KR20030049305A - 섬유보강 수지 난연 판넬과 이를 이용한 콘크리트구조물의 보수 보강공법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 보강성 및 난연성을 높인 섬유보강 수지 난연 판넬과 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보강공법을 제공함에 있다.

이러한 본 발명은 점도 조절된 수지에 대하여 난연제, 변색 및 변형방지제, 소포제를 혼합하여 조성한 혼합 물에, 보강섬유를 적층 함침시키고, 그 보강섬유가 함침된 표면 위로 금강사나 규사를 살포하여 표면 전체를 거칠게 한 러프면(rough)혹은 엠보싱부를 형성한 섬유보강 수지 난연 판넬을 제조하고,

이렇게 제조된 판넬은 그 러프면을 구조물의 표면부위에 대면되게 위치 시키는 제1공정, 섬유보강 수지 난연 판넬에 구비된 요홈을 통하여 구조물 쪽으로 앵커 볼트 고정을 위한 구멍을 천공하는 제2공정, 앵커 볼트 고정공을 통하여 앵커 볼트를 심은후, 그 판넬의 외부로 돌출된 앵커볼트 부위를 제거하는 제3공정, 구조물의 표면부와 난연판넬의 러프면과의 사이로 주입충전되는 에폭시 수지에의해 그 판넬을 구조물에 일체화되게 보강하고, 앵커 볼트의 요홈 주위로는 이물질 방지용 스티커를 부착하는 제4공정, 앵커 볼트의 요홈의 내부로 씰링제를 충진하여 씨일링하는 제5공정, 씨일링 작업 후 이물질 방지용 스티커를 박리하는 제6공정을 통하여 콘크리트 구조물을 보수 보강하는 것이며, 여기에 더 하여 판넬들의 이음부들도 보강할 수 있게 한 것이다.

Description

섬유보강 수지 난연 판넬과 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법{Fiber-Reinforced Resin Fire Retardant Pannel And Method of Construction of Concrete Structure For use in such Pannel}

본 발명은 섬유보강 수지 난연 판넬과 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법에 관 한 것으로, 특히 구조물 보수 보강 부위에 대한 보강판넬의 부착 단면적 확대에 의한 강한 접착성을 얻고, 난연성 판넬의 사용에 의한 난연특성을 얻고, 이음부의 보강 처리에 의한 높은 보강성을 얻고, 또한 보강판넬로부터의 앵커 볼트의 비노출 시공법으로 인한 외관의 미려감과 공간 활용도 등을 얻을 수 있게 한 섬유보강 수지 난연 판넬과 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법에 관 한 것이다.

일반적으로 콘크리트 혹은 철근 콘크리트 구조물(예컨대, 교량, 옹벽, 터널, 일반 아파트나 건물의 지하주차장, 주택이나 건물 벽 등)은 시간이 경과할 수록 외적인 요인(충격,화학물질, 해수 등)이나 자체의 물성 변형으로 균열, 부식 및 박리,이로 인한 철근부위 노출, 백화, 처짐현상 등이 발생되고 있는데, 특히 이렇게 진행되는 균열 부위 등은 붕괴와 같은 최악의 사태를 초래할 우려가 있기 때문에 사전에 보강 판넬에 의한 보강 작업을 하고 있음은 주지된 사실이다.

이러한 콘크리트 구조물의 보강은 내력 저하를 회복시키는 것과 사용목적에 적합하도록 구조 내력을 증가시키는 것으로 대별할 수 있는데, 먼저, 균열된 구조물(구조체)의 보수, 보강을 위해서는 사전에 구조물을 조사하여 내력저하 원인을 파악후, 그 원인을 충분히 보완함에 적합한 보강공법을 결정해야만한다. 구조물의 보강은 구조물을 사용목적에 맞게 다시 만든다는 측면에서 정밀하게 다룰 필요가 있으며,보강후의 거동에 대해서도 충분히 고려하지 않으면 안된다. 구조물을 보강할 경우 균열의 원인,하중, 필요한 내력보강의 범위와 규모, 환경조건, 경제성, 관리의 용이성 등을 고려하여 사전에 계획한 보강 목적이 달성 될 수 있도록 보강방법, 보강시기 및 보강재료를 선정하고 단면 및 부재를 설계하지 않으면 안되고, 또 보강 설계시 구조물의 변경, 추가 장기 하중, 보강시의 시공하중 등을 고려하여 안정성을 필히 검토하지 않으면 안된다.

즉, 보강 순서를 보면, ①각종조사 결과를 분석하여 원인 및 손상정도를 추정하고, 보강의 시기 및 범위와 규모 결정, ②구조물에 적용하는 하중, 구조물이 처해 있는 환경,손상된 부위에 따른 보강공사의 용이성, 보강공사의 기간 등의 손상된 구조물의 있어서의 각종 제약 조건을 파악, 손상정도와 제약조건을 함께 고려하여 가장 적절하다고 판단되는 보강재료를 선정하고, 단면 및 부재를 설계한다.③보강작업에 필요한 기계기구를 설계한다. ④보강작업을 위한 지지대(작업발판 등)를 설계한다.⑤작업의 안전을 위한 설비를 검토한다. ⑥보강후의 미관에 대해 유의한다. ⑦보강효과의 확인방법을 결정한다. 이상에서 설명된 보강 목적에 따라 보강재료의 선정과 보강을 위한 시공방법이 결정되어야 하며, 보강재를 구성하는 각각의 재료적 특성을 고려하여 정확한 제작공정에 따라 제작되어진 보강재로 현장 여건에 맞는 시공방법을 채택하여 시공해야 만이 확실한 보수, 보강이 이루어진다.

이러한 점에 비추어 기존의 보강 공법은 도 6A 내지 도 6B에 표시한바와 같이, 보강판(1)으로는 탄성판 혹은 철판을 사용하고 있으며, 또한 구조물(2)의 균열부위(3)를 보강하기 위하여 그 균열부위(3)에 대한 보강판(1)의 부착 고정은, 드릴 등의 공구를 사용하여 보강판(1)을 통하여 구조물(2)측으로 구멍(4)를 천공 후, 상기 구멍(4)를 통해 기 준비된 앵커볼트(5)를 체결하되, 그 앵커볼트(5)는 너트(6)의 체결이 쉽도록 일단을 보강판(1)의 외부로 노출되게 함에 의해, 노출된 앵커볼트(5)의 일 단부로는 와셔를 개재하여 너트(7)를 체결함으로써, 상기 보강판(1)을 구조물에 대하여 견고하게 부착되도록 하고 있다. 상기 보강판(1)의 부착 후에는 상기 보강판(1)에 기 설치된 에폭시 수지 접착제 주입공(미도시)을 통해 균일하게 주입되는 접착제(6)의 균열부위로 스며들어가게 하면서 상기 보강판(1)을 구조물(2)의 균열부위 측으로 일체화되게 접착 시킴에의해, 구조물(2)의 균열부위를 보강하고 있다. 또 에폭시 수지 접착제(6)주입에 의한 위와 같은 보강 작업 완료후에는, 보강판(1)의 외부로 돌출된 앵커볼트(5)의 돌출 단부를 부식이나 녹 방지를 위하여 캡(8)을 씌워서 보호하되, 그 내부에는 씨일링재(9)를 채워서 캡(8)을 설치함에 의해, 캡(8)의 이탈을 방지하고 있다.

위와 같은 종래의 이러한 보강 공법은 표면이 매끄러운 단순한 보강판(1)의사용으로 인하여, 구조물(2)에 대한 접착력이 떨어져 결과적으로는 보강 강도가 취약하게 된다고 하는 문제가 있고, 또 보강판(1)을 구조물(2)에 고정 시키는 앵커 볼트(5)는 규격에 따라 크고 작고 하지만, 보강판(1)의 외부로 볼록하게 돌출됨으로 인해, 그 돌출되는 만큼의 공간을 더 차지하게 되어 공간의 활용도가 떨어지게 되는 단점이 있고, 더 나아가 앵커 볼트(5)의 돌출부위는 외관상으로 구조물(2)전체의 미관을 떨어지게 하는 문제도 유발되게 하고 있다.

또, 기존 보강판(1)에 있어서 그 보강판(1)들의 이음부의 보강은 철판인 경우에는 철판 자체의 비중 때문에 이음부가 없는 원 스판(One Span)의 시공은 거이 불가능하기 때문에 보강 철판의 이음부의 연결은 스틸플레이트를 이용한 볼트 조임 연결이나 표면 용접방식으로 시공하여 보강하고 있다.

그러나, 볼트 조임은 시공 부위에 따라 많은 제약을 받고 있고, 철판 고정후에는 모(母)살 용접이 어렵기 때문에 이음부의 보강 신뢰도가 떨어지게 되는 약점이 있다. 또한, 보강의 목적은 구조물의 내하력이 상실된 구간을 당초 설계 이상으로 증대 시키는 것인데, 표면 용접방식은 보강용 철판의 연결부위를 철판 본체의 보유 내력보다 현저히 저하시키어 응력분포의 균일화를 달성하지 못하고, 연결 부위에 집중되게 함으로써 결과적으로는 이음부를 파단(破斷)되게 하는 단점을 유발시키고 있다.

한편,보강판(1)이 탄성판의 경우에는 이음부들의 보강 작업이 전연 실행되지 않고 있기 때문에 보강판(1)이음부에서의 보강에 대한 신뢰도가 떨어진다고 하는 단점이 있다. 또한, 탄성판을 구조물(2)에 대한 보강판(1)으로 사용하는 경우에는화재시 불에 취약하다고 하는 단점도 있다.

이상과 같은 문제들을 갖는 보강 공법으로 국내 등록 특허 제164667호 (98.9.14.등록)의"콘크리트 구조물 균열 압착주입보강공법"이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기 제반 결점들을 해소하고, 구조물의 보수 보강부위에 대한 접착성 향상과, 난연 특성과, 이음부의 보강 처리와, 보강판넬 고정용 앵커 볼트의 비노출 시공법에 의한 외관의 미려감을 얻게 한 섬유보강 수지 난연 판넬과 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 섬유보강 수지 난연 판넬은 청구항 1의 발명과 관련된 수지 판넬에 있어서, 점도 조절한 수지 30 중량(%),난연제 60 중량(%), 변색,변형방지제 5중량(%) 및 소포제 5중량(%)를 혼합하여 조성한 혼합물로 일정 두께를 이루게 형성되는 혼합층; 혼합물 위에 적층 함침시키어 상기 혼합층과 일체화 시킨 보강섬유; 상기 보강섬유가 함침된 혼합층의 표면 위로 살포되는 금강사나 규사(si)에 의하여 혼합층의 표면 전체에 거칠게 형성된 러프면(rough)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 수지는 에폭시 수지, 비닐수지, 불포화 폴리에스테르 수지이고, 상기 난연제는 인계수지(Phosphorous Halide), 적인(Red Phosphorous), 수산화알루미늄(Aluminium Hydroxide)이고, 상기 변색, 변형 방지제는 산화아연 (Zinc Oxide), 산화티타늄 (Titanium Oxide)인 것을 특징으로 한다.

상기에서 보강섬유는 고 인장 일방향 섬유, 다수겹의 화이버 로빙크로스(Fiber Roving Cloth), 대각선 4방향 섬유인 글래스 화이버(Glass Fiber),케블라 화이버(Kevlar Fiber),아라미드화이버(Aramide Fiber)인 것을 특징으로 한다.

또, 상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 섬유보강 수지 난연 판넬을 이용한 콘크리트 구조물의 보수, 보강공법은 청구항5의 발명과 관련된, 구조물에 에폭시 수지를 가압 주입하면서 보강하는 보강 방법에 있어서, 청구항 1에 의하여 제작된 섬유보강 수지 난연 판넬의 러프면을 구조물의 표면부위와 대면 시키면서 위치 시키는 제1공정; 상기 섬유보강 수지 난연 판넬에 구비된 요홈을 통하여 구조물 쪽으로 앵커 볼트를 심기위한 앵커 볼트 고정공을 천공하기 위한 제2공정; 상기 앵커 볼트 고정공을 통한 앵커 볼트를 심는 고정 작업으로 섬유보강 수지 판넬을 구조물의 표면부위 쪽으로 밀착되게 고정 후, 앵커 볼트의 섬유보강 수지 판넬의 외부로 돌출된 부위를 제거하는 제3공정; 섬유보강 수지 난연 판넬의 러프면과 구조물의 표면부와의 사이에 형성된 간극으로 주입 충전되는 에폭시 수지에 의해 그 판넬을 구조물에 일체화되게 보강함과 아울러, 상기 앵커 볼트의 요홈 주위로는 이물질 방지용 스티커를 부착하는 제4공정; 앵커 볼트의 요홈의 내부로 기 준비된 씰링제를 충진함에 의해 앵커 볼트가 위치된 요홈을 판넬과 수평면을 이루게 씨일링하는 제5공정; 씨일링 작업 후 이물질 방지용 스티커를 박리하여 판넬의 보강 작업을 마무리하기 위한 제6공정을 포함하는 것을 특징으로한다.

상기에서 구조물의 보수보강 부위에 위치되는 상기 섬유보강 수지 난연 판넬들의 인접 부위를 보강이음 하기위한 보강공정을 더 포함하고, 상기 보강공정은 섬유보강 수지 난연 판넬들의 측부에 단차를 두고 형성된 겹 이음 경사면을 갖는 이음부를 구비하고, 섬유보강 수지 난연 판넬들의 인접 부위들을 겹 이음 경사면에의해 겹쳐지게 위치하는 공정, 겹 이음 경사면으로 겹쳐지게 위치되는 이음부위의 양측으로 씨일링재를 도포후 단차에 대응하는 두께를 갖는 섬유보강재와 보강 판재 각각을 상기 섬유보강수지 난연판넬들과 일체화되게 접착하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기에서 섬유보강재는 화이버 로빙 클로스(Fiber Roving Cloth), 글래스 화이버(Glass Fiber), 케블라 화이버(Kevlar Fiber), 아라미드 화이버 (Aramide Fiber)중에서 선택된 어느 하나를 다수겹으로 적층한 것을 사용함이 바람직하다.

또, 상기 섬유보강판재는 에폭시 수지에 화이버 로빙 클로스 (Fiber Roving Cloth), 글래스 화이버(Glass Fiber),케블라 화이버(Kevlar Fiber), 아라미드 화이버(Aramide Fiber)중에서 선택된 어느 하나를 하나씩 다수 겹으로 적층한 후, 이를 압축 경화하여 된 것을 사용함이 바람직하다.

도 1은 본 발명에 따른 섬유보강 수지 난연 판넬의 제조예를 나타낸 단면도이고,

도 2는 도1의 사용 상태도이다.

도 3A 내지 도 3G는 본 발명에 따른 섬유보강 수지 난연 판넬을 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보강공정을 나타낸 도면이고,

도 4A 내지 도 4B는 본 발명에 따른 섬유보강 수지 난연 판넬을 이용한 판넬 이음부들의 보강 공정을 나타낸 도면이고,

도 5A 내지 도 5B는 도 4 표시의 이음부에 사용된 섬유 보강판의 제조 공정을 나타낸 도면이고,

도 6A 내지 도 6B는 종래의 콘크리트 구조물의 보수 보강공정을 나타낸 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

2 : 구조물3 : 균열부

100 : 섬유보강 난연판넬102 : 보강섬유

104 : 수지 혼합물106 : 러프(Rough)면

108 : 요홈120 : 앵커볼트

122 : 조임 너트130 : 스티커

140 : 씨일링재150 : 이음부

152 : 단차(段差)154 : 겹 이음 경사면

162 : 섬유보강재164 : 섬유보강판재

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 보다 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 섬유보강 수지 난연 판넬의 제조예를 나타낸 단면도이다.

<난연판넬>

도면 표시와 같이, 본 발명의 보수 보강공법에 사용되는 판넬은 난연성이 부여된 난연 판넬(100)이다. 상기 난연판넬(100)의 구성은 점도 조절한 수지 30 중량(%),난연제 60 중량(%), 변색,변형방지제 5중량(%), 소포제 5중량(%)를 혼합 조성하여 일정 두께를 이루게 형성한 수지 혼합물(102)와, 그 혼합물(102)위에 적층 함침시키어 상기 혼합물(102)와 일체화되게 한 보강섬유(120)이다.

참고로, 상기 난연판넬(100)의 제조는 기 준비된 모울드(110)에 상기와 같은 비율로 조성된 혼합물(102)를 원하는 두께로 부은후 여기에 기 준비된 보강섬유 (104)를 적층되게 함침시킨 후, 일정 동안의 경화 시간을 거쳐서 난연판넬(100)을 제조하는 것인데, 이때 상기 난연 판넬(100)의 상부 표면은 피 접착물(예컨대, 구조물의 표면부위)과의 접착력 향상을 위한 단면적 확대를 위해 엠보싱 처리 혹은 오돌토돌하게 거칠게 되는 러프(Rough)면(106)으로 형성함이 바람직하다. 상기 러프면(106)은 상기 혼합물(102)가 경화되기 이전에 결정체로써 씰리카나 금강사 등의 살포에 의해, 그 난연판넬(100)의 표면을 러프면(106)으로 이루게 하는 것이다.

상기 난연판넬(100)의 제조에 사용되는 수지 혼합물(102)의 비율 조성은 필요에 따라 임의로 변형 실시할 수가 있는데, 수지는 일반적으로 불리우는 폴리머 수지로서, 그 종류로는 에폭시(Epoxy), 비닐에스테르(Vinylester), 비스페놀(Bis-phenol), 불포화 폴리에스테르(polyester)등이 선택적으로 사용될 수 있으며, 또한 본 발명에 사용된 수지점도는 작업성을 고려하여 수지 자체의 고유한 점도를 갖는 수지와,희석제를 사용하여 점도를 조절한 수지와를 대략 45 :55의 비율로 혼합하여 25℃에서 1000cps이하로 조절한 것이다. 또 수지에 혼합되는 일반적인 경화제는 수지와 70:30의 비율로하여 25℃에서 겔타임(Gel Time)을 1시간으로 조절한 것이다.

이러한 수지에 첨가되는 난연제로는 인계수지(Phosphorous Halide), 적인 (Red Phosphorous), 수산화알루미늄(Aluminium Hydroxide)이다.

먼저, 상기 인계수지는 수지의 물성 저하를 최소화하는 범위 내에서 수지 자체의 연소성을 최대한 억제 시키기위해 사용한 것인데, 1차적인 난연성을 부여한다. 상기 적인은 환경친화적인 특성을 갖게 사용한 것으로 2차적인 난연성과 자기 소화성을 부여한다. 또한, 상기 수산화알루미늄[Al(OH)3]은 충전제로 적인과의 혼합에 의해 산소지수(시험재료가 탈 때 필요한 최저 산소농도)를 적인이나 수산화 알루미늄 단독으로 사용할 때 보다 더욱 크게 올렸으며, 또한 여기에 내열도와 내후성이 높은 산화크롬을 사용하여 난연판넬의 내열도를 증가시킴에 의해, 난연효과를 증가 시켰다.

또, 상기 수지 혼합물(102)에 첨가된 변색,변형방지제로는 산화아연(ZnO)과 산화티타늄(TiO2)으로 대략 70 :30의 비율로 혼합하여 사용한 것으로, 이 변색,변형방지제는 수지가 자외선과 공기중의 산소에 의해 변형되는 것을 방지한다. 백색도와 열 안정성이 높고 자외선 차단효과가 우수하다.

또한, 상기 소포제는 수지와 충전제를 혼합할 때 발생되는 기포 제거를 위해 사용한 것으로, 난연성 시험시(표2,3참조) 기포에 의한 난연판넬의 변형을 최소화하는 특성과 아울러 기포제거로 인한 물성을 증가 시킴이 확인되었다.

상기에서 사용된 보강섬유(104)는 고 인장 일방향 섬유, 다수겹의 화이버 로빙 크로스(Fiber Roving Cloth), 대각선 4방향 섬유인 글래스 화이버(Glass Fiber),케블라 화이버(Kevlar Fiber), 아라미드 화이버(Aramide Fiber)등으로 이들중 하나가 선택적으로 사용된다. 위에서 설명된 난연판넬의 강도 시험결과는 하기 표 1과 같았다.

압축강도(N/㎟)	78.4 이상
인장강도(N/㎟)	49 ~980
휨강도(N/㎟)	58이상
부착강도(N/㎠)	147이상

또한, 상기 난연성판넬을 한국건자재 시험 연구원에 난연성 시험을 의뢰한바, 그 시험 결과는 하기 표2 및 표3과 같았다.

항목재료명	난 연 성 (3급)
	표면시험
	전체두께에 걸친용융	방화상해로운 균열	뒷면의 균열(mm)	산염(초)	발열계수(CA)	온도 시간면적(℃/min)
						3분이내	3분이후
본발명의 난연판넬(FREP)(10mm)	1	없음	없음	0	8	18.0	0	0
	2	없음	없음	0	21	30.6	0	7.5
	3	없음	없음	0	24	18.0	0	0

항목재료명	가스유해성시험(난연3급)
	마우스 행동 정지시간(분:초)
본발명의 난연판넬(FREP)	10 : 06
	10 : 21

도 2는 도1에서 제조된 난연판넬의 사용 상태도이다.

<난연판넬의 사용상태>

섬유보강 수지 난연 판넬(100)은 색상을 다양하게 함에 따라서 일반주택,아파트먼트, 상업용 건물, 공장건물 등의 내.외장재로 사용할 수 있는데, 먼저 보수 보강하고자하는 콘크리트 구조물(2)의 대상 정해지면, 구조물(2)의 표면부(30)에 대하여 러프면(106)을 대면하게 고정한 후, 콘크리트 구조물(2)과 러프면(106)과의 사이로 형성된 간극(이 간극은 난연 판넬(100)의 러프면(106)에 의해 형성된다)으로 기 준비된 에폭시 수지와 같은 접착물질(107)을 강제 주입하여 상기 섬유보강 수지 난연 판넬(100)을 부착함으로써 구조물(2)에 대한 난연특성 부여와 아울러 보수보강을 동시에 실행되게 한다. 특히, 상기 섬유보강 수지 난연 판넬(100)은 러프면(106)에의한 단면적의 확대로 상기 구조물(2)와의 부착력을 더욱 증대시키어 상기 구조물(2)에 대한 보강력을 더욱 높여주는 기능을 발휘한다.

도 3A 내지 도 3G는 본 발명에 따른 섬유보강 수지 난연 판넬을 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보강 공정을 나타낸 도면이다.

하기에서 설명되는 보강공법은 상기 실시예에 의해 제조된 섬유보강 난연판넬(100)을 사용하여 콘크리트 구조물(2)을 보수 보강하는 공법을 나타낸 것으로, 이해를 돕기 위하여 각 공정별로 나누어서 설명한다.

<제1공정:200>

도 3A는 섬유보강 수지난연 판넬(100)을 콘크리트 구조물(2)의 표면부(30)에 위치시키는 공정을 나타낸 도면으로, 섬유보강 수지 난연 판넬(100)의 러프면(106)을 구조물(2)의 표면부(30)에 대면 시키기에 앞서, 상기 섬유보강 수지난연 판넬 (100)에는 후술하는 앵커볼트(120)의 조임너트(122)를 매립하기 위한 요홈(108)이 설치된다. 그 요홈(108)의 설치는 섬유보강 수지 난연 판넬(100)의 제조시 형성할수도 있고, 또한 섬유보강 수지 난연 판넬(100)의 제조 후에는 일반적인 드릴과 같은 공구를 이용하여 설치할 수 있다. 상기 요홈(108)의 개수는 섬유보강 수지 난연 판넬(100)의 크기에 따라 임의로 조절할 수 있다. 또 상기 요홈(108)의 깊이는 섬유보강 수지난연 판넬(100)의 강도를 고려하여 총 두께의 대략 1/2 정도로 함이 바람직하며, 상기 요홈(108)의 넓이는 조임너트(122)를 자연스럽게 매립할 수 있는 정도이면 바람직하다.

<제2공정:300>

도 3B는 섬유보강 수지 난연 판넬(100)에 기 설치된 요홈(108)을 통하여 구조물(2)쪽으로 앵커 볼트(120)을 심기위한 앵커 볼트 고정공(124)를 천공하는 공정을 나타낸 것이다. 상기 앵커 볼트 고정공(124)는 전동 드릴과 같은 전동공구를 사용하여 천공한다.

<제3공정:400>

도 3C는 앵커 볼트 고정공(124)를 통하여 앵커 볼트(120)을 구조물(2)에 심는 공정을 나타낸 것으로, 상기 앵커 볼트(120)의 고정작업 역시 전동공구를 이용하여 실시되며, 상기 앵커 볼트(120)을 심은 후, 난연판넬(100)의 외부로 필연적으로 돌출되는 앵커 볼트(120)의 두부 측으로는 조임너트(122)가 체결되어 난연판넬 (100)을 구조물(2)에 대하여 밀착된 상태로 고정되게 한다. 이때 조임너트(122)는 기 설치된 상기 요홈(108)에 의하여 그 요홈(108)의 내부로 매립되어 상기 난연판넬(100)과 수평 상태를 이루게 하며, 섬유보강 수지 난연판넬(100)의 외부로 돌출된 앵커 볼트(120)의 돌출 부위는 절단 공구로 제거하여, 난연판넬(100)의 외부를매끄럽게 유지한다. 이러한 작업은 한번의 연속 작업으로 완료된다.

<제4공정:500>

도 3D는 앵커 볼트(120)의 요홈(108)주위로는 후술하는 씰링제(140)이 묻게 되는 것을 방지하는 스티커(130)을 부착하는 공정을 나타낸 것이다. 스티커(130)은 요홈(108)만을 외부로 노출되게 하고, 그 주위의 소정 넓이에 걸쳐서 부착된다. 스티커(130)의 부착 넓이는 특별히 한정되는 것은 아닌데, 가능한 후술하는 씰링제 (140)의 충전시 그 씰링제(140)이 판넬(100)에 쉽게 묻지 않게되는 범위로 함이 바람직하다. 한편, 제4공정에서는 이 스티커(130)의 부착 공정에 앞서 상기 섬유보강 수지 난연 판넬(100)과 표면부(30)이 있는 구조물(2)과의 사이로는 일반적인 접착물질 즉, 에폭시 수지(107)가 강제로 주입된다. 에폭시 수지(107)의 강제 주입은 상기 섬유보강 수지 난연 판넬(100)에 기 설치된 주입공(미도시)을 통하여 강제 주입되는데, 이러한 에폭시 수지의 강제 주입 방법은 일반적으로 알려져 있는 기술이므로 본 실시예에서는 별도의 구체적인 설명은 생략한다. 본 발명의 상기 섬유보강 수지 난연 판넬(100)은 일측면에 러프면(106)을 갖고 있기 때문에, 섬유보강 수지 난연 판넬(100)과 구조물(2)의 표면부(30)과의 사이로는 그 러프면(106)에의해 더 확대된 간극(공간)을 마련해 준다. 따라서 섬유보강 수지 난연 판넬(100)과 구조물(2)와의 사이로는 더 확대된 간극에 해당하는 만큼의 에폭시 수지가 충전되므로 구조물(2)에 대한 판넬(100)의 부착강도를 그 만큼 더 크게하여, 반 영구 적인 보강력을 발휘하게 한다.

<제5공정:600>

도 3E는 앵커 볼트(120)가 설치된 요홈(108)에 판넬(100)과 수평면을 이루게 씨일링제를 충전하는 하는 공정을 나타낸 것으로, 상기 제4공정에서 에폭시 수지 주입에 의한 보강작업의 완료 후에는, 앵커 볼트(120)의 조임너트(122)가 매립된 요홈(108)에는 기 준비된 씰링제(140)를 충전하여 상기 난연 판넬(100)과 수평면을 이루게 씨일링한다. 씰링제(140)를 충전하는 이유는 외부로 노출된 앵커 볼트(120)의 조임너트(122)의 부식방지와 아울러 난연 판넬(100)의 외관을 미려하게 하기 위함이다. 또한, 앵커 볼트(120)의 요홈(108)주위로 씰링제(140)의 충전시 혹시 발생될지도 모르는 잔재(殘在)는 그 주위에 기 부착한 스티커(130)으로 인해, 난연판넬(100)의 외표면에 묻게되는 것을 방지하여, 난연판넬(100)의 외관을 깨끗히 유지되게 함으로써 별도의 청소 작업을 필요 없게 한다. 또 상기에서 씨일링제 (140)의 주입은 일반적인 여러 가지 방법들을 이용할 수 있으므로 본 발명에서는 어느 하나만을 특정하여 설명하는 것은 생략한다.

<제6공정:700>

도 3F는 씨일링 작업 후 이물질 방지용 스티커(130)을 난연 판넬(100)으로부터 박리하여 앵커볼트(120)의 설치 및 판넬(100)에의한 보강 작업을 마무리하는 공정을 나타낸 것이다. 상기 스티커(130)의 박리 후에는 도 3G(공정:800)와 같이, 섬유보강 수지 난연 판넬(100)의 표면은 돌출부위가 없이 매끄럽게 유지되어, 외관상 미감을 갖게 한다.

이상의 부수, 보강공법은 이해를 돕기 위하여 단계적으로 설명하였으나, 실제로는 연속하여 실시된다.

도 4A 내지 도 4B는 본 발명에 따른 섬유보강 수지 난연 판넬을 이용한 판넬 이음부들의 보강 공정을 나타낸 도면이다.

본 실시예는 구조물(2)에 설치되는 섬유보강 수지 난연 판넬(100)들이 인접 되는 이음부를 보강하는 이음부 보강 공정(900)으로서, 상기 보강공정(900)에는 섬유보강 수지 난연판넬(100)들의 측부에 단차(152)를 두고 형성된 겹 이음 경사면 (154)에 의해서 이어지는 이음부(150)를 구비하고 있다. 이음부(150)의 보강은 섬유보강 수지 난연판넬(100)의 인접 부위들을 서로 반대 방향으로 설치된 겹 이음 경사면(152)에 의해 겹쳐지게 위치 하기에 앞서, 겹쳐지게 위치되는 겹 이음 경사면(152)로는 접착제와 같은 씨일링 재(156)가 도포된다.

상기 씨일링 재(156)의 도포후 판넬(100)의 단차(154)에 대응하는 두께를 갖도록 기 제작한 보강재들이 설치되어 일체로 부착되는데, 상기 구조물(2)와의 직접적으로 대면하는 부위에 설치되는 보강재는 섬유 만을 수겹으로 적층하여 된 섬유부재(162)가 설치되어, 상기 섬유보강 수지 난연 판넬(100)을 부착하고자 강제 주입하는 에폭시 수지물질이 상기 섬유부재(162)측으로 스며들어 함침되게 하면서 상기 섬유보강 수지 난연 판넬(100)의 이음부(150)을 구조물(2)에 대하여 밀착되는 상태로 부착되게 한다.

상기 섬유 부재(162)와 반대 측에 기 도포한 씰링재(156)을 개재하여 접착되는 보강재는 다수겹의 섬유에 에폭시 수지를 함침하여된 섬유보강 판재(164)이다. 상기 섬유보강판재(612b)의 제작에 대한 구체적인 설명은 후에 도5를 참조하여 설명한다.

이렇게 형성된 섬유부재(162)와 섬유보강 판재(164)가 각각 상기 섬유보강 수지 난연 판넬(100)들의 이음부에서 그 판넬(100)들과 일체화되어 구조물(2)측으로 접착됨에 의해, 상기 섬유보강 수지 난연 판넬(100)의 이음부(150)를 판넬 본체의 지지응력 이상으로 보강한다. 또한, 본 발명의 이러한 이음부(150)의 보강 공법은 난연판넬(100)을 이음부가 없는 원 스판(1Span)으로 시공할 수 있게하여, 외관상 미감을 갖게한다.

도 5A 내지 도 5B는 도 4표시의 이음부에 사용된 섬유 보강판(164)의 제조 공정을 나타낸 도면이다.

상기 섬유보강판재(164)는 에폭시 복합제(166)에 화이버 로빙 클로즈(Fiber Roving Cloth)(168)의 보강섬유를 하나씩 적층,함침 한 후, 이를 소정의 두께를 이루게 압축 경화하여 된 것으로, 이 판재(164)역시 상기 난연판넬(100)과 동일한 강도를 갖는다. 상기에서 섬유보강판재(164)는 물론 섬유부재(162)에 사용되는 보강 섬유로는 화이버 로빙 크로스(Fiber Roving Cloth)이 외에 글래스 화이버(Glass Fiber), 케블라 화이버(Kevlar Fiber), 아라미드 화이버 (Aramide Fiber)등이 사용된다.

이상과 같이,본 발명에 의하면 러프면에 의한 단면적 확대로 구조물에 보다 강하게 접착되게 하여 반 영구적으로 얻게한 보수 보강효과와, 난연성 판넬의 사용에 의한 난연특성을 발휘되게 한 효과와, 이음부의 보강 처리 및 이음부 보강에 의한 원 스판 시공효과와, 또한 보강판넬로부터의 앵커 볼트의 비노출 시공법으로 인한 외관의 미려감 효과및 공간 활용도를 높게 한 효과가 있다.

Claims (8)

1. 수지 판넬에 있어서,

   점도 조절한 수지 30 중량(%), 난연제 60 중량(%), 변색,변형방지제 5중량(%) 및 소포제 5중량(%)를 혼합하여 일정 두께를 이루게 조성한 수지혼합물;

   수지 혼합물에 적층 함침시키어 그 혼합물과 일체화 되게 하는 보강섬유; 및

   상기 보강섬유가 함침된 혼합물의 표면 위로 거칠게 형성한 러프면(rough)을 포함하는 것을 특징으로하는 섬유보강 수지 난연 판넬.
2. 제1항에 있어서, 상기 수지는 에폭시 수지, 비닐수지, 불포화 폴리에스테르 수지이고, 상기 난연제는 인계수지(Phosphorous Halide), 적인(Red Phosphorous), 수산화알루미늄(Aluminium Hydroxide),산화크롬이고, 상기 변색, 변형 방지제는 산화아연(Zinc Oxide), 산화티타늄 (Titanium Oxide)인 것을 특징으로하는 섬유보강 수지 난연 판넬.
3. 제1항에 있어서, 상기 보강섬유는 다수겹의 화이버 로빙 클로스(Fiber Roving Cloth), 글래스 화이버(Glass Fiber),케블라 화이버(Kevlar Fiber), 아라미드 화이버(Aramide Fiber)인 것을 특징으로하는 섬유보강 수지 난연 판넬.
4. 제1항에 있어서, 상기 러프면은 혼합물의 표면위로 살포되는 금강사나규사(si)에 의해 형성됨을 특징으로하는 섬유보강 수지 난연 판넬.
5. 구조물의 표면에 에폭시 수지를 주입하여 보강하는 보강 방법에 있어서,

   청구항 1에 의하여 제작된 섬유보강 수지 난연 판넬의 러프면을 구조물의 표면부위에 대면 시키면서 위치 시키는 제1공정;

   상기 섬유보강 수지 난연 판넬에 구비된 요홈을 통하여 구조물 쪽으로 앵커 볼트를 심기위한 앵커 볼트 고정공을 천공하기 위한 제2공정;

   상기 앵커 볼트 고정공을 통한 앵커 볼트를 심는 고정 작업으로 섬유보강 수지 판넬을 구조물의 표면부위 쪽으로 밀착되게 고정 후, 앵커 볼트의 섬유보강 수지 판넬의 외부로 돌출된 부위를 제거하는 제3공정;

   섬유보강 수지 난연 판넬의 러프면으로 구조물의 표면 부위와의 사이에 형성된 간극으로 주입되는 에폭시 수지에 의해 그 판넬을 구조물에 일체화되게 보강함과 아울러, 상기 앵커 볼트의 요홈 주위로는 이물질 방지용 스티커를 부착하는 제4공정;

   앵커 볼트의 요홈의 내부로 기 준비된 씰링제를 충진함에 의해 앵커 볼트가 위치된 요홈을 판넬과 수평면을 이루게 씨일링하는 제5공정; 및

   씨일링 작업 후 이물질 방지용 스티커를 박리하여 판넬의 보강 작업을 마무리하기 위한 제6공정을 포함하는 섬유보강 수지 난연 판넬을 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보강공법.
6. 제5항에 있어서, 구조물의 표면 부위에 위치되는 상기 섬유보강 수지 난연 판넬들의 인접 부위를 보강이음 하기위한 보강공정을 더 포함하고, 상기 보강공정은 섬유보강 수지 난연 판넬들의 측부에 단차를 두고 형성된 겹 이음 경사면을 갖는 이음부를 구비하고, 섬유보강 수지 난연 판넬들의 인접 부위들을 겹 이음 경사면에의해 겹쳐지게 위치하는 공정, 겹 이음 경사면으로 겹쳐지게 위치되는 이음부위의 양측으로 씨일링재를 도포후 단차에 대응하는 두께를 갖는 섬유보강재와 섬유보강 판재를 각각 상기 섬유보강 수지 난연 판넬들과 일체화되게 접착하는 공정을 포함하는 것을 특징으로하는 섬유보강 수지 난연 판넬을 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보강공법.
7. 제6항에 있어서, 상기 섬유보강재는 화이버 로빙 클로스(Fiber Roving Cloth), 글래스 화이버(Glass Fiber), 케블라 화이버(Kevlar Fiber), 아라미드 화이버(Aramide Fiber)중에서 선택된 어느 하나를 다수겹으로 적층하여 된 것임을 특징으로하는 섬유보강 수지 난연 판넬을 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법.
8. 제6항에 있어서, 상기 섬유보강판재는 에폭시 수지에 화이버 로빙 클로스 (Fiber Roving Cloth), 글래스 화이버(Glass Fiber),케블라 화이버(Kevlar Fiber), 아라미드 화이버(Aramide Fiber)중에서 선택된 어느 하나를 하나씩 다수겹으로 적층한 후, 이를 압축 경화하여 된 것임을 특징으로하는 섬유보강 수지 난연 판넬을 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보강공법.