KR20000063336A

KR20000063336A - 스프레이 공법을 이용한 폴리머 모르터 단면수복 보수공법

Info

Publication number: KR20000063336A
Application number: KR1020000036149A
Authority: KR
Inventors: 김성수; 이창수
Original assignee: 이용교; 중앙크리텍 주식회사; 박사인; 하경개발 주식회사; 김중태; 동원건설 주식회사
Priority date: 2000-06-28
Filing date: 2000-06-28
Publication date: 2000-11-06
Also published as: KR100412783B1

Abstract

본원 발명은 여러 환경 및 환경 외적 요인에 의해 성능이 저하된 콘크리트 구조물을 보수함에 있어 고압스프레이를 이용한 폴리머시멘트 모르터 단면수복 보수공법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 폴리머시멘트 모르터의 일종인 분말형의 무기반응성 폴리머모르터(TS 200, 250, 300, GM·FM 등 4종류), 방청제 및 코팅제로 구성된 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 조성물을 콘크리트가 탈락된 구조물의 용도별 특성에 따라서 선정된 혼합물을 보수해야 할 단면에 고압으로 분사 시공하여 단면 수복하는 것이다.

상기 본원 발명에 따른 스프레이공법을 이용한 폴리머모르터 단면수복 보수공법은 보강용 앵커 설치단계, 방청제를 철근표면에 도포하는 단계, 4종류 재료를 선정하는 단계, 접착력을 높이기 위한 초벌 스프레이 단계, 폴리머모르터를 충진 스프레이 하여 단면을 수복하는 단계, 폴리머모르터를 스프레이하여 수복된 표면을 정리하는 마감스프레이 단계 및 표면보호제를 사용하여 표면을 코팅하는 단계를 전부 또는 일부 포함한다.

Description

스프레이 공법을 이용한 폴리머 모르터 단면수복 보수공법{METHOD OF RESTORING SECTION WITH POLYMER CEMENT MORTAR BY SPRAY METHOD}

본 발명은 여러 환경 및 환경 외적인 요인에 의해 성능이 저하된 콘크리트 구조물을 보수함에 있어, 3단계 스프레이공법을 이용한 무기반응성 분말형 폴리머모르터 단면수복 보수공법에 관한 것으로, 교량, 하수암거와 중성화된 터널 및 화재발생 후 복구된 터널, 지하 차도 등의 단면수복 보수 마감작업, 철도 교량의 콘크리트 교각 및 철근 보강작업, 새로 건설된 교량의 마감작업, 건물 외장벽의 콘크리트 보수작업, 고층건물의 발코니 표면작업, 지하주차장의 기둥 및 보의 보강작업에 사용될 수 있으며 재료는 크게 교량, 터널, 하수암거, 건축물용 등 4종류로 구분되어 있다.

특히 본원 발명에 따른 단면수복 보수공법은 콘크리트의 중성화 및 염해에 의해 철근이 부식되어 콘크리트가 탈락된 교량, 하수암거, 지하차도, 터널, 복개구조물 및 화재로 인하여 탄화된 콘크리트 구조물의 복구 마감, 완공후 경과 년수가 오래된 건축구조물 등의 콘크리트 단면을 복원하기 위하여 접착성이 뛰어난 분말형의 무기반응성 폴리머모르터를 혼합, 압축 이송한 후 고압으로 3단계 스프레이 하여 시공함으로써,시공이 편리하고 모르터의 탈락이 줄어들게 되므로 경제적이고 완벽한 보수 시공이 되도록 하는 고압스프레이를 이용한 폴리머모르터 단면수복 보수공법에 관한 것이다.

종래의 일반적인 단면수복 보수공법은 시공단계별로 여러 가지 보수재료를 사용하여 교량, 지하차도, 복개구조물 등의 슬래브 하면(下面)의 단면수복 보수 시 흙손이나 헤라 등을 이용하며 작업시 고개를 쳐들고 수(手)작업에 의해 단면을 미장 시공해야 하기 때문에 작업이 힘들고, 작업능률이 저하될 뿐만 아니라, 천장 등 미장공법에 의한 시공이 어려운 곳의 경우 보수부위의 품질이 저하되어 완벽한 단면수복 보수를 하기가 어려웠다.

또한, 이와 같은 종래의 단면수복 보수공법은 슬래브 하면에서 윗 방향으로 모르터를 흙손으로 발라서 시공하기 때문에 단면수복층이 큰 경우에는 모르터가 굳기 전에 탈락하는 양이 많아 모르터의 손실이 많을 뿐만 아니라, 모르터가 잘 접착되지 않아 오래가지 못하고 재탈락이 발생하거나, 모르터의 공극이 많아 구조물의 내구성 증진을 이루지 못하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 시멘트 모르터 단면수복 보수공법이 갖는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 접착성과 압축강도가 뛰어나고 휨인장력이 우수한 폴리머모르터를 3단계 스프레이공법으로 시공함으로써 교량, 지하차도, 복개구조물, 터널, 건축구조물 등의 슬래브 하면(下面)을 쉽게 시공할 수 있을 뿐만 아니라, 고압스프레이에 의해 기존 구조물에 접착시키므로써 모르터의 단면수복 층이 잘 접착되어 재탈락이 발생하지 않고, 밀도가 향상되어 오래도록 안정성 및 내구성을 유지할 수 있도록 기존 구조물과의 접착성을 증대시키는 단면수복 보수공법을 제공하는 것이다.

또한 본원 발명은 방청을 제외한 전공정을 기계화 시공함으로써 품질의 균일성을 확보할 뿐만 아니라, 작업이 힘들지 않고, 작업능률을 향상시켜 품질이 우수한 완벽한 보수를 할 수 있는 단면수복 보수공법을 제공하는 것이다.

이러한, 본 발명의 목적은 콘크리트가 탈락되어 손상된 콘크리트 구조물을 보수함에 있어서, 상기 콘크리트가 탈락된 구조물의 보수부위에 보강된 앵커를 박아 고정하는 보강용 앵커 설치단계와, 상기 콘크리트 구조물로부터 노출된 철근 및 이를 지지하는 앵커 표면에 방청제를 도포하는 방청제 시공 단계와, 상기 콘크리트 구조물의 종류에 따라 사용 용도별로 특성이 다른 폴리머 모르터를 선정하는 재료 선정단계와, 상기 콘크리트 구조물의 보수면에 선정된 폴리머 모르터를 도포하여 접착력을 강화시키는 초벌 스프레이단계와, 상기 초벌 스프레이된 보수면에 폴리머 모르터를 도포하여 보수단면을 충진하여 수복하는 단면 충진 스프레이단계와, 상기 충진 스프레이된 수복면에 폴리머 모르터를 도포하여 수복된 표면을 정리하는 마감 스프레이 단계에 의해 달성된다.

상기 단면수복 보수공법에서, 방청제를 철근표면에 도포하는 단계는 철근의 부식을 방지하기 위한 것이고, 초벌 스프레이 하는 단계는 기존 콘크리트와 단면수복 모르터와의 접착력을 증진시키기 위하여 3∼5bar 정도의 고압으로 2∼3mm스프레이하여 이루어지고, 단면을 충진하는 스프레이단계는 충진모르터를 3∼5bar 정도의 고압으로 스프레이하여 이루어지며, 표면을 정리하는 마감스프레이 단계는 상기 폴리머모르터를 3∼5bar 정도의 고압으로 2∼5mm 두께로 스프레이 하여 이루어지고, 표면보호제로 표면을 도포하는 것은 필요시 수복된 구조물의 완벽한 보호를 위해 염소 및 황산염 등의 침투 등 콘크리트를 침식시키는 물질의 침투를 억제하기 위한 것이다.

또한, 본 발명에 따른 단면수복 보수공법에서 콘크리트의 성능저하 정도나 구조물의 위치에 따라 상술한 단계의 공정을 모두 시공하는 것이 아니라, 부분적인 몇 단계 공정만으로도 시공할 수 있다.(단 스프레이는 초벌, 충진, 마감등 3단계로 실시) 즉, 철근이 부식하지 않은 경우에는 상기 방청제를 도포하는 단계를 생략하고, 콘크리트의 탈락이 없는 경우에는 상기 방청제를 도포하는 단계 및 충진모르터로 단면을 수복하는 단계를 생략하며, 표면도포가 필요하지 않은 경우에는 상기 표면보호제로 표면을 도포하는 단계를 생략하고 본 발명에 따른 단면 수복 보수공법을 시공할 수 있다.

한편, 본원 발명에서 사용하는 폴리머모르터는 무기반응성의 분말형으로서 시멘트, 물, 잔골재 (0.2∼2mm이하의 규사) 및 기타 혼화재료를 혼합비빔하여 만든 통상적인 모르터에 분말상의 폴리비닐 아세테이트, 스티렌-부타디엔 공중합체, 아크릴 수지, 스티렌-아크릴 공중합체 등으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 폴리머를 더 포함한 것을 의미한다.

또한, 본원 발명에서 사용되는 무기반응성 분말형 폴리머모르터는 구조물의 용도별 특성에 따라서 재료의 배합비를 조정하여 폴리머 모르터 TS 200, 250, 300, GM·FM 등으로 크게 4종류로 구분되며, 콘크리트 구조물보수용 폴리머모르터의 일종으로 무기반응성의 분말형 폴리머모르터 TS 200은 10∼20%의 폴리머, 30∼40%의 시멘트, 35∼45%의 규사, 12∼20%의 물 및 1∼3%의 혼화제가 배합된 조성물로서 미세하기 때문에 표면을 매끄럽게 구성하고 이산화탄소 및 염분의 침투를 억제할 수 있으며 큰 점조성과 장기적인 구조물의 안정성과 내구성을 증진하는 특성을 가진다.

상기 폴리머모르터 TS 250은 15∼20%의 폴리머, 30∼40%의 시멘트, 35∼45%의 규사, 12∼25%의 물 및 1∼3%의 혼화제가 배합된 조성물로서 습기 및 화학적 저항성이 우수한 특성을 가지며, 특히 황산염에 저항이 더 큰 재료이다.

상기 충진모르터 TS 300은 8∼20% 폴리머, 25∼30%의 시멘트, 40∼55%의 규사, 8∼18%의 물 및 1∼3%의 혼화제가 배합된 조성물로서 리바운드되지 않고 접착력이 강하며 강도를 회복할 수 있고 습기와 일산화탄소, 아황산가스등에 대하여 반응을 일으키지 않는 것이 특징이다.

상기 GM 및 FM은 12∼20%의 폴리머, 35∼50%의 시멘트, 30∼35%의 규사, 10∼20%의 물 및 1∼3%의 혼화제가 배합된 조성물이다.(FM은 작은 규사입자를 사용, 표면을 매끄럽게 함)

여기서, 상기 폴리머모르터에 사용될 수 있는 혼화제로는 AE제, 감수제, AE감수제, 유동화제, 고성능감수제, 지연제, 경화촉진제, 철근방청제, 발포제, 방수제 등이 있으며 스프레이용 모르터이므로 규사입자의 크기를 2mm이하로 사용(4∼5호사)하며 혼합시 재료에 대한 물배합량은 품질 및 수율에 영향을 주므로 관리에 철저를 기해야 한다.

도 1은 본 발명에 의한 스프레이 공법에 의한 폴리머 모르터 단면수복 보수시공 공정도.

도 2는 본 발명에 의한 폴리머 모르터 단면수복 보수 단면도.

도 3a는 본 발명에 의한 국소 단면 보완용 앵커를 나타내는 정면도.

도 3b는 본 발명에 의한 국소 단면 보완용 앵커를 나타내는 저면도.

도 4a는 본 발명에 의한 철근 고정용 앵커를 나타내는 정면도.

도 4b는 본 발명에 의한 철근 고정용 앵커를 나타내는 저면도.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

S100 ; 하지면 처리단계 S110 ; 보강용 앵커 설치단계

S120 ; 방청제 시공단계 S130 ; 고압수 표면세척단계

S140 ; 재료 선정단계 S150 ; 재료투입 및 혼합단계

S160 ; 초벌 스프레이단계 S170 ; 단면충진 스프레이단계

S180 ; 마감 스프레이단계 S190 ; 마감후 생성단계

S200 ; 표면보호제 도포단계 S210 ; 품질검사 및 조사단계

10 ; 국소단면 보완용 앵커 11,21 ; 고정파일

13 ; 앵커몸체 15 ; 접합보조핀

20 ; 철근 고정용 앵커 23 ; 고리형 앵커몸체

본 발명의 이들 목적과 특징 및 장점은 첨부 도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로서 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다. 또한, 본 실시예는 이해를 돕기위해 예시적으로 기재하는 것일 뿐 본 발명을 한정하려는 것은 아니다.

도 1은 본 발명에 의한 스프레이 공법을 이용한 폴리머 모르터 단면수복 보수시공 공정도이고, 도 2는 상기 공법에 의한 폴리머 모르터 단면수복 보수 단면도를 보인 것으로, 이를 참조하면, 먼저 기존 콘크리트의 열화부위를 슈미트해머나 초음파 측정기 등으로 측정하고 철거두께를 결정한 후 그 부위를 최고압력 500∼1000bar의 고압수 스프레이 또는 기타의 방법에 의해 철거하는 하지면 처리 단계(S100)를 수행한다.

그런 다음, 상기 철거된 하지면에 도 3a 및 도 3b 또는 도 4a 및 도 4b에 도시한 바와 같은 앵커를 박아 고정하는 보강용 앵커설치 단계(S110)를 수행한다.

상기 보강용 앵커는 국소 단면 보완용 앵커(10)와, 철근 고정용 앵커(20)가 있으며, 상기 국소 단면 보완용 앵커(10)는 손상된 콘크리트 구조물 내에 삽입되어 고정되는 고정파일(11)과, 상기 고정파일(11) 내에 착탈 가능하게 결합되며 충진된 폴리머 모르터와 결착되어 접착 강도를 높여주는 앵커몸체(13)와, 상기 앵커몸체(13)의 하단부에 방사상으로 형성된 접합 보조핀(15)으로 구성되고, 상기 철근 고정용 앵커(20)는 손상된 콘크리트 구조물 내에 삽입되어 고정되는 고정파일(21)과, 상기 고정파일(21) 내에 착탈 가능하게 결합되며 충진된 폴리머 모르터와 결착되어 접착 강도를 높여줌과 아울러 손상된 콘크리트로부터 노출된 철근(30)을 지지하여 고정하는 고리형 앵커몸체(23)로 구성된다.

즉, 콘크리트 보수 부위의 특정 위치를 지지하며 고정하기 위해서는 외경 8mm에 총길이 8cm 이상의 상기 국소 단면 보완용 앵커(10)를 사용하여, 결착부위의 접착 강도를 높여주며, 콘크리트 보수 부위 밖으로 노출된 철근(30)을 지지하며 고정하기 위해서는 외경 8mm에 총길이 8cm 이상의 상기 철근 고정용 앵커(20)를 사용하여 철근을 고정함과 아울러 결착부위의 접착 강도를 높여주게 된다.

상기 손상된 콘크리트 구조물의 상황에 맞는 보강용 앵커를 설치한 다음, 보강용 앵커 및/또는 철근의 부식을 방지하기 위하여 방청제 TK(중앙크리텍사 제품)를 철근표면에 바르는 방청제 시공단계(S120)를 수행한다. 상기 방청제를 바른 후 강한 직사광선이나 바람의 영향이 있을 경우 시트나 매트를 사용하여 보호한다.

그런 다음, 청소된 하지면을 최고압력 100∼300bar의 고압수 스프레이로 물 세척을 한 후 하룻밤 자연건조 시키는 고압수 표면세척단계(S130)를 수행한다.

그런 다음, 상기 콘크리트가 탈락된 구조물의 종류에 따라 사용 용도별로 특성이 다른 폴리머 모르터를 선정하는 재료 선정단계(S140)를 수행하는데, 이때 상기 폴리머 모르터는 교량용, 하수암거용, 터널 및 지하차도용, 건축구조물용의 네 종류로 구분된다.

본 발명에서 사용하는 폴리머 모르터는 무기반응성의 분말형으로서 시멘트, 물, 잔골재(0.2∼2mm이하의 규사) 및 기타 혼화재를 혼합 비빔하여 만든 통상적인 모르터에 분말상의 폴리비닐 아세테이트, 스티렌-부타디엔 공중합체, 아크릴 수지, 스티렌-아크릴 공중합체 등으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 폴리머를 더 포함한 것을 의미한다.

상기 교량용 폴리머 모르터는 폴리머 모르터 TS200(중앙 크리텍사 제품)을 사용하며, 상기 폴리머 모르터 TS200은 10∼15%의 폴리머, 30∼40%의 시멘트, 35∼45%의 규사, 12∼20%의 물 및 1∼3%의 혼화제가 배합된 조성물로서 미세하기 때문에 표면을 매끄럽게 구성하고, 이산화탄소 및 염분의 침투를 억제할 수 있으며, 또한 큰 점조성과 장기적인 구조물의 안정성과 내구성을 증진하는 특성을 가진다.

상기 하수암거용 폴리머 모르터는 폴리머 모르터 TS250(중앙 크리텍사 제품)을 사용하며, 상기 폴리머 모르터 TS250은 15∼20% 폴리머, 30∼40%의 시멘트, 35∼45%의 규사, 12∼20%의 물 및 1∼3%의 혼화제가 배합된 조성물로서 습기 및 화학적 저항성이 우수한 특성을 가지며, 특히 황산염에 저항이 큰 특성을 갖는 재료이다.

상기 터널 및 지하차도용 폴리머 모르터는 폴리머 모르터 TS300(중앙 크리텍사 제품)을 사용하며, 상기 폴리머 모르터 TS300은 8∼15% 폴리머, 25∼30%의 시멘트, 40∼55%의 규사, 8∼18%의 물 및 1∼3%의 혼화제가 배합된 조성물로서 리바운드되지 않고 접착력이 강하며, 강도를 회복할 수 있고, 습기와 일산화탄소, 아황산가스등에 대하여 반응을 일으키지 않는 것이 특징이다.

상기 건축구조물용 폴리머 모르터는 기후에 대한 저항성 및 페인트와의 적합성을 강조한 재질로 폴리머 모르터 GMㆍFM을 사용하며, 상기 폴리머 모르터 GMㆍFM은 12∼20% 폴리머, 35∼50%의 시멘트, 30∼35%의 규사, 10∼20%의 물 및 1∼3%의 혼화제가 배합된 조성물로 이루어진다. 상기 FM은 작은 규사입자를 사용하여 표면을 매끄럽게 하는 역할을 한다.

상기 폴리머는 상기한 바와 같이 폴리비닐 아세테이트, 스티렌-부타디엔 공중합체, 아크릴 수지, 스티렌-아크릴 공중합체 등으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 분말상의 혼합된 폴리머이고, 상기 혼화제는 AE제, 감수제, AE 감수제, 유동화제, 고성능 감수제, 지연제, 경화촉진제, 철근 방청제, 발포제, 방수제 등으로 구성된 그룹에서 선택된 하나 이상의 혼화제인 것을 특징으로 한다.

이와 같이, 상기 재료를 선정한 다음 재료 투입 및 혼합단계(S150)를 수행하는데, 혼합시 재료에 대한 물 배합량은 품질 및 수율에 영향을 주므로 관리에 철저를 기해야한다. 바람직하게는 물혼합 비율을 12 ±1.5%로 하는 것이 좋다.

그런 다음, 상기 콘크리트가 탈락된 부위의 단면 수복 전에 하지면의 흡수력을 감소시키기 위해 스프레이를 이용하여 물로 적신 후, 기존 콘크리트와 단면수복 모르터와의 접착력 강화를 위해 2∼3mm 두께가 되도록 3∼5bar정도의 고압으로 0.01g∼0.1g정도의 폴리머 혼합물로 둘러싸인 규사덩어리 입자를 도포하는 초벌 스프레이단계(S160)를 수행한다.

그런 다음, 콘크리트가 많이 탈락되고 단면의 손상이 심한 단면을 폴리머 모르터로 깊게 충진하여 수복하기 위해, 리바운드되지 않고 접착력이 강하며 강도를 회복할 수 있는 특징을 가진 충진용 모르터 TS 200, 250, 300, GM·FM(교량, 하수암거, 터널, 건축구조물)을 3∼5bar 정도의 고압으로 작은 입자(0.01g∼0.1g)를 스프레이하여 단면을 목표두께의 90%까지 수복하는 단면 충진 스프레이 단계(S170)를 수행한다. 이때 두께 60mm 이상의 보수는 반복 시공하며, 충진된 면은 평탄성을 유지하며 거칠게 만든다.

계속하여, 상기 단면 충진 스프레이 단계에서 시공된 충진모르터(중앙크리텍사 제품)의 표면이 거칠어, 표면을 매끄럽게 하고 내구성을 유지할 목적으로 2∼5mm두께로 시공하는 마감 스프레이단계(S180)를 수행한다. 상기 마감 스프레이단계(S180)는 표면을 매끄럽게 구성하고 이산화탄소 및 염분의 침투를 억제할 수 있어 내구성을 증진하는 특성이 있다.

그런 다음, 콘크리트의 내구성이 특별히 요구되는 구조물의 경우 완벽한 보호를 위해 화학이온 등 콘크리트를 침식시키는 물질의 침투를 완벽히 억제하는 특성을 가진 표면보호제 HG 200, V 100, V 300(중앙크리텍사 제품)을 사용하여 표면을 도포하는 표면 보호제 도포 단계(S200)를 수행한다.

여기서, 상기 초벌, 단면 충진, 마감 스프레이 단계 시의 폴리머 모르터는 동일한 제품을 사용하나, 특별히 매끄러운 표면을 요구할 때에는 규사입자를 한 단계 작은 크기로 혼합하여 사용할 수 있으며 일반적인 경우 현재의 크기로 통일하여 사용한다.

또한, 상기 표면 보호제 도포 단계 이전에 시공된 면의 빠른 건조로 인한 균열을 막기 위해 양생제나 양생포를 사용하여 습윤 양생하고, 면이 완전 경화하기전 하중이 가해지지 않도록 하는 마감후 양생단계(S190)를 수행한다.

그런 다음, 품질 검사 및 조사 단계(S210)를 거쳐 공정을 완료한다.

한편, 본원 발명에 따른 스프레이공법에 의한 단면수복 보수공법의 우수성을 살펴보기 위해 본원 발명에 따른 단면수복 보수공법과 종래의 단면수복 보수공법을 표 1 및 표 2에서 비교하였다.

본원 발명에 따른 단면수복 보수공법과 종래기술에 따른 단면수복 보수공법의 보수비용 및 작업량의 비교

항 목	종래기술의 단면수복공법	본 발명에 따른단면수복공법
재료비	1,800∼2,680원/kg	1,800원/kg
인건비/1일	미장공 : 10만원×5인보통인부 : 6만원×3인합계 : 68만원(8인 1조)	특별인부 : 10만원×5인기계사용료 : 15만원합계 : 65만원(5인1조)
1인이 1일당 가능한 시공량(두께 10mm)	약 20m²	약 38m²
1일 총 작업량(천장기준)	2000kg(8인1조)	4000kg(5인 1조)
모르터의 탈락율	10∼20%	5% 이하(천장시공 기준)

본원 발명에 따른 단면수복 보수공법과 종래기술에 따른 단면수복 보수공법에 따른 시공 단면의 물성 및 내구성 실험결과

항 목	종래 공법	본원 발명의 공법	비교
압축강도(kg/cm²)	350∼400	683	우수
휨강도(kg/cm²)	80∼100	144	우수
접착강도(kg/cm²)	10∼25	33.7	우수
열팽창계수(/℃)	10×10^-6	13.0×10^-6	양호
투수저항성(cm/sec)	3∼8×10^-6	0.82×10^-6	양호
염분침투저항성(Coulombs)	2,000∼4,200	894	우수
재령 90일 중성화 깊이(mm)	9∼18	4.2	우수
화학약품 저항성(강도감소율%)	5%H₂SO₄	45∼65	15	우수
	10%Na₂SO₄	20∼35	6미만	우수
	10%CaCl₂	20∼35	3미만	우수
단위용적중량(g/cm³)	1.858	2.102	밀도차가 13.1%남

표 1 및 표 2에서 살펴본 바와 같이 본원 발명에 따른 스프레이공법을 이용한 단면수복 보수공법은 종래 기술의 단면수복 보수공법에 비해, 시공시간 및 시공비용 면에서 대단히 우수할 뿐만 아니라, 보수된 단면의 압축강도 및 중성화, 염분 침투저항성, 단위 용적중량 등 품질에 있어서도 우수한 것을 확인할 수 있다.

이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본원 발명은 보강용 앵커 및 3단계 스프레이공법을 이용한 단면수복 보수공법을 통하여 콘크리트가 탈락되고 철근이 부식되어 성능이 저하된 교량, 지하차도, 터널, 고가차도, 하수암거 및 복개구조물, 건축구조물 등 콘크리트 구조물의 단면수복 보수를 함에 있어서 종래의 수작업에 의한 패칭공법의 단점을 완전히 보완할 수 있을 뿐만 아니라, 기계화 시공에 따라 시공 시간을 단축하고 완벽한 품질의 보수시공을 가능하게 한다.

또한, 본원 발명에 따른 단면수복 보수공법은 고압에 의해 미세한 폴리머시멘트 모르터를 스프레이공법에 의해 3단계로 구분하여 스프레이 시공함으로써, 기존 콘크리트와의 부착성을 증대시키고 모르터의 공극을 치밀하게 하여 MDF(Macro Defect Free)상태의 콘크리트 단면수복으로 콘크리트구조물의 안정성 및 내구성을 저하시키는 요인이 구조물에 침투하지 못하도록 할 뿐만 아니라, 화재 등으로 인하여 탄화된 콘크리트를 다시 알칼리화 하는 탁월한 효과가 있다.

아울러 본원 발명에 따른 단면수복공법 시공시 모르터의 탈락율을 천장기준 5% 벽체 기준 3%이하로 줄일 수 있어 단면수복의 품질을 확보하고, 모르터의 손실을 줄여 경제적이다. 기존의 공법은 미장공법에 의해서 실시하므로 수복 부위의 시공시 제약이 많고 철근보강, 강선보강, 와이어 메쉬 보강시 단면수복을 하는 경우 접착력에 있어 품질을 확보하기 어려워 보강시에도 문제점이 있었으나, 본원 발명은 그러한 문제점을 해결할 수가 있으며, 통행이 번잡한 도로 밑의 하수암거나 교량 등에 있어서 진동시에도 시속 60km/h 이내의 속도까지 차량 통제 없이 시공이 가능한 장점이 있다. 또한 기존의 공법은 시공단계별로 접착보조제, 방청시멘트 모르터 등을 시공하고 완전 건조된 후 충진시공을 손으로 천장기준 30mm 이내까지밖에 할 수가 없었으나, 본원 발명은 접착력을 높이기 위한 초벌스프레이후 3∼5분 경과하고 나면 1일 최대 60mm 두께까지 시공이 가능하며 국소부위의 경우 100mm까지 시공할 수 있는 공법이다.

상기의 공법에 의해서 단면을 수복하여 보수를 할때, 국소부분의 두께가 두껍고 하지면 상태가 좋지 않은 경우, 또는 구조물의 보수 후 아주 열악한 환경으로 품질의 확보가 곤란할 경우는 특별하게 제작된 국소단면 충진 보완용 앵커(첨부도면 참조)나 철근 보강시에 필요한 철근 고정용 앵커를 주문 제작하여 사용한다. 따라서 단면수복 보수에 있어서 제일 중요한 시공 후 품질확보에 최선을 기한 공법인 동시에 인건비, 공사기간, 소요자재량, 총공사비, 물리적 성질, 내구성 등에 있어서 기존의 미장 공법을 한 단계 향상시킨 경제적인 공법이다.

Claims

콘크리트가 탈락되어 손상된 콘크리트 구조물을 보수함에 있어서,

상기 콘크리트가 탈락된 구조물의 보수부위에 보강용 앵커를 박아 고정하는 보강용 앵커 설치단계와,

상기 콘크리트 구조물의 종류에 따라 사용 용도별로 특성이 다른 폴리머 모르터를 선정하는 재료 선정단계와,

상기 콘크리트 구조물의 보수면에 선정된 폴리머 모르터를 도포하여 접착력을 강화시키는 초벌 스프레이단계와,

상기 초벌 스프레이된 보수면에 폴리머 모르터를 도포하여 보수단면을 충진하여 수복하는 단면 충진 스프레이단계와,

상기 충진 스프레이된 수복면에 폴리머 모르터를 도포하여 수복된 표면을 정리하는 마감 스프레이 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스프레이 공법을 이용한 폴리머 모르터 단면수복 보수공법.
제 1 항에 있어서, 상기 보강용 앵커 설치단계는 손상된 콘크리트 구조물 내에 삽입되어 고정되는 고정파일과, 상기 고정파일 내에 착탈 가능하게 결합되며 충진된 폴리머 모르터와 결착되어 접착 강도를 높여주는 앵커몸체와, 상기 앵커몸체의 하단부에 방사상으로 형성된 접합보조핀으로 이루어진 국소 단면 보완용 앵커가 이용됨을 특징으로 하는 스프레이 공법을 이용한 폴리머 모르터 단면수복 보수공법.
제 1 항에 있어서, 상기 보강용 앵커 설치단계는 손상된 콘크리트 구조물 내에 삽입되어 고정되는 고정파일과, 상기 고정파일 내에 착탈 가능하게 결합되며 충진된 폴리머 모르터와 결착되어 접착 강도를 높여줌과 아울러 손상된 콘크리트로부터 노출된 철근을 지지하여 고정하는 고리형 앵커몸체로 이루어진 철근 고정용 앵커가 이용됨을 특징으로 하는 스프레이 공법을 이용한 폴리머 모르터 단면수복 보수공법.
제 1 항에 있어서, 상기 재료선정단계는 구조물의 사용 용도별 특성에 따라 교량, 하수암거, 터널 및 지하차도, 건축구조물의 4종류로 구분되며,

상기 교량용 폴리머 모르터는 점조성이 큰 재질이고, 상기 하수암거용 폴리머 모르터는 황산염에 반응을 일으키지 않도록 하는 재질이며, 상기 터널 및 지하차도용 폴리머 모르터는 습기나 차량 매연가스에 저항성을 주는 재질이고, 상기 건축구조물용 폴리머 모르터는 기후에 대한 저항성 및 페이트와의 적합성을 강조한 재질인 것을 특징으로 하는 스프레이 공법을 이용한 폴리머 모르터 단면수복 보수공법.
제 4 항에 있어서, 상기 교량용 폴리머 모르터는 10∼15%의 폴리머, 30∼40%의 시멘트, 35∼45%의 규사, 12∼20%의 물 및 1∼3%의 혼화제가 배합된 조성물인 폴리머 모르터 TS 200인 것을 특징으로 하는 스프레이 공법을 이용한 폴리머 모르터 단면수복 보수공법.
제 4 항에 있어서, 상기 하수암거용 폴리머 모르터는 15∼20% 폴리머, 30∼40%의 시멘트, 35∼45%의 규사, 12∼20%의 물 및 1∼3%의 혼화제가 배합된 조성물인 폴리머 모르터 TS 250인 것을 특징으로 하는 스프레이 공법을 이용한 폴리머 모르터 단면수복 보수공법.
제 4 항에 있어서, 상기 터널 및 지하차도용 폴리머 모르터는 8∼15% 폴리머, 25∼30%의 시멘트, 40∼55%의 규사, 8∼18%의 물 및 1∼3%의 혼화제가 배합된 조성물인 폴리머 모르터 TS 300인 것을 특징으로 하는 스프레이 공법을 이용한 폴리머 모르터 단면수복 보수공법.
제 4 항에 있어서, 상기 건축 구조물용 폴리머 모르터는 12∼20% 폴리머, 35∼50%의 시멘트, 30∼35%의 규사, 10∼20%의 물 및 1∼3%의 혼화제가 배합된 조성물인 폴리머 모르터 GMㆍFM인 것을 특징으로 하는 스프레이 공법을 이용한 폴리머 모르터 단면수복 보수공법.
제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리머는 폴리비닐 아세테이트, 스티렌-부타디엔 공중합체, 아크릴 수지, 스티렌-아크릴 공중합체 등으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 분말상의 혼합된 폴리머이고, 상기 혼화제는 AE제, 감수제, AE 감수제, 유동화제, 고성능 감수제, 지연제, 경화촉진제, 철근 방청제, 발포제, 방수제 등으로 구성된 그룹에서 선택된 하나 이상의 혼화제인 것을 특징으로 하는 스프레이 공법을 이용한 폴리머 모르터 단면수복 보수공법.
제 1 항에 있어서, 상기 초벌 스프레이 단계는 2∼5mm 두께로 도포하고, 단면 충진 스프레이 단계는 60mm 이하의 두께로 도포하며, 상기 마감 스프레이 단계는 2∼5mm 두께로 도포함을 특징하는 스프레이 공법을 이용한 폴리머 모르터 단면수복 보수공법.
제 1 항에 있어서, 상기 초벌 스프레이 단계 이전에 기존 콘크리트의 열화부위를 측정하고, 철거 두께를 결정한 후 고압수 스프레이를 이용하여 철거한 다음 청소된 하지면을 세척하고 건조시키는 하지면 처리단계 및 고압수 표면세척 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스프레이 공법을 이용한 폴리머 모르터 단면수복 보수공법.
제 1 항에 있어서, 상기 보강용 앵커 설치단계 이후에 콘크리트 구조물로부터 노출된 철근의 부식을 방지하기 위해 상기 철근의 표면에 방청제를 바르는 방청제 시공단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스프레이 공법을 이용한 폴리머 모르터 단면수복 보수공법.
제 1 항에 있어서, 상기 마감 스프레이 단계 이후에 마감면 위로 표면보호제를 스프레이하는 표면보호제 도포 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스프레이 공법을 이용한 폴리머 모르터 단면수복 보수공법.