KR20050120889A

KR20050120889A - 탄성콘크리트를 이용한 신축 이음 구조물

Info

Publication number: KR20050120889A
Application number: KR1020040046002A
Authority: KR
Inventors: 이명호
Original assignee: 주식회사 한국피엔알건설
Priority date: 2004-06-21
Filing date: 2004-06-21
Publication date: 2005-12-26

Abstract

본 발명은 교량 및 터널 양측의 연결부등에 설치되는 탄성콘크리트를 이용한 신축 이음 구조물에 관한 것으로, 특히 폴리에틸렌 화합물인 압축, 인장, 전단 응력이 높은 신축 이음재를 이용하여 구조물의 거동을 흡수하도록 설치되는 탄성 콘크리트를 이용한 신축 이음 구조물에 관한 것이다.

변성 에폭시를 제조한후 규사로 된 골재와 혼합하되 1:3 내지 1:4의 비율이 되도록 하여 교반하며, 구체 콘크리트를 절단하여 만든 공간이나 기존 조인트 채움재 및 마감제를 제거하여 얻은 공간에 후타재로 채워 넣고 경화된 후타재와 신축 이음재를 에폭시 접착제로 접착하도록 한 공지의 것에 있어서,

후타재로 사용하기 위한 변성 에폭시를 제조하기 위하여 레진 조성물의 주제로 비스페놀 A 디그리시딜 에테르(DIGLYCIDYL ETHER OF BISPHENOL A(DGEBA)) 30 ~ 50wt%, 첨가제로 부틸 그리시딜 에테르(BUTYL GLYCIDYL ETHER) 1 ~ 10wt%, 톨루엔 디이소시안네이트(TOLUENE DIISOCYANATE) 0.1 ~ 0.3wt%를 준비하여 균일하게 30분 내지 40분간 교반하고, 이때 교반 및 반응온도가 20℃ 내지 80℃가 유지되도록 하며,

경화제를 준비하기 위하여 폴리아미드 20 ~ 35wt%, 교정 사이크로아리파틱 아민 5 ~ 20wt%, 교정 아리파틱 아민5 ~20wt%, 교정 아로매틱 아민 1.5 ~ 3wt%, 2.4.6-트리스(ELAPXLF DKALSH APXLF)페놀 1.5 ~ 2.5wt%를 40분 내지 60분간 교반하며, 이때의 교반 및 반응온도가 20℃ 내지 80℃가 되도 하고, 상기 레진과 경화제는 후타재 시공을 요하는 장소에서 1:1로 교반하여 구성된 것이 특징임.

Description

탄성콘크리트를 이용한 신축 이음 구조물{Expansion Joint Structure using Elastic Concrete}

일반적으로 교량의 연결부나 터널 양측의 연결부는 반복되는 차량의 통행과 기후에 따른 온도변화에 의하여 반복적인 충격하중 및 진동하중 그리고 수축 및 팽창에 의한 스트레스를 받게 된다. 이에 따라 단부에 균열이 발생하게 된다.

이러한 균열 부위를 보강하기 위하여 종래에는 구체 콘크리트의 양단 상면 일측을 절개하고 이에 탄성콘크리트를 채워 양생한 후 이들 사이에 자외선 차단제가 함유되어 내후성이 강하고 내화학성이 우수하며, 신축성이 구비된 신축 이음재(Ethylene Vinyl Acetate Low Density Polyethylene Copolymer Foam)를 에폭시 접착제로 접착하여 줌으로써 구조물의 심한 움직임, 마모, 비틀림, 부등침하, 지진 등 구조적 역학거동(압축, 인장, 전단, 회전등)을 흡수하여 교량이나 터널 등 각종 구조물의 손상을 방지하도록 하였다.

반면에 이러한 신축 이음 구조물의 단부에 후타재로 시공된 탄성 콘크리트의 혼합 원료로 사용되는 에폭시 자체의 신율이 2wt% 내지 25wt%에 불과하여 이를 사용한 탄성 콘크리트의 신율 역시 미미한 수준에 불과하였던 것이다.

그러므로 탄성 콘크리트로 된 신축 이음부에 반복적으로 가하여 지는 내충격, 내진동능력이 부족하므로 쉽게 손상되어 균열, 깨짐 등이 발생하고 잦은 보수 공사가 불가피하며, 이 경우 부분 보수만으로는 박리 현상을 방지할 수 없으므로 전체적인 보수 공사가 불가피하여 보수 비용이 과다하게 소요되는 문제점이 있다.

또한, 이러한 잦은 보수는 교량 및 터널의 수명 단축을 초래하게 되며, 도료 이용률의 저하가 불가피하게 되는 등의 많은 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 교량 및 터널 양측 등 각종 시설물의 연결부위에 시공되는 탄성 콘크리트의 신율을 크게 향상시킬 수 있도록 한 탄성 콘크리트를 이용한 신축 이음 구조물을 제공하는데 주된 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로는;

경화제를 준비하기 위하여 폴리아미드 20 ~ 35wt%, 교정 사이크로아리파틱 아민 5 ~ 20wt%, 교정 아리파틱 아민5 ~20wt%, 교정 아로매틱 아민 1.5 ~ 3wt%, 2.4.6-트리스(ELAPXLF DKALSH APXLF)페놀 1.5 ~ 2.5wt%를 40분 내지 60분간 교반하며, 이때의 교반 및 반응온도가 20℃ 내지 80℃가 되도 하고, 상기 레진과 경화제는 후타재 시공을 요하는 장소에서 1:1로 교반하여 구성됨으로써 이루어진다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도1은 일반적인 교량이나 터널의 신축 이음 구조물을 보인 사시도이다.

도면을 참조하면, 본 발명은 먼저 변성 에폭시 계열 수지를 제조하여야 하는 것이며, 이를 위하여 레진조성물의 주제로 비스페놀 A 디그리시딜 에테르(DIGLYCIDYL ETHER OF BISPHENOL A(DGEBA))30 ~ 50wt%, 첨가제로 부틸 그리시딜 에테르(BUTYL GLYCIDYL ETHER) 1 ~ 10wt%, 톨루엔 디이소시안네이트(TOLUENE DIISOCYANATE) 0.1 ~ 0.3wt%를 준비하여 균일하게 30분 내지 40분간 교반하고, 이때 교반 및 반응온도가 20℃ 내지 80℃가 유지되도록 한다.

아울러, 경화제를 준비하기 위하여 폴리아미드 20 ~ 35wt%, 교정 사이크로아리파틱 아민 5 ~ 20wt%, 교정 아리파틱 아민 5 ~ 20wt%, 교정 아로매틱 아민 1.5 ~ 3wt%, 2.4.6-트리스(ELAPXLF DKALSH APXLF)페놀 1.5 ~ 2.5wt%를 40분 내지 60분간 교반하며, 이때의 교반 및 반응온도가 20℃ 내지 80℃가 되도록 한다.

이와 같이 하여 얻은 레진과 경화제는 후타재 시공을 요하는 장소에서 1:1로 교반하여 변성 에폭시를 제조한 후 규사로 된 골재와 혼합하되 1:3 내지 1:4의 비율이 되도록 하여 교반한다.

이어서, 구체 콘크리트를 절단하여 만든 공간이나 기존 조인트 채움재 및 마감제를 제거하여 얻은 공간에 후타재인 탄성 콘크리트를 채워 넣고 대기중에 방치하면 경화되는 것이며, 이와 같이 하여 경화된 탄성 콘크리트와 신축 이음재를 에폭시 접착제로 접착하며, 이때 신축 이음재의 폭을 탄성 콘크리트 사이의 폭보다 25% 넓은 규격을 사용하여 강제 삽입하고, 후타재의 표면보다 약 4mm 이상 낮게 설치하여 줌으로서 양측의 구체 콘크리트가 접근하는 경우에도 신축 이음재가 외부로 노출되면서 마모되는 일이 없도록 한다.

이와 같이 하여 얻은 본 발명에 의한 신축 이음 구조물은 탄성 콘크리트의 신율이 약 12% 내지 18% 이상으로 되면서도 우수한 기계, 물리적 성질 및 접착강도, 내막류성, 내후성, 전기 절연성면에서 우수한 물리적 성능을 가진다.

이러한 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하면 다음과 같다.

실시예1

레진조성물의 주제로 비스페놀 A 디그리시딜 에테르(DIGLYCIDYL ETHER OF BISPHENOL A(DGEBA)) 39.3wt%, 첨가제로 부틸 그리시딜 에테르(BUTYL GLYCIDYL ETHER) 7.2wt%, 톨루엔 디이소시안네이트(TOLUENE DIISOCYANATE) 0.2wt%를 준비하여 균일하게 35분간 교반하고, 이때 교반 및 반응온도가 30℃가 유지되도록 한다.

아울러, 경화제를 준비하기 위하여 폴리아미드 26.4wt%, 교정 사이크로아리파틱 아민 13wt%와, 교정 아리파틱 아민 9.6wt%와, 교정 아로매틱 아민 2.4wt%와, 2.4.6-트리스(ELAPXLF DKALSH APXLF)페놀 1.9wt%를 45분간 교반하며, 이때의 교반 및 반응온도가 30℃가 되도록 한다.

이와 같이 하여 얻은 레진과 경화제는 후타재 시공을 요하는 장소에서 1:1로 교반하여 변성 에폭시를 제조한 후, 규사로 된 골재와 혼합은 1:3의 비율이 되도록 하여 교반한 결과물의 실험데이터는 표 1과 같다.

표 1에 도시된 바와같이, 본 발명의 실시예 1에 따른 신축 이음 구조물은 압축강도 356 kgf/㎠, 인장강도 149 kgf/㎠, 신장률 50%, 충격강도 8.0kgfㆍ㎝/㎝, 인장전단접착당도 122kgf/㎠로 나타났으며, 이와같은 결과는 국가공인시험연구기관인 한국건자재시험연구원에 의뢰하여 얻은 결과이다.

또한, 본 발명에 의한 신축 이음 구조물의 후타재인 탄성콘크리트는 신율이 15% 달하였으며, 이는 구조물의 심한 움직임, 마모, 비틀림, 부등침하, 지진 등 구조적 역학거동(압축, 인장, 전단, 회전등)을 흡수하여 교량이나 터널등 각종 구조물의 손상을 방지할수 있는 수준이어서 반복되는 내충격, 내진동능력이 충분하여 균열, 깨짐등이 거의 없음이 실제의 시공결과 확인되었다.

실시예 2

레진조성물의 주제로 비스페놀 A 디그리시딜 에테르(DIGLYCIDYL ETHER OF BISPHENOL A(DGEBA)) 39.6wt%, 첨가제로 부틸 그리시딜 에테르(BUTYL GLYCIDYL ETHER) 4.7wt%, 톨루엔 디이소시안네이트(TOLUENE DIISOCYANATE) 0.2wt%를 준비하여 균일하게 35분간 교반하고, 이때 교반 및 반응온도가 30℃가 유지되도록 한다.

아울러, 경화제를 준비하기 위하여 폴리아미드 28wt%, 교정 사이크로아리파틱 아민 9.3wt%와, 교정 아리파틱 아민 14wt%와, 교정 아로매틱 아민 2.3wt%와, 2.4.6-트리스(ELAPXLF DKALSH APXLF)페놀 1.9wt%를 45분간 교반하며, 이때의 교반 및 반응온도가 30℃가 되도록 한다.

이와 같이 하여 얻은 레진과 경화제는 후타재 시공을 요하는 장소에서 1:1로 교반하여 변성 에폭시를 제조한후 규사로 된 골재와 혼합은 1:4의 비율이 되도록 하여 교반한 결과물의 실험데이터는 표 2와 같다.

표 2에 도시된 바와같이, 본 발명의 실시예 2에 따른 신축 이음 구조물은 압축강도 336 kgf/㎠, 인장강도 124 kgf/㎠, 신장률 170%, 샤르피충격강도 9.6 kgfㆍ㎝/㎠, 인장전단접착당도 156kgf/㎠로 나타났으며, 이와같은 결과는 국가공인시험연구기관인 한국건자재시험연구원에 의뢰하여 얻은 결과이다.

또한, 본 발명에 의한 탄성 콘크리트는 신율이 14%에 달하였으며, 이는 전술한 실시예 1보다 낮은 수준이기는 하나 구조적 역학거동(압축, 인장, 전단, 회전등)과 내충격, 내진동능력은 충분함을 확인할 수 있었다.

이와 같이 하여 본 발명은 신축 이음 구조물에 사용되는 후타재로서의 탄성 콘크리트 신율을 크게 향상시켜 줌으로써 구조물의 심한 움직임, 마모, 비틀림, 부등침하, 지진 등 구조적 역학거동(압축, 인장, 전단, 회전등)을 흡수하여 교량이나 터널등 각종 구조물의 손상을 방지할 수 있게 되는 것이고, 반복되는 내충격, 내진동능력이 충분하여 균열, 깨짐등이 거의 없는 것이어서 잦는 보수 시공이 불필요하게 되는 것이어서 보수 시공과 관련된 비용을 크게 줄일 수 있음은 물론 도로나 교량의 이용률 향상을 도모할수 있게 되는 등의 효과가 있는 것이다.

도1은 일반적인 교량이나 터널의 신축 이음 구조물을 보인 사시도.

Claims

변성 에폭시를 제조한후 규사로 된 골재와 혼합하되 1:3 내지 1:4의 비율이 되도록 하여 교반하며, 구체 콘크리트를 절단하여 만든 공간이나 기존 조인트 채움재 및 마감제를 제거하여 얻은 공간에 후타재로 채워 넣고 경화된 후타재와 신축 이음재를 에폭시 접착제로 접착하도록 한 공지의 것에 있어서,

후타재로 사용하기 위한 변성 에폭시를 제조하기 위하여 레진 조성물의 주제로 비스페놀 A 디그리시딜 에테르(DIGLYCIDYL ETHER OF BISPHENOL A(DGEBA)) 30 ~ 50wt%, 첨가제로 부틸 그리시딜 에테르(BUTYL GLYCIDYL ETHER) 1 ~ 10wt%, 톨루엔 디이소시안네이트(TOLUENE DIISOCYANATE) 0.1 ~ 0.3wt%를 준비하여 균일하게 30분 내지 40분간 교반하고, 이때 교반 및 반응온도가 20℃ 내지 80℃가 유지되도록 하며,

경화제를 준비하기 위하여 폴리아미드 20 ~ 35wt%, 교정 사이크로아리파틱 아민 5 ~ 20wt%, 교정 아리파틱 아민5 ~ 20wt%, 교정 아로매틱 아민 1.5 ~ 3wt%, 2.4.6-트리스(ELAPXLF DKALSH APXLF)페놀 1.5 ~ 2.5wt%를 40분 내지 60분간 교반하며, 이때의 교반 및 반응온도가 20℃ 내지 80℃가 되도 하고, 상기 레진과 경화제는 후타재 시공을 요하는 장소에서 1:1로 교반하여 구성됨을 특징으로 하는 탄성 콘크리트를 이용한 신축 이음 구조물.