KR20020033329A - 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널 및 그를 이용한구조물의 보강방법 - Google Patents

프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널 및 그를 이용한구조물의 보강방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시멘트, 무기질계 다공질 경량골재, 물을 혼합하여 형성되는 경량내화콘크리트층(111), 상기 경량내화콘크리트층(111) 내부에 1층 또는 다수층으로 적층되어 포함되는 패널보강 무기질계섬유시트(112), 상기 패널보강 무기질계섬유시트(112) 1층이 적층될 때마다 상기 패널보강 무기질계섬유시트(112)의 함침수단으로써 상기 경량내화콘크리트층(111)에 침적되는 수용성시멘트계 또는 폴리머시멘트계 또는 폴리머계 수지층(113)을 포함하고, 자연양생과 강제양생을 순차적으로 하여 형성되는 프리캐스트경량내화콘크리트패널(110); 및, 상기 프리캐스트경량내화콘크리트패널(110) 표면에 접착되어 결합하는 구조물 보강수단; 을 포함하며 형성되는 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널(100)과 상기 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널(100)을 사용하여 구조물의 구조성능을 보강하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 단열성, 내화성이 우수하여 화재, 온도변화 등으로부터 각종 보강섬유 및 접착용 합성수지를 보호하며, 경량이면서도 안정적으로 보강성능을 유지시키고, 보강공사 후 구조물과 보강된 부위 간에 이질감을 주지 않는 수단을 제공하며, 아울러 화재 발생시 유독가스 등에 의한 인명 피해를 방지할 수 있는 수단을 제공하게 되었다.

Description

프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널 및 그를 이용한 구조물의 보강방법{Precast light-weight fire-resistant composite panel and method of using the same in reinforcing RC body}
본 발명은 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널과 상기 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널을 이용한 구조물의 구조성능 보강방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는 프리캐스트경량내화콘크리트패널에 구조물의 보강수단을 결합시킨 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널과 상기 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널을 구조적인 하자가 발생한 구조물과 결합시킴으로써 구조물의 구조성능을 보강하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 콘크리트 구조물은 내부에 철근을 포함하고 있다. 구조물의 구조 해석상, 콘크리트는 압축력에 대한 지지력은 강하나 인장력에 대해서는 취약한 부재로서, 콘크리트 내부에 철근을 포함함으로써 구조체에 가해지는 인장력을 지탱하게 된다. 또한 콘크리트는 알칼리성을 띠고 있기 때문에 철근이 산화되는 것을 방지하는 보호체로서의 작용도 수행한다. 따라서 상기 두 재료의 조합은 상호 보완하는 면이 많기 때문에, 현재 거의 모든 구조물들은 철근 또는 철골 콘크리트 구조로 이루어 진다고 하더라도 과언이 아닐 만큼 훌륭한 재료로서 각광을 받고 있는 것이다. 그러나 콘크리트는 대기 중에 포함되어 있는 이산화탄소 및 각종 산화기체 등과 산성비로 인하여 알칼리성이었던 성질이 점차 중성화됨으로써 노화되고, 각종 충격하중에 의한 지속적인 진동으로써 국부 균열, 박리, 박락현상으로 철근의 피복기능을 상실하게 된다. 또는 시공과정에서 철근의 피복두께가 제대로 지켜지지 않아 철근이 노출되는 경우도 발생되고 유지 보수를 소홀히 하는 등의 여러 원인에 의하여 구조물의 구조성능이 현저히 저하되는 경우가 발생하는 것이다.
상기와 같이, 구조성능이 저하된 콘크리트 구조물의 보강을 목적으로 하는 다양한 보강공법들이 제공되어 왔다. 강판의 접착공법, 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드 섬유 등의 보강섬유시트의 접착공법, 각종 보강섬유시트 적층 합성 수지계 패널 접착공법 등이 그것이다.
강판 부착공법은 보강부재로서의 강판의 초기 성능은 우수하나 우선 내화성이 부족하여 화재시 치명적인 구조적 결함을 초래할 수 있으며, 자체 하중이 커서 보강하고자 하는 구조물에 추가하중을 부가시키고 부식 등에 의한 성능저하가 우려되므로 지속적인 유리관리, 보수가 필요하고, 미관상 이질 재료의 결합으로 보는 사람으로 하여금 불안감을 갖도록 하는 등의 문제점이 상재한다.
보강섬유시트 접착공법은 인장력에 대한 저항이 우수한 보강섬유로 형성된 시트를 구조물 표면에 에폭시 수지를 이용하여 접착시키는 공법으로서 화재 또는 고온에 접하였을 경우 보강효과의 상실은 물론 유독 가스의 발생을 동반하고, 동계하계 등의 온도변화에 의한 수축, 팽창으로 보강효과의 저하, 그리고 습기, 산성비, 이산화탄소 등의 침투 방지를 위하여 지속적인 유지관리, 보수가 필요하다.
상기 각종 보강섬유시트 적층 합성수지계 패널부착공법은 기존 공법의 단점을 어느 정도 해소시킬 수는 있으나 기본적으로 단열성 및 내열성에서 여전히 취약하고 특히 화재가 발생했을 때 유독가스의 발생과 동시에 보강효과는 소멸된다.
본 발명의 목적은 콘크리트 구조물의 보강을 위하여 프리캐스트경량내화콘크리트패널에 구조물의 구조성능을 보강하는 보강수단을 결합시킨 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널을 적용함으로써 경량이면서도 상기 구조물의 구조보강 수단의 성능을 저하시키는 여러 유해환경에 대하여 효과적으로 대응하고 단열성, 내화성이 우수하여 안정적으로 구조물의 구조성능을 보강하는 수단을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 콘크리트 구조물의 보강을 위하여 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널을 적용함으로써 화재, 직사광선, 냉한기, 염해 등으로부터 구조물을 보호함은 물론 화재 발생시 유독가스 등에 의한 인명피해를 방지할 수 있는 수단을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널을 공장 제작함으로써 일관된 제품의 품질확보는 물론 주입, 충전 공법을 사용함으로써 보강내부표면의 기포발생 및 접착불량을 최소화하여 보강효과를 극대화할 수 있는 수단을 제공하기 위한 것이다.
제1도는 본 발명의 프리캐스트경량내화콘크리트패널의 제조공정과 구성을 도시한 개략도이다.
제2도는 본 발명의 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널의 제조공정을 도시한 개략도이다.
제3도는 본 발명의 일 구체예로서, 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널을 이용하여 보(beam)의 하부를 보강하는 것을 도시한 개략도이다.
제4도는 본 발명의 일 구체예로서, 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널을 이용하여 교각을 보강하는 것을 도시한 개략도이다.
제5도는 본 발명의 일 구체예로서, 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널을 이용하여 보(beam)의 하부와 측부를 보강하는 것을 도시한 개략도이다.
제6도는 본 발명의 일 구체예로서, 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널을 이용한 구조물의 보강공정을 도시한 개략도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 프리캐스트경량내화콘크리트패널
110 : 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널
111, 111' : 경량내화콘크리트층112 : 무기질계섬유시트층
113 : 수용성시멘트계 또는 폴리머시멘트계 또는 폴리머계 수지층
114 : 핀 홀115 : 레이턴스(laitance)
120 : 보강섬유시트121 : 보강섬유시트 돌출부
122 : 침투성 프라이머123 : 열경화성 수지
130 : 침투성 충진재층210 : 교각
220 : 보(beam)230 : 슬라브
240 : 마감층250 : 구조물에 발생한 균열
260 : 노출된 철근270 : 앙카 홀
310 : 프리캐스트경량내화콘크리트패널을 성형하기 위한 몰드(mould)
311 : 볼트312 : 내부로 암나사부가 형성된 앙카
313 : 스페이서314 : 주입구
315 : 공기 배출구316 : 테이프
317 : 저압 수동 주입기318 : 고압 자동 주입기
본 발명은 콘크리트 구조물의 보강공사에 이용되는 것으로서, 프리캐스트경량내화콘크리트패널(110)과 구조물의 구조성능 보강수단(120)을 결합시킴으로써 형성되는 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널(100)과 상기 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널(100)을 이용한 구조물의 구조성능 보강방법에 관한 것이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
제1도는 본 발명의 프리캐스트경량내화콘크리트패널(110)의 제조공정과 구성을 도시한 개략도로서, 상기 프리캐스트경량내화콘크리트패널(110)은 경량내화콘크리트층(111), 무기질계섬유시트층 및 수용성시멘트계 또는 폴리머계 수지층을 침적하여 형성된다.
상기 경량내화콘크리트층(111)은 시멘트, 무기질계 다공질경량골재, 물을 전동 핸드믹서 또는 몰탈믹서기를 이용하여 혼합시킨 후 타설한다.
상기 무기질계 다공질경량골재는 시멘트와 혼합되어 골재로서의 작용을 하면서 무게가 경량인 것이어야 한다. 상기 무기질계 다공질경량골재의 구체예로서 다음과 같은 것이 사용될 수 있다. 규산질계(규산염계) 재료로서 발포세라믹스 또는 마이크로 발론계열의 재료, 규산(실리카) 규조토 계열의 재료, 규산염(실리케이트) 또는 규산질 계열의 재료, 인조무기섬유계열의 재료, 탄화규소계열의 재료 등이 사용될 수 있다. 특히 상기 발포 세라믹스 또는 마이크로 발론 계열의 재료로서 퍼라이트(perlite), 필라이트(fillite), 셀라이트(cellite), 피치스톤(pitchstone, 송지암, 역청암, 흑요석, 혈암), 질석, 벤토나이트(bentonite), 고령토(장석), 알루미나계 발포세라믹스 등이 적용될 수 있다. 그리고 석탄재강에서 얻어질 수 있는 다공질골재로서의 신더(cinder), 슬러리 애쉬(slurry ash), 코크스(coke) 등과 미네랄 울(mineral wool)계열의 재료 와 각종 슬래그(slag) 및 건축공사의 단열 및 조적재료인 에이엘씨(ALC) 골재 및 에이엘씨(ALC)의 파쇄골재가 상기 다공질경량골재로서 적용될 수 있다. 상기 구체예들은 성긴 내부조직을 갖고 있어 조직 내부에 기공을 형성하는 공통점이 있다. 상기 무기질계 다공질경량골재의 비율이 높아질수록 내열성이 높아지는 작용이 있는 반면, 패널의 강도가 떨어지게 된다. 따라서 패널에 적용될 조건에 따라 상기 시멘트와 무기질계 다공질경량골재의 혼합비율은 변경될 수 있다. 무기질계 다공질경량골재가 상기 퍼라이트(perlite)인 경우 시멘트와의 혼합비율은 시멘트중량대비 상기 무기질계 다공질경량골재의 중량비율, 5%∼80% 의 범위에서 패널이 형성되나, 패널에 요구되는 강도와 내열성을 고려하여 상기 혼합비율의 범위에서 조절할 수 있다. 20% 내외의 혼합비율에서 일반적으로 사용하기 적당한 내열성과 강도를 갖는다.
상기 무기질계섬유시트층(112)는 상기 경량내화콘크리트층(111)의 사이에 포함됨으로써 상기 프리캐스트경량내화콘크리트패널(110)을 패널에 작용하는 인장력을 보강하는 작용과 단열작용을 하고 1층 또는 다수층으로 적층되어 포함될 수 있다. 그런데 상기 무기질계섬유시트층(112)은 무기질계섬유시트 자체만으로 상기 패널(110)에 포함되면 상기 무기질계섬유시트층(112)을 경계로 하여 패널(110)의 상층과 하층이 박락되어 분리되는 현상이 나타난다. 따라서 섬유시트 내부에까지 침투할 수 있는 마이크로시멘트분말을 상기 무기질계섬유시트에 함침시킨다. 상기 마이크로시멘트는 상기 무기질계섬유시트를 보강하는 작용을 한다. 그러나 마이크로 시멘트는 상기 패널의 단열성을 저하시키기 때문에 패널의 단열성을 보강하기 위해 무기질계 다공질 경량골재의 미세분말을 추가로 함침시킨다. 그리고 상기 마이크로시멘트와 무기질계 다공질 경량골재의 미세분말에 함침된 무기질계섬유시트가 콘크리트패널(110)에 포함될 때는 수용성시멘트계 또는 폴리머시멘트계 또는 폴리머계 수지를 저반으로 하여 함침된다.
상기 과정으로 형성된 패널(110)을 자연양생과 강제 양생(증기 양생)을 순차적으로 하여 프리캐스트경량내화콘크리트패널(110)을 완성한다. 상기 프리캐스트경량내화콘크리트패널(110)의 두께, 내열성, 단열성 등의 조건에 따라서 양생시간, 강제양생의 시간에 따른 온도분포를 변경하여 제조한다.
그리고 상기 프리캐스트경량내화콘크리트패널(110)의 몰드(310)에 문양을 형성하여 패널(110) 표면에 문양을 형성하거나 색상을 입힘으로써 미감을 살릴 수도 있다.
제2도는 본 발명의 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널(100)의 제조공정을 도시한 개략도로서, 본 발명의 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널 (100)은 상기 프리캐스트경량내화콘크리트패널(110)에 구조물의 구조성능 보강수단을 결합시킴으로써 형성된다. 제2도에서는 상기 프리캐스트경량내화콘크리트패널에 구조물의 구조성능 보강수단으로서 보강섬유시트가 결합하는 것을 도시한 것이다. 부연하여 설명하면, 상기 프리캐스트경량내화콘크리트패널(110) 표면에 도포되는 침투성 프라이머(122), 상기 침투성 프라이머(122) 표면에 도포되는 열경화성 수지 및 상기 열경화성 수지(123)를 저반으로 하여 함침되고 상기 프리캐스트경량내화콘크리트패널(110)과 동일한 크기로 재단되어 접합되거나 또는 더 크게 재단됨으로써 돌출되어 접합되는 보강섬유시트(120)를 포함하며 형성된다. 상기 열경화성 수지(123)는 에폭시 수지 또는 변성에폭시 수지 등이 적용될 수 있다. 그리고 상기 보강섬유시트(120)의 재료로는 프리프레그 방식으로 직조된 일방향 탄소섬유, 크로스 형태로 직조된 탄소섬유, 아라미드섬유, 유리섬유 등이 있다. 상기 보강섬유시트(120)는 1층 또는 2층 이상으로 적층되어 상기 프리캐스트경량내화콘크리트패널 (110)에 결합되는데 적층될 때마다 상기 열경화성 수지(123)를 추가로 도포하여 함침시킨다. 그리고 상기 보강섬유시트(120)는 직조방식에 따라 섬유직조방향이 구별되는데 적층되어 접합될 때 상기 섬유직조방향이 일치되어야 인장력의 발현효과가 극대화되므로 직조방향을 일치시켜 적층시켜야 한다. 그리고 상기 구조물의 구조성능 보강수단으로서, 상기 프라이머, 열경화성 수지, 보강섬유시트를 대신하여 열경화성 수지몰탈을 도포할 수도 있다.
제3도 내지 제5도는 본 발명의 구체예로, 각각 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널(100)을 이용하여 보(beam)의 하부, 교각, 보(beam)의 하부와 측부를 보강하는 것을 도시한 개략도로서, 상기 구조물의 구조성능 보강수단으로서 보강섬유시트가 적용되는 경우이다. 도면에 도시된 바와 같이, 상기 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널(100)은 보강하고자 하는 구조물의 형상 및 면적에 따라 패널(100) 유닛 간의 배열상태가 변경되는데 인접한 패널(100) 유닛과 상기 보강섬유시트(120)가 겹쳐져서 연속적으로 시공될 수 있도록 상기 프리캐스트경량내화콘크리트패널(110)보다 보강섬유시트(120)가 더 크게 재단되어 접합됨으로써 상기 패널(110)보다 보강섬유시트(120)가 소정의 길이만큼 돌출되게 결합된다. 상기 돌출되는 길이는 보강섬유시트(120)의 단위면적당 무게에 비례하여 돌출되는 길이를 조절하는데 하나의 예로서, 상기 보강섬유시트(120)의 무게가 1m2 당 200g, 300g, 400g 일 때 각각 20cm, 30cm, 40cm 의 길이만큼 돌출되도록 형성한다. 그리고 상기 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널(100) 유닛간의 연결방법은 보강섬유시트(120)가 돌출된 패널(100)의 변과 보강섬유시트(120)가 돌출되지 않은 변이 인접하도록 하여 연결한다. 따라서 상기 프리캐스트경량내화콘크리트패널(110)이 사각형의 형상으로 재단되었을 때, 상기 프리캐스트경량내화콘크리트패널(110)의 네 변중 어느 한 변으로만 상기 보강섬유시트(120)가 돌출되거나, 마주 보는 양변으로 돌출되거나, 한 변을 제외한 나머지 세 변에서 돌출되는 것이 있을 수 있고 또는 네 변에서 모두 돌출될 수 있다. 그리고 상기 보강섬유시트(120)가 1겹으로써 상기 형상을 형성 수도 있고 2겹 이상으로 상기 프리캐스트경량내화콘크리트패널(110) 부분에서 겹쳐지게 하여 형성할 수도 있다.
상기 구조물의 구조성능 보강수단으로서 상기 프리캐스트경량내화콘크리트패널(110)에 열경화성 수지몰탈을 도포할 경우 패널(100)간의 이음부를 이음부보강수단으로써 보강하여 일체화시킨다. 상기 이음부보강수단은 각종 고정철물이나 고강도 무기질몰탈 등으로 할 수 있다.
제6도는 본 발명의 구체예로, 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널 (100)을 이용한 구조물의 보강공정을 도시한 개략도로서, 상기 구조물의 구조성능 보강수단으로서 보강섬유시트(120)가 적용된 경우이다. 본 발명의 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널(100)을 이용한 구조물의 보강방법을 설명한다.
현장에서는 공사를 수행할 수 있도록 가설재를 설치하고 보강할 구조물의 형상과 칫수를 실측하여 패널의 형상과 규격을 정하고, 공장에서는 상기 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널(100)을 정해진 규격으로 제작한다.
상기 프리캐스트경량내화콘크리트 복합패널(100)을 설치하기 전에 보강할 구조물의 바탕면처리가 선행되어야 하는데, 보강될 구조물의 마감층(240)과 중성화, 박리, 노화, 열화된 부위를 제거하고, 철근(260)이 노출된 경우에는 노출된 철근(260)을 방청처리하고, 구조물에 균열(250)이 있는 경우 에폭시 주입공법 또는 에폭시 충전공법으로 보수하고, 구조물 표면에 요철면이 있을 경우 돌출부는 깨끗이 제거하고, 오목부는 평활하게 가공하여 바탕면 처리한다. 특히 오목부는 오목부 내부에 기공 발생으로 인하여 주입재의 주입, 충진이 용이하지 않으므로 프라이머를 도포하고 에폭시 몰탈 등으로 평활하게 한다.
구조물의 표면의 바탕면 처리가 완료되면 앙카(312)가 고정될 홀(270)을 천공하여 형성하고, 내부로 암나사부가 형성된 상기 앙카(312)를 상기 홀(270)에 삽입하여 고정한다. 상기 앙카(312)는 상기 프리캐스트경량내화콘크리트 복합패널(100)을 고정할 고정철물이 끼워지는 철물이므로 그 위치를 정확히 설정하여 시공되어야 한다. 그리고 상기 앙카(312)가 고정된 부위에 스페이서(313)를 고정하는데, 상기 스페이서(313)는 상기 프리캐스트경량내화콘크리트 복합패널(100)과 구조물 간에 일정한 틈새를 확보하기 위한 것이다.
상기 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널(100)을 연속적으로 설치하는데 상기 보강섬유시트(120)가 돌출된 변과 보강섬유시트(120)가 돌출되지 않은 변이 인접하게 하여 설치함으로써 돌출된 보강섬유시트(121)가 겹쳐지도록 하고 상기 앙카(312)가 고정된 홀에 맞추어 볼트(311)로써 고정한다. 그리고 상기의 앙카(312)와 볼트(311)는 고정철물의 일 구체예로서 이와 동등의 성능을 가진 다른 고정철물로써 대체 가능함은 당연하다.
상기 스페이서(313)에 의하여 구조물과 상기 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널(100) 사이에 형성된 틈새의 외곽부, 연속되어 설치된 상기 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널(100) 간의 조인트부 및 패널(100) 표면의 볼트(311) 홈을 불연성 무기질계 실링재로써 밀봉하고 테이프(316)로써 패널(100)의 오염을 방지한다.
상기 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널(100)과 구조물 사이에 형성된 틈새에 충전될 침투성 주입 충전재(130)의 주입을 위한 주입구(314)를 복합보강패널(100)간의 조인트부에 설치하는데, 상기 주입구(314)는 패널면 쪽과 측면 쪽 모두 설치한다. 충전재(130)가 미처 충전되지 못한 부분을 측면에서 주입시킴으로써 충전할 수 있기 때문이다. 상기 충전재(130)의 주입시 상기 틈새에 있던 공기의 배출을 위하여 공기 배출구(315)를 설치하는데 상기 배출구(315)의 끝부분이 충전재(130)가 충전되는 레벨보다 높게 하여 설치한다.
상기 침투성 주입 충전재(130)를 1차 강제 고압 주입기(318)에 의하여 주입한 후 미충전 부위를 위하여 2차 수동 저압 주입기(317)에 의하여 주입한다. 그리고, 상기 공기배출구(315), 충전재 주입구(314) 및, 테이프를 제거하고 마무리한다.
본 발명의 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널(100)의 구성요소로서의 프리캐스트경량내화콘크리트패널(110)은 상기와 같이 구조물의 구조성능 보강 용도외에 구조물 보강수단이 결합되지 않은 채로 기존의 공법(탄소섬유시트보강공법, 아라미드섬유시트보강공법, 유리섬유시트보강공법, 각종 보강섬유적층합성수지계패널보강공법, 에폭시몰탈 보강공법 등)으로 구조보강된 구조물에 설치됨으로써 단열, 내화성을 확보하여 구조물을 보호하는 역할을 수행할 수 있다.
본 발명은 콘크리트 구조물의 보강 및 성능개선을 위하여 경량내화 콘크리트패널에 보강섬유를 부착시킨 경량내화 콘크리트 복합보강패널 및 그의 설치방법을 적용함으로써, 경량이면서도 보강성능을 저하시키는 여러 유해환경에 대하여 효과적으로 대응하고 내열성, 단열성이 우수하여 안정적으로 보강섬유수단의 성능을 유지시키고, 보강하고자 하는 구조물과 동일한 재질인 콘크리트 패널을 적용함으로써 보강공사 후 구조물과 보강된 부위 간에 이질감을 주지 않는 수단을 제공하며, 아울러 무기질 재료인 경량내화 콘크리트 복합보강패널을 적용함으로써 화재 발생시 유독가스 등에 의한 인명 피해를 방지할 수 있는 수단을 제공하게 되었다.

Claims (8)

  1. 콘크리트 구조물의 보강공사에 이용되는 것으로서,
    시멘트, 무기질계 다공질 경량골재, 물을 혼합하여 형성되는 경량내화콘크리트층(111), 상기 경량내화콘크리트층(111) 내부에 1층 또는 다수층으로 적층되어 포함되며, 마이크로 시멘트 및 상기 무기질계 다공질 경량골재 미세분말을 함침시킨 무기질계섬유시트, 상기 무기질섬유시트 1층이 포함될 때마다 상기 패널보강 무기질섬유시트의 함침수단으로서 상기 경량내화콘크리트층에 포함되는 수용성시멘트계 또는 폴리머시멘트계 또는 폴리머계 수지층을 포함하고, 자연양생과 강제양생을 순차적으로 하여 형성되는 프리캐스트경량내화콘크리트패널(110); 및,
    상기 프리캐스트경량내화콘크리트패널(110) 표면에 접착되어 결합하는 구조물 보강수단;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널(100).
  2. 제1항에서, 상기 무기질계 다공질 경량골재는 퍼라이트(perlite), 필라이트(fillite), 셀라이트(cellite), 에이엘씨(ALC) 골재 및, 에이엘씨(ALC) 파쇄골재 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널(100).
  3. 제1항 또는 제2항에서, 상기 구조물 보강수단은
    상기 프리캐스트경량내화콘크리트패널(110)위에 도포되는 침투성 프라이머(122);
    상기 침투성 프라이머(122) 표면에 도포되는 열경화성수지(123); 및,
    상기 열경화성수지(123)를 저반으로 하여 함침되고 상기 프리캐스트경량내화콘크리트패널(110)과 동일한 크기로 재단되어 접합되거나 또는 더 크게 재단됨으로써 돌출되어 접합되는 무기질계 보강섬유시트(120);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널(100).
  4. 재3항에서, 상기 무기질계 섬유보강시트(120)는 일방향으로 직조된 아라미드 섬유시트, 프리프레그 방식으로 직조된 일방향 탄소섬유시트, 크로스 형태로 직조된 탄소섬유 및, 유리섬유시트 중 한 종류 또는 다수 종류의 섬유시트를 선택하여 1겹 또는 2겹 이상, 적층수 및 적층순서에 관계없이 상기 보강섬유시트(120)의 직조방식에서 섬유의 방향성(方向性)이 있을 경우 어느 한 방향에 맞추어 적층하여 접합시키고, 상기 보강섬유시트(120)를 적층할 때마다 상기 열경화성수지(123)에 함침되어 결합되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널(100).
  5. 제4항에서, 상기 프리캐스트경량내화콘크리트패널(110)이 평면사각형, 또는 굽어진 사각형의 형상으로 재단되었을 때, 상기 보강섬유시트(120)는 상기 프리캐스트경량내화콘크리트패널(110)와 동일한 크기로 재단되어 결합되거나, 상기 프리캐스트경량내화콘크리트패널(110)보다 더 크게 재단되어 네 변중 어느 한 변으로만 돌출되거나, 마주 보는 양변으로 돌출되거나, 한 변을 제외한 나머지 세 변에서 돌출되거나 네 변 전체에서 돌출되어 결합되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널(100).
  6. 제1항 또는 제2항에서, 상기 구조물 보강수단은 상기 프리캐스트경량내화콘크리트패널(110) 위에 도포되는 열경화성 수지몰탈인 것을 특징으로 하는 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널(100).
  7. 제1항 또는 제2항에서, 상기 구조물 보강수단은 상기 프리캐스트경량내화콘크리트패널(110) 위에 탄소섬유시트, 아라미드섬유시트, 유리섬유시트가 함침된 합성수지계패널을 열경화성 수지로 결합시키는 것인 것을 특징으로 하는 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널(100).
  8. 보강할 구조물의 치수를 실측하여 제5항의 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널(100)을 제작하고;
    상기 보강할 구조물의 마감층(240)과 중성화, 박리, 노화, 열화된 부위를 제거하고, 철근이 노출된 경우에는 노출된 철근(260)을 방청처리하고, 구조물에 균열(250)이 있는 경우 균열을 보수하고 요철면이 있을 경우 평활하게 가공하여 바탕면 처리하고;
    상기 바탕면 처리된 구조물의 표면에 상기 프리캐스트경량내화콘크리트 복합패널(100)을 고정시킬 고정철물을 설치하고 상기 프리캐스트경량내화콘크리트 복합패널(100)과 구조물 간의 간격을 유지하기 위한 스페이서(313)를 고정하고;
    상기 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널(100)을 연속적으로 설치하는데 상기 보강섬유시트(120)가 돌출된 변과 보강섬유시트(120)가 돌출되지 않은 변이 인접하게 하여 설치함으로써 돌출된 보강섬유시트(121)가 겹쳐지도록 하여 상기 고정철물에 고정하고;
    상기 스페이서(313)에 의하여 구조물과 상기 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널(100) 사이에 형성된 틈새의 외곽부, 연속되어 설치된 상기 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널(100) 간의 조인트부 및 상기 고정철물로 인한 패널 표면의 홈을 무기질 실링재로써 밀봉하고;
    상기 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널(100)과 구조물 사이에 형성된 틈새에 충전될 침투성 주입 충전재(130)의 주입을 위한 주입구(314)를 복합보강패널(100)간의 조인트부에 설치하고, 상기 충전재(130)의 주입시 상기 틈새 내부의 공기의 배출을 위한 공기 배출구(315)의 단부를 충전재(130)가 충전되는 레벨보다 높게 하여 설치하고;
    상기 침투성 주입 충전재(130)를 1차 강제 고압 주입기(318)에 의하여 주입한 후 미충전 부위를 위하여 2차 수동 저압 주입기(317)에 의하여 주입하고; 그리고,
    상기 공기배출구(315) 및 충전재 주입구(314)를 제거하고 마무리하는 단계;
    를 포함하며 이루어지는 프리캐스트경량내화콘크리트 복합보강패널(100)을 이용한 구조물의 보강방법.
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