KR100417345B1 - 콘크리트 보수 보강용 카르복시 메틸 폴리사카라이드 혼입수지 몰탈 조성물 - Google Patents

콘크리트 보수 보강용 카르복시 메틸 폴리사카라이드 혼입수지 몰탈 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 20∼45중량부의 포틀랜드 시멘트와, 1∼10중량부의 알루미나 시멘트와, 40∼50중량부의 규사와, 5∼15중량부의 석회석과, 0.1∼5중량부의 카르복시 메틸 폴리사카라이드와, 1∼10중량부의 분말형 재분산성 합성수지를 함유하고 있는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명은 시멘트 성분들과의 이온결합에 의하여 착염을 형성함으로서 상호간의 결합력을 증대시키고 아울러 현장에서 수평 또는 수직 기재(기존 콘크리트 구조물)에 도포 사용할 때 재료 상호간의 분리 및 흘러내림을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 카르복시 메틸 폴리사카라이드의 독특한 분자구조에 의하여 물의 탈수 및 건조를 지연시킬 수 있으며, 분말 형태로 구성된 재분산성 합성수지를 혼입하여 분리 및 흘러내림을 방지할 수 있음과 동시에, 기재와의 접착력을 증대시키고, 방수성을 향상시키고, 중성화 반응을 차단할 수 있다.

Description

콘크리트 보수 보강용 카르복시 메틸 폴리사카라이드 혼입 수지 몰탈 조성물{RESIN MORTAR COMPOSITION CONTAINED CARBOXY METHYLPOLYSACCHARIDE FOR MENDING/REINFORCING CRACK OF CONCRETE STRUCTURES}
본 발명은 콘크리트 보수 보강용 카르복시 메틸 폴리사카라이드 혼입 수지 몰탈 조성물에 관한 것으로서, 특히 교량, 해안 공사 구조물, 댐 공사, 도로 공사등의 토목공사에 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 아파트, 상업용 건물, 주차 시설등의 모든 건축물에 사용되는 철근 콘크리트, 철골 콘크리트, 기타 특수 콘크리트 구조물을 보수/보강하는데 사용할 수 있는 콘크리트 보수 보강용 카르복시 메틸 폴리사카라이드 혼입 수지 몰탈 조성물에 관한 것이다.
종래로 부터 콘크리트는 주재료인 시멘트의 응결 및 수화 반응에 따른 거동 특성상 그 수명이 반 영구적인 재료로 알려져 있다. 그 이유로서는 콘크리트 구조물에 적당한 량의 수분만 존재하여도 지속적으로 반응하여 강도를 더해 가는 시멘트의 수화 반응 때문이며, 이러한 수화반응은 콘크리트 내부의 함수 또는 모세관수, 대기중의 함습분과도 이루어지기 때문에 시간 경과에 따른 강도 향상이 나타난다.
그러나 콘크리트는 상기의 시멘트 자체의 꾸준한 강도 향상에도 불구하고, 사용 기간이 길어짐에 따라 심각한 열화 및 이에 따른 내구성의 저하 현상을 나타나며, 이는 콘크리트 구조물을 설계, 시공하는데 있어서 주변 환경 조건의 변화, 재료의 특성에 기인된 하자, 구조 설계의 오류, 시공상의 결함, 사용할 때의 무분별한 초과 하중등이 원인이 되어 구조물의 수명 단축 및 안정성의 저하를 가져오게 된다는 문제점이 있었다.
상기 콘크리트의 열화 현상을 좀 더 상세히 설명하면, 강알칼리성을 가지고 있는 시멘트 콘크리트는 대기중의 이산화탄소 또는 산성비등에서 동반되는 산성 물질 또는 자동차 및 공장에서 나오는 배기 가스에 포함되어 있는 이온 물질(이하, 이들 대기중의 이산화탄소 또는 산성비등에서 동반되는 산성 물질 또는 자동차 및 공장에서 나오는 배기 가스에 포함되어 있는 이온 물질들을 반응성 물질이라 한다)등과의 접촉에 의하여 시멘트 콘크리트의 중성화를 촉진시킨다.
이와 같은 시멘트 콘크리트의 지속적인 중성화 반응은 콘크리트의 압축 강도, 휨 강도를 저하시킨다는 문제점이 있을뿐 아니라, 크랙 발생, 탈락 현상등이 나타난다는 문제점이 있고, 이러한 손상 부위를 통하여 상기 반응성 물질이 콘크리트 구조물의 내부에까지 침투되어 콘크리트 구조물의 열화 현상을 더욱 촉진시킨다는 문제점이 있었다.
이러한 현상이 심할 경우 열화 현상은 더욱 가속화가 심화되어, 결국에는 철근 및 철골이 대기중에 노출되어 부식함에 따른 팽창과 열화 콘크리트의 표면 탈락현상까지 이어지게 되는 문제점이 있으며, 또한 콘크리트의 구조는 안전하게 설계되었다 하더라도 현장에서의 원료 사용의 오류, 특히 교량, 공간 시설물등에서 많은 교통량에 따른 진동 스트레스, 초과 하중, 반복적인 동결 융해 작용, 결빙 방지제에서 오는 염소 이온의 침투 등에 의해 콘크리트의 내구성에 영향을 미침은 물론, 파손, 붕괴의 염려까지 있다는 문제점이 있었다.
콘크리트의 열화 현상을 보수 보강하는 방법으로서 많은 연구가 이루어져 왔다. 이런 목적으로 에폭시 또는 우레탄 시스템이 사용될 수 있으나, 이는 품질적인 문제점이 있을 뿐 아니라 시공할 때 및 시공 완료 후에도 환경적인 문제점이 끊임없이 대두되어 왔다. 또 다른 한가지 방법은 규사를 포함한 시멘트와 액상 수지의 조합으로 만든 폴리머 시멘트 몰탈이 환경 오염 없이 해결할 수 있는 방안이 된다.
다시 말하면, 우레탄 수지와 소정의 안정화제, 소포제등으로 구성된 콘크리 구조물의 마감제가 일본국 공개특허공보 소화64-9273호(공개일;1989.1.12)에 개시되어 있으나, 이는 자체의 강도 및 접착력은 우수하지만 시멘트를 주재료로 사용하는 콘크리트에 적용시 모재와의 탄성 계수와 열적 팽창 계수가 상이함에 따라 계절에 따른 온도 변화가 심한 상황에서 수년이 경과하면 자연적으로 콘크리트와의 계면에서 분리, 탈락 현상이 발생하고, 화재 발생시 유독성 개스를 발생한다는 문제점이 있었다.
또한, 한국 공개특허공보 특1998-075891호(공개일;1998.11.16)에 개시되어 있는 노출 콘크리트의 보수/보강재에서는 가아네트와 백색 포틀랜드 시멘트, 알루미나 시멘트, 기타 경화제, 소포제등을 이용하는 방법이 소개되어 있다.
한국 공개특허공보 1999-83837호(공개일;1999.12.6,등록특허공보 10-0306056호)에는 보통 포틀랜드 시멘트와, 칼슘-설포-알루미네이트계시멘트와, 실리카 흄, 플라이애쉬, 무수 석고, 감수제등을 사용하여 콘크리트 구조물 보강용 침투성 폴리머 조성물을 제조한 다음, 이 조성물을 모래, 보통 포틀랜드 시멘트와 재혼합하여 콘크리트 구조물을 보호하는 방법이 소개되어 있다.
이들 종래의 발명들은 앞에서 설명한 다양한 이유에 의한 콘크리트 구조물의 열화 또는 손상된 부위를 도장 처리하거나 보수/보강하는데 유용한 재료로 소개되어 있고, 정상 상태의 콘크리트에 사용될 경우에도 이의 중성화 지연 또는 부식 방지, 내투수성 향상등에 적절한 것으로 소개되어 있다. 단지 이러한 보수 보강 몰탈은 대부분이 공사 현장에서 작업자에 의하여 시공되어지고, 아울러서 콘크리트의 파손 및 열화 상태에 따라 시공 두께가 수 미리 미터로부터 수십 센티 미터까지 매우 다양한 공법으로 적용되어지고 있기 때문에, 이에 따른 제품의 물성적인 안정성 여부에 따라 시공 시스템을 변화하여야 하거나 수차례에 걸쳐 분할 시공하여야 하는 등의 여러 가지 문제점이 현장 작업자에 의하여 요망되고 있다. 즉, 시공 두께가 두꺼운 부분은 특히 수직 또는 이와 유사한 부위를 시공하거나, 천정 등의 수평 또는 이와 유사한 부위의 하부 시공시 중력과 자중의 상관 관계에 의하여 시공부분이 처지거나 탈락하기 때문에 얇은 두께로 시공하고 소정의 경화시간 경과 후, 재시공을 반복하여야 하며, 수 미리미터의 얇은 두께 시공시에는 시멘트가 수화 반응에 의하여 충분히 결합력을 발현할 수 있도록 일정 시간동안 일정량 이상의 물이 존재하여야 함에도 불구하고 기재(기존 콘크리트 구조물)에서의 흡수 및 대기중으로의 증발에 따른 건조에 의하여 시멘트가 반응하지 못한다는 여러 가지 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 감안해서 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 포틀랜드 시멘트, 초속경 시멘트, 알루미나 시멘트 등의 보통 또는 특수 시멘트와 모래, 석회석등의 골재 또는 충진재가 혼입된 보수 몰탈에 카르복시 메틸 폴리사카라이드가 혼입되어 시멘트 성분들과의 이온 결합에 의하여 착염을 형성함으로서 상호간의 결합력을 증대시키고, 아울러 현장에서 수평 또는 수직 기재에 도포 사용할 때 재료 상호간의 분리 및 흘러내림을 방지할 수 있는 콘크리트 보수 보강용 카르복시 메틸 폴리사카라이드 혼입 수지 몰탈 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 카르복시 메틸 폴리사카라이드의 독특한 분자 구조에 의하여 물의 탈수 및 건조를 지연시킬 수 있는 콘크리트 보수 보강용 카르복시 메틸 폴리사카라이드 혼입 수지 몰탈 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 분말 형태로 구성된 재분산성 수지를 혼입하여 분리 및 흘러내림을 방지할 수 있는 콘크리트 보수 보강용 카르복시 메틸 폴리사카라이드 혼입 수지 몰탈 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 기재와의 접착력을 증대시키고, 방수성을 향상시키고, 중성화 반응을 차단할 수 있는 콘크리트 보수 보강용 카르복시 메틸 폴리사카라이드 혼입 수지 몰탈 조성물을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 20∼45중량부의 포틀랜드 시멘트와,1∼10중량부의 알루미나 시멘트와, 40∼50중량부의 규사와, 5∼15중량부의 석회석과, 0.1∼5중량부의 카르복시 메틸 폴리사카라이드와, 1∼10중량부의 분말형 재분산성 합성수지를 함유하는 것을 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하면, 포틀랜드 시멘트, 초속경 시멘트, 알루미나 시멘트등의 모든 시멘트는 물과 혼합시 젖음 및 녹음에 의하여 겔과 같은 상태로 변화 한 후 물과의 반응에 의하여 점차 딱딱한 상태로 변화하게 된다.
그러나 상기 시멘트 겔은 반응 후 충분히 굳기 전에는 계면에서의 결합 효과가 대단히 미미하기 때문에, 두께가 두터운 시공을 할 경우 입자간의 분리 및 흘러내림을 방지 할 수 없다. 특히 시멘트는 물과 혼합시 해리 작용에 의하여 시멘트 겔이 되며 시멘트 겔은 칼슘 양이온, 실리케이트 양이온, 알루미네이트 양이온등과 함께 산소 음이온, 수산기 음이온 등으로 구성되어 있다.
이러한 시멘트 겔의 상호 결합력을 높이기 이해서는 물속에 양이온 또는 음이온을 가지고 있는 안정제를 사용하면 효과적이며 본 발명에 사용되는 카르복시 메틸 폴리사카라이드는 독특한 분자 구조와 카르복시 음이온, 카르복시 메틸 음이온등의 이온 성분에 의하여 굳지 않은 시멘트의 분리 및 흐름 방지 효과를 보여 주게 된다.
본 발명의 이온결합에 따른 착염 생성과정을 좀더 자세히 설명하기 위하여 물과 혼합된 시멘트 겔의 이온 결합의 반응을 반응식으로 살펴보면 다음 반응식1 및 반응식2와 같다.
상기 반응식1a는 시멘트 겔중의 칼슘 양이온과 카르복시 메틸 폴리사카라이드의 카르복시 음이온이 결합되어 착염을 형성하는 형태를 모식도로 설명하여 주는 것이며, 상기 반응식1b는 겔화 이후 수화가 진행되면서 수산화 칼슘 또는 수산화 칼슘의 분자 주변에 분포되어 있는 칼슘 양이온이 카르복시 음이온과 착염을 형성하는 상태를 설명하여 주는 것이며, 반응식2는 카르복시 메틸 폴리사카라이드의 카르복시 메틸기에서 형성되는 음이온이 칼슘 양이온과 착염 형성하는 형태를 설명하여 주는 것으로서, 본 결합은 수계 반응시 중간 과정에서 시멘트, 물, 모래, 석회석등의 혼합 원료가 분리되지 않고, 현장에 시공시 흘러내림을 더욱 방지하는데 결정적 기여를 한다. 상기 설명에 있어서, 착염을 형성을 형성한다는 것은 결합력을 증가하여 응집력을 강하게 하는 것을 의미한다.
본 발명에서 사용되는 카르복시 메틸 폴리사카라이드의 분자들의 배열에 대한 형태는 주 사슬에 연결되어 있는 수만 또는 수십만개의 부사슬로 구성되어 있으며, 이러한 사슬 형태의 배열은 시멘트계 원료와 물과 함께 혼합시 사슬간의 가교 형태로 존재하기 때문에 원료 입자들간의 결합력 및 분리 방지에 더욱 효과적일 뿐 아니라, 보수 효과를 부여하여 시멘트의 수화반응에 필요한 물을 더욱 더 몰탈내에 유지시켜 주는 역할을 한다.
본 발명에 따른 콘크리트 보수 보강용 카르복시 메틸 폴리사카라이드 혼입 수지 몰탈 조성물이 콘크리트의 보수/보강 재료로서 적절한 안정성을 유지하기 위하여 카르복시 메틸 폴리사카라이드가 너무 많으면 불필요한 이온 성분이 과다하고, 과다한 이온 성분이 상호 충돌할 수 있기 때문에 많게는 5중량부가 적당하며, 이온 성분이 너무 적을 경우 시멘트와의 이온 결합력이 떨어지기 때문에 적게는 0.1중량부가 적당하다. 본 발명에 의한 콘크리트 보수 보강용 카르복시 메틸 폴리사카라이드 혼입 수지 몰탈 조성물의 함량에 대해서는 후술하는 실시예 및 비교예에서 상세히 설명한다.
본 발명에 의한 콘크리트 보수 보강용 카르복시 메틸 폴리사카라이드 혼입수지 몰탈 조성물은 상기의 포틀랜드 시멘트, 초속경 시멘트, 알루미나 시멘트와 모래, 석회석등의 충진재, 카르복시 메틸 폴리사카라이드를 적정량 혼입한 재료는 그 사용 목적상 적절한 접착력과 유연성, 방수 성능, 중성화 차단 효과를 부여하기 위하여 분말 형태의 재분산성 합성수지를 사용한다.
이러한 분말형 재분산성 합성수지는 에틸렌, 비닐 아세테이트, 비닐 클로라이드, 비닐 라우릴레이트의 수지가 2종 이상 합성된 것으로서, 본 발명에서 이루고자 하는 목적물을 확보하기 위하여 에틸렌 비닐 아세테이트의 이성분계 합성 수지 또는 에틸렌 비닐 클로라이드 비닐 라우릴레이트의 삼성분계 합성수지를 사용할 수 있으며, 수지는 시멘트를 포함한 본 발명의 실시예에 따른 콘크리트 보수 보강용 카르복시 메틸 폴리사카라이드 혼입 수지 몰탈 조성물과 함께 현장에서 물과 함께 혼련시 시멘트와 전기한 골재, 충진재, 카르복시 메틸 폴리사카라이드로 조성된 조성물내에서 도막 형태로 가교결합에 의하여 인장력을 향상시키고 수분과 중성화의 원인이 되는 이산화탄소의 침투를 억제하여 주며, 모재인 콘크리트내에 일부 침투하여 접착력 향상에도 유용한 재료이다. 본 발명에서 사용하는 분말형 재분산성 합성수지는 다량 사용할 경우 유연성이 뛰어나므로 진동 스트레스에 대한 저항이 뛰어나지만 압축강도의 하락을 가져올 수 있기 때문에 많게는 10중량부를 사용할 수 있고, 소량 사용할 경우 방수 성능 및 중성화 방지 성능이 저하되기 때문에 적게는 1중량부를 사용하는 것이 바람직하다.
다시 구체적으로 설명하면, 본 발명에 있어서, 포틀랜드 시멘트를 20중량부 미만 함유하면, 강도가 저하되어 바람직하지 못하고, 포틀랜드 시멘트를 45중량부이상 함유하면 교반이 곤란하여 작업성이 떨어질 뿐만 아니라, 양생후 크랙이 발생할 염려가 있고, 또 알루미나 시멘트는 경화 속도를 빠르게 하고 포틀랜드 시멘트에서 발생하는 수축을 제어하기 위한 것으로서 이를 1중량부 미만 함유하면, 경화속도가 떨어지고 수축이 크기 때문에 바람직하지 못하고, 알루미나 시멘트를 10중량부 이상 함유하면 경화속도가 빨라져서 작업성이 떨어지고 과다한 팽창 효과가 발생하므로 바람직하지 못하다.
그리고, 규사를 40중량부 미만 함유하면, 크랙이 발생할 염려가 있고, 규사를 50중량부 이상 함유하면, 강도가 떨어질 염려가 있으며, 석회석을 5중량부 미만 함유하면 흐름성이 떨어져서 작업성이 나쁘며, 석회석을 15중량부 이상 함유하면 유동성은 양호하나 강도가 떨어져서 바람직하지 못하고, 카르복시 메틸 폴리사카라이드를 0.1중량부 이하 함유하면, 흐름성이 떨어지고 수분함유량이 떨어져서 바람직하지 못하고, 카르복시 메틸 폴리사카라이드를 5중량부 이상 함유하면 흐름성은 양호하나 강도가 떨어져서 바람직하지 못하다.
또한, 분말형 재분산성 합성수지를 1중량부 미만 함유하면 중성화 방지 특성이 저하하고, 방수성 및 부착강도가 열화되어 바람직하지 못하고, 분말형 재분산성 합성수지를 10중량부 이상 함유하면 유연성은 뛰어나지만 압축강도가 떨어지고, 시공후 처짐이 발생할 염려가 있다.
본 조성 함량에 대해서는 후술하는 실시예 및 비교예에서 상세히 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따른 콘크리트 보수 보강용 카르복시 메틸 폴리사카라이드 혼입 수지 몰탈 조성물은 사용 목적에 따라 상기 포틀랜드 시멘트, 초속경 시멘트, 알루미나 시멘트등의 각종 시멘트와, 모래, 석회석등의 각종 충진재, 카르복시 메틸 폴리사카라이드, 분말형 재분산성 수지와 함께 사용할 수 있으며, 보다 나은 물성을 얻기 위하여 소정의 슬래그, 플라이애쉬, 석고, 천연 또는 합성 섬유 등과 함께 사용할 수도 있다.
이하, 본 발명의 구체적인 구성을 바람직한 실시예를 들어서 설명한다. 실시예에 있어서, 중량부는 중량%를 의미한다.
실시예1
포틀랜드 시멘트 20중량부
알루미나 시멘트 1중량부
규사 50중량부
석회석 (입자 사이즈 60㎛) 15중량부
카르복시 메틸 폴리사카라이드 5중량부
분말형 재분산성 합성수지 9중량부
상기의 원료들을 무중력 분말 혼합기로 6분간 혼합하여 균일한 상태의 분말 조성물로 가공한 다음, 준비한 분말 조성물 100중량부를 19중량부의 물과 함께 전동형 혼합기에서 혼합하였다. 혼합은 KS L 5109(수경성 시멘트 반죽 및 몰탈의 기계적 혼합 방법)에 규정되어 있는 혼합기로 3분간 혼합하여 균일한 반죽이 되도록 하였다. 이 혼합물을 사용하여 5㎝x5㎝x5cm의 시험체를 제작하였다.
이 시험체는 시험체 제작 1일 후부터 24시간동안 온도 20℃, 습도 100%의 조건으로 조정한 항온 항습 장치에서 보관하고, 28일간 온도 20℃ 습도 50-70%의 조건에서 양생후, KS L 5015(수경성 시멘트 몰탈의 압축 강도 시험 방법)에 의하여 압축강도를 측정하였다. 또한 이 조성물을 사용하여 4cmx4cmx16cm의 입방체 시험체를 2개 제작하여 동일한 조건하에 양생을 실시한 후 1개의 시험편을 KS F 2407에 제시된 휨강도 측정 방법에 의하여 휨강도를 측정하고, 나머지 다른 한개를 KS L 5104에 제시된 인장강도 측정 방법에 의하여 몰탈 인장강도 시험기를 이용하여 인장강도를 측정하였다.
또한 이러한 조성물의 보수성(保水性)을 측정하기 위하여 물과 혼합된 본 발명의 조성물을 KS L 5219에 제시된 보수성 측정 방법에 의하여 보수성을 측정하고 측정 전과 측정 후의 조성물을 몰탈 플로용 몰드에 넣고 플로값을 측정하여 그 비율을 백분율로 환산하였다.
또한 고강도 콘크리트 바탕면에 본 조성물을 도포한 후 경화 후 전동 커터를 사용하여 조성물을 4cmx4cm×1cm(가로×세로×두께)의 시험체로 가공한 후 KS F 4715에 제시된 부착강도 측정 방법에 의하여 부착 강도를 측정하고, KS F 2405에 제시된 정탄성계수 측정방법에 의하여 탄성 계수를 측정하였다. 또한 5cmx5cmx5cm의 시험체를 침수하여 24시간 방치후 침수 전과 침수 후의 무게의 차이를 계산하여 흡수량을 KS F 2451에 제시된 흡수량 측정 방법에 의하여 측정하고, 길이 15cm, 폭 5cm, 깊이 5cm의 한쪽면이 개방되어 있는 용기에 담은 후 이 용기를 수직으로 세워 용기내의 조성물이 흘러내리는 흐름성(단위;cm)을 측정하였다. 이 측정 결과를 표1에 나타내었다.
실시예2
포틀랜드 시멘트 27중량부
알루미나 시멘트 8중량부
규사 48중량부
석회석 (입자 사이즈 60㎛) 5중량부
카르복시 메틸 폴리사카라이드 2중량부
분말형 재분산성 합성수지 10중량부
상기의 원료들을 실시예1의 방법에 따라 분말 조성물로 가공한 다음, 준비한 분말 조성물 100중량부를 19중량부의 물과 함께 전동형 혼합기에서 혼합하였다. 혼합은 KS L 5109(수경성 시멘트 반죽 및 몰탈의 기계적 혼합 방법)에 규정되어 있는 혼합기로 3분간 혼합하여 균일한 반죽이 되도록 하였다. 이 혼합물을 사용하여 5㎝x5㎝x5cm의 시험체를 제작하였다.
이 시험체는 시험편 제작 1일 후부터 24시간 20℃ 100%r.h 의 조건에서 보관하고 28일간 20℃ 50-70%r.h의 조건에서 양생후, KS L 5015(수경성 시멘트 몰탈의 압축 강도 시험 방법)에 의하여 압축강도를 측정하였다. 또한 이 조성물을 사용하여 4cmx4cmx16cm의 입방체 시험체를 2개 제작하여 동일한 조건하에 양생을 실시한 후 1개의 시험편을 KS F 2407에 제시된 휨강도 측정 방법에 의하여 휨강도를 측정하고, 나머지 다른 한개를 KS L 5104에 제시된 인장강도 측정 방법에 의하여 몰탈 인장강도 시험기를 이용하여 인장강도를 측정하였다.
또한 이러한 조성물의 보수성을 측정하기 위하여 물과 혼합된 본 발명의 조성물을 KS L 5219에 제시된 보수성 측정 방법에 의하여 보수성을 측정하고 측정 전과 측정 후의 조성물을 몰탈 플로용 몰드에 넣고 플로값을 측정하여 그 비율을 백분율로 환산하였다.
또한 고강도 콘크리트 바탕면에 본 조성물을 도포한 후 경화 후 전동 커터를 사용하여 조성물을 4cmx4cm×1cm(가로×세로×두께)의 시험체로 가공한 후 KS F 4715에 제시된 부착강도 측정 방법에 의하여 부착 강도를 측정하고, KS F 2405에 제시된 정탄성계수 측정방법에 의하여 탄성 계수를 측정하였다. 또한 5cmx5cmx5cm의 시험체를 침수하여 24시간 방치후 침수 전과 침수 후의 무게의 차이를 계산하여 흡수량을 KS F 2451에 제시된 흡수량 측정 방법에 의하여 측정하고, 길이 15cm, 폭 5cm, 깊이 5cm의 한쪽면이 개방되어 있는 용기에 담은 후 이 용기를 수직으로 세워 용기내의 조성물이 흘러내리는 흐름성(단위;cm)을 측정하였다. 이 측정 결과를 표1에 나타내었다.
실시예3
포틀랜드 시멘트 30중량부
알루미나 시멘트 8중량부
규사 45중량부
석회석 (입자 사이즈 60㎛) 9중량부
카르복시 메틸 폴리사카라이드 3중량부
분말형 재분산성 합성수지 5중량부
상기 원료들을 실시예1의 방법에 따라 분말 조성물로 가공한 다음, 준비한 분말 조성물 100중량부를 19중량부의 물과 함께 전동형 혼합기에서 혼합하였다. 혼합은 KS L 5109(수경성 시멘트 반죽 및 몰탈의 기계적 혼합 방법)에 규정되어 있는 혼합기로 3분간 혼합하여 균일한 반죽이 되도록 하였다. 이 혼합물을 사용하여 5㎝x5㎝x5cm의 시험체를 제작하였다.
이 시험체는 시험편 제작 1일 후부터 24시간 20℃ 100%r.h 의 조건에서 보관하고 28일간 20℃ 50-70%r.h의 조건에서 양생후, KS L 5015(수경성 시멘트 몰탈의 압축 강도 시험 방법)에 의하여 압축강도를 측정하였다. 또한 이 조성물을 사용하여 4cmx4cmx16cm의 입방체 시험체를 2개 제작하여 동일한 조건하에 양생을 실시한 후 1개의 시험편을 KS F 2407에 제시된 휨강도 측정 방법에 의하여 휨강도를 측정하고, 나머지 다른 한개를 KS L 5104에 제시된 인장강도 측정 방법에 의하여 몰탈 인장강도 시험기를 이용하여 인장강도를 측정하였다.
또한 이러한 조성물의 보수성을 측정하기 위하여 물과 혼합된 본 발명의 조성물을 KS L 5219에 제시된 보수성 측정 방법에 의하여 보수성을 측정하고 측정 전과 측정 후의 조성물을 몰탈 플로용 몰드에 넣고 플로값을 측정하여 그 비율을 백분율로 환산하였다.
또한 고강도 콘크리트 바탕면에 본 조성물을 도포한 후 경화 후 전동 커터를 사용하여 조성물을 4cmx4cm×1cm(가로×세로×두께)의 시험체로 가공한 후 KS F 4715에 제시된 부착강도 측정 방법에 의하여 부착 강도를 측정하고, KS F 2405에 제시된 정탄성계수 측정방법에 의하여 탄성 계수를 측정하였다. 또한 5cmx5cmx5cm의 시험체를 침수하여 24시간 방치후 침수 전과 침수 후의 무게의 차이를 계산하여 흡수량을 KS F 2451에 제시된 흡수량 측정 방법에 의하여 측정하고, 길이 15cm, 폭 5cm, 깊이 5cm의 한쪽면이 개방되어 있는 용기에 담은 후 이 용기를 수직으로 세워 용기내의 조성물이 흘러내리는 흐름성(단위;cm)을 측정하였다. 이 측정 결과를 표1에 나타내었다.
실시예4
포틀랜드 시멘트 40중량부
루미나 시멘트 10중량부
규사 40중량부
석회석 (입자 사이즈 60㎛) 5중량부
카르복시 메틸 폴리사카라이드 1중량부
분말형 재분산성 합성수지 4중량부
상기의 원료들을 실시예1의 방법에 따라 분말 조성물로 가공한 다음, 준비한 분말 조성물 100중량부를 19중량부의 물과 함께 전동형 혼합기에서 혼합하였다. 혼합은 KS L 5109(수경성 시멘트 반죽 및 몰탈의 기계적 혼합 방법)에 규정되어 있는 혼합기로 3분간 혼합하여 균일한 반죽이 되도록 하였다. 이 혼합물을 사용하여 5㎝x5㎝x5cm의 시험체를 제작하였다.
이 시험체는 시험편 제작 1일 후부터 24시간 20℃ 100%r.h 의 조건에서 보관하고 28일간 20℃ 50-70%r.h의 조건에서 양생후, KS L 5015(수경성 시멘트 몰탈의 압축 강도 시험 방법)에 의하여 압축강도를 측정하였다. 또한 이 조성물을 사용하여 4cmx4cmx16cm의 입방체 시험체를 2개 제작하여 동일한 조건하에 양생을 실시한 후 1개의 시험편을 KS F 2407에 제시된 휨강도 측정 방법에 의하여 휨강도를 측정하고, 나머지 다른 한개를 KS L 5104에 제시된 인장강도 측정 방법에 의하여 몰탈 인장강도 시험기를 이용하여 인장강도를 측정하였다.
또한 이러한 조성물의 보수성을 측정하기 위하여 물과 혼합된 본 발명의 조성물을 KS L 5219에 제시된 보수성 측정 방법에 의하여 보수성을 측정하고 측정 전과 측정 후의 조성물을 몰탈 플로용 몰드에 넣고 플로값을 측정하여 그 비율을 백분율로 환산하였다.
또한 고강도 콘크리트 바탕면에 본 조성물을 도포한 후 경화 후 전동 커터를 사용하여 조성물을 4cmx4cm×1cm(가로×세로×두께)의 시험체로 가공한 후 KS F 4715에 제시된 부착강도 측정 방법에 의하여 부착 강도를 측정하고, KS F 2405에 제시된 정탄성계수 측정방법에 의하여 탄성 계수를 측정하였다. 또한 5cmx5cmx5cm의 시험체를 침수하여 24시간 방치후 침수 전과 침수 후의 무게의 차이를 계산하여 흡수량을 KS F 2451에 제시된 흡수량 측정 방법에 의하여 측정하고, 길이 15cm, 폭5cm, 깊이 5cm의 한쪽면이 개방되어 있는 용기에 담은 후 이 용기를 수직으로 세워 용기내의 조성물이 흘러내리는 흐름성(단위;cm)을 측정하였다. 이 측정 결과를 표1에 나타내었다.
실시예5
포틀랜드 시멘트 45중량부
알루미나 시멘트 5중량부
규사 42중량부
석회석 (입자 사이즈 60㎛) 6중량부
카르복시 메틸 폴리사카라이드 1중량부
분말형 재분산성 합성수지 1중량부
상기 원료들을 실시예1의 방법에 따라 분말 조성물로 가공한 다음, 준비한 분말 조성물 100중량부를 19중량부의 물과 함께 전동형 혼합기에서 혼합하였다. 혼합은 KS L 5109(수경성 시멘트 반죽 및 몰탈의 기계적 혼합 방법)에 규정되어 있는 혼합기로 3분간 혼합하여 균일한 반죽이 되도록 하였다. 이 혼합물을 사용하여 5㎝x5㎝x5cm의 시험체를 제작하였다.
이 시험체는 시험편 제작 1일 후부터 24시간 20℃ 100%r.h 의 조건에서 보관하고 28일간 20℃ 50-70%r.h의 조건에서 양생후, KS L 5015(수경성 시멘트 몰탈의 압축 강도 시험 방법)에 의하여 압축강도를 측정하였다. 또한 이 조성물을 사용하여 4cmx4cmx16cm의 입방체 시험체를 2개 제작하여 동일한 조건하에 양생을 실시한 후 1개의 시험편을 KS F 2407에 제시된 휨강도 측정 방법에 의하여 휨강도를 측정하고, 나머지 다른 한개를 KS L 5104에 제시된 인장강도 측정 방법에 의하여 몰탈 인장강도 시험기를 이용하여 인장강도를 측정하였다.
또한 이러한 조성물의 보수성을 측정하기 위하여 물과 혼합된 본 발명의 조성물을 KS L 5219에 제시된 보수성 측정 방법에 의하여 보수성을 측정하고 측정 전과 측정 후의 조성물을 몰탈 플로용 몰드에 넣고 플로값을 측정하여 그 비율을 백분율로 환산하였다.
또한 고강도 콘크리트 바탕면에 본 조성물을 도포한 후 경화 후 전동 커터를 사용하여 조성물을 4cmx4cm×1cm(가로×세로×두께)의 시험체로 가공한 후 KS F 4715에 제시된 부착강도 측정 방법에 의하여 부착 강도를 측정하고, KS F 2405에 제시된 정탄성계수 측정방법에 의하여 탄성 계수를 측정하였다. 또한 5cmx5cmx5cm의 시험체를 침수하여 24시간 방치후 침수 전과 침수 후의 무게의 차이를 계산하여 흡수량을 KS F 2451에 제시된 흡수량 측정 방법에 의하여 측정하고, 길이 15cm, 폭 5cm, 깊이 5cm의 한쪽면이 개방되어 있는 용기에 담은 후 이 용기를 수직으로 세워 용기내의 조성물이 흘러내리는 흐름성(단위;cm)을 측정하였다. 이 측정 결과를 표1에 나타내었다.
실시예6
포틀랜드 시멘트 26중량부
알루미나 시멘트 4중량부
규사 46중량부
석회석 (입자 사이즈 60㎛) 13중량부
카르복시 메틸 폴리사카라이드 4중량부
분말형 재분산성 합성수지 7중량부
상기 원료들을 실시예1의 방법에 따라 분말 조성물로 가공한 다음, 준비한 분말 조성물 100중량부를 19중량부의 물과 함께 전동형 혼합기에서 혼합하였다. 혼합은 KS L 5109(수경성 시멘트 반죽 및 몰탈의 기계적 혼합 방법)에 규정되어 있는 혼합기로 3분간 혼합하여 균일한 반죽이 되도록 하였다. 이 혼합물을 사용하여 5㎝x5㎝x5cm의 시험체를 제작하였다.
이 시험체는 시험편 제작 1일 후부터 24시간 20℃ 100%r.h 의 조건에서 보관하고 28일간 20℃ 50-70%r.h의 조건에서 양생후, KS L 5015(수경성 시멘트 몰탈의 압축 강도 시험 방법)에 의하여 압축강도를 측정하였다. 또한 이 조성물을 사용하여 4cmx4cmx16cm의 입방체 시험체를 2개 제작하여 동일한 조건하에 양생을 실시한 후 1개의 시험편을 KS F 2407에 제시된 휨강도 측정 방법에 의하여 휨강도를 측정하고, 나머지 다른 한개를 KS L 5104에 제시된 인장강도 측정 방법에 의하여 몰탈 인장강도 시험기를 이용하여 인장강도를 측정하였다.
또한 이러한 조성물의 보수성을 측정하기 위하여 물과 혼합된 본 발명의 조성물을 KS L 5219에 제시된 보수성 측정 방법에 의하여 보수성을 측정하고 측정 전과 측정 후의 조성물을 몰탈 플로용 몰드에 넣고 플로값을 측정하여 그 비율을 백분율로 환산하였다.
또한 고강도 콘크리트 바탕면에 본 조성물을 도포한 후 경화 후 전동 커터를 사용하여 조성물을 4cmx4cm×1cm(가로×세로×두께)의 시험체로 가공한 후 KS F 4715에 제시된 부착강도 측정 방법에 의하여 부착 강도를 측정하고, KS F 2405에 제시된 정탄성계수 측정방법에 의하여 탄성 계수를 측정하였다. 또한 5cmx5cmx5cm의 시험체를 침수하여 24시간 방치후 침수 전과 침수 후의 무게의 차이를 계산하여 흡수량을 KS F 2451에 제시된 흡수량 측정 방법에 의하여 측정하고, 길이 15cm, 폭 5cm, 깊이 5cm의 한쪽면이 개방되어 있는 용기에 담은 후 이 용기를 수직으로 세워 용기내의 조성물이 흘러내리는 흐름성(단위;cm)을 측정하였다. 이 측정 결과를 표1에 나타내었다.
비교예1
포틀랜드 시멘트 30중량부
알루미나 시멘트 8중량부
규사 45중량부
석회석 (입자사이즈 60㎛) 12중량부
분말형 재분산성 합성수지 5중량부
상기 비교예1의 조성물을 실시예1에서 제시한 방법에 의하여 각각의 물성을측정하여, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
비교예 2
포틀랜드 시멘트 30중량부
알루미나 시멘트 8중량부
규사 45중량부
석회석 (입자 사이즈 60㎛) 14중량부
카르복시 메틸 폴리사카라이드 3중량부
상기 비교예1의 조성물을 실시예1에서 제시한 방법에 의하여 각각의 물성을 측정하여, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 비교예1 비교예2
압축강도(kgf/㎠) 523 526 530 615 620 626 534 570
휨강도(kgf/㎠) 160 160 130 130 120 140 142 89
인장강도(kgf/㎠) 20 25 25 20 23 25 19 14
부착강도(kgf/㎠) 30 25 27 25 25 30 21 9
탄성계수(105kgf/㎠) 2.5 2.5 2.3 2.0 2.0 2.3 2.8 3.34
흡수량(g) 0.15 0.2 0.2 0.3 0.3 0.14 0.2 1.85
흐름성(㎝) 0.3 0.1 0.15 0.2 0.2 0.3 2.33 2.23
보수성(%) 95 95 95 94 90 93 72 92
카르복시 메틸 폴리사카라이드는 물속에서 시멘트와 함께 혼합시 시멘트 겔의 양전하와 화학결합하여 점도가 급격히 상승하는 특이한 현상이 나타나고, 전자간의 결합에 의하여 인장강도에도 다소 도움을 주는 결과가 나타나며, 아울러 카르복시 메틸 폴리사카라이드의 독특한 측쇄구조에 의하여 뛰어난 보수성능으로 시멘트의 수화 반응을 지원하여 준다. 본 발명에서는 이를 보수 보강 몰탈에 이용하여 상기의 실시예 및 비교예에서 알 수 있는 바와 같이 독특한 물성을 발현하게 하는 특성이 있음을 알 수 있다. 또한 본 발명에 따른 콘크리트 보수 보강용 카르복시 메틸 폴리사카라이드 혼입 수지 몰탈 조성물의 접착력, 방수성, 탄성 계수등 보수 보강 몰탈에 필요한 다양한 물성들은 에틸렌 비닐 아세테이트 또는 에틸렌 비닐 라우릴레이트 비닐클로라이드의 분말형 재분산성 합성수지에 의하여 나타난다. 상기 실시예의 흐름성은 비교예1의 흐름성에 비하여 15배정도로서 현장에서 작업시 사용 두께에 대한 많은 제약이 따르며, 보수성은 70%정도로 본 비교예1에서의 강도의 차이는 극명하지 않으나, 얇은 두께 시공시 시멘트의 강도를 저하시키는 요인이 된다. 또한 비교예2에서 알 수 있는 바와 같이 분말형 재분산성 합성수지를 사용하지 않았을 경우 실시예에 비교하여 부착 강도가 65%, 흡수성이 8배 상승하고, 탄성 계수가 150%의 물성 저감 현상이 나타났다.
앞에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 콘크리트 보수 보강용 카르복시 메틸 폴리사카라이드 혼입 수지 몰탈 조성물에 의하면, 20∼45중량부의 포틀랜드 시멘트와, 1∼10중량부의 알루미나 시멘트와, 40∼50중량부의 규사와, 5∼15중량부의 석회석과, 0.1∼5중량부의 카르복시 메틸 폴리사카라이드와, 1∼10중량부의 분말형 재분산성 합성수지를 함유하고 있으므로, 시멘트 성분들과의 이온결합에 의하여 착염을 형성함으로서 상호간의 결합력을 증대시키고 아울러 현장에서 수평 또는 수직 기재(기존 콘크리트 구조물)에 도포 사용할 때 재료 상호간의 분리 및 흘러내림을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 카르복시 메틸 폴리사카라이드의 독특한 분자구조에 의하여 물의 탈수 및 건조를 지연시킬 수 있으며, 분말 형태로 구성된 재분산성 합성수지를 혼입하여 분리 및 흘러내림을 방지할 수 있음과 동시에, 기재와의 접착력을 증대시키고, 방수성을 향상시키고, 중성화 반응을 차단할 수 있다는 매우 뛰어난 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 20∼45중량부의 포틀랜드 시멘트와, 1∼10중량부의 알루미나 시멘트와, 40∼50중량부의 규사와, 5∼15중량부의 석회석과, 0.1∼5중량부의 카르복시 메틸 폴리사카라이드와, 1∼10중량부의 분말형 재분산성 합성수지를 함유하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 보수 보강용 카르복시 메틸 폴리사카라이드 혼입 수지 몰탈 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 분말형 재분산성 합성수지는 에틸렌 비닐 아세테이트인 것을 특징으로 하는 콘크리트 보수 보강용 카르복시 메틸 폴리사카라이드 혼입 수지 몰탈 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 분말형 재분산성 합성수지는 에틸렌 비닐 클로라이드 비닐 라우릴레이트인 것을 특징으로 하는 콘크리트 보수 보강용 카르복시 메틸 폴리사카라이드 혼입 수지 몰탈 조성물.
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