KR20080032538A

KR20080032538A - 콘크리트 구조물의 보강방법

Info

Publication number: KR20080032538A
Application number: KR1020060098540A
Authority: KR
Inventors: 정훈희
Original assignee: 에스케이케미칼주식회사
Priority date: 2006-10-10
Filing date: 2006-10-10
Publication date: 2008-04-15
Also published as: KR101258708B1

Abstract

본 발명은 콘크리트 구조물의 보강방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 흙속에 그 하부가 매설되는 콘크리트 구조물의 하부 밑부분 즉, 보강 대상면을 보강하는 콘크리트 구조물의 보강방법에 있어서, 보강시 사용되는 열경화성 수지를 단시간 내에 경화시킬 수 있도록 한 콘크리트 구조물의 보강방법에 관한 것이며, 이를 위하여 본 발명은 콘크리트 구조물의 매립된 보강 대상면을 노출시켜 보강섬유 시트를 접착하는 접착단계와, 상기 보강섬유 시트의 외면에 열경화성 수지를 도포하는 수지 도포단계와, 상기 수지가 경화되게 균일한 온도로 열을 발산하는 시트형태의 면상 발열체를 상기 수지 외면에 밀착 구비하는 발열체 구비단계와, 상기 면상 발열체로 감싸진 보강 대상면을 복토하는 복토단계와, 상기 면상 발열체를 발열시켜 수지를 경화시키는 경화단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보강방법을 제공함으로써, 열경화성 수지를 단시간 내에 경화시킬 수 있어 경화시간 및 시공시간을 단축시킬 수 있으므로 경제적인 보강작업을 수행할 수 있는 이점을 제공한다.

콘크리트 구조물, 전신주, 보강섬유 시트, 열경화성 수지, 보강

Description

콘크리트 구조물의 보강방법{Method for reinforcing a concreate sturcture}

도 1은 본 발명에 따른 콘크리트 구조물의 보강방법에서 면상 발열체를 개략적으로 나타낸 평면도;

도 2는 도 1의 A부분의 확대 단면도;

도 3은 콘크리트 구조물에 면상 발열체가 감겨진 모습을 개략적으로 나타낸 사시도;

도 4는 도 2의 일면에 방열지가 구비된 모습을 나타낸 단면도;

도 5는 본 발명에 따른 콘크리트 구조물의 보강방법을 설명하기 위한 흐름도;

도 6은 본 발명에 따른 콘크리트 구조물의 보강부분에 대한 확대단면도;

도 7은 본 발명에 따른 면상발열체에 의해 열경화성 수지가 경화되는 상태를 나태낸 그래프;

도 8은 본 발명에 따른 콘크리트 구조물의 보강방법의 다른 실시예를 설명하기 위한 흐름도;

도 9는 본 발명의 따른 콘크리트 구조물의 보강방법의 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 확대단면도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호 〉

10 : 전신주 20 : 프라이머재

30 : 에폭시 퍼티 40a, 40b : 열경화성 수지

50 : 보강섬유 시트 60 : 면상 발열체

62 : 발열지 64 : 동박

66 : 전선 68 : 절연필름

68a : 방열지 70 : 흙

80 : 이형필름

본 발명은 콘크리트 구조물의 보강방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 흙속에 그 하부가 매설되는 콘크리트 구조물의 하부 밑부분 즉, 보강 대상면을 보강하는 콘크리트 구조물의 보강방법에 있어서, 보강시 사용되는 열경화성 수지를 단시간 내에 경화시킬 수 있도록 한 콘크리트 구조물의 보강방법에 관한 것이다.

일반적으로 흙속에 그 일부가 매설되는 전신주, 교각, 말뚝 등의 콘크리트 구조물은 그 하부가 도로 등 지중부분에 메워져서 세워져 있고 지진 시나 차량 충돌 시 등에 응력이 가장 크게 걸리는 하부 밑부분 즉, 보강 대상면을 콘크리트보다 인장강도가 높은 방향족 폴리아미드 섬유 시트로 보강할 경우 적어도 매설부 주위의 땅을 파서 보강공사를 하고, 공사종료시에는 땅을 되메우는 작업을 시행하고 있 다.

예컨데, 시공 현장에서 콘크리트 구조물 표면에 보강섬유 시트를 함침 및 접착시키고, 수지가 경화된 이후에 흙속에 매설하는 방법을 사용하는 것이다.

그러나, 이러한 방법은 수지가 경화되기까지 수일간의 시간을 필요로 하는 단점과 함께, 경화가 완전히 되지 않은 상태로 매설하게 되면 경화되지 않은 접착수지 및 열경화성 수지에 흙과 모래 등이 달라붙게 되어 불완전한 복합재료 성형체(FRP)가 되어 보강섬유 시트에 의한 보강효과가 저하될 우려가 있게 됨은 물론, 열경화성 수지가 경화되기까지 수일간을 외부에 방치하여 경화시켜야 함으로서, 물 또는 빗물에 오염될 가능성이 커지게 되는 단점이 있었다.

따라서, 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 최근에는 보강섬유 시트 접착 이후에 수지가 경화되기 전에 접착부분의 외주를 합성수지필름을 덮고 흙을 매설하는 방법이 이용되고 있으며, 이러한 일례가 일본공개특허 제2002-89082호의 『흙속 매설 콘크리트 주상체의 보강방법』에 기재되어 있다.

이를 참조하면, 종래의 흙속 매설 콘크리트 주상체의 보강방법은 땅속에 근부를 매설한 전봇대의 보강시공방법에 있어서, 땅속에서 해당 콘크리트 전봇대가 넘어지지 않는 정도로 해당 근부를 파서 일구고, 해당 전봇대 주면에 방향족 폴리아미드섬유 등 콘크리트보다도 인장강도가 큰 보강섬유시트를 접착수지를 함침시켜서 접착하고, 해당 근부의 접착부분 외주 전면을 합성수지필름으로 덮고, 해당 접착수지가 경화되기 전에 되메우는 것을 특징으로 하는 콘크리트 전봇대 근부의 보강시공방법이다.

그러나, 상술한 종래기술에 따른 흙속 매설 콘크리트 주상체의 보강방법은 보강섬유 시트를 함침 및 접착시킨 수지가 외부로부터의 오염을 방지하면서 경화시키기 위하여 수행하는 일반적인 보호 방법을 활용한 것으로서, 시공시간을 단축시킬 수는 있지만 접착 수지의 경화 속도를 증가시키지 못하는 문제점이 있었다.

즉, 종래의 흙속 매설 콘크리트 주상체의 보강방법은 접착수지에 의해 보강된 부분이 흙속에 매설된 후 접착수지가 경화되기까지의 속도를 증가시키지 못하기 때문에 기존의 발명과 마찬가지로 미경화시간 동안 접착수지가 물이나 기타 오염물질에 의해 오염되어 섬유강화 복합재료의 성질이 저하됨으로써, 완전한 보강효과를 발현하기 어려운 단점이 있었다.

덧붙여, 겨울철과 같이 대기 온도가 영하로 떨어질 경우에는 접착수지가 경화되는 시간이 더욱 길어지게 되어 외부로부터 오염될 가능성이 증가하는 동시에 시공기간이 더욱 증가하여 비용이 상승하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 보강한 부위를 면상 발열체로 감싸 고정한 후 전기를 인가하여 열을 발생시킴으로써, 겨울철과 같이 외부의 온도가 영하로 떨어져도 단시간 내에 열경화성 수지가 경화되도록 하여 외부로부터의 오염을 줄이는 동시에 시공기간을 단축시킬 수 있도록 한 콘크리트 구조물의 보강방법을 제공하는 데 있다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크 리트 구조물의 보강방법은 콘크리트 구조물의 매립된 보강 대상면을 노출시켜 보강섬유 시트를 접착하는 접착단계와, 상기 보강섬유 시트의 외면에 열경화성 수지를 도포하는 수지 도포단계와, 상기 수지가 경화되게 균일한 온도로 열을 발산하는 시트형태의 면상 발열체를 상기 수지 외면에 밀착 구비하는 발열체 구비단계와, 상기 면상 발열체로 감싸진 보강 대상면을 복토하는 복토단계와, 상기 면상 발열체를 발열시켜 수지를 경화시키는 경화단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보강방법을 제공한다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 접착단계 이전에 상기 보강 대상면을 연마한 후 프라이머재를 도포하는 프라이머재 도포단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 접착단계 이전에 표면의 단차수정 및 단면결손 된 불량부분을 제거하여 단면수복을 행하는 단면수복단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 접착단계에 사용되는 열경화성 수지는 에폭시(epoxy)계로 0.03cm ~ 0.2cm의 두께로 도포되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 면상 발열체는 탄소섬유와 펄프가 혼합된 발열지와, 상기 발열지의 양 끝단에 구비되어 전원을 인가받는 접속단자와, 상기 발열지 외면에 구비되는 절연필름을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 면상 발열체는 0.02cm ~ 0.2cm의 두께로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 면상 발열체는 25℃ ~ 60℃의 발열 온도를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 절연필름은 라미네이팅(laminating) 코팅 처리되어 방수기능을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 절연필름의 일측 외면에 외부로 복사되는 열을 차단하는 방열지가 구비된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 콘크리트 구조물은 일부가 매립된 콘크리트 전신주인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 콘크리트 구조물은 일부가 매립된 콘크리트 말뚝인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 콘크리트 구조물은 일부가 매립된 콘크리트 박스형 암거인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 콘크리트 구조물의 보강방법은 콘크리트 구조물의 매립된 보강 대상면을 노출시켜 보강섬유 시트를 접착하는 접착단계와, 상기 보강섬유 시트의 외면에 열경화성 수지를 도포하는 수지 도포단계와, 상기 수지가 균등하게 경화되도록 일정한 온도로 열을 발산하는 시트형태의 면상 발열체를 상기 수지 외면에 밀착 구비하는 발열체 구비단계와, 상기 면상 발열체를 발열시켜 수지를 경화하는 경화단계와, 상기 면상 발열체를 제거하는 제거단계와, 상기 보강 대상면을 복토하는 복토단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보강방법을 제공한다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 수지 도포단계에 이어서 상기 수지 외면에 박리용 이형물질을 구비하는 이형물질 구비단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 박리용 이형물질은 상기 열경화성 수지 외면을 감싸고 상기 면상 발열체의 박리를 돕는 이형필름인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 절연필름은 라미네이팅(laminating) 코팅 처리 되어 방수기능을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하, 본 발명에 따른 콘크리트 구조물의 보강방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 콘크리트 구조물의 보강방법에서 면상 발열체를 개략 적으로 나타낸 평면도와, 도 2는 도 1의 A부분의 확대 단면도이고, 도 3은 콘크리트 구조물에 면상 발열체가 감겨진 모습을 개략적으로 나타낸 사시도이다.

이에 나타내 보인 바와 같이, 본 발명의 콘크리트 구조물의 보강방법에 사용된 면상 발열체(60)는 탄소섬유와 펄프가 혼합된 발열지(62)와 접속단자(64) 및 절연필름(68)으로 구성되며, 면에 밀착되어 균일하게 경화시킬 수 있도록 시트 형태로 이루어진다.

즉, 탄소섬유와 펄프가 혼합된 시트형태의 발열지(62) 양 끝단에 접속단자(64)가 부착되어 있으며, 발열지(62)를 감싸도록 표면에 절연필름(68)을 입혀 코팅처리 되도록 하는 라미네이팅(laminating) 처리가 되어 있어서 수분 투과가 되지 않으며, 균일한 온도로서 후술할 보강 대상면에 접착되는 열경화성 수지가 양호한 경화상태를 이루도록 하는 구성이다.

여기서, 면상 발열체(60)는 열경화성 수지(40a, 40b)가 물이나 기타 오염물질에 의해 오염되면 수지재료의 성질이 저하됨으로써, 완전한 보강효과를 발현하기 어려운 단점이 있기 때문에 수지(40a, 40b)가 기타 오염물질에 의해 오염되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 면상 발열체(60)는 전기 공급장치(미도시)에 의해 전기가 인가되어 발열지(62)가 선택적으로 가열되면서 온도가 상승하여 콘크리트 전신주(10)의 보강시 사용되는 열경화성 수지(40a, 40b)를 경화시키는 것으로서, 상기 발열지(62)의 양 끝단에 부착된 각각의 접속단자(64)에는 전기를 인가하는 전선(66)을 포함하는 구성이다.

또한, 면상 발열체(60)의 두께를 0.02cm ~ 0.2cm 형성하여, 발열체(60)의 손상 없이 콘크리트 구조물의 외주면을 따라서 쉽게 감쌀 수 있으며, 테이프 등으로 쉽고 간편하게 고정시킬 수 있다. 덧붙여, 본 발명에 사용되는 면상발열체(60)의 두께인 0.2cm 보다 두꺼우면 굴곡을 가진 콘크리트 외주면을 쉽게 감싸주기 어렵고 테이프 등으로 고정하기도 어렵게 된다.

이러한, 구성의 면상 발열체(60)는 동박(64)에 연결된 전선(66)에 전기를 인가하면 발열지(62)의 온도가 상승하게 되어 열경화성 수지(40a, 40b)를 단시간에 경화시킴으로써, 열경화성 수지(40a, 40b)가 물이나 기타 오염물질에 의해 오염되지 않으며, 단시간에 경화되어 경화시간 및 시공시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 면상 발열체(60)의 발열지(62)를 감싸고 있는 절연필름(68) 일면에 방열지(68a)를 구비하여 열경화성 수지(40a, 40b)가 접착된 보강 대상면이 아닌 외부로 복사되는 열을 차단하여 보강 대상면으로 향하도록 함으로써 보다 효율적으로 가열할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 콘크리트 구조물의 보강방법을 설명하기 위한 흐름도이며, 도 6은 본 발명에 따른 콘크리트 구조물의 보강부분에 대한 확대단면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 면상 발열체에 의해 열경화성 수지가 경화되는 상태를 나태낸 그래프이다.

상기의 면상 발열체를 이용한 본 발명에 따른 콘크리트 구조물의 보강방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 심사관님의 이해를 돕기 위해 콘크리트 구조물 중 콘크리트 전신주를 예로 들어 설명하기로 한다.

우선, 매설되어 있는 보강해야 할 콘크리트 전신주(10)의 하부 밑부분 즉, 보강 대상면 주위의 흙(70)을 파내어 작업공간을 확보한다.(S10)

즉, 도로 등에 매설되어 있는 콘크리트 전신주 중 보강해야 할 콘크리트 전신주(10)을 선별하여 시공중에 전신주(10)가 쓰러지지 않도록 전신주(10) 주위를 받침대로 연결함으로써, 안전대책을 마련한 후 흙(70)속에 매설되어 있는 전신주(10)의 보강 대상면 주위의 흙을 파내어 보강작업을 수행할 수 있도록 한다.

여기서, 본 발명에서는 전신주(10)의 보강 대상면이 흙(70)에 매립되어 있다 표현하였지만, 바람직하게는 콘크리트 및 아스팔트 등과 같이 전신주가 매립될 수 있는 곳이라면 그 장소에 제한을 두지 않는다.

상기 단계에 이어서, 연마도구를 사용하여 보강 대상면을 연마하여 건전한 콘크리트 표면이 나타나도록 한 후 프라이머재(20)를 도포하여 건조한다.(S20)

즉, 그라인더나 디스크 샌더 등으로 전신주(10)의 보강 대상면 표면을 연마하여 기존에 흙이나 물에 의해 오염되었던 부분을 갈아낸 후 그 위에 프라이머재(20)를 도포하여 건조한다.

이러한, 연마작업 및 프라이머재(20) 도포작업은 콘크리트 전신주(10)의 보강 대상면이 물이나 흙 등에 의해 오염되어 있기 때문에 오염된 부분 즉, 표면강도 가 약화된 부분, 오손, 이형제층, 레이턴스층 등을 갈아내어 취약부나 오손이 없는 면이 나타나도록 하는 것이며, 콘크리트 전신주(10)의 내식성과 후술할 열경화성 수지(40a, 40b)가 견고히 부착될 수 있도록 부착성을 증가시키기 위해 프라이머재(20)를 도포하는 것이다. 이때 연마작업을 마친 후 보강 대상면에 도포한 프라이머재는 완전히 건조시킨 후 후술할 단면수복 단계로 이어지는 것이 바람직하다.

상기 단계에 이어서, 연마한 콘크리트 전신주(10)의 보강 대상면이 움푹 크게 패여 있거나 노후화된 부분 즉, 크랙 등의 콘크리트 표면이 갈라지거나 떨어져 요철이 심한 부위에 에폭시 퍼티(30)와 같은 충진물을 충진시켜 표면을 평탄한 상태로 만든다.(S30)

즉, 장기간에 걸쳐 흙(70) 속에 매립되어 있으면서 여러 오염물질에 의해 오염된 부분을 상기 연마도구를 사용하여 연마함으로써, 울퉁불퉁하게 요철화 되며, 이렇게 울퉁불퉁하게 요철화 된 보강 대상면에 충진물인 에폭시 퍼티(putty)(30) 등을 충진시켜 단면을 평탄하게 수복하는 단면수복 작업을 행한다.

상기 단계에 이어서, 단면수복단계(S30)가 끝난 콘크리트 전신주(10)의 보강 대상면에 열경화성 수지(40a)를 도포하여 보강섬유 시트(50)를 접착시킨 후 다시 보강용 열경화성 수지(40b)를 덧칠하여 도포한다.(S40)

즉, 평탄하게 전신주(10)의 표면이 수복된 보강 대상면에 에폭시(epoxy)계 열경화성 수지(40a)를 0.03cm ~ 0.2cm 두께로 초벌칠하고, 그 위에 방향족 폴리아 미드 섬유 등과 같이 콘크리트 보다 인장강도가 높은 보강섬유 시트(50)를 휘감아 접착시키고 난 후 다시 그 위에 보강용 열경화성 수지(40b)를 0.03cm~ 0.2cm 두께로 도포하여 내구성을 향상시킨다.

이때, 보강대상면에 초벌칠하는 에폭시계 열경화성 수지는 0.03cm 미만으로 도포를 하면 열경화성 수지의 양이 부족하여 보강섬유 시트(50)에 충분하게 함침되지 않는 문제가 있으며 0.2cm 이상으로 도포할 경우엔 과도한 수지가 도포되어 수지가 흘러내리며, 열경화성 수지가 경화 후에는 표면에 요철이 발생하는 문제점이 발생할 수 있다.

또한, 열경화성 수지에는 열전도율이 우수한 금속을 함침시켜 후술할 면상 발열체에서 발산되는 열에 의해 경화를 가속시킬 수도 있다.

상기 단계에 이어서, 보강섬유 시트(50)를 전신주(10)의 보강 대상면에 접착 및 보강시키기 위해 도포한 열경화성 수지(40b) 외면을 시트 형태의 면상 발열체(60)로 밀착되게 감싼다.(S50)

즉, 보강섬유 시트(50)를 전신주(10)의 보강 대상면 외면에 부착하도록 도포 한 열경화성 수지(40a, 40b)가 경화되기 전에 시트 형태의 0.02cm ~ 0.2cm의 두께를 갖는 바람직하게는 0.05cm의 두께로 이루어진 면상 발열체(60)로 열경화성 수지의 외면을 감싸 고정한다.

이때, 열경화성 수지(40b) 외면에 밀착되게 감싸지는 면상 발열체(60)는 그 외면이 라미네이팅 처리되어 있어 수분 등의 오염물질이 투과되지 않는다.

상기 단계에 이어서, 면상 발열체(60)로 감싼 콘크리트 전신주(10) 보강 대상면을 복토한 후 면상 발열체에 전기를 인가하여 열경화성 수지(40a, 40b)를 경화시킨다.(S60)

즉, 면상 발열체(60)를 감싸고 고정시킨 이후에 흙(70)으로 즉시 매설하여 보강 작업시 발생할 수 있는 통행자의 안전사고 및 통행금지를 조기에 해지할 수 있게 되며, 면상 발열체(60)에 전기를 인가하여 발열시킴으로써, 면상 발열체(60)가 감싸고 있는 열경화성 수지(40a, 40b)를 단시간에 경화시킴으로써, 열경화성 수지(40a, 40b)가 경화되는 시간을 단축할 수 있는 동시에 전체적인 시공시간을 줄일 수 있게 된다.

여기서, 면상 발열체의 발열 적용 온도는 25℃ ~ 60℃이고, 바람직하게는 40℃ ~ 45℃의 온도로 발열시킴으로써, 열경화성 수지가 전 면적에 걸쳐 균일하게 경화 되도록 하며, 이때 상기 초벌칠 및 덧칠된 열경화성 수지는 각각 0.03cm ~ 0.2cm의 두께를 가지며 이와 같은 두께를 갖는 열경화성 수지 외면을 감싼 면상 발열체를 40℃ ~ 45℃의 온도로 4 ~ 7 시간 동안 가열하여 경화시킴으로써 최상의 경화상태를 유지할 수 있게 된다.

아래의 표는 시간당 열경화성 수지가 경화되는 퍼센테이지를 나타낸 것으로서 표를 참조하면, 4시간 이하는 미경화상태를 나타낸다.

〈표〉

상기 표에 도시된 바와 같이, 면상발열체를 4시간 이하로 가열하게 되면 열경화성 수지가 미경화된 상태이기 때문에 열경화성 수지의 접착성능을 충분하게 발휘하지 못하여 보강섬유 시트의 보강 성능이 저하되는 문제가 있으므로 최소 4시간 이상 가열하는 것이 바람직하다. 표를 참조하여 본 발명에 따른 면상 발열체에 의해 열경화성 수지가 경화되는 상태를 나태낸 그래프가 도 7에 도시되어 있다.

한편, 도 8은 본 발명에 따른 콘크리트 구조물의 보강방법의 다른 실시예를 설명하기 위한 흐름도이고, 도 9는 본 발명의 따른 콘크리트 구조물의 보강방법의 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 확대단면도이다.

도 8 및 도 9에 따르면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 콘크리트 구조물의 보강방법은 도 1의 실시예와 비교하여 열경화성 수지(40b)를 도포한 후 면상 발열체(60)로 감싸기 전에 박리용 이형물질(80)을 열경화성 수지(40b) 외면에 감싼 후 면상 발열체(60)로 감싸 열경화성 수지(40a, 40b)를 경화시킨 다음 이형물질(80) 및 면상 발열체(60)를 제거하여 복토한다는 점을 특징으로 한다.

이처럼, 도 8 및 도 9에 도시된 콘크리트 구조물의 보강방법은 보강섬유 시트(50)와 면상 발열체(60) 사이에 박리용 이형물질(80)을 감싼 후 수지가 완전히 경화되면 이형물질(80)과 면상 발열체(60)를 제거한 후 복토한다는 점을 제외하고는 도 1에 실시된 실시예(100)와 실질적으로 동일하기 때문에, 그 차이점을 제외한 상세에 관한 설명은 생략하기로 한다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 열경화성 수지(40b)를 도포한 후 열경화성 수지(40b) 외면에 박리용 이형물질인 이형필름(80)을 이용하여 보강 대상면을 감싼다.(S150)

즉, 보강섬유 시트(50)를 전신주의 보강 대상면에 열경화성 수지(40a, 40b)를 이용하여 접착시킨 후 열경화성 수지(40b) 외면에 밀착되게 감싸진 면상 발열체(60)의 분리를 손쉽게 하기 위해 박리용 이형물질인 이형필름(80)을 감싼다.

이러한, 박리용 이형물질은 본 발명에서는 이형필름(80)을 사용하였지만, 면상 발열체(60)를 손쉽게 제거할 수 있다면 그 재질 및 도포방법에 제한을 두지 않는다. 예컨데, 박리용 이형제를 도포하여 면상 발열체(60)를 쉽게 분리할 수도 있다.

상기 단계에 이어서, 이형필름(80)으로 감싼 보강 대상면에 면상 발열체(60)를 밀착되게 감싼 후 전기를 인가하여 면상 발열체(60)를 발열시켜 열경화성 수지(40a, 40b)를 경화한다.(S160)

즉, 면상 발열체(60)에 전기를 인가하여 발열시켜 면상 발열체(60)에 의해 감싸진 열경화성 수지(40a 40b)를 단시간 내에 경화시킬 수 있게 된다.

상기 단계에 이어서, 박리용 이형필름(80) 및 면상 발열체(60)를 제거한다.(170)

즉, 면상 발열체(60)에 의해 수지(40a 40b)의 경화가 촉진되어 단시간에 경화가 이루어지게 되면 열경화성 수지(40b) 외면에 감겨진 박리용 이형필름(80)에 의해 손쉽게 면상 발열체(60)를 제거할 수 있게 된다.

상기 단계에 이어서, 콘크리트 전신주의 보강 대상면을 메우는 복토작업을 행하는 마무리 작업을 한다.(S180)

따라서, 본 발명의 콘크리트 구조물의 보강방법의 다른 실시예에 따른 보강방법은 시공시간이 콘크리트 구조물의 보강 대상면에 면상 발열체(60)를 부착한 상태로 복토하는 방법에 비해 시간이 다소 증가할 수는 있지만 재료비 절감 및 오염이 심한 지역이나 물 등에 의해 땅이 축축한 곳에서의 사용시 유용한 방법이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 콘크리트 구조물의 보강방법은 흙속(70)에 매립된 전신주(10) 하부의 밑부분 즉, 보강 대상면을 보강방법에 있어서, 흙(70)에 매설된 콘크리트 전신주(10)의 표면을 갈아내고 그 보강 대상면에 방향족 폴리아미드섬유 등과 같이 콘크리트 보다 인장강도가 큰 보강섬유 시트(50)를 열경화성 수지(40a, 40b)를 사용하여 접착한 후 열경화성 수지(40a, 40b)가 경화되기 전에 시공면의 외주를 면상 발열체(60)로 감싸고 전기를 인가하여 발열시킴으로써, 열경화성 수지(40a, 40b)가 경화되는 시간을 단축시킬 수 있게 된다.

아울러, 콘크리트 전신주를 대신하여 직경 32cm, 두께 0.7cm, 높이 120cm의 튜브형 지관을 이용하여 본 발명의 보강방법과 종래의 보강방법으로 작업을 수행하고 결과를 비교해 보았다.

상기 동일 크기의 지관 3개의 하부 50cm에 25℃ 대기온도에서 프라이머재(1mm이하로 수지와 경화제를 2:1로 혼합하여 20℃에서 45분만에 경화기 시작하는 재질로 이루어진 것)를 도포하여 건조시키고 보강섬유 시트를 접착시키는 열경화성 수지는 1mm이하로 수지와 경화제를 2:1로 혼합하여 20℃에서 40분만에 경화되기 시작하는 재질을 사용하여 프라이머가 도포된 지관에 초벌칠을 하고 보강섬유 시트를 지관에 함침 및 접착시키고 이후 바로 상기의 열경화성 수지를 덧칠하였다. 보강섬유 시트로는 0.2mm이하의 탄소섬유 시트 제품을 사용하였으며, 이러한 과정은 보강섬유 시트의 콘크리트 구조물 보강공정과 동일한 방법으로 수행하였다. 이렇게 시공한 3개의 지관 중에서 1개는 이형필름을 감아조고 그 위에 면상 발열체를 감싸고 테이프로 고정시킨 후 전기를 인가하여 발열시켜 주었고, 1개는 이형필름 없이 면상 발열체를 감싸고 고정시킨 후에 모래를 사용하여 매설하고 전기를 인가하여 발열시켜 주었다. 이때, 면상 발열체는 길이50cm로 잘라서 사용하였고 220V에서 면상 발열체의 온도는 45℃로 설정되었다.

이렇게 면상 발열체를 사용한 것과 그렇지 않은 것의 2가지 경우로 구분하여 열경화성 수지가 경화되는 시간을 비교한 결과, 면상 발열체를 사용하지 않은 종래 의 방법에서는 25℃에서 약 24시간이 소요되었으며, 면상 발열체를 사용한 것은 6시간이 소요되었다. 또한 면상 발열체를 사용한 지관을 모래에 매설한 것도 6시간이 소요되어 접착수지를 경화시키는 시간이 매우 단축되었음을 확인할 수 있었다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조로 본 발명의 콘크리트 구조물의 보강방법에 대하여 설명하였지만 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 수정, 변경 및 다양한 변형실시예가 가능함은 당업자에게 명백하다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 콘크트리 구조물의 보강방법은, 흙속에 일부를 매설한 콘크리트 구조물의 보수 및 보강을 수행해야 할 경우에 구조물의 외주면을 보강섬유 시트를 열경화성 수지로 접착시키고 그 열경화성 수지가 경화되기 전에 면상 발열체를 사용하여 경화시간 및 시공시간을 단축시킬 수 있으므로 경제적인 보강작업을 수행할 수 있는 이점을 제공한다.

특히, 겨울철 외부 대기 온도가 5℃ 이하로 낮아지면, 일반적으로 보강섬유 시트를 사용하여 콘크리트 구조물의 보강을 수행할 수 없는 것이 일반적인 것에 비하여 면상 발열체를 사용하여 시공하게 되면 외부 대기 온도가 낮아져도 면상 발열체를 사용하여 열경화성 수지를 단시간에 경화시킬 수 있으므로 콘크리트 구조물의 보강작업을 수행할 수 있는 편리함도 함께 제공하여 산업상 대단히 유용한 효과가 있다.

Claims

콘크리트 구조물의 매립된 보강 대상면을 노출시켜 보강섬유 시트를 접착하는 접착단계;

상기 보강섬유 시트의 외면에 열경화성 수지를 도포하는 수지 도포단계;

상기 수지가 경화되게 균일한 온도로 열을 발산하는 시트형태의 면상 발열체를 상기 수지 외면에 밀착 구비하는 발열체 구비단계;

상기 면상 발열체로 감싸진 보강 대상면을 복토하는 복토단계;

상기 면상 발열체를 발열시켜 수지를 경화시키는 경화단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보강방법.
제1항에 있어서, 상기 접착단계 이전에 상기 보강 대상면을 연마한 후 프라이머재를 도포하는 프라이머재 도포단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보강방법.
제1항에 있어서, 상기 접착단계 이전에 표면의 단차수정 및 단면결손 된 불량부분을 제거하여 단면수복을 행하는 단면수복단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보강방법.
제1항에 있어서, 상기 접착단계에 사용되는 열경화성 수지는 에폭시(epoxy) 계로 0.03cm ~ 0.2cm의 두께로 도포되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보강방법.
제1항에 있어서, 상기 면상 발열체는 탄소섬유와 펄프가 혼합된 발열지와, 상기 발열지의 양 끝단에 구비되어 전원을 인가받는 접속단자와, 상기 발열지 외면에 구비되는 절연필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보강방법.
제5항에 있어서, 상기 면상 발열체는 0.02cm ~ 0.2cm의 두께로 이루어진 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보강방법.
제5항에 있어서, 상기 면상 발열체는 25℃ ~ 60℃의 발열 온도를 갖는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보강방법.
제5항에 있어서, 상기 절연필름은 라미네이팅(laminating) 코팅 처리되어 방수기능을 갖는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보강방법.
제5항에 있어서, 상기 절연필름의 일측 외면에 외부로 복사되는 열을 차단하는 방열지가 구비된 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보강방법.
제1항에 있어서, 상기 콘크리트 구조물은 일부가 매립된 콘크리트 전신주인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보강방법.
제1항에 있어서, 상기 콘크리트 구조물은 일부가 매립된 콘크리트 말뚝인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보강방법.
제1항에 있어서, 상기 콘크리트 구조물은 일부가 매립된 콘크리트 박스형 암거인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보강방법.
콘크리트 구조물의 매립된 보강 대상면을 노출시켜 보강섬유 시트를 접착하는 접착단계;

상기 보강섬유 시트의 외면에 열경화성 수지를 도포하는 수지 도포단계;

상기 수지가 경화되게 균일한 온도로 열을 발산하는 시트형태의 면상 발열체를 상기 수지 외면에 밀착 구비하는 발열체 구비단계;

상기 면상 발열체를 발열시켜 수지를 경화하는 경화단계;

상기 면상 발열체를 제거하는 제거단계;

상기 보강 대상면을 복토하는 복토단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보강방법.
제13항에 있어서, 상기 접착단계 이전에 상기 보강 대상면을 연마한 후 프라 이머재를 도포하는 프라이머재 도포단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보강방법.
제13항에 있어서, 상기 접착단계 이전에 표면의 단차수정 및 단면결손 된 불량부분을 제거하여 단면수복을 행하는 단면수복단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보강방법.
제13항에 있어서, 상기 접착단계에 사용되는 열경화성 수지는 에폭시(epoxy)계로 0.03cm ~ 0.2cm의 두께로 도포되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보강방법.
제13항에 있어서, 상기 수지 도포단계에 이어서 상기 수지 외면에 박리용 이형물질을 구비하는 이형물질 구비단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보강방법.
제17항에 있어서, 상기 박리용 이형물질은 상기 열경화성 수지 외면을 감싸고 상기 면상 발열체의 박리를 돕는 이형필름인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보강방법.
제13항에 있어서, 상기 면상 발열체는 탄소섬유와 펄프가 혼합된 발열지와, 상기 발열지의 양 끝단에 구비되어 전원을 인가받는 접속단자와, 상기 발열지 외면에 구비되는 절연필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보강방법.
제19항에 있어서, 상기 면상 발열체는 0.02cm ~ 0.2cm의 두께로 이루어진 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보강방법.
제19항에 있어서, 상기 면상 발열체는 25℃ ~ 60℃의 발열 온도를 갖는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보강방법.
제19항에 있어서, 상기 절연필름은 라미네이팅(laminating) 코팅 처리되어 방수기능을 갖는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보강방법.
제19항에 있어서, 상기 절연필름의 일측 외면에 외부로 복사되는 열을 차단하는 방열지가 구비된 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보강방법.
제13항에 있어서, 상기 콘크리트 구조물은 일부가 매립된 콘크리트 전신주인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보강방법.
제13항에 있어서, 상기 콘크리트 구조물은 일부가 매립된 콘크리트 말뚝인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보강방법.
제13항에 있어서, 상기 콘크리트 구조물은 일부가 매립된 콘크리트 박스형 암거인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보강방법.