KR20020088490A

KR20020088490A - 콘크리트 구조물 보강용 복합패널 및 이를 이용한콘크리트 구조물 보강공법

Info

Publication number: KR20020088490A
Application number: KR1020010026987A
Authority: KR
Inventors: 박상태; 안상호; 조백순
Original assignee: (주)엠프로; (주)태창 에스엠에스
Priority date: 2001-05-17
Filing date: 2001-05-17
Publication date: 2002-11-29
Also published as: KR100433379B1

Abstract

본 발명은 강판과 보강섬유의 합성으로 휨, 전단 및 인장 보강을 동시에 가능케 하는 콘크리트 구조물 보강용 패널 이를 이용한 콘크리트 구조물 보강공법에 관한 것이다.

본 발명은 일정크기의 강판(10, steel plate); 상기 강판(10) 상부면에 형성되는 함침접착층(20′); 상기 강판(10) 상부면에 설치되어 함침접착층(20′)에 의해 함침, 접착되는 보강섬유(30); 및, 상기 강판(10) 상부면에 분사되어 함침접착층(20′)에 의해 함침, 접착되는 분말(40);을 포함하여 구성된다. 효과적으로 강판의 인장강도를 보강하기 위하여 보강섬유가 여러층으로 적층되거나 강판 양면에 접착될 수 있다. 또한, 내화성 및 미관을 향상시키기 위해 강판과 프리캐스트 콘크리트 패널을 합성시키거나, 강판과 보강섬유가 합성 완료된 합성패널과 프리캐스트 콘크리트 패널을 합성시킬 수 있다.

따라서, 강판과 보강섬유 또는 강판과 프리캐스트 콘크리트와 같이 이질재료를 합성하여 일체화함으로 각 재료의 장점은 극대화되고 단점은 서로 보완하게 된다. 또한, 1㎜이하의 박막(薄膜)강판을 적용가능하여 경량화를 꾀하면서 적정보강이 가능하게 된다.

Description

콘크리트 구조물 보강용 복합패널 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보강공법{Panel for reinforcing conc'c body and reinforcing method using the same}

본 발명은 콘크리트 구조물 보강용 패널 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보강방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 강판과 보강섬유의 합성으로 휨, 전단 및 인장 보강을 동시에 가능케 하는 콘크리트 구조물 보강용 패널 및 이를 이용한콘크리트 구조물 보강공법에 관한 것이다.

구조물은 시간 경과로 인한 노화, 재해, 설계 및 시공상의 하자, 사용변경 등 다양한 이유로 내구성, 내하력 및 구조물의 수명에 영향을 받게 되며, 구조적으로 손상된 경우에는 전면 또는 부분적인 보강조치가 요구된다. 따라서 이러한 구조물의 보수와 보강은 구조물의 수명을 증가시키고 안전성의 확보를 위한 필수적인 과정이 된다.

특히 철근 콘크리트 구조물의 경우에는 콘크리트의 중성화 또는 재료분리에 의한 박리현상, 못 또는 앵커에 의한 핀홀 및 공극, 콘크리트의 균열 등에 의하여 구조적으로 치명적인 문제가 종종 발생한다. 이러한 구조적인 문제의 진행을 억제하고 구조물을 보강하고자 여러 가지 보수, 보강공법이 개발되고 있으며,중요 보강공법으로는 강판접착보강공법, 탄소섬유시트보강공법, 유리섬유시트보강공법,아라미드섬유시트보강공법 등이 적용되고 있다.

강판접착공법은 보강 대상 구조물을 표면처리 한 후 앵커 및 용접작업을 이용강판을 설치한 다음 밀봉하고 에폭시 수지를 주입하여 접착시키는 공법으로 재료 자체의 구입이 용이하고 재료의 확실한 성질발현을 기대할 수 있지만, 중량(重量, 소요강도를 확보하기 위해 일반적으로 4.5㎜이상 두께의 강판을 적용함)인 관계로 운반 및 취급상의 어려움과 시공 시 안전관리의 문제점이 있으며, 용접 등 화기의 사용으로 인하여 화재의 위험성이 있다. 또한 보강 후 과다한 사하중의 증가로 인한 보강구조물의 하중부담, 강판 부식의 우려 및 내화성·내열성 등 취약한 열적 성능과 같은 문제점을 갖고 있다.

탄소섬유시트보강공법, 유리섬유시트보강공법 및 아라미드섬유시트보강공법은 보강 대상 구조물을 표면처리 한 후 프라이머를 도포하고 에폭시 퍼티제를 이용 표면을 평면작업 한 후 에폭시 수지(접착 함침용)를 사용하여 섬유시트(탄소섬유시트, 유리섬유시트, 아라미드섬유시트)를 구조물에 접착시켜 시공하는 공법이다. 이러한 섬유시트를 이용한 보강공법은 높은 인장강도와 탄성계수, 경량, 운반 및 취급의 용이성 등의 장점을 갖고 있으나, 그 보강 효과 및 성능실현이 현장 기능인력에 의한 의존도가 너무 높다는 단점을 갖고 있다. 또한, 적정의 보강 강도를 확보하기 위해 수 차례에 걸친 번거로운 적층 작업이 필요하다는 점과 내화성 및 내열성에 취약하다는 점, 그리고 휨 균열이 생긴 부위의 휨 보강에는 전술하는 강판접착공법에 비해 비효과적이라는 단점을 갖는다.

따라서 본 발명자는 전술하는 종래의 콘크리트 구조물의 보강공법을 개선하는 콘크리트 구조물 보강용 복합패널 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보강공법을 개발하게 되었다.

본 발명의 목적은 강판과 보강섬유의 합성으로 휨, 전단 및 인장 보강을 동시에 가능케 하는 콘크리트 구조물 보강용 패널 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보강공법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 강판과 보강섬유 또는 강판과 프리캐스트 콘크리트와 같이 이질재료를 합성하여 일체화함으로 각 재료의 장점은 극대화되고 단점은 서로보완하는 콘크리트 구조물 보강용 패널 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보강공법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 보강재료로 1㎜이하의 박막(薄膜)강판을 적용가능케 함으로 경량화를 꾀할 수 있으며, 동시에 운반 및 취급이 용이하여 보강 공사시 작업성을 향상시킬 수 있는 콘크리트 구조물 보수용 복합패널 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보강공법을 제공하는 것이다.

제1도 및 제2도는 본 발명의 콘크리트 구조물 보강용 복합패널의 구체예의 단면도 및 그 제조방법을 도시한 순서도이다.

제3도 및 제4도는 본 발명의 콘크리트 구조물 보강용 복합패널의 다른 구체예의 단면도 및 그 제조방법을 도시한 순서도이다.

제5도 및 제6도는 본 발명의 콘크리트 구조물 보강용 복합패널의 또 다른 구체예의 단면도 및 그 제조방법을 도시한 순서도이다.

제7도 및 제8도는 본 발명의 콘크리트 구조물 보강용 복합패널의 또 다른 구체예의 단면도 및 그 제조방법을 도시한 순서도이다.

제9도는 콘크리트 구조물 보강공법 중 바탕면을 정리하는 방법을 도시한 순서도이다.

제10도는 본 발명의 콘크리트 구조물 보강용 복합패널을 이용하여 콘크리트 구조물을 보강하는 방법으로 접착식 보강방법을 도시한 순서도이다.

제11도는 본 발명의 콘크리트 구조물 보강용 복합패널을 이용하여 콘크리트구조물을 보강하는 방법으로 앵커고정주입접착식 보강방법을 도시한 순서도이다.

<도면의 주요 부호의 설명>

10: 강판11, 51, 501: 앵커홀

15: 연결부20: 접착층

20′: 함침접착층30: 보강섬유

40: 분말50:프리캐스트 콘크리트 패널

55:받침패널

100, 200, 300, 400: 콘크리트 구조물 보강용 복합패널

500: 콘크리트 바탕면610: 나사고정구

620: 스페이서630: 볼트

640: 밀봉재710: 코킹용 테이프

720: 공기배출구730: 주입구

740: 실링재

첨부한 도면에 따라 본 발명의 바람직한 구체예를 설명한다.

제1도 및 제2도는 본 발명의 콘크리트 구조물 보강용 복합패널의 구체예의 사시도 및 그 제조방법을 도시한 순서도로, 그 구성은 일정크기의 강판(10, steel plate); 상기 강판(10) 상부면에 형성되는 함침접착층(20′); 상기 강판(10) 상부면에 설치되어 함침접착층(20′)에 의해 함침, 접착되는 보강섬유(30); 및, 상기 강판(10) 상부면에 분사되어 함침접착층(20′) 표면에 함침, 접착되는 분말(40);을 포함하여 형성된된다. 또한, 그 제조방법은 일정크기로 재단된 강판(10) 일표면에 함침접착층(20′)을 형성시키는 제1단계; 상기 함침접착층(20′)이 형성된 강판(10) 일표면에 보강섬유(30)를 함침, 접착시키는 제2단계; 상기 강판(10) 일표면에 분말(40)을 분사하여 함침, 접합시키는 제3단계; 및, 상기 제2단계에서 형성된 함침접착층(20′)을 경화시키는 제4단계;를 포함하여 이루어진다.

강판(10)은 휨강도가 우수한 것으로 통상 강판보강공법에 사용되는 강판이면무방하며, 보강 대상 구조물의 요구 강도에 따라 그 두께를 조절하여 적용할 수 있다. 즉, 강판(10)에는 인장강도 및 탄성계수가 우수한 보강섬유(30)가 보강되므로, 1㎜이하의 박막(薄膜)강판을 적용할 수 있다. 박막강판의 적용은 본 발명의 복합패널의 경량화를 꾀하여 보강 후 콘크리트 구조물의 단면 및 전체 사하중이 증가하지 않게 하며, 이는 곧 보, 기둥, 하부구조의 요구내력에 영향을 끼치지 않게 한다. 또한, 박막강판의 적용은 본 발명의 복합패널을 롤형으로 제작하도록 가능케 함으로써 운반 및 취급을 용이하게 하는바, 현장에서의 작업효율성을 향상시킬 수 있다(현장에서는 롤형의 복합패널을 적정길이에 맞게 절단하여 사용한다). 또한, 강판(10)에는 복합패널의 시공방법(접착식 또는 앵커고정주입접착식)을 고려하여 앵커고정주입접착식의 보강공법을 적용하는 경우에는 미리 앵커홀(11)을 다수개 형성시킬 수 있다. 복합패널 제조공정에서는 강판(10) 표면에 유분 및 기타 이물질이 함유되지 않도록 샌딩작업과 같은 강판 표면 처리작업이 선행되도록 한다.

함침접착층(20′)은 상기 강판의 상부면에 함침접착제를 도포하여 형성되는 것으로, 함침접착제로는 강판과의 뛰어난 접착력과 보강섬유의 함침이 용이하고 적정이상의 강도를 보유하고 있는 함침접착용 에폭시 수지와 같은 함침 접착 전용수지가 적당하다. 상기 함침접착층(20')은 상기 강판(10) 표면을 코팅하는 역할을 하게 됨으로 강판(10)의 부식을 방지하여 내식성을 향상시킨다.

보강섬유(30)는 상기 강판(10) 상부면에 설치되어 함침접착층(20′)에 의해 함침, 접착되는 것으로, 강판(10)을 보강한다. 상기 보강섬유로는 인장강도, 탄성계수 내구성이 우수한 탄소섬유(carbon fiber), 유리섬유(glass fiber) 또는 아라미드 섬유(aramide fiber)중 어느 하나를 선택하거나 둘 이상을 선택하여 합성한 것을 적용한다. 또한, 보강섬유(30)는 보강 대상 구조물의 요구 강도에 따라 여러층으로 적층할 수 있음은 당연하다. 보강섬유(30)가 여러층으로 적층되는 경우에는 함침접착층(20′)을 형성시키고 보강섬유(30)를 함침, 접착시키는 과정을 반복하되, 기포가 제거되어 완전 함침이 되도록 주의한다. 결국, 강판(10)은 휨 또는 전단에 대하여 보강하고 보강섬유(30)는 강판의 인장을 보강하여 고인장력에 대응할 수 있게 함으로써 보강 대상 구조물은 보강작업 후 휨, 전단 및 인장에 대한 완전한 보강이 이루어지게 되는바 본 발명의 복합패널은 충분한 안전성을 확보하게 한다.

분말(40)은 함침접착층(20′)이 경화하기 전에 함침접착층(20′) 표면에 분사되어 함침, 접착되는 것으로, 본 발명의 복합패널의 표면을 거칠게 함으로서 접착용 수지와의 접착력을 증대함으로서 보강대상 구조물과의 일체화를 도모한다. 분말로는 규사 또는 고로제강슬래그 등을 적용할 수 있다.

제3도 및 제4도는 본 발명의 콘크리트 구조물 보강용 복합패널의 다른 구체예의 사시도 및 그 제조방법을 도시한 순서도로, 전술하고 있는 제1도의 복합패널(100)과 전체적으로 동일하나 강판(10)의 타표면에 함침접착층(20′), 보강섬유(30) 및 분말(40)이 더 설치 분사되어, 적층된다는 점에서 차이가 있다. 즉, 복합패널(200)은 전술하고 있는 제1도의 복합패널(100) 제조공정이 끝나면, 강판(10) 타표면에 함침접착층(20′)을 형성시키는 제5단계; 상기 함침접착층(20′)이 형성된 강판(10) 타표면에 보강섬유(30)와 분말(40)이 함침, 접착시키는 제6단계; 및, 상기 제5단계에서 형성된 함침접착층(20′)을 경화시키는 제7단계;를 더 포함하여 제조된다는 특징을 갖는다. 이때, 제6단계에서의 분말(40)은 강판(10) 하부면의 일부에만 형성시킬 수 있는데, 이는 일정크기의 복합패널(200)을 연속 설치하는 경우 서로 겹치되록 연결함으로써 상기 강판 하부면의 분말(40)에 의해 연속, 설치되는 복합패널간(200)의 연결부위의 부착성능을 향상시킴으로 밀실하게 처리하기 위함이다. 상기와 같이 제조되는 복합패널(200)의 경우에는 강판(10) 양면에 함침접착층(20′)에 의한 보강섬유(30)가 보강되는 바 양면 코팅으로 부식이 전혀 발생하지 않으며, 강도발현에 더욱 효과적이다. 도시하고 있지는 않지만, 제1도 및 제3도의 복합패널(100, 200)의 강판 상부면에 함침 접착된 분말 위로 강판 하나를 더 설치하여 샌드위치 패널로 제작할 수도 있다.

제5도 및 제6도는 본 발명의 콘크리트 구조물 보강용 복합패널의 또 다른 구체예의 사시도 및 그 제조방법을 도시한 순서도로, 전술하고 있는 복합패널에서 발생할 수 있는 내화성에 대한 문제를 해결하기 위하여 프리캐스트 콘크리트 패널이 적용되는 것을 특징으로 한다. 즉, 그 구성은 일정크기의 프리캐스트 콘크리트 패널(50); 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(50) 상부면에 형성되는 접착층(20); 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(50) 상부면에 설치되어 접착층(20)에 의해 접착되는 강판(10); 상기 강판(10) 상부면에 형성되는 접착층(20); 및, 상기 강판(10) 상부면에 분사되어 접착층(20)에 의해 접착되는 분말(40);을 포함하여 형성된다.

강판(10)은 전술하고 있는 강판과 동일하며, 접착층(20)은 강판(10)과 프리캐스트 콘크리트 패널(50)을 서로 접착시키기 위한 것으로 접착용 에폭시 수지를도포하여 형성시키면 적당하다.

프리캐스트 콘크리트 패널(50)은 접착층(20)에 의해 강판(10)과 접착하여 보강하는 것으로, 복합패널(300)이 완성되어 이를 콘크리트 구조물 보강용 패널로 적용하면 마감면을 이루는 부분이다. 프리캐스트 콘크리트 패널(50)은 보강 대상 구조물의 콘크리트와 동일한 재료로 강판(10)의 표면커버를 이루기 때문에 강판과 보강섬유로 구성되는 패널에 비해 내화성면에서 탁월한 효과를 발휘하면서 우수한 마감효과를 발휘한다. 또한, 프리캐스트 콘크리트 패널(50)의 마감면이 되는 표면에 다양한 입체 문양이 형성된 제품을 적용하면 미려한 마감면이 형성되므로 보강 대상 구조물의 미관을 개선할 수 있다. 보강용 패널에 있어서는 경량화와 내화성을 중요한 요소로 작용하는 바, 프리캐스트 콘크리트 패널로 프리캐스트 경량 내화콘크리트 패널(50)을 적용하는 것이 더욱 효과적이다.

프리캐스트 콘크리트 패널(50)을 보강재료로 채택하는 복합패널(300)은 접착식에 비해 앵커고정주입접착식 보강공법이 보강 대상 구조물과의 접착상태를 우수하게 하는바 미리 강판(10)과 프리캐스트 콘크리트 패널(50)에 앵커홀(11, 51)을 다수개 형성시키도록 하는 것이 바람직하다. 또한 일정크기의 복합패널을 연속 설치하는 경우 연결부위의 밀실한 처리를 위해서 강판이 프리캐스트 콘크리트 패널보다 더 연장시켜 연결부(15)가 형성되도록 한다. 이때, 연장되는 강판의 연결부(15)의 하부면에 분말(40)을 분사하여 접착되도록 하면 연결부위의 밀실한 처리에 더욱 효과적이다.

상기와 같이 강판(10)이 프리캐스트 콘크리트 패널(50)보다 더 연장되어 형성되는 복합패널(300)의 제조과정은 제6도에서 도시하고 있는 바와 같이, 일정크기의 재단된 강판(10)의 일표면 및 프리캐스트 콘크리트 패널(50)의 일표면에 접착층(20)을 형성시키는 단계; 프리캐스트 콘크리트 패널(50) 주변에 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(50)과 동일한 두께를 갖는 받침패널(55)을 설치하는 단계; 상기 받침패널(55) 표면에 분말(40)을 분사시키는 단계; 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(50)에 강판(10)을 설치하여 접합시키는 단계; 상기 강판(10)의 타표면에 접착층(20)을 형성시키는 단계; 상기 강판(10) 타표면에 분말(40)을 분사하여 접착시키는 단계; 및, 상기 접착층(20)을 경화시키는 단계; 상기 받침패널(55)을 제거하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

제8도 및 제9도는 본 발명의 콘크리트 구조물 보강용 복합패널의 또 다른 구체예의 사시도 및 제조방법을 도시한 순서도로, 제6도의 복합패널(300)의 강판에 보강섬유(30)가 더 보강되는 것을 특징으로 한다. 즉, 더욱 커다란 보강효과를 기대하기 위하여 제1도(100, 강판 한면 보강섬유접착) 및 제3도(200, 강판 양면 보강섬유접착)에서 도시하고 있는 복합패널과 프리캐스트 콘크리트 패널을 합성시킬 수 있는데, 제9도는 제3도의 강판 양면 보강섬유 접착 복합패널(200)과 프리캐스트 콘크리트 패널(50)을 합성시켜 제조된 상태를 도시하고 있다. 그 제조방법은 강판 일표면에 보강섬유가 접착된 복합패널(100)이 제조 완료되면, 프리캐스트 콘크리트 패널(50)의 일표면에 접착층(20)을 형성시키는 제1단계; 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(50) 일표면에 상기 콘크리트 구조물 보강용 복합패널(100)의 함침접착층(20′)이 맞닿도록 설치하여 접합시키는 제2단계; 상기 콘크리트 구조물 보강용 복합패널의 강판 타표면에 함침접착층(20′)을 형성시키는 제3단계; 상기 콘크리트 구조물 보강용 복합패널의 강판 타표면에 보강섬유(30)와 분말(40)을 함침, 접착시키는 제4단계; 및, 상기 제3단계에서 형성된 함침접착층(20′)을 경화시키는 제5단계;를 포함하여 이루어진다.

이하, 제9도 내지 제11도를 참고하여 본 발명의 콘크리트 구조물 보강용 복합패널을 이용한 콘크리트 구조물의 보강공법을 설명한다.

보강된 구조물이 구조계산된 적정의 강도를 발휘하기 위해서는 구조물의 보강작업에 앞서 작업환경을 면밀히 검토하여 다음과 같은 시공지침을 따르도록 하는 것이 바람직하다. 저온에서는 접착층 또는 함침접착층을 형성시키기 위해 사용되는 에폭시 수지가 배합 후 점도 증가와 경화반응의 지연으로 접착부의 주입, 충진 및 경화, 접착 불량이 발생될 수 있으므로, 동계 한냉지 등에서는 시공조건을 검토하여 5℃ 이하에서는 시공을 삼가도록 한다. 또한, 보강 대상 구조물에서 결로현상의 발생 또는 수분의 존재는 에폭시 수지의 접착을 저해하는 요소로 작용하므로 누수가 있는 경우에는 지수, 도수 처리가 선행되어야 하며, 수분 함수율이 8% 이상일 경우에나 우천시에는 시공하지 않는다. 상기와 같은 조건을 만족시키면 보강작업을 착수해도 무방하다.

본 발명의 콘크리트 구조물 보강용 복합패널을 이용한 보강공법은 크게 접착식 보강공법과 앵커고정주입접착식 보강공법으로 나눌 수 있으며, 접착식 보강공법은 제1도 및 제3도에서 도시하고 있는 강판(10)과 보강섬유(30)가 합성된 복합패널(100, 200)이 얇은 경우에 적용하고, 앵커고정주입접착식 보강공법은 제1도 및 제3도에서 도시하고 있는 강판(10)이 두꺼울 경우 또는 제5도 및 제7도에서 도시하고 있는 강판(10)과 프리캐스트 콘크리트 패널(50)이 합성된 복합패널(300, 400)을 이용하는 경우에 적용하는 것이 적당하다.

보강공법에서는 제9도에서 도시하고 있는 바와 같이 적용되는 보강부재가 소요 강도를 발현하기 위해 바탕면(500) 정리작업이 필수적으로 선행되는데, 이는 보강부재의 접착력을 증대하여 기존 보강 대상 구조물과 보강부재가 완전한 일체화를 이루어 안정된 소기의 보강 효과를 거두기 위함이다.

통상 바탕면(500) 정리작업은 다음과 같이 이루어진다. 보강 대상 구조물에 마감 미장 모르타르가 있는 경우에는 전기해머드릴 등 기타 파취장비를 이용하여 미장 모르타르를 완전히 제거하고(제9b도) 이후 노출된 중성화, 박리, 노화, 열화 및 부실한 부분을 전기해머드릴, 망치 등 기타 파취장비를 이용하여 제거한다(제9c도). 이어 고압집진기가 부착된 핸드 그라인더 등을 이용하여 콘크리트 표면의 도장, 레이턴스, 이형체 등 기타 오염물질 및 잔여먼지를 완전히 제거한 후 건조상태를 확인한다(제9d도). 제9c도의 파취작업으로 콘크리트 표면의 부실한 부분의 제거로 철근의 노출되는 경우에는 샌드 그라인더 등으로 철근의 녹을 제거한 후 방청제를 도포하여 방청하고(제9e도), 콘크리트 균열부에는 에폭시 주입공법 등으로 보수작업한다(제9f도). 이어 평활한 바탕면의 처리를 위해 오목부위는 고접착용 에폭시 퍼티 등을 충진하여 단면을 복구하고, 돌출부위는 해머드릴, 핸드 그라인더 등을 이용 돌출부를 완전 제거하거나 승인된 수평몰탈을 이용하여 표면의 평활도가 유지되도록 하며, 핀홀, 곰보 등과 같이 보강부재가 바탕면에 접착한 후 기포의 원인이 되는 부위는 고접착용 퍼티 등으로 전면 메꿈 작업한다(제9g도). 이후, 고 접착용 에폭시 접착제를 이용한 표면 메꿈 작업이 완료된 후 규사를 살포하면 보강부재는 바탕면에 효과적으로 접착한다.

제10도는 제1도의 복합패널(100)을 이용한 콘크리트 구조물 보강공법을 도시하고 있는 순서도로, 시공방법으로는 접착식 보강공법이 적용되고 있다. 즉, 보강 대상 구조물의 바탕면(500)을 정리하는 제1단계; 상기 보강 대상 구조물의 바탕면(500)과 콘크리트 구조물 보강용 복합패널(100)의 일표면에 접착층(20)을 형성시키는 제2단계; 및, 상기 보강 대상 구조물의 바탕면(500)에 상기 콘크리트 구조물 보강용 복합 패널(100)을 접착시키는 제3단계;를 포함하여 이루어진다.

보강 대상 구조물의 바탕면(500)의 정리가 완료되면 표면에 침투성 접착층(에폭시 침투성 접착제를 도포함)을 더 형성시킬 수 있는데, 이는 바탕면(500)의 미세 먼지 등을 제거하고 부실한 부분을 강화하여 콘크리트 구조물 보강용 복합패널(100)의 접착력을 현저히 향상시키는 역할을 한다. 바탕면(500)에 도포된 침투성 접착층이 완전 경화된 후 콘크리트 구조물 보강용 복합패널(100)접착용 에폭시 접착제를 약3mm이상 두껍게 도포하여 접착층을 형성시킨다. 또한 콘크리트 구조물 보강용 복합패널(100)의 일표면에도 상기와 같은 접착층을 형성하고 이를 상기 바탕면에 설치한 후 밀착 고정시키면 시공이 완료된다.

제11도는 제7도의 복합패널(400)을 이용한 콘크리트 구조물 보강공법을 도시하고 있는 순서도로, 시공방법으로는 앵커고정주입접착식 보강공법이 적용되고 있다. 즉, 보강 대상 구조물의 바탕면(500)을 정리하는 제1단계; 상기 보강 대상구조물의 바탕면(500)과 콘크리트 구조물 보강용 복합패널(400)의 일표면에 접착층(20)을 형성시키는 제2단계; 및, 상기 보강 대상 구조물의 바탕면(500)에 상기 콘크리트 구조물 보강용 복합 패널(400)을 접착시키는 제3단계;를 포함하여 이루어진다.

본 발명의 구체예에서는 앵커로 나사고정구(610)와 볼트(630)로 구성되는 볼트체결식 앵커를 적용하고 있으며, 바탕면(500)과 복합패널(400)과의 연결을 밀실하게 처리하기 위하여 바탕면(500)과 복합패널(400)과의 경계부 및 복합패널간의 경계부에 실링재로 밀봉하고 주입재를 충진하는 단계를 더 포함하고 있다.

바탕면(500)의 정리가 완료되면, 앵커 위치를 설정(미리 제작된 복합패널의 앵커홀(11, 51)의 위치를 고려하여 결정)하여 바탕면(500)에 앵커홀(501)을 천공한다(제11b도). 상기 앵커홀(501)의 위치가 정확하지 않으면 복합패널과의 부착이 비틀어지게 되므로 수직, 수평을 유지하여 전기해머드릴 등으로 천공하고, 이후 앵커홀(501) 내부에 집진기를 사용하여 먼지 등 이물질을 말끔히 제거한다. 앵커홀(501)에 볼트와 체결, 결합하는 나사고정구(610)를 설치하고 바탕면(500)에 스페이서(620)를 다수개 설치한다(제11c도 및 제11d도). 상기 스페이서(620)는 중앙부에 구멍이 형성되는 링형상으로 제작되어 상기 나사고정구(610)와 함께 바탕면의 앵커홀(501) 위치에 설치되거나 상기 나사고정구(501)와 일체화된 것으로 설치될 수 있다. 이어 복합패널의 앵커홀과 바탕면의 앵커홀(501)이 일치하도록 복합패널(400)을 설치하고 기설치된 앵커홀의 나사고정구(610)에 볼트(630)를 체결하여 상기 복합패널(400)을 고정시킨다(제11e도). 이때, 상기 복합패널(400)이 스페이서(620)에 밀착되면서 수평을 유지할 수 있도록 볼트조임용 장치를 이용하여 볼트조임을 조정한다. 복합패널(400)을 연속적으로 설치하는 경우에는 제11f도와 같이 먼저 연결부(15)가 형성된 복합패널을 설치하고 기설치된 복합패널의 연결부(15)와 다른 복합패널(400)이 겹치도록 설치한다. 이어 고무헤라와 같은 밀봉재(640)를 이용하여 앵커와 복합패널의 앵커홀 사이의 공간을 밀봉한다(제11g도).

마지막으로 스페이서(620)의 설치로 격리된 바탕면(500)과 콘크리트 구조물 보강용 복합패널(400)과의 경계부와 연속적으로 설치되는 콘크리트 구조물 보강용 복합패널간의 경계부를 밀실하게 처리한다(제11h 및 제11i도). 즉, 상기 경계부에 주입구(730)와 공기배출구(720)를 설치한 후 코킹용 테이프(710)를 이용하여 테이핑하고 경계부에 무기질계 모르타르 또는 에폭시 접착제 등과 같은 실링재(740)로 밀봉하고, 이어 상기 주입구(730)를 통해 주입재를 충진시키고 상기 주입구(730), 공기배출구(720) 및 코킹용 테이프(710)를 제거하는 것으로 이루어진다. 상기 코킹용 테이프(710)는 본 발명의 보강공법에 복합패널이 외부 마감재로 역할을 할 수 있도록 유도하여 주입재로 인한 복합패널의 오염을 방지하고 말끔한 밀봉마감을 유지하기 위해서 사용된다. 공기배출구(720)는 주입구(730)를 통한 주입재의 충진시 발생하는 기포를 제거하기 위한 것으로, 효과적인 제거를 위하여 그 끝부분은 주입구(730)의 수평위치보다 상부쪽에 위치하도록 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 주입구(730) 및 공기배출구(720)의 기능이 패널을 고정하기 위해 설치되는 앵커에 장착된 다기능 앵커를 적용하면 더욱 간편하고 효율적인 시공작업을 기대할 수 있다.

본 발명은 강판과 보강섬유의 합성으로 휨, 전단 및 인장 보강을 동시에 가능케 하며, 강판과 보강섬유 또는 강판과 프리캐스트 콘크리트와 같이 이질재료를 합성하여 일체화함으로 각 재료의 장점은 극대화되고 단점은 서로 보완된다. 또한, 본 발명은 지금까지 사용이 불가능하였던 1㎜이하의 박막(薄膜)강판을 보강재료로 적용 가능케 함으로 경량화를 꾀할 수 있으며, 적정 보강이 가능하게 되어 경제성이 향상됨은 물론 운반 및 취급이 용이하고 용접작업이 불필요 함으로 시공현장의 화재의 위험이 없으며 안정된 보강효과를 얻을 수 있음은 물론 안전관리와 시공성을 획기적으로 향상시킬 수 있다.

Claims

일정크기의 강판(10, steel plate);

상기 강판(10) 상부면에 형성되는 함침접착층(20′);

상기 강판(10) 상부면에 설치되어 함침접착층(20′)에 의해 함침, 접착되는 보강섬유(30); 및,

상기 강판(10) 상부면에 분사되어 함침접착층(20′) 표면에 함침, 접착되는 분말(40);

을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강용 복합패널.
제1항에서, 상기 강판(10)의 하부면에는,

함침접착층(20′); 상기 강판(10) 하부면에 설치되어 함침접착층(20′)에 의해 함침, 접착되는 보강섬유(30); 및, 상기 강판(10) 하부면에 분사되어 함침접착층(20′) 표면에 함침, 접착되는 분말(40);이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강용 복합패널.
제1항 또는 제2항에서, 상기 강판 상부면에 함침, 접착된 분말 위로 강판이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강용 복합패널.
제3항에서, 상기 보강섬유(30)는 탄소섬유, 유리섬유 또는 아라미드 섬유 중 어느 하나이거나 어느 하나가 적층되어 형성되거나 탄소섬유, 유리섬유 또는 아라미드 섬유 중 둘 이상이 합성되거나 둘 이상이 합성, 적층되어 형성되는 보강섬유인 것을 특징을 콘크리트 구조물 보강용 복합패널.
일정크기의 프리캐스트 콘크리트 패널(50);

상기 프리캐스트 콘크리트 패널(50) 상부면에 형성되는 접착층(20);

상기 프리캐스트 콘크리트 패널(50) 상부면에 설치되어 접착층(20)에 의해 접착되는 강판(10);

상기 강판(10) 상부면에 형성되는 접착층(20); 및,

상기 강판(10) 상부면에 분사되어 접착층(20)에 의해 접착되는 분말(40);

을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강용 복합패널.
제5항에서, 상기 강판(10)은 프리캐스트 콘크리트 패널(50)보다 더 연장되어 연결부(15)가 형성되고, 상기 연결부(15)의 하부면에는 분말(40)이 더 함침, 접착되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강용 복합패널.
제5항 또는 제6항에서, 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(50)은 프리캐스트 경량 내화콘크리트 패널인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강용 복합패널.
제5항 또는 제6항에서, 상기 강판(10)과 프리캐스트 콘크리트 패널(50)에는 앵커홀(11, 51)이 다수개 천공되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강용 복합패널.
제1항, 제2항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항에서, 상기 분말(40)은 규사 또는 고로제강슬래그인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강용 복합패널.
일정크기의 프리캐스트 콘크리트 패널(50);

상기 프리캐스트 콘크리트 패널(50) 상부면에 형성되는 접착층(20); 및,

상기 프리캐스트 콘크리트 패널(50) 상부면에 설치되어 접착층(20)에 의해 접착되는 제1항 또는 제2항의 콘크리트 구조물 보강용 복합패널(100, 200);

을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강용 복합패널.
보강 대상 구조물의 바탕면(500)을 정리하는 제1단계;

상기 보강 대상 구조물의 바탕면(500)과 제1항 또는 제2항의 콘크리트 구조물 보강용 복합패널의 일표면에 접착층(20)을 형성시키는 제2단계; 및,

상기 보강 대상 구조물의 바탕면(500)에 상기 콘크리트 구조물 보강용 복합 패널을 접착시키는 제3단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강공법.
제11항에서, 상기 제1단계가 완료되면 바탕면(500)에 침투성 접착층을 형성, 경화시키는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강공법.
보강 대상 구조물의 바탕면(500)을 정리하는 제1단계;

상기 바탕면(500)의 소정 위치에 앵커홀(501)을 천공하는 제2단계;

상기 바탕면(500)에 바탕면의 앵커홀(501)과 제8항의 콘크리트 구조물 보강용 복합패널의 앵커홀(11, 51)이 일치하도록 설치하고 앵커홀에 앵커를 삽입하여 상기 콘크리트 구조물 보강용 복합패널을 고정시키는 제3단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강공법.
제13항에서, 상기 제2단계가 완료되면 바탕면(500)에 스페이서(620)를 고정 설치하는 단계가 더 포함되며,

상기 제3단계가 완료되면 바탕면(500)과 콘크리트 구조물 보강용 복합패널과의 경계부 및 연속 설치되는 콘크리트 구조물 보강용 복합패널간의 경계부를 밀실하게 처리하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강공법.
제14항에서, 바탕면과 콘크리트 구조물 보강용 복합패널과의 경계부 및 연속 설치되는 콘크리트 구조물 보강용 복합패널간의 경계부를 밀실하게 처리하는 단계는,

상기 경계부를 코킹용 테이프(710)를 이용하여 테이핑 하는 단계;

상기 경계부에 주입구(730)와 공기배출구(720)를 설치하는 단계;

상기 경계부를 실링재(740)로 밀봉하는 단계;

상기 주입구(730)를 통해 주입재를 충진시키는 단계;

상기 주입구(730), 공기배출구(720) 및 코킹용 테이프(710)를 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강공법.