KR20160068735A - 정착 푸트를 가지는 밀봉재의 시험을 위한 시험 장치 및 시험 방법 - Google Patents

정착 푸트를 가지는 밀봉재의 시험을 위한 시험 장치 및 시험 방법 Download PDF

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마르크 피셔
올리버 파제만
마티아스 스텐데르
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데트비러 실링 테크놀로지스 도이치란트 게엠베하
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Abstract

본 발명은 특히 터널 분할체 밀봉재로, 적어도 하나의 정착 푸트를 가지는 밀봉재를 시험하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 이 방식의 밀봉재의 시험을 더 용이하게 할 수 있게 하는 것이다. 관련된 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 한 특징은 특히 터널 분할체 밀봉재로, 적어도 하나의 정착 푸트를 가지는 밀봉재를 시험하기 위한 시험 장치를 제공하는데, a) 이 시험 장치(1)는 제1오목부(3)가 있는 제1면(4)을 가지는 적어도 하나의 제1판(2)과 제2오목부(13)가 있는 제2면(14)을 가지는 적어도 하나의 제2판(12)을 구비하며, 판(2, 12)의 면(4, 14)들이 그 오목부(3, 13)에 대해 적어도 부분적으로 반대쪽에 위치하며, 그리고 b) 제1 및 제2오목부(3, 13)에 적어도 두 판부재(5, 7; 15, 17)들이 분리 가능하게 고정되고, 이 판부재(5, 7; 15, 17)들은 각 오목부(3, 13) 내에 홈(8, 18)을 모사하도록 설계되고, 이 홈에 적어도 하나의 정착 푸트(10)를 가지는 밀봉재(9, 19)가 삽입되어, i) 밀봉재(9, 19)가 판부재(5, 7; 15, 17)들과 적어도 하나의 정착 푸트 사이에 형성되는 맞물림 결합에 의해 정착되거나 ii) 판부재(5, 7; 15, 17)들과 밀봉재(9, 19)의 적어도 하나의 정착 푸트(10) 사이에 중간 공간(20)이 형성되고 여기에 경화 또는 경화성 재질(21)이 도입되어, 이 재질(21)의 경화후 밀봉재(9, 19)가 판부재(5, 7; 15, 17)들과 경화된 재질(21), 그리고 적어도 하나의 정착 푸트(10) 사이에 형성된 맞물림 결합에 의해 정착된다.

Description

정착 푸트를 가지는 밀봉재의 시험을 위한 시험 장치 및 시험 방법{TESTING DEVICE FOR TESTING SEALS HAVING ANCHORING FEET AND TESTING METHOD THE SAME}
본 발명은 특히 적어도 하나의 정착(碇着) 푸트(anchoring foot)를 가지는 터널 분할체(tubbing segment)의 밀봉재(seal)의 밀봉 상태를 시험하기 위한 시험 장치와, 이 시험 장치의 사용, 그리고 적어도 하나의 정착 푸트를 가지는 밀봉재의 시험 방법에 관한 것이다.
예를 들어 터널 분할체 밀봉재(sealing profiles) 등과 같은 수갱(shaft)이나 터널(tunnel)에 사용되는 밀봉재를 시험하는 장치가 기본적으로 공지되어 있다(예를 들어 쉬라이어 죄르그(Schreyer, Jㆆrg)가 2001년 발표한 밀봉재를 가지는 터널 분할체 내벽(lining)의 밀봉재(seals of Tubbing Segment Linings with sealing profiles), 독일 지하 수송 연구소(German Research Organization for Underground Transportation: Studiengesellschaft fur Unterirdische Verkehrsanlagen e.V; STUVA), 쾰른(출판사)과, 플랏 등(Flath, T. et al)이 2005년 발표한 지하 건설 2001. 연구와 실제 39(Underground Construction 2001, Research and Practice 39) 142 내지 149면의 STUVA 터널 분할체 내벽에서의 밀봉재의 시험과 사용에 대한 권고(STUVA Recommendation for the Testing and Use of Sealing Profiles in Tubbing Segment Linings): TUNNEL 8/2005; http://www.stuvatec.de/stuvatec-02_036.htm)를 참조할 수 있다.
터널 건설에서 자주 사용되는 바와 같이, 정착 푸트를 가지는 밀봉재를 시험하기 위해 종래에는, 시험 목적에만 적합한 콘크리트 시편(test specimen)의 제조가 필요했는데, 이는 밀봉재가 정착되어야 하므로 자재와 시간, 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다. 다른 문제점은 콘크리트 시편이 제조될 밀봉재와 다른 밀봉재에 특별히 조정되어, 예를 들어 해당 몰드(mold)도 이 목적으로 보관되어야 하는 점이다. 이에 따라 콘크리트로 제조된 시편으로 T-연결부(T-joint) 또는 십자 연결부(cross joint) 상에 실제 시험을 수행하는 데는 막대한 비용이 소요되어 현실적 관점에서는 실행이 불가능하였다.
본 발명의 목적은 특히 정착 푸트를 가지는 터널 분할체 밀봉재의 밀봉 시험의 가능성을 개선하는 것이다.
이러한 목적은 독립 청구범위 제1, 8 그리고 9항의 주제에 의해 달성된다. 바람직한 실시예들은 종속 청구범위들에 기재되어 있다.
특히 적어도 하나의 정착 푸트를 가지는 터널 분할체 밀봉재의 밀봉 상태를 시험하기 위해 본 발명에 의해 제공되는 시험 장치는, 제1오목부(recess)가 있는 제1면(surface)을 가지는 적어도 하나의 제1판(plate)과, 제2오목부가 있는 제2면을 가지는 적어도 하나의 제2판을 구비하며, 판들의 면이 적어도 부분적으로 오목부에 대해 서로 기본적으로 반대쪽에 위치하고, 적어도 두 판부재(plate element)들이 각각 제1오목부 및 제2오목부에 분리 가능하게 고정되며, 판부재들은 필요시 오목부의 벽의 내부(inclusion) 또는 벽의 일부에 각각 오목부에 홈을 형성하며, 적어도 하나의 정착 푸트를 가지는 밀봉재가 삽입될 수 있어, 밀봉재가 판부재들과 적어도 하나의 정착 푸트 간에 형성된 견고한 맞물림 맞춤구조(positive-locking fit)에 의해 정착되거나 또는 판부재들과 밀봉재의 적어도 하나의 정착 푸트 사이에 공간이 형성되어 이 공간에 경화 또는 경화성 재질(curing or curable material)이 도입됨으로써 밀봉재가 판부재들과 경화된 재질(cured material), 그리고 적어도 하나의 정착 푸트 간에 형성된 견고한 맞물림 맞춤구조에 의해 정착된다.
본 발명의 기본적 개념은 밀봉재에 따라 구성된 판부재들이 분리 가능하게 삽입되어 다른 홈 형상들이 재현(reproduce)될 수 있는 오목부를 가지는 판을 사용함으로써 다양한 밀봉재에 용이하고 비용 효율적으로 조절될 수 있는 시험 장치를 제공하는 것이다. 오목부는 이에 따라 필요시 경화 또는 경화성 재질의 보조를 받는 판부재들에 의해 시험될 각 밀봉재의 형상으로 조절될 수 있는 "범용 홈(universal groove)"의 일종으로 작용한다. 판부재들은 이와 동시에, 판부재들과 정착 푸트의 직접적 접촉을 통해 직접적으로 또는 경화 또는 경화성 재질을 통해 간접적으로 정착 푸트를 가지는 밀봉재를 능동적으로 정착시키는 데도 기여한다. 이는 시험 장치를 다양한 밀봉재에 대해 반복적으로 사용할 수 있게 한다. 필요한 작업은 한 세트(set)의 판부재를 밀봉재의 각 형상으로 조정하거나, 판부재들과 밀봉재 또는 경화 또는 경화성 재질이 도입될 수 있는 정착 푸트/정착 푸트 간의 공간을 형성하는 오목부에 삽입하는 것이 전부로, 경화된 재질이 판부재들과 하나 또는 복수의 정착 푸트 사이에 견고한 맞물림 맞춤구조를 간접적으로 형성하게 된다. 그 결과 시험 장치는 예를 들어, (강철 등의) 금속으로 제조되거나 심지어 플라스틱도 사용될 수 있다. 완전한 콘크리트 시편이 성형(cast)될 필요가 없다.
본 발명에 따라 특히 정착 푸트를 가지는 나사형 밀봉재를 위해, 이와 같이 융통성 있게(flexibly) 삽입 가능한 삽입 및 체결 시스템을 구비하는 시험 장치에는 오목부 내에 적어도 하나의 정착 푸트를 가지는 밀봉재를 위한 홈(groove)을 재현(reproduce)하는 데 사용되거나 경화 또는 경화성 재질을 수용하는 공간을 형성하는 적어도 두 판부재들이 제공된다. 판부재들의 단부면(edge surface)은 오목부 내에 홈을 형성하는데, 그 내부에 적어도 하나의 정착 푸트를 가지는 밀봉재가 위치될 수 있다. 본 발명의 한 실시예에 있어서는, 적어도 하나의 정착 푸트는 여기서 밀봉재가 판 내에 정착되도록 판부재들에 감싸인다. 이 실시예에서 정착 푸트는 콘크리트 내에 매립(embed)되는 대신 판부재들에 감싸이고 밀봉재가 이와 같이 정착됨으로써, 종래 기술에 의한 콘크리트 시편이 나타내는 종류의 시험 상황을 모사(simulate)한다. 대체적인 실시예에서는, 적어도 하나의 정착 푸트와 판부재들은 그 사이에 경화 또는 경화성 재질이 도입될 수 있는 갭(gap)을 형성하여, 재질이 경화된 후에 밀봉재가 정착된다. 이 대체적 실시예는 예를 들어 터널 분할체에서와 같이 후속 설치 상황을 더욱 근접하게 반영하는 상황을 모사한다. 본 발명에 의한 시험 장치의 이 대체적 실시예의 한 구성에 있어서, 판부재들은 기본적으로 정착 푸트 영역에서의 밀봉재의 구성을 따르도록 설계되지만, 판부재들과 정착 푸트 사이에 경화 또는 경화성 재질이 충전될 수 있는 갭이 잔류한다. 다른 실시예에서는, 판부재들의 구성이 오직 효율적인 견고한 맞물림 맞춤구조만을 지향하고, 이에 따라 충분한 밀봉재의 정착이 구현된다. 이는 예를 들어, 정착 푸트에 대향하는 판부재의 표면에 형성되는 언더컷(undercut)이나 오목부(recess)를 통해 달성된다.
본 발명에 의한 시험 장치는 다양한 시험 상황에 대해 그 구성이 조정될 수 있다. 예를 들어, 단순한 밀봉 나사(sealing threads) 또는 프레임 코너(corner)의 힘-거리 거동(force-distance behavior)을 시험하거나 밀봉 프레임의 밀봉도(tightness)를 점검하는 데도 사용될 수 있다.
바람직한 실시예에 있어서는, 예를 들어 두 정착 푸트를 가지는 밀봉재의 흔한 경우에 대해 적어도 세 판부재들이 존재한다. 두 외측 판부재들과 그 사이에 위치하는 제3의 판부재는 두 정착 푸트를 가지는 밀봉재가 삽입될 수 있는 홈을 형성하며, 이와 동시에 견고한 맞물림 맞춤구조를 통해 판부재들로 정착된다. 더 복잡한 구성들에 대해서는 추가적 판부재들이 제공될 수도 있다. 판부재들은 단일 부재(one-piece) 또는 복수 부재(multi-piece)로 구성될 수 있는데, 즉 각각 하나 또는 복수의 부품들로 구성된다. 이와는 달리, 외부 판부재들은 밀봉재를 향하는 판부재들의 표면 사이에 각각 공간을 형성하여, 두 정착 푸트들의 측면(flank)들이 판부재들을 향하게 구성될 수 있다. 경화 또는 경화성 재질이 이 공간에 도입되어 경화된 상태에서 밀봉재를 정착시키는 데 사용된다.
여기서 "정착 푸트(anchoring foot)"라는 용어는 예를 들어 콘크리트 성형부 등의 후속 성형부 내로 돌출해 들어가는 밀봉재의 연장부로 이해되어야 하는데, 밀봉재 구조와 성형부 사이에 견고한 맞물림 맞춤구조(positive-locking fit)을 형성하여 밀봉재 구조가 (예를 들어 구조 연장부가 전단(tearing away)되는 등에 의한) 성형부 및/또는 구조에 손상 없이는 제거될 수 없게 경화된 성형부에 체결되거나 매립되도록 해준다. 이를 위해, 구조 연장부는 도브테일(dovetail) 구조나 대략 연장부의 먼 단부를 향해 증가되는 단면을 구비할 수 있다. 이에 대체적 또는 추가적으로, 정착 푸트도 미늘(barb), 언더컷 등을 구비할 수 있다.
여기서 "T-연결부(T-joint)"는 터널 분할체의 원주(ring) 방향 또는 종방향 연결부가 T-형의 연결부를 형성하도록 서로 결합되는 것을 지칭한다. 이에 따라 "십자 연결부(cross joint)"는 터널 분할체들 간에 교차 형태의 연결부를 가지는 상황을 지칭한다.
"가상 프레임 코너(picture frame corner)"와 반대로, "실제 프레임 코너(real frame corner)"는 띠형(strand-shaped) 밀봉재가 밀봉재의 베이스(base)를 향해 꺾인(angled) 밀봉재의 모서리를 지칭한다. 이에 비해 "가상 프레임 코너"는 띠형 밀봉재가 측면(lateral flank)들 중의 하나를 향해 꺾일 때 발생된다.
"경화 또는 경화성 재질(curing or curable material)"은 처음에는 유동성이다가 나중에 정상적인 조건 하에서 그 자체로 또는 열, 자외선 등의 외부 영향에 노출되었을 때 경화되는 재질을 의미한다. 예를 들어 콘크리트, 합성수지, 접착제 등이다.
판부재들은 오목부 내에 분리 가능하게 고정된다. 이는 예를 들어 나사결합, 잠금장치(latching), 접착 등에 의해 수행될 수 있다. 밀봉재의 삽입을 위해 처음에는, 예를 들어 제3판부재 등 판부재의 일부만을 오목부 내에 고정한 다음, 밀봉재를 삽입하고 이어서 예를 들어 외측 판부재들 등의 나머지를 배치 및 고정하여 최종 정착시킬 필요가 있다.
밀봉재에서 먼 쪽의 외측 판부재들의 표면은 바람직하기로 오목부의 대향 측벽 상에 위치한다. 띠형 밀봉재가 시험되어야 하는 흔한 경우에 있어서, 오목부 및 판부재들은 바람직하기로, 역시 기본적으로 띠형(strand-shaped)으로 설계된다.
예를 들어, 본 발명에 의한 시험 장치는 두 평판(planar plate)을 포함할 수 있는데, 그 한 표면에 각각 판부재가 삽입될 대응 오목부가 형성된다. 시험을 수행하기 위해서는, 판부재가 형성하는 각 홈에 밀봉재가 삽입되어 예를 들어 콘크리트 등의 경화 또는 경화성 재질에 의해 홈 내의 판부재들을 통해 정착되고, 판들은 오목부를 둘러싸는 표면들에 서로 접촉하여 위치됨으로써 판들이 서로 평행한 평면에 배치되고 밀봉재는 밀봉면에서 서로 접촉하여 함께 압착(pressed)된다. 압착을 위해, 본 발명에 의한 시험 장치는 바람직하기로 판들을 서로 압착시키는데 사용될 수 있는 대응 구성을 가진다. 예를 들어, 이러한 시험 장치는 띠형 밀봉재의 힘-거리 거동을 시험하는 데 사용될 수 있다. 밀봉 프레임의 사용에 의해 본 발명에 의해 구성된 시험 장치로 밀봉도 점검 역시 수행될 수 있다. 이를 위해, 판 표면의 오목부 역시 프레임으로 설계되어 판부재들은 밀봉재의 형상에 따라 조정된 프레임 형(frame-like) 홈을 형성한다. 예를 들어, 판들 중의 하나를 관통하는 두 관통공(borehole)이 판들 사이의 밀봉 프레임으로 둘러싸인 갭 내의 물을 안내하는 데 사용될 수 있고, 밀봉도 점검은 적절한 역압(counter-pressure)을 인가시킴으로써 수행될 수 있다.
시험 장치는 밀봉재의 오프셋(offset)을 시험하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어 이 목적에 다른 세트(set)의 판부재들이 사용되어 대향 판의 밀봉재에 대해 밀봉재가 판 내에서 오프셋된다. 이러한 오프셋 상황은 물론 판 또는 오목부 자체를 오프셋시킴으로서 형성될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 본 발명에 의한 시험 장치는 적어도 세 판을 포함하는데, 제1판은 평판이고 제2판과 제3판은 꺾인(angled) 판으로 제 2판과 제 3판은 각각 서로 직각으로 위치하는 두 레그(leg)를 가지며, 제2판과 제3판은 한 레그의 표면이 서로 대향하고 다른 레그의 표면이 제1판의 표면에 대향하고, 이 표면들에 오목부가 포함된다. 그 결과 시험 장치는 기본적으로 T-형 단면을 가지는데, 이는 예를 들어 T-연결부가 포함된 설치 상황에서의 밀봉재의 힘-거리 거동 또는 밀봉도를 시험하는 데 적합하다. 이러한 T-연결부 설치 상황에서는 밀봉재의 밀봉도가 제1판의 홈에 평면의 프레임형 밀봉재를 삽입하여 점검되는 한편, 각 T-연결부에 결합되는 터널 분할체 밀봉재의 상황을 모사하기 위해 두 실제 프레임 코너를 가지는 밀봉 프레임이 제2 및 제3판에 각각 삽입된다.
물론, 본 발명은 넷 이상의(more than Three) 판들을 가지는 실시예들도 포함한다. 예를 들어, 네개의 꺾인 판을 가지는 구조도 고려할 수 있는데, 이러한 시험 구조는 십자 연결부가 포함되는 상황을 모사하도록 제작될 수 있다.
본 발명은 또한 본 발명에 의한 시험 장치를 특히 T-연결부나 십자 연결부를 구비하여 제작되는 터널 분할체 밀봉재에서, 정착 푸트를 가지는 밀봉재의 밀봉도를 점검하거나 힘-거리 거동을 시험하는 사용에도 관련된다.
또한 본 발명은 특히 T-연결부나 십자 연결부를 구비하여 제작되는 터널 분할체 밀봉재에서, 정착 푸트를 가지는 밀봉재를 시험하는 방법에도 관련되는데, 적어도 하나의 정착 푸트를 가지는 밀봉재가 본 발명에 따른 시험 장치 내에 정착되어 밀봉도 또는 힘-거리 거동 시험을 받게 된다. 이를 위해 밀봉재는 상술한 바와 같이 적절한 방법으로 시험 장치 내에 정착되어, 예를 들어 시험 장치 내에 유체를 도입함에 의해 밀봉도를 점검하도록 가압되거나 및/또는 시험 장치의 판들을 함께 압착시킴으로써 힘-거리 거동이 시험된다.
이하 첨부된 도면에 기초하여 본 발명을 상세히 설명하는데, 이는 엄격히 예시적 목적일 뿐이다.
도 1은 본 발명에 의한 시험 장치의 한 실시예를 보이는 부분 절개 단면도 A와 사시도 B,
도 2는 본 발명에 의한 시험 장치의 다른 구성을 보이는 부분 단면도,
도 3은 본 발명에 의한 T-연결부 시험 장치를 보이는 측면도,
도 4는 도 3의 T-연결부 시험 장치를 보이는 사시도이다.
도 1은 본 발명에 의한 시험 장치의 실시예의 판의 일부를 예시적, 그리고 개략적으로 도시하고 있다. 도 1의 하부 B는 본 발명에 의한 시험 장치(1)의 실시예의 판(2)의 절개 사시도를 도시한 반면, 상부 A는 이 판(2)의 단면을 도시한다. 판(2)에 오목부(recess; 3)가 형성되어 있는데, 판은 예를 들어 금속으로 제작되거나, 심지어 예를 들어 폴리옥시메틸렌(polyoxymethylene; POM), 폴리테트라플루오르에틸렌(polytetrafluoroethylene; PTFE) 또는 폴리에텔에텔케톤(polyetheretherketone; PEEK) 등의 적절한 플라스틱으로 제작될 수도 있다. 오목부(3)에는 한 세트의 판부재(5, 6, 7)들이 삽입되는데, 이들은 함께, 정착 푸트(10)를 가지는 띠형(strand-shaped) 밀봉재(seal profile; 9)의 베이스(base; 32)의 위치를 조절하는 홈(groove; 8)의 형태를 형성하도록 구성된다. 더 명백한 도시를 위해, 밀봉재(9)와 판부재(5, 6, 7)들이 부분적으로 제거되었다. 여기서 밀봉재(9)는 종래기술에 의해 기본적으로 알려진 띠형 터널 분할체 밀봉재와 관련(involve)된다. 밀봉재(9)는 이 밀봉재(9)의 베이스(32)에서 돌출하여 밀봉재(9)를 견고히 지지하도록 하는 판부재(5, 6, 7)들에 감싸이는 두 정착(碇着) 푸트(anchoring foot; 10)를 가진다. 또한 밀봉재(9)는 종방향으로 연장되는 중공의 공간(hollow space; 31)이 형성된다. 원칙적으로 이 방식의 밀봉재(9)는 예를 들어 EPDM, SBR 등의 적절한 탄성중합체(elastomer)로 구성된다. 판부재(5, 6, 7)들은 대응하는 체결 장치(11)에 의해 오목부(3) 내에 분리 가능하게 고정된다. 두 정착 푸트(10)를 가지는 밀봉재(9)가 마련된 본 실시예에서는 세개의 판부재(5, 6, 7)들이 사용되는데, 중앙 판부재(6)가 외측 판부재(5, 7)들 사이에 위치한다. 밀봉재(9)를 대향하는 판부재(5, 6, 7)들의 표면은 밀봉재(9)의 베이스(32)의 형태를 재현(reproduce)하도록 구성된다. 밀봉재(9)의 설치를 위해서는 예를 들어 먼저 중앙 판부재(6)가 오목부(3) 내에 배치 및 고정된다. 다음 밀봉재(9)가 중앙 판부재(6) 상에 위치될 수 있다. 중앙 판부재(6)의 단면은 각 밀봉재(9)의 형태에 따라 조정, 즉 중앙 판부재(6)의 형태는 밀봉재(9)의 베이스(32)와 정착 푸트(10)의 내면들이 중앙 판부재(6)와 결합될 수 있게 선택된다. 마지막으로 두 외측 판부재(5, 7)들이 오목부(3)에 삽입되어 제자리에 고정된다. 이들 판부재(5, 7)들의 형태 역시 밀봉재(9)의 베이스(32)와 정착 푸트(10)의 외형에 대응, 즉 밀봉재(9)에 대향하는 판부재(5, 7)들의 표면이 밀봉재(9)의 베이스(32)와 정착 푸트(10)의 외형에 맞물리도록(complementary) 설계된다. 외측 판부재(5, 7)들이 설치되고 나면 밀봉재(9)는 견고한 맞물림 맞춤구조에 의해 판(2) 내에 정착된다. 오목부(3)의 모서리 역시 연장단부(ledge)를 형성하는데, 이는 부하 상태에서 외측 판부재(5, 7)들의 미끄러짐을 추가적으로 억제하고(counteract) 최적의 견고한 맞물림 맞춤구조를 달성하기 위해 중심을 잡아준다(provide centering). 여기서 외측 판부재(5, 7)들은 오목부(3)의 외측벽에 접촉(abut)된다. 이 예시적 실시예에서 홈(8)과 별도로 판부재(5, 6, 7)들은 이와 같이 오목부(3)를 완전히 채우게 된다. 예를 들어, 각각 선형의(linear) 띠형 밀봉재(9)가 삽입된 이와 같은 두 판(2)을 서로 압착(press)하여 밀봉재(9)의 힘-거리 거동(force-distance behavior)을 시험할 수 있다.
도 2는 본 발명에 의한 시험 장치(1)의 다른 실시예의 판(2)의 단면을 도시한 것이다. 불필요한 중복을 피하기 위해 도 1에 도시된 실시예와 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호가 사용되었다. 상기 다른 실시예에서, 판부재(5, 6, 7)에 의해 형성되는 홈(8)은 밀봉재 베이스(32)의 형상을 재현하는 대신, 판부재(5, 6, 7)에 의해 형성되는 홈(8)이 밀봉재(9)의 양측에 공간(20)을 형성하도록 구성되는데, 이 공간은 도 2A에는 충전되지 않은 상태로 도시되고, 도 2B에서는 경화/경화성 재질(21)로 충전된 상태로 도시되어 있다. 설명의 목적상, 외측 판부재(5, 7)는 다른 구성을 가지는 것으로 도시되어 있다. 판부재(5)는 언더컷을 가지는 반면, 판부재(7)는 쐐기(wedge)형 단면의 오목부를 가진다. 이들 또는 이와 유사한 구조는 경화/경화성 재질 역시 적어도 경화후 판부재(5, 7)들을 능동적으로 고정할 수 있게 한다. 밀봉재(9)는 재질(21)에 매립되어, 일측은 판부재(5, 6, 7)들과 경화된 재질(21) 간의 견고한 맞춤에 의하고, 타측은 경화된 재질(21)과 정착 푸트(10) 간의 견고한 맞춤(positive fit)에 의하여 전체적으로 견고한 맞물림(positive-locking) 방식으로 고정된다. 예를 들어, 재질(21)은 콘크리트일 수 있는데, 그러면 예를 들어 콘크리트 터널 분할체 등의 콘크리트 부재 내의 설치 상황을 특히 실제적으로 재현(reconstruct)할 수 있다. 본 발명에 의한 시험 장치(1)의 다른 실시예를 제작하기 위해, 판부재(5, 6, 7)들이 오목부(3) 내에 예를 들어 볼트 체결이나 접착제 접합으로 고정될 수 있다. 다음 밀봉재(9)가 중앙 판부재(6) 상에 배치된다. 이와는 달리, 외측 판부재(5, 7)들이 밀봉재(9)가 중앙 판부재(6) 상에 위치된 후에 고정될 수도 있다. 그런 다음 경화/경화성 재질(21)이 공간(20)에 예를 들어 사출(cast) 등으로 도입된다. 재질(21)은 그 자체로 정상적인 조건에서 경화되거나 예를 들어 자외선 및/또는 가열 등 외부 요인을 통해 경화된다. 경화가 완료되면 시험 장치(1)는 사용 준비가 된다.
도 3은 T-연결부를 가지도록 구성된 정착 푸트를 가지는 밀봉재를 시험하기 위한 본 발명에 따른 시험 장치의 실시예를 도시하고 있다. 이 시험 장치는 특히 터널 건설에 있어서 터널 분할체가 원주(ring) 방향과 종방향 연결부가 만나 T-형 연결부를 형성하며 서로 결합될 때의 설치 상황을 모사(simulate)하는 것에 관련(involve)된다. 이 실시예에 의한 시험 장치(1)는 세 판(2, 12, 22)을 포함하는데, 그 구조는 원칙적으로 도 1의 구조에 대응한다. 그러나 세 판(2, 12, 22)들 중의 두 판, 즉 제2판(12)과 제3판(22)들이 기본적으로 L-형 단면을 가지도록 꺾인 판(angle plate)으로 설계되어 있다. 꺾인 판(12, 22)들은 서로 직교하는 두개의 레그(leg; 12a, 12b, 22a, 22b)를 가져, 각각 하나의 레그(12b, 22b)의 표면(14b, 24b)으로 서로 접촉하고, 평판인 제1판(2)의 표면(4)에 접촉함으로써 기본적으로 T-형의 구조를 형성한다. 물론 판(12, 22)들도 예를 들어 사각형 단면(square cross section)을 가질 수 있다. 두 꺾인 면(14a, 14b, 24a, 24b)에 오목부(13, 23)가 형성되어 있다. 평판의 제1면(2)은 일종의 덮개를 형성하는데, 바람직하게는 꺾인 판(12, 22)들의 표면(14a, 24a)(도 3 참조)들을 완전히 덮는다. 여기서 판(2, 12, 22)의 각각은 프레임 형, 즉 각 판부재(5, 6, 7, 15, 16, 17, 25, 26, 27)(도 3 참조)들이 위치하는 사각형 오목부(3, 13, 23)를 형성한다. 각 판부재(5, 6, 7, 15, 16, 17, 25, 26, 27)들은 단일 부재로 구성되거나 몇 개의 부품이 조립되어 구성될 수 있다. 각 프레임형 밀봉재(9, 19, 29)들은 각 판부재(5, 6, 7, 15, 16, 17, 25, 26, 27)들이 형성하는 홈(8, 18, 28) 내에 삽입되어 도 1로 설명된 바와 같이 정착된다. 제1판(2)에 삽입되는 밀봉재(9)는 평면형(planar)이고, 제2판(12)과 제3판(22)에 삽입되는 밀봉재(19, 29)들은 판(12, 22) 또는 오목부(3, 13)의 꺾인 구조를 반영하여 꺾임으로써 실제 프레임 코너(real frame corner; 34)들을 형성한다. 밀봉재(9, 19, 29)의 밀봉면(sealing surfaces; 33)이 다른 것의 상부 위에 위치하면 특정한 오프셋(offset)을 설정하는 것도 가능하여 밀봉 오프셋이 있는 경우의 거동을 시험할 수 있다. 인장 장치(tensioning device; 30)가 판(2, 12, 22)들을 서로에 대해 인장시킴으로써 밀봉재(9, 19, 29)를 서로에 대해 압착시키는 데 사용될 수 있다. 이 시험 장치(1)는 밀봉도 점검에 적합한데, 예를 들어 물 등의 유체가 예를 들어 판(2, 12, 22)들 중의 적어도 어느 하나에 형성된 관통공(borehole)을 둘러싸는 적절한 장치(미도시)를 통해 시험 장치(1)에 안내되어 밀봉재(9, 19, 29)에 적절한 압력을 인가하도록 할 수 있다. 이 구조는 또한 프레임 코너의 힘-거리 거동의 시험에도 사용되도록 구성될 수 있다. 이 경우 오목부(3, 13, 23)과 홈(8, 18, 28)들은 바람직하기로 프레임 형이 아니라 선형으로 설계되어 대응 밀봉재 띠(strip)를 수용하도록 기능한다. 이 경우 시험 장치(1)의 개방단(open end; 35, 36, 37)들은 바람직하기로 단부판(end plate)(미도시)들로 밀봉된다.
도 4는 도 3에 도시된 시험 장치를 간략화한 입체도로 도시한다. 프레임 형 밀봉재(9, 19, 29)들은 도시되어 있지 않다. 오목부(3, 13, 23)에 삽입되어 홈(8, 18, 28)을 형성하는 판부재(5, 6, 7, 15, 16, 17, 25, 26, 27)를 가지는 판(2, 12, 22)들이 도시되어 있다. 화살표는 밀봉재(9, 19, 29)가 삽입된 후 시험 장치(1)를 조립하는 방법을 표시한다. 인장 장치(30), 밀봉도 점검을 위한 유체를 공급하는 관통공 등은 전체적인 개관 파악이 용이하도록 도시되지 않았다.

Claims (9)

  1. 밀봉재(9,19,29)를 테스트하기 위한 시험 장치로서, 특히 적어도 하나의 정착 푸트(10)를 가지는 터널 분할체 밀봉재(9, 19, 29)를 시험하기 위한 시험 장치(1)에 있어서,
    a, 제1오목부(3)가 있는 제1면(4)을 가지는 적어도 하나의 제1판(2)과, 제2오목부(13)가 있는 제2면(14)을 가지는 적어도 하나의 제2판(12)을 구비하며, 판(2, 12)의 면(4, 14)이 기본적으로 그 오목부(3, 13)들에 대해 적어도 부분적으로 반대쪽에 위치하며, 그리고
    b. 적어도 두 판부재(5, 7; 15, 17)들이 각각 제1 및 제2오목부(3, 13)들 내에 분리 가능하게 고정되고, 판부재(5, 7; 15, 17)들이 오목부(3, 13)내에 각각 홈(8, 18)들을 형성하도록 구성 및 배치되며, 적어도 하나의 정착 푸트(10)를 가지는 밀봉재(9, 19)들이,
    i. 밀봉재(9, 19)가 판부재(5, 7; 15, 17)들과 적어도 하나의 정착 푸트 간에 형성된 견고한 맞물림 맞춤구조에 의해 정착되거나
    ii. 판부재(5, 7; 15, 17)들과 밀봉재(9, 19)의 적어도 하나의 정착 푸트(10) 사이에 공간(20)이 형성되고 여기에 경화 또는 경화성 재질(21)이 도입되어 재질(21)이 경화된 후 밀봉재(9, 19)가 판부재(5, 7; 15, 17), 경화된 재질(21), 그리고 적어도 하나의 정차 푸트(10) 간에 형성된 견고한 맞물림 맞춤구조에 의해 정착되는 것을 특징으로 하는 정착 푸트를 가지는 밀봉재의 시험을 위한 시험 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    두 외측 판부재(5, 7; 15, 17)들과 그 사이에 위치하는 중앙 판부재(6, 16)가 제1 및 제2오목부(3, 13) 내에 분리 가능하게 고정되고, 판부재(5, 6, 7; 15, 16, 17)들이 오목부(3, 13)내에 각각 홈(8, 18)을 형성하도록 구성되며, 두 정착 푸트(10)를 가지는 밀봉재(9, 19)가 이에 삽입되어 판부재(5, 6, 7; 15, 16, 17)들과 정착 푸트(10) 간에 형성되는 견고한 맞물림 맞춤구조에 의해 정착되거나, 두 외측 판부재(5, 7; 15, 17)들과 두 정착 푸트(10)의 측면 사이에 공간(20)이 형성되고 이 공간에 경화 또는 경화성 재질(21)이 도입되어 재질(21)의 경화후 밀봉재(9, 19)가 판부재(5, 6, 7; 15, 16, 17), 경화된 재질(21), 그리고 정착 푸트(10) 간에 형성되는 견고한 맞물림 맞춤구조에 의해 정착되는 것을 특징으로 하는 정착 푸트를 가지는 밀봉재의 시험을 위한 시험 장치.
  3. 제1항 또는 제2항 중의 어느 한 항에 있어서,
    시험 장치(1)가 적어도 세 판(2, 12, 22)들을 포함하고, 제1판(2)은 평판이고 제2판과 제3판(12, 22)는 각각 서로 직교하게 위치하는 두 레그(12a, 12b; 22a, 22b)를 가지는 꺾인 판이며, 제2 및 제3판(12, 22)들이 한 레그(18, 28)의 표면(14b, 24b)들이 서로 대향하며 다른 레그의 표면(14a, 24a)들이 제1판(2)의 표면(4)에 대향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 정착 푸트를 가지는 밀봉재의 시험을 위한 시험 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
    밀봉재(9, 19; 29)가 홈(8, 18: 28)에 삽입되는 것을 특징으로 하는 정착 푸트를 가지는 밀봉재의 시험을 위한 시험 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,
    판부재(5, 6, 7, 15, 16, 17, 25, 26, 27)들이 단일 부재 또는 복수 부재로 설계되는 것을 특징으로 하는 정착 푸트를 가지는 밀봉재의 시험을 위한 시험 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서,
    경화 또는 경화성 재질(21)이 콘크리트, 합성수지 또는 접착제인 것을 특징으로 하는 정착 푸트를 가지는 밀봉재의 시험을 위한 시험 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서,
    시험 장치(1)가 판(2, 12; 2, 12, 22)들을 서로에 대해 인장시킬 수 있는 인장 장치(30)를 구비하는 것을 특징으로 하는 정착 푸트를 가지는 밀봉재의 시험을 위한 시험 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 의한 장치로, 특히 T-연결부 또는 십자 연결부를 가지는 터널 분할체 밀봉재로, 정착 푸트를 가지는 밀봉재의 밀봉도 점검 또는 힘-거리 거동의 시험을 수행하는 것을 특징으로 하는 밀봉재 시험 장치의 사용.
  9. 밀봉재를 시험하기 위한 방법으로, 특히 T-연결부 또는 십자 연결부에 조립되고 정착 푸트를 가지는 터널 분할체 밀봉재를 시험하는 방법에 있어서,
    적어도 하나의 정착 푸트를 가지는 밀봉재가 제1항 내지 제7항 중의 어는 한 항에 의한 시험 장치에 정착되어 밀봉도 또는 힘-거리 거동이 시험되는 것을 특징으로 하는 정착 푸트를 가지는 밀봉재의 시험을 위한 시험 방법.
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