KR200370613Y1 - 나노 합성 무기질 폴리머가 코팅된 기초파일 및 소일네일링 - Google Patents

Abstract

본 고안은 나노 합성 무기질 폴리머가 코팅된 기초파일 및 소일네일링에 관한 것으로서, 연약지반 등에 매설되어 지반을 안정시키기 위한 지중 앵커파일을 비롯한 각종 기초파일과 절개지 및 굴착사면 안정화를 위한 소일네일링 인장체 외표면에 나노 합성 무기질 폴리머를 코팅하여 열화인자를 차단하고 통기성을 유지하여 내구성을 향상시킨 나노 합성 무기질 폴리머가 코팅된 기초파일 및 소일네일링을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적달성을 위한 본 고안은, 철근이나 강봉, 강관파이프, PC강선, 빔(Beam) 등의 외표면에 나노 합성 무기질 폴리머를 코팅하여 인장체나 압축재로 사용하며, 또한 연약지반 등에 매설되어 지반을 안정시키기 위한 지중 앵커파일을 비롯한 각종 기초파일과 절개지 및 굴착사면 안정화를 위한 소일네일링 인장체 외표면에 나노 합성 무기질 폴리머(50)가 코팅된 것을 특징으로 한다.

Description

나노 합성 무기질 폴리머가 코팅된 기초파일 및 소일네일링{micro pile and soil nailing coated inorganic polymer}

본 고안은 나노 합성 무기질 폴리머가 코팅된 기초파일 및 소일네일링에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연약지반 등에 매설되어 지반을 안정시키기 위한 지중 앵커파일을 비롯한 각종 기초파일과 절개지 및 굴착사면 안정화를 위한 소일네일링 인장체 외표면에 나노 합성 무기질 폴리머를 코팅하여 열화인자를 차단하고 통기성을 유지하여 내구성을 향상시킨 나노 합성 무기질 폴리머가 코팅된 기초파일 및 소일네일링에 관한 것이다.

일반적으로, 지중 앵커파일(geo-anchor pile) 및 소일네일링은 연약지반 또는 경사지 등의 지반 내에 매설되어 지반의 강도를 향상시켜 주기 위한 것으로서, 이러한 앵커파일은 일정 깊이로 천공되어진 파일구멍내로 삽입된 상태에서 파일과 지반 사이의 공극에 그라우팅을 충진시켜서 파일을 지반과 일체화되게 함으로써, 지반의 강도를 보강시켜 주는 역할을 한다.

즉, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 몸체 외표면에 나선형의 결합돌기가 연속적으로 형성되어진 트레드바(thread bar)(10,10??)와, 이 트레드바(10,10??)의 상하단부에 너트식으로 체결되어 다른 트레드바를 연결하는 커플러(12,12??)와, 상기 트레드바(10,10??)의 외표면에 결합되어 파일구멍(18,18')내로 삽입되어진 앵커파일의 중심을 유지하는 중심유지재(14,14??) 및 트레드바(10,10??)의 측면부에 삽입되어 파일구멍(18,18??)내로 그라우팅을 공급하는 그라우팅 호스(16,16??)로 구성되어 있다.

이와 같은 앵커파일은 연약지반이나 경사면에 천공되는 파일구멍(18,18??)에 앵커파일을 삽입한 상태에서, 앵커파일의 측부에 삽입되어진 그라우팅 호스(16,16??)로 그라우팅을 주입하게 되면, 파일구멍(18,18??) 내에 삽입되어진 앵커파일이 그라우팅의 경화과정에서 지반과 일체로 고정되는 것이다.

그리고, 그라우팅이 경화된 후 앵커파일의 상단부에 볼트와 같은 체결수단을 통해 정착판(20,20??)을 고정시키게 되면, 앵커파일의 매설작업이 완료되어 지반을 안정시키게 된다.

종래에는, 상기와 같은 앵커파일을 구성하는 각종 부품, 특히 트레드바는 파일구멍과 같이 수분이 다량 존재하고 있는 지반내에 삽입되어 서서히 부식되는 상태이므로, 예컨대 앵커파일의 설계과정에서 트레드바의 부식량을 고려하여 최소한 규정치보다 15%(약 2mm)이상의 단면적을 추가하고 있다.

따라서, 종래에는 앵커파일의 단면적을 규정치보다 상대적으로 추가하여 설계함으로써, 트레드바의 제작원가가 높을 뿐만 아니라, 각종 부품들의 재료비 및 가공비가 증대되는 단점이 있었으며, 부식을 방지하지 못하므로 앵커파일로 가해지는 하중에 따른 축력이 감소됨은 물론 앵커파일의 수명이 단축되어 반영구적으로 사용할 수 없는 문제점이 있었다.

이에, 대한민국 실용신안공고 제20-219068호에서는, 도 2에서와 같이, 앵커파일들을 이루는 트레드바의 단면적을 규정치로 가공하고 트레드바의 표면에 에폭시 수지(30)를 코팅하여 부식을 방지시킴으로써, 경제성이 높을 뿐만 아니라 앵커파일의 수명을 연장시킴은 물론 축력을 극대화시킬 수 있도록 한 지중 앵커파일의트레드바를 제안하고 있다.

상기한 지중 앵커파일의 트레드바는, 몸체외표면에 결합돌기가 연속적으로 형성되어서 지중 앵커파일에 사용되는 트레드바에 있어서, 트레드바의 외표면에 최소한 300kg/m²(두께=2~5mm)이상의 함량으로 에폭시수지를 부착시킨 것을 특징으로 하고 있다.

그러나, 상기와 같이 트레드바의 외표면에 에폭시 수지층의 부착은, 폐쇄도막으로 이루어짐으로써, 도 3에서와 같이 팽압작용에 의한 도막층의 들뜸으로 인하여 열화가 발생하고 이로 인하여 내구성이 저하되는 문제점이 있었다.

한편, 종래기술에서 지중 앵커파일의 트레드바를 일 예로 들어 설명하였으나, 사면보강을 위한 소일 네일링과 수직면 보강을 위한 각종 기초파일도 마찬가지의 문제점이 있었음은 물론이다.

이에, 본 고안은 상기와 같은 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 연약지반 등에 매설되어 지반을 안정시키기 위한 지중 앵커파일을 비롯한 각종 기초파일과 절개지 및 굴착사면 안정화를 위한 소일네일링 인장체 외표면에 나노 합성 무기질 폴리머를 코팅하여 열화인자를 차단하고 통기성을 유지하여 내구성을 향상시킨 나노 합성 무기질 폴리머가 코팅된 기초파일을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1a는 종래의 지중 앵커파일용 트레드바의 시공상태를 개략적으로 나타낸 도면.

도 1b는 종래의 절개지 및 굴착사면 안정화를 위한 소일네일링 인장체의 시공상태를 개략적으로 나타낸 도면.

도 2는 도 1의 요부 확대도.

도 3은 종래에 적용된 에폭시 수지층의 도막특성을 나타낸 도면.

도 4는 본 고안에 따른 나노 합성 무기질 폴리머가 코팅된 기초파일 또는 소일네일링 인장체를 나타낸 요부 확대도.

도 5는 본 고안에 적용되는 나노 합성 무기질 폴리머의 도막특성을 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

30 : 에폭시 수지층 50 : 나노 합성 무기질 폴리머

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 연약지반 등에 매설되어 지반을 안정시키기 위한 지중 앵커파일을 비롯한 각종 기초파일과 절개지 및 굴착사면 안정화를 위한 소일네일링 인장체에 있어서, 상기 기초파일 및 소일네일링 인장체의 몸체 외표면에 나노 합성 무기질 폴리머가 코팅된 것을 특징으로 한다.

이 경우, 상기 나노 합성 무기질 폴리머는, 3차원 망목구조를 갖는 알콕시실란계인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 고안에 따라 나노 합성 무기질 폴리머가 코팅된 기초파일 및 소일네일링을 나타낸 부분 확대단면도로서, 도시된 바와 같이, 나선형의 결합돌기가 형성된 기초파일 또는 소일네일링 인장체(10)의 외표면에 나노 합성 무기질 폴리머(50)가 코팅되어 있다.

상기 나노 합성 무기질 폴리머는, 콘크리트 수화물과 결합하기 쉬운 수소결합 형태의 3차원 망목구조로서, 나노(10^-9M)수준의 분자제어기술인 알콕시실란계 졸, 겔 반응과정을 통하여 제조되는 것이다.

이러한 나노 합성 무기질 폴리머는, 저분자량으로 공극내 침투성이 우수하고, 코팅막내 미세기공 형성으로 열화 인자가 차단되는 됨과 아울러 내부의 수분은외부로 배출됨으로써, 부식이 방지된다.

또한, 도막과 기초파일 등과의 접속이 확실하고, 방청성이 우수하며, 전기화학적인 방청기능의 지속기간이 길다.

다시 말해서, 상기 나노 합성 무기질 폴리머는, 비정질 형태를 가지며 3차원의 망목구조로서 분자량 2,000~3,000의 저분자 형태를 띠기 때문에 다공성을 갖는 물질에 대하여 침투력이 우수할 뿐 아니라 불용성 구조로서 미량의 수분과도 반응하지 않는 성질을 가진다.

참고로, 본 고안에서는 나노 합성 무기질 폴리머가 코팅된 것을 기초파일에 한정하여 실시 예를 설명하였으나, 건축자재로서 사용되는 철근이나, 강관파이프, 강봉, PC강선, 빔 등에도 상기 나노 합성 무기질 폴리머를 코팅하여 인장체나 압축재로 사용할 수 있음은 물론이다.

한편, 최근에는 그라우팅을 5~10kgf/cm²의 압력으로 주입함으로써, 그라우팅 직경 증가에 따라 부착력 증가를 도모하기 위한 가압식 공법이 많이 이용되고 있는데, 본 고안에 따른 나노 합성 무기질 폴리머가 코팅된 기초파일 및 소일네일링을 상기한 가압식 공법에 적용하게 되면 보다 확실한 부착력에 의한 내구성 향상을 꾀할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안의 나노 합성 무기질 폴리머가 코팅된기초파일 및 소일네일링에 의하면, 연약 지반 등에 매설되어 지반을 안정시키기 위한 지중 앵커파일을 비롯한 각종 기초파일과 절개지 및 굴착사면 안정화를 위한 소일네일링의 외표면에 3차원 망목구조를 가지는 알콕시실란계의 나노 합성 무기질 폴리머가 코팅됨으로써, 열화인자를 차단하고 통기성을 유지하여 부식방지가 이루어짐으로써, 내구성이 향상되는 매우 유용한 효과가 있다.

Claims (2)

1. 연약지반 등에 매설되어 지반을 안정시키기 위한 지중 앵커파일을 비롯한 각종 기초파일과, 절개지 및 굴착사면 안정화를 위한 소일네일링 인장체에 있어서,

   상기 기초파일 및 소일네일링 인장체의 몸체 외표면에 나노 합성 무기질 폴리머(50)가 코팅된 것을 특징으로 하는 나노 합성 무기질 폴리머가 코팅된 기초파일 및 소일네일링.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 나노 합성 무기질 폴리머는, 3차원 망목구조를 갖는 알콕시실란계인 것을 특징으로 하는 나노 합성 무기질 폴리머가 코팅된 기초파일 및 소일네일링.