KR20170030865A - 그라우트 채움 성능 분석용 시험 장비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선택한 골재에 대하여 단위 거리당 감소하는 그라우트의 압송 압력 측정과 함께 그라우트의 주입 압력에 따른 그라우트 충전성을 정량적으로 평가할 수는 그라우트 채움 성능 분석용 시험 장비를 제시하며, 아울러 이와 같이 제시되는 그라우트 채움 성능 분석용 시험 장비를 통해 그라우트의 채움 성능 즉, 그라우트의 충전 정도에 대한 정확한 평가가 이루어질 수 있도록 함으로써, 궁극적으로는 골재와 골재 사이의 공간에 그라우트를 채워 넣는 방법으로 콘크리트 제작 및 콘크리트 구조물을 시공시에 콘크리트 및 콘크리트 구조물의 성능과 품질을 확보할 수 있도록 한 것으로, 점성을 가지는 물질이 흐르는 관체; 상기 관체의 양단부에 분리 가능하게 각각 결합 되는 제1 및 제2 연결관; 상기 제1 연결관과 통하도록 연결되며 점성을 가진 물질을 주입하기 위하여 주입조절밸브를 구비한 주입관; 상기 제2 연결관과 통하도록 연결되는 배출관 및 상기 배출관의 관로를 개폐하기 위한 개폐밸브; 상기 관체와 제1 및 제2 연결관에 내부와 통하도록 형성되는 결합공; 상기 결합공에 분리될 수 있도록 설치되어 점성 물질이 흐르는 관체의 내부 압력을 측정하는 압력계; 를 포함하여 구성되는 그라우트 채움 성능 분석용 시험 장비가 제공된다.

Description

그라우트 채움 성능 분석용 시험 장비{Test Apparatus for Evaluating the Filling Ability of Graut}

본 발명은 그라우트 채움 성능 분석용 시험 장비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 그라우트 대상 부재에 대하여 단위 거리당 감소하는 그라우트의 압송 압력 측정과 함께 그라우트의 주입 압력에 따른 그라우트 충전 성을 정량적으로 평가할 수는 그라우트 채움 성능 분석용 시험 장비를 제시하며, 아울러 이와 같이 제시되는 그라우트 채움 성능 분석용 시험 장비를 통해 그라우트의 채움 성능 즉, 그라우트의 충전 정도에 대한 정확한 평가가 이루어질 수 있도록 함으로써, 궁극적으로는 그라우트 대상 부재의 내부공간에 그라우트를 채워 넣는 방법으로 구조 부재 제작 및 지반 그라우팅 보강의 성능과 품질을 확보할 수 있도록 한 것이다.

콘크리트 구조물은 통상 골재(예를 들면 자갈, 모래), 시멘트, 물 등을 배합한 일반 콘크리트를 사용하여 시공하고 있으나, 일반 콘크리트는 밀도가 커 구조물의 자체 무게를 줄여야 하는 경우 사용성이 떨어지는 문제가 있어 최근에는 일반 콘크리트에 비해 압축강도와 기건 밀도가 낮은 구조용 경량골재 콘크리트로 시공하고 있다.

상기 구조용 경량골재 콘크리트를 사용할 경우, 구조물의 자중을 감소시킬 수 있고, 관성력을 낮춰 구조물의 내진안정성을 높이며 구조물에 사용하여 철근의 양을 줄일 수 있는 여러 장점을 제공받을 수 있게 된다. 상기 구조용 경량골재 콘크리트 제작 방법 중 골재를 거푸집 내에 미리 채운 후 그라우트로 빈공간을 채우는 2단 시공법의 품질확보를 위해서는 그라우트의 충전 정도를 정확게 파악 및 평가해야 하며, 가장 흔한 방법으로는 공시체를 이용하여 확인하고 있다.

그런데, 위와 같이 공시체를 이용한 확인 방법은, 우선 공시체의 제작에 따른 번거로움과 작업이 수반되고, 특히 그라우트의 성능 및 골재의 특성을 무시한 상태에서 제작 완료된 공시체 만을 보고 그라우트의 충전 정도를 파악하게 됨으로써, 그라우트의 채움 성능을 향상하기 위한 많은 시행 착오와 이를 위한 공시체의 반복 제작이 불가피한 문제가 있다.

따라서, 선택한 골재에 대하여 그라우트의 주입 압력에 따른 그라우트 충전 성을 정량적으로 평가할 수는 그라우트 채움 성능 분석용 시험 장비의 개발이 시급한 실정이다.

본 발명은 배경기술에서 제시하고 있는 문제를 해소하기 위한 것으로, 선택한 골재에 대하여 단위 거리당 감소하는 그라우트의 압송 압력 측정과 함께 그라우트의 주입 압력에 따른 그라우트 충전성을 정량적으로 평가할 수는 그라우트 채움 성능 분석용 시험 장비를 제시하며, 아울러 이와 같이 제시되는 그라우트 채움 성능 분석용 시험 장비를 통해 그라우트의 채움 성능 즉, 그라우트의 충전 정도에 대한 정확한 평가가 이루어질 수 있도록 함으로써, 궁극적으로는 골재와 골재 사이의 공간에 그라우트를 채워 넣는 방법으로 콘크리트 제작 및 콘크리트 구조물을 시공시에 콘크리트 및 콘크리트 구조물의 성능과 품질을 확보할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명에서는 점성을 가지는 그라우트가 흐르는 관체; 상기 관체의 양단부에 분리 가능하게 각각 결합 되는 제1 및 제2 연결관; 상기 제1 연결관과 통하도록 연결되며 점성을 가진 물질을 주입하기 위하여 주입조절밸브를 구비한 주입관; 상기 제2 연결관과 통하도록 연결되는 배출관 및 상기 배출관의 관로를 개폐하기 위한 개폐밸브; 상기 관체와 제1 및 제2 연결관에 내부와 통하도록 형성되는 결합공; 상기 결합공에 분리될?수 있도록 설치되어 점성 물질이 흐르는 관체의 내부 압력을 측정하는 압력계; 를 포함하여 구성되는 그라우트 채움 성능 분석용 시험 장비가 제공된다.

또한, 본 발명에서는 관체와 제1 및 제2 연결관 사이에 골재의 유출을 방지하기 위하여 필터가 관로를 가로막는 배치 구조로 결합 되어 있는 그라우트 채움 성능 분석용 시험 장비가 제공된다.

또한, 본 발명에서는 주입조절밸브와 제1 연결관 사이의 주입관에는 바이패스관이 연결된 바이패스밸브가 연결되어 있는 그라우트 채움 성능 분석용 시험 장비가 제공된다.

본 발명에 따른 그라우트 채움 성능 분석용 시험 장비를 사용하게 되면, 선택한 골재에 대하여 단위 거리당 감소하는 그라우트의 압력 측정과 함께 그라우트의 주입 압력에 따른 그라우트의 채움 성능 즉, 그라우트의 충전 정도에 대한 정확한 평가를 기대할 수 있게 되고, 이를 통해 골재를 이용하여 콘크리트 제작 및 콘크리트 구조물의 성능과 품질 향상을 기대할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 그라우트 채움 성능 분석용 시험 장비를 나타낸 분리 사시도이다.
도 2는 도 1b의 결합 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 시험 장비를 이용한 측정시 모습을 나타낸 반 단면도이다.

아래에서는 본 발명에 따른 그라우트 채움 성능 분석용 시험 장비에 대한 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1에서는 본 발명에 따른 그라우트 채움 성능 분석용 시험 장비를 나타낸 분리 사시도가 도시되어 있고, 도 2에서는 도 1의 결합 사시도가 도시되어 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 그라우트 채움 성능 분석용 시험 장비를 각각 나타낸 것으로서 도 1에서는 분리 사시도가 도시되어 있고, 도 2에서는 결합 사시도가 도시되어 있다.

본 발명에 따른 그라우트 채움 성능 분석을 위한 시험 장비(10, 이하 시험 장비로 칭함)를 개략적으로 살펴보면, 먼저 그라우트 또는 점성을 가진 물질을 주입하는 주입관(12), 상기 주입관(12)과 연결되는 관체(14), 상기 관체(14)의 내부에 채워지게 되는 골재가 관체(14)의 양단을 통해 빠져나가지 않도록 하면서 그라우트는 통과시키도록 형성된 필터(16), 상기 그라우트를 주입할 때 관체(14)가 받는 압력을 측정하기 위하여 관체(16)에 결합 되는 압력계(18), 실험 중 관체(14)가 막히는 경우를 대비하기 위해 주입관(12)으로부터 분기 연결되는 바이패스 연결관(20)을 포함하여 구성된다.

구체적으로 설명하면, 그라우트 또는 그라우트와 같이 점성을 가진 물질이 압송되는 관체(14)는 골재를 내부에 채울 수 있고 아울러 그라우트를 주입할 때의 압력을 충분히 견딜 수 있는 재질로 제작된다. 더 구체적으로는 플라스틱을 포함하는 합성수지 또는 스틸로 제작되며, 나아가 앞서 연결된 재질로 한정되지 아니하고 대상이 되는 제작부재의 거푸집 재질로 제작될 수 있다.

또한, 상기 관체(14)의 양단 플랜지(22, 24)에는 제1 및 제2 연결관(26, 28)의 제1 및 제2 플랜지(30, 32)가 각각 대면하는 구조로 분리 가능하게 연결되는데, 이때 상기 관체(14)의 플랜지(22, 24)와 제1 및 제2 연결관(26, 28)의 제1 및 제2 플랜지(30, 32)의 사이에는 누수 방지를 위한 패킹 부재(34)가 배치되어 있고, 아울러 상기 관체(14)와 제1 및 제2 연결관(26, 28)이 연결되는 관로 상에는 필터(16)가 관로를 가로막는 배치 구조로 결합 되어 있다.

상기 필터(16)는 앞서 언급한 바와 같이 관체(14)의 내부에 채워진 골재가 관체(14)의 양단을 통해 빠져나가지 않도록 하는 기능을 발휘하는데, 이때 그라우트는 용이하게 통과하도록 격자 망 구조 타입으로 제작된다.

또한, 상기 제1 연결관(26)에는 그라우트의 주입을 위한 주입관(12)이 연결되며 상기 주입관(12)에는 주입조절밸브(36)가 연결되어 있다.

또한, 상기 주입조절밸브(36)와 제1 연결관(26) 사이의 주입관(12)에는 바이패스 연결관(20)이 연결된 바이패스 개폐밸브(38)가 연결되어 있다.

또한, 상기 제1 연결관(26)과 대응하는 제2 연결관(28)에는 반경 반향을 향해 배출관(40)이 소통 연결되어 있고, 상기 배출관(40)에는 배출관(40)의 관로를 개폐하기 위한 개폐밸브(42)가 설치되어 있다.

또한, 상기 관체(14)와 제1 및 제2 연결관(26, 28)에는 길이 방향을 따라 간격을 두고 형성되는 결합공(44)이 내부와 통하도록 형성되어 있고, 상기 결합공(44)에는 상기 관체(14)와 제1 및 제2 연결관(26, 28)의 내부로 흐르는 그라우트의 압력을 측정하기 위하여 압력계(18)가 선택된 위치에 결합 되어 있다.

참고로, 상기 압력계(18)가 설치되지 않는 결합공(44)에는 결합마개(46)가 결합 되며, 아울러 설치된 위치에만 압력계(18)가 설치되는 것으로 한정되지 아니하며 관체(14)의 길이방향을 따라 형성된 상기 결합공(44)에 압력계(18)가 더 결합 될 수 있으며, 이와 같이 결합 되는 압력계(18)를 통해 각각 해당 위치에서 그라우트의 압력을 측정할 수 있게 된다.

또한, 상기 관체(14)의 양편에는 손잡이(48)가 각각 구비될 수 있는데, 이와 같이 손잡이(48)가 설치되면 사용자가 시험 장비(10)를 측정 현장으로 운반하거나 위치 이동시에 편안한 자세와 안정된 상태로 운반 및 이동시킬 수 있도록 하는 편의를 제공받을 수 있게 된다.

본 발명에 따른 그라우트 채움 성능 분석을 위한 시험 장비의 사용하는 방법을 살펴보면, 상기 관체(14)의 내부에 선택한 골재(S)를 채워넣어 두게 된다. 그 다음 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 관체(14)의 내부로 그라우트(G)를 주입하게 될 때, 관체(14)의 내부에 존재하는 공기가 배출 측으로 원활하게 이동하여 효과적으로 배출될 수 있도록 하고자 주입 측보다 배출 측의 높이가 더 높게 위치하는 상태로 관체(14)를 경사지게 배치하게 된다. 이때, 상기 경사 각도(α)는 2도 ~ 5도 정도로 설정하는 것이 좋으며, 예컨대, 경사 각도의 범위 미만인 경우에는 관체(14)의 내부에 존재하는 공기의 배출이 용이하지 못하고, 경사 각도의 범위를 초과하는 경우에는 그라우트의 중력과 역류 작용에 의해 그라우트의 주입 압력 및 압송 압력을 정확하고도 정밀하게 측정할 수 없게 된다.

아울러, 상기 관체(14)의 내부에 골재(S)가 채워지게 되면, 도시되지 아니한 펌프를 이용하여 주입 압력을 가진 그라우트(G)를 제1연결관(26)으로 공급하게 되고, 상기 제1연결관(26)에 주입된 그라우트(G)는 이웃하는 골재(S)의 사이의 공간에 채워지는 상태로 관체(14)를 따라 압송된다. 최종적으로는 상기 제2연결관(28)에 연결되는 배출관(40)을 통해 그라우트(G)가 배출되고, 시간당 배출량을 기록할 수 있다.

위와 같이 상기 그라우트(G)가 제1 연결관(26) 및 관체(14)를 따라 압송될 때, 상기 압력계(18)는 해당 위치를 지나가는 그라우트(G)의 압송 압력을 측정하게 되고, 측정된 측정치는 압력계(18)를 통해 디스플레이하게 된다. 참고로, 상기 압력계(18)는 압력센서가 자체에 구비되어 있는 일체화 압력계가 사용된다.

따라서 상기 제1 연결관(26) 및 관체(14)의 길이방향을 따라 거리를 두고 설치된 압력계(18)의 압력 측정 수치를 통해 선택된 골재(S) 즉, 관체(14)의 내부에 채워진 골재(S)에 대하여 그라우트(G)의 주입시 단위 거리당 감소하는 그라우트의 압송 압력 측정이 가능하게 된다. 따라서 그라우트(G)의 주입 압력에 따른 그라우트(G)의 최대 충전 길이를 평가할 수 있고, 또한 기록된 배출량을 이용하여 그라우트(G) 주입량을 평가 및 파악할 수 있게 됨으로써, 최적의 그라우트의 채움 성능 조건을 얻을 수 있게 되고, 이를 통해 콘크리트 구조물의 성능과 품질 향상을 기대할 수 있게 된다.

한편, 위와 같이 압력측정 완료된 이후에는 상기 주입조절밸브(36)를 사용하여 제1 연결관(26)을 폐쇄시켜 그라우트(G)의 주입을 종료하고, 아울러 그라우트 주입 동안 폐쇄되어 있던 바이패스 개폐밸브(38)는 개방하는 상태로 조작하여 바이패스 연결관(20)을 관체(14)와 소통시키게 된다. 이후, 이러한 개폐 상태에서 상기 바이패스 연결관(20)을 통해 물을 주입시켜 관체(14)의 내부에 대한 청소 즉, 관체(14)의 내부 존재하는 그라우트(G)의 배출과 골재(S)에 대한 청소를 하는 것으로 측정작업을 모두 종료하게 된다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다. 또한, 본 발명에 기재된 설명과 도면에 구성은, 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐, 이것이 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것을 의미하는 것이 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형구조의 예가 더 있을 수 있다.

10 : 시험 장비
12 : 주입관
14 : 관체
16 : 필터
18 : 압력계
20 : 바이패스 연결관
22, 24 : 플랜지
26 : 제1 연결관
28 : 제2 연결관
30 : 제1 플랜지
32 : 제2 플랜지
34 : 패킹부재
36 : 주입조절밸브
38 : 바이패스 개폐밸브
40 : 배출관
42 : 개폐배브
44 : 결합공
46 : 결합마개
48 : 손잡이

Claims (3)

1. 점성을 가지는 물질이 흐르는 관체(14);
   상기 관체(14)의 양단부에 분리 가능하게 각각 결합 되는 제1 및 제2 연결관(26, 28);
   상기 제1 연결관(26)과 통하도록 연결되며 점성을 가진 물질을 주입하기 위하여 주입조절밸브(36)를 구비한 주입관(12);
   상기 제2 연결관(28)과 통하도록 연결되는 배출관(40) 및 상기 배출관(40)의 관로를 개폐하기 위한 개폐밸브(42);
   상기 관체(14)와 제1 및 제2 연결관(26, 28)에 내부와 통하도록 형성되는 결합공(44);
   상기 결합공(44)에 분리될 수 있도록 설치되어 점성 물질이 흐르는 관체(14)의 내부 압력을 측정하는 압력계(18);
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 그라우트 채움 성능 분석용 시험 장비.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 관체(14)와 제1 및 제2 연결관(26, 28) 사이에 골재(S)의 유출을 방지하기 위하여 필터(16)가 관로를 가로막는 배치 구조로 결합 되어 있는 것을 특징으로 하는 그라우트 채움 성능 분석용 시험 장비.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 주입조절밸브(36)와 제1 연결관(26) 사이의 주입관(12)에는 바이패스 연결관(20)이 연결된 바이패스 개폐밸브(38)가 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 그라우트 채움 성능 분석용 시험 장비.

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