KR101725392B1 - 균열 또는 배면차수 보수용 멀티 패커 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 균열 또는 배면차수 보수용 멀티 패커 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 공법에 관한 것으로, 그 목적은 콘크리트 구조물의 균열 정도에 따라 저압 또는 고압으로 2액형 보수액을 지속적으로 공급하면서, 내부에 삽입된 스크류를 이용하여 2액형 보수액을 균일하게 혼합 후 공급할 수 있는 범용의 균열 또는 배면차수 보수용 멀티 패커 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 공법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 구성은 압착부와 보수액 이송관이 일체로 성형된 패커본체와; 상기 패커본체와 결합되어 보수액을 균열 부위 또는 배면차수 손상 부위에 공급하도록 콘크리트면에 형성한 삽입공에 삽입되는 주입관 또는 연장주입관과; 상기 패커본체의 보수액 이송관 내부에 삽입되어 2액형 보수액을 혼합시키는 스크류와; 상기 스크류 후단에 위치하여 보수액의 역류시 니플의 일측단을 막는 볼과; 상기 일측단이 상기 보수액 이송관의 타측단과 체결되고 타측단은 보수액 공급관이 끼워지는 니플;을 포함하고, 사출성형된 합성수지재로 구성되어 다양한 균열부위 정도 및 보수액 공급 압력에 적용되도록 구성된 균열 또는 배면차수 보수용 멀티 패커 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 공법을 발명의 특징으로 한다.

Description

균열 또는 배면차수 보수용 멀티 패커 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 공법{Multi-packer for repairing crack or backside water barrier and method for repairing concrete structure using thereof}

본 발명은 균열 또는 배면차수 보수용 멀티 패커 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 공법에 관한 것으로, 자세하게는 콘크리트구조물의 균열 보수 또는 배면차수를 위해 고압이나 저압의 보수액을 모두 사용하여 지속적으로 공급할 수 있고, 공급되는 2액형 보수액을 혼합할 수 있는 기능을 구비한 균열 또는 배면차수 보수용 패커 및 이를 이용한 보수 공법에 관한 것이다.

시멘트와 골재 및 혼화재를 혼합한 콘크리트는 경제적이고, 반영구적이기 때문에 오래 전부터 건축 및 토목재료에 사용되고 있다.

다만 이와 같은 콘크리트는 시공 후 시간이 지남에 따라 건조수축, 온도변화 및 누수 등 여러 요인에 의해 크고 작은 균열이 발생하게 되어 구조체의 안전을 저해하게 된다.

이와 같은 균열이 발생하게 되면 그 손상 부위나 정도에 따라 보강공사를 하거나 보수공사를 하게 된다. 보강공사는 철근이 노출되어 부식될 정도로 심한 균열이 있을 경우 손상부위를 긁어내고 철근부위와 콘크리트 부위를 보강재와 모르타르등을 이용하여 보강하는 공사이고, 보수공사는 긴급한 구조적 안전성에 문제는 없지만 콘크리트의 내외부에 균열과 같은 손상이 발생할 경우 이를 보수하는 공사방법이다.

상기 콘크리트 구조물의 표면에 발생된 균열을 보수하기 위한 방법 중 대표적인 방법으로 보수액을 주입하는 방법이 있는데, 이 방법은 건축용 주사기를 사용하여 저압으로 보수액을 균열 내부에 주입하여 보수하는 공법과, 보수용 패커(Packer)를 사용하여 고압으로 보수액을 주입하는 방법이 있다.

상기에서 언급한 대표적인 콘크리트 균열 보수공법을 개시하고 있는 대한민국 특허 등록번호 제 10-0367676에 기재된 내용을 참조하여 살펴본다.

먼저 건축용 주사기를 사용하여 저압으로 보수액을 균열 내부에 주입하여 보수하는 공법은 압착판, 본체, 피스톤, 피스톤링 및 탄성부재를 포함하여 구성된 건축용 주사기를 구비하여 상기 압착판의 중앙부에 형성된 주입구멍을 균열이 발생된 콘크리트 구조물의 표면에 밀착시킨 후 주사기 본체의 선단부를 압착판에 삽입시킨 다음 피스톤을 가압하는 탄성부재를 이용하여 피스톤이 가압되면서 보수액이 서서히 균열 틈새로 주입하는 보수하는 공법이다.

또한 상기 보수용 패커(Packer)를 사용하여 고압으로 보수액을 주입하는 패커의 구조는 도 7에 개시되어 있는데 원통형의 외주면상에 나사가 형성되고 보수액 주입통로가 관통되어 있는 나사결합부, 나사결합부의 일단에 나사결합되는 두부와 상기 나사결합부의 외측에 결합되며 탄성을 가지는 고무관, 상기 나사결합부의 타단에 나사결합되며 보수액 주입기의 호스에 연결되는 연결부를 포함하고 상기 나사결합부의 선단과 상기 두부 사이에 스프링과 볼로 구성된 체크밸브가 삽입되어 구성된 패커를 구비하여 상기 연결부에 보수액 주입기를 연결하여 균열된 부위에 보수액을 고압으로 짧은 시간안에 주입하고, 주입이 완료되면 주입기를 분리후 콘크리트 구조물의 표면으로부터 돌출된 연결부를 망치 등으로 타격하여 홈부에서 절단시킨 다음 절단된 자리에는 마감재로 마감하여 보수하는 공법이다.

하지만 상기에서 언급한 종래의 균열보수 방법들은 범용의 보수장치를 이용하는 것이 아니어서 균열보수 부위에 따라 보수공사 작업자가 보수액 압력이 서로 다른 건축용 주사기 또는 패커 중에서 적절한 전용 보수장치를 선택하여 시공함으로 시공상의 범용성이 나쁘다는 단점이 있고,

또한 2액형으로 공급되는 보수액이 주사기나 패커에 공급후 균일하게 혼합되지 않은 상태라도 이를 혼합할 방법이 없어 균열부위에 공급된 보수액 품질에 문제가 발생할 수 있다는 문제점이 있다,

특히, 상기 건축용 주사기를 사용하여 저압으로 보수액을 균열 부위 내부에 주입하여 보수하는 공법은 콘크리트 표면에 부착되는 압착판을 설치할 때 보수액이 세지 않도록 시공해야 하고, 천정면 등에 설치하여 보수액 주입 도중 압착판이 떨어질 수 있다는 문제점과, 또한 보수액을 주사기의 탄성부재를 이용하여 피스톤을 저압으로 주입함에 따라 전체 시공기간이 장기화되고, 저압으로 공급되는 보수액이 미세 균열부위까지 도달하기 어렵고, 중간에 보수액이 경화되어 버릴 수 있어서 완전한 균열부위 보수가 어렵다는 문제점과, 또한 주사기 형태로 구성되어 균열부위에 공급될 액이 추가적으로 필요시 보수액을 손쉽게 보충할 수 없어서 재차 시공해야 한다는 단점이 있다는 공급될 수 없는 구조로 필요시 재주입하기 어렵다는 구조적인 문제점이 있다.

또한 상기 패커를 이용하는 방법은 고압의 보수액을 지속적으로 공급할 수 있고, 압력이 높아 미세 균열 부위까지 공급할 수 있다는 장점이 있지만 시공시 콘크리트에 형성되는 패커 삽입용 천공구가 패커 직경에 비해 상대적으로 크기 때문에 콘크리트 구조물 내부로 깊숙하게 천공시 내부에 매립된 철근 등에 걸리기 쉽고, 또한 삽입 구멍이 깊고 직경이 상대적으로 크면 패커 삽입시 시공 오차 때문에 균열 부위와 다른 곳에 설치될 수 있어서 균열 보수 품질이 나쁠 수 있고, 또한 패커의 재질이 주로 금속재로 이루어져 가공비가 비싸고 무게가 무거워 천정 등에 설치시 시공이 어렵다는 문제점이 있다.

또한 종래 패커는 시공후에 콘크리트 구조물의 표면밖으로 돌출되어 있는 플랜지와 니플에 외력을 가해 절단 제거하는 과정이 필요하여 타격이 불량할 경우 천공부가 넓어지거나 누액이 발생할 수 있고, 타격후 콘크리트 내부에 남겨진 금속재질의 패커가 콘크리트 보수액 또는 콘크리트와의 경계면에서 이질재간의 결합으로 인한 온도변화에 따른 수축팽창률이 달라 오히여 균열 시작점을 제공할 수 있다는 것과, 콘크리트 내부에 남겨진 금속재질의 패거가 부식될 수 있다는 문제점이 있다.

한편, 터널 구조물 등은 주로 굴착 후 콘크리트 구조물을 시공함으로써 시공후에는 항시 콘크리트 구조물 둘레가 흙, 자갈, 암석등과 접하기 때문에 콘크리트구조물 배면에 형성된 배면차수 부위에 균열이 생기거나 공간이 생기면 배면차수층이 손상되어 방수능력이 저하되게 된다. 따라서 배면차수층을 보수하기 위해 종래에는 상기와 같은 구조를 가진 균열 보수용 패커를 사용하여 보수액을 주입하였는데, 역시 상기한 바와 같은 문제점이 있다. 또한 배면차수 보수를 위해 콘크리트 구조물을 관통하는 삽입공을 형성 후 주입해야 하는데 종래와 같은 구조의 패커들은 보수액을 주입용 주입관의 길이가 짧다는 단점이 있어서 안정적인 보수액의 주입에 의한 보수가 어렵다는 문제점이 있다.

한국 등록특허공보 등록번호 10-0367676(2002.12.27.) 한국 등록특허공보 등록번호 10-0458992(2004.11.19.) 한국 등록특허공보 등록번호 10-1093733(2011.12.07.) 한국 등록특허공보 등록번호 10-0596694(2006.06.27.)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 콘크리트 구조물의 균열 부위 또는 배면차수 부위 손상 정도에 따라 저압 또는 고압으로 2액형 보수액을 지속적으로 공급하면서, 내부에 삽입된 스크류를 이용하여 2액형 보수액을 균일하게 혼합 후 공급할 수 있는 범용의 균열 또는 배면차수 보수용 패커 및 이를 이용한 보수 공법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 콘크리트 구조물의 균열 부위 또는 배면차수 부위 손상 깊이가 깊은 곳을 보수시에는 패커 전단에 결합되는 연장주입관을 구비하여 공급하되, 보수액의 경화를 방지하면서 균일한 공급이 이루어지도록 내부에 스크류를 구비하고 둘레에는 다수개의 분사구가 배열되어 구성된 균열 또는 배면차수 보수용 패커 및 이를 이용한 보수 공법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 콘크리트 구조물의 균열 부위 또는 배면차수 부위 손상 깊이에 따라 다양한 길이의 연장주입관을 교체하여 사용하되, 연장주입관의 크기에 따라 내부에 삽입되는 스크류의 길이를 편리하게 필요 길이 만큼 절단하여 현장에서 사용할 수 있는 절단형 스크류를 구비한 균열 또는 배면차수 보수용 패커 및 이를 이용한 보수 공법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 패커 재질이 비금속재의 합성수지재로 이루어지고 내부 구조가 간단하여 성형 제조단가가 저렴하고 무게가 가벼워 균열보수 후 보수액의 유동성이 거의 없거나 건조되었을 경우 패커 본체를 콘크리트면에서 타격 없이 체결된 나사나 피스의 제거함으로써 손쉽게 패커를 분리할 수 있어서 콘크리트 내부에 최소한의 부산물만 남기므로 부식이나 균열 발생의 문제가 현저히 감소하여 시공성이 우수한 균열 또는 배면차수 보수용 패커 및 이를 이용한 보수 공법을 제공하는 데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 압착부와 보수액 이송관이 일체로 성형된 패커본체와;

상기 패커본체와 결합되어 보수액을 균열부위 또는 배면차수 손상 부위에 공급하도록 콘크리트면에 형성한 삽입공에 삽입되는 주입관 또는 연장주입관과;

상기 패커본체의 보수액 이송관 내부에 삽입되어 2액형 보수액을 혼합시키는 스크류와;

상기 스크류 후단에 위치하여 보수액의 역류시 니플의 일측단을 막는 볼과;

상기 일측단이 상기 보수액 이송관의 타측단과 체결되고 타측단은 보수액 공급관이 끼워지는 니플;을 포함하고, 사출성형된 합성수지재로 구성되어 다양한 균열부위 정도 및 보수액 공급 압력에 적용되도록 구성된 것을 특징으로 하는 균열 또는 배면차수 보수용 멀티 패커를 제공함으로써 달성된다.

바람직한 실시예로, 상기 패커본체는 콘크리트면에 면접촉하여 압착하도록 체결수단이 관통하는 복수개의 체결홀이 형성된 면상의 압착부가 형성되고, 상기 압착부에서 직교되는 방향으로 형성되고 내부에는 길이방향으로 중공부가 형성된 보수액 이송관이 일체로 형성될 수 있다.

바람직한 실시예로, 상기 중공부는 보수액이 유입되는 입구에서 콘크리트면 쪽 방향으로 갈수록 단면이 적어지도록 경사 가공되어 스크류와 볼의 이탈을 막도록 형성할 수 있다.

바람직한 실시예로, 상기 보수액 이송관의 양측단 중공부에는 각각 나선부가 구비되어 일측단쪽 주입관 및 타측단쪽 니플과 나사 결합하도록 구성할 수 있다.

바람직한 실시예로, 상기 연장주입관은 주입관 보다 깊은 균열부위에 삽입되도록 크기가 주입관보다 길게 형성된 것으로, 보수액 이송관과 체결된 일측단에서 타측단 갈수록 내경과 외경이 작아지도록 경사 가공되고, 둘레에 배열된 복수개의 주입구가 천공되어 형성될 수 있다.

바람직한 실시예로, 상기 연장주입관은 내부에 2액형 보수액을 재차 혼합시키는 절단형 스크류가 삽입되어 구성할 수 있다.

바람직한 실시예로, 상기 절단형 스크류는 비연속적인 스크류날을 가지는 단위 스크류간의 반복단위 연결부위에 절개홈이 형성되어 필요로 하는 길이로 절단되도록 구성할 수 있다.

또한 본 발명은 다른 실시양태로,

a) 콘크리트 구조물의 균열 부위 또는 배면차수 부위 손상 조사후 손상 부위 깊이에 따른 삽입공을 형성하는 단계와;

b) 상기 멀티 패커를 준비하는 단계와;

c) 삽입공의 깊이에 따라 주입관 또는 연장주입관을 선택하여 패커본체와 나사 결합시키는 단계와;

d) 패커본체의 압착부에 형성된 체결홀을 관통한 체결수단 또는 접착재로 콘크리트면과 압착시켜 밀착시키는 단계와;

e) 패커본체의 보수액 이송관과 나사결합된 니플에 보수액 공급관을 연결하여 상기 균열 또는 배면차수 손상 부위 조사에 따라 필요한 압력으로 2액형 보수액을 공급하는 단계와;

f) 공급된 2액형 보수액을 보수액 이송관 내부에서 스크류를 이용하여 혼합시키면서 콘크리트 균열 또는 배면차수 손상 부위에 주입하는 단계와;

g) 균열 또는 배면차수 손상 부위에 보수액이 충전되어 압력이 높아지면 보수액 이송관 내에 설치된 스크류가 볼을 밀어 니플로 공급되는 보수액 공급을 차단하는 단계와;

h) 이후 보수액의 유동성이 적어지거나 건조되면 패커본체를 제거하는 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 균열 또는 배면차수 보수용 멀티 패커를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 공법을 제공함으로써 달성된다.

바람직한 실시예로, 상기 f) 단계는 균열부위 또는 배면차수 부위 손상 조사에 따라 연장주입관이 패커본체와 체결되었을 경우 연장주입관 내부에 필요 길이 만큼 절단되어 삽입된 절단형스크류를 이용하여 재차 2액형 보수액을 혼합 후 주입하는 단계를 더 포함할 수 있다.

바람직한 실시예로, 상기 h) 단계는 패커본체를 콘크리트 면과 밀착시키는 체결수단 또는 접착재를 제거 후, 회전시켜 보수액 이송관과 주입관 또는 연장주입관을 회전시켜 분리하고, 콘크리트면으로부터 돌출된 주입관 또는 연장주입관은 절단하여 마감하는 단계로 이루어질 수 있다.

바람직한 실시예로, 상기 d)단계는 필요시 압착부와 콘크리트 면 사이에 탄성력을 가지는 면상의 실링부재를 더 설치하여 압착하는 단계를 포함할 수 있다.

바람직한 실시예로, 상기 a)단계는 콘크리트 구조물의 균열부위 조사에 따라 삽입공이 형성될 주변 부위에 균열이 있을 경우 삽입공 천공 후 균열부위에 씰링재를 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명은 콘크리트 구조물의 균열 또는 배면차수 부위의 손상 정도에 따라 선택적으로 2액형 보수액을 범용의 단일 패커를 이용하여 고압 또는 저압으로 보수액을 지속적으로 공급할 수 있어서 시공시 별도의 주사기나 패커를 따로 준비하지 않고 한 종류의 패커만 준비하면 모든 콘크리트 구조물의 균열 또는 배면차수층 보수에 적용할 수 있다는 시공상의 편리성을 가졌다는 장점과,

또한 패커를 통해 2액형 보수액을 주입시 패커 내부에 삽입된 스크류가 회전하면서 보수액을 혼합시켜 보다 균일한 상태로 주입할 수 있어서 균열 또는 배면차수 보수 품질을 높일 수 있다는 장점과,

또한 콘크리트 구조물의 균열 또는 배면차수 부위 손상 깊이가 깊은 곳을 보수시에는 패커 전단에 다수의 분사구가 형성된 연장주입관을 결합시켜 길이를 연장시켜 필요한 균열 부위에 다중으로 공급할 수 있다는 장점과,

또한 연장주입관의 내부에 스크류를 삽입시켜 공급되는 2액형 보수액을 혼합시킴으로써 경화를 방지하면서 균일한 보수액을 공급할 수 있다는 장점과,

또한 콘크리트 구조물의 균열 또는 배면차수 부위 손상 깊이에 따라 다양한 길이의 연장주입관을 현장에서 교체하여 사용하되, 연장주입관의 크기에 따라 현장에서 스크류의 길이를 편리하게 절단하도록 절단형 스크류가 구비되어 시공성의 높아졌다는 장점과,

또한 패커의 재질이 비금속재의 합성수지재로 이루어지고 내부 구조가 간단하여 성형 제조단가가 저렴하고 무게가 가벼워 시공성이 우수하다는 장점과,

또한 균열 또는 배면차수 보수 시공 후 보수액의 유동성이 거의 없거나 건조되었을 경우 패커 본체를 콘크리트면에서 타격 없이 체결된 나사나 피스를 제거하여 회전시키면 손쉽게 패커를 분리할 수 있어서 콘크리트 내부에 최소한의 부산물만 남기므로 부식이나 균열 발생의 문제가 현저히 감소하여 시공성이 우수하다는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 패커를 보인 사시도이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 패커의 다른 측면의 사시도이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 패커의 구성을 보인 분해 사시도이고,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 패커를 보인 사시도이고,
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 패커를 이용한 콘크리트 균열 보수 방법을 보인 단면 예시도이고,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 패커를 이용한 콘크리트 균열 보수 방법을 보인 단면 예시도이고,
도 7은 종래의 일반적인 패커 구조 및 이를 이용한 콘크리트 균열 보수 방법을 보인 단면도이다.

이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

또한 이하 본 발명의 설명에서 저압 또는 고압이라 함은 절대적 수치를 경계로 한 압력이 아닌 상대적 표현으로 종래 균열보수 공법에서 주사기와 이를 가압하는 고물줄 또는 스프링 등의 탄성부재를 통해 자체적으로 균열 부위에 공급되는 2액형 보수액에 가해지는 압력을 저압이라 할 때, 이를 기준으로 패커를 통해 2액형 보수액을 액체 펌프 등의 가압 이송장치를 통해 공급할 때의 압력을 상대적으로 고압이라 칭한다. 따라서 본 발명에서는 특정 수치를 기준으로 저압 또는 고압을 말하는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 패커를 보인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 패커의 다른 측면의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 패커의 구성을 보인 분해 사시도이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 구성은 압착부(11)와 보수액 이송관(12)이 일체로 성형된 패커본체(1)와; 상기 패커본체(1)와 결합되어 보수액을 균열 또는 배면차수 손상 부위에 공급하도록 콘크리트면에 형성한 삽입공에 삽입되는 주입관(2a) 또는 연장주입관(2b)과; 상기 패커본체(1)의 보수액 이송관(12) 내부에 삽입되어 2액형 보수액을 혼합시키는 스크류(3)와; 상기 스크류(3) 후단에 위치하여 보수액의 역류시 니플의 일측단을 막는 볼(4)과; 상기 일측단이 상기 보수액 이송관(12)의 타측단과 체결되고 타측단은 보수액 공급관이 끼워지는 니플(5);을 포함하여 다양한 균열 또는 배면차수 손상 부위 정도 및 보수액 공급압력에 적용되도록 구성된다.

따라서 상기한 구성을 가지는 본 발명에 따른 패커는 콘크리트 구조물의 균열 손상부위 보수용으로 사용할 수 있고, 또한 터널 구조물과 같이 콘크리트 구조물 둘레가 흙, 자갈, 암석등과 접한 콘크리트구조물 배면에 형성된 배면차수 부위에 균열이 생기거나 공간이 생긴 배면차수층을 보수하기 위해 콘크리트를 관통하여 시공하는 배면차수 부위 보수에도 사용할 수 있다.

상기 패커본체(1)는 콘크리트면(500)에 면접촉하는 면상의 압착부(11)가 형성되고, 압착부(11)의 중앙부에서 직교되는 방향으로 형성되고 내부에는 길이방향으로 중공부(121)를 가지는 보수액 이송관(12)이 일체로 형성되어 균일한 압착력과 보수액 주입을 담당하게 구성된다. 압착부(11)와 보수액 이송관(12)은 금속재보다 가벼운 합성수지재가 일체로 사출 성형되어 제조된다. 이처럼 패커본체(1)를 일체형으로 사출성형하게 되면 무게가 가벼워 시공성이 우수하게 되고 제조가 간단하여 대량 생산이 가능해져 제조원가가 저렴해 진다.

상기 압착부(11)는 콘크리트면(500)에 부착되어 균일하게 압착될 수 있도록 원판 또는 다각형 면판으로 구성되고 면상을 관통하는 복수개의 체결홀(111)이 배열되어 형성된다. 이 체결홀을 통해 나사, 볼트, 피스와 같은 공지의 체결수단을 콘크리트면(500)에 박으면 균열 보수공사시 압착부가 콘크리트면(500)과 밀착되면서 수밀기능을 제공하여 보수액이 누수되지 않도록 한다.

또한 필요시 압착부과 콘크리트 면 사이에 탄성력을 가지는 면상의 실링부재를 설치하여 압착하면 더욱더 수밀기능이 증진되게 된다.

한편, 상기 압착부에 공지의 체결수단 대신 강력한 접착력 그리고 수밀력을 가진 접착재를 사용하여 압착판을 압착할 수 있는데, 이때에는 별도의 실링부재 없이 시공하면 된다.

상기 보수액 이송관(12)의 중공부(121)는 보수액이 유입되는 입구에서 콘크리트면 쪽 방향으로 갈수록 단면이 적어지도록 형성되어 스크류(3)와 볼(4)이 콘크리트에 형성된 삽입공쪽으로 이탈되는 것을 막도록 형성된다.

또한 상기 보수액 이송관(12)은 중공부(121)의 양측단에 각각 나사산이 형성된 나선부(122a, 122b)가 구비되어 압착부(11)쪽 일측단 나선부(122a)에서는 주입관(2a)과 나사 결합하도록 구성되고 타측단 나선부(122b)에서는 니플(5)의 일측단 둘레에 형성된 나선부(51)와 나사 결합하도록 구성된다. 특히 주입관(2a) 또는 후술될 연장주입관(2b)과 나사 결합되는 구성을 가짐으로써 시공 후 별다른 기구 없이도 패커본체(1)를 손쉽게 콘크리트면(500)으로부터 제거할 수 있게 된다.

상기 주입관(2a)은 보수액 이송관(12) 일측단 중공부에 형성된 나선부(122a)에 삽입되어 나사 결합하도록 일측단 둘레에 나사산이 형성된 나선부(21)가 형성된다. 이와 같은 나사체결 구조를 가짐으로써 손쉽게 분리 및 체결이 가능하다.

상기 보수액 이송관(12)과 나사 결합하는 니플(5)의 일측단은 볼(4)과 접촉시 보수액의 누수를 막도록 선단부의 중앙부가 주변 둘레보다 더 돌출되게 경사 가공되고, 중앙부에 보수액 이송을 위한 중공부(52)가 니플(5)의 길이방향으로 관통되어 형성된다. 또한 니플(5)의 둘레에는 다각형 볼트머리(53)가 형성되어 선단에 형성된 수나사가 보수액 이송관(12)의 타측단 중공부(121)에 형성된 나선부(122b)의 암나사와 결합시 회전 체결이 용이하도록 구성된다.

상기 볼(4)은 보수액 이송관(12)의 내경보다 조금 작게 형성되어 좌우 이동이 용이하도록 형성하되, 니플(5)과 접촉시 언제나 중앙부에 형성된 보수액 이송 용 중공부(52)를 막을 정도의 직경 크기를 가지게 형성한다.

상기 스크류(3)는 합성수지재로 이루어지고, 니플(5)을 통해 저압 또는 고압의 보수액이 공급될 때 나선날개와 부딪히는 보수액 압력에 의해 보수액 이송관(12) 내부에서 일측방향으로 회전하게 된다. 이와 같이 회전하면 공급되는 보수액에 회전 교반력을 제공하여 2액형 보수액을 보다 균일한 보수액으로 혼합시키게 된다.

또한 상기 스크류(3)는 보수액이 콘크리트 균열 부위에 모두 충전된 후에도 계속 공급되면 균열 부위에 충전된 보수액의 압력이 높아지면서 스크류(3)를 보수액 공급방향과 반대방향으로 밀게 된다. 스큐류가 밀려나면 볼(4)과 접촉하여 볼(4)을 니플(5)의 중앙부를 막도록 가압하게 된다. 이와 같이 니플(5)의 중앙부가 스크류(3)에 밀린 볼(4)로 막히게 되면 기 주입된 보수액의 역류를 막으면서 더 이상의 보수액이 공급되지 않게 된다. 보수액이 더 이상 주입되지 않으면 보수액을 공급하는 부위의 압력이 높아지게 되는데 이경우 작업자 또는 자동 제어반의 조작에 의해 니플(5)을 통해 외부에서 공급되는 2액형 보수액의 공급을 차단시키면 보수액 주입이 중단되게 된다.

상기와 같이 보수액이 중단된 후 일정시간이 지나 균열부위에 충전된 보수액이 경화되어 유동성이 떨어졌다고 판단되거나 건조되었다고 판단되면 패커본체(1)를 콘크리트면에 고정시키고 있는 피스나 나사를 제거한다. 이후 콘크리트면(500)에 면접되어 있는 패커본체(1)를 제거하면 된다. 이때 패커본체(1)를 회전시키면 주입관(2a)과 나사결합하고 있는 부분이 쉽게 분리되어 제거된다. 또한 주입관(2a)의 돌출 부분을 제거하고 싶다면 합성수지재로 이루어진 주입관(2a)을 간단히 칼날로 제거하면 콘크리트면(500)에서 깨끗하게 면정리가 된다. 이러한 주입관(2a)의 돌출부위 정리까지 완료되면 시공이 완료된다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 패커를 보인 사시도이다.

도시된 패커의 기본 구조는 도 1 내지 3에 개시된 본 발명의 한 실시예에 따른 패커와 동일하고, 다만 짧은 길이를 가진 주입관(2a)을 균열부위의 정도와 깊이에 대응할 수 있는 연장주입관(2b)으로 교체한 것만 다르다.

연장주입관(2b)은 콘크리트 구조물의 균열 또는 배면차수 손상 부위 깊이에 따라 다양한 길이의 연장주입관(2b)을 교체하여 결합시키면 된다.

상기 연장주입관(2b)은 보수액 이송관(12)에 형성된 나선부와 나사결합하도록 일측단 둘레에 나사산이 형성된 나선부(21)가 형성되고, 이 나선부(21)가 형성된 일측단에서 멀어질수록, 즉, 콘크리트 균열 부위 또는 배면차수 손상 부위에 형성된 삽입공쪽 타측단으로 갈수록 내경과 외경이 작아지도록 경사 가공되어 구성된다. 이와 같이 구성된 이유는 연장주입관(2b) 내부에 삽입되는 절단형 스크류(6)가 공급되는 보수액의 압력에 의해 균열부위쪽으로 빠지는 것을 막기 위함이다.

특히 본 발명은 연장주입관(2b) 내부에 절단형 스크류(6)를 장치함으로써 보수액 이송관(12)을 통해 공급되는 2액형 보수액을 재차 혼합시켜 경화를 방지하면서 균일한 보수액을 공급할 수 있게 된다.

또한 상기 절단형 스크류(6)는 연장주입관(2b)의 크기에 따라 내부에 삽입되는 스크류의 길이를 편리하게 필요 길이 만큼 절단하여 현장에서 사용할 수 있도록 구성되어 현장 시공성이 높도록 구성하였다. 이를 위해 절단형 스크류(6)는 합성수지를 사출 성형시 비연속적인 스크류날을 가지는 단위 스크류간의 반복단위 연결부위에 절개홈(61) 구조를 형성하여 작업자가 힘을 가해 찢거나 회전시켜 절개하거나 가위나 칼 등의 간단한 기구를 이용하여 손쉽게 절단하여 필요한 길이로 조절할 수 있어서 시공성이 매우 향상된다.

또한 상기 연장주입관(2b)은 콘크리트 구조물의 균열 부위 깊이가 깊은 곳을 보수시 여러 균열부위에 골고루 주입되도록 둘레에 배열된 복수개의 주입구(22)가 천공되어 형성된다. 이 때문에 균열부위 보수 품질이 좋아지게 된다.

이하 도 5 및 6을 통해 본 발명에 따른 패커를 이용한 균열보수 공법을 설명한다. 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 패커를 이용한 콘크리트 균열 보수 방법을 보인 단면 예시도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 패커를 이용한 콘크리트 균열 보수 방법을 보인 단면 예시도이다.

먼저, 본 발명에 따른 압착부(11)와 보수액 이송관(12)이 일체로 성형된 패커본체(1)와; 상기 패커본체(1)와 결합되어 보수액을 균열 또는 배면차수 손상 부위에 공급하도록 콘크리트면에 형성한 삽입공에 삽입되는 주입관(2a) 또는 연장주입관(2b)과; 상기 패커본체(1)의 보수액 이송관(12) 내부에 삽입되어 2액형 보수액을 혼합시키는 합성수지재 스크류(3)와; 상기 스크류(3) 후단에 위치하여 보수액의 역류시 니플(5)의 일측단을 막는 볼(4)과; 상기 일측단이 상기 보수액 이송관(12)의 타측단과 체결되고 타측단은 보수액 공급관이 끼워지는 니플(5);을 포함하는 구성을 구비한 멀티 패커를 준비하는 단계를 가진다.

이때 도 6에서는 삽입공이 관통된 형태를 보이지 않지만 만약 터널 구조물과 같이 콘크리트 구조물 둘레가 흙, 자갈, 암석등과 접한 콘크리트구조물 배면에 형성된 배면차수 부위에 균열이 생기거나 공간이 생긴 배면차수층을 보수시에는 삽입공이 콘크리트를 관통한 삽입공이 천공되게 된다.

이후 균열 부위를 청소한 다음 균열 또는 배면차수 손상 정도를 조사한다. 조사는 균열 또는 배면차수 손상 부위의 폭, 깊이 등을 파악하게 된다. 이에 따라 본 발명의 기본 주입관(2a)을 사용할지 연장주입관(2b)을 사용할지를 결정하게 된다. 하지만 균열 또는 배면차수 손상 부위의 조사와 상관없이 사용되는 패커는 본 발명에 따른 단일의 균열보수용 멀티 패커를 사용한다. 때문에 종래와 같이 보수용 주사기를 사용할지 패커를 사용할지와 같은 선택은 불필요하다.

이후 균열 또는 배면차수 손상 부위에 주입관(2a) 또는 연장주입관(2b)이 들어갈 삽입공(501)을 천공하는 단계를 가진다. 천공작업은 일반적인 햄머드릴과 같은 공구를 사용하면 된다. 이때 균열부위(502) 조사시 발견된 삽입공(501)이 형성될 주변 부위에 균열이 있을 경우 천공 후에 진동이 멈춘 상태에서 최종적으로 균열부위에 씰링재를 도포하여 보수액이 누수되는 것을 막도록 방수작업을 한다. 방수방법은 일반적인 방수용 에폭시와 같은 씰링재나 공지의 방수 씰링재를 도포하면 충분하다.

이후 선택된 주입관(2a) 또는 연장주입관(2b)을 패커본체(1)의 압착부(11)쪽 중앙에 있는 선단쪽에 위치한 보수액 이송관(12)의 나선부에 나사 결합시켜 체결한다. 이때 패커본체(1)의 보수액 이송관(12) 내부는 스큐류(3)와 볼(4)을 삽입한 상태에서 니플(5)의 선단에 위치한 나선부(51)와 나사결합하여 체결된 상태이다. 이때 나사 체결시 니플(5)의 둘레에 형성된 다각형 볼트머리(53)를 사용하면 별다른 기구 없이도 니플(5)을 용이하게 체결할 수 있다.

이후 패커 본체에 결합된 주입관(2a) 또는 연장주입관(2b)을 콘크리트벽을 뚫어 형성한 삽입공(61)에 끼운 후 패커본체(1)의 압착부(11)를 밀착시킨 후 볼트, 나사 또는 피스와 같은 체결수단을 압착부(11) 둘레에 형성된 복수개의 체결홀(111)을 관통하여 콘크리트면에 박아 압착부(11)가 면접촉되게 가압시켜 부착한다. 이때 필요에 따라 수밀기능을 가지는 탄성력 있는 실링부재(도시 생략)를 콘크리트면(500)과 압착판 사이에 위치시킨 후 함께 설치할 수 있다.

이때 상기 압착부에 공지의 볼트, 나사 또는 피스와 같은 체결수단 대신 강력한 접착력 그리고 수밀력을 가진 접착재를 사용하여 압착판을 압착하여 부착할수 있다.

이후 패커본체(1)를 형성하는 보수액 이송관(12)에 2액형 보수액이 합쳐져서 공급되는 보수액 공급관(도시생략)을 끼운 다음 보수액을 필요로 하는 압력으로 공급한다. 공급 압력은 저압에서 고압까지 다양한 압력으로 공급하면 된다. 예를 들자면 액체 공급펌프나 컴프레셔의 압력을 0.1 ~ 1000kg/㎠의 압력 사이에서 다양하게 공급하면 된다. 물론 이러한 압력은 필요에 따라 달라지는 것이므로 수치를 한정하지는 않는다. 다만 중요한 것은 본 발명은 저압에서 고압까지 어떤 압력도 모두 단일의 단일의 패커를 사용한다는 것이다. 이러한 것은 종래의 균열보수 공법에 사용되지 않고 있기 때문이다. 또한 본 발명에 사용되는 합성수지재는 이러한 압력 정도에 대응할 수 있는 공지의 합성수지재라면 어떤 것을 사용해도 된다.

이후 보수액이 공급되면 보수액 이송관(12) 내부에 있는 볼(4)을 밀친 보수액이 스크류(3)를 통과하면서 스크류(3)의 나선날개에 부딪치면 스크류가 고정되어 있지 않기 때문에 스크류(3)가 회전하면서 유입된 보수액을 혼합시키는 단계를 가진다. 이와 같은 단계를 거치기 때문에 혹 2액형 보수액이 미처 혼합되고 있지 않더라도 균열부위에 공급될때는 충분히 혼합된 상태에서 공급될 수 있기 때문에 균열 보수 품질이 높아지게 된다. 스크류(3)의 회전은 사출성형을 위한 금형설계시 스크류(3) 나선날개의 피치 조절에 따라 달라질 수 있고, 공급되는 보수액의 공급압력에 따라 달라질 수 있다.

보수액 이송관(12)에서 혼합된 2액형 보수액은 주입관(2a)을 통과 후 균열부위를 충전하여 보수를 하게 된다.

한편, 상기에서 일반적인 형태의 주입관(2a)이 아니고 연장주입관(2b)이 체결된 상태라면 1차 혼합된 보수액은 다시 연장 주입관(2b) 내부에 설치된 절단형 스크류(6)를 통과하면서 2차 혼합된 후 연장 주입관(2b)의 끝단 및 둘레에 형성된 분사구를 통해 다중으로 균열부위를 충전하게 된다.

이후 보수액이 균열 또는 배면차수 손상 부위 공간 틈새에 모두 충전된 후에도 계속 공급되면 균열 또는 배면차수 손상 부위에 충전된 보수액의 압력이 높아지면서 보수액 이송관(12) 내부에 설치된 스크류(3)를 보수액 공급방향과 반대방향으로 밀게 된다. 이후 스큐류가 밀려나면 볼(4)과 접촉하여 볼(4)을 니플(5)의 중앙부를 막도록 가압하게 된다. 이와 같이 니플(5)의 중앙부가 스크류(3)에 밀린 볼(4)로 막히게 되면 기 주입된 보수액의 역류를 막으면서 더 이상의 보수액이 공급되지 않게 된다. 보수액이 더 이상 주입되지 않으면 보수액을 공급하는 부위의 압력이 높아지게 되는데 이경우 작업자 또는 자동 제어반의 조작에 의해 니플(5)을 통해 외부에서 공급되는 2액형 보수액의 공급을 차단시키면 보수액 주입이 중단되게 된다.

이후 보수액이 중단된 후 일정시간이 지나 균열부위에 충전된 보수액이 경화되어 유동성이 떨어졌다고 판단되거나 건조되었다고 판단되면 패커본체(1)를 콘크리면트면에 고정시키고 있는 피스나 나사 또는 접착재를 제거하고 콘크리트면(500)에 면접되어 있는 패커본체(1)를 제거하면 된다. 이때 패커본체(1)를 회전시키면 주입관(2a)과 나사결합하고 있는 부분이 쉽게 분리되어 제거된다.

또한 주입관(2a)의 돌출 부분을 제거하고 싶다면 합성수지재로 이루어진 주입관(2a)을 간단히 칼날로 제거하면 콘크리트면에서 깨끗하게 면정리가 된다. 이러한 주입관(2a)의 돌출부위 정리까지 완료되면 시공이 완료된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

(1) : 패커본체 (2a) : 주입관
(21) : 나선부 (2b) : 연장주입관
(3) : 스크류 (4) : 볼
(5) : 니플 (6) : 절단형 스크류
(11) : 압착부 (12) : 보수액 이송관
(22) : 주입구 (51) : 나선부
(52) : 중공부 (53) : 볼트머리
(61) : 절단홈 (111) : 체결홀
(121) : 중공부 (122a, 122b) : 나선부
(500) : 콘크리트면 (501) : 삽입공
(502) : 균열부위

Claims (12)

1. 압착부와 보수액 이송관이 일체로 성형된 패커본체와;
   상기 패커본체와 결합되어 보수액을 균열부위 또는 배면차수 손상 부위 깊이에 따라 공급하도록 콘크리트면에 형성한 삽입공에 교체 삽입되는 다양한 길이의 연장주입관과;
   상기 패커본체의 보수액 이송관 내부에 고정되지 않게 삽입되어 나선날개와 부딪히는 보수액 압력에 의해 보수액 이송관 내부에서 일측방향으로 회전하여 2액형 보수액을 혼합시키는 스크류와;
   상기 스크류 후단에 위치하여 보수액의 역류시 니플의 일측단을 막는 볼과;
   상기 일측단이 상기 보수액 이송관의 타측단과 체결되고 타측단은 보수액 공급관이 끼워지는 니플;을 포함하고, 사출성형된 합성수지재로 구성되어 다양한 균열부위 정도 및 보수액 공급 압력에 적용되도록 구성하되,
   상기 연장주입관은 균열부위 깊이에 따라 형성하되, 보수액 이송관과 체결된 일측단에서 타측단으로 갈수록 내경과 외경이 작아지도록 경사 가공되고, 둘레에 배열된 복수개의 주입구가 천공되어 형성되고,
   상기 연장주입관은 내부에 2액형 보수액을 재차 혼합시키는 절단형 스크류가 삽입되고, 이 절단형 스크류는 비연속적인 스크류날을 가지는 단위 스크류간의 반복단위 연결부위에 절개홈이 형성되어 필요로 하는 길이로 절단되도록 구성한 것을 특징으로 하는 균열 또는 배면차수 보수용 멀티 패커.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 패커본체는 콘크리트면에 면접촉하여 압착하도록 체결수단이 관통하는 복수개의 체결홀이 형성된 면상의 압착부가 형성되고, 상기 압착부에서 직교되는 방향으로 형성되고 내부에는 길이방향으로 중공부가 형성된 보수액 이송관이 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 균열 또는 배면차수 보수용 멀티 패커.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 중공부는 보수액이 유입되는 입구에서 콘크리트면 쪽 방향으로 갈수록 단면이 적어지도록 경사 가공되어 스크류와 볼의 이탈을 막도록 형성된 것을 특징으로 하는 균열 또는 배면차수 보수용 멀티 패커.
   
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. a) 콘크리트 구조물의 균열 또는 배면차수 손상 부위 조사후 손상 부위 깊이에 따른 삽입공을 형성하는 단계와;
   b) 상기 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 따른 멀티 패커를 준비하는 단계와;
   c) 삽입공의 깊이에 따른 연장주입관을 선택하여 패커본체와 나사 결합시키는 단계와;
   d) 패커본체의 압착부에 형성된 체결홀을 관통한 체결수단 또는 접착재로 콘크리트면과 압착시켜 밀착시키는 단계와;
   e) 패커본체의 보수액 이송관과 나사결합된 니플에 보수액 공급관을 연결하여 상기 균열 또는 배면차수 손상 부위 조사에 따라 필요한 압력으로 2액형 보수액을 공급하는 단계와;
   f) 공급된 2액형 보수액을 보수액 이송관 내부에서 스크류를 이용하여 혼합시키면서 콘크리트 균열 또는 배면차수 손상 부위에 주입하는 단계와;
   g) 균열 또는 배면차수 손상 부위에 보수액이 충전되어 압력이 높아지면 보수액 이송관 내에 설치된 스크류가 볼을 밀어 니플로 공급되는 보수액 공급을 차단하는 단계와;
   h) 이후 보수액의 유동성이 적어지거나 건조되면 패커본체를 제거하는 단계;를 포함하여 구성하되,
   상기 f) 단계는 균열부위 또는 배면차수 부위 손상 조사에 따라 연장주입관이 패커본체와 체결되었을 경우 연장주입관 내부에 필요 길이 만큼 절단되어 삽입된 절단형스크류를 이용하여 재차 2액형 보수액을 혼합 후 주입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 균열 또는 배면차수 보수용 멀티 패커를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 공법.
   
9. 삭제
10. 청구항 8에 있어서,
    상기 h) 단계는 패커본체를 콘크리트 면과 밀착시키는 체결수단 또는 접착재를 제거 후, 회전시켜 보수액 이송관과 연장주입관을 회전시켜 분리하고, 콘크리트면으로부터 돌출된 연장주입관은 절단하여 마감하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 균열 또는 배면차수 보수용 멀티 패커를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 공법.
    
11. 청구항 8에 있어서,
    상기 d)단계는 필요시 압착부와 콘크리트 면 사이에 탄성력을 가지는 면상의 실링부재를 더 설치하여 압착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 균열 또는 배면차수 보수용 멀티 패커를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 공법.
    
12. 청구항 8에 있어서,
    상기 a)단계는 콘크리트 구조물의 균열부위 조사에 따라 삽입공이 형성될 주변 부위에 균열이 있을 경우 삽입공 천공 후 균열부위에 씰링재를 도포하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 균열 또는 배면차수 보수용 멀티 패커를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 공법.

Images