콘크리트 구조물 보수보강공법
분야
hwp균열의 보수는 콘크리트구조물의 열화의 진행을 억제하고, 구조물의 성능을 내구성 혹은 미관상 문제가 없는 상태까지 회복시키는 것을 목적으로 실시되는 사후대책이다. 따라서 균열의 보수목적은 ① 물의 침수나 누수의 방지, ② 염화물이온의 침입방지, ③ 중성화의 진행 억제,④ 기타 유해물질의 침입 방지 및 ⑤ 경관·미관의 개선 등이다. 균열보수는 어디까지나 보수공법이며, 구조물의 내하성을 회복.향상시키는 보강이 목적일 수는 없다.
그림1. 균열보수공법의 분류
2. 보수공법의 분류
2-1. 주입공법
주입공법은 균열보수에 가장 널리 사용되는 대표적인 공법으로, 대개 폭 0.2 mm 이상의 균열에 적용되고, 0.05~0.2mm의 균열에 대해서는 상세 조사에 의해 필요.불필요를 판정해서 적용한다. 수동·밟기식이나 전동 펌프 등을 이용한 기계식에 의해 고압(l MPa 이상)으로 주입하는 방식과 고무압, 공기압 혹은 용수철압 등의 저압(0.3 MPa 전후)으로 주입하는 방식이 있다. 사진1은 밟기식의 기계식 고압주입공법의 시공예를, 사진2는 고무압 방식의 저압주입공법의 시공예를 나타낸다. 또 그림5는 주입공법의 플로우 차트(flow chart)를 나타낸다.
(1)고압주입공법
고압주입공법은 균열 보수방법으로 과거부터 사용된 실적이 있는 공법이지만, 주입량의 관리가 어려운 점이나 주입속도가 빠르기 때문에, 깊이 방향보다 균열의 표면부를 횡으로 진행하는 경향이 강한 점 등 문제점이 있어, 최근에는 저압주입공법을 많이 채용한다. 저압주입공법용의 기구도 그림3처럼 다양하며, 최근에는 눈금이 있는 기구가 주입량의 관리상 이점이 있어 선호하여 사용되고 있는 것 같다.
(2) 유기계(有機系) 주입재
주입재에는 유기계와 무기계의 재료가 있고, 대표적인 유기계 주입재는 에폭시수지이며, 그 밖에 아크릴수지, 폴리우레탄수지 등이 있다. 표2는 각종 주입용 수지의 성능비교를 나타낸다. 에폭시수지에는, 고점도타입으로부터 저점도타입, 경질타입과 연질타입등 다양한 종류가 있다. 모두 접착강도나 내구성이 우수하고, 다른 수지와 비교하면 내알칼리성이나 치수안정성이 뛰어나서, 유기계 주입재로서 가장 균형 잡힌 재료지만, 습윤 개소에 대한 응착성이나 저온 시의 강도발현성이 떨어지는 문제점이 있다. 최근에는 습기경화형의 에폭시수지가 개발되어 습윤면에 대한 접착강도가 현저하게 개선되고 있다. 아크릴수지는 경질타입만이고 가요성(可撓性) 있는 연질타입이 아니다. 아크릴수지는 특히 저온시의 강도발현성이 뛰어나 습윤면에서도 사용 가능하지만, 경화수축이 크고, 치수안정성에 뒤떨어지는 등의 문제점이 있다. 폴리우레탄수지는 주입공법보다 후술하는 충전공법으로 많이 사용되며, 가요성이 뛰어나지만 내알칼리성, 저온 시의 강도발현성 및 치수안정성에 약간 어려움이 있고, 습윤면에는 적용 불가이다.
(3) 무기계 주입재
대표적인 무기계 주입재는 폴리머 초미립자시멘트계이다. 사진 3의 전자현미경 사진처럼 초미립자시멘트를 사용함으로써, 무기계 균열주입재로도 미세한 균열에 주입이 가능해졌다. 폴리머 초미립자시멘트계와 에폭시수지계 주입재의 성능 비교를 표3에 나타낸다. 에폭시수지는 압축, 휨 및 접착 강도가 극히 높고, 뛰어난 경화특성을 보인다. 종래의 시멘트계 주입재는 접착강도에 어려움이 있었지만, 초미립자시멘트와 폴리머를 조합시킴으로써 거의 에폭시수지에 필적하는 접착강도의 발현이 가능해졌다.
2-2. 충전공법
