(주)대한마린산업(marine119)

수중공사·선박관리·수중용접·인양·절단·방수 수중 전문 공사업체 (주)대한마린산업입니다.

교각보수 & 교각 라이닝

댓글 0

수중공사

2020. 4. 7.

교각라이닝 / 교각보수 / 콘크리트 보수·보강

 


콘크리트 열화 및 노화 보수

 

(주)대한마린산업은 사회 문제가 되고 있는 콘크리트 상판, 교각 콘크리트 열화에 의한 구락 재해 예방을 위한 보수·보강 시공 시스템을 갖추고 있는 업체입니다.

콘크리트의 균열 부분의 보수 작업, 콘크리트 열화 부위 작업에서 에폭시 수지를 이용한 탄소 섬유 시트, 아라미드 섬유 시트를 콘크리트 표면에 붙여가는 내진 보강 공사, 콘크리트 박리 방지 공사 등 수많은 시공 실적이 있습니다.

그러나 교각의 보수 및 보강은 철저한 조사에 의해 진단 내려져야하며, 정확한 진단과 그에 적합한 처방이 필요합니다.

 

 


보수·보강

 

  보수·보강의 조건  

 

 

첫째, 원인검토!

둘째, 정확한 원인규명이 이루어 져야 정확한 보수를 결정할 수 있다.

 

균열의 대부분은 건조수축에 의한 균열, 열응력균열, 알칼리 골재반응에 의한 열화현상 균열 등 외관상 균열의 차이는 크게 없지만, 보수가 필요한 경우에 적용되는 보수방법은 매우 다양하며, 큰차이가 있다. 철근의 부식에 의한 콘크리트의 박리, 하중작용에 의한 콘크리트의 박리, 동결팽창에 의한 박리 등 각각 그 원인이 따라서 보수방법이 다르다. 따라서 손상의 원인규명에서는 손상이 단순한 것처럼 보여도 설계계산서, 설계도면, 사용재료, 하중작용, 환경작용, 손상상태, 경과상태 등을 검토하여 종합적인 판단을 해야한다. 필요에 따라 재료 및 구조물에 관한 컴토가 필요하다.

 

구조물의 보수·보강에는 구조물의 안전도를 평가하여 보수·보강이 가능한지, 기능회복이 가능한지에 따라 새롭게 건설을 할 것인지 보수보강을 들어갈지를 판단해야한다.


보수공법의 선정에 있어서는 보수재료의 역학적 성질 및 내구성, 보수된 구조물의 성능, 보수방법의 경제성 등이 선정기준으로 되지만, 손상을 회복해서 구조물의 기능을 회복함과 동시에 염해 및 알칼리골재반응에 의한 균열 혹은 화학작용에 의한 공법에 관해서도 검토가 필요하다.

 

보수로 회복하기 어려운 손상에 대해서는 적합한 공법으로 보강해야한다.

 

보강은 구조물의 전체 또는 일부 부재가 원래의 기능보다 우수한 성능을 발휘할 수 있도록 하는 행위 또는 구조물의 내하력의 증강이나 기능의 향상을 도모하는 행위를 의미한다.

 

따라서 기능이 부족하거나 기능을 상실한 부재 또는 부속물을 원래의 기능보다 우수한 것으로 교체하는 행위를 보강이라 할 수있다. 콘크리트 구조물을 보강하는 공법은 여러 가지가 있으며, 같은 유형의 손상이라도 적합한 공법이 다를수 있다.

 

보강법에는 응급처치와 교체조치를 제외하면 크게 직접적인 방법과 간접적인 방법으로 구분한다.

 

― 직접적인 방법 ―

 

보강재료를 사용하여 구조시스템의 변경 없이 기존 부재의 강성을 증가시키거나 부재에 작용하는 응력을 감소시키는 방법으로서 대표적인 공법은 기존부재에 보강재를 접착하는 공법이다.

 

― 간접적인 방법 ―

 

구조시스템을 변경하여 기존부재의 하중부담을 감소시키는 공법으로서 대표적인 공법은 보와 기둥의 증설공법이다.

 

보강공법의 선정에서는 보수공법과 마찬가지로 손상상태, 보강목적, 시공성, 경제성 등을 종합적으로 고려하여야 하는데, 중요한 것은 기술적 신뢰도가 있는 공법을 보강목적에 맞게 선정해야할듯하다.

 

 


콘크리트의 노화

 

콘크리트의 알카리 성분은 철근의 부식(산화)을 방지하는 효과를 가지고 있으나 시간이 흐르면서 공기중의 탄산가스등에 의해 알카리 성분이 중화되어 콘크리트의 중성화가 진행됩니다. 중성화가 철근 부근까지 도달되면 콘크리트는 철근 부식 방지 효과를 상실하고, 균열을 증대시켜 차츰 상태를 악화 시키게 되는데, 최근 이러한 중성화가 예상 이상으로 빠르게 진행되어 철근을 녹슬게 하고 있습니다.

 

콘크리트 중성화 속도에 영향을 주는 요인은 다양하나, 최근들어 중성화가 특히 가속되는 요인으로서는 대기중의 탄산가스의 농도의 증가, 1950년대 후반 부터의 펌프 보급에 의한 물시멘트비의 증가, 노출 콘크리트와 같은 방치된 마무리 작업의 보급등을 들 수 있다. 또한, 최근 염해에 의한 피해도 많아졌습니다. 염해는 콘크리트에 해사 또는 염화칼슘을 포함한 혼화재을 사용한 건물, 근접한 해안에서의 해수, 바닷바람등의 영향을 받은 건물에서 발생되고 있고, 이러한 환경 악화의 시공상의 문제에 의한 콘크리트의 박리현상이 일어나고 있습니다.

 

열화의 가장 큰 요인은 콘크리트의 알카리 성분이 중성화가 되면서 부터 수명이 다해지는 현상이라고 생각하면됩니다.

 

 


콘크리트의 열화반응

 

콘크리트의 열화란 대기중의 이산화탄소(CO2)등 산성물질이 작용해 알칼리성인 콘크리트를 PH(산도)8.5~10의 중성화로 변화시키는 것을말한다.

콘크리트는 PH(산도)12~13의 강 알카리성 성분으로 철근의 부동태막을 형성하여 철근 부식을 억제하지만 대기중의 이산화탄소 및 산성비 등이 콘크리트 표면과 탄산화 반응을 하여 콘크리트가 약알칼리화된다.

시멘트의 수화 반응에서 시멘트량의 약 1/3이 생성되는 수산화칼슘은, PH 12-13정도의 강알카리성을 나타내며 또 이것이 시멘트 수화물 전체의 PH를 결정하는데 수산화칼슘은 대기중에 포함되어 있는 약산성의 탄산가스(약 0.003%)와 접촉하여 탄산칼슘과 물로 변화한다.

 

중성화는 콘크리트의 표면에서 내부를 향하여 진행하며 콘크리트는 탄산가스와 반응한 중량만큼 무거워지고 치밀해진다. 그리고 중성화함에 따라 약간의 극히 미세한 균열이 발생하지만 문제가 될 정도는 아니라 중성화에 의하여 물리적 성능저하가 생기는 것은 콘크리트 내부 철근의 부식에 의한것이 대부분이다. 최근에는 보강및 다양한 공법에서 철근을 제외하거나 대체방법을 사용하기도함.

 

콘크리트 내부의 pH가 11이상에서 철근은 표면에 부동태를 형성함으로 산소가 존재해도 녹슬지 않지만, 중성화에 의하여 pH가 11보다 낮아지면 철근에 녹이 발생하고 또 이러한 녹에 의하여 철근은 약 2.5배까지 체적이 팽창하게 됩니다. 그리고 이 녹의 팽창 압력에 의해 콘크리트 내부에 균열을 발생시키며 철근 부착강도의 저하, 피복 콘크리트의 박리, 철근 단면적의 감소에 의한 저항 모멘트의 저하등의 물리적 열화의 진행과 함께 철근 콘크리트 구조물 전체에 영향을 끼칩니다.

 

즉, 콘크리트가 중성화 되어도 콘크리트 강도에는 영향이 없지만(무근콘크리트구조물은 중성화로 인한 피해 없음) 철근의 부식을 억제하는 부동태막을 파괴시켜 균열로 인한 외부공기 노출, 누수 등으로 인하여 철근이 부식함에 따라 구조물에 침형적인 균열 및 철근 부식에 따른 국부적인 문제를 수반하는 것으로, 중성화의 진행여부를 알기 위해서는 콘크리트 표면을 청소한 후 검사제를 분무하여 변색의 여부를 관찰하는 방법이 가장 일반적이며, 무색이면 중성화한 것으로 적색으로 변화하면 비중성화(알칼리) 부분으로 구분하게 된다.

 

― 중성화 대책

 

콘크리트에 혼입되는 재료의 종류 밎 조합조건은 중성화 진행속도에 커다란 영향을 미치므로 사용재료의 선정 및 조합조건의 결정시에는 콘크리트자체의 품질이 가능한 한 치밀하고, 견고하도록 조강, 보통일반적으로 포틀랜드 시멘트의 사용, 고비중의 양질 골재를 사용, 혹은 물시멘트비, 공기량, 세공량이 낮게 되도록 하여야하고 양생조건, 타설, 다짐방법등의 시공인자의 영향이 크므로 현장시공 시에는 충분한 초기양생과 소요부분의 내구성을 감안하여 콘크리트의 피복 두께를 충분히 상정하여야 하며, 타설 시에는 모르타르의 누출, 콘크리트의 분리, 피복 콘크리트의 결손(Rock pocket, honeycomb)이 생기지 않도록 거푸집의 제작 및 다짐방법등에 대한 고려가 있어야한다.

 

표면 마감재의 사용은 탄산가스의 침입을 억제하여 중성화 속도를 지연시킬 수 있습니다. 따라서 표면 마감재는 에폭시, 혹은 아크릴 수지 등의 고분자 계통이 억제효과가 크며 일반적인 타일에 의한 마감도 억제효과가 높은 것으로 알려져 있으며,최근에는 다양한 재료들이 많이 개발되고 있습니다.

 

성화의 진행은 콘크리트 표층부의 기포분포특성과 탄산가스 확산 및 수분의 이동으로 시작되므로, 콘크리트 표층부의 성질을 치밀화 시킴으로서 중성화 진행속도를 지연시킬 수 있습니다.

 


철근의 부식원인과 방지대책

 

  콘크리트구조물의 철근부식과 유지보수  

 

  • 철근의 부식은 산화에 의한 녹과 전식으로 발생되며, 염화물이온이 철근에 침입하여 철근의 부동태피막이 파괴되어 부식을 진행시킨다.
  • 철근이 부식하면 철근의 체적팽창으로 피복 콘크리트에 균열이 발생하여 철근콘크리트 구조물의 성능을 저하시키므로 철근콘크리트 구조물의 완공 후 정기적인 점검과 유지보수 등의 종합적인 관리가 필요하다.

 

  부식의 분류  

 

① 건식부식 : 금속표면에 액체인 물의 적용이 없이 발생되는 부식

② 습식부식 : 액체인 물 또는 전해질 용액에 접하여 발생되는 부식, 부식의 대부분을 차지

 

  부식의 구조  

 

① 양극반응 : Fe → Fe++ + 2e-

② 음극반응 : H2O + 1/2O2 + 2e- 2OH

Fe++ + H2O + 1/2O2, Fe++ + 2OH- Fe(OH)2

Fe(OH)2 + 1/2H2O + 1/4O2 Fe(OH)3 수산화 제2철(붉은녹)

③ 부식촉진제 : 물, 산소, 전해질

 

  철근부식률의 한계  

 

① 교량, 도로구조물, 주차장 구조 : 15%

② 일반 건축구조, 아파트 : 30% 이내

③ 공장, 창고 : 50% 이내

 

  철근부식의 원인  

 

① 동결융해 : 콘크리트가 팽창, 수축작용에 의해 균열이 발생하여 철근이 부식

② 중성화 : 콘크리트가 공기중의 탄산가스의 작용을 받아 서서히 알칼리성을 잃어가는 현상

③ 알칼리 골재반응 : 골재의 반응성 물질이 시멘트의 알칼리 성분과 결합하여 일으키는 화학반응

④ 염해 : 콘크리트 중에 골재의 염분 함량이 규정 이상 함유되어 철근 부식

⑤ 기계적 작용 : 구조물에 진동 및 충격으로 콘크리트에 결함이 발생하여 철근 부식

⑥ 전류에 의한 작용 : 철근콘크리트 구조물에 전류가 작용하여 철근에서 콘크리트로 전류가 흐를 때 철근이 부식

 

  방지대책  

 

① 양질의 재료사용 및 혼화재료 사용

② 밀실한 콘크리트 타설 및 양생철저

③ 철근부식 방지법

- 철근표면에 아연도금

- 에폭시 코팅처리

- 철근피복두께 증가

- 콘크리트 균열부위 보수철저

- 콘크리트 방청제 혼합 및 콘크리트 표면피막제 도포

- 단위 수량 감소

④ 해사사용시 염분 제거방법

- 야적하여 2~3회 충분한 자연강우에 의해 제거

- 80cm 두께로 깔아놓고 스프링쿨러로 간헐적 살수에 의해 염분 제거

- 제염플랜트에서 모래체적의 1/2 담수를 이용하여 세척

- 준설선 위에서 모래 1세제곱미터, 물 6세제곱미터 비율로 6회 세척

- 제염제를 혼합하여 염분제거

⑤ 염화물량 허용치 이하로 사용

- 비빔시 콘크리트 중의 염화물이온량 : 0.3kg/m3

- 상수도의 물을 혼합수로 사용할 때 염화물이온량 : 0.04kg/m3

- 잔골재의 염화물이온량 : 0.02%(염화나트륨으로 환산시 0.04%)

 

 

 


교각수중조사

 

교량붕괴사고 위험성에 대비 필수!!

기초토대조사 및 안전도 검사!! 촬영기록!!

 

교량 붕괴사고가 발생할 경우 경제적 손실은 물론, 사회적 충격은 이루 말할 수 없을 정도로 매우 크기 때문에 계적 유지관리기법의 도입이 필요합니다.

현재까지 교량하부구조에 대한 조사, 평가는 주로 육안관찰에 의존하였으나 근 자사 (주)대한마린산업에서 이루어지는 교각의 조사는 교각전체의 구조적 안전성과 수중 및 지중부에 위치한 교대와 기초에 대한 정밀조사와 그를 기본으로 한 레포트, 보수논의, 안전점검, 노후대책 등을 기본 필수조건으로 하여 체계적인 조사를 시행, 보고서를 제출하고 있습니다.

 

앞으로는 과학적이면서도, 정확한 교량의 실태조사와 노후대책, 보수정책을 실시해야합니다.

 

 


교각 및 교량 조사

 

(주)대한마린산업 교량 및 교각, 대교 안전검사-낙동대교, 삼랑진, 수산대교 등의 안전검사와 광안대교, 영도대교 등 다수의 대교 수중촬영조사 실시

 

  교량 안전 검사  

 

1. 육안검사

2. 일반 촬영조사

3. 장비조사

4. 수중교각조사

5. 수중촬영

6. 수중안전조사 및 점검(유속, 풍화 조사)

7. 치수 및 수치 계산으로의 설계 및 변형조사

8. 교량안전점검 레포트제출

9. 교량의 노후대책 및 보수대책

10. 보수공사진행

 

 

  수직력조사와 수평력조사  

 

수직력조사 상부구조물로부터 전달되는 하중, 교각 자체의 하중, 충격등의 조사.
수평력조사 - 유수압 : 유수에 의한 교각에 작용하는 수평력
- 풍하중 또는 풍압 : 교량이 설치된 지역의 바람으로 인해 교각에 작용하는 수평력

 

 


교각의 수중부 조사 실시

 

교각의 상태조사는 면밀히 해야합니다.

교각의 균열, 파손, 훼손, 갈라짐, 세굴 등의 조사를 철저히 하여

원인규명과 차후 조사에 따른 교각의 수리, 보수, 복구가 들어가야합니다.

 

■ 수중조사 및 교각조사(수중부와 지각부의 조사)

■ 수압과 수류에 의한 교각의 변형조사.

■ 수위의 변화로 들어난 부위의 풍화로 인한 교각의 변형조사

■ 교각의 균열과 세굴 조사!

■ 교량하부구조의 안정성조사!

■ 교각의 근입정도 조사!

■ 세굴에 대한 보호조치 조사!

■ 세굴 상태조사

※ 세굴이란 흐르는 물의 침식작용에 의해 하천 바닥이나 제방으로부터 파인 물질이 이동되는 현상.

 

교각은 상부구조로부터 전달되는 하중뿐 아니라 교각 자체의 하중과 유수에 의한 유압, 바람에 의한 풍압, 지진 등을 견딜 수 있어야하기에 이에 따른 시공이후 지속적인 조사는 필수입니다.

 

교대와 교각은 설계하중, 유량, 하천의 흐름방향, 기초의 종류에 따라 다르게 적용

 

교량의기초 종류 : 직접기초, 말뚝기초, 케이슨기초 등

 

① 직접기초는 기반암의 깊이가 얕은 경우에 적용

② 말뚝기초와 케이슨기초는 기반암의 깊이가 깊을 경우에 적용

③ 말뚝기초 - 나무말뚝, 콘크리트말뚝, RC말뚝, 강관말뚝 등이 사용

 

 


수중점검의필요성

 

교량붕괴의 대부분은 수중문제로 인해 발생.

 

수중교각의 세굴에 의한 비중이 40-50%에 달하기에 수중안전점검과 실태조사는 반드시 필요합니다.

수중교각 구조물의 취약성과 수중부의 교량의 구조적, 물리적 다양한 영향으로인해 문제를 유발.

교각 기초에 대한 자료준비는 필수!

교량기초형식, 관입깊이, 균열과 파손 유무, 세굴의 상태조사.

 

 


균열의 보수.보강공법

 

  균열부 처리공법  

  • 균열을 따라 콘크리트 표면에 피막을 형성하여 주는 공법으로 보통 균열 폭이 0.2mm이하로 구조적인 강도 회복을 요하지 않을 경우에 사용하는 공법.
  • 정지된 상태의 간단한 균열 보수에 적합하며 정지된 상태의 보수에는 시멘트 모르타르를 사용하는 드라이 패칭, 균열폭의 변동이 적을 경우에는 에폭시 수지, 변동이 큰 경우에는 에폭시 모르타르, 폴리 우레탄 등을 사용한다.

 

  전면 처리 공법  

  • 구조 슬래브나 포장 슬래브를 보수하기 위하여 덧 씌우기 방법을 사용할 수 있다.
  • 이 방법은 미세 균열이 광범위한 경우에 적절한 공법으로 전체면에 미장, 타일, 벽돌, 도장재 등을 피복하는 방법과 수지계재료 등을 표면 전체에 도포 함침하는 방법이다.

 

  충전 공법  

  • 균열이 있는 표면을 V커팅 또는 U커팅하여 그 곳에 실 재료를 충전하는 공법으로 변동하는 균열 및 미세균열 보수에 적합하다.
  • 충전 재료로는 수지 모르타르, 팽창성 시멘트 모르타르, 저점도 에폭시 수지, 퍼티 모양의 에폭시 수지, SILANE, CAULKING, ASPHALT 등의 실 재료가 쓰인다.
  • 보수 후 표면은 그라인더, 사포 등으로 깨끗하게 마무리한다.

 

  주입공법(그라우팅공법)  

  • 주입 공법은 불활성의 균열,균열폭이 0.2~0.3mm 이상의 균열, 들뜬 부분을 대상으로하여 그 내부에 낮은 점성의 에폭시수지를 주입하는 공법.
  • 콘크리트의 방수성, 내구성 또는 부재의 강성을 원상 이상으로 회복시킬 수 있는 콘크리트 균열 보수 방법에서 가장 대표적인 공법으로서 습윤 상태에서도 수용성 에폭시를 사용함으로써 보수 효과가 탁월하다.

 

  콘크리트 덧붙이기 공법  

  • 기존의 부재에 콘크리트를 덧붙여 단면을 증가시켜서 내력의 증강을 도모하는 공법으로 콘크리트를 덧붙임에 따라 구조자체를 개조하여 구조물의 기능 향상을 도모하는 공법.

 

  강판 보강공법  

  • RC부재의 인장측 외면에 강판을 접착함으로써 기존의 RC부재와 강판을 일체화 시켜 전단력에 대한 내력 향상을 도모하는 공법.
  • 강판은 4.5~6mm 두께의 중판을 사용하고 에폭시 수지계 접착제가 사용된다.
  • 노후 구조물의 보강에 널리 사용되며 구조물과 에폭시로 완전 접착시킴으로 콘크리트의 원상강도 및 구조 내력의 회복을 목적으로 사용된다.

 

  강재 앵커를 사용한 공법  

  • 주로 보강을 목적으로 사용하며 꺽쇠형 앵커를 균열 직각 방향으로 설치하여 균열을 봉합시키는 공법.
  • 앵커 레크가 들어가는 곳을 드릴로 구멍을 뚫어 수지 모르타르, 시멘트 모르타르 등으로 정착한다.

 

  탄소 섬유시트 보강공법  

  • 인장 강도 390~ 590 kg/cm(강판의 8~12배)의 1방향 배열의 강화 섬유시트를 상온 경화 에폭시 수지를 사용하여 보강 부재로 접착시킴으로써 구조물의 내력을 향상시키는 특허공법으로서 국내외 학회에 인증을 획득, 최근 들어 급속히 사용실적이 증가하고 있는 복합 신소재 보강공법이다.
  • 현장 여건에 따른 시공상의 제약을 받지 않고 유지 관리 비용이 대폭 절감된다.

 

  타이포 섬유 보강공법  

 

※ 섬유보강콘크리트 ※

보통 콘크리트의 인장 휨강도 및 충격강도가 낮고

에너지 흡수능력이 적은 결함을 개선할 목적으로 섬유를 혼입한 콘크리트

  • 우주선, 스텔스 폭격기 등의 선체에 사용되는 특수 섬유 직물로써 에폭시 수지 혼합물에 포화된 폴리아미드 글라스가 주원료이다.
  • 콘크리트, 벽돌, 목제 구조물 어디에도 사용할 수 있고 방식성, 방수성, 염분, 알칼리 등에 저항력이 있고 고온, 저온에 적응하여 대압력 저하 조절 기능이 있다.
  • 탄소 섬유 시트와 시공업은 같으나 가격은 저렴하다.

 

  유발줄눈  

 

지중 보의 구속에 의한 벽의 조립부, 라멘 구조의 기둥 및 보의 구속에 의한 각 층의 벽 및 지붕면 슬래브의 여름철 팽창에 의한 벽면에 八자 및 역八자형의 균열이 생기기 쉽다.
균열이 생기기 쉬운 벽면에 미리 줄눈을 설치하여 균열을 집중시켜서 실링재로 누수를 방지하고 줄눈 사이에는 배근을 강화하여 불의의 균열이 생기지 않도록 하는 것을 목적으로 한 것이다.

 

  균열 보수, 누수 방지재(크랙커버제)  

 

― 재료 및 품질 ―


*골조, 방바닥 및 벽의 미장 균열 보수재로 많이 사용된다. 특히 아파트 온돌 바닥의 균열 부위에 적합하다.
*특수 에멀젼과 시멘트를 주성분으로 하는 수경성 복합도막재로 내수성, 내알칼리성이 탁월하고 유연성과 탄성이 좋다.
*시공이 매우 간단하며, 얇은 두께로 도막위에서 타공정을 시행하여도 전혀 지장이 없다.
*콘크리트 이어치기 부위, 외벽, 창틀, 관통부위 등에 탁월한 효과를 발휘한다.

 

― 시공밥법 ― 

 

*균열 바탕 부분을 깨끗이 청소.

*프라이머액을 물과 적당량 혼합하여 균열 방향에 따라 도포.

*프아이머 건조 후 균열 보수재를 된반죽으로 주걱을 이용하여 충전.
*균열 보수재를 비율대로 배합하여 붓으로 충전 부위를 고르게 2회 도포하여 마무리.

 


(주)대한마린산업은 수많은 실적을 보유하고 있으며 현재까지 아주 많은 성과를 보유하고 있습니다.
현재 ISO를 비롯한 KR한국선급, GL독일선급, DNV노르웨이선급, LR영국로이드선급, NK일본선급 등을 보유하고 있으며

국제표준 품질 경영 시스템에 맞추어 우수한 품질을 지키고 있습니다. 

 


CONTACTS US


방문시 작업요청시

전화 예약 후 방문 부탁드립니다.

메일로 작업요청서를 부탁드립니다.

 

부산시 사하구 구평로8 1,2,3층
(8, Gupyeong-ro Saha-gu,
Busan, South Korea)
051) 405-3737 marine119@marine119.com

 

If you need assistance with your vessel or
if you need more information on the DAEHANMARINE services,
please contact
E-MAIL : 
marine119@marine119.com