KR100666312B1 - 폴리머 혼합시멘트 페이스트 조성물 및 이를 이용한프리캐스트 제품의 접합방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 초미립 시멘트와 칼슘 알루미네이트 속경재, 황산 알루미늄 칼륨 팽창재, 포졸란 미분말, 알루미나 실리케이트계 세노스페어 분말, 규사 및 폴리머 디스퍼젼과 기타 첨가제를 포함하여 유동성이 우수하고 강도 및 내구성이 향상된 고유동 폴리머 혼합시멘트 페이스트 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 고유동 폴리머 혼합시멘트 페이스트 조성물은 보수성의 특징을 갖는 조성물로 유동성이 우수하여 시공이 용이하여 시공비의 절감과 보수기간의 단축이 가능하다. 또한, 강도 및 내구성이 뛰어나고, 팽창성 및 보수성을 가지고 있으므로 물의 유입을 방지할 수 있으며, 강도가 뛰어나 유지관리비를 절감할 수 있는 효과가 있다. 본 발명에 따른 폴리머 혼합 시멘트 페이스트 조성물은 프리캐스트 제품의 보수 및 조인트 부분의 주입재 등에 사용될 수 있다.
폴리머 디스퍼젼, 초미립 시멘트, 흡수성 폴리머, 폴리머 시멘트 페이스트, 주입재
Description
도 1은 본 발명에 따른 폴리머 혼합시멘트 페이스트 조성물을 이용한 프리캐스트 제품의 접합방법을 도시한 순서도.
본 발명은 고유동 보수성(保水性) 폴리머 혼합시멘트 페이스트 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 초미립 시멘트와 칼슘 알루미네이트 속경재, 황산 알루미늄 칼륨 팽창재, 포졸란 미분말, 알루미나 실리케이트계 세노스페어 분말, 규사, 폴리머 디스퍼젼, 고흡수성 폴리머와 소포제, 분산제, 증점제 및 평활제 등의 기타 첨가제를 포함하여 시공기간의 단축이 가능하며 강도 및 내구성을 향상시키는 시멘트 페이스트 조성물 및 이를 이용한 프리캐스트 제품의 접합방법에 관한 것이다.
일반적으로, 프리캐스트 콘크리트(Precast Concrete) 제품은 건조수축에 의한 균열이 발생하며, 표면에 블리이딩(bleeding)으로 인한 레이탄스(laitance)가 발생하여 표면 강도가 약하고 내구성이 떨어진다는 단점이 있으며, 또한 프리캐스트 제품 즉, PC 암거 등의 조인트 부분의 수밀성이 매우 열악한 실정이다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 대체 방안으로 폴리머 디스퍼젼을 이용한 제품 등이 사용되고 있으나 재료원가가 높다는 단점을 가지고 있다. 특히, 프리캐스트 제품의 조인트 부분에 사용되고 있는 주입재료는 대부분이 무수축 모르타르를 사용하고 있는데, 건조수축에 의한 균열 등을 보완할 수 있으나 수밀성(水密性)이 떨어지는 단점을 가지고 있다.
따라서 이러한 PC 제품의 문제점을 해결하기 위하여, 기술적 측면으로는 조인트 주입재에 대한 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이며, 최근 들어 무수축 모르타르가 개발되어 사용되고 있다.
한편, 경제적인 측면과 산업적 측면으로 볼 때, PC 제품의 조인트 주입재 및 보수재의 강도 및 내구성을 향상시킴으로써 보수비용의 절감 효과를 얻는 것도 필요하다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결함과 아울러 시공기간을 단축하고, 강도 및 내구성을 향상시킴으로써 결과적으로는 프리캐스트 콘크리트(PC) 제품의 사용기간을 증가시키고 보수비용의 절감 효과를 얻을 수 있는 고유동 보수성 폴 리머 시멘트 페이스트 조성물 및 이를 이용한 프리캐스트 제품의 접합방법을 제공하는 것이다.
본 발명자들은 PC 제품의 보수 및 조인트 주입재의 강도 및 내구성을 개선시킬 수 있는 폴리머 시멘트 페이스트 조성물을 개발하기 위하여 노력하던 중, 초미립 시멘트와 칼슘 알루미네이트 속경재, 황산 알루미늄 칼륨 팽창재, 포졸란 미분말, 알루미나, 실리케이트계 세노스페어 분말, 규사, 폴리머 디스퍼젼, 흡수성 폴리머 및 소포제, 분산제, 평활제 및 증점제 등의 기타 첨가제가 혼합된 고유동 보수성 폴리머 혼합 시멘트 페이스트 조성물을 제조하였으며, 이러한 조성물이 PC 제품의 강도와 내구성을 증대시킴을 확인함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 초미립 시멘트, 칼슘 알루미네이트 속경재, 황산 알루미늄 칼륨 팽창재, 포졸란 미분말, 알루미나 실리케이트계 세노스페어 분말, 규사로 이루어진 속경성 혼합시멘트 및 폴리머 디스퍼젼, 흡수성 폴리머와 기타 첨가제를 포함하는 속경성 폴리머 혼합시멘트 페이스트 조성물을 제공한다.
또한 본 발명은 PC 제품의 표면 및 조인트 부분에 흡수성 폴리머를 도포하는 단계; 상기 흡수성 폴리머가 도포된 부분에 초미립 시멘트, 칼슘 알루미네이트 속경재, 황산 알루미늄 칼륨 팽창재, 고로슬래그, 알루미나 실리케이트계 세노스페어 분말, 플라이애쉬 및 규사로 이루어진 속경성 혼합시멘트 및 폴리머 디스퍼젼과 기 타 첨가제를 포함하는 시멘트 페이스트 조성물을 주입 또는 도포하는 단계; 상기 폴리머 시멘트 페이스트 조성물을 도포한 위에 흡수성 폴리머를 도포하는 단계를 포함하는 PC 제품의 보수 방법을 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
[시멘트 페이스트 조성물]
본 발명의 시멘트 페이스트 조성물은 초미립 시멘트, 칼슘 알루미네이트 속경재, 황산 알루미늄 칼륨 팽창재, 고로슬래그, 알루미나 실리케이트계 세노스페어 분말, 플라이애쉬, 규사로 이루어진 속경성 혼합시멘트에 폴리머 디스퍼젼, 흡수성 폴리머와 기타 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 속경성 혼합시멘트는 초미립 시멘트 30-50중량부, 칼슘 알루미네이트 5-15중량부, 황산 알루미늄 칼륨 팽창재 1-5중량부, 고로슬래그 15-30중량부, 알루미나 실리케이트계 세노스페어 분말 10-20중량부, 플라이애쉬 10-20중량부 및 규사 5-20중량부로 이루어지는 것이 바람직하며, 각 성분이 상기 함량으로 혼합될 때 이후 프리캐스트 콘크리트(PC) 제품의 강도 및 내구성을 보다 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.
초미립 시멘트는 그 블레인(Blaine) 분말도가 4,500~7,000cm2/g으로 일반 보 통 포틀랜드 시멘트의 블레인 분말도 약 2,800~3,500cm2/g와 비교하여 매우 미립으로 물과 접촉하여 시멘트의 수화반응이 빨라 시멘트의 초기강도가 높고 시멘트 경화체의 장기 강도 역시 증가된다.
칼슘 알루미네이트 속경재는 물과 접촉시 순식간에 물과 반응하여 에트린가이트(Ettringite) 수화물을 생성하여 시멘트와 혼합 시에 수일 혹은 수 십일에 얻어지는 일반 포틀랜드 시멘트의 압축강도를 수 시간에 얻을 수 있게 한다.
황산 알루미늄 칼륨 팽창재는 시멘트에 일부 소량 첨가 시, 시멘트 경화체의 수축을 보상하여 시멘트 경화체의 자기수축 및 건조수축으로 인하여 발생하는 균열과 내구성능 저하를 방지한다.
포졸란 미분말은 고로슬래그 미분말 및 플라이애쉬 등의 불활성 무기질계 미분말로, 시멘트의 장기강도를 증진시키며 시멘트 경화체의 수화조직을 치밀하게 하여 화학저항성과 내구성능을 증가시키는 역할을 한다.
알루미나 실리케이트계 세노스페어 분말은 화력발전소에서 석탄을 연소 후 발생되는 플라이애쉬 중에서 습식 또는 건식방법으로 포집하여 가공한 것으로, 내부에 기체(CO2 또는 N2)가 충전되어 있는 알루미나 실리케이트 계열의 구형 유리질 중공체(Hollow Microsphere)로서 종류에 따라 타 광물성 필러(Feller)에 비해 초경량성, 방음성, 절연성, 유동성의 특징을 지님으로서 보수재료의 작업성 및 평활성이 개선되고 부착강도 및 내구성을 증가시킬 수 있다.
규사는 시멘트 경화체 중의 충전재(Filler) 역할로, 총 분체 중의 시멘트량 을 저감시켜 시멘트의 수화반응에 의해 발생하는 수화열량을 저감시켜 여름철 등의 기온이 높은 경우에 속경성 시멘트의 경화체의 급격한 수화에 의해 발생하는 높은 온도에 의한 문제점의 개선이 가능하다.
폴리머 디스퍼젼은 시멘트 페이스트 경화체의 내부에 필름을 형성하여 휨, 인장 및 부착강도를 향상시키고 보수성을 개선하여 중성화, 염화물 이온 침투, 동결융해 등의 내구성을 향상시킬 수 있다. 특히, 속경성 혼합 시멘트 총 중량에 대하여 30-50중량부의 함량으로 첨가할 경우, 상기 기재된 특성을 보다 효과적으로 발휘할 수 있다. 상기 폴리머 디스퍼젼으로는 SBR(styrene butadiene rubber)라텍스, EVA(ethylene vinyl acetate)에멀젼 또는 아크릴계(Acrylic)수지를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
흡수성(폴리 비닐 알코올) 폴리머는 흡수속도가 빠르고, 물에 녹지 않으며, 물 흡수 시 겔화되지 않는 특징을 갖고 있으나, 일반적으로 페이스트 제조 시 흡수성 폴리머만을 혼화제로 사용할 경우에는 가사시간이 늦어져 시공기간이 길어지며, 사용 전보다 압축강도가 약 50% 정도 저하되고, 재료 단가가 상승된다. 또한, 다량의 폴리머 사용으로 인한 블리딩 현상으로 폴리머가 표면으로 떠오르게 되어, 표면은 경화되나 페이스트 내부는 경화되지 않는 문제점이 발생한다. 본 발명에서는 상기와 같은 단점을 보완하기 위하여 폴리머 디스퍼젼에 흡수성 폴리머를 소량 첨가하여도, 물-콘크리트(W/C) 비를 효과적으로 감소시켜 기존 페이스트 조성물 보다 매우 높은 강도 발현 및 내구성 개선효과를 나타낼 수 있다.
본 발명에 따른 시멘트 페이스트 조성물에는 소포제, 분산제, 평활제 및 증 점제로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상이 추가로 첨가될 수 있다.
소포제는 연행공기의 발생으로 인한 공기량의 증가를 감소시키기 위하여 첨가되며, 폴리머 디스퍼젼 함량에 대하여 1-4중량부로 첨가하는 것이 바람직하다. 소포제는 폴리에테르계, 실리콘계, 에틸알코올 및 에틸렌 글리콜로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 당 업계에서 통상적으로 사용되는 종류가 사용될 수 있다.
분산제는 시멘트 페이스트의 반죽질기(Consistency)의 확보에 필요한 요구단위수량을 저감시켜 시멘트 수화에 필요한 물량 이외의 잉여수량을 저감시켜 시멘트 경화체의 내부 조직을 치밀하게 하여 수밀성 및 동결융해 저항성을 개선시키고 내구성을 증진시킨다. 또한 굳지 않은 시멘트 페이스트에 점성과 유동성을 동시에 부가하여 아스팔트 혼합물 공극에 최소한의 다짐 혹은 다짐 없이도 침투를 용이하게 한다. 분산제는 시멘트 조성물 전체 함량에 대하여 0.5-3.0중량부 첨가되는 것이 바람직하며, 폴리카본산계, 나프탈렌계, 멜라민계 및 리그닌계로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상이 단독으로 혹은 혼합되어 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 당 업계에서 통상적으로 사용되는 종류가 사용될 수 있다.
평활제는 페이스트의 셀프레벨링(자기충전효과)을 개선하기 위해서 첨가되며, 시멘트 조성물 전체 함량에 대하여 0.5-1.0중량부 첨가되는 것이 바람직하다. 평활제는 폴리 옥사이드계, 우레탄계 및 폴리카본산계로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 당 업계에서 통상적으로 사용되는 종류가 사용될 수 있다.
증점제는 페이스트의 자기충전효과에 있어서 재료 분리현상을 방지하기 위하여 첨가되며, 시멘트 조성물 전체 함량에 대하여 0.5-1.0중량부 첨가되는 것이 바람직하다. 증점제는 메틸셀롤로오스계, 전분계로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 당 업계에서 통상적으로 사용되는 종류가 사용될 수 있다.
[프리캐스트 콘크리트 제품의 보수 방법]
한편, 본 발명의 PC 제품의 보수 방법은 도 1에 도시된 바와 같이, PC 제품의 표면 및 조인트 부분에 흡수성 폴리머를 도포하는 단계; 상기 흡수성 폴리머가 도포된 부분에 초미립 시멘트, 칼슘 알루미네이트 속경재, 황산 알루미늄 칼륨 팽창재, 고로슬래그, 알루미나 실리케이트계 세노스페어 분말, 플라이애쉬와 규사로 이루어진 속경성 혼합 시멘트 및 폴리머 디스퍼젼을 포함하는 시멘트 페이스트 조성물을 주입 또는 도포하는 단계; 상기 시멘트 페이스트 조성물을 주입 또는 도포한 후 흡수성 폴리머를 도포하여 양생하는 단계로 구성된다.
여기서, 상기 시멘트 페이스트 조성물은 초미립 시멘트 20-40중량부, 칼슘 알루미네이트 속경재 5-15중량부, 황산 알루미늄 칼륨 팽창재 1-5중량부, 고로슬래그 15-30중량부, 알루미나 실리케이트계 세노스페어 분말 10-20중량부, 플라이애쉬 10-20중량부, 및 규사 5-20중량부로 이루어진 속경성 혼합 시멘트와, 속경성 혼합 시멘트 총 중량에 대하여 30-50중량부의 폴리머 디스퍼젼, 흡수성 폴리머와 기타 첨가제를 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에서는 PC 제품의 강도 및 내구성을 증가시키기 위하여 폴리머 디스퍼젼 함량 100중량부에 대하여 SBR라텍스, EVA 에멀젼 및 아크릴 수지를 각각 85-95중량부, 흡수성 (폴리 비닐 알코올)폴리머를 5-15중량부를 혼입한 폴리머 디스퍼젼을 제조하였다. 이러한 본 발명에 따른 방법으로 PC 제품의 보수를 수행하게 되면, 강도 및 내구성 특히 수밀성을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명을 다양한 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1 내지 실시예 3>
초미립 시멘트 36중량부, 칼슘 알루미네이트 속경재 10중량부, 황산 알루미늄 칼륨 팽창재 2중량부, 고로슬래그 17중량부, 알루미나 실리케이트계 세노스페어 분말 20중량부, 플라이애쉬 10중량부, 규사 5중량부를 혼합하여 속경성 혼합시멘트를 제조하였다.
상기 폴리머 디스퍼젼 중의 SBR, EVA 또는 아크릴 수지를 각각 85중량부, 폴리 비닐 알코올 폴리머 15중량부 (각각 실시예 1, 2, 3)를 상기 속경성 혼합 시멘트 총 함량에 대하여 각각 50중량부 첨가하여 폴리머 시멘트 페이스트 조성물을 제조하였다. 첨가제로 상기 속경성 혼합시멘트에 대하여 폴리카본산계 분산제, 전분계 증점제 및 폴리카본산계 평활제를 각각 2중량부, 1중량부 및 1중량부를 첨가하였으며, 또한 상기 폴리머 디스퍼젼에 대하여 실리콘계 소포제 2중량부를 첨가하였다.
<실시예 4 내지 실시예 6>
초미립 시멘트 36중량부, 칼슘 알루미네이트 속경재 10중량부, 황산 알루미늄 칼륨 팽창재 2중량부, 고로슬래그 17중량부, 알루미나 실리케이트계 세노스페어 분말 15중량부, 플라이애쉬 15중량부, 규사 5중량부를 혼합하여 속경성 혼합시멘트를 제조하였다. 상기 속경성 혼합 시멘트에 상기 폴리머 디스퍼젼 중의 SBR, EVA 및 아크릴 수지를 각각 90중량부, 폴리 비닐 알코올 폴리머를 10중량부 (각각 실시예 4, 5, 6)를 상기 속경성 혼합 시멘트 총 함량에 대하여 각각 45중량부 첨가하여 폴리머 시멘트 페이스트 조성물을 제조하였다. 첨가제로 상기 속경성 혼합시멘트에 대하여 폴리카본산계 분산제, 전분계 증점제 및 폴리카본산계 평활제를 각각 2중량부, 1중량부 및 1중량부를 첨가하였으며 또한 상기 폴리머 디스퍼젼에 대하여 실리콘계 소포제 2중량부를 첨가하였다.
<실시예 7 내지 실시예 9>
초미립 시멘트 36중량부, 칼슘 알루미네이트 속경재 10중량부, 황산 알루미늄 칼륨 팽창재 2중량부, 고로슬래그 17중량부, 알루미나 실리케이트계 세노스페어 분말 10중량부, 플라이애쉬 20중량부, 규사 5중량부를 혼합하여 속경성 혼합시멘트를 제조하였다. 상기 속경성 혼합 시멘트에 상기 폴리머 디스퍼젼 중의 SBR, EVA 및 아크릴 수지를 각각 95중량부, 폴리 비닐 알코올 폴리머를 5중량부 (각각 실시예 7, 8, 9)를 속경성 혼합 시멘트 총 함량에 대하여 40중량부를 첨가하여 폴리머 시멘트 페이스트 조성물을 제조하였다. 첨가제로 상기 속경성 혼합시멘트에 대하여 폴리카본산계 분산제, 전분계 증점제 및 폴리카본산계 평활제를 각각 2중량부, 1중량부 및 1중량부를 첨가하였으며 또한 상기 폴리머 디스퍼젼에 대하여 실리콘계 소포제 2중량부를 첨가하였다.
<비교예 1>
시멘트 95중량부, 규사 5중량부를 혼합하여 시멘트 페이스트 조성물을 제조하였다. 상기 시멘트 페이스트에 대하여 폴리카본산계 고유동화제를 2중량부를 첨가하였다.
<비교예 2 내지 비교예 4>
초미립 시멘트 36중량부, 칼슘 알루미네이트 속경재 10중량부, 황산 알루미늄 칼륨 팽창재 2중량부, 고로슬래그 22중량부, 플라이애쉬 15중량부, 규사 15중량부를 혼합하여 속경성 혼합시멘트를 제조하였다. 상기 폴리머 디스퍼젼 중의 SBR, EVA 또는 아크릴 수지 (각각 비교예 2, 3, 4)를 각각 100중량부를 상기 속경성 혼합 시멘트 총 함량에 대하여 각각 50중량부 첨가하여 폴리머 시멘트 페이스트 조성물을 제조하였다. 첨가제로 상기 속경성 혼합시멘트에 대하여 폴리카본산계 분산제, 전분계 증점제 및 폴리카본산계 평활제를 각각 2중량부, 1중량부 및 1중량부를 첨가하였으며 또한 상기 폴리머 디스퍼젼에 대하여 실리콘계 소포제 2중량부를 첨가하였다.
이상의 예들을 정리하면 다음 표1과 같다. 다음 표1에서 A1~A9는 실시예1~실시예9를 나타내고, B1~B4는 비교예1~비교예4를 나타내며 E1~E7은 초미립 시멘트(E1), 칼슘 알루미네이트(E2), 황산 알루미늄 칼륨 팽창재(E3), 고로슬래그(E4), 알루미나 실리케이트계 세노스페어 분말(E5), 플라이애쉬(E6) 및 규사(E7)로 이루어진 속경성 혼합 시멘트의 조성물을 나타낸다.
| 구분 | A1 | A2 | A3 | A4 | A5 | A6 | A7 | A8 | A9 | B1 | B2 | B3 | B4 |
| E1 | 36 | 36 | 36 | 36 | 36 | 36 | 36 | 36 | 36 | 95 | 36 | 36 | 36 |
| E2 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | |
| E3 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | |
| E4 | 17 | 17 | 17 | 17 | 17 | 17 | 17 | 17 | 17 | 22 | 22 | 22 | |
| E5 | 20 | 20 | 20 | 15 | 15 | 15 | 10 | 10 | 10 | - | - | - | |
| E6 | 10 | 10 | 10 | 15 | 15 | 15 | 20 | 20 | 20 | 15 | 15 | 15 | |
| E7 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 15 | 15 | 15 |
그리고 실시예1은 SBR 85중량부, 폴리 비닐 알코올 폴리머 15중량부로 이루어진 폴리머 디스퍼젼을 상기 표1의 A1과 같은 속경성 혼합 시멘트 총 함량에 대하여 50중량부 첨가하여 '폴리머 시멘트 페이스트 조성물'을 제조하고, 첨가제로 상기 속경성 혼합시멘트에 대하여 폴리카본산계 분산제, 전분계 증점제 및 폴리카본산계 평활제를 2중량부, 1중량부 및 1중량부를 첨가하고, 상기 폴리머 디스퍼젼에 대하여 실리콘계 소포제 2중량부를 첨가한 것이다. 실시예2는 EVA 85중량부, 폴리 비닐 알코올 폴리머 15중량부로 이루어진 폴리머 디스퍼젼을 상기 표1의 A2와 같은 속경성 혼합 시멘트 총 함량에 대하여 50중량부 첨가하여 '폴리머 시멘트 페이스트 조성물'을 제조하고, 첨가제로 상기 속경성 혼합시멘트에 대하여 폴리카본산계 분산제, 전분계 증점제 및 폴리카본산계 평활제를 각각 2중량부, 1중량부 및 1중량부를 첨가하고, 상기 폴리머 디스퍼젼에 대하여 실리콘계 소포제 2중량부를 첨가한 것이다. 실시예3은 아크릴 수지 85중량부, 폴리 비닐 알코올 폴리머 15중량부로 이루어진 폴리머 디스퍼젼을 상기 표1의 A3와 같은 속경성 혼합 시멘트 총 함량에 대하여 50중량부 첨가하여 '폴리머 시멘트 페이스트 조성물'을 제조하고, 첨가제로 상기 속경성 혼합시멘트에 대하여 폴리카본산계 분산제, 전분계 증점제 및 폴리카본산계 평활제를 2중량부, 1중량부 및 1중량부를 첨가하고, 상기 폴리머 디스퍼젼에 대하여 실리콘계 소포제 2중량부를 첨가한 것이다.
나머지 실시예들에 대해서도 앞서 설명한 바 있으므로 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.
<시험예 1> 시험용 공시체의 제작
상기 실시예 1 내지 9 및 비교예 1에서 제조한 각각의 조성물을 치수 φ7.5×15cm(압축강도 및 인장강도 시험용), 6×6×24cm(휨강도 시험용), 4×4×1cm (접착강도 시험용), 4×4×16cm(건조수축 시험용, 작업성 슬럼프-플로우 시험용, 염화물 이온 침투 깊이 시험용 및 흡수율 시험용)의 몰드에 3층으로 나누어 다진 후 성형하였다. 양생방법으로서는 4시간 및 3일 건조[20℃, 50%(RH)]양생 및 2일 습윤[20℃, 80%(RH)]+ 5일 수중[20℃] + 21일 건조[20℃, 50%(RH)] 양생을 실시하여 시험용 공시체를 각각 제작하였다.
<시험예 2> 강도시험
본 발명에 따라 제조된 조성물과 비교예에서 제조한 조성물의 물리적 특성을 비교하기 위하여, 상기 시험예 1에서 제조한 각 공시체를 대상으로 KS F 2477(폴리머 시멘트 모르타르의 강도 시험방법)에 의한 압축강도 및 휨강도 시험을 수행하였고, 그 결과를 상기 표 1에 나타내었다. 또한, KS L 5104(시멘트 모르타르의 인장강도 시험방법)에 의하여 인장강도 시험을 수행하였으며, JIS A 6915 (Wall coatings for thick textured finishes)에 의하여 공시체의 접착강도를 측정하여 각각의 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
| 강도 (kgf/cm2) | ||||||||||||
| 압축 | 휨 | 인장 | 접착 | |||||||||
| 4시간 | 3일 | 28일 | 4시간 | 3일 | 28일 | 4시간 | 3일 | 28일 | 4시간 | 3일 | 28일 | |
| 실시예 1 | 197 | 395 | 492 | 41 | 120 | 135 | 69 | 80 | 86 | 19 | 29 | 35 |
| 실시예 2 | 185 | 368 | 485 | 40 | 110 | 132 | 63 | 72 | 75 | 18 | 27 | 33 |
| 실시예 3 | 195 | 368 | 488 | 40 | 115 | 133 | 66 | 75 | 80 | 18 | 27 | 34 |
| 실시예 4 | 207 | 398 | 502 | 40 | 118 | 129 | 66 | 76 | 81 | 18 | 27 | 33 |
| 실시예 5 | 188 | 372 | 480 | 39 | 110 | 119 | 60 | 65 | 72 | 17 | 25 | 32 |
| 실시예 6 | 182 | 380 | 485 | 39 | 111 | 119 | 60 | 67 | 76 | 17 | 25 | 32 |
| 실시예 7 | 215 | 401 | 510 | 40 | 101 | 120 | 62 | 72 | 76 | 17 | 24 | 30 |
| 실시예 8 | 193 | 390 | 485 | 36 | 102 | 111 | 59 | 71 | 70 | 18 | 22 | 28 |
| 실시예 9 | 197 | 395 | 496 | 38 | 106 | 116 | 58 | 70 | 70 | 16 | 23 | 28 |
| 비교예 1 | 0 | 190 | 380 | 0 | 38 | 60 | 0 | 16 | 26 | 0 | 8 | 12 |
| 비교예 2 | 145 | 320 | 446 | 32 | 90 | 101 | 40 | 55 | 64 | 12 | 20 | 25 |
| 비교예 3 | 135 | 315 | 425 | 29 | 82 | 95 | 36 | 51 | 60 | 11 | 18 | 22 |
| 비교예 4 | 136 | 315 | 428 | 28 | 83 | 98 | 37 | 52 | 62 | 10 | 19 | 23 |
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에서 제조한 조성물(실시예 1 내지 실시예 9)은 4시간 재령에서의 압축강도가 215kgf/cm2 내지 182kgf/cm2로서, 비교예 1에서 제조한 조성물이 4시간 재령에서 경화가 이루어지지 않아 압축강도 수치가 0kgf/cm2 인 것에 비교하여 매우 빠른 속경성을 발현하였다. 또한, 본 발명에서 제조한 조성물은 휨강도, 인장강도 접착강도 역시 비교예의 조성물과 비교하여 4시간에서 속경성을 나타내었다. 즉, 본 발명에서 제조한 조성물이 비교예 1에서 제조한 조성물과 비교하여 속경성을 발현하고 있음을 확인할 수 있었다.
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에서 제조한 조성물(실시예 1 내지 실시예 9)은 3일 및 28일 재령에서도 비교예 1에서 제조한 조성물의 압축강도, 휨강도, 인장강도 접착강도가 비교예의 조성물과 비교하여 높았다. 즉, 본 발명에서 제조한 조성물이 비교예에서 제조한 조성물과 비교하여 강도 면에서 월등히 우수하며, 부착력이 높음을 확인할 수 있었다.
<시험예 3> 건조수축율 측정
상기 시험예 1에서와 같은 공시체 제작 과정에서, 습윤양생 후의 공시체의 기장을 측정하였고, 다시 건조양생[20℃, 50%(RH)]을 수행하여 KS F 2424(콘크리트의 길이변화 시험방법)에 의하여 건조수축율을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
| 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 실시예 5 | 실시예 6 | 실시예 7 | 실시예 8 | 실시예 9 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | 비교예 4 | |
| 건조수축 (×10-4) | 1.3 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.7 | 1.7 | 1.8 | 1.9 | 2.0 | 5.1 | 2.3 | 2.6 | 2.5 |
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 본 발명에서 제조된 조성물(실시예 1 내지 실시예 9)은 비교예에서 제조된 조성물과 비교하여 건조수축량이 감소되어, 수축 저감 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
<시험예 4> 슬럼프-플로우 측정
본 발명에 따라 제조된 조성물과 비교예에서 제조한 조성물의 작업성을 비교하기 위하여, 상기 시험예 1에서 제조한 공시체를 대상으로 슬럼프-플로우 값을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
| 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 실시예 5 | 실시예 6 | 실시예 7 | 실시예 8 | 실시예 9 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | 비교예 4 | |
| 슬럼프-플로우(cm) | 70 | 66 | 68 | 67 | 64 | 66 | 73 | 70 | 72 | 55 | 60 | 55 | 58 |
상기 표 4에 나타난 바와 같이, 본 발명에서 제조된 조성물(실시예 1 내지 실시예 9)은 비교예에서 제조된 조성물과 비교하여 슬럼프-플로우 값이 높았다. 슬럼프-플로우 값은 고유동 모르타르 및 콘크리트의 작업성을 측정하기 위한 것으로 슬럼프-플로우 값이 높다는 것은 작업성이 우수하다는 뜻이다. 즉, 본 발명에서 제조된 조성물(실시예 1 내지 실시예 9)은 비교예 1에서 제조된 조성물과 비교하여 PC 제품의 조인트의 공극부분을 효과적으로 채움으로써 작업성을 높여, 결과적으로 수밀성을 확보할 수 있음을 확인하였다.
<시험예 5> 염화물 이온 침투 깊이
본 발명에 따라 제조된 조성물과 비교예에서 제조한 조성물의 염화물 이온 침투 깊이를 비교하기 위하여, 상기 시험예 1에서 제조한 각 공시체를 대상으로 JIS A 6203(시멘트 혼화용 폴리머 디스퍼젼 및 재유화형 분말 수지)에 의한 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
| 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 실시예 5 | 실시예 6 | 실시예 7 | 실시예 8 | 실시예 9 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | 비교예 4 | |
| 염화물 이온 침투 깊이(mm) | 1.5 | 1.7 | 1.7 | 1.8 | 2.0 | 2.0 | 1.9 | 2.1 | 2.0 | 8.5 | 2.5 | 2.7 | 2.6 |
상기 표 5에 나타난 바와 같이, 본 발명에서 제조된 조성물(실시예 1 내지 실시예 9)은 비교예 1에서 제조된 조성물과 비교하여 평균적으로 염화물 이온 침투 깊이가 적게 나타나 염해에 대한 저항성이 높음을 확인할 수 있었다. 또한 비교예 2 내지 4에서 제조된 조성물과 비교하여도 염화물 이온 침투 깊이가 적게 나타났다.
<시험예 6> 흡수율
본 발명에 따라 제조된 조성물과 비교예에서 제조한 조성물의 흡수율을 비교하기 위하여, 상기 시험예 1에서 제조한 각 공시체를 대상으로 KS F 4004(콘크리트 벽돌의 흡수율 시험방법)에 의하여 흡수율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다.
| 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 실시예 5 | 실시예 6 | 실시예 7 | 실시예 8 | 실시예 9 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | 비교예 4 | |
| 흡수율 (%) | 0.7 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 1.0 | 0.9 | 0.8 | 0.9 | 0.8 | 5.5 | 1.5 | 1.8 | 1.7 |
상기 표 6에 나타난 바와 같이, 본 발명에서 제조된 조성물(실시예 1 내지 실시예 9)은 비교예 1에서 제조된 조성물과 비교하여 흡수율이 낮았다. 또한 비교예 2 내지 4에서 제조된 조성물과 비교하여도 흡수율이 낮게 나타났다. 일반적으로, PC제품은 증기양생을 실시함으로 표면의 레이탄스 등으로 인하여 물이 침투되어 철근의 부식 및 백화현상을 발생시키는 원인이 되는데, 흡수율이 낮으면 이러한 현상을 저하시키는 효과가 있다. 즉, 본 발명의 조성물이 철근의 부식 등을 억제할 수 있는 효과가 있음을 확인하였다.
본 발명에 따른 폴리머 시멘트 페이스트 조성물은 보수성의 특징을 갖는 조성물로서 PC 제품과의 부착성이 높고, 강도 및 내구성이 뛰어나, 유지관리비 절감 효과가 있다.
본 발명에 따른 폴리머 시멘트 페이스트 조성물은 PC 제품의 보수, 조인트 주입재 등에 사용될 수 있다. 한편, 본 발명에 따른 폴리머 시멘트 페이스트 조성물은 현장에서 작업에 번거로움과 인력 손실 및 시공시간을 절약할 수 있어 보다 경제적으로 시공이 가능하다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (7)
- 삭제
- 초미립 시멘트, 칼슘 알루미네이트, 황산 알루미늄 칼륨, 고로슬래그, 알루미나 실리케이트계 세노스페어 분말, 플라이애쉬, 규사로 이루어진 속경성 혼합시멘트와, 폴리머 디스퍼젼과, 폴리 비닐 알코올 흡수성 폴리머와 기타 첨가제를 포함하는 시멘트 페이스트 조성물에 있어서,상기 속경성 혼합시멘트는초미립 시멘트 20-40중량부, 칼슘 알루미네이트 속경재 5-15중량부, 황산 알루미늄 칼륨 팽창재 1-5중량부, 고로슬래그 15-30중량부, 알루미나 실리케이트계 세노스페어 분말 10-20중량부, 플라이애쉬 10-20중량부 및 규사 5-20중량부로 이루어진 것을 특징으로 하는 시멘트 페이스트 조성물.
- 제 2 항에 있어서, 상기 폴리머 디스퍼젼은SBR, EVA 및 아크릴 수지로 이루어진 군에서 선택되며, 상기 속경성 혼합 시멘트 100중량부에 대하여 30-50중량부 첨가되는 것으로 폴리머 디스퍼젼 함량 100중량부에 대하여 SBR라텍스, EVA 에멀젼 및 아크릴 수지를 각각 85-95중량부, 폴리 비닐 알코올 흡수성 폴리머를 5-15중량부를 혼입한 폴리머 디스퍼젼인 것을 특징으로 하는 시멘트 페이스트 조성물.
- 제 2 항에 있어서, 상기 기타 첨가제는소포제, 분산제, 증점제 및 평활제로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상이 추가로 첨가되는 것을 특징으로 하는 시멘트 페이스트 조성물.
- 프리캐스트(PC) 제품 보수면에 폴리 비닐 알코올 흡수성 폴리머를 도포하는 단계;상기 흡수성 폴리머를 도포한 부분에 초미립 시멘트, 칼슘 알루미네이트 속경재, 황산 알루미늄 칼륨 팽창재, 고로슬래그, 알루미나 실리케이트계 세노스페어 분말, 플라이애쉬, 규사로 이루어진 상기 속경성 혼합시멘트 및 폴리머 디스퍼젼과 기타 첨가제를 포함하는 시멘트 페이스트 조성물을 주입 및 도포하는 단계;보수면의 보수성을 부여하여 강도 및 내구성을 개선시키기 위하여 상기 시멘트 페이스트 조성물을 도포한 후 폴리 비닐 알코올 흡수성 폴리머를 도포하는 단계; 및상기 시멘트 페이스트가 침투된 보수면을 양생하는 단계를 포함하는 프리캐스트 제품의 접합 방법.
- 제 5 항에 있어서, 상기 속경성 혼합 시멘트가초미립 시멘트 20-40중량부, 칼슘 알루미네이트 속경재 5-15중량부, 황산 알루미늄 칼륨 팽창재 1-5중량부, 고로슬래그 15-30중량부, 알루미나 실리케이트계 세노스페어 분말 10-20중량부, 플라이애쉬 10-20중량부 및 규사 20중량부 이내로 이루어진 것을 특징으로 하는 프리캐스트 제품의 접합 방법.
- 제 5 항에 있어서, 상기 폴리머 디스퍼젼은SBR, EVA 및 아크릴 수지와 폴리 비닐 알코올 흡수성폴리머로 이루어진 군에서 선택되며, 상기 속경성 혼합 시멘트 100중량부에 대하여 30-50중량부 첨가되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 제품의 접합 방법.
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