(0.7) 273.5 269.8 3.7 6.83E-07 84.7 3.19
DL-15(1.0) 277 274.5 2.5 4.62E-07 125.4 4.72
표. 2019년 11월 28일 침투실험 결과
구분 초기수위
(mm)		 측정수위
(mm)		 침투깊이
(mm)		 침투성능
(cm/sec)		 50mm 침투까지 걸리는 기간
(day)		 OR 대비
비율
OR 273 256.5 16.5 9.09E-07 63.7 1
DL-10(0.0) 280 243.2 36.8 2.03E-06 28.5 0.45
DL-12.5(0.3) 290 286.5 3.5 1.93E-07 300.1 4.71
DL-12.5(0.7) 273.5 258.8 14.7 8.10E-07 71.4 1.12
DL-15(1.0) 277 266.2 10.8 5.95E-07 97.2 1.53
침투실험 결과, 장기간에 따른 침투성능의 차이는 초기 표층 레이턴스층을 침투하면서 높은 침투율을 보이다 심층으로 침투될수록 침투율이 낮아지는 일반적인 콘크리트 투수실험의 양상을 보였다.
다만, DL-12.5(0.7), DL-15(1.0) 실험체의 경우 실험체 제작오차와 재료의 비균질성이 기인한 것으로 판단된다.
또한, DL-10(0.0) 실험체의 경우 실험체의 개수가 작아 불확실성이 있으나 본 실험에서는 DL-10(0.0) 실험체를 제외한 Latex가 함유된 다른 실험군에서 OR 실험체보다 침투성능이 저하되는 일률적인 양상을 보여 DL-10(0.0) 실험군은 실험의 오류가 있었다고 판단된다.
즉, DL-10(0.0) 실험체를 제외하고 나머지 라텍스가 포함된 실험군에서 OR 실험군보다 침투성능이 확연히 저하되는 것으로 측정되었으므로, 라텍스가 함유됨에 따라 염화물 침투 저항성이 향상되는 것을 확인하였다.
상술된 실험을 기반으로, 배합물의 최적의 함량은 [표 7]과 같이 결정하였다. 이는 상술된 물 13.5중량%, 초속경시멘트 34중량%, 잔골재 40중량% 및 라텍스 12.5중량%에 해당한다.
단면복구공법 단위물량 배합표(kg/
Figure 112020034672109-pat00005
)
구분 물 초속경
시멘트		 잔골재 라텍스 실험체 명칭
일반모래 규사
Latex 12.5%(0.3) 99.45 390 1148 492 97.5 DL-12.5(0.3)
이하에서는 후술될 볼트구조물이 콘크리트 블록의 파괴양상에 미치는 영향을 실험하였다. 아래의 실험은 통상의 파괴양상을 측정하는 실험방법을 통해 수행되었다.
Figure 112020034672109-pat00006
Figure 112020034672109-pat00007
(a) 피복손상을 받지 않은 실험체
Figure 112020034672109-pat00008
Figure 112020034672109-pat00009
(b) 피복손상을 받은 실험체
Figure 112020034672109-pat00010
Figure 112020034672109-pat00011
(c) DL-10(0.0) 단면복구 실험체
Figure 112020034672109-pat00012
Figure 112020034672109-pat00013
(d) DL-12.5(0.3) 단면복구 실험체
Figure 112020034672109-pat00014
Figure 112020034672109-pat00015
(e) DL-12.5(0.7) 단면복구 실험체
Figure 112020034672109-pat00016
Figure 112020034672109-pat00017
(f) DL-15(1.0) 단면복구 실험체
Figure 112020034672109-pat00018
Figure 112020034672109-pat00019
(g) Pending Screw-01 단면복구 실험체
Figure 112020034672109-pat00020
Figure 112020034672109-pat00021
(h) Pending Screw-02 단면복구 실험체
[표 8]에 따르면, 모든 휨 성능 실험체에서 사인장응력에 의한 전단균열이 성장하면서 본래의 구조체와 피복부의 층분리가 발생하는 전형적인 전단파괴가 발생하였다.
따라서, 라텍스가 함유된 배합물은 콘크리트 구조물이 극한하중에 도달해도 박락, 탈락, 파손 등의 단면손실은 발생하지 않아, 배합에 라텍스가 함유되면 인장강도와 부착성능이 증가하는 것으로 판단된다.
한편, 볼트구조물(Pending Screw)을 시공한 실험군에서는 본래의 구조물과 피복부의 층분리 폭이 비교적 작은 것으로 보아 볼트구조물이 휨에 의한 본래의 구조체와 피복부의 곡률변형에 따른 축방향력은 물론, 층분리 순간에도 효과적으로 저항한 것으로 판단된다.
이러한 볼트구조물을 첨부된 도면을 통해 아래에서 설명하도록 한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 복구공법에 사용되는 나사못과 칼블럭을 나타낸 것이다.
볼트구조물
본 발명에 따른 볼트구조물은 첨부된 도면의 도 1과 같이 콘크리트에 결합되고, 나사못 및 칼블럭을 포함한다.
이러한 볼트구조물이 콘크리트에 결합되는 것은, 콘크리트의 압축강도에 맞는 적정 토크를 가진 드릴에 나사못에 대응되는 콘크리트 비트를 장착하여 칼블럭 길이만큼 천공시키고, 천공된 홀에 칼블럭을 고무망치 등으로 삽입한 후, 와셔를 삽입한 후 나사못을 칼블럭에 체결하여 시공하도록 한다.
볼트구조물은, 길이 5cm, 나사산 지름 4mm, 머리지름 8mm의 나사못((주)대화공업)과, 지름 4∼5mm 용 길이 30mm 칼블럭(fischer)과, 나사산 직경 5mm 미만, 직경 25mm, 두께 1.5mm 와샤(세흥금속)를 사용하도록 하였다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에서는 콘크리트 블록 2340*520*250의 제원을 기준으로, 볼트구조물을 장방향 16cm, 단방향 14cm 간격으로 총 42개 결합하였고, 시공 시 원칙은 볼트구조물이 시공되는 면적에 적정, 정방향 간격으로 시공하는 것을 원칙으로 하였으며, 볼트구조물의 길이는 2.5cm깊이가 정착되도록 시공하였다(시공완료 시 칼블럭에 삽입된 후 나사못이 2.5cm 돌출되도록 시공하였다).
칼블럭은 첨부된 도면의 도 3과 같이 나사못이 삽입되기 위한 홈이 상, 하 방향으로 형성되고, 칼블럭의 외면에는 돌기가 요철(凹凸) 형상으로 형성되도록 구성된다. 이러한 요철(凹凸) 형상에 의하여 상기 홈의 내면 역시 요철(凹凸)이 형성될 수 있다.
그리고, 상기 돌기가 형성되지 않은 칼블럭의 다른 외면에는 칼블럭의 길이방향으로 소정의 길이를 가지는 관통홀이 형성된다. 상기 관통홀은 상기 칼블럭의 외면과 상기 홈의 내측이 연통될 수 있도록 한다.
이러한 관통홀의 내측으로는 파단면이 구비되는데, 상기 파단면은 그 하측이 관통홀의 가장자리와 일체로 구성되어 연결되고, 상기 파단면의 상측은 양측으로 연장된 작은 크기의 날개가 구비되어 관통홀의 가장자리 일측에 연결되도록 한다.
즉, 상술된 파단면은 칼블럭에 나사못이 삽입되는 경우, 나사못 외면의 나사산에 의해 관통홀의 가장자리로부터 날개가 파단되어 파단면과 관통홀의 상측이 분리되도록 하거나, 분리되지 않더라도 파단면의 일면이, 콘크리트 블록의 천공 내면에 맞닿으면서 고정력을 향상시키도록 한다.
다만, 설계 조건에 따라서는, 상기 칼블럭이 망치로 콘크리트 블록에 삽입시키므로, 망치의 충격으로 인해, 나사못 결합 전 파단면이 파단되는 것을 방지하기 위한 목적으로, [표 9]와 같은 내삽체를 더 포함할 수 있다.
상기 내삽체는 칼블럭의 나사못이 결합되는 홈에 삽입되며, 이를 위해 내삽체의 몸체(1) 외경은 칼블럭의 홈의 내경에 대응되고, 내삽체의 몸체(1) 내부의 중공의 내경은 나사못의 나사산이 형성된 기둥의 외경에 대응된다.
Figure 112020034672109-pat00022
상기 몸체(10)는 상술된 바와 같이 내부에 중공을 포함하고, 맨 하측에는 측방향으로 돌출 연장된 돌출몸체(2)를 포함한다.
이때, 돌출몸체(2)는 도 3의 칼블럭의 관통홀과 파단면의 최상측 사이공간(A)에 삽입되어 위치되므로, 파단면의 폭에 대응되는 크기를 가짐이 바람직하다.
또한, 상기 몸체(10)의 돌출몸체(2)의 상측으로는 몸체(10)의 외측과 내부의 중공을 연통하는 연통홀(3)이 형성된다.
이러한 상기 연통홀(3)에는 수직체와 수평체를 포함하는 보조몸체(4)를 포함하는데, 상기 보조몸체(4)는 수직체와 수평체로 인해 'ㄴ'자 단면 형상을 가지며, 상기 수직체는 몸체(1)의 중공 내면에 맞닿도록 형성되고, 수평체는 몸체(1)의 중공에서 연통홀(3)을 관통하여 돌출몸체(2) 만큼 돌출 연장되도록 구성된다.
이때, [표 1]에서는 본 발명의 쉬운 이해를 위해 다소 과장되도록 크게 도시되었지만, 상기 보조몸체(4)의 수직체는 1~5mm 단위로 얇은 폭을 가지고, 수평체는 칼블럭과 동일한 재질을 가지는 몸체(1)와 동일한 재질을 가지는 반면, 수직체는 실리콘 등의 플렉시블한 재질을 가지도록 할 수 있다. 예컨대, 수평체의 단부에 실리콘 등의 재질로 된 수직체를 접착하여 형성할 수 있다.
또한, 상기 돌출몸체(2), 연통홀(3) 및 보조몸체(4)는 [표 1]과 같이 1개의 몸체(10)에 대하여 2개씩 구성될 수 있다.
그리고, 상기 보조몸체(4)의 수평체 하면에서부터 돌출몸체(2)의 상면까지는 다수 개의 스프링이 결합 또는 접착되도록 구비될 수 있다.
이러한 구조에 의해, [표 1]에 따른 내삽체를 칼블럭의 홈에 삽입하되, 상기 돌출몸체(2)를 칼블럭에 형성된 파단면의 상측과 관통홀의 사이공간(A)에 걸어서 고정시킨 뒤, 고무망치 등으로 칼블럭에 충격을 주어 콘크리트 블록의 천공에 삽입하는 경우, 보조몸체(4)와 돌출몸체(2)로 전달된 충격이, 스프링에 의해 감쇄되어 충격을 절감함으로써, 칼블럭의 전반적인 스트레스는 물론, 특히 관통홀에 약하게 결합된 파단면의 파손을 방지할 수 있게 되는 장점을 가진다.
상기에서 도면을 이용하여 서술한 것은, 본 발명의 주요 사항만을 서술한 것으로, 그 기술적 범위 내에서 다양한 설계가 가능한 만큼, 본 발명이 도면의 구성에 한정되는 것이 아님은 자명하다.

Claims (7)

  1. 복구용 몰탈로 사용되는 배합물;과 콘크리트가 파손에 대해 저항할 수 있도록 하는 나사못 및 칼블럭을 포함하는 볼트구조물;을 사용하여, 복구된 콘크리트 콘크리트 구조물의 제설제와 염해에 대한 내구성을 가지도록 함과 동시에 재손상 발생기간을 지연시킬 수 있도록 하는 복구공법으로서,
    상기 복구공법은 표면보수공법 및 단면복구공법을 포함하고,
    (a) 상기 볼트구조물은,
    콘크리트 블록의 천공에 삽입되는 칼블럭과;
    상기 칼블럭에 삽입되되, 나사산이 형성된 기둥의 일부가 칼블럭으로부터 노출될 수 있는 길이를 가지는 나사못과;
    상기 나사못의 기둥 일측에 끼워져 삽입되는 와셔;를 포함하며,
    (b) 상기 칼블럭은,
    나사못이 삽입되기 위한 홈이 상, 하 방향으로 형성되고,
    칼블럭의 일측 외면에는 돌기가 요철(凹凸) 형상으로 형성되도록 구성되며,
    칼블록의 다른 일측 외면에는 칼블럭의 길이방향으로 소정의 길이를 가지는 관통홀이 형성되되,
    상기 관통홀의 내측으로는 파단면이 구비되며, 상기 파단면은 그 하측이 관통홀의 가장자리에 일체로 구성되도록 연결되고, 그 상측은 양측으로 연장된 날개가 구비되어 관통홀의 가장자리 일측에 연결되고,
    (c) 상기 칼블럭에는 칼블럭에 망치로 충격을 가할 때 상기 파단면이 파단되는 것을 방지하는 내삽체가 나사못이 삽입되는 홈에 삽입되되,
    상기 내삽체는,
    외경이 칼블럭의 홈의 내경에 대응되고, 내경이 나사못의 기둥의 외경에 대응되는 몸체(1)와; 상기 몸체(1)의 맨 하측에서 측방향으로 돌출 연장된 돌출몸체(2)와; 상기 몸체(1)의 일측 중, 돌출몸체(2)의 상부 일측으로 몸체(1)의 외측과 내부를 연통하도록 형성된 연통홀(3)과; 수직체와 수평체를 포함하여 'ㄴ'자 단면형상을 가지되 수직체는 몸체(1)의 내경에 맞닿게 위치되고, 수평체는 상기 연통홀(3)을 관통하여 상기 돌출몸체(2)만큼 돌출 연장된 보조몸체(4);를 포함하며,
    상기 보조몸체(4)의 수평체 하면에서부터 돌출몸체(2)의 상면까지는 스프링으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 콘크리트 구조물 복구공법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 표면보수공법은,
    콘크리트 구조물의 손상면적을 확인하는 제1 단계;
    상기 제1 단계에서 손상면적이 확인되는 경우, 해당 손상면적을 표면처리 하는 제2 단계;
    상기 제2 단계에서 표면처리된 영역을 세척 및 청소하는 제3 단계;
    상기 제3 단계 후 손상면적에 몰탈용 배합물을 충진 또는 도포하는 제4 단계; 및
    상기 제4 단계가 완료되면, 몰탈용 배합물이 시공된 면적의 표면을 마감하는 제5 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 콘크리트 구조물 복구공법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 단면복구공법은,
    콘크리트 구조물의 손상면적을 확인하는 제1 단계;
    상기 제1 단계에서 손상면적이 확인되는 경우, 해당 손상면적을 표면처리 하는 제2 단계;
    상기 제2 단계에서 표면처리된 영역을 세척 및 청소하는 제3 단계;
    상기 제3 단계 후 손상면적의 일측에 천공을 수행하는 제4 단계;
    상기 제4 단계에서 수행된 천공에 Rapid Latex Paste를 주입하는 제5 단계;
    상기 제5 단계 후, 상기 천공단계를 통해 형성된 천공에 칼블럭을 삽입하는 제6 단계;
    상기 제6 단계에서 천공에 삽입된 칼블럭에 나사못과 와셔를 삽입하는 제7 단계;
    상기 제7 단계 후 몰탈용 배합물을 시공하여 상기 나사못과 칼블럭이 내설되도록 시공하는 제8 단계; 및
    상기 제8 단계가 완료되면, 몰탈용 배합물이 시공된 면적의 표면을 마감하는 제9 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 콘크리트 구조물 복구공법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 배합물은,
    물 13.5중량%, 초속경시멘트 34중량%, 잔골재 40중량% 및 라텍스 12.5중량%를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는, 콘크리트 구조물 복구공법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 잔골재는,
    일반모래와 규사를 혼합한 것으로서,
    상기 잔골재 총 무게를 100중량%로 할 때, 일반모래 70중량% 및 규사 30중량%인 것을 특징으로 하는, 콘크리트 구조물 복구공법.
  6. 삭제
  7. 삭제
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X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant