본 연구는 기계주입 방식으로 간단히 재충전 할 수 있는 TPS 공법을 사용하여 실제 건설현장에 적용한 후 콘크리트 균열에 미치는 영향을 알아보고자 하였는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 먼저, 초음파 속도의 경우 TPS 공법을 사용하였을 시 주사기 공법에 비해 평균 약 36 mm/sec로 초음파가 빠른 속도로 통과하는 것을 알 수 있었고, 주입깊이의 경우 주사기 공법에서는 부분 충전되는 것을 확인하였으나 TPS 공법의 경우 강한 주입 압력으로 모든 배합에서 보수재가 100% 충전되는 우수한 경향을 나타내었다. 또한, 압축강도의 경우는 TPS 공법 사용 시 평균 16.8 % 증가하는 것으로 나타나 구조적으로 우수한 것으로 나타났다. 이상을 종합하면 주사기 공법에 비해 TPS 공법을 사용하였을 시 균열부위에 주입재가 밀실하게 충전되어 강도 증진으로 인한 품질 향상 및 확인창 설치로 인한 균열보수제의 거동이 확인 가능하다. 또한, TPS 공법 시공구간 532 m에 대하여 약 5일의 공사 기간이 단축됨에 따라 시공성이 우수하여 콘크리트 구조물에 균열 보수공법으로 사용성이 확대될 것으로 기대된다.
본 연구는 기계주입 방식으로 간단히 재충전 할 수 있는 TPS 공법을 사용하여 실제 건설현장에 적용한 후 콘크리트 균열에 미치는 영향을 알아보고자 하였는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 먼저, 초음파 속도의 경우 TPS 공법을 사용하였을 시 주사기 공법에 비해 평균 약 36 mm/sec로 초음파가 빠른 속도로 통과하는 것을 알 수 있었고, 주입깊이의 경우 주사기 공법에서는 부분 충전되는 것을 확인하였으나 TPS 공법의 경우 강한 주입 압력으로 모든 배합에서 보수재가 100% 충전되는 우수한 경향을 나타내었다. 또한, 압축강도의 경우는 TPS 공법 사용 시 평균 16.8 % 증가하는 것으로 나타나 구조적으로 우수한 것으로 나타났다. 이상을 종합하면 주사기 공법에 비해 TPS 공법을 사용하였을 시 균열부위에 주입재가 밀실하게 충전되어 강도 증진으로 인한 품질 향상 및 확인창 설치로 인한 균열보수제의 거동이 확인 가능하다. 또한, TPS 공법 시공구간 532 m에 대하여 약 5일의 공사 기간이 단축됨에 따라 시공성이 우수하여 콘크리트 구조물에 균열 보수공법으로 사용성이 확대될 것으로 기대된다.
In this research, we tried to investigate the influence of concrete on cracks after applying to the actual construction site using the TPS construction method which can be easily charged by the mechanical injection method. To summarize the results, the following It is as follows. First, in the case ...
In this research, we tried to investigate the influence of concrete on cracks after applying to the actual construction site using the TPS construction method which can be easily charged by the mechanical injection method. To summarize the results, the following It is as follows. First, in the case of ultrasonic velocity, it can be seen that the ultrasonic wave passes rapidly at an average of about 36 mm / sec as compared with the syringe method when using the TPS method, and in the case of the injection depth, the syringe method In the case of TPS construction method, it showed an excellent tendency that 100% of the water retentive material was charged with all the formulations under a strong injection pressure. In the case of compressive strength, it was shown that the average was increased by 16.8% at the time of using the TPS construction method, and it was found to be structurally superior. Taken together, it is possible to confirm the behavior of the crack repairing agent by improving the quality by improving the strength and confirming the window installation by filling the injection material into the closed space at the crack site when using the TPS method compared with the syringe method. In addition, it is expected that construction time will be improved by shortening the construction period of about 5 days for the TPS construction method construction section 532 m, and usability will be expanded by the crack repair method of concrete structure.
In this research, we tried to investigate the influence of concrete on cracks after applying to the actual construction site using the TPS construction method which can be easily charged by the mechanical injection method. To summarize the results, the following It is as follows. First, in the case of ultrasonic velocity, it can be seen that the ultrasonic wave passes rapidly at an average of about 36 mm / sec as compared with the syringe method when using the TPS method, and in the case of the injection depth, the syringe method In the case of TPS construction method, it showed an excellent tendency that 100% of the water retentive material was charged with all the formulations under a strong injection pressure. In the case of compressive strength, it was shown that the average was increased by 16.8% at the time of using the TPS construction method, and it was found to be structurally superior. Taken together, it is possible to confirm the behavior of the crack repairing agent by improving the quality by improving the strength and confirming the window installation by filling the injection material into the closed space at the crack site when using the TPS method compared with the syringe method. In addition, it is expected that construction time will be improved by shortening the construction period of about 5 days for the TPS construction method construction section 532 m, and usability will be expanded by the crack repair method of concrete structure.
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문제 정의
35 MPa 압력의 고탄성 Latex storage가 설치되어 있고, 기계주입방식으로 간단히 재충전 할 수 있는 T-Port System공법 (이하, TPS 공법)의 실험을 진행한바 있으나, 실험실 조건에 인위적인 균열을 생성시켜 얻은 결과로서, 실제 건설 현장에 다양한 균열 크기 및 깊이에 대한 분석이 미비한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 지하차도 균열보수 현장을 대상으로, 주입공법 비교에 따른 대상 시험체의 충전성 및 강도특성을 검토함으로써, 품질, 시공성 등의 현장적용성과 보수 후 구조물의 안전성 향상을 예측 하고자한다.
본 연구에서는 TPS 공법의 현장 적용시 시공성 및 품질에 대하여 검토하기 위하여 실제 균열보수 공사를 진행하는 천안 나들목 지하차도 공사에 적용 검토 하였는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
가설 설정
Table 8은 균열 종류에 따른 보수 후 압축강도 비에 실험결과를 표로 나타낸 것이고, Fig 21은 이를 그래프로 나타낸 것이다. 먼저, 주사기 공법의 압축강도의 평균을 100 %로 가정하여 실험 분석하였다. 전반적으로 주사기 공법에 비해 압축강도비가 높은 경향을 나타내었는데, 세부적으로 보면 U-0.
제안 방법
1과 같다. 먼저, 현장 위치는 ○○시에 위치해 있으며, 약 2개월간 균열보수 공사로서 다양한 콘크리트 균열에 대하여 균열보수를 진행하였다.
본 연구의 현장실험계획은 Table 3과 같다. 먼저, 주입공법의 경우 기존 주사기공법(이하, I)와 TPS 공법(이하, T) 2가지를 사용하고, 구조물의 경우 U자형태의 구조물 U-Type(이하, U)과 사각형 형태의 구조물 Box-Type(이하, B), 균열 폭의 경우 0.3 mm 이상(이하, 0.3U)과 및 0.3 mm 미만(이하, 0.3D) 두 가지로 분류하여 계획 하였다. 실험변수로는 기존 주사기 공법과 TPS 공법을 기준으로 각각 4 항목씩 총 8 항목의 실험변수를 계획하였다.
3D) 두 가지로 분류하여 계획 하였다. 실험변수로는 기존 주사기 공법과 TPS 공법을 기준으로 각각 4 항목씩 총 8 항목의 실험변수를 계획하였다. 또한, 실험은 초음파 테스트와 주입 깊이를 측정하는 것으로 계획하였으며, 압축강도의 경우는 코어채취를 통하여 측정하는 것으로 계획하였다.
실험변수로는 기존 주사기 공법과 TPS 공법을 기준으로 각각 4 항목씩 총 8 항목의 실험변수를 계획하였다. 또한, 실험은 초음파 테스트와 주입 깊이를 측정하는 것으로 계획하였으며, 압축강도의 경우는 코어채취를 통하여 측정하는 것으로 계획하였다.
주입 깊이 평가는 육안으로 관찰하기 위해서 0.3 mm 전·후 실험체 균열부위에 대하여 20×300 mm에 코어를 채취하여 측정하였다.
현장에서 Fig. 12와 같이 콘크리트 내 보수액 침투력을 평가하기 위해 초음파속도 테스트를 실시하였다. 즉, 일반적으로 초음파 테스트는 균열이나 공극에 따라 초음파 통과시간이 달리 나타나는데, 균열이 완전히 충전된 콘크리트는 균열이 없는 콘크리트와 비슷한 통과 시간으로 측정되는 반면에미 충전된 곳은 통과 시간이 지연되는 것으로 나타난다.
또한, Petroleum jelly을 사용하여 표본의 양 쪽 면에 부착한 두 대의 54 Hz 변환기에 미터기를 연결하여 각각 진동기와 리씨버로서 사용하고, 표본을 통과한 파장 이동 시간을 기록하였다.
먼저, 모든 실험 결과 및 분석은 보수 후 진행하였으며, 압축강도의 경우는 코어 채취 후 측정하였다.
대상 데이터
본 연구는 ○○ 나들목 지하차도 하자 보수공사를 진행하였으며, 그 개요는 Table 1과 같고, 현장 사진은 Fig.1과 같다. 먼저, 현장 위치는 ○○시에 위치해 있으며, 약 2개월간 균열보수 공사로서 다양한 콘크리트 균열에 대하여 균열보수를 진행하였다.
본 논문에 사용된 건식 경질형 주입재는 균열 부위 위치 및 환경에 따라 K사 제품을 사용하였는데, 그 성질은 Table 4와 같다.
이론/모형
본 연구의 압축강도 및 할열 인장강도의 경우는 KS 규격에 의거하여 실험을 진행하며, Fig 14와 같이 보수 전, 보수 후에 코어를 채취하여 UTM-300 Ton 기기를 사용하여 강도를 측정하였다.
성능/효과
먼저, 균열은 크게 횡 방향 및 종 방향의 균열 두가지로진단되었다. 먼저, 균열의 폭은 0.3 mm 이상 및 0.3 mm 미만의 균열 두가지로 구분하며, 각각의 균열길이는 336 m, 396 m 발생한 것으로 조사 되었다.
보수 전 건전한 구조물의 경우 20 mm/sec로 평가되었다. 전반적으로, 주사기 공법에 비해 TPS 공법을 사용한 조합에서 초음파가 빠른 속도로 통과하는 경향을 나타내었다. 즉, 주사기 공법의 J.
먼저, 주사기 공법을 사용한 조합에서는 약 140∼155 mm로 부분적으로 충전되는 경향을 나타낸 반면에, TPS 공법을 사용한 조합에서는 300 mm 완전 충전되는 우수한 경향을 나타내었다.
3D 조합의 경우 59 mm/sec로 측정되어 평균 약 57 mm/sec를 나타내었다. 또한 TPS 공법의 경우는 U-0.3U의 조합사용시 21 mm/sec, U-0.3D의 경우 20 mm/sec, B-0.3U의 경우 19 mm/sec, B-0.3D 조합의 경우 22 mm/sec로 평균 약 21 mm/sec로 평가됨에 따라 주사기 공법에 비해 TPS공법을 사용할 경우 평균 약 36 mm/sec로 초음파가 빠른 속도로 통과하는 것을 알 수 있었는데 이는 TPS 공법이 주사기 공법에 비해 높은 주입 압력과 탄성 저장관등의 영향으로 미세한 균열 부위까지 밀실하게 충전되었음을 알 수 있다.
2 MPa로 평가되었다. 전반적으로 주사기 공법에 비해 TPS 공법을 사용한 조합에서 우수한 압축강도를 나타내었다.
세부적으로 보면 주사기 공법의 경우는 U-0.3U의 조합사용 시 30.2 MPa, U-0.3D 조합의 경우는 29.5 MPa, B-0.3U 조합의 경우는 29.8 MPa, B-0.3D 조합의 경우는 29.9 MPa로 평균 약 29.9 MPa를 나타낸 반면에, TPS 공법의 경우는 U-0.3U의 조합사용 시 33.3 MPa, U-0.3D 조합의 경우는 34.5 MPa, B-0.3U 조합의 경우는 36.1 MPa, B-0.3D 조합의 경우는 35.8MPa로 평균 약 35 MPa로 주사기 공법에 비해 평균 약 5 MPa 압축강도가 증가하는 경향을 나타내었다. 이는 균열 부위에 60∼80 MPa의 고강도에폭시가 밀실하게 주입됨에 따라 압축강도가 증진한 것으로 사료된다.
먼저, 주사기 공법의 압축강도의 평균을 100 %로 가정하여 실험 분석하였다. 전반적으로 주사기 공법에 비해 압축강도비가 높은 경향을 나타내었는데, 세부적으로 보면 U-0.3U 조합의 경우 약 11.4 %, U-0.3D의 경우 약 15.4 %, B-0.3U의 경우 약 20.7 %, B-0.3D의 경우 약 19,7 %로 평균 약 16.8 % 압축강도가 우수한 것을 알 수 있었다.
2. 주입깊이의 경우는 주사기공법의 경우 전체 300mm 중 140∼155 mm로 부분 충전되는 경향을 나타내었으며,TPS 공법의 경우는 기계식 주입 무선기와 고탄성에 라텍스 고무 저장관의 강력한 압력으로 모든 조건에서 주입재가 100 % 충전되는 우수한 경향을 나타내었다.
Table 9는 주사기공법과 TPS 공법간의 시공성 비교를 표로나타낸 것이다. 전반적으로 주사기 공법에 비해 TPS 공법을 사용하였을 시 약 5일의 시공기간이 단축되는 경향을 나타내었다. 세부적으로 보면, 주사기공법의 경우 6일의 시공기간에 투입된 인원은 약 24명이 필요한 반면, TPS 공법의 경우 11일의 시공기간에 투입된 인원은 약 44명의 경향을 나타내었다.
세부적으로 보면, 주사기공법의 경우 6일의 시공기간에 투입된 인원은 약 24명이 필요한 반면, TPS 공법의 경우 11일의 시공기간에 투입된 인원은 약 44명의 경향을 나타내었다. 또한, 일일 작업 속도의 주사기 공법의 경우 약 33.3 m/day로 시공효율로 비교분석하였을 시 m 당 약 0.12 person/m이 필요한 것으로 나타낸 반면, TPS 공법의 경우 일일 작업속도의 경우 약 48.3 m/day로 시공효율로 비교분석 하였을 시 m 당 약 0.08 person/m이 필요한 것으로 나타났다.
특히, 주사기 공법의 비해 TPS 공법을 사용하였을 시 공사 기간 및 작업 효율성이 효과적인 것으로 나타났는데, 이는 강한 압력의 기계식 무선 주입기를 사용하여 균열 부위를 밀실하게 충전함에 따라 시공성 및 작업효율성에 영향을 미치는 것으로 판단된다. 즉, 당 현장의 경우 교통량에 의한 신속 공사가 필수 조건으로서 향후 유사 현장의 공기단축에도 효과가 있을 것으로 판단된다.
1. 초음파 테스트의 경우는 주사기 공법에 비해 TPS 공법사용 시 초음파가 평균 약 36 mm/sec로 빠른 속도로 통과하는 경향을 나타내어, 기존 공법보다 밀실하게 충전된 것으로 판단된다.
3. 압축강도의 경우는 주사기 공법에 비해 TPS 공법을 사용한 조합에서 평균 약 5 MPa 증가하는 경향을 나타내었으며, 압축강도비의 경우 주사기 공법에 비해 TPS 공법이 평균 약 16.8 % 높은 것을 알 수 있었다.
4. 시공성의 경우 주사기 공법에 비해 TPS 공법을 사용하였을 시 투입인원의 경우 평균 약 0.04 person/m이 감소되는 것으로 나타났으며, 작업 속도의 경우도 일일 평균 약 15 m/day 정도 차이나는 경향을 나타내었다.
상기 TPS 공법과 재래식 주사기주입공법의 실험결과를 분석한 결과 TPS 공법이 고무줄을 사용하는 주사기 주입공법보다 주입 속도와 주입 깊이 측면에서 향상되고, 확인창 설치로 인하여 균열 내부 전체가 충전 거동 및 충전량 확인이 가능한 공법으로 분석되었다. 또한, 균열 내부 전체에 주입용액의 충전이 가능하여 시공성의 경우 약 5일에 시공기간이 단축되고, 보수품질의 향상은 물론 재하자발생이 저감될 수 있을 것으로 판단된다.
세부적으로 보면, 주사기 공법의 경우는 U-0.3U의 조합사용 시 150 mm, U-0.3D 조합의 경우는 140 mm, B-0.3U 조합의 경우는 155 mm, B-0.3D 조합의 경우는 145 mm로 평균 약 148 mm 부분 충전되는 것을 알 수 있었으며, TPS 공법의 경우는 위에서 언급한 바와 같이 모든 배합에서 300 mm 완전 충전되는 경향을 나타내었는데, 이는 균열 내부 공기를 배출하고, 강력한 기계식 주입으로 인하여 균열 내부 속까지 주입재료가 충전된 것으로 판단된다. 또한, 완벽한 주입은 투수계수 향상에도 큰 영향을 미치므로 향후 누수 방지 선능에서도 우수할 것으로 예상된다.
후속연구
3D 조합의 경우는 145 mm로 평균 약 148 mm 부분 충전되는 것을 알 수 있었으며, TPS 공법의 경우는 위에서 언급한 바와 같이 모든 배합에서 300 mm 완전 충전되는 경향을 나타내었는데, 이는 균열 내부 공기를 배출하고, 강력한 기계식 주입으로 인하여 균열 내부 속까지 주입재료가 충전된 것으로 판단된다. 또한, 완벽한 주입은 투수계수 향상에도 큰 영향을 미치므로 향후 누수 방지 선능에서도 우수할 것으로 예상된다.
특히, 주사기 공법의 비해 TPS 공법을 사용하였을 시 공사 기간 및 작업 효율성이 효과적인 것으로 나타났는데, 이는 강한 압력의 기계식 무선 주입기를 사용하여 균열 부위를 밀실하게 충전함에 따라 시공성 및 작업효율성에 영향을 미치는 것으로 판단된다. 즉, 당 현장의 경우 교통량에 의한 신속 공사가 필수 조건으로서 향후 유사 현장의 공기단축에도 효과가 있을 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
균열 보수 공법은 무엇이 있는가?
현재 사용되어 지고 있는 균열 보수 공법으로는 에폭시계 및 시멘트계 재료들을 이용한 표면처리공법, 주입공법, 충전공법 등이 일반적으로 사용되고 있으며, 철근 부식을 방지하고, 균열 폭의 증대를 방지하기 위한 보수방법으로 주입공법이 주로 사용되고 있다.
실제 건설 현장에 다양한 균열 크기 및 깊이에 대한 분석을 통해 무엇을 예측할 수 있는가?
35 MPa 압력의 고탄성 Latex storage가 설치되어 있고, 기계주입방식으로 간단히 재충전 할 수 있는 T-Port System공법 (이하, TPS 공법)의 실험을 진행한바 있으나, 실험실 조건에 인위적인 균열을 생성시켜 얻은 결과로서, 실제 건설 현장에 다양한 균열 크기 및 깊이에 대한 분석이 미비한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 지하차도 균열보수 현장을 대상으로, 주입공법 비교에 따른 대상 시험체의 충전성 및 강도특성을 검토함으로써, 품질, 시공성 등의 현장적용성과 보수 후 구조물의 안전성 향상을 예측 하고자한다.
주사기를 이용한 주입공법의 장단점은 무엇인가?
이러한 주입공법의 경우는 균열 부위 즉, 콘크리트 구조물 환경에 따라 점성이 낮은 유기계 및 무기계 재료를 이용하여 방수성 및 내구성을 향상시킬 목적으로 사용되고 있다. 특히, 실제 건설현장에서 사용되고 있는 주입공법 중 주사기를 이용한 주입공법은 시공방법이 쉬우나 수작업에 의한 시공으로 시공성능이 저하되고, 균열 보수재 주입 시 충전율 부족 및 주입현황 확인이 불가능한 문제점이 야기되어 지고 있다.
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