KR102478978B1 - 조적허리벽 내진보강을 위한 연성확보용 매입형 하중흡수블럭과 이의 제조 방법 및 이를 이용한 구조물의 내진 보강 구조 - Google Patents
조적허리벽 내진보강을 위한 연성확보용 매입형 하중흡수블럭과 이의 제조 방법 및 이를 이용한 구조물의 내진 보강 구조 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 조적허리벽의 일부에 상대적으로 구조물보다 강성이 작으면서 불연성능과 단열성능이 우수한 연성확보용 매입형 하중흡수블럭을 제작 설치할 수 있도록 한 연성확보용 매입형 하중흡수블럭과 이의 제조 방법 및 이를 이용한 구조물의 내진 보강 구조를 제공한다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 연성확보용 매입형 하중흡수블럭은, 기존 구조물 또는 신설 구조물의 기둥으로부터 일정 거리만큼 떨어진 위치에 조적허리벽을 커팅하여 상향으로 열려지거나 또는 폐단면으로 개구된 연성확보용 개구부에 설치되는 것으로, 입도조절 시멘트 60~85 중량부, 실리카퓸 5~15 중량부, 생석회 5~15 중량부, 중공글라스 3~8 중량부를 포함하는 중간 조성물과, 배합수 40~60 중량부, 증점제 0.03~0.10 중량부, EVCL 재유화형 분말수지 0.2~1 중량부, 유동화제 1~5 중량부, 이산화망간 1~3 중량부, 과산화수소는 이산화망간 중량대비 100~200 중량부의 조성물로 제작된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 연성확보용 매입형 하중흡수블럭은, 기존 구조물 또는 신설 구조물의 기둥으로부터 일정 거리만큼 떨어진 위치에 조적허리벽을 커팅하여 상향으로 열려지거나 또는 폐단면으로 개구된 연성확보용 개구부에 설치되는 것으로, 입도조절 시멘트 60~85 중량부, 실리카퓸 5~15 중량부, 생석회 5~15 중량부, 중공글라스 3~8 중량부를 포함하는 중간 조성물과, 배합수 40~60 중량부, 증점제 0.03~0.10 중량부, EVCL 재유화형 분말수지 0.2~1 중량부, 유동화제 1~5 중량부, 이산화망간 1~3 중량부, 과산화수소는 이산화망간 중량대비 100~200 중량부의 조성물로 제작된 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 조적허리벽을 갖는 구조물의 내진보강을 위해 사용되는 연성확보용 매입형 하중흡수블럭에 관한 것으로, 특히 조적허리벽의 일부에 상대적으로 구조물보다 강성이 작으면서 불연성능과 단열성능이 우수한 연성확보용 매입형 하중흡수블럭을 제작 설치할 수 있도록 한 연성확보용 매입형 하중흡수블럭과 이의 제조 방법 및 이를 이용한 구조물의 내진 보강 구조에 관한 것이다.
우리나라 학교 건축물의 대부분은 조적 채움벽이 있는 RC골조이며, 이는 횡하중의 지진발생 시 기둥에 영향을 준다. 조적허리벽은 기둥의 유효길이가 짧아지는 경우, 응력집중 및 단주효과로 인해 전단파괴를 유발하여 구조물이 취성적 거동을 할 가능성이 높아진다. 따라서 기둥의 단주효과를 제거함과 동시에 휨 파괴를 유도하여 구조물의 연성능력을 향상 시킬 수 있는 내진보강공법이 필요하다.
기존 내진보강구조는 구조적 성능의 발현에 한정되어 내진보강된 부위의 단열성능이나 기존 부재와의 접합에 관해서는 명확한 성능에 대해 제시하지 못하고 있다. 특히 내진구조로 보강하기 위해 전단벽에 상하로 관통부를 형성해야 되고 보강을 위해 충전하는 구조로 되어 있다. 하지만 현재의 기술은 단순히 시멘트계 재료를 이용한 보강부에 채워놓는 형태로 적용될 뿐 보강부위의 단열성능이나 방수성능, 시공의 편의성에 대해서는 고려되고 있지 못하다.
따라서 조적허리벽의 일부에 상대적으로 강성이 작은 하중흡수블럭을 기둥으로부터 일정 거리에 떨어진 위치에 설치하여 단주파괴가 아닌 휨파괴를 유도시켜 구조물의 연성능력을 높이도록 함과 동시에 단열, 내수 및 차수가 해결될 수 있는 내진 보강방법에 적용할 수 있는 하중흡수블럭이 요구된다.
본 발명의 배경이 되는 기술로는 한국 등록특허 등록번호 제10-2134399호(특허문헌 1)로서, '철근콘크리트 학교 건축물의 내진 성능 향상을 위한 보강 방법'이 제안되어 있다. 이는 조적벽인 허리벽의 구조 평가를 수행한 후 평가 결과에 따라 기둥의 3면, 2면, 1면에 각관을 앵커링하고 무수축 몰탈을 각관에 투입하는 내진공법이다. 이 경우 허리벽의 구조 평가를 선수행해야 하며, 앵커링시 분진이 발생하고, 각관에 주입된 무수축 몰탈의 양생 과정이 필요한 문제가 있다.
본 발명의 배경이 되는 다른 기술로는 한국 등록특허 등록번호 제10-0894492호(특허문헌 2)로서, '아라미드 스트립 부재를 이용한 철근콘크리트 구조물의 내진보강 시공방법'이 제안되어 있다. 이는 기둥을 아라미드 스트립 부재로 감싸 단주기둥의 연성능력을 증대시키는 내진공법이다. 그러나 상기 배경기술은 콘크리트 표면에 홈을 형성하는 과정, 치핑, 세척, 고강도 수성 아크릴폴리머 모르타르 채움, 레진 도포 및 에폭시 레진 코킹 등 복잡한 공정이 소요되어 공기가 길어지는 문제를 갖는다.
본 발명은 조적허리벽의 일부에 상대적으로 구조물보다 강성이 작으면서 불연성능과 단열성능이 우수한 연성확보용 매입형 하중흡수블럭을 제작 설치할 수 있도록 한 연성확보용 매입형 하중흡수블럭과 이의 제조 방법 및 이를 이용한 구조물의 내진 보강 구조를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 연성확보용 매입형 하중흡수블럭은, 기존 구조물 또는 신설 구조물의 기둥으로부터 일정 거리만큼 떨어진 위치에 조적허리벽을 커팅하여 상향으로 열려지거나 또는 폐단면으로 개구된 연성확보용 개구부에 설치되는 것으로, 입도조절 시멘트 60~85 중량부, 실리카퓸 5~15 중량부, 생석회 5~15 중량부, 중공글라스 3~8 중량부를 포함하는 중간 조성물과, 배합수 40~60 중량부, 증점제 0.03~0.10 중량부, EVCL 재유화형 분말수지 0.2~1 중량부, 유동화제 1~5 중량부, 이산화망간 1~3 중량부, 과산화수소는 이산화망간 중량대비 100~200 중량부의 조성물로 제작된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 입도조절 시멘트는 비중이 2.5~3, 평균입경 약 6μm인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실리카퓸은 초기강도 증진 및 볼베어링 효과로 인한 유동성 증진을 위해 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 생석회는 응결촉진 효과로 인한 소포방지를 위해 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 중공글라스는 매입형 하중흡수블럭의 단열성능 향상을 위해 비중은 0.15g/cm3과 열전도율은 0.055 W/mK, 입도는 약 115μm인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 EVCL 재유화형 분말수지와 증점제는 점도 조절을 통해 소포방지 및 기포연행을 위해 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이산화망간과 과산화수소는 화학적 반응에 의한 매입형 하중흡수블럭 내 공극형성의 목적으로 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 연성확보용 매입형 하중흡수블럭은 전,후면에 몰탈과의 접합력을 높이기 위해 선형홈 또는 격자형 요철이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 연성확보용 매입형 하중흡수블럭의 제조 방법은, 입도조절 시멘트 60~85 중량부, 실리카퓸 5~15 중량부, 생석회 5~15 중량부, 중공글라스 3~8 중량부, 배합수 40~60 중량부, 증점제 0.03~0.10 중량부, EVCL 재유화형 분말수지 0.2~1 중량부, 유동화제 1~5 중량부, 이산화망간 1~3 중량부를 혼합하여 1차 경량 시멘트계 단열성 페이스트를 제조하는 단계와; 1차 경량 시멘트계 단열성 페이스트에 이산화망간 100 ~ 200 중량부의 과산화수소를 혼합하여 2차 경량 시멘트계 단열성 페이스트를 제조하는 단계와; 2차 경량 시멘트계 단열성 페이스트를 하중흡수블럭 형틀에 채움한 후 경화시켜 연성확보용 매입형 하중흡수블럭을 형성시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
다른 한편, 본 발명의 연성확보용 매입형 하중흡수블럭을 이용한 구조물의 내진 보강 구조는, 이웃한 기둥의 사이에 바닥슬래브로부터 일정 높이로 적층된 조적허리벽을 갖는 기존 구조물 또는 신설 구조물을 내진 보강하기 위한 구조에 있어서, 어느 기둥으로부터 일정 거리만큼 떨어진 위치에서 상향으로 열려지거나 또는 폐단면으로 개구된 연성확보용 개구부가 조적허리벽에 형성되고, 지진력 작용시 연성확보용 개구부가 선 파괴된 후 기둥의 휨 파괴가 유도되도록 연성확보용 개구부에 조적허리벽보다 강성이 상대적으로 작은 하중흡수블럭이 설치되고, 연성확보용 개구부와 하중흡수블럭이 접하는 접합부의 차수를 위해 하중흡수블럭의 전,후면과 접합부에 일정 두께로 몰탈을 마감 처리하여 몰탈마감층을 형성시키되; 하중흡수블럭은 입도조절 시멘트 60~85 중량부, 실리카퓸 5~15 중량부, 생석회 5~15 중량부, 중공글라스 3~8 중량부를 포함하는 중간 조성물과, 배합수 40~60 중량부, 증점제 0.03~0.10 중량부, EVCL 재유화형 분말수지 0.2~1 중량부, 유동화제 1~5 중량부, 이산화망간 1~3 중량부, 과산화수소는 이산화망간 중량대비 100~200 중량부의 조성물로 제작된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 연성확보용 매입형 하중흡수블럭은 조적허리벽의 일부에 상대적으로 구조물보다 강성이 작게 제작되어져 지진 도래시 구조물에 단주파괴가 아닌 휨파괴를 유도시켜 구조물의 연성능력을 높일 수 있다. 또한 연성확보용 매입형 하중흡수블럭은 중공글라스가 함유된 단열조성물로 제조되며 공극의 형성으로 단열성능이 우수하며, 입도조절 시멘트가 다량 함유되어 불연성능을 발휘하는 장점을 갖는다. 또한 종래의 무수축 몰탈의 양생 과정이 불필요하고, 공기가 단축되어 경제적 시공이 가능하다.
또한, 지진 도래시 연성확보용 매입형 하중흡수블럭에 의해 구조물의 연성능력이 높아져 구조물의 내진 보강이 실현되며, 단열, 내수 및 차수가 해결되는 이점을 갖는다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1의 (가),(나)는 본 발명에 따라 기존구조물과 신설구조물의 조적허리벽에 연성확보용 개구부를 형성시켜 연성확보용 매입형 하중흡수블럭을 설치한 상태도.
도 2a는 본 발명의 연성확보용 매입형 하중흡수블럭을 제작하기 위한 형틀(거푸집)의 다양한 단면 형태의 예시도
도 2b는 도 2a에 도시된 연성확보용 매입형 하중흡수블럭 중 어느 일 형태의 사진.
도 2c는 본 발명의 연성확보용 매입형 하중흡수블럭의 다양한 형태의 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 연성확보용 매입형 하중흡수블럭의 제조흐름도.
도 4a, 4b, 4c는 본 발명에 따른 연성확보용 매입형 하중흡수블럭 주 조성물의 입도그래프.
도 5는 본 발명에 따른 연성확보용 매입형 하중흡수블럭의 밀도, 압축강도, 단열성능에 대한 각각의 그래프.
도 6은 본 발명에 따른 연성확보용 매입형 하중흡수블럭의 공극 형상을 나타낸 사진.
도 1의 (가),(나)는 본 발명에 따라 기존구조물과 신설구조물의 조적허리벽에 연성확보용 개구부를 형성시켜 연성확보용 매입형 하중흡수블럭을 설치한 상태도.
도 2a는 본 발명의 연성확보용 매입형 하중흡수블럭을 제작하기 위한 형틀(거푸집)의 다양한 단면 형태의 예시도
도 2b는 도 2a에 도시된 연성확보용 매입형 하중흡수블럭 중 어느 일 형태의 사진.
도 2c는 본 발명의 연성확보용 매입형 하중흡수블럭의 다양한 형태의 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 연성확보용 매입형 하중흡수블럭의 제조흐름도.
도 4a, 4b, 4c는 본 발명에 따른 연성확보용 매입형 하중흡수블럭 주 조성물의 입도그래프.
도 5는 본 발명에 따른 연성확보용 매입형 하중흡수블럭의 밀도, 압축강도, 단열성능에 대한 각각의 그래프.
도 6은 본 발명에 따른 연성확보용 매입형 하중흡수블럭의 공극 형상을 나타낸 사진.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명은 도 1의 (가),(나)와 같이 기존 구조물(10) 또는 신설 구조물(10a)의 기둥(12)으로부터 일정 거리(G)만큼 떨어진 위치에 조적허리벽(16)을 커팅하여 상향으로 열려지거나 또는 폐단면으로 개구된 연성확보용 개구부(162)에 설치되는 연성확보용 매입형 하중흡수블럭(20)을 제공한다.
본 발명의 연성확보용 매입형 하중흡수블럭(20)은 조적허리벽의 연성능력을 향상시킬 수 있도록 연성파괴가 가능한 경량 시멘트계 조성물을 적용하여 불연성능 및 단열성능이 향상되도록 하였다.
연성확보용 매입형 하중흡수블럭(20)을 제조하기 위해서는 도 2a와 같이 고감쇠고무로 만들어진 하중흡수블럭 형틀(40)과 내부에 충전되는 경량 시멘트계 단열성 조성물이 필요하다. 경량 시멘트계 단열성 조성물은 조적허리벽 매입된 부위의 내진에 대한 연성능력 증대와 단열성능을 향상시킨다. 더욱이 연성확보용 매입형 하중흡수블럭(20)은 불에 타지 않는 불연성능과 내진보강 부위의 열교를 차단하기 위한 시멘트계 단열성 발포체 형태로 제작된다.
예로, 연성확보용 매입형 하중흡수블럭(20)은 입도조절 시멘트, 실리카퓸, 생석회, 중공글라스, 증점제, EVCL 재유화형 분말수지, 유동화제를 포함하는 단열조성물로 제조될 수 있다.
바람직하게 연성확보용 매입형 하중흡수블럭(20)은 입도조절 시멘트 60~85 중량부, 실리카퓸 5~15 중량부, 생석회 5~15 중량부, 중공글라스 3~8 중량부를 포함하는 중간 조성물과, 배합수 40~60 중량부, 증점제 0.03~0.10 중량부, EVCL 재유화형 분말수지 0.2~1 중량부, 유동화제 1~5 중량부, 이산화망간 1~3 중량부, 과산화수소는 이산화망간 중량대비 100~200 중량부의 조성물로 이루어진다.
여기서, 시멘트는 보통 포틀랜드 시멘트를 사용해도 되지만 경량성을 위해 입도조절 시멘트를 사용하는 것이 바람직하다. 입도조절 시멘트의 비중은 2.5 내지 3.0의 범위를 가진다. 보통 포틀랜드 시멘트의 비중은 3.15이다. 입도조절 시멘트의 사용량이 60 중량부 미만 혼입할 경우, 압축강도 발현이 되지 않으며 외부 충격에 의한 균열이 발생할 수 있다. 입도조절 시멘트의 사용량이 85 중량부 초과할 시 실리카퓸, 생석회, 중공글라스의 중량비 감소로 매입형 하중흡수블럭(20)의 성능향상을 기대하기 어렵다.
실리카퓸은 초기강도 및 볼베어링 효과로 인한 유동성 증진을 위한 목적으로 사용된다. 따라서 실리카퓸은 초기강도의 확보로 인한 외부충격에 의한 균열을 방지할 수 있다. 실리카퓸의 경우 사용량이 5 중량부 미만이면 매입형 하중흡수블럭(20)의 초기강도 증진 효과를 보기 어렵고, 15 중량부 초과할 경우 시멘트 페이스트의 유동성 감소로 인한 작업성이 저하한다.
생석회는 매입형 하중흡수블럭(20)의 제작시 응결 촉진(초기응결)을 위한 목적으로 사용한다. 생석회는 배합수와 만나 응결이 촉진됨에 따라 이산화망간과 과산화수소의 발포에 따른 경화체의 소포를 방지할 수 있다. 생석회는 5 중량부 미만 혼입 시 응결 지연이 발생할 수 있으며, 15 중량부 초과할 시 발열로 인한 균열과 강도 저하가 발생한다.
중공글라스는 매입형 하중흡수블럭(20)의 경량성 및 단열보강의 목적으로 사용한다. 중공글라스는 비중은 0.15 g/cm3, 열전도율은 0.055 W/mK, 입도는 약 115 μm의 입도를 가진다. 사용 목적에 따라 입도, 비중, 열전도율이 다른 제품을 사용할 수 있으나 입도에 따른 시멘트 페이스트의 물성이 달라지므로 유의하여야 한다. 매입형 하중흡수블럭(20)의 경량성 부여를 위해 사용한 중공글라스는 3 중량부 미만일 경우 경량성 부여가 어려우며, 8 중량부 초과할 시 압축강도 저하 및 불연성능을 발현하기 어렵다.
증점제와 EVCL 재유화형 분말수지의 사용목적은 시멘트 페이스트의 공기연행 및 증점 목적과 이산화망간과 과산화수소의 발포효과에 의해 발생한 공극유지 및 공극형태의 유지 목적으로 사용된다.
시멘트 페이스트의 증점부여를 위한 증점제는 0.03 중량부 미만이면 시멘트 페이스트의 증점효과를 보기 힘들며, 0.1 중량부 초과할 시 시멘트 페이스트의 점성이 높아져 발포효과 및 유동성 저하가 발생하게 된다.
시멘트 페이스트의 공기연행을 위한 EVCL 재유화형 분말수지를 0.2 중량부 미만 혼입 시 시멘트 페이스트의 증점효과가 감소하여 발포효과를 기대하기 어려우며, 1 중량부 초과할 시 응집력에 의한 발포효과가 억제되어 발포효과를 극대화하기 어렵다.
유동화제는 시멘트 페이스트의 유동성 증진 목적으로 사용한다. 유동화제는 과다 사용할 시 블리딩 현상으로 인한 성능저하가 발생할 수 있어 유의하여야 한다. 시멘트 페이스트의 유동성 증진을 위해 사용한 유동화제는 1 중량부 미만 혼입 시 유동성 증진효과를 보기 힘들며, 5 중량부 초과할 시 유동화제 과다 사용으로 인한 응결 지연이 발생할 수 있다.
발포를 위한 이산화망간은 분체 대비 1 중량부, 이산화망간 대비 과산화수소 100 중량부 미만은 EVA 재유화형 분말수지에 의한 시멘트 페이스트의 증점효과에 의해 발포효과를 기대하기 어려우며, 이산화망간 3 중량부, 과산화수소 200 중량부 초과할 시 발포효과가 극대화되어 공극형태의 유지가 불가능하다.
본 발명에서 단열 조성물은 제조 방법에 따라 추가 성분을 혼합할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 연성확보용 매입형 하중흡수블럭의 제조방법을 도 3을 참조하여 설명한다.
먼저, 주분체 입도조절 시멘트, 실리카퓸, 생석회, 중공글라스와 기능성혼화제 유동화제, 증점제, EVCL 재유화형 분말수지와 발포분체 이산화망간을 혼합하는 단계(S11)를 갖는다.
바람직하게 입도조절 시멘트 60~85 중량부, 실리카퓸 5~15 중량부, 생석회 5~15 중량부, 중공글라스 3~8 중량부를 포함하는 중간 조성물과, 증점제 0.03~0.10 중량부, EVCL 재유화형 분말수지 0.2~1 중량부, 유동화제 1~5 중량부, 이산화망간 1~3 중량부가 포함된다.
그 다음, 주분체 및 기능성혼화제, 발포분체 조성물과 배합수를 혼합하여 1차 경량 시멘트계 단열성 페이스트를 제조하는 단계(S12)를 갖는다. 배합수는 40~60 중량부를 갖는다.
그 다음, 1차 경량 시멘트계 단열성 페이스트에 과산화수소를 투입 혼합(S13)하여 산소를 발생시킴으로써 2차 경량 시멘트계 단열성 페이스트를 제조(S13)한다. 과산화수소는 이산화망간 중량대비 100~200 중량부의 조성물로 혼합된다.
그 다음, 2차 경량 시멘트계 단열성 페이스트를 도 2a의 고감쇠 하중흡수블럭 형틀(40)에 채움(S15) 후 경화를 거쳐 연성확보용 매입형 하중흡수블럭(20)이 완성된다.
이와 같이 제작된 연성확보용 매입형 하중흡수블럭(20)은 도 2c와 같이 전,후면에 몰탈(30)과의 접합력을 높이기 위해 형틀(40)에 나타난 선형홈(201) 또는 격자형 요철(202)이 형성될 수 있다.
이하에서 실시예 및 실험예를 통하여 본 발명에 따른 연성확보용 매입형 하중흡수블럭에 대해서 더욱 자세히 상술한다.
(실시예 1)
1 N/mm2 이상의 압축강도를 갖는 연성확보용 매입형 하중흡수블럭(20)을 제조하기 위해 입도조절 시멘트, 실리카퓸, 생석회, 중공글라스, EVCL 재유화형 분말수지, 이산화망간, 과산화수소를 사용하였으며, A-1 매입형 하중흡수블럭의 조성물을 이루는 각 성분 함량은 표 1에 나타내었다.
| 시편명 | 매입형 하중흡수 블록 조성물 (g) | |||||||||||
| 주분체 | 기능성 혼화제 |
발포
분체 |
발포액 | |||||||||
| Water | Micro cement |
Silica
fume |
Lime powder | Glass bubble | EVCL | Thickner |
Water
reducing agent |
MnO2 | H2O2 | |||
| A-1 | 3400 | 6800 | 400 | 500 | 300 | 20 | 4 | 160 | 120 | 210 | ||
| 시편명 | 밀도 (g/cm 2 ) |
| A-1 | 0.41 |
| 시편명 | 압축강도 (N/mm 2 ) | |||
| 1 | 2 | 3 | 평균 | |
| A-1 | 1.35 | 1.58 | 1.61 | 1.51 |
| 시편명 | 시험항목 |
| 열전도율(W/mK) | |
| A-1 | 0.098 |
(실시예 2)
단열성능이 향상된 매입형 하중흡수블럭(20)을 제조하기 위해 입도조절 시멘트, 실리카퓸, 생석회, 중공글라스, EVCL 재유화형 분말수지, 이산화망간, 과산화수소를 사용하였으며, A-2 매입형 하중흡수블럭의 조성물을 이루는 각 성분 함량은 표 5에 나타내었다.
| 시편명 | 매입형 하중흡수 블록 조성물 (g) | |||||||||
| 주분체 | 기능성 혼화제 |
발포
분체 |
발포액 | |||||||
| Water | Micro cement |
Silica
fume |
Lime powder | Glass bubble | EVCL | Thickner |
Water
reducing agent |
MnO 2 | H 2 O 2 | |
| A-2 | 3700 | 6250 | 700 | 700 | 350 | 20 | 4 | 160 | 210 | 294 |
| 시편명 | 밀도 (g/cm 2 ) |
| A-2 | 0.37 |
| 시편명 | 압축강도 (N/mm 2 ) | |||
| 1 | 2 | 3 | 평균 | |
| A-2 | 0.75 | 0.59 | 0.63 | 0.65 |
| 시편명 | 압축강도 (N/mm 2 ) | |||
| 1 | 2 | 3 | 평균 | |
| A-2 | 0.75 | 0.59 | 0.63 | 0.65 |
(실험 예1)
(1) 밀도 및 압축강도
연성확보용 매입형 하중흡수블럭(20)의 제조 후 밀도를 측정한 결과는 표 2, 6와 같다. 밀도를 보았을 때, A-1 0.41 g/cm3, A-2 0.37 g/cm3의 밀도를 나타났다. 이는 중공글라스의 경량성과 이산화망간, 과산화수소의 발포효과로 인해 밀도가 감소한 것으로 보인다.
연성확보용 매입형 하중흡수블럭(20)의 제조 후 압축강도를 측정한 결과는 표 3, 표 7과 같다. 압축강도 결과를 보았을 때, A-1의 압축강도는 1.51 N/mm2, A-2 0.65 N/mm2 의 압축강도를 나타났다. 이는 입도조절 시멘트, 실리카퓸 사용량 증가로 압축강도가 향상되었으며, 생석회와 비반응성 물질인 중공글라스의 사용량 감소로 인해 추가로 압축강도가 향상된 것으로 보인다.
(2) 단열성능
연성확보용 매입형 하중흡수블럭(20)의 제조 후 단열성능을 측정한 결과는 표 4, 표 8과 같다. 연성확보용 매입형 하중흡수블럭(20)의 단열성능은 A-1 0.098 W/mK, A-2 0.065 W/mK의 단열성능을 나타났다. A-2 시험체의 단열성능이 다른 시험체보다 우수했다. 이는 중공글라스의 사용량이 증가하면서 연성확보용 매입형 하중흡수블럭(20)의 단열성능이 향상된 것으로 보인다. 또한, 배합수 증가에 따른 시멘트 페이스트의 점도가 감소하여 이산화망간과 과산화수소의 화학적 반응으로 발생된 공극의 수가 증가하면서 단열성능이 향상된 것으로 보인다.
한편, 도 1과 같이 하중흡수블럭(20)은 이웃한 기둥(12와 12)의 사이에 바닥슬래브(14)로부터 일정 높이로 적층된 조적허리벽(16)을 갖는 기존 구조물(10) 또는 신설 구조물(10a)을 내진 보강하기 위한 구조에 설치되어 시공된다.
즉, 어느 기둥(12)으로부터 일정 거리(G)만큼 떨어진 위치에서 상향으로 열려지거나 또는 폐단면으로 개구된 연성확보용 개구부(162)가 조적허리벽(16)에 형성되고, 지진력 작용시 연성확보용 개구부(162)가 선 파괴된 후 기둥(12)의 휨 파괴가 유도되도록 연성확보용 개구부(162)에 조적허리벽(16)보다 강성이 상대적으로 작은 하중흡수블럭(20)이 설치되고, 연성확보용 개구부(162)와 하중흡수블럭(20)이 접하는 접합부의 차수를 위해 하중흡수블럭(20)의 전,후면과 접합부에 일정 두께로 몰탈을 마감 처리하여 몰탈마감층(30)을 형성시키되, 하중흡수블럭(20)은 상기한 조성물로 제작되어 설치된다. 따라서 연성확보용 개구부(162)는 하중흡수블럭(20)과 몰탈마감층(30)의 시공으로 단열, 내수 및 차수를 구현하며, 지진 도래시 하중흡수블럭(20)에 의해 기둥에 단주파괴가 아닌 휨파괴를 유도시켜 구조물의 연성능력을 높인다.
본 발명에 대하여 실시예들을 살펴보았을 때, 본 발명이 속하는 기술 분야의 본질적인 특성에 벗어나지 않는 범위에서 추가적인 재료 사용으로 변형된 형태로 구현될 수 있다.
16: 조적허리벽
162: 연성확보용 개구부
20: 연성확보용 매입형 하중흡수블럭
201: 선형홈
202: 격자형 요철
162: 연성확보용 개구부
20: 연성확보용 매입형 하중흡수블럭
201: 선형홈
202: 격자형 요철
Claims (10)
- 기존 구조물(10) 또는 신설 구조물(10a)의 기둥(12)으로부터 일정 거리(G)만큼 떨어진 위치에 조적허리벽(16)을 커팅하여 상향으로 열려지거나 또는 폐단면으로 개구된 연성확보용 개구부(162)에 설치되는 연성확보용 매입형 하중흡수블럭(20)에 있어서,
입도조절 시멘트 60~85 중량부, 실리카퓸 5~15 중량부, 생석회 5~15 중량부, 중공글라스 3~8 중량부를 포함하는 중간 조성물과, 배합수 40~60 중량부, 증점제 0.03~0.10 중량부, EVCL 재유화형 분말수지 0.2~1 중량부, 유동화제 1~5 중량부, 이산화망간 1~3 중량부, 과산화수소는 이산화망간 대비 100~200 중량부의 조성물로 제작된 것을 특징으로 하는 연성확보용 매입형 하중흡수블럭. - 제 1항에 있어서,
상기 입도조절 시멘트는 비중이 2.5~3, 평균입경 약 6μm인 것을 특징으로 하는 연성확보용 매입형 하중흡수블럭. - 제 1항에 있어서,
상기 실리카퓸은 초기강도 증진 및 볼베어링 효과로 인한 유동성 증진을 위해 사용하는 것을 특징으로 하는 연성확보용 매입형 하중흡수블럭. - 제 1항에 있어서,
상기 생석회는 응결촉진 효과로 인한 소포방지를 위해 사용하는 것을 특징으로 하는 연성확보용 매입형 하중흡수블럭. - 제 1항에 있어서,
상기 중공글라스는 매입형 하중흡수블럭의 단열성능 향상을 위해 비중은 0.15g/cm3과 열전도율은 0.055 W/mK, 입도는 약 115μm인 것을 특징으로 하는 연성확보용 매입형 하중흡수블럭. - 제 1항에 있어서,
상기 EVCL 재유화형 분말수지와 증점제는 점도 조절을 통해 소포방지 및 기포연행을 위해 사용하는 것을 특징으로 하는 연성확보용 매입형 하중흡수블럭. - 제 1항에 있어서,
상기 이산화망간과 과산화수소는 화학적 반응에 의한 매입형 하중흡수블럭 내 공극형성의 목적으로 사용하는 것을 특징으로 하는 연성확보용 매입형 하중흡수블럭. - 제 1항에 있어서,
연성확보용 매입형 하중흡수블럭(20)은 전,후면에 몰탈과의 접합력을 높이기 위해 선형홈(201) 또는 격자형 요철(202)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연성확보용 매입형 하중흡수블럭. - 연성확보용 매입형 하중흡수블럭을 제조하기 위한 방법에 있어서,
입도조절 시멘트 60~85 중량부, 실리카퓸 5~15 중량부, 생석회 5~15 중량부, 중공글라스 3~8 중량부, 배합수 40~60 중량부, 증점제 0.03~0.10 중량부, EVCL 재유화형 분말수지 0.2~1 중량부, 유동화제 1~5 중량부, 이산화망간 1~3 중량부를 혼합하여 1차 경량 시멘트계 단열성 페이스트를 제조하는 단계와;
1차 경량 시멘트계 단열성 페이스트에 이산화망간 중량대비 100 ~ 200 중량부의 과산화수소를 혼합하여 2차 경량 시멘트계 단열성 페이스트를 제조하는 단계와;
2차 경량 시멘트계 단열성 페이스트를 하중흡수블럭 형틀에 채움한 후 경화시켜 연성확보용 매입형 하중흡수블럭을 형성시키는 단계와;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연성확보용 매입형 하중흡수블럭의 제조 방법. - 이웃한 기둥(12와 12)의 사이에 바닥슬래브(14)로부터 일정 높이로 적층된 조적허리벽(16)을 갖는 기존 구조물(10) 또는 신설 구조물(10a)을 내진 보강하기 위한 구조에 있어서,
어느 기둥(12)으로부터 일정 거리(G)만큼 떨어진 위치에서 상향으로 열려지거나 또는 폐단면으로 개구된 연성확보용 개구부(162)가 조적허리벽(16)에 형성되고, 지진력 작용시 연성확보용 개구부(162)가 선 파괴된 후 기둥(12)의 휨 파괴가 유도되도록 연성확보용 개구부(162)에 조적허리벽(16)보다 강성이 상대적으로 작은 하중흡수블럭(20)이 설치되고, 연성확보용 개구부(162)와 하중흡수블럭(20)이 접하는 접합부의 차수를 위해 하중흡수블럭(20)의 전,후면과 접합부에 일정 두께로 몰탈을 마감 처리하여 몰탈마감층(30)을 형성시키되;
하중흡수블럭(20)은 입도조절 시멘트 60~85 중량부, 실리카퓸 5~15 중량부, 생석회 5~15 중량부, 중공글라스 3~8 중량부를 포함하는 중간 조성물과, 배합수 40~60 중량부, 증점제 0.03~0.10 중량부, EVCL 재유화형 분말수지 0.2~1 중량부, 유동화제 1~5 중량부, 이산화망간 1~3 중량부, 과산화수소는 이산화망간 중량대비 100~200 중량부의 조성물로 제작된 것을 특징으로 하는 연성확보용 매입형 하중흡수블럭을 이용한 구조물의 내진 보강 구조.
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Citations (5)
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| KR100894492B1 (ko) | 2008-04-23 | 2009-05-07 | (주)희상리인포스 | 아라미드 스트립 부재를 이용한 철근콘크리트 구조물의 내진보강 시공방법 |
| KR20120120169A (ko) * | 2009-11-27 | 2012-11-01 | 비일리 엔지니어링 비.브이. | 구성 요소들에 의해 설정된 공간 또는 틈을 채우기 위한 부동 내화 시스템 및 그러한 시스템의 조립식 다층 구조체 |
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-
2022
- 2022-06-23 KR KR1020220076727A patent/KR102478978B1/ko active IP Right Grant
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