콘크리트 균열의 보수보강 공법

▒ 기출문제

- 108회 2교시 2번 : 철근콘크리트공사 중 콘크리트의 구조적 균열과 비구조적 균열의 주요 요인과 보수 보강 방법에 대하여 설명하시오.

- 86회 3교시 1번 : 콘크리트 균열의 종류별 발생원인과 보수보강공법에 대하여 설명하시오

- 80회 1교시 7번 : 탄소섬유 시트 보강법

- 76회 4교시 2번 : 구조물의 안전진단결과 구조성능 보강이 필요한 경우 보강재료와 보강공법에 대하여 설명하시오.

- 71회 4교시 5번 : 콘크리트 구조물 보강공법의 종류와 시공방법을 기술하시오.

- 70회 3교시 3번 : Concrete의 보수.보강 공법에 대하여 기술하시오.

- 69회 1교시 9번 : 강판 보강공법

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▒ 개요

1) 보수는 균열이 발생한 구조물의 내구성, 방수성 등 내력 이외의 기능을 회복시킴을 목적으로 한다.

2) 보수는 균열 부분의 공기, 물의 유입 차단이 목적이다.

3) 보강은 균열로 인해 손상된 구조물의 내력저하를 회복시키는 것을 말한다.

4)  보수 및 보강은 균열의 원인, 범위 및 규모, 환경조건, 안전성, 공기, 경제성 등을 고려하여 적절한 재료 및 공법, 시기 등을 선정하여 계획을 수립하여야 한다. 

 

▒ 균열조사항목

1) 균열의 폭 : 균열원인 및 보수방법 결정에 중요한 요인, 크랙게이지, 현미경등에 의한 측정

2) 균열의 길이 : 줄자에 의한 측정(보수 공사비 산출과 관련)

3) 균열의 깊이(관통의 유무) : 육안검사, 누수검사, 초음파검사, 코어검사

4) 균열주위의 상황 : 백화 및 철근의 녹 발생

 

▒ 보수보강여부 판정

1) 보수ㆍ보강 필요여부는 균열원인 추정의 결과를 신중히 검토하여 판정

2) 보수에 필요한 균열폭의 한도

① 방수성 측면 : 0.2mm이상

② 내구성 측면 : 0.4mm이상

 

▒ 보수보강 재료

1) 시멘트계 : 시멘트, 무수축 모르타르, 팽창시멘트 등

2) 강재 : 이형철근, 형강, 강판 등

3) 탄소섬유 : 탄소 섬유 시트

4) 수지계 : 접착제, 에폭시 등

 

▒ 보수보강공법의 종류

1) 보수공법

- 표면처리공법, 충전공법, 주입공법

2) 보강공법

- 강재 Anchor 공법, 강재부착공법, Prestress 공법, 치환공법, 탄소섬유보강공법 등

 

▒ 보수보강법

1) 표면처리법

① 표면 처리공법은 미세한 균열(0.2mm이하) 위에 도막을 형성하여 방수성, 내구성을 향상 시키는 방법

② 균열부분만을 피복하는 방법과 전면을 피복하는 방법이 있다.

 

 

2) 충전(충진)공법

① 균열폭이 0.5mm 이상의 비교적 큰 경우의 보수에 적합한 공법

② 균열을 따라 콘크리트를 10mm정도 절단하여 절단부분에 보수재를 충전하는 방법

 

 

3) 주입공법

① 균열에 수지계 또는 시멘트계의 재료를 주입하여 방수성, 내구성을 향상시키는 공법

② 주입용 Pipe를 10~30cm간격으로 설치하고 에폭시 수지를 주입

 

 

 

4) 강재 Anchor 공법

① 균열부분을 U형 Anchor체로 봉합시켜 내하력을 회복

② 보강할 부위가 넓지 않은 경우에 적용 할 수 있는 방법

 

 

5) 강판 부착공법

① 구조물의 표면, 특히 인장측 표면에 강판을 접착하여 일체화 시킴으로 내력을 향상 시키는 공법

② 주입공법과 압착공법이 있다

 

  

6) Prestress 공법

① 크랙 부위에 Prestress를 부여함으로써 부재에 발생하고 있는 인장응력을 감소시켜 균열을 복귀시키는 방법

② 구조체가 절단 될 염려가 있는 경우 PS강선으로 잡아 줌

 

7) 치환공법

① 손상되어 있는 구조체를 제거하고 새롭게 콘크리트를 타설해 손상을 받지 않은 부분과 같은 정도의 기능으로 회복시키는 공법

② 부분 치환공법과 전면교체 공법이 있다.

 

 

8) 탄소섬유시트공법

① 탄소섬유시트를 결합재(에폭시수지 등)로 콘크리트 표면에 접착시키는 공법

② 탄소섬유시트는 시공이 단순하며 무게가 경량이고 가공성이 우수하다.

③ 특징

 - 재료의 비중이 강재의 1/4 ~ 1/5 정도로 경량

- 인장강도는 강재의 10배 정도

- 내구성 및 시공성이 우수

- 부식성 우수

- 강판보강법에 비해 시공이 간편하고 단면증대가 없음

④ 시공순서

바탕처리 → 단면복구 → 바탕청소 → 프라이머 도포 → 접착재 도포 → 시트부착(1PLY) → 접착재 도포 →  시트부착(2PLY)

⑤ 시공부위

- 슬래브 : 보나 슬래브의 인장면에 보강하여 휨내력 증대

- 보 : 보의 측면 및 하부에 U자형으로 보강하여 전단내력을 보강 

- 기둥 : 횡구속효과로 인한 내력 및 연성 향상

 

 

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▒ 연관문제

콘크리트 균열의 원인 및 대책

 

▒ 참고문헌(출처)

- 철근 콘크리트 아파트 구조물의 균열발생원인 및 대책 / 대한건축학회 (국토해양전자정보관 CODIL)

- 콘크리트 구조물의 균열발생 원인 및 보수보강대책 / 이무종 (국회도서관)