KR102185990B1 - 철근간섭방지 및 누수방지를 갖는 레일형 신축이음장치와 시공방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 한 쌍의 슬래브(110, 120) 사이에 배치되는 신축이음장치에 있어서, 상기 신축이음장치는, 서로 고정 결합된 볼트몸체(200) 및 조인트(300), 상기 볼트몸체(200)에 접하는 적어도 하나 이상의 철근(400), 상기 철근(400)에 결합되는 형강(500), 상기 조인트(300) 상에 형성되되 탄성재질로 구성되는 신축부재(600)를 포함하며, 상기 볼트몸체(200)는 일단이 상기 조인트(300) 상에 결합되되, 일단보다 타단이 하측에 배치되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 신축이음장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 철근간섭방지 및 누수방지를 위한 레일형 신축이음장치에 관한 것으로, 교량의 슬래브(Slab) 사이에 설치되어 외부환경에 따라 발생되는 신축에 대응하도록 구성되는 신축이음장치에 관한 것이다.
일반적으로 교량을 이루는 상판 구조물의 이음부는 온도변화, 크리프, 건조수축 및 차량통행 시 활 하중에 의해 신축이 발생하며, 이러한 이음부에는 대개 신축이음장치가 설치된다.
이러한 신축이음장치는 유간을 보상하여 차량의 원활한 통행을 주목적으로 하고, 우수가 하부구조물로 유입되는 것을 방지하여 교량의 노후화를 방지하는 기능을 한다.
상기한 신축이음장치는 해당하는 구조물의 안전성과 내구성에 직접적인 영향을 미치면서, 구조물의 전체 구성 중에서도 가장 파손 및 교체빈도가 높은 요소로서, 우수한 성능을 발휘할 수 있어야 한다.
신축이음장치의 대표적인 일예로는 모노셀형 신축이음장치가 제안되고 있으며, 상기 모노셀형 신축이음장치는 주행면이 고무로 되어 있어 충격의 흡수가 매우 좋고, 유간이 좁아 주행성이 뛰어난 효과를 제공하는 특성이 있다. 현재 상기 모노셀형 신축이음장치로는 한국등록특허공보 제10-1084668호(“콘크리트와의 부착력이 우수한 모노셀형 신축이음장치”, 2011.11.22. 공고)에서 개시되어 있으며, 도 1을 참조하여 해당 장치를 간략히 설명하면 다음과 같다.
상기 모노셀형 신축이음장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 서로 결합된 한 쌍의 하부측판(32) 및 앙카바(35) 사이에 고무와 같은 신축재가 삽입되어 슬래브 간의 신축이 발생하여도 교량의 안전성이 유지되도록 구성된다. 도 2를 참조하면, 종래 기술은 일자형의 앙카볼트가 조인트의 측면에 수직되도록 결합이 되며, 상기 앙카볼트의 상측에 적어도 하나 이상의 철근이 지지하되, 상기 철근의 상측에는 “ㄷ”자 형상의 형강이 결합되어 고정될 수 있다. 상기한 바와 같이 고정 작업이 완료되면 콘크리트가 타설되도록 구성될 수 있다.
이때 종래 기술은 앙카볼트, 철근 및 형강으로 이루어지는 결합체에서, 상기 앙카볼트가 일자형으로 구성됨에 따라 형강 상부에 타설되는 콘크리트의 양이 제한적일 수밖에 없다. 이에 따라 상기 콘크리트의 피복되는 두께가 얇기 때문에, 시간이 흐름에 따라 철근이나 형강에 녹이 발생되거나 콘크리트에 크랙이 발생되는 등의 문제가 연쇄적으로 파생된다. 또한 이와 같은 문제를 대처하기 위해서는 잦은 유지보수가 필요한 단점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 앙카체결부의 구조개선을 통해 철근 상부에 타설되는 콘크리트의 두께를 두껍게 하여 내구성이 향상된 신축이음장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 신축부재에 돌기부 및 탄성부재를 형성함으로써 누수를 방지할 수 있는 신축이음장치를 제공하는데 목적이 있다.
아울러 본 발명은 사교형 교량이나 철근이 간섭하는 경우 철근을 절단하지 않고도 시공이 가능하여, 철근을 절단함으로써 발생하는 내구성 저하를 방지할 수 있는 신축이음장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 한 쌍의 슬래브(110, 120) 사이에 배치되는 신축이음장치에 있어서, 상기 신축이음장치는, 서로 고정 결합된 앙카체결부(200); 및 조인트(300); 상기 앙카체결부(200)와 접하는 적어도 하나 이상의 철근(400); 상기 철근(400)에 결합되는 형강(500); 상기 조인트(300) 상에 형성되되 탄성재질로 구성되는 신축부재(600);를 포함하며, 상기 앙카체결부(200)는, 일단이 상기 조인트(300) 상에 결합되되, 일단보다 타단이 하측에 배치되도록 형성될 수 있다.
이때 상기 앙카체결부(200)는, 상기 철근(400)의 하측에 배치되되 양측으로 길이가 형성된 볼트몸체(210), 일단이 상기 볼트몸체(210)의 단부와 연결되고 타단이 상측으로 절곡된 절곡몸체(220), 상기 절곡몸체(220)의 상측에 배치되어 상기 조인트(300) 상에서 고정되는 고정몸체(240) 및 상기 절곡몸체(220)와 고정몸체(240)를 체결하는 체결부재(230)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 절곡몸체(220)의 타단부에는 나사산이 형성되어 제1체결부재(231), 고정몸체(240) 및 제2체결부재(232)가 순차적으로 적층되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 앙카체결부(200)는, 상기 철근(400)의 하측에 배치되되 양측으로 길이가 형성된 볼트몸체(210), 일단이 상기 볼트몸체(210)의 단부와 연결되고 타단이 상측으로 절곡된 절곡몸체(220) 및 상기 조인트(300) 상에서 고정되되 상기 절곡몸체(220)의 단부에 체결되는 체결부재(230)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서 상기 볼트몸체(210)는 서로 연결되는 제1볼트몸체(210a) 및 제2볼트몸체(210b)를 포함하고, 상기 제1볼트몸체(210a) 및 제2볼트몸체(210b) 중 적어도 어느 하나의 것이 사선 방향으로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 앙카체결부(200)는, 상기 철근(400)의 하측에 배치되되 양측으로 길이가 형성된 볼트몸체(210), 상기 볼트몸체(210)의 상측에 배치되어 상기 조인트(300) 상에서 고정되는 고정몸체(240) 및 상기 볼트몸체(210)와 고정몸체(240)를 체결하는 체결부재(230)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 본 발명은 상기 고정몸체(240)의 상측과, 상기 볼트몸체(210) 단부의 하측에 제1체결부재(231) 및 제2체결부재(232)가 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 볼트몸체(210)는 상기 체결부재(230)를 중심으로 회동되어 길이방향이 가변되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 신축부재(600)는, 상기 조인트(300)에 연결되는 메인신축부(610)와, 상기 메인신축부(610) 상에 형성되어 상측으로 돌출된 적어도 하나 이상의 돌기부(620)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이때 본 발명은 상기 조인트(300) 및 돌기부(620) 사이에 충전되는 탄성부재(700);를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또는 상기 돌기부(620)는 복수로 구성되되, 본 발명은 복수의 돌기부(620) 사이에 충전되는 탄성부재(700);를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명은 앙카체결부의 구조개선을 통해 철근 상부에 타설되는 콘크리트의 두께를 두껍게 하여 내구성이 향상된 신축이음장치를 제공할 수 있다. 형강의 상측에 타설되는 콘크리트의 두께가 보다 두꺼워져, 일부의 콘크리트가 파손되거나 크랙이 발생하여도 안전성이 유지가 되는 장점이 있다. 이에 따라 본 발명의 신축이음장치에 대해서 유지보수 비용이 절감되고 보다 우수한 내구성을 가질 수 있다.
또한 본 발명은 사교형 교량이나 철근이 간섭하는 경우 철근을 절단하지 않고도 시공이 가능하여, 철근을 절단함으로써 발생하는 내구성 저하를 방지할 수 있는 신축이음장치를 제공할 수 있다.
본 발명은 직교형 교량에 설치된 신축이음장치를 사교형 교량에도 접목할 수 있으므로, 단일의 제품으로 보다 다양하게 활용할 수 있는 장점이 있다. 이는 직교형과 사교형으로 구분하여 생산할 필요가 없으므로, 공정이 보다 간소화될 수 있으며, 교량의 건설 작업 시에 발생되는 다양한 문제에 대해서 능동적으로 대처할 수 있다.
아울러 본 발명은 신축부재에 돌기부 및 탄성부재를 형성함으로써 누수를 방지할 수 있는 신축이음장치를 제공할 수 있다. 누수 방지를 통해 교량 하부구조물의 손상을 방지할 수 있으며, 이는 교량의 내구성 향상으로 이어지는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 신축이음장치의 분해사시도
도 2는 종래 기술에 따른 신축이음장치의 단면도
도 3 내지 도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 신축이음장치의 단면도
도 7은 본 발명에 따른 신축이음장치의 평면도
도 8 및 도 9는 종래기술과 본 발명의 신축이음장치를 비교한 도면
도 10 내지 도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 신축이음장치 신축부재의 부분 확대도
도 2는 종래 기술에 따른 신축이음장치의 단면도
도 3 내지 도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 신축이음장치의 단면도
도 7은 본 발명에 따른 신축이음장치의 평면도
도 8 및 도 9는 종래기술과 본 발명의 신축이음장치를 비교한 도면
도 10 내지 도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 신축이음장치 신축부재의 부분 확대도
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예에 따른 철근간섭방지 및 누수방지를 위한 신축이음장치를 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
이때 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
도 3 내지 도 6은 본 발명인 철근간섭방지 및 누구방지를 위한 신축이음장치에 관한 것으로, 도 3 내지 도 6은 다양한 실시예에 따른 신축이음장치의 단면도를 나타낸다.
먼저 도 3을 참조하면, 본 발명은, 한 쌍의 슬래브(110, 120) 사이에 배치되는 신축이음장치에 있어서, 상기 신축이음장치는, 서로 고정 결합된 앙카체결부(200) 및 조인트(300), 상기 앙카체결부(200)에 접하는 적어도 하나 이상의 철근(400), 상기 철근(400)에 결합되는 형강(500), 상기 조인트(300) 상에 형성되되 탄성재질로 구성되는 신축부재(600)를 포함하며, 상기 앙카체결부(200)는, 일단이 상기 조인트(300) 상에 결합되되, 일단보다 타단이 하측에 배치되도록 형성될 수 있다.
상기 앙카체결부(200)의 일단보다 타단이 하측에 배치됨으로써, 철근(400) 및 형강(500)의 상측에 타설되는 콘크리트의 두께가 두꺼워져 내구성이 향상된 교량을 제공할 수 있다. 즉, 일부의 콘크리트가 파손되거나 크랙이 발생하여도 안전성이 유지가 되며, 유지보수 비용이 절감될 수 있다.
상기 앙카체결부(200)는, 상기 철근(400)의 하측에 배치되되 양측으로 길이가 형성된 볼트몸체(210), 일단이 상기 볼트몸체(210)의 단부와 연결되고 타단이 상측으로 절곡된 절곡몸체(220), 상기 절곡몸체(220)의 상측에 배치되어 상기 조인트(300) 상에서 고정되는 고정몸체(240) 및 상기 절곡몸체(220)와 고정몸체(240)를 체결하는 체결부재(230)를 포함할 수 있다. 또한 상기 절곡몸체(220)의 타단부에는 나사산이 형성되어 제1체결부재(231), 고정몸체(240) 및 제2체결부재(232)가 순차적으로 적층될 수 있다.
이에 따라 상기 볼트몸체(210)는 좌우 양측으로 길이가 형성되고, 상기 고정몸체(240)가 상기 볼트몸체(210)의 단부의 상측으로 이격 배치되되, 이를 상기 제1체결부재(231) 및 제2체결부재(232)가 체결토록 구성될 수 있다. 아울러 상기 고정몸체(240)는 상기 조인트(300) 상에 고정됨에 따라 상기 신축이음장치의 앙카체결부(200)와 조인트(300)가 서로 구조적으로 고정될 수 있다.
또한 상기 볼트몸체(210)의 상면에 접하는 철근(400)은 복수로 배치될 수 있으며, 복수의 철근(400)이 좌우로 이격 배치될 수 있다. 또한 상기 복수의 철근(400)의 상측에는 형강(500)이 배치되어 슬래브의 메인 철근과 연결하여 교량 상에 일체로 이루어지도록 제공될 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 볼트몸체(210)는 서로 연결되는 제1볼트몸체(210a) 및 제2볼트몸체(210b)를 포함하고, 상기 제1볼트몸체(210a) 및 제2볼트몸체(210b) 중 적어도 어느 하나의 것이 사선 방향으로 형성될 수 있다. 이에 따라 철근(400) 및 형강(500)의 상측에 타설되는 콘크리트의 두께가 두꺼워져 보다 안정적인 교량을 제공할 수 있는 장점이 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명은, 한 쌍의 슬래브(110, 120) 사이에 배치되는 신축이음장치에 있어서, 상기 신축이음장치는, 서로 고정 결합된 앙카체결부(200) 및 조인트(300), 상기 앙카체결부(200)에 접하는 적어도 하나 이상의 철근(400), 상기 철근(400)에 결합되는 형강(500), 상기 조인트(300) 상에 형성되되 탄성재질로 구성되는 신축부재(600)를 포함하며, 상기 앙카체결부(200)는, 일단이 상기 조인트(300) 상에 결합되되, 일단보다 타단이 하측에 배치되도록 형성될 수 있다.
상기 앙카체결부(200)는, 상기 철근(400)의 하측에 배치되되 양측으로 길이가 형성된 볼트몸체(210), 일단이 상기 볼트몸체(210)의 단부와 연결되고 타단이 상측으로 절곡된 절곡몸체(220) 및 상기 조인트(300) 상에서 고정되되 상기 절곡몸체(220)의 단부에 체결되는 체결부재(230)를 포함할 수 있다.
상기 볼트몸체(210)는 서로 연결되는 제1볼트몸체(210a) 및 제2볼트몸체(210b)를 포함하고, 상기 제1볼트몸체(210a) 및 제2볼트몸체(210b) 중 적어도 어느 하나의 것이 사선 방향으로 형성될 수 있다. 이에 따라 철근(400) 및 형강(500)의 상측에 타설되는 콘크리트의 두께가 두꺼워져 보다 안정적인 교량을 제공할 수 있는 장점이 있다.
또한 도 6을 참조하면, 본 발명은, 한 쌍의 슬래브(110, 120) 사이에 배치되는 신축이음장치에 있어서, 상기 신축이음장치는, 서로 고정 결합된 앙카체결부(200) 및 조인트(300), 상기 앙카체결부(200)에 접하는 적어도 하나 이상의 철근(400), 상기 철근(400)에 결합되는 형강(500), 상기 조인트(300) 상에 형성되되 탄성재질로 구성되는 신축부재(600)를 포함하며, 상기 앙카체결부(200)는, 일단이 상기 조인트(300) 상에 결합되되, 일단보다 타단이 하측에 배치되도록 형성될 수 있다.
상기 앙카체결부(200)는, 상기 철근(400)의 하측에 배치되되 양측으로 길이가 형성된 볼트몸체(210), 상기 볼트몸체(210)의 상측에 배치되어 상기 조인트(300) 상에서 고정되는 고정몸체(240) 및 상기 볼트몸체(210)와 고정몸체(240)를 체결하는 체결부재(230)를 포함할 수 있다.
이때 본 발명은 상기 고정몸체(240)의 상측과, 상기 볼트몸체(210) 단부의 하측에 제1체결부재(231) 및 제2체결부재(232)가 각각 배치될 수 있다.
필요에 따라 상기 볼트몸체(210)의 단부에는 경사라인(211)이 형성될 수 있다.
위와 같이 다양한 실시예에 따른 신축이음장치는, 앙카체결부(200)가 조인트(300)와 결합되되, 앙카체결부(200)의 몸체가 전반적으로 하측에 배치되는 구조로 이루어짐으로써, 상측 공간을 확보할 수 있는 장점이 있다.
도 7 내지 도 9는 본 발명인 철근간섭방지 및 누구방지를 위한 신축이음장치에 관한 것으로, 도 7은 신축이음장치의 평면도를, 도 8 및 도 9는 종래기술과 본 발명의 신축이음장치를 비교한 도면을 각각 나타낸다.
도 7을 참조하면, 본 발명은 앞선 구조와 같이 이루어져 상기 볼트몸체(210)가 체결부재(230)를 중심으로 회동되어 길이방향이 가변되는 것을 특징으로 할 수 있다.
이에 따라 도 8에서와 같이 기존 직교형으로 제작된 앙카체결부(200)가 사교에 적용하기 어려운 단점을 해결할 수 있으며, 본 발명은 도 9와 같이 직교형 및 사교형에 모두 적용할 수 있는 앙카체결부 및 신축이음장치를 제공할 수 있다.
또한 시공 시 철근이 간섭하는 경우, 체결부재(230)를 중심으로 볼트몸체(210)를 회동시켜 앙카체결부와 철근 사이에 간섭이 없도록 함으로써, 철근을 절단하지 않고도 시공이 가능하므로 철근을 절단함으로써 발생하는 내구성 저하를 방지할 수 있다.
도 10 내지 도 12는 본 발명인 철근간섭방지 및 누구방지를 위한 신축이음장치에 관한 것으로, 도 10 내지 도 12는 다양한 실시예에 따른 신축이음장치 신축부재(600)의 부분 확대도를 나타낸다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 신축이음장치는, 서로 고정 결합된 앙카체결부(200) 및 조인트(300), 상기 조인트(300) 상에 형성되되 탄성재질로 구성되는 신축부재(600)를 포함하며, 상기 신축부재(600)는, 상기 조인트(300)에 연결되는 메인신축부(610)와, 상기 메인신축부(610) 상에 형성되어 상측으로 돌출된 적어도 하나 이상의 돌기부(620)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명은 도 11에서 도시된 바와 같이, 상기 조인트(300) 및 돌기부(620) 사이 또는 복수의 돌기부(620) 사이에 충전되는 탄성부재(700)를 더 포함할 수 있다.
상기 탄성부재(700)는 조인트(300)와 밀착되고, 상기 돌기부(620)에 의해 지지되는데, 하중이나 온도변화에 의해 신축이음장치의 변형이 발생하더라도, 상기 돌기부(620)에 의해 탄성부재와 조인트의 결합이 지지될 수 있으므로, 탄성부재와 조인트 사이로 누수가 발생할 수 없게 된다.
또한 복수의 돌기부(620) 사이에 탄성부재(700)를 충전함으로써, 탄성부재와 조인트의 결합을 한층 강하게 지지할 수 있다.
이때 상기 신축부재(600)는 고무 등의 탄성재질로 구성될 수 있으며, 상기 탄성부재(700)는 폴리우레탄, 고무, 실리콘수지 등의 탄성재질로 구성될 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 신축부재(600) 및 탄성부재(700)는 열가소성 고무; 폴리우레탄 수지; 몰리브덴 디설파이드; 비스페놀 A(BPA), 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에테르(TMPTGE), 1,6-헥산디올디글리시딜 에테르(HDGE) 및 부틸글리시딜 에테르(BGE)를 혼합하여 제조되는 에폭시 화합물; 실란 커플링제; 아크릴레이트기 함유 실란 커플링제 및 아크릴산 모노머의 공중합체; 및 열안정제를 포함하는 고무 조성물로부터 제조될 수 있다.
상기 고무 조성물은 열가소성 고무 100중량부에 대하여 폴리우레탄 수지 5~20중량부, 몰리브덴 디설파이드 1~10중량부, 상기 에폭시 화합물 1~10중량부, 실란 커플링제 1~10중량부, 상기 공중합체 1~10중량부 및 열안정제 0.1~5중량부를 포함할 수 있다.
상기 열가소성 고무는 탄성, 신축성, 내후성 및 밀착성을 부여하기 위하여 사용되며, 천연고무(NR), 부타디엔 고무(BR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 스티렌-부타디엔-스티렌 고무(SBS), 폴리클로로프렌 고무(CR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 이소프렌 고무(IR), 에틸렌-프로필렌 고무(EPR) 및 에틸렌-프로필렌-디엔 고무(EPDM)로부터 하나 이상 사용될 수 있다.
상기 폴리우레탄 수지는 신축성 및 밀착성을 부여하기 위하여 사용될 수 있다.
폴리우레탄 수지는 열가소성 고무 100중량부에 대하여 5~20중량부 사용되는 것이 바람직하며, 함량이 5중량부 미만인 경우 신축성이 저하되고, 20중량부를 초과하는 경우 내구성 및 내열성이 저하된다.
상기 몰리브덴 디설파이드는 내마모성을 부여하는 역할을 하며, 열가소성 고무 100중량부에 대하여 1~10중량부 사용되는 것이 바람직하며, 함량이 1중량부 미만인 경우 내마모성이 저하되고, 10중량부를 초과하는 경우 기계적 특성이 저하된다.
상기 에폭시 화합물은 비스페놀 A(Bisphenol A; BPA), 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에테르(Trimethylolpropane triglycidyl ether; TMPTGE), 1,6-헥산디올디글리시딜 에테르(1,6-hexanediol diglycidyl ether; HDGE) 및 부틸글리시딜 에테르(Butylglycidyl ether; BGE)의 반응에 의해 제조되며, 비스페놀 A, 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에테르, 1,6-헥산디올디글리시딜 에테르 및 부틸글리시딜 에테르가 반응하여 말단에 에폭시기를 갖는 에폭시 화합물이 제조된다.
이때 비스페놀 A 100중량부에 대하여 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에테르 5~30중량부, 1,6-헥산디올디글리시딜 에테르 5~20중량부 및 부틸글리시딜 에테르 5~20중량부가 사용될 수 있다.
에폭시 화합물의 함량은 열가소성 고무 100중량부에 대하여 1~10중량부인 것이 바람직하며, 함량이 1중량부 미만인 경우 조성물의 접착성이 저하되고, 10중량부를 초과하는 경우 내구성 및 내후성이 저하된다.
실란 커플링제는 유기 화합물과 결합할 수 있는 유기 관능기 및 무기물과 반응할 수 있는 가수분해기를 가지며, 조성물을 구성하는 성분들 사이의 계면 접착력을 향상시켜 제조된 고무제품의 탄성, 내후성 및 내구성을 증가시킬 수 있다.
실란 커플링제로는 알킬기 함유 실란 커플링제, 아미노기 함유 실란 커플링제, 에폭시기 함유 실란 커플링제, 아크릴레이트기 함유 실란 커플링제, 이소시아네이트기 함유 실란 커플링제, 메르캅토기 함유 실란 커플링제, 불소기 함유 실란 커플링제, 비닐기 함유 실란 커플링제 등이 사용된다.
실란 커플링제의 함량은 열가소성 고무 100중량부에 대하여 1~10중량부인 것이 바람직하며, 함량이 1중량부 미만인 경우 접착력 향상을 기대하기 어렵고, 10중량부를 초과하는 경우 과다한 실란 커플링제의 사용으로 오히려 계면 접착 특성 및 내구성이 저하된다.
상기 아크릴레이트기 함유 실란 커플링제 및 아크릴산 모노머의 공중합체는 조성물 내의 성분들의 접착성을 향상시키고, 내열성 및 내수성을 개선할 수 있다.
상기 아크릴레이트기 함유 실란 커플링제로는 3-메타크릴록시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타크릴록시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴록시프로필메틸디에톡시실란, 3-메타크릴록시프로필트리에톡시실란, 3-아크릴록시프로필트리메톡시실란, 메타크릴록시메틸트리에톡시실란, 메타크릴록시메틸트리메톡시실란 등이 있다.
상기 아크릴산 모노머는 아크릴산, 메타크릴산, 메틸 아크릴산, 에틸 아크릴산, 부틸 아크릴산, 2-에틸 헥실 아크릴산, 데실아크릴산, 메틸 메타크릴산, 에틸 메타크릴산, 부틸 메타크릴산, 2-에틸 헥실 메타크릴산, 데실메타크릴산 등이 있다.
상기 아크릴레이트기 함유 실란 커플링제 및 아크릴산 모노머의 중량비는 70~90:10~30인 것이 바람직하며, 상기 수치범위에서 탄성, 내후성, 내구성 등이 극대화될 수 있다.
상기 공중합체는 열가소성 고무 100중량부에 대하여 1~10중량부 사용되며, 함량이 1중량부 미만인 경우 내구성이 저하되고, 10중량부를 초과하는 경우 내열성이 저하된다.
상기 열안정제는 내후성, 내열성 및 내구성을 향상시키기 위하여 사용되며, 페놀 항산화제, 알킬화 모노페놀, 알킬티오메틸페놀, 하이드로퀴논, 알킬화 하이드로퀴논, 하이드록시벤질, 트리아진 등이 제한 없이 사용될 수 있다.
열안정제의 함량은 열가소성 고무 100중량부에 대하여 0.1~5중량부인 것이 바람직하며, 함량이 0.1중량부 미만인 경우 내후성, 내열성 및 내구성이 저하되고, 5중량부를 초과하는 경우 기계적 특성이 저하된다.
또한 상기 고무 조성물은 이소시아네이트기 함유 실란 커플링제, 아크릴레이트기 함유 실란 커플링제 및 비스페놀 A(BPA)를 반응시켜 제조한 실란 커플링제 올리고머를 추가로 포함할 수 있다.
상기 실란 커플링제 올리고머를 사용함으로써 조성물의 접착력 및 내구성이 향상될 수 있다.
이때 이소시아네이트기 함유 실란 커플링제 100중량부에 대하여 아크릴레이트기 함유 실란 커플링제 20~60중량부 및 비스페놀 A 10~40중량부가 사용될 수 있다.
이소시아네이트기 함유 실란 커플링제로는 2-이소시아네이트에틸트리메톡시실란, 2-이소시아네이트에틸트리에톡시실란, 3-이소시아네이트프로필트리메톡시실란, 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란, 4-이소시아네이트부틸트리메톡시실란, 4-이소시아네이트부틸트리에톡시실란, 디이소시아네이트메톡시에틸실란, 디이소시아네이트에톡시에틸실란, 디이소시아네이트메톡시프로필실란, 디이소시아네이트에톡시프로필실란 등이 있다.
실란 커플링제 올리고머의 중량평균분자량은 1,000~20,000g/mol이 바람직하며, 중량평균분자량이 상기 수치범위를 만족하는 경우 내구성 및 내후성이 극대화될 수 있다.
상기 실란 커플링제 올리고머는 열가소성 고무 100중량부에 대하여 1~5중량부 사용되며, 함량이 1중량부 미만인 경우 첨가의 효과가 미미하고, 5중량부를 초과하는 경우 내구성이 저하된다.
또한 상기 조성물은 카르복실기를 포함하는 불포화 단량체 및 에폭시기를 포함하는 불포화 단량체의 공중합체를 추가로 포함할 수 있다.
상기 카르복실기를 포함하는 불포화 단량체는 카르복실기를 포함하는 비닐방향족 단량체; 카르복실기를 포함하는 아크릴레이트계 단량체; 카르복실기를 포함하는 비닐시아나이드계 단량체; 카르복실기를 포함하는 비닐할로겐계 단량체 등이 사용될 수 있다.
상기 에폭시기를 포함하는 불포화 단량체는 에폭시기를 포함하는 비닐방향족 단량체; 에폭시기를 포함하는 아크릴레이트계 단량체; 에폭시기를 포함하는 비닐시아나이드계 단량체; 에폭시기를 포함하는 비닐할로겐계 단량체 등이 사용될 수 있다.
상기 카르복실기를 포함하는 불포화 단량체 및 에폭시기를 포함하는 불포화 단량체의 중량비는 70~90:10~30인 것이 바람직하다.
상기 공중합체의 함량은 열가소성 고무 100중량부에 대하여 1~5중량부인 것이 바람직하며, 함량이 1중량부 미만인 경우 첨가의 효과가 미미하고, 5중량부를 초과하는 경우 내열성이 저하된다.
또한 상기 고무 조성물은 충전제, 가소제, 활성화제, 노화방지제, 황, 가황촉진제 등을 포함할 수 있다.
또한 본 발명은 도 12에서 도시된 바와 같이 여러 형태 및 형상으로 구성된 신축부재(600)에 적용될 수 있으며, 도시된 형상들은 일실시예일 뿐 이에 한정하지는 아니한다.
이하 실시예 및 비교예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 실시를 위하여 예시된 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
비스페놀 A 100중량부, 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에테르 20중량부, 1,6-헥산디올디글리시딜 에테르 10중량부 및 부틸글리시딜 에테르 10중량부를 혼합하고 반응시켜 에폭시 화합물을 제조하였다.
부타디엔 고무 100중량부, 폴리우레탄 수지 15중량부, 몰리브덴 디설파이드 5중량부, 상기 에폭시 화합물 5중량부, 3-메타크릴록시프로필트리메톡시실란 5중량부, 3-메타크릴록시프로필트리메톡시실란 및 아크릴산의 공중합체 5중량부 및 하이드로퀴논 3중량부를 혼합하여 고무 조성물을 제조하였다.
(실시예 2)
에폭시 화합물 0.5중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 고무 조성물을 제조하였다.
(실시예 3)
에폭시 화합물 15중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 고무 조성물을 제조하였다.
(실시예 4)
3-이소시아네이트프로필트리메톡시실란 100중량부, 3-메타크릴록시프로필트리메톡시실란 40중량부 및 비스페놀 A 30중량부를 혼합하고 반응시켜 실란 커플링제 올리고머를 제조하였다.
상기 실란 커플링제 올리고머 3중량부를 추가로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 고무 조성물을 제조하였다.
(실시예 5)
글리시딜메타크릴레이트 및 아크릴산의 공중합체 3중량부를 추가로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 고무 조성물을 제조하였다.
(비교예 1)
에폭시 화합물을 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 고무 조성물을 제조하였다.
(비교예 2)
공중합체를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 고무 조성물을 제조하였다.
상기 실시예 및 비교예로부터 제조된 고무 조성물로부터 시트를 제조한 후, 특성을 평가하여 그 결과를 아래의 표 1에 나타내었다.
치수변화율은 KS K ISO 3759에 의거하여 측정하였다.
내수성은 KS M ISO 1514에 의거하여 측정하였으며, 72시간 건조 후 물에 침지시켜 24시간 동안 방치한 후 꺼내어 상온에서 2시간 건조시켜 시트의 상태를 관찰하였다. 이때 시트의 상태를 탁월, 우수, 보통, 불량으로 표기하였다.
내열성은 100℃로 유지되는 열풍 순환식 가열로에서 상기 시트를 3시간 가열한 후 시트의 황변도를 육안으로 관찰하여 탁월, 우수, 보통, 불량으로 표기하였다.
접착성은 JIS K 5600-5-6에 의거하여 측정하여 탁월, 우수, 보통, 불량으로 표기하였다.
| 구분 | 실시예 | 비교예 | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 1 | 2 | |
| 치수변화율 (%) |
2.5 | 3.3 | 3.1 | 1.6 | 1.7 | 4.2 | 4.1 |
| 내수성 | 탁월 | 보통 | 보통 | 탁월 | 탁월 | 불량 | 불량 |
| 내열성 | 우수 | 보통 | 보통 | 탁월 | 탁월 | 불량 | 불량 |
| 접착성 | 우수 | 보통 | 보통 | 탁월 | 탁월 | 불량 | 불량 |
상기 표 1의 결과로부터, 실시예 1 내지 5의 조성물은 치수변화율, 내수성, 내열성 및 접착성이 우수함을 알 수 있다. 특히 실시예 4 및 5의 경우 상기 특성이 가장 우수함을 확인할 수 있다.
반면 비교예 1 및 2의 조성물은 상기 특성이 실시예에 비하여 열등함을 알 수 있다.
110 : 제1슬래브
120 : 제2슬래브
200 : 앙카체결부
210 : 볼트몸체
210a : 제1볼트몸체
210b : 제2볼트몸체
211 : 경사라인
220 : 절곡몸체
230 : 체결부재
231 : 제1체결부재
232 : 제2체결부재
240 : 고정몸체
300 : 조인트
400 : 철근
500 : 형강
600 : 신축부재
610 : 메인신축부
620 : 돌기부
700 : 탄성부재
120 : 제2슬래브
200 : 앙카체결부
210 : 볼트몸체
210a : 제1볼트몸체
210b : 제2볼트몸체
211 : 경사라인
220 : 절곡몸체
230 : 체결부재
231 : 제1체결부재
232 : 제2체결부재
240 : 고정몸체
300 : 조인트
400 : 철근
500 : 형강
600 : 신축부재
610 : 메인신축부
620 : 돌기부
700 : 탄성부재
Claims (5)
- 한 쌍의 슬래브(110, 120) 사이에 배치되는 신축이음장치에 있어서,
서로 고정 결합된 앙카체결부(200) 및 조인트(300);
상기 앙카체결부(200)에 접하는 적어도 하나 이상의 철근(400);
상기 철근(400)에 결합되는 형강(500); 및
상기 조인트(300) 상에 형성되되 탄성재질로 구성되는 신축부재(600);를 포함하고,
상기 앙카체결부(200)는 일단이 상기 조인트(300) 상에 결합되되, 일단보다 타단이 하측에 배치되도록 형성되며,
상기 신축부재(600)는,
상기 조인트(300)에 연결되는 메인신축부(610)와, 상기 메인신축부(610) 상에 형성되어 상측으로 돌출된 적어도 하나 이상의 돌기부(620)를 포함하고,
상기 신축이음장치는 상기 조인트(300) 및 돌기부(620) 사이에 충전되는 탄성부재(700)를 더 포함하며,
상기 탄성부재(700)는 열가소성 고무; 폴리우레탄 수지; 몰리브덴 디설파이드; 비스페놀 A(BPA), 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에테르(TMPTGE), 1,6-헥산디올디글리시딜 에테르(HDGE) 및 부틸글리시딜 에테르(BGE)를 혼합하여 제조되는 에폭시 화합물; 실란 커플링제; 아크릴레이트기 함유 실란 커플링제 및 아크릴산 모노머의 공중합체; 및 열안정제를 포함하는 고무 조성물로부터 제조되고,
상기 고무 조성물은 열가소성 고무 100중량부에 대하여 폴리우레탄 수지 5~20중량부, 몰리브덴 디설파이드 1~10중량부, 상기 에폭시 화합물 1~10중량부, 실란 커플링제 1~10중량부, 상기 공중합체 1~10중량부 및 열안정제 0.1~5중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 신축이음장치.
- 제1항에 있어서,
상기 앙카체결부(200)는,
상기 철근(400)의 하측에 배치되되 양측으로 길이가 형성된 볼트몸체(210), 일단이 상기 볼트몸체(210)의 단부와 연결되고 타단이 상측으로 절곡된 절곡몸체(220), 상기 절곡몸체(220)의 상측에 배치되어 상기 조인트(300) 상에서 고정되는 고정몸체(240) 및 상기 절곡몸체(220)와 고정몸체(240)를 체결하는 체결부재(230)를 포함하고,
상기 절곡몸체(220)의 타단부에는 나사산이 형성되어 제1체결부재(231), 고정몸체(240) 및 제2체결부재(232)가 순차적으로 적층되는 것을 특징으로 하는 신축이음장치.
- 제1항에 있어서,
상기 앙카체결부(200)는,
상기 철근(400)의 하측에 배치되되 양측으로 길이가 형성된 볼트몸체(210), 일단이 상기 볼트몸체(210)의 단부와 연결되고 타단이 상측으로 절곡된 절곡몸체(220) 및 상기 조인트(300) 상에서 고정되되 상기 절곡몸체(220)의 단부에 체결되는 체결부재(230)를 포함하는 것을 특징으로 하는 신축이음장치.
- 제1항에 있어서,
상기 앙카체결부(200)는,
상기 철근(400)의 하측에 배치되되 양측으로 길이가 형성된 볼트몸체(210), 상기 볼트몸체(210)의 상측에 배치되어 상기 조인트(300) 상에서 고정되는 고정몸체(240) 및 상기 볼트몸체(210)와 고정몸체(240)를 체결하는 체결부재(230)를 포함하고,
상기 고정몸체(240)의 상측에 제1체결부재(231)가 배치되고, 상기 볼트몸체(210) 단부의 하측에 제2체결부재(232)가 배치되는 것을 특징으로 하는 신축이음장치.
- 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 볼트몸체(210)는 상기 체결부재(230)를 중심으로 회동되어 길이방향이 가변되는 것을 특징으로 하는 신축이음장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200075348A KR102185990B1 (ko) | 2020-06-19 | 2020-06-19 | 철근간섭방지 및 누수방지를 갖는 레일형 신축이음장치와 시공방법 |
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| KR1020200075348A KR102185990B1 (ko) | 2020-06-19 | 2020-06-19 | 철근간섭방지 및 누수방지를 갖는 레일형 신축이음장치와 시공방법 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102185990B1 true KR102185990B1 (ko) | 2020-12-02 |
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| KR1020200075348A KR102185990B1 (ko) | 2020-06-19 | 2020-06-19 | 철근간섭방지 및 누수방지를 갖는 레일형 신축이음장치와 시공방법 |
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| KR (1) | KR102185990B1 (ko) |
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| KR102401961B1 (ko) * | 2021-02-25 | 2022-05-25 | 주식회사 하이탑 | 교량 연석부의 신축이음장치 연결방법 |
| KR20230037799A (ko) * | 2021-09-10 | 2023-03-17 | 강태경 | 내구성이 우수한 마루판 |
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| KR102671452B1 (ko) * | 2023-08-14 | 2024-05-30 | 이용화 | 앵커의 각도 조절이 가능한 신축이음장치 |
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| JPH02296903A (ja) * | 1989-05-08 | 1990-12-07 | Nitta Ind Corp | 橋梁用伸縮装置のウエブ遊間内構造 |
| KR100558373B1 (ko) * | 2005-04-27 | 2006-03-10 | 주식회사 탑스코 | 교량의 신축이음 장치 |
| KR101084668B1 (ko) | 2011-06-21 | 2011-11-22 | (주)에스코알티에스 | 콘크리트와의 부착력이 우수한 모노셀형 신축이음장치 |
| KR101897248B1 (ko) * | 2017-08-31 | 2018-09-10 | 이현준 | 슬라이드형 앵커를 포함하는 교량용 신축이음장치 |
-
2020
- 2020-06-19 KR KR1020200075348A patent/KR102185990B1/ko active IP Right Grant
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