KR20190043409A - 교량 신축이음장치의 보수방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토목 분야에 적용되는 교량 신축이음장치 보수방법에 관한 것으로, 교량신축이음방치에 발생된 균열부위를 컷팅하고, 열화된 표면을 제거하는 준비단계; 상기 준비단계 후 보수될 부위의 신축이음장치 상판을 부분 철거하고 내부에 적재된 이물질을 제거하는 이물질제거단계; 상기 신축이음장치의 내부에 이물질이 제거되면, 폴리이소시아네이트 70~80중량부와 비 반응형 솔벤트 20~30중량부로 구성된 제 1주제와, 아민이 첨가된 고반응성 폴리올 5~60중량부, 특수폴리올 5~30중량부, 아민이 부여된 폴리아스파틱에스테르 3~20중량부, 가교제 2~30중량부로 구성된 제 1경화제를 1:1의 비율로 혼합한 후 90~100℃에서 60~90분간 반응시켜 프라이머를 제조하고 상기 제조된 프라이머를 시공 부위에 도포하는 프라이머시공단계; 상기 프라이머가 시공된 후에는 퍼티를 제조하고, 상기 퍼티를 상기 신축이음장치의 내부에 충진하는 퍼티충진단계; 그리고 상기 퍼티의 충진이 완료되면 폴리우레아를 제조하고, 상기 신축이음장치의 경계면 및 상판에 상기 제조된 폴리우레아를 시공하는 폴리우레아시공단계; 를 포함한다.

Description

교량 신축이음장치의 보수방법{Construction of Bridge deck expansion joint repair method}

본 발명은 토목 분야에 적용되는 교량 신축이음장치 보수방법에 관한 것이다.

일반적으로, 교량의 신축이음장치는 교면과 교면 사이에 설치되어 교면이 수축팽창시에 교면 파손을 막기 위하여 설치되는 교량의 중요설치 부분 중 하나이다.

교량 신축이음장치는 일정 기간이 경과하게 되면 부식, 고무제 박리 등의 요인들로 인하여 신축이음장치의 주요기능이 상실된다.

이러한 기능 상실은 특히, 신축 이음장치의 내에 퇴적물들이 쌓여 신축이음장치의 주요기능인 수축팽창에 지장을 초래하게 되고, 누수 및 침식, 주변 콘크리트의 깨짐 등과 같은 문제점이 발생되어 교량구조의 심각한 위해요소로 작용하고 있다.

이에 위와 같은 현상이 발생한 교량 신축이음장치는 일반적으로 같은 사양의 신축이음장치를 교체하는 방법으로 교량 신축이음장치를 지탱하여주는 신축이음장치 고정용 구조물까지 철거 후에 재설치하는 방법이 사용되고 있다.

이와 같은 종래의 교량신축이음장치의 교체방법은 장시간공사로 인하여 교통흐름의 방해 및 동절기에는 신축이음장치의 교체공사 자체를 못하는 등의 시간적인 제약을 많이 받고 있어 수월한 교체공사를 진행하기 어렵다는 단점이 있다.

또한 교량신축이음장치의 재 설치방법은 부분적 재설치로 인한 신축이음장치의 분절부가 생기게 되며, 이러한 분절부에는 누수 및 이물질이 침투할 수밖에 없는 구조가 됨에 따라 신축이음장치의 기능을 단시간에 저해 할 수 밖에 없다.

이와 같은 문제점을 보완하기 위해서는 교량의 신축이음장치 전체를 교체하기 보다는 신속하게 보수 보강할 수 있으면서도 높은 기계적 강도를 갖는 조성물을 이용하여 교량 교체로 인한 문제점을 해결해야 하지만, 현재까지 신축이음장치에 대한 보수 보강용 조성물 및 보수 방법에 대한 효과적인 대안이 제시된 바 없기 때문에 상기한 문제점이 그대로 유지되고 있는 실정이다.

참조문헌: 대한민국특허 제 1236191호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 콘크리트의 지면과 프라이머와의 견고한 결합력을 통해 내구성을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 신속한 경화 진행을 통해 작업공정의 간소화로 작업성을 크게 개선할 수 있도록 한 교량 신축이음장치 보수방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 신축이음에 대한 보수보강 후 상당한 기간이 경과하더라도 황변현상이 발생하지 않으며, 동절기에서 작업이 가능하도록 하는데 있다.

이와 같은 목적을 효과적으로 달성하기 위해 본 발명은, 교량신축이음방치에 발생된 균열부위를 컷팅하고, 열화된 표면을 제거하는 준비단계; 상기 준비단계 후 보수될 부위의 신축이음장치 상판을 부분 철거하고 내부에 적재된 이물질을 제거하는 이물질제거단계; 상기 신축이음장치의 내부에 이물질이 제거되면, 폴리이소시아네이트 70~80중량부와 비 반응형 솔벤트 20~30중량부로 구성된 제 1주제와, 아민이 첨가된 고반응성 폴리올 5~60중량부, 특수폴리올 5~30중량부, 아민이 부여된 폴리아스파틱에스테르 3~20중량부, 가교제 2~30중량부로 구성된 제 1경화제를 1:1의 비율로 혼합한 후 90~100℃에서 60~90분간 반응시켜 프라이머를 제조하고 상기 제조된 프라이머를 시공 부위에 도포하는 프라이머시공단계; 상기 프라이머가 시공된 후에는 퍼티를 제조하고, 상기 퍼티를 상기 신축이음장치의 내부에 충진하는 퍼티충진단계; 그리고 상기 퍼티의 충진이 완료되면 폴리우레아를 제조하고, 상기 신축이음장치의 경계면 및 상판에 상기 제조된 폴리우레아를 시공하는 폴리우레아시공단계; 를 포함한다.

상기 퍼티는 폴리올 10~30중량부, 탄산칼슘 65~80중량부, 소포제 0.1~0.5중량부, 안료 2~6중량부로 구성된다.

상기 폴리우레아는 제 2주제와 제 2경화제를 각각 1:1의 비율로 혼합하여 제조되며, 상기 제 2주제는 이소시아네이트 50~70중량부와 폴리올 30~50중량부로 구성되고, 상기 제 2경화제는 폴리아민 10~60중량부와 쇄연장제 2~30중량부와 폴리올 2~40중량부를 포함하며, 상기 제 2경화제에는 산화방지용 UV흡수제가 1~5중량부 더 첨가된다.

또한 상기 제 2경화제에는 무기 또는 유기 안료가 5~20중량부 더 첨가된다.

그리고, 상기 무기 또는 유기 안료는 안료의 중량부를 100%로 할 때, 무기물 또는 유기물 피그먼트 50중량%와 폴리아민 50중량%가 혼합 구성된다.

본 발명의 실시예에 따른 교량 신축이음장치 보수용 조성물은 콘크리트의 지면과 프라이머와의 견고한 결합력을 통해 내구성을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 신속한 경화 진행을 통해 작업공정의 간소화로 작업성을 크게 개선할 수 있으며, 또한 교량 신축이음에 대한 보수보강 후 상당한 기간이 경과하더라도 황변현상이 발생하지 않고, 동절기에서 작업이 가능하여 교통 체증을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 교량 신축이음장치의 보수방법을 보인 예시도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

본 발명의 실시예에 따른 교량 신축이음장치의 보수방법은 모노셀타입과 뉴모노셀타입, 레일타입으로 구성된 신축이음장치에 적용되는 것으로, 프라이머와 퍼티와 폴리우레아의 조성물을 순차적으로 제조한 후 교량의 보수부위에 도포 및 채움되어 보수 공정을 진행하게 된다.

먼저, 프라이머와 퍼티 그리고 폴리우레아에 대한 조성물 및 조성비에 대하여 설명하면 다음과 같다.

프라이머는 제 1주제와 제 1경화제가 1:1의 혼합비를 가지며, 90~100℃의 온도에서 60~90분간 반응시켜 제조하게 된다.

제 1주제는 폴리이소시아네이트 70~80중량부, 비 반응형 솔벤트 20~30중량부로 구성된다.

폴리이소시아네이트의 경우 폴리메틸렌 폴리페닐 이소시아네이트 또는 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 또는 디페닐 메탄 디이소시아네이트 중 어느 하나가 채용될 수 있으며, 필요에 따라서는 이들 조성물들을 동일한 비율로 혼합하여 사용할 수도 있다.

즉, 폴리메틸렌 폴리페닐 이소시아네이트와 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트와 디페닐 메탄 디이소시아네이트를 각각 1/3씩 혼합하여 폴리이소시아네이트를 제조할 수도 있다.

또한 솔벤트는 휘발성이 적거나 거의 없는 저 비점의 솔벤트가 사용될 수 있으며, 주제와 경화제의 반응 시 화학 반응에 참여하지 않는 것을 선택하여 사용할 수 있다.

솔벤트의 경우 경방향족 용제 나프타 또는 프로필렌 카보네이트 또는 디이소부틸아디페이트가 사용될 수 있다.

제 1경화제는 아민이 첨가된 고반응성 폴리올 5~60중량부, 특수폴리올 5~30중량부, 아민이 부여된 폴리아스파틱에스테르 3~20중량부, 가교제 2~30중량부로 구성된다.

고반응성 폴리올에 첨가된 아민은 3,5 Diethyltoluene-2,4/2,6-diamine과 4,4bis[2-chloroaniline]과 4,4'-methylene Bis[N-(1-methylpropyl)benzenamine이 혼합된 것을 폴리올에 첨가하여 고반응성을 유도하게 된다.

또한 퍼티는 폴리올 10~30중량부, 탄산칼슘 65~80중량부, 소포제 0.1~0.5중량부, 안료 2~6중량부를 혼합하여 구성하게 된다.

퍼티의 경우 시공부위에 채워지는 채움재의 역할을 하는 것으로, 특수 기능이 포함된 탄산칼슘을 사용할 수 있다.

즉, 특수 탄산칼슘은 입자 표면이 코팅된 상태로 구성되어 있으며, 이로 인해 유분 및 수분을 흡수하는 성질이 없어 점도 조절이 용이하다. 또한 상대적으로 탄산칼슘이 포함할 수 있는 수분을 원천적으로 제거하게 되므로 수분으로 발생되는 단점을 미연에 차단하게 된다.

또한 특수 탄산칼슘의 경우 경량화된 재질로 구성되어 있어 건축물이나 교량 등에 시공된 후 무기물이 가라앉는 것을 방지하게 되므로 시공 시 그대로 유지가 가능하다.

이러한 특수 탄산칼슘은 Thixotropy의 기능을 갖고 있다. 특수 탄산칼슘의 경우 본원 출원인이 직접 제조한 것이 아니라, 시중에서 판매되고 있는 것을 채용하게 되는 것이므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

또한 폴리우레아는 방사 및 보호 코팅용으로 사용되는 일반적인 폴리우레와는 달리 은폐력을 향상시키고 UV 흡수력을 강화시켜 상도코팅 없이 황변현상을 최소화시킬 수 있다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 폴리우레아의 경우 일반적으로 유통되고 있는 폴리우레아에 비해 피그먼트로 과도하게 은폐력을 향상시키도록 되어 있으며, 이를 위해 피그먼트의 첨가량을 일반 사용량보다 2~3배 더 사용하므로써 UV보호 코팅제인 상도코팅이 없이도 황변 현상을 최소화시키게 된다.

폴리우레아는 제 2주제와 제 2경화제를 각각 1:1의 비율로 혼합하여 제조된다.

제 2주제는 이소시아네이트 50~70중량부와 폴리올 30~50중량부로 구성되고, 제 2경화제는 폴리아민 10~60중량부와 쇄연장제 2~30중량부와 폴리올 2~40중량부를 포함한다.

이때, 제 2경화제에는 산화방지용 UV흡수제가 1~5중량부 더 첨가될 수 있으며, 무기 또는 유기 안료가 5~20중량부 더 첨가될 수 있다.

UV흡수제는 zikasorb-bs가 사용될 수 있다.

무기 또는 유기 안료는 안료의 중량부를 100%로 가정할 때, 무기물 또는 유기물 피그먼트 50중량부와 폴리아민 50중량부가 혼합 구성되어 제조된다.

여기서, 피그먼트는 무기물 산화티타늄과 카본블랙이 주성분이며, 각 25중량부씩을 혼합하여 50중량부로 조성하고, 폴리아민 50중량부와 혼합하게 된다.

상기와 같은 조성물을 통해 교량의 신축이음에 시공이 진행될 경우 아래와 같은 특성을 갖게 된다.

먼저, 인장강도는 15~25Mpa의 인장력으로 교량의 거동 발생으로 인한 재료 파단이 발생되지 않게 된다.

또한 신장률은 500~800%의 높은 갚을 도출하여 온도차이에서 발생되는 교량의 수축팽창에 대하여 이완 시 보수된 부위가 쉽게 파단되지 않게 된다.

이러한 이유는 자동차의 급 제동 시 발생되는 힘이 폴리우레아의 신축율에 의해 폴리우레아와 콘크리트 바닥의 부착력에 영향이 최소화되기 때문이다.

경도는 Shore A(70~75) 또한 겨울철 낮은 온도에 의해 경도가 상승하여 취성이 상대적으로 커지게 되므로 쉽게 파손되지만, 인장강도의 높은 인장력을 통해 겨울철에도 보수된 부위가 쉽게 파손되지 않게 된다.

이하에서는 교량 신축이음장치에 전술한 조성물을 이용하여 보수가 진행되는 과정을 설명하면 다음과 같다.

프라이머와 퍼티 그리고 폴리우레아를 전술한 조성물 및 조성비를 통해 제조한다.

각 조성물은 미리 제조한 후 각 공정마다 투입되거나 각 공정이 진행되는 과정에서 제조된 후 시공부위에 투입될 수 있다. 먼저, 교량 신축이음장치의 보수 공정은 교량의 신축이음장치에 발생된 균열부위를 컷팅 및 열화된 표면을 제거하는 준비단계를 진행한다.

준비단계를 통해 균열부위의 컷팅 및 표면 제거가 진행된 후에는 보수될 부위의 신축이음장치 상판을 부분 철거하고 신축이음장치 내부에 적재된 이물질을 제거하는 이물질제거단계를 진행한다.

신축이음장치 내부에 이물질이 제거된 후에는 시공부위를 선정하고, 마스킹테이프를 시공부위에 설치한다.

마스킹테이프를 설치한 후에는 미리 제조된 프라이머를 시공부위에 도포하는 프라이머시공단계가 진행된다.

프라이머가 시공된 후에는 준비된 퍼티를 신축이음장치의 내부에 충진하도록 다시 마스킹테이프를 신축이음장치에 설치하고, 퍼티를 신축이음장치 내부에 충진하는 퍼티충진단계가 진행된다.

퍼티의 충진이 완료되면, 미리 준비된 폴리우레아를 신축이음장치의 경계면 및 상판과 후타콘크리트의 경계면 등에 폴리우레아를 시공한다.

폴리우레아까지 시공이 모두 완료되면, 마스킹테이프를 시공부위에서 모두 탈착하여 보수 공정을 마무리한다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 프라이머와 퍼티 그리고 폴리우레아는 이소시아네이트와 폴리올의 화학반응 속도보다 폴리에폭시에 포함된 이소시아네이트와 아민의 화학반응 속도가 수십 배 내지 수백 배 빠르므로 빠른 경화속도를 구현할 수 있으며, 높은 기계적 강도를 통해 균열 및 박리, 누수의 재발을 방지할 수 있게 된다.

또한 각 조성물들의 점성이 매우 낮아 콘크리트 등의 모체에 깊숙이 침투하여 모체와의 부착성이 우수한 특성을 갖게 된다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 교량 신축이음 보수용 조성방법은 동절기 또는 하절기와 같은 계절에 관계없이 빠른 시공과 높은 강도를 유지할 수 있어 교량 보수에 절실히 요구되는 기술임을 밝혀둔다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (6)

1. 교량신축이음장치에 발생된 균열부위를 컷팅하고, 열화된 표면을 제거하는 준비단계;
   상기 준비단계 후 보수될 부위의 신축이음장치 상판을 부분 철거하고 내부에 적재된 이물질을 제거하는 이물질제거단계;
   상기 신축이음장치의 내부에 이물질이 제거되면, 폴리이소시아네이트 70~80중량부와 비 반응형 솔벤트 20~30중량부로 구성된 제 1주제와, 아민이 첨가된 고반응성 폴리올 5~60중량부, 특수폴리올 5~30중량부, 아민이 부여된 폴리아스파틱에스테르 3~20중량부, 가교제 2~30중량부로 구성된 제 1경화제를 1:1의 비율로 혼합한 후 90~100℃에서 60~90분간 반응시켜 프라이머를 제조하고 상기 제조된 프라이머를 시공 부위에 도포하는 프라이머시공단계;
   상기 프라이머가 시공된 후에는 퍼티를 제조하고, 상기 퍼티를 상기 신축이음장치의 내부에 충진하는 퍼티충진단계; 그리고
   상기 퍼티의 충진이 완료되면 폴리우레아를 제조하고, 상기 신축이음장치의 경계면 및 상판에 상기 제조된 폴리우레아를 시공하는 폴리우레아시공단계; 를 포함하는 교량 신축이음장치 보수방법.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 퍼티는 폴리올 10~30중량부, 탄산칼슘 65~80중량부, 소포제 0.1~0.5중량부, 안료 2~6중량부로 구성된 교량 신축이음장치 보수용 조성물.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 폴리우레아는 제 2주제와 제 2경화제를 각각 1:1의 비율로 혼합하여 제조되며, 상기 제 2주제는 이소시아네이트 50~70중량부와 폴리올 30~50중량부로 구성되고, 상기 제 2경화제는 폴리아민 10~60중량부와 쇄연장제 2~30중량부와 폴리올 2~40중량부를 포함하는 교량 신축이음장치 보수용 조성물.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 제 2경화제에는 산화방지용 UV흡수제가 1~5중량부 더 첨가된 교량 신축이음장치 보수용 조성물.
   
5. 제 3항에 있어서,
   상기 제 2경화제에는 무기 또는 유기 안료가 5~20중량부 더 첨가된 교량 신축이음장치 보수용 조성물.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 무기 또는 유기 안료는 안료의 중량부를 100%로 할 때, 무기물 또는 유기물 피그먼트 50중량%와 폴리아민 50중량%가 혼합 구성된 교량 신축이음장치 보수용 조성물.
   
   
   
   
   
   

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