KR102265884B1 - 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용하여 보수보강하는 콘크리트 구조물 및 그 보수보강 공법 - Google Patents

텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용하여 보수보강하는 콘크리트 구조물 및 그 보수보강 공법 Download PDF

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유영준
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Abstract

코팅재를 코팅하여 부착력을 향상시킨 텍스타일 그리드 보강재를 노후 콘크리트 구조물에 부착하되, 사용환경과 보강목적에 따라 염해저항성능이나 화학저항성능을 갖는 고내구성 무기계 결합재를 선택적으로 사용하여 텍스타일 그리드 보강재를 부착함으로써, 노후 콘크리트 구조물을 용이하게 보수보강할 수 있고, 즉, 유기계 접착제 대신에 시멘트 등 무기계 결합재를 활용하여 텍스타일 그리드 보강재를 부착함으로써 노후 콘크리트 구조물을 용이하게 보수보강할 수 있으며, 또한, 탄소섬유와 같은 텍스타일 그리드 보강재 및 고내구성 무기계 결합재 모두 불연소재이기 때문에 내화성능이 우수하고, 특히, 화재위험에 노출된 시설물 보강에 효과적으로 활용할 수 있는, 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용하여 보수보강하는 콘크리트 구조물 및 그 보수보강 공법이 제공된다.

Description

텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용하여 보수보강하는 콘크리트 구조물 및 그 보수보강 공법 {CONCRETE STRUCTURE FOR REPAIRING AND STRENGTHENING USING TEXTILE GRID REINFORCEMENT AND HIGHLY DURABLE INORGANIC BINDER, AND REPAIR AND STRENGTHENING METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 노후된 콘크리트 구조물의 보수보강 공법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 부착력을 향상시킨 텍스타일 그리드 보강재와 사용환경과 보강목적에 따라 염해저항성능이나 화학저항성능을 갖는 고내구성 무기계 결합재를 이용하여 노후 콘크리트 구조물을 보수보강하는, 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용하여 보수보강하는 콘크리트 구조물 및 그 보수보강 공법에 관한 것이다.
2020년 기준 우리나라 사회기반시설 현황자료에 따르면, 노후시설물을 준공 후 30년을 기준으로 했을 때 교량, 터널, 지하철 등 사회기반시설의 37%는 노후시설물이고, 향후 20년 후에는 80%까지 증가될 예정이다. 그러나 이러한 노후시설물은 예산 부족 등의 이유로 일시에 교체할 수 없기 때문에 수시로 점검을 실시하여 유지보수를 해야 하고, 특히, 구조적 성능이 부족한 시설물은 성능 개선공사를 실시하여 시설물의 안전을 확보하고 사용수명을 연장하는 것이 필요하다.
교량, 터널, 지하철 등 사회기반시설은 물론 주택, 아파트 등 시설물의 90% 이상은 철근콘크리트로 시공되어 있다. 현재 노후 콘크리트 시설물 보수를 위해 다양한 보강공법이 적용중에 있다. 그중에서도 고강도 탄소섬유, 아라미드섬유 등으로 제작된 시트(Sheet), 스트립(Strip), 패널(Panel) 등을 기존 구조물에 접착 시공하는 섬유보강재 접착 공법이 가장 일반적으로 사용되고 있다.
한편, 도 1은 종래의 기술에 따른 섬유보강재 접착 공법으로서 탄소섬유 시트를 구조물에 접착 시공하는 것을 예시하는 사진으로서, 도 1의 a)는 구조물(10)에 탄소섬유 시트(20)를 접착한 것을 예시하는 사진이고, 도 1의 b)는 기둥 보강을 위해 기둥(10a)에 탄소섬유 시트(20)를 접착한 것을 예시하는 사진이고, 도 1의 c)는 빌딩 슬래브 보강을 위해 빌딩 천장(10b)에 탄소섬유 시트(20)를 접착한 것을 예시하는 사진이다.
도 1의 a) 내지 c)에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 고강도 섬유를 활용한 기존 노후구조물 보강 공법은 구조물(10)에 에폭시 수지 등 유기계 접착제를 먼저 도포하고, 그 위에 탄소섬유 시트(20)와 같은 섬유시트나 패널을 부착하는 방식이다.
하지만, 종래의 기술에 따른 섬유보강재 접착공법에 사용되는 유기계 접착제는 화재에 취약하여 고열에서 연소되어 접착력을 상실할 수 있다. 또한, 지하구조물 등 대부분의 시설물은 우수 등에 노출되기 때문에 표면이 젖기 쉽고, 이러한 유기계 접착제는 젖은 구조물 표면에 시공할 수 없는 단점이 있다. 이에 따라, 유기계 접착제가 시공된 후, 접착 부위가 누수 등으로 인하여 수분에 노출되는 경우 접착력을 상실하여 섬유보강재가 탈락할 수 있다는 문제점이 있었다.
한편, 선행기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-1740906호에는 "콘크리트 구조물 바닥의 보수보강 공법"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명한다.
도 2a는 종래의 기술에 따른 콘크리트 구조물 바닥의 보수보강 공법을 적용한 구조물을 나타내는 구성도이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 콘크리트 구조물 바닥의 보수보강 공법의 정착구를 나타내는 평면도이다.
도 2a를 참조하면, 종래의 기술에 따른 콘크리트 구조물 바닥의 보수보강 공법은, 콘크리트 구조물의 바닥(70)을 치핑하는 단계; 치핑된 콘크리트 구조물의 바닥(70)을 고압으로 세척하는 단계; 세척된 콘크리트 구조물의 바닥(70)에 접착제(30)를 도포하는 단계; 접착제(30)가 도포된 바닥에 보강그리드(40)를 포설하는 단계; 포설된 보강그리드(40)를 정착구(50)를 사용해서 바닥에 고정하는 단계; 및 보강그리드(40)가 고정된 콘크리트 구조물의 바닥(70)에 수중 마이크로 콘크리트(60)를 타설하는 단계를 포함하여 이루어진다.
여기서, 정착구(50)는 보강그리드(40)를 콘크리트 구조물의 바닥(70)에서 소정거리 이격시켜 고정시키도록 콘크리트 구조물의 바닥(70)에 입설되어 있는 지지부재로서, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 매립편(51), 지지편(52) 및 고정편(53)을 포함하여 이루어지는 이지 스페이서(easy spacer) 정착구이다.
구체적으로, 정착구(50)는, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 바닥의 상부에 지지되며 격자형상의 보강그리드의 교차부위의 하부를 지지하는 지지편(52); 지지편(52)을 바닥에 고정시키도록 바닥에 매립되는 매립편(51); 및 지지편(52)의 상부에 설치되어 보강그리드(40)를 고정시키는 고정편(53)을 포함한다.
또한, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 지지편(52)의 상부 둘레에는 매립편(51)이 삽입되어 체결고정되는 복수개의 고정홀(52a)이 상하방향으로 관통 형성되어 있고, 지지편(52)의 상면에는 격자형상의 보강그리드의 교차부위가 끼워맞춤되는 일자형상의 끼움홈(52b)이 서로 교차하도록 형성되어 있고, 지지편(52)의 측면 둘레에는 고정편과 결합하기 위한 결합턱(52c)이 돌출형성되어 있다.
종래의 기술에 따른 콘크리트 구조물 바닥의 보수보강 공법에 따르면, 콘크리트 구조물의 바닥(70)에 보강그리드(40)를 정착구(50)에 의해 고정하고 수중 마이크로 콘크리트(60)를 타설해서 보수 및 보강함으로써, 콘크리트 구조물의 바닥(70)에 대한 보수성능 및 보강강도를 향상시킬 수 있고, 또한, 보강그리드(40)로 보강하도록 구성함으로써, 보강그리드(40)와 수중 마이크로 콘크리트(60) 사이의 결합성 및 혼합성을 향상시킬 수 있다.
또한, 종래의 기술에 따른 콘크리트 구조물 바닥의 보수보강 공법에 따르면, 보강그리드(40)를 바닥에서 소정거리 이격시켜 고정시키도록 콘크리트 구조물 바닥(70)에 정착구(50)를 입설함으로써, 보강그리드(40)를 콘크리트 구조물 바닥(70)에서 소정거리 이격시켜 보강그리드(40)의 매립깊이를 일정하게 유지할 수 있고, 또한, 정착구(50)로서 매립편(51), 지지편(52) 및 고정편(53)을 구비함으로써, 수중 마이크로 콘크리트(60)의 타설 높이에 따라 보강그리드(40)의 이격거리를 조절해서 고정할 수 있다.
전술한 바와 같이, 종래의 기술에 따른 콘크리트 구조물 바닥의 보수보강 공법의 경우, 콘크리트 구조물 바닥(70)을 치핑한 후, 세척하고 접착제(30)를 도포한 뒤, 보강그리드(40)를 포설하되, 정착구(50)를 사용해 바닥에 고정시키며, 그 상면에 수중 마이크로 콘크리트(60)를 타설하여 보강함으로써 콘크리트 구조물 바닥(70)의 보수성능 및 보강강도를 향상시킬 수 있다. 하지만, 종래의 기술에 따른 콘크리트 구조물 바닥의 보수보강 공법의 경우, 보강그리드(40)의 고정을 위해 별도의 접착제(30)를 도포하는 방식이므로, 접착제(30)가 시공된 후, 접착 부위가 누수 등으로 인하여 수분에 노출되는 경우 접착력을 상실하여 보강그리드(40)가 탈락할 수 있다는 문제점이 있었다.
한편, 다른 선행기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-1972265호에는 "고강도 모르타르 조성물 및 보강재를 이용한 콘크리트 구조물 보수보강 공법"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명한다.
도 3a는 종래의 기술에 따른 콘크리트 구조물 보수보강 공법에 적용되는 와이어메쉬 부재를 나타낸 정면도이고, 도 3b는 종래의 기술에 따른 콘크리트 구조물 보수보강 공법에 의해 와이어메쉬 부재가 시공된 상태를 나타낸 도면이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 종래의 기술에 따른 콘크리트 구조물 보수보강 공법은, a) 보수하고자 하는 콘크리트 구조물(91)의 보수 시공면(91a)을 다듬어 면처리하는 기초보수단계; b) 기초보수단계를 거친 시공면(91a)에 스테인레스-스틸로 이루어진 와이어메쉬 부재(80)를 배치하고 볼트로 시공면(91a)에 고정시키는 와이어메쉬 부착단계; c) 시공면(91a)에 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르를 도포하여 와이어메쉬 부재(80)가 매립되도록 보강층(92)을 형성시킨 후 경화시키는 보강층 형성단계; 및 d) 상기 형성된 보강층(92)의 표면에 표면보호재를 도포하여 코팅시키는 코팅층 형성단계를 포함하여 이루어진다.
여기서, 와이어메쉬 부재(80)는 금속재로 이루어진 와이어(81)들과 상기 와이어(81)들을 고정시키는 금속재로 이루어지며 박판인 다수의 연결패널(82)로 이루어진다. 이때, 연결패널(82)은 가압에 의해 절곡되는 강판이나 알루미늄판 또는 합금판을 사용할 수 있다.
구체적으로, 연결패널(82)은, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 볼트가 체결되도록 길이방향을 따라 형성되는 다수의 체결홀(82a); 와이어(81)들을 고정시키도록 연결패널(82)의 양측에 일단이 연결되도록 절취되게 형성되어 와이어(81)를 감싸면서 절곡되는 고정날개부(82b)들; 및 연결패널(82)에 형성되며 고정날개부(82b)들 사이에 배치되고, 절곡선이 형성되며 절곡선을 중심으로 하향 절곡되어, 시공면(91a)에 지지되는 지지다리부(82c)들로 이루어진다. 여기서, 절곡선은 절곡이 용이하도록 프레스로 가압하여 형성시킨 긴 홈이다.
이에 따라, 지지다리부(82c)는 도 3b에 도시된 것과 같이, 길이 방향을 따라 길게 형성되어, 볼트를 체결하여 연결패널(82)이 시공면(91a) 방향으로 가압되어도 지지다리(82c)가 눌려지거나 휘어지지 않게 된다. 또한, 연결패널(82)에는 고정날개부(82b)와 지지다리부(82c)가 상호 교차되게 반복 형성되어, 일정 간격을 유지하며 배치되는 와이어(81)를 고정시킬 수 있다.
또한, 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르는, 시멘트 100중량부에 대하여 폴리머 1~10중량부, 실리카 퓸 0.1~8중량부, 세라믹 복합섬유 0.5~5.0중량부; 강도증진제 1~8중량부; 골재 30~50중량부; 수축방지제 0.5~2.0 중량부; 폴리비닐알콜(PVA) 분말 수지 3~7중량부; 소포제 0.1~1.0중량부; 팽창제 5~10중량부; 분말형 실리콘 발수제 1~5중량부; 내구성 강화제 5~15중량부; 석회석 분말 성분 1~15중량부; 및 나노 금속 산화물 분말 0.1~2중량부를 포함한다.
또한, 표면보호재의 도포는, d-1) 아크릴계 수지, 고무칩, 에어로겔 및 분말 성분을 포함하는 1차 표면 보호재를 도포하는 단계; 및 상기 1차 표면 보호재가 도포된 위에 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지를 포함하는 액상 성분 100중량부와 무기분말 성분 30~300중량부를 포함하는 2차 표면 보호재를 도포하는 단계를 포함한다.
또한, 내구성 강화제는 경화발현재 30~40중량부와 몬모릴로 나이트계 점토광물 1~3중량부, 알루미늄염 1~2중량부 및 물 50~60중량부를 포함하는 제1 조성물과, 경화촉진제 5~7중량부, 점토광물 12~18중량부, 나노아연 분말 0.1~2중량부, 안정제 0.1~0.5중량부 및 물 60~70중량부를 포함하는 제2 조성물을 혼합한 것을 특징으로 한다.
또한, 나노 금속 산화물 분말은 다공성 구조로 이루어지고 흑연 산화물로 표면이 코팅된다.
종래의 기술에 따른 콘크리트 구조물 보수보강 공법은, 열화된 콘크리트 구조물의 손상 부분을 보수보강함에 있어 발수효과가 우수하고 흡수율을 낮게 유지할 수 있으므로 내구성이 우수하며, 압축강도, 휨강도 등의 물리적 특성이 우수하고 모르타르의 단위 중량을 줄이고 초기 및 장기 부착성능을 향상시켜 콘크리트 구조물에 대한 보수보강 시공성이 매우 우수한 동시에 유기 용제를 사용하지 않으므로 친환경적이며, 모르타르를 치밀하게 형성할 수 있으므로 각종 응력을 균일하게 흡수할 수 있는 동시에, 시공면에 고정되는 스테인레스스틸 보강재를 사용하여 모르타르의 타설이 용이하고 모르타르가 견고하게 고정될 수 있으며, 표면강도 및 내수성이 우수하고 동결 융해에 대한 저항성이 우수한 특징을 갖는다.
종래의 기술에 따른 콘크리트 구조물 보수보강 공법의 경우, 실리카퓸, 세라믹복합섬유, 강도증진제, 골재, 수축방지제, 폴리비닐알콜 분말 수지, 소포제, 팽창제, 분말형 실리콘 발수제, 내구성 강화제, 석회석 분말 성분, 나노 금속 산화물 분말, 알칼리활성화제로 구성된 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르를 제작하고, 콘크리트 보강면에 와이어메쉬 부재(80)를 매립한 후, 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르를 타설하여 보강층을 형성시키는 방법에 관한 것이다.
하지만, 종래의 기술에 따른 콘크리트 구조물 보수보강 공법의 경우, 격자 형태로 조립한 스테인리스-스틸 와이어메쉬(Stainless-Steel Wire Mesh)를 이용하여 콘크리트 구조물의 내하력을 증진시키는 공법으로서, 와이어메쉬를 이용하여 콘크리트 구조물을 보수/보강하는 경우, 콘크리트 구조물에 부착되는 와이어메쉬의 긴장 상태에 따라 품질이 좌우될 수 있고, 또한, 와이어메쉬의 긴장력을 확보하는 것이 용이하지 않기 때문에 보수/보강 효과를 감소시키는 단점이 있다.
대한민국 등록특허번호 제10-1740906호(등록일: 2017년 5월 23일), 발명의 명칭: "콘크리트 구조물 바닥의 보수보강 공법" 대한민국 등록특허번호 제10-1972265호(등록일: 2019년 4월 18일), 발명의 명칭: "고강도 모르타르 조성물 및 보강재를 이용한 콘크리트 구조물 보수 보강 공법" 대한민국 등록특허번호 제10-2133511호(등록일: 2020년 7월 7일), 발명의 명칭: "수중 불분리성 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 수처리 구조물 보수보강공법" 대한민국 등록특허번호 제10-895497호(등록일: 2009년 4월 22일), 발명의 명칭: "콘크리트 구조물 중성화 및 염해 방지용 시멘트 모르타르조성물 및 이를 이용한 구조물 보수 보강공법"
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 코팅재를 코팅하여 부착력을 향상시킨 텍스타일 그리드 보강재를 노후 콘크리트 구조물에 부착하되, 사용환경과 보강목적에 따라 염해저항성능이나 화학저항성능을 갖는 고내구성 무기계 결합재를 선택적으로 사용하여 텍스타일 그리드 보강재를 부착함으로써, 노후 콘크리트 구조물을 보수보강할 수 있는, 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용하여 보수보강하는 콘크리트 구조물 및 그 보수보강 공법을 제공하기 위한 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용한 콘크리트 구조물 보수보강 공법은, a) 노후 콘크리트 구조물과의 부착력 향상을 위해 코팅재가 코팅된 텍스타일 그리드 보강재를 형성하는 단계; b) 상기 노후 콘크리트 구조물의 사용환경과 보수보강 목적에 따른 고내구성 무기계 결합재를 배합 제조하는 단계; c) 상기 노후 콘크리트 구조물 표면에 상기 고내구성 무기계 결합재로 형성된 솟크리트를 타설하여 1차 몰탈층을 형성하는 단계; d) 상기 텍스타일 그리드 보강재를 상기 1차 몰탈층 상부에 거치하는 단계; e) 그리드 고정장치를 사용하여 상기 텍스타일 그리드 보강재를 상기 노후 콘크리트 구조물에 고정시키는 단계; f) 상기 고내구성 무기계 결합재로 형성된 숏크리트를 상기 텍스타일 그리드 보강재 상에 타설하여 2차 몰탈층을 형성하는 단계; 및 g) 상기 2차 몰탈층을 경화시켜 상기 노후 콘트리트 구조물의 보수보강을 완료하는 단계를 포함하되, 상기 b) 단계의 고내구성 무기계 결합재는 염해저항성능을 갖는 염해 저항성 무기계 결합재이거나 화학저항성능을 갖는 화학적 저항성 무기계 결합재인 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 노후 콘크리트 구조물에 열화 부위가 있는 경우, 상기 c) 단계를 수행하기 전에 상기 노후 콘크리트 구조물에 열화 부위를 미리 제거하되, 상기 노후 콘크리트 구조물 내에 매립된 철근이 부식된 경우 철근 깊이까지 열화 단면을 제거하고, 필요시 추가 철근을 배근할 수 있다.
여기서, 상기 e) 단계 전에 상기 텍스타일 그리드 보강재가 수평을 유지하도록 양측에서 잡아당겨 긴장력을 도입하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 e) 단계에서 상기 그리드 고정장치를 화약식 또는 에어타카로 상기 노후 콘크리트 구조물에 타입시켜 상기 텍스타일 그리드 보강재를 견고하게 상기 노후 콘크리트 구조물에 고정시킬 수 있다.
한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용한 콘크리트 구조물 보수보강 공법은, a) 노후 콘크리트 구조물과의 부착력 향상을 위해 코팅재가 코팅된 텍스타일 그리드 보강재를 형성하는 단계; b) 상기 노후 콘크리트 구조물의 사용환경과 보수보강 목적에 따른 고내구성 무기계 결합재를 배합 제조하는 단계; c) 상기 텍스타일 그리드 보강재를 상기 노후 콘크리트 구조물 표면에 거치하는 단계; d) 텍스타일 그리드 고정장치를 사용하여 상기 텍스타일 그리드 보강재를 상기 노후 콘크리트 구조물에 고정시키는 단계; e) 고내구성 무기계 결합재로 형성된 숏크리트를 상기 텍스타일 그리드 보강재 상에 타설하여 상기 텍스타일 그리드 보강재가 매립된 몰탈층을 형성하는 단계; 및 f) 상기 몰탈층을 경화시켜 상기 노후 콘트리트 구조물의 보수보강을 완료하는 단계를 포함하되, 상기 b) 단계의 고내구성 무기계 결합재는 염해저항성능을 갖는 염해 저항성 무기계 결합재이거나 화학저항성능을 갖는 화학적 저항성 무기계 결합재인 것을 특징으로 한다.
한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용하여 보수보강하는 콘크리트 구조물은, 보수보강을 위한 노후 콘크리트 구조물; 상기 노후 콘크리트 구조물의 보수보강을 위해 상기 노후 콘크리트 구조물의 표면에 부착되며, 상기 노후 콘크리트 구조물의 표면과의 부착력을 향상시키도록 코팅재로 코팅된 텍스타일 그리드 보강재; 무기계 결합재로서, 상기 노후 콘크리트 구조물의 사용환경과 보수보강 목적에 따라 염해저항성능 또는 화학저항성능을 갖도록 배합되며, 상기 텍스타일 그리드 보강재를 상기 노후 콘크리트 구조물에 부착시키는 고내구성 무기계 결합재; 및 상기 텍스타일 그리드 보강재를 상기 노후 콘크리트 구조물 상에 거치시, 상기 텍스타일 그리드 보강재를 고정시키는 그리드 고정장치를 포함하되, 상기 고내구성 무기계 결합재는 염해저항성능을 갖는 염해 저항성 무기계 결합재이거나 화학저항성능을 갖는 화학적 저항성 무기계 결합재인 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 텍스타일 그리드 보강재에 코팅되는 코팅재는 샌드페이퍼 마모재로 사용되는 산화알루미나 분말이고, 상기 코팅재의 입도는 상기 텍스타일 그리드 보강재의 종류와 규격에 따라 결정될 수 있다.
여기서, 상기 염해 저항성 무기계 결합재는, 100중량부의 시멘트, 100중량부의 염해 저항성 결합재, 210~250중량부의 잔골재, 55~65중량부의 배합수 및 1.5~3중량부의 고성능 감수제를 혼합하여 형성될 수 있다.
여기서, 상기 염해 저항성 결합재는 90~95중량%의 고로슬래그 미분말과 5~10중량%의 염분흡착제를 혼합하여 형성되며, 상기 염분흡착제는 탄산칼슘인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 화학적 저항성 무기계 결합재는 무시멘트계 결합재로서, 100중량부의 고로슬래그 미분말, 35~45중량부의 플라이애시, 165~180중량부의 잔골재, 55~65중량부의 배합수 및 8~20중량부의 알칼리 자극제를 혼합하여 형성될 수 있다.
여기서, 상기 d) 단계의 그리드 고정장치는, 상기 노후 콘크리트 구조물에 타입되는 몸체로서 ㄷ자 형상의 앵커핀; 및 상기 앵커핀의 타입시 상기 텍스타일 그리드 보강재를 타입 충격으로부터 보호하도록 상기 앵커핀 상단에 구비되는 타입충격 완충재를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 그리드 고정장치는 상기 텍스타일 그리드 보강재의 거치시 그리드 위사 및 경사 교차지점을 상부를 관통하여 상기 노후 콘크리트 구조물에 타입 고정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 코팅재를 코팅하여 부착력을 향상시킨 텍스타일 그리드 보강재를 노후 콘크리트 구조물에 부착하되, 사용환경과 보강목적에 따라 염해저항성능이나 화학저항성능을 갖는 고내구성 무기계 결합재를 선택적으로 사용하여 텍스타일 그리드 보강재를 부착함으로써, 노후 콘크리트 구조물을 용이하게 보수보강할 수 있다. 즉, 유기계 접착제 대신에 시멘트 등 무기계 결합재를 활용하여 텍스타일 그리드 보강재를 부착함으로써 노후 콘크리트 구조물을 용이하게 보수보강할 수 있다.
본 발명에 따르면, 탄소섬유와 같은 텍스타일 그리드 보강재(섬유보강재) 및 고내구성 무기계 결합재 모두 불연소재이기 때문에 내화성능이 우수하고, 특히, 화재위험에 노출된 시설물 보강에 효과적으로 활용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 젖은 구조물이나 동절기에도 시공이 가능한 무기계 결합재를 사용함으로써, 누수가 발생해도 탈락하지 않는 등 종래의 기술에 따른 접착 공법의 문제점을 해결할 수 있다. 특히, 탄소섬유와 같은 텍스타일 그리드 보강재(섬유보강재)는 철근처럼 부식하지 않기 때문에 제설제를 사용하는 도로시설물이나 염분에 노출되는 방파제와 같은 해양항만시설물을 효과적으로 보수보강할 수 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 섬유보강재 접착 공법으로서 탄소섬유 시트를 구조물에 접착 시공하는 것을 예시하는 사진이다.
도 2a는 종래의 기술에 따른 콘크리트 구조물 바닥의 보수보강 공법을 적용한 구조물을 나타내는 구성도이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 콘크리트 구조물 바닥의 보수보강 공법의 정착구를 나타내는 평면도이다.
도 3a는 종래의 기술에 따른 콘크리트 구조물 보수보강 공법에 적용되는 와이어메쉬 부재를 나타낸 정면도이고, 도 3b는 종래의 기술에 따른 콘크리트 구조물 보수보강 공법에 의해 와이어메쉬 부재가 시공된 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용하여 보수보강하는 콘크리트 구조물을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용하여 보수보강하는 콘크리트 구조물을 예시하는 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 텍스타일 그리드 보강재를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용하여 보수보강하는 콘크리트 구조물에서 텍스타일 그리드 보강재에 코팅되는 코팅재인 산화알루미나 분말의 입도 종류를 예시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용하여 보수보강하는 콘크리트 구조물에서 텍스타일 그리드 보강재에 대한 직접인발강도 시험을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용하여 보수보강하는 콘크리트 구조물에서 무코팅 텍스타일 그리드 보강재와 코팅 텍스타일 그리드 보강재를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용하여 보수보강하는 콘크리트 구조물에서 그리드 고정장치를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용하여 보수보강하는 콘크리트 구조물에서 염해 저항성 모르타르의 조성을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용하여 보수보강하는 콘크리트 구조물에서 화학적 저항성능 모르타르의 조성을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용하여 보수보강하는 콘크리트 구조물에 대한 염해성능 평가를 위한 철근부식시기 평가결과를 예시하는 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용하여 보수보강하는 콘크리트 구조물에 대한 화학적 저항성능 평가결과를 예시하는 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용한 콘크리트 구조물 보수보강 공법의 동작흐름도이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용한 콘크리트 구조물 보수보강 공법을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용한 콘크리트 구조물 보수보강 공법의 동작흐름도이다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용한 콘크리트 구조물 보수보강 공법에 의해 보수보강된 콘크리트 구조물인 콘크리트 슬래브 파괴시험을 설명하기 위한 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.
[텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용하여 보수보강하는 콘크리트 구조물(100)]
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용하여 보수보강하는 콘크리트 구조물을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용하여 보수보강하는 콘크리트 구조물을 예시하는 도면으로서, 도 5의 a)는 텍스타일 그리드 보강재에 의해 보강된 하수박스를 나타내며, 도 5의 b)는 텍스타일 그리드 보강재에 의해 보강된 콘크리트 벽체를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용하여 보수보강하는 콘크리트 구조물(100)은, 노후 콘크리트 구조물(110), 텍스타일 그리드 보강재(120) 및 고내구성 무기계 결합재(130)를 포함하며, 또한, 후술하는 도 10에 도시된 바와 같이, 그리드 고정장치(140)를 포함한다.
노후 콘크리트 구조물(110)은 열화 부위를 미리 제거한 콘크리트 구조물로서, 상기 노후 콘크리트 구조물(110) 내에 매립된 철근이 부식된 경우 철근 깊이까지 열화 단면을 제거하고, 필요시 추가 철근을 배근하는 것이 바람직하다.
텍스타일 그리드 보강재(120)는 상기 노후 콘크리트 구조물(110)의 보수보강을 위해 상기 노후 콘크리트 구조물(110)의 표면에 부착되며, 이후 고내구성 무기계 결합재(130)와의 부착력을 향상시키도록 코팅재로 코팅된다. 여기서, 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)에 코팅되는 코팅재는 샌드페이퍼 마모재로 사용되는 산화알루미나(Al2O3) 분말이고, 상기 코팅재의 입도는 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)의 종류와 규격에 따라 결정될 수 있다.
고내구성 무기계 결합재(130)는 무기계 결합재로서, 상기 노후 콘크리트 구조물(110)의 사용환경과 보수보강 목적에 따라 염해저항성능 또는 화학저항성능을 갖도록 배합되며, 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)를 상기 노후 콘크리트 구조물(110)에 부착시킨다.
그리드 고정장치(140)는, 후술하는 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)를 고정시키는 역할을 하며, 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)를 상기 노후 콘크리트 구조물(110) 상에 거치시, 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)가 소정간격을 유지하도록 배치된다. 이때, 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)의 거치시 상기 그리드 고정장치(140)의 앵커핀(141)이 상기 노후 콘크리트 구조물(110)에 타입된다.
구체적으로, 상기 그리드 고정장치(140)는, 후술하는 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 노후 콘크리트 구조물(110)에 타입되는 몸체로서 ㄷ자 형상의 앵커핀(141); 및 상기 앵커핀(141)의 타입시 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)를 타입 충격으로부터 보호하도록 상기 앵커핀 상단에 구비되는 타입충격 완충재(142)를 포함하며, 상기 그리드 고정장치(140)는 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)의 거치시 그리드 위사 및 경사 교차지점을 상부를 관통하여 상기 노후 콘크리트 구조물(110)에 타입 고정된다. 이때, 상기 그리드 고정장치(140)를 화약식 또는 에어타카로 상기 노후 콘크리트 구조물(110)에 타입시켜 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)를 견고하게 상기 노후 콘크리트 구조물(110)에 고정시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용하여 보수보강하는 콘크리트 구조물(100)에서, 상기 고내구성 무기계 결합재(130)는 염해저항성능을 갖는 염해 저항성 무기계 결합재이거나 화학저항성능을 갖는 화학적 저항성 무기계 결합재인 것이 바람직하다.
구체적으로, 상기 염해 저항성 무기계 결합재는, 100중량부의 시멘트, 100중량부의 염해 저항성 결합재, 210~250중량부의 잔골재, 55~65중량부의 배합수 및 1.5~3중량부의 고성능 감수제를 혼합하여 형성되며, 이때, 상기 염해 저항성 결합재는 90~95중량%의 고로슬래그 미분말과 5~10중량%의 염분흡착제를 혼합하여 형성되며, 상기 염분흡착제는 탄산칼슘인 것이 바람직하다.
또한, 상기 화학적 저항성 무기계 결합재는 무시멘트계 결합재로서, 100중량부의 고로슬래그 미분말, 35~45중량부의 플라이애시, 165~180중량부의 잔골재, 55~65중량부의 배합수 및 8~20중량부의 알칼리 자극제(또는 알칼리 활성화제)를 혼합하여 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용하여 보수보강하는 콘크리트 구조물(100)은, 도로 및 철도시설물인 교량, 터널, 지하철은 물론 댐, 항만구조물, 오폐수시설물 등일 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다.
한편, 도 6a 내지 도 6c는 텍스타일 그리드 보강재를 구체적으로 설명하기 위한 도면으로서, 도 6a는 텍스타일 그리드 보강재를 나타내고, 도 6b는 직조(Weaving) 방법으로 생산된 텍스타일 그리드 보강재를 나타내는 도면이고, 6c는 편직(Knitting) 방법으로 생산된 텍스타일 그리드 보강재를 나타내는 도면이다.
텍스타일 그리드 보강재(120)는 탄소섬유, 아라미드섬유 등 고강도 섬유를 이용하여 격자형태의 직물로 직조(Weaving)하거나 편직(Knitting)함으로써, 텍스타일 그리드를 제작한 후 에폭시, 폴리에스테르, 아크릴레이트, SBR 수지 등으로 함침시켜 텍스타일 그리드를 제작한다.
도 6a에 도시한 바와 같이, 텍스타일 그리드 보강재(120)는 최근 탄소섬유, 아라미드섬유 등 고강도 섬유를 이용하여 격자형태의 직물로 제직하거나 편직함으로써 텍스타일 그리드를 제작한 후, 에폭시, 비닐에스테르, SBR 수지 등으로 함침시켜 텍스타일 그리드 보강재(120)를 제조하고 있다.
도 6b에 도시한 바와 같이, 텍스타일 그리드 보강재(120)는 위사(Weft: 120a)와 경사(Warp: 120b)로 구성되는데, 위사(120a)와 경사(120b) 각각은 섬유다발(121)과 수지(122)가 함침되어 있지만, 완성된 텍스타일 그리드 보강재(120)는 롤(Roll) 형태로 권취할 수 있을 정도로 연성을 갖는다. 이러한 제직방법으로 생산되는 텍스타일 그리드 보강재(120)는 경사(120b)를 꼬아서 직조하기 때문에 주방향인 직선으로 배치되는 위사(120a)의 위사방향에 비하여 경사 방향의 연신율이 크다는 특징이 있다.
또한, 도 6c에 도시된 바와 같이, 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)는 위사(120a)와 경사(120b)를 직각으로 겹쳐두고 일반적으로 폴리에스터로 제작된 바인더 얀(Binder Yarn)(120c)을 경사방향으로 바느질하여 제작하는 경우도 있는데, 이를 편직 방법이라 한다. 이러한 편직 방법은 직조 방법에 비하여 텍스타일 그리드 제작속도가 빠르다는 장점이 있다.
한편, 사용하는 고강도 섬유에 따라 약간의 차이는 있으나 탄소섬유로 제작된 텍스타일 그리드는 철근에 비하여 콘크리트와의 부착강도가 1/3 수준으로 작기 때문에 텍스타일 그리드로 보강된 콘크리트 구조물이 부착강도 이상의 하중(응력)을 받는 경우, 텍스타일 그리드가 매트릭스(고결된 결합재) 내부에서 부분적으로 미끄러지는 슬립이 발생할 우려가 있다. 이에 따라, 매트릭스와 그리드간 부착력을 상실하게 되는 경우, 일체화 작용을 할 수 없어 합성작용(Composite Action)에 의한 보강효과가 발생하지 않을 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용하여 보수보강하는 콘크리트 구조물(100)의 경우, 텍스타일 그리드의 부착강도를 향상시키기 위하여 텍스타일 그리드 표면을 마모재로 코팅한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용하여 보수보강하는 콘크리트 구조물에서 텍스타일 그리드 보강재에 코팅되는 코팅재인 산화알루미나 분말의 입도 종류를 예시하는 도면이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용하여 보수보강하는 콘크리트 구조물에서 텍스타일 그리드 보강재에 대한 직접인발강도 시험을 설명하기 위한 도면이며, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용하여 보수보강하는 콘크리트 구조물에서 무코팅 텍스타일 그리드 보강재와 코팅 텍스타일 그리드 보강재를 나타내는 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 코팅재는 샌드페이퍼 마모재로 사용되는 산화알루미나(Al2O3) 분말을 적용하며, 상기 코팅재의 입도는 그리드의 종류와 규격에 따라 결정될 수 있다. 예를 들면, 작은 입도의 마모재는 얀(Yarn)의 굵기가 작은 텍스타일 그리드를 코팅하는데 유리하고, 굵은 입도의 마모재는 얀(Yarn)의 굵기가 큰 텍스타일 그리드를 코팅하는데 유리하다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 그리드 비닐에스테르 수지를 도포한 후, 마모재를 흡착시켜 경화시킨 후, 몰탈 블록에 매립시키고, 상기 몰탈이 양생된 후, 직접인발 부착강도시험을 실시하였다.
구체적으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 총 4가지 입도를 갖는 산화알루미나 분말로 그리드를 코팅한 후, 직접인발 부착강도 측정한 결과를 표 1에 나타내었다. 표 1에 나타낸 결과에 따르면 마모재 코팅 이후의 그리드의 부착강도는 코팅 이전에 비하여 그리드의 부착강도가 약 2배 증가하였다.
본 발명의 실시예에서, 텍스타일 그리드의 부착강도를 증가시키기 위하여 #24호 산화알루미나 분말로 텍스타일 그리드를 코팅한 사례를 도 9에 도시하였다. 또한, 표 1은 코팅 마모재 입도별 그리드 부착강도시험 결과를 나타내며, #80호 산화알루미나 분말로 텍스타일 그리드를 코팅한 경우, 부착강도 증가비율이 가장 큰 것으로 나타냈다.
[표 1]
Figure 112020100859290-pat00001
한편, 종래의 기술에 따른 텍스타일 보강 콘크리트(TRC)를 시공하는 경우 콘크리트 구조물 벽체 또는 슬래브 하면에 텍스타일 그리드를 거치할 때 고정할 수 있는 적절한 방법이 없기 때문에 시공중 텍스타일 그리드가 탈락하는 등 시공이 곤란하였다. 이러한 문제점을 해결하도록, 본 발명의 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용하여 보수보강하는 콘크리트 구조물의 경우, 그리드 고정장치(140)를 사용한다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용하여 보수보강하는 콘크리트 구조물에서 그리드 고정장치를 구체적으로 설명하기 위한 도면으로서, 도 10의 a)는 그리드 고정장치(140)가 텍스타일 그리드 보강재의 위사와 경사가 만나는 교차점 상단에 고정된 것을 나타내며, 도 10의 b)는 그리드 고정장치(140)의 구성과 형상을 나타낸다. 이때, 상기 그리드 고정장치(140)는 텍스타일 그리드 보강재(120)를 고정한 후, 노후 콘크리트 구조물(110)에 타입되는 몸체인 앵커핀(141)과 상기 앵커핀(141) 타입시 텍스타일 그리드 보강재(120)를 타입충격으로부터 보호하는 플라스틱 또는 폴리프로필렌 재질의 타입충격 완충재(142)로 구성된다. 도 10의 c)는 타입충격 완충재(142)를 상기 앵커핀(141)이 관통한 상태를 나타낸다. 이때, 상기 앵커핀(141)의 길이는 몰탈층의 두께에 따라 결정되며 타입충격 완충재(142)의 길이는 상기 앵커핀(141) 폭보다 크고, 두께는 2㎜ 내외인 것이 바람직하다.
구체적으로, 상기 앵커핀(141)은 스테인리스 스틸 등 고강도 비부식 금속재질로 형성되며, 상기 노후 콘크리트 구조물(110)에 타입되는 부분은 뾰쪽하게 제작되어 상기 노후 콘크리트 구조물(110)에 용이하게 타입되도록 한다. 에를 들면, 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)의 거치시, 상기 그리드 고정장치(140)는 20㎝~30㎝의 수평 및 수직 간격으로 설치되어 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)를 상기 노후 콘크리트 구조물(110) 표면에 견고하게 고정시킬 수 있다.
한편, 종래의 기술에 따른 텍스타일 보강 콘크리트(TRC) 시공시, 일반 시멘트 몰탈 또는 콘크리트를 사용하고 있었다. 이때, 텍스타일 보강 콘크리트(TRC)는 20㎜ 두께로 얇게 시공될 수 있는 장점에도 불구하고, 몰탈의 내구성이 낮아 필요 이상으로 두껍게 시공해야 하며, 이에 따라, 보강 이후 사용공간이 감소되거나 재료비 및 시공비 증가로 경제성이 낮은 단점이 있었다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용하여 보수보강하는 콘크리트 구조물에서 고내구성 무기계 결합재에 대해 상세히 설명하도록 한다. 이때, 본 발명의 실시예에 따른 콘크리트 구조물 보수보강 공법이 적용되는 노후 콘크리트 구조물의 사용환경에 따라 염해저항성 결합재와 화학저항성 결합재를 제공하며 선택적으로 적용할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용하여 보수보강하는 콘크리트 구조물에서 염해 저항성 모르타르의 조성을 나타내는 도면이고, 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용하여 보수보강하는 콘크리트 구조물에서 화학적 저항성능 모르타르의 조성을 나타내는 도면이다. 또한, 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용하여 보수보강하는 콘크리트 구조물에 대한 염해성능 평가를 위한 철근부식시기 평가결과를 예시하는 도면이고, 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용하여 보수보강하는 콘크리트 구조물에 대한 화학적 저항성능 평가결과를 예시하는 도면이다.
먼저, 염해환경에 노출된 철근콘크리트 구조물의 열화 및 손상 메커니즘은 구조물 표면으로부터 염화물 즉, 염소이온이 내부로 침투하여 철근의 부식을 촉진시키고, 철근이 부식되는 경우 녹에 의해서 표면적이 최대 2.5배 증가하면서 콘크리트 피복에 균열이 발생하게 되고, 팽창압으로 인하여 피복이 구조물로부터 박리될 수 있다. 또한, 콘크리트 피복이 박리되면 염화물 침투가 가속화되어 철근의 부식을 급속하게 진행시키게 된다.
구체적으로, 본 발명의 실시에에 따른 염해저항성 결합재는 치밀한 조직을 형성하여 콘크리트 구조물에 보강재로 적용되었을 때, 염소이온이 결합재 내부를 통과하는 속도(침투속도) 속도를 일반 콘크리트나 결합재에 비하여 현저하게 저하시켜 염소이온이 철근에 도달하는 시기를 늦추고, 이에 따라 콘크리트 구조물의 내구수명을 크게 향상시키는 원리이다. 예를 들면, 현행 우리나라 철근콘크리트 설계기준 및 콘크리트 시방서를 적용하여 콘크리트 피복두께를 50㎜로 시공한 구조물의 철근의 부식시기는 약 50년이다.
본 발명의 실시예로서, 다양한 고내구성 재료를 고려한 최적배합설계를 통하여 표 2로 나타낸 바와 같이 염해저항성 무기계 결합재를 개발하였으며, 표 2는 염해저항성 결합재 배합표(단위: kg/㎥)를 나타낸다.
[표 2]
Figure 112020100859290-pat00002
본 발명의 실시예에 따른 염해저항성 결합재는 철강산업 부산물의 고로슬래그 미분말 90~95중량% 및 탄산칼슘으로 구성된 염분흡착제 5~10중량%로 구성되어 있다. 본 발명의 실시예에 따른 염해저항성 결합재 결합재에 대하여 국제시험규격의 염소이온침투시험(NT Build 492)을 실시하였고, 그 결과를 분석하여 철근의 부식시기를 추정한 결과 도 13에 도시한 바와 같이 약 150년 수준으로 분석되었다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 염해저항성능 결합재를 활용하여 해양항만구조물 등 염해피해가 우려되는 구조물에 대하여 텍스타일 보강 콘크리트(TRC) 보수보강을 실시하는 경우, 종래의 기술에 따른 결합재를 적용하는 것에 비하여 최대 3배의 내구수명을 확보할 수 있는 것으로 확인되었다.
한편, 주로 시멘트를 사용하여 만들어진 시멘트관 및 콘크리트관으로 만들어진 하수시설물, 폐수처리시설 등 오폐수시설물은 오폐수로 인하여 발생되는 혐기성 세균에 의한 황화수소(H2S)와 산소(O2)에 노출되어 있다. 이로 인해 황산(H2SO4) 및 악질하수로 인해 콘크리트 구조물이 화학적 침식 등으로 열화가 촉진되어 내구수명이 짧아질 뿐만 아니라 내부의 철근부식이 급격히 진행된다.
본 발명의 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용한 콘크리트 구조물의 경우, 오폐수시설 등에 적용하는 결합재의 화학저항성능을 향상시키기 위하여 시멘트를 사용하지 않고 알칼리 활성화제를 사용하는 무시멘트계 결합재를 제공한다. 표 3은 화학적 저항성능 고내구성 결합재의 배합표(단위: kg/㎥)를 나타낸다.
[표 3]
Figure 112020100859290-pat00003
본 발명의 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용한 콘크리트 구조물은, 도 14에 도시된 바와 같이, 화학적 저항성능 고내구성 결합재의 성능을 평가하기 위하여 기존 시멘트 결합재와 본 발명의 실시예에 따른 화학적 저항성능 고내구성 결합재로 제작한 콘크리트 시편을 황산 15%용액에 28일간 침지시킨 후 무게를 측정한 결과를 도시하였다. 실험결과에 따르면 기존 시멘트계 결합재는 약 25%의 질량감소가 있었으나 본 발명의 고내구성 결합재는 화학적 저항성능이 우수하여 질량 감소가 없었다.
결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 코팅재를 코팅하여 부착력을 향상시킨 텍스타일 그리드 보강재를 노후 콘크리트 구조물에 부착하되, 사용환경과 보강목적에 따라 염해저항성능이나 화학저항성능을 갖는 고내구성 무기계 결합재를 선택적으로 사용하여 텍스타일 그리드 보강재를 부착함으로써, 노후 콘크리트 구조물을 용이하게 보수보강할 수 있다. 즉, 유기계 접착제 대신에 시멘트 등 무기계 결합재를 활용하여 텍스타일 그리드 보강재를 부착함으로써 노후 콘크리트 구조물을 용이하게 보수보강할 수 있다.
[(제1 실시예) 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용한 콘크리트 구조물 보수보강 공법]
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용한 콘크리트 구조물 보수보강 공법의 동작흐름도이고, 도 16a 내지 도 16d는 각각 본 발명의 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용한 콘크리트 구조물 보수보강 공법을 구체적으로 설명하기 위한 도면들이다.
본 발명의 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용한 콘크리트 구조물 보수보강 공법은, 전술한 도 4에 도시된 바와 같이, 노후 콘크리트 구조물(110) 표면에 일반적으로 격자 형상으로 제작된 섬유보강재인 텍스타일 그리드 보강재(120)를 고내구성 무기계 결합재(130) 내부에 매립하여 시공하는 노후 콘크리트 구조물 보수보강 공법으로서, 이때, 고내구성 무기계 결합재(130)가 접착제 역할을 하게 된다. 이러한 공법으로 시공된 콘크리트를 일반적으로 텍스타일 보강 콘크리트(Textile Reinforce Concrete: TRC)라고 한다.
도 15를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용한 콘크리트 구조물 보수보강 공법은, 먼저, 노후 콘크리트 구조물(110)과의 부착력 향상을 위해 코팅재가 코팅된 텍스타일 그리드 보강재(120)를 형성한다(S110). 이때, 상기 코팅재는 샌드페이퍼 마모재로 사용되는 산화알루미나(Al2O3) 분말이고, 상기 코팅재의 입도는 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)의 종류와 규격에 따라 결정될 수 있다.
다음으로, 상기 노후 콘크리트 구조물(110)의 사용환경과 보수보강 목적에 따른 고내구성 무기계 결합재(130)를 배합 제조한다(S120).
다음으로, 상기 노후 콘크리트 구조물(110)에 열화 부위가 있는 경우, 상기 노후 콘크리트 구조물(110)에 열화 부위를 미리 제거한다(S130). 이때, 상기 노후 콘크리트 구조물(110) 내에 매립된 철근이 부식된 경우 철근 깊이까지 열화 단면을 제거하고, 필요시 추가 철근을 배근하는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 16a에 도시된 바와 같이, 상기 노후 콘크리트 구조물(110) 표면에 상기 고내구성 무기계 결합재(130)로 형성된 솟크리트를 타설하여 1차 몰탈층(150)을 형성한다(S140).
다음으로, 상기 텍스타일 그리드 보강재(120) 및 그리드 고정장치(140)를 상기 1차 몰탈층(150) 상부에 거치한다(S150). 보다 구체적으로, 도 16b에 도시된 바와 같이, 상기 그리드 고정장치(140)는, 상기 노후 콘크리트 구조물(110)에 타입되는 몸체로서 ㄷ자 형상의 앵커핀(141); 및 상기 앵커핀(141)의 타입시 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)를 타입 충격으로부터 보호하도록 상기 앵커핀 상단에 구비되는 타입충격 완충재(142)를 포함하며, 상기 그리드 고정장치(140)는 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)의 거치시 그리드 위사 및 경사 교차지점을 상부를 관통하여 상기 노후 콘크리트 구조물(110)에 타입 고정된다. 이때, 상기 그리드 고정장치(140)를 화약식 또는 에어타카로 상기 노후 콘크리트 구조물(110)에 타입시켜 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)를 견고하게 상기 노후 콘크리트 구조물(110)에 고정시킬 수 있다.
다음으로, 상기 그리드 고정장치(140)를 사용하여 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)를 상기 노후 콘크리트 구조물(110)에 고정시킨다(S160). 보다 구체적으로, 도 16c에 도시된 바와 같이, 상기 그리드 고정장치(140)를 화약식 또는 에어타카로 상기 노후 콘크리트 구조물(110)에 타입시켜 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)를 견고하게 상기 노후 콘크리트 구조물(110)에 고정시킬 수 있다. 만일, 상기 1차 몰탈층(150)이 거치하는 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)를 지지할 수 있을 정도로 경화된 경우, 상기 그리드 고정장치(140)의 타입 깊이를 조절하여 경화된 상기 1차 몰탈층(150)에 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)를 고정할 수도 있다.
다음으로, 도 16d에 도시된 바와 같이, 상기 고내구성 무기계 결합재(130)로 형성된 숏크리트를 상기 텍스타일 그리드 보강재(120) 상에 타설하여 2차 몰탈층(160)을 형성한다(S170). 이때, 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)가 수평을 유지하도록 양측에서 잡아당겨 긴장력을 도입하는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 2차 몰탈층(160)을 경화시켜 상기 노후 콘트리트 구조물(110)의 보수보강을 완료한다(S180).
본 발명의 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용한 콘크리트 구조물 보수보강 공법에서, 상기 고내구성 무기계 결합재(130)는 염해저항성능을 갖는 염해 저항성 무기계 결합재이거나 화학저항성능을 갖는 화학적 저항성 무기계 결합재일 수 있다.
구체적으로, 상기 염해 저항성 무기계 결합재는, 100중량부의 시멘트, 100중량부의 염해 저항성 결합재, 210~250중량부의 잔골재, 55~65중량부의 배합수 및 1.5~3중량부의 고성능 감수제를 혼합하여 형성되고, 이때, 상기 염해 저항성 결합재는 90~95중량%의 고로슬래그 미분말과 5~10중량%의 염분흡착제를 혼합하여 형성되며, 상기 염분흡착제는 탄산칼슘인 것이 바람직하다.
또한, 상기 화학적 저항성 무기계 결합재는 무시멘트계 결합재로서, 100중량부의 고로슬래그 미분말, 35~45중량부의 플라이애시, 165~180중량부의 잔골재, 55~65중량부의 배합수 및 8~20중량부의 알칼리 자극제를 혼합하여 형성될 수 있다.
[(제2 실시예) 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용한 콘크리트 구조물 보수보강 공법]
도 17은 본 발명의 제2 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용한 콘크리트 구조물 보수보강 공법의 동작흐름도이다.
도 17을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용한 콘크리트 구조물 보수보강 공법은, 먼저, 노후 콘크리트 구조물(110)과의 부착력 향상을 위해 코팅재가 코팅된 텍스타일 그리드 보강재(120)를 형성한다(S210).
다음으로, 상기 노후 콘크리트 구조물(110)의 사용환경과 보수보강 목적에 따른 고내구성 무기계 결합재(130)를 배합 제조한다(S220).
다음으로, 상기 노후 콘크리트 구조물(110)에 열화 부위가 있는 경우, 상기 노후 콘크리트 구조물(110)에 열화 부위를 미리 제거한다(S230).
다음으로, 상기 텍스타일 그리드 보강재(120) 및 그리드 고정장치(140)를 상기 노후 콘크리트 구조물(110) 표면에 거치하고(S240), 다음으로, 상기 그리드 고정장치(140)를 사용하여 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)를 상기 노후 콘크리트 구조물(110)에 고정시킨다(S250).
다음으로, 내구성 무기계 결합재(130)로 형성된 숏크리트를 상기 텍스타일 그리드 보강재(120) 상에 타설하여 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)가 매립된 몰탈층을 형성한다(S260).
다음으로, 상기 몰탈층을 경화시켜 상기 노후 콘트리트 구조물(110)의 보수보강을 완료한다(S270).
본 발명의 제2 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용한 콘크리트 구조물 보수보강 공법의 경우, 전술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용한 콘크리트 구조물 보수보강 공법과 비교하면, 텍스타일 그리드 보강재(120)를 그리드 고정장치(140)로 상기 노후 콘크리트 구조물(110) 표면에 선고정한 후, 소요 두께만큼 몰탈을 일괄 시공하는 방식이다.
한편, 도 18은 본 발명의 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용한 콘크리트 구조물 보수보강 공법에 의해 보수보강된 콘크리트 구조물인 콘크리트 슬래브 파괴시험을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용한 콘크리트 구조물 보수보강 공법의 성능 향상 효과를 검증하기 위하여, 길이 2m, 폭 1m, 두께 20㎝로 제작된 철근콘크리트 슬래브(철근 보강비 = 0.004)의 하면을 두께 20㎜의 TRC로 보강한 후 도 18에 도시한 만능재하시험기를 이용하여 파괴시험을 실시하였다. 표 4는 파괴시험 결과를 나타낸다.
[표 4]
Figure 112020100859290-pat00004
표 4로 나타낸 파괴시험 결과에 따르면 그리드를 1겹으로 보강한 시험체의 경우 무보강 슬래브 시험체에 비하여 균열발생하중은 200%, 파괴하중은 150%로 증가하였으며, 그리드 2겹으로 보강한 시험체의 경우 무보강 시험체에 비하여 균열발생하중은 200%, 파괴하중은 207%로 증가하였다. 따라서, 본 발명의 TRC 보강공법은 불과 20㎜ 두께로 보강하는 경우에도 구조적 성능향상 효과가 매우 큰 것을 알 수 있다.
결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 탄소섬유와 같은 텍스타일 그리드 보강재(섬유보강재) 및 고내구성 무기계 결합재 모두 불연소재이기 때문에 내화성능이 우수하고, 특히, 화재위험에 노출된 시설물 보강에 효과적으로 활용할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 젖은 구조물이나 동절기에도 시공이 가능한 무기계 결합재를 사용함으로써, 누수가 발생해도 탈락하지 않는 등 종래의 기술에 따른 접착 공법의 문제점을 해결할 수 있다. 특히, 탄소섬유와 같은 텍스타일 그리드 보강재(섬유보강재)는 철근처럼 부식하지 않기 때문에 제설제를 사용하는 도로시설물이나 염분에 노출되는 방파제와 같은 해양항만시설물을 효과적으로 보수보강할 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: 보수보강 콘크리트 구조물
110: 노후 콘크리트 구조물 120: 텍스타일 그리드 보강재
130: 고내구성 무기계 결합재 140: 그리드 고정장치
150: 1차 몰탈층 160: 2차 몰탈층
141: 앵커핀 142: 타입충격 완충재

Claims (11)

  1. a) 노후 콘크리트 구조물(110)과의 부착력 향상을 위해 코팅재가 코팅된 텍스타일 그리드 보강재(120)를 형성하는 단계;
    b) 상기 노후 콘크리트 구조물(110)의 사용환경과 보수보강 목적에 따른 고내구성 무기계 결합재(130)를 배합 제조하는 단계;
    c) 상기 노후 콘크리트 구조물(110) 표면에 상기 고내구성 무기계 결합재(130)로 형성된 솟크리트를 타설하여 1차 몰탈층(150)을 형성하는 단계;
    d) 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)를 상기 1차 몰탈층(150) 상부에 거치하는 단계;
    e) 그리드 고정장치(140)를 사용하여 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)를 상기 노후 콘크리트 구조물(110)에 고정시키는 단계;
    f) 상기 고내구성 무기계 결합재(130)로 형성된 숏크리트를 상기 텍스타일 그리드 보강재(120) 상에 타설하여 2차 몰탈층(160)을 형성하는 단계; 및
    g) 상기 2차 몰탈층(160)을 경화시켜 상기 노후 콘트리트 구조물(110)의 보수보강을 완료하는 단계를 포함하되,
    상기 b) 단계의 고내구성 무기계 결합재(130)는 염해저항성능을 갖는 염해 저항성 무기계 결합재이거나 화학저항성능을 갖는 화학적 저항성 무기계 결합재이며,
    상기 e) 단계의 그리드 고정장치(140)는, 상기 노후 콘크리트 구조물(110)에 타입되는 몸체로서 ㄷ자 형상의 앵커핀(141); 및 상기 앵커핀(141)의 타입시 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)를 타입 충격으로부터 보호하도록 상기 앵커핀 상단에 구비되는 타입충격 완충재(142)를 포함하며, 상기 그리드 고정장치(140)는 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)의 거치 시 그리드 위사 및 경사 교차지점을 상부를 관통하여 상기 노후 콘크리트 구조물(110)에 타입 고정되는 것을 특징으로 하는 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용한 콘크리트 구조물 보수보강 공법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 노후 콘크리트 구조물(110)에 열화 부위가 있는 경우, 상기 c) 단계를 수행하기 전에 상기 노후 콘크리트 구조물(110)에 열화 부위를 미리 제거하되, 상기 노후 콘크리트 구조물(110) 내에 매립된 철근이 부식된 경우 철근 깊이까지 열화 단면을 제거하고, 필요시 추가 철근을 배근하는 것을 특징으로 하는 스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용한 콘크리트 구조물 보수보강 공법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 a) 단계의 코팅재는 샌드페이퍼 마모재로 사용되는 산화알루미나(Al2O3) 분말이고, 상기 코팅재의 입도는 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)의 종류와 규격에 따라 결정되며,
    상기 염해 저항성 무기계 결합재는, 100중량부의 시멘트, 100중량부의 염해 저항성 결합재, 210~250중량부의 잔골재, 55~65중량부의 배합수 및 1.5~3중량부의 고성능 감수제를 혼합하여 형성되는 것을 특징으로 하는 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용한 콘크리트 구조물 보수보강 공법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 염해 저항성 결합재는 90~95중량%의 고로슬래그 미분말과 5~10중량%의 염분흡착제를 혼합하여 형성되며, 상기 염분흡착제는 탄산칼슘인 것을 특징으로 하는 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용한 콘크리트 구조물 보수보강 공법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 화학적 저항성 무기계 결합재는 무시멘트계 결합재로서, 100중량부의 고로슬래그 미분말, 35~45중량부의 플라이애시, 165~180중량부의 잔골재, 55~65중량부의 배합수 및 8~20중량부의 알칼리 자극제를 혼합하여 형성되는 것을 특징으로 하는 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용한 콘크리트 구조물 보수보강 공법.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 e) 단계 전에 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)가 수평을 유지하도록 양측에서 잡아당겨 긴장력을 도입하며,
    상기 e) 단계에서 상기 그리드 고정장치(140)를 화약식 또는 에어타카로 상기 노후 콘크리트 구조물(110)에 타입시켜 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)를 견고하게 상기 노후 콘크리트 구조물(110)에 고정시키는 것을 특징으로 하는 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용한 콘크리트 구조물 보수보강 공법.
  8. a) 노후 콘크리트 구조물(110)과의 부착력 향상을 위해 코팅재가 코팅된 텍스타일 그리드 보강재(120)를 형성하는 단계;
    b) 상기 노후 콘크리트 구조물(110)의 사용환경과 보수보강 목적에 따른 고내구성 무기계 결합재(130)를 배합 제조하는 단계;
    c) 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)를 상기 노후 콘크리트 구조물(110) 표면에 거치하는 단계;
    d) 그리드 고정장치(140)를 사용하여 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)를 상기 노후 콘크리트 구조물(110)에 고정시키는 단계;
    e) 고내구성 무기계 결합재(130)로 형성된 숏크리트를 상기 텍스타일 그리드 보강재(120) 상에 타설하여 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)가 매립된 몰탈층을 형성하는 단계; 및
    f) 상기 몰탈층을 경화시켜 상기 노후 콘트리트 구조물(110)의 보수보강을 완료하는 단계를 포함하되,
    상기 b) 단계의 고내구성 무기계 결합재(130)는 염해저항성능을 갖는 염해 저항성 무기계 결합재이거나 화학저항성능을 갖는 화학적 저항성 무기계 결합재이며,
    상기 d) 단계의 그리드 고정장치(140)는, 상기 노후 콘크리트 구조물(110)에 타입되는 몸체로서 ㄷ자 형상의 앵커핀(141); 및 상기 앵커핀(141)의 타입시 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)를 타입 충격으로부터 보호하도록 상기 앵커핀 상단에 구비되는 타입충격 완충재(142)를 포함하며, 상기 그리드 고정장치(140)는 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)의 거치 시 그리드 위사 및 경사 교차지점을 상부를 관통하여 상기 노후 콘크리트 구조물(110)에 타입 고정되는 것을 특징으로 하는 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용한 콘크리트 구조물 보수보강 공법.
  9. 보수보강을 위한 노후 콘크리트 구조물(110);
    상기 노후 콘크리트 구조물(110)의 보수보강을 위해 상기 노후 콘크리트 구조물(110)의 표면에 부착되며, 상기 노후 콘크리트 구조물(110)의 표면과의 부착력을 향상시키도록 코팅재로 코팅된 텍스타일 그리드 보강재(120);
    무기계 결합재로서, 상기 노후 콘크리트 구조물(110)의 사용환경과 보수보강 목적에 따라 염해저항성능 또는 화학저항성능을 갖도록 배합되며, 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)를 상기 노후 콘크리트 구조물(110)에 부착시키는 고내구성 무기계 결합재(130); 및
    상기 텍스타일 그리드 보강재(120)를 상기 노후 콘크리트 구조물(110) 상에 거치시, 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)를 고정시키는 그리드 고정장치(140)를 포함하되,
    상기 고내구성 무기계 결합재(130)는 염해저항성능을 갖는 염해 저항성 무기계 결합재이거나 화학저항성능을 갖는 화학적 저항성 무기계 결합재이며,
    상기 그리드 고정장치(140)는, 상기 노후 콘크리트 구조물(110)에 타입되는 몸체로서 ㄷ자 형상의 앵커핀(141); 및 상기 앵커핀(141)의 타입시 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)를 타입 충격으로부터 보호하도록 상기 앵커핀 상단에 구비되는 타입충격 완충재(142)를 포함하며, 상기 그리드 고정장치(140)는 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)의 거치 시 그리드 위사 및 경사 교차지점을 상부를 관통하여 상기 노후 콘크리트 구조물(110)에 타입 고정되는 것을 특징으로 하는 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용하여 보수보강하는 콘크리트 구조물.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 텍스타일 그리드 보강재(120)에 코팅되는 코팅재는 샌드페이퍼 마모재로 사용되는 산화알루미나(Al2O3) 분말이고, 상기 코팅재의 입도는 상기 텍스타일 그리드 보강재(120)의 종류와 규격에 따라 결정되며,
    상기 염해 저항성 무기계 결합재는, 100중량부의 시멘트, 100중량부의 염해 저항성 결합재, 210~250중량부의 잔골재, 55~65중량부의 배합수 및 1.5~3중량부의 고성능 감수제를 혼합하여 형성되며,
    상기 염해 저항성 무기계 결합재는, 100중량부의 시멘트, 100중량부의 염해 저항성 결합재, 210~250중량부의 잔골재, 55~65중량부의 배합수 및 1.5~3중량부의 고성능 감수제를 혼합하여 형성되며,
    상기 염해 저항성 무기계 결합재는, 100중량부의 시멘트, 100중량부의 염해 저항성 결합재, 210~250중량부의 잔골재, 55~65중량부의 배합수 및 1.5~3중량부의 고성능 감수제를 혼합하여 형성되며,
    상기 염해 저항성 결합재는 90~95중량%의 고로슬래그 미분말과 5~10중량%의 염분흡착제를 혼합하여 형성되며, 상기 염분흡착제는 탄산칼슘이며,
    상기 화학적 저항성 무기계 결합재는 무시멘트계 결합재로서, 100중량부의 고로슬래그 미분말, 35~45중량부의 플라이애시, 165~180중량부의 잔골재, 55~65중량부의 배합수 및 8~20중량부의 알칼리 자극제를 혼합하여 형성되는 것을 특징으로 하는 텍스타일 그리드 보강재와 고내구성 무기계 결합재를 이용하여 보수보강하는 콘크리트 구조물.
  11. 삭제
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