도로연구실 이찬영 선임연구원 |
1. 개요
• 콘크리트 구조물의 균열은 철근부식 및 내구성 저하 유발 • 콘크리트교 증가에 따라 경과 년 수에 따른 노후화, 교통량 증대, 차량의 중량화, 염해/알칼리 골재반응 등 다양한 요인에 의한 열화/손상 발생 • 보수보강 기준 등의 개정/정비 대책 마련 필요 • 점검/조사, 건전도 평가, 보수/보강기술의 체계화 및 기술 향상에 대한 요구
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2. 국내·외 현황 및 기술동향 2.1. 국내현황 및 기술동향 2.1.1 균열조사 |
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<균열의 분류> |
분 류 |
정 의 |
주요형태 |
비구조적 균열 |
구조물의 안전성 저하는 없으나 내구성, 사용성 저하를 초래할 수 있는 균열 |
소성침하균열 소성수축균열 초기온도수축균열 장기건조수축균열 불규칙한 미세균열 염화물에 의한 철근부식에 의한 균열 알칼리 골재 반응에 의한 균열 |
구조적 균열 |
구조물이나 구조부재에 사용하중의 작용으로 인해 발생한 균열 |
설계오류로 인한 균열 외부하중에 의한 균열 단면 및 철근량의 부족에 의한 균열 | |
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2.1.2 균열평가 및 보수보강 기준 • 구조적 안전성, 내구성, 방수성측면에서의 균열보수기준 |
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• 전단균열의 보수기준
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• 정밀안전진단세부지침(2003. 12 )을 고려한 보강기준
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2.1.3 보수보강 공법 • 균열에 따른 보수공법 |
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• 주요 보수재료 |
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• 표면처리공법
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• 주입공법
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• 충전공법
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• 강판보강공법
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2.2. 국외 현황 및 기술동향 2.2.1 에폭시 주입공법 • 재료
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• 시험방법 1) 경사전단강도 공시체 다음의 규정에 따라 경화된 2개의 반쪽 시편에 에폭시 수지를 도포·접착하고, 기중에서 7일간 표준양생한 공시체의 강도 측정 - 알루미늄합금 모형기는 ø10×20 공시체의 1/2로 경사각은 수직면에서 30° |
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- 몰드(ø10×20)에 모형기 삽입 후, 동일 용적으로 3층 타설(그림1) - 다짐봉을 이용하여 균일한 분포로 층별 25회 관통 다짐 - 일반 공시체와 동일방법으로 마감·탈형 후, 28일간 수중양생+7일간 기건양생 - 반쪽 시편의 호칭강도 f28=30MPa - 23℃±1℃에서 공시체를 제작하고, 전체 양생기간 동안 같은 온도조건 유지 - 에폭시 도포 전, 시편을 24시간 수침 후, 접착면은 흡수성이 좋은 재료로 수분을 제거, 접합된 공시체는 흔들어서 수분제거 (15분간 기건 허용) - 폴리에틸렌 필름(OHP 필름 사용가능)으로 시편(바닥 포함)을 감싸고 테이프를 붙인 후, 에폭시를 제조자 추천방법으로 혼합·도포 후, 접착면 수평유지 - 필름으로 싼 시편에 다른 반쪽을 삽입 후 필름에 구멍을 내어 수지 초과분 제거 - 48시간 동안 공시체를 고정시켜 접착면 수평유지 후, 테이프 제거 - 경사전단 접착강도 계산 : 파괴하중÷접착면적 (157㎠) ※ 모형기 제원 : A - 95.0 mm, B - 186.7 mm, C - 200.0 mm, D - 13.3 mm ※ 접착면의 공극은 접착면적에서 제외하고 계산 ※ 상기의 규정과 같은 방법으로 제작된 원주형 공시체를 30°cutting한 시편도 사용 가능함 |
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• 휨 접착강도 공시체 0.5 및 1mm 슬릿을 이용하여 notch를 준 15×15×55cm 공시체를 제작하고 주사기로 에폭시 수지를 주입한 후, KS F 2407에 따라 강도 측정 |
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2.2.2 Methacrylate Method ∙ 점도가 낮은 methyl methacrylate를 deck에 뿌려 균열 부위로 저절로 스며들도록 시공하는 방법 ∙ Methyl methacrylate끼리 반응하여 Poly(methyl methacrylate)[PMMA] 형성 |
∙ 재료의 일반특성 - 상온에서 빠른 경화 - 2시간 내에 압축강도 35MPa 도달 - 가연성, 독성, 휘발성 있음 - 저점도 - 콘크리트와의 부착력 우수 - 가격 비교적 저렴 - Promotor1) 및 Initiator2) 필요 - 고분자량의 폴리머 형성
1) 반응을 촉진시켜 주는 첨가제 2) 중합(polymerization) 반응이 시작되도록 해주는 역할
∙ 재료의 품질기준 |
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3. 기술개발실적
(제목은 임의로 작성가능 예)접근방법, 문제해결방안, 현재까지의 연구결과, 기술개발실적 등) • “콘크리트 균열보수용 에폭시의 품질특성 검토” 실용화 소과제 수행(2004) • “균열보수제(에폭시) 품질 및 관리 기준” 수립 및 시행(2004)
4. 참고자료
(참고문헌, 관련 WEB site, 관련 조직, 인물, 신문기사 등) ∙ P. Kumar Mehta., and Paulo J. M. Monteiro., "Concrete-Structure, Properties, and Materials-", Prentice-Hall, INC. Englewood Cliffs, New Jersey 07623, 1993. ∙ “Standard Specification for Epoxy-Resin-Base Bonding Systems for Concrete", ASTM C 881, 1990. ∙ "콘크리트 구조물 보수용 에폭시 수지", KS F 4923, 한국산업규격, 2000. ∙ "Standard Test Method for Bond Strength of Latex Systems Used With Concrete by Slant Shear", ASTM C 1042, 2000. ∙ "Standard Test Method for Bond Strength of Epoxy-Resin Systems Used With Concrete by Slant Shear", ASTM C 882, 1991. |