KR102483047B1 - 조적조 보강용 고분자 코팅재를 이용한 조적조 보강공법 - Google Patents

조적조 보강용 고분자 코팅재를 이용한 조적조 보강공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 조적조 구조물의 구조성능을 보강하기 위한 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 우수한 인장전단접착강도를 가져 조적조 구조물 표면에 얇은 두께로 도포하는 것으로도 조적조 구조물과의 일체화를 통해 횡력에 대한 저항성을 극대화시킬 수 있는 조적조 보강용 고분자 코팅재와, 이러한 고분자 코팅재를 바람직하게 이용한 조적조 보강공법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 조적조 보강용 고분자 코팅재는, 스티렌아크릴레이트 공중합체 20~60wt%, 비닐에폭시 5~25wt%, 물유리 3~15wt%, 재분산 수지 2~10wt%, 카본블랙 1~3wt%, 물 10~40wt%로 조성되어 혼합된 혼합수지액 100중량부에, 포틀랜드시멘트 100~200중량부, 실리카모래 150~300중량부가 혼합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 조적조 보강공법은, 보강대상 조적조 구조물 표면을 정리한 후 조적조 보강용 고분자 코팅재를 도포하는 것을 특징으로 하며, 이때 조적조 보강용 고분자 코팅재를 도포하기 전에, 보강대상 조적조 구조물의 표면에서 모서리와 개구부 주변을 포함한 위치에 강판이나 보강섬유시트로 마련된 보강스트립을 앵커볼트로 고정 설치하는 보강재설치단계를 더 실시할 수 있다.

Description

조적조 보강용 고분자 코팅재를 이용한 조적조 보강공법{Reinforcement Method of Brick Wall Structure}
본 발명은 조적조 구조물의 구조성능을 보강하기 위한 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 우수한 인장전단접착강도를 가져 조적조 구조물 표면에 얇은 두께로 도포하는 것으로도 조적조 구조물과의 일체화를 통해 횡력에 대한 저항성을 극대화시킬 수 있는 조적조 보강용 고분자 코팅재와, 이러한 고분자 코팅재를 바람직하게 이용한 조적조 보강공법에 관한 것이다.
우리나라는 1980년대 후반에야 건축물 설계 시 내진기준을 도입했다. 이에 따라 그 이전에 지어진 건축물들은 대부분 내진설계가 반영되지 않은 상태이며, 재난 시 대피소로 역할하는 학교건축물 또한 예외가 아니다. 따라서 내진기준 도입 이전에 지어진 학교 건축물은 내진보강이 필요하다.
기존 국내 대부분의 학교 건축물은 철근콘크리트 라멘구조로 이루어지면서 벽체는 비내력 조적벽체로 시공되어 왔다. 이러한 학교 건축물에서 비내력 조적벽체는 보통 라멘 골조와 일체로 합성되지 않은 채 칸막이벽 형태로 시공되므로 횡력에 취약하며, 이에 따라 지진이 발생하면 전도 내지 붕괴가 쉽게 발생하기 때문에 보강을 통해 내진성능을 향상시킬 필요가 있다.
비내력 조적벽체를 내진 보강하는 방법으로는 기존 조적벽체를 철거하고 RC조의 내력벽으로 대체 시공하거나 철골부재(브레스, 가새 등)를 보강 시공하는 방법이 일반적이다. 하지만 RC조의 내력벽으로 대체 시공하는 방법을 기존 조적벽체 철거에 따른 철거공정의 추가, 건설폐기물의 발생 등의 문제가 있고, 철골부재를 보강 시공하는 방법은 철골공사 비용의 부담, 건물의 자중 증대 등의 문제가 있다. 이러한 문제를 개선하기 위해 조적벽체 표면에 고인성 몰탈을 도포하여 내진보강하는 방법이 개발되었으며, 대표적으로 특허 제10-1089322호가 있다.
특허 제10-1089322호는 직접인장변형율이 10% 이상이고 휨강도가 12㎫ 이상이면서 휨 및 인장하중 하에서 변형경화거동과 멀티플크랙특성을 나타내는 고인성 복합체(고인성 몰탈)를 조적벽체 표면에 도포하여 내진보강하는 방법에 관한 것이다. 특허 제10-1089322호에서 고인성 복합체는, 시멘트, 혼화재, 규사, 충전재 등의 분체재료, 배합수, 단섬유(고장력 폴리비닐알콜(PVA)섬유, 고장력 폴리에틸렌(PE)섬유 중 하나 이상)가 혼합되는 몰탈이 된다. 이러한 고인성 복합체는 상당 두께(30∼60㎜)로 도포되어 자체의 휨강도와 인장강도가 발현되게 함으로써 조적벽체의 내진성능을 향상시키는 방식이 된다.
한편, 조적조 건축물은 지진하중에 의해 주로 면외방향 붕괴 및 전단균열에 의한 파괴가 일어난다. 따라서 조적조 건축물의 내진보강은 전단강도를 향상시키는 것을 방향으로 할 필요가 있으며, 전단강도는 벽돌과 벽돌 사이 접착몰탈에 의해 결정되므로 접착몰탈을 보충하는 것으로 내진보강을 고려할 수 있다
KR 10-1089322 B1
본 발명은 종래 고인성 몰탈 도포에 의한 조적조 보강방식을 개선하고자 개발된 것으로서, 우수한 인장전단접착강도를 가져 조적조 구조물 표면에 얇은 두께로 도포하는 것으로도 조적조 구조물과의 일체화를 통해 횡력에 대한 저항성을 극대화시킬 수 있는 고분자 코팅재와, 이러한 고분자 코팅재를 바람직하게 이용한 조적조 보강공법을 제공하는데 기술적 과제가 있다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 스티렌아크릴레이트 공중합체 20~60wt%, 비닐에폭시 5~25 wt%, 물유리 3~15wt%, 재분산 수지 2~10wt%, 카본블랙 1~3wt%, 물 10~40wt%로 조성되어 혼합된 혼합수지액 100중량부에, 포틀랜드시멘트 100~200중량부, 실리카모래 150~300중량부가 혼합되는 것을 특징으로 하는 조적조 보강용 고분자 코팅재를 제공한다. 여기서 혼합수지액은, 소포제 0.5~2wt%, 방부제 0.5~2wt% 및 분산제 0.5~2wt%가 더 포함되어 조성될 수 있다.
또한 본 발명은 조적조 보강용 고분자 코팅재를 이용한 조적조 보강공법으로, 보강대상 조적조 구조물 표면을 정리한 후 조적조 보강용 고분자 코팅재를 도포하는 것을 특징으로 하는 조적조 보강공법을 제공한다. 이때 조적조 보강용 고분자 코팅재를 도포하기 전에, 보강대상 조적조 구조물의 표면에서 모서리와 개구부 주변을 포함한 위치에 강판이나 보강섬유시트로 마련된 보강스트립을 앵커볼트로 고정 설치하는 보강재설치단계를 더 실시할 수 있다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
첫째, 기존 조적조 건축물을 철거하지 않고 표면에 도포하는 방식으로 보강하기 때문에, 철거공정없이 단기간 내에 간편하게 보강공사를 실시할 수 있다. 이로써 방학기간 짧은 기간내에 보강공사를 실시해야 하는 학교 건축물 내진보강공사에 유리하게 적용할 수 있다.
둘째, 우수한 인장전단접착강도를 가지는 고분자 코팅재를 조적조 구조물 표면에 도포함으로써 고분자 코팅재가 조적조 구조물을 일체화시키기 때문에 조적조 구조물의 전단강도가 향상되며, 이로써 조적조 구조물의 횡력에 대한 저항성을 향상시키면서 구조성능을 강화할 수 있다. 특히 고분자 코팅재는 얇은 두께(2mm 이하)로 도포하는 것으로도 우수한 보강효과를 발현하기 때문에 보강대상 조적조 구조물의 단면을 크게 변경시키지 않으면서 구조보강할 수 있으며, 또한 상황에 따라 도막두께를 적절하게 조절하는 것으로 단순 탈락방지(0.2mm)에서 구조강성 보강(2mm)까지 실현할 수 있다.
셋째, 구조보강을 위해 도포하는 고분자 코팅재는 무용재 타입이므로 화재안전성, 작업안전성을 확보할 수 있으며, 또한 방수성능까지 우수하므로 중성화 방지나 발수코팅를 위한 별도의 조치가 불필요하다. 나아가 고분자 코팅재에 안료를 혼입하여 적용하면 다양한 컬러로 미관 표현이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 조적조 보강공법에서 보강스트랩의 설치예이다.
도 2는 본 발명에 따른 조적조 보강강법에서 조적벽 내부에 보강을 실시한 보강예이다.
도 3은 본 발명에 따른 고분자 코팅재의 조적조 보강효과에 대한 시험결과를 보여준다.
도 4는 본 발명에 따른 조적조 보강공법에서 보강스트랩과 고분재 코팅재의 보강효과에 대한 시험결과를 보여준다.
본 발명은 조적조 구조물의 구조성능을 보강하기 위한 기술에 관한 것으로,조적조 구조물 표면에 도포되어 조적조 구조물의 구조성능을 보강하는 고분자 코팅재와 이러한 고분자 코팅재를 바람직하게 이용한 조적조 보강공법에 관한 것이다. 이하에서는 고분자 코팅재와 조적조 보강공법을 구분하여 설명한다.
1. 고분자 코팅재
본 발명에 따른 조적조 보강용 고분자 코팅재는, 스티렌아크릴레이트 공중합체 20~60wt%, 비닐에폭시 5~25 wt%, 물유리 3~15wt%, 재분산 수지 2~10wt%, 카본블랙 1~3wt%, 물 10~40wt%로 조성되어 혼합된 혼합수지액 100중량부에, 포틀랜드시멘트 100~200중량부, 실리카모래 150~300중량부가 혼합되는 것을 특징으로 한다. 여기서 혼합수지액은 소포제 0.5~2wt%, 방부제 0.5~2wt%, 분산제 0.5~2wt%가 더 포함되어 조성될 수 있다. 이와 같은 고분자 코팅재는 고분자수지로 스티렌아크릴레이트 공중합체, 비닐에폭시, 재분산수지를 사용하면서 최적의 비율로 배합됨으로써 우수한 인장전단접착강도를 확보할 수 있다. 이와 같은 재료 조성의 고분자 코팅재는 고분자수지를 포함하는 혼합수지액, 포틀랜드시멘트, 실리카모래로 조성되기 때문에 일종의 폴리머 몰탈이 된다.
혼합수지액에서 스티렌아크릴레이트 공중합체(스티렌-아크릴레이트 에멀젼)는 기본 베이스 수지로, 스티렌아크릴레이트나 그 유도체를 포함하는 것이면 가능하다. 스티렌아크릴레이트 공중합체는 접착, 인장강도 향상에 기여한다.
혼합수지액에서 비닐에폭시와 재분산수지는 접착성과 고탄성을 부여하는 재료가 된다. 비닐에폭시는 온도변화에도 접착력을 유지할 수 있으며, 방수기능도 강화한다. 재분산수지는 우수한 접착성과 유동성으로 크랙을 감소시키고 작업성을 향상시키고, 동결 융해에 대한 저항성 증가와 가소성 및 유연성을 증가시키며, 물에 쉽게 분산되어 몰탈의 제조시 안정성을 부여한다. 재분산수지로는 비닐아세테이트, 비닐버새테이트 및 에틸렌(vinyl acetate, vinyl versatate and ethylene) 기반의 재분산수지(가령 Elotex FX3300)를 바람직하게 사용할 수 있다.
혼합수지액에서 물유리는 코팅재의 공극을 메워주고 강도를 강화하는 한편 건조를 빨라지게 하며, 또한 접착성을 부여하는 재료가 된다. 혼합수지액에서 카본블랙은 내열성, 내마모성, 강성, 내노화성을 향상시키는 재료가 되며, 특히 스티렌아크릴레이트 공중합체(고무 성질)와 가교결합하여 압축강도를 향상시킨다. 청정수는 혼합수지액의 용매로 적절한 혼합수지액의 유동성과 점도를 확보하면서 코팅재로써의 작업성을 부여하는 재료가 된다.
혼합수지액은 기타 첨가제로 가소제, 소포제, 분산제 등이 더 혼입될 수 있다. 가소제는 수분의 흡수없이 가소성을 높이기 위한 액상 가소제로, 프탈산계, 트리멜리트산계, 에폭시계, 폴리에스터계, 알리페틱계, 항염소계 또는 이 중 두 개 이상 선택하여 사용할 수 있다. 소포제는 액상 소포제로 합성 라텍스, 에멀젼을 베이스로 하는 도료나, 접착제, 건축용 퍼티 등에 광범위하게 사용하는 것을 그대로 사용할 수 있다. 분산제는 미소 입자의 응집을 방지하기 위한 재료가 되는데, 계면 활성제, 고분자 물질 등 흡착성 물질이 사용될 수 있으며, 펩타이저도 분산제에 포함된다.
위와 같은 재료들로 조성되는 혼합수지액의 제조방법을 살펴본다. 먼저 교반기가 구비된 배합탱크에 청정수, 스티렌아크릴레이트 공중합체, 카본블랙을 투입하여 저속(800rpm) 교반한 후 소포제, 방부제, 분산제 등을 투입하여 다시 10여분 교반하고, 이어 비닐에폭시를 투입하고 투입구를 밀폐시킨 상태에서 30여분 중속(1200rpm) 교반한 후 저속(800rpm)으로 줄이며, 이어 물유리를 투입하여 30여분 중속(1200rpm) 교반하고 재분산수지를 투입하여 1시간여 중속(1200rpm) 교반한다. 마지막으로 온도를 35℃ 상승후 고속(1860rpm) 교반하고 기포흡입모터를 가동시키면서 진공과 에어토출 과정을 반복(5회 정도) 실시하여 기포를 제거한 후 5시간여 중속(1200rpm) 교반한다. 이로써 혼합수지액이 완성된다.
위와 같은 혼합수지액은 포틀랜드시멘트 및 실리카모래가 현장 배합되어 경화되며, 적절한 작업성과 강도 확보, 균열방지 등을 위해서는 혼합수지액 100중량부에 포틀랜드시멘트 100~200중량부, 실리카모래 150~300중량부로 배합하는 것이 바람직하다. 포틀랜드시멘트는 혼합수지액의 청정수와 수화반응하여 경화되면서 압축강도를 발현하며, 더불어 혼합수지액의 스티렌아크릴레이트 공중합체에 의한 인장강도와 비닐에폭시 및 재분산수지에 의한 접착강도도 발현한다. 이로써 본 발명에 따른 고분자 코팅재는 조적조 구조물에 도포되면 우수한 접착강도로 조적조 구조물에 부착되어 일체로 합성됨으로써 횡력에 대한 저항성을 극대화시킬 수 있게 되며, 실제 시험결과 조적조 구조물의 연성능력이 3배 정도 증가하는 것으로 확인되었다.
2. 조적조 보강공법
본 발명에 따른 조적조 보강공법은, 보강대상 조적조 구조물 표면을 정리한 후 고분자 코팅재를 도포하는 방식으로 간단하게 진행할 수 있다. 필요한 경우 표면 정리하기 전에 보강대상 조적조 구조물의 보양작업을 실시할 수 있다. 고분자 코팅재의 도포 두께는 보강정도를 고려하면서 결정하며, 가령 치장벽돌의 단순 탈락을 방지하는 차원의 보강이라면 0.2mm 두께 정도가 적절하고, 구조강성을 보강하여 내진성능을 확보하는 차원의 보강이라면 2mm 두께 정도가 적절하다.
내진보강이 요구되는 조적조 구조물의 경우에는 도 1에서와 같이 구조강성을 더욱 강화하기 위해 조적조 보강용 고분자 코팅재를 도포하기 전에 보강스트랩을 고정 설치하는 보강재설치단계를 더 실시할 수 있다. 보강스트랩은 강판이나 보강섬유시트로 마련하여 앵커볼트로 고정 설치할 수 있으며, 응력집중으로 구조성능이 취약한 모서리와 개구부 주변을 포함한 위치에 설치하는 것이 바람직하다. 도 1에서와 같이 보강스트랩은 수직방향의 보강스트랩 사이를 수평방향의 보강스트랩으로 연결 설치하는 한편 수직방향의 보강스트랩과 수평방향의 보강스트랩이 서로 만나는 교차부 위에 교차부 보강스트랩을 덧대어 설치할 수 있다. 이때 강판으로 마련된 수직, 수평 보강스트랩은 150mm폭과 3mm두께로 마련하고, 교차부 보강스트랩은 150mm폭과 1.6mm두께로 마련하면 적당하며, 앵커볼트는 지름 8mm의 볼트를 200mm 간격으로 조적벽돌 중간에서 고정 설치하면 적당하다. 보강스트랩을 고정 설치하고, 고분자 코팅재를 2mm두께 정도로 도포하면 강성은 1.5배, 강도는 1.7배 증가시킬 수 있다(도 4 참조).
보강재는 보강스트랩과 교차부 보강스트랩을 포함한다. 보강스트랩은, 1) 개구부 상하부 벽면에 수평방향으로 설치되는 '상부 개구부 수평 보강스트랩' 및 '하부 개구부 수평 보강스트랩', 2) 개구부 좌우측 벽면에 수직방향으로 설치되는 '좌측 개구부 수직 보강스트랩' 및 '우측 개구부 수직 보강스트랩', 3) 구조물 외표면의 모서리 수직부를 보강하는 '모서리 수직 보강스트랩', 4) 모서리 수직 보강스트랩과 상부/하부 개구부 수평 보강스트랩 사이를 연결하는 '수평 연결 보강스트랩', 5) 조적 벽체와 슬래브를 일체화할 수 있도록 슬래브 측면과 그 인접 벽면 외벽에서 수평 방향으로 보강하는 '슬래브 수평 보강스트랩'을 포함한다.
서로 다른 보강스트랩을 상호간에 일체화하여 강성을 증대시키는 교차부 보강스트랩으로는, 1) '개구부 교차부 보강스트랩'(상부/하부 개구부 수평 보강스트랩 ↔ 좌측/우측 개구부 수직 보강스트랩, 모서리 수직 보강스트랩 ↔ 좌측/우측 개구부 수직 보강스트랩, 상부/하부 개구부 수평 보강스트랩 ↔ 모서리 수직 보강스트랩), 2) '모서리 교차부 보강스트랩'(좌측/우측 개구부 수직 보강스트랩 ↔ 모서리 수직 보강스트랩, 상부/하부 개구부 수직 보강스트랩 ↔ 모서리 수직 보강스트랩, 슬래브 수평 보강스트랩 ↔ 모서리 수직 보강스트랩, 모서리 수직 보강스트랩 ↔ 모서리 수직 보강스트랩)를 포함한다.
역사적인 조적조 건물의 경우에는 도 2에서와 같이 조적벽 내부를 중심으로 보강공사를 실시하면 조적벽 외부는 보존할 수 있다. 또한 경우에 따라 가새 등을 설치하여 추가보강을 실시할 수도 있다.
[제조예] 고분자 코팅재의 제조
1. 혼합수지액의 제조
고분자 코팅재를 제조하기 위해 아래 [표 1]과 같은 조성으로 혼합수지액의 재료를 준비하고, 혼합수지액을 제조하였다.
혼합수지액 조성(중량%)
구분 중량% 비고
스티렌아크릴레이트 공중합체 45 유리전이온도 -35℃, 고형분 함량 53~55%, pH 7-9, 점도 2500~5000mPa·s
비닐에폭시 17 -
물유리 5 -
재분산 수지 3 Elotex FX3300
카본블랙 2 -
소포제 1 -
방부제 1 -
분산제 1 -
물 25 -
소계 100 -
혼합수지액은, 먼저 교반기가 구비된 배합탱크에 청정수, 스티렌아크릴레이트 공중합체, 카본블랙을 투입하여 저속(800rpm) 교반한 후 소포제, 방부제, 분산제 등을 투입하여 다시 10여분 교반하고, 이어 비닐에폭시를 투입하고 투입구를 밀폐시킨 상태에서 30여분 중속(1200rpm) 교반한 후 저속(800rpm)으로 줄이며, 이어 물유리를 투입하여 30여분 중속(1200rpm) 교반하고 재분산수지를 투입하여 1시간여 중속(1200rpm) 교반하고, 마지막으로 온도를 35℃로 상향시켜 고속(1860rpm) 교반하고 기포흡입모터를 가동시키면서 진공과 에어토출 과정을 반복(5회) 실시하여 기포를 제거한 후 5시간여 중속(1200rpm) 교반하는 과정으로 제조하였다. 이렇게 제조된 혼합수지액은 점도 120-150mpas, Ph 6-8, 유지전온도 -5℃라는 특성을 나타냈다.
2. 고분자 코팅재의 제조
위에서 제조한 혼합수지액 100중량부에 대하여 포틀랜드시멘트 150중량부, 실리카모래 200중량부를 혼합하여 고분자 코팅재로 제조하였다.
[시험예] 고분자 코팅재의 조적조 보강효과
[제조예]에서 제조한 고분자 코팅재의 조적조 보강효과를 실험하였다. 보강효과는 면내방향 수평정적 실험과, 면외방향 진동대 실험으로 수행하였다.
도 3은 면내방향 수평정적 실험방법과 실험결과를 보여준다. 콘크리트 벽돌을 사용한 1.0B 두께(190mm) 벽체를 시공한 후 고분자 코팅재를 도포하여 면내방향 수평정적 실험을 수행하였으며, 실험결과 코팅재를 도포할 경우 내력을 변함없이 연성능력만 약 3.0배 증가하는 것으로 확인되었다.
[시험예1] 고분자 코팅재와 강판 보강의 조적조 보강효과
[제조예]에서 제조한 고분자 코팅재와 함께 보강스트랩을 설치하는 경우에 대한 조적조 보강효과를 실험하였다. 도 4에서 보듯이, 보강효과는 내진해석 모델링으로 수행하였으며, 수평 보강스트랩은 150mm폭과 3mm두께로 마련하고, 교차부 보강스트랩은 150mm폭과 1.6mm두께로 마련하고, 앵커볼트는 지름 8mm의 볼트를 200mm 간격으로 조적벽돌 중간에서 고정 설치하고, 고분자 코팅재를 2mm두께로 도포하는 조건으로 수행하였다. 모델링 결과 강성은 1.5배, 강도는 1.7배 증가시킬 수 있는 것으로 확인되었다.

Claims (5)

  1. 보강대상 조적조 구조물 표면을 정리한 후 조적조 보강용 고분자 코팅재를 도포하는 조적조 보강공법에서,
    상기 조적조 보강용 고분자 코팅재는, 스티렌아크릴레이트 공중합체 20~60wt%, 비닐에폭시 5~25wt%, 물유리 3~15wt%, 재분산 수지 2~10wt%, 카본블랙 1~3wt%, 물 10~40wt%로 조성되어 혼합된 혼합수지액 100중량부에, 포틀랜드시멘트 100~200중량부, 실리카모래 150~300중량부가 혼합된 것임을 특징으로 하는 조적조 보강공법.
  2. 제1항에서,
    상기 조적조 보강용 고분자 코팅재의 혼합수지액은, 소포제 0.5~2wt%, 방부제 0.5~2wt% 및 분산제 0.5~2wt%를 더 포함하여 조성된 것임을 특징으로 하는 조적조 보강공법.
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 조적조 보강용 고분자 코팅재를 도포하기 전에, 보강대상 조적조 구조물의 표면에서 모서리와 개구부 주변을 포함한 위치에 강판이나 보강섬유시트로 마련된 보강스트립을 앵커볼트로 고정 설치하는 보강재설치단계를 더 실시하고,
    상기 조적조 보강용 고분자 코팅재는, 보강스트립이 설치된 표면 위로 도포하는 것을 특징으로 하는 조적조 보강공법.
  5. 제4항에서,
    상기 보강재설치단계는, 수직 보강스트립 사이를 수평 보강스트립으로 연결 설치하는 한편 수직 보강스트립과 수평 보강스트립이 만나는 교차부 위에 교차부 보강스트립을 덧대에 설치하면서 이루어지는 것을 특징으로 하는 조적조 보강공법.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100046324A (ko) * 2008-10-27 2010-05-07 (주)에이엠에스 엔지니어링 기설 조적 벽체의 비철거형 친환경 내진보강공법
KR101311699B1 (ko) * 2013-05-07 2013-09-26 강상수 내산성 및 내구성이 우수한 콘크리트 구조물 보수용 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법
KR101311703B1 (ko) * 2013-05-20 2013-09-26 강상수 불연성 및 내구성이 우수한 마감재 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 마감용 뿜칠 시공방법
KR101418310B1 (ko) * 2014-04-22 2014-07-10 부림산업개발(주) 균열 보수 주입장치 및 이를 이용하는 콘크리트 구조물의 균열 보수 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100046324A (ko) * 2008-10-27 2010-05-07 (주)에이엠에스 엔지니어링 기설 조적 벽체의 비철거형 친환경 내진보강공법
KR101089322B1 (ko) 2008-10-27 2011-12-02 (주)에이엠에스 엔지니어링 기설 조적 벽체의 비철거형 친환경 내진보강공법
KR101311699B1 (ko) * 2013-05-07 2013-09-26 강상수 내산성 및 내구성이 우수한 콘크리트 구조물 보수용 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법
KR101311703B1 (ko) * 2013-05-20 2013-09-26 강상수 불연성 및 내구성이 우수한 마감재 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 마감용 뿜칠 시공방법
KR101418310B1 (ko) * 2014-04-22 2014-07-10 부림산업개발(주) 균열 보수 주입장치 및 이를 이용하는 콘크리트 구조물의 균열 보수 방법

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