KR100734435B1 - 전처리제를 사용한 콘크리트의 미세 균열 보수 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전처리제를 이용하여 콘크리트의 미세균열을 보수하는 방법에 관한 것으로, 좀더 자세하게는 실란류, 실리케이트류, 폴리머 또는 이들의 1종이상의 혼합물을 포함하는 전처리제로 콘크리트의 미세균열을 코팅한 후 마이크로 시멘트를 주입하여 콘크리트 미세균열을 보수하는 방법에 관한 것이다. 마이크로 시멘트 주입전에 전처리제로 균열을 코팅할 경우, 전처리제가 콘크리트 구조물의 미세공극을 차단하여 물의 빠른 흡수를 막아 그 결과 콘크리트의 미세 균열에 마이크로 시멘트의 주입이 용이하게 이루어지게 되므로 콘크리트 미세 균열의 보수 효과가 우수해진다.

콘크리트 보수방법, 전처리제, 미세 균열, 마이크로 시멘트

Description

전처리제를 사용한 콘크리트의 미세 균열 보수 방법{Reparing Method of Concrete Delicate Crack Using the Pre-treatment Agent}

도 1은 본 발명의 전처리제 또는 마이크로시멘트 주입제의 주입 방법을 설명하는 도면이다. A, B, C 는 전처리제 또는 마이크로 시멘트가 주입되는 포트이다.

도 2는 전단접착강도용 시편을 이용한 미세 균열 보수방법을 설명하는 도면이다.

본 발명은 콘크리트의 미세 균열 보수방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마이크로 시멘트 주입제를 이용하는 콘크리트의 미세 균열 보수방법에 있어서, 상기 마이크로 시멘트 주입제의 주입 이전에 전처리제를 주입함으로써 마이크로 시멘트 주입제 주입시 콘크리트 구조체의 균열에 물의 흡수를 느리게 하는 것을 특징으로 하는 마이크로 시멘트 균열 주입제를 이용한 보수방법에 관한 것이다.

콘크리트 구조물은 우수한 내구성으로 인해 반영구적 구조물의 건설 재료로 널리 사용되고 있다. 그러나 콘크리트 구조물에는 콘크리트의 건조수축, 부동침하, 블리딩 또는 응력의 과다 등 여러가지 다양한 원인에 의해서 크고 작은 균열이 발생한다. 이러한 균열은 그 균열이 발생한 위치와 균열의 폭 및 깊이에 따라 구조물의 구조적인 안전성에 영향을 미치기도 하고 누수와 같은 기능적인 하자를 유발하기도 한다. 균열 보수를 하는 가장 큰 이유는 형성된 균열이 대부분 시간이 지남에 따라 철근의 부식 등을 유발하여 구조적인 결함의 원인이 되기 때문이며, 특히 보강된(reinforced) 콘크리트에서는 더욱 절실하다.

일반적으로 균열 보수 공법으로는 표면처리공법, 주입공법, 충전공법, 강제앵커공법, 숏크리트공법 등이 있다. 표면처리공법은 0.2 ㎜ 이하의 미세 균열의 표면에 도막을 형성하여 방수성과 내구성의 향상을 기하는 공법으로 균열의 내부가 처리되지 못하는 단점이 있다. 주입공법은 균열 보수의 대표적인 공법으로 균열의 내부에 저점도의 수지를 주입하여 균열부 사이를 충진하고 모재를 부착하는 공법이다. 충전공법은 모재의 표면을 V 또는 U 컷(cut)하고 그 부분에 실링재를 충진하는 공법이다. 강제앵커공법은 균열의 좌우로 앵커를 설치하여 봉합하는 공법이며, 숏크리트공법은 터널 등에서 뿜칠을 하여 보강하는 공법이다.

미세한 균열(0.2㎜) 위에 막을 형성시켜 방수성, 내구성을 향상시킬 목적으로 실시하는 공법으로 균열부분만을 피복하는 방법과 전체면을 피복하는 방법이 있 다. 이 공법은 균열내부의 처리가 용이하지 않으며 균열이 확산될 경우에 균열의 움직임을 추적하기 어려운 결점이 있다. 사용재료는 일반적으로 도막탄성 방수재, 폴리머 시멘트 페이스트, 충전재 등이 이용된다.

균열에 수지계 또는 시멘트계 재료를 주입하여 방수성, 내구성을 향상시킨 것으로 주입공법의 주류는 에폭시 수지 주입공법이다. 저압·저속의 주입공법은 주입량의 확인이 용이하고 균열내부까지도 주입이 수월한 특징을 지닌다. 이는 0.3 ㎜이상의 비교적 큰 폭의 균열보수에 적용하며 균열을 따라 콘크리트를 잘라내고 그 부분에 보수재를 충전하는 공법이다. 철근이 부식하지 않은 경우 균열을 따라 약 10 ㎜폭으로 콘크리트를 U형 또는 V형으로 자른 후에 실링재, 가소성 에폭시 수지 및 폴리머 시멘트 모르타르 등을 충전 보수한다.

폭이 미세한 균열을 보수하기 위한 방법으로 현재 가장 많이 사용되고 있는 방법은 에폭시를 주입제 및 폴리우레탄 주입제를 사용하는 방법이다. 이들은 주로 균열의 진행이 완전히 멈춘 휴지 균열(dormant crack) 에 적용된다. 진행이 계속되는 경우의 균열(live crack)은 폴리우레탄을 이용하는 것이 일반적이며, 균열이 계속되어도 폴리우레탄의 탄력성에 의하여 폴리우레탄 자체가 신장되어 균열을 계속 메꾸어 주게된다. 그러나 이러한 에폭시 또는 폴리우레탄 주입제의 경우 고가이며 균열 발달이 정지하여 휴지 균열이 된 이후 다시 에폭시 등을 이용하여 보수 하여야 하는 사용상의 불편이 있다. 또한 휴지 균열에 이용되는 에폭시의 경우 콘크리트와의 강도, 탄성 계수 및 열 팽창계수의 차이로 인하여 2차 균열의 우려가 있을 뿐만 아니라, 유기 화합물로 구성되어 있어 대체적으로 습기가 있는 콘크리트 에 에폭시 주입제가 부착되지 않을 수 있다는 단점이 있다.

근래에 개발된 시멘트를 이용한 균열 보수재의 경우, 탄력성이 없을 뿐만 아니라 시멘트의 입자의 크기가 너무 커 균열 주입이 곤란할 뿐만 아니라 주입 후 완전한 충진이 이루어지지 않아 완전한 성과를 얻지 못하는 경우가 빈번하다. 또한 시멘트의 강도의 증진이 에폭시 등에 비교하여 너무 느리게 일어나 긴급성을 요구하는 대부분의 균열 보수에 적합하지 못하다.

한편, 대한민국 등록특허 제 60541 호는 폴리우레탄 프리폴리머를 주성분으로 함유하는 지수용 주입제를 콘크리트 구조물의 누수부에 형성한 투입부를 갖는 밀폐실내에 투입부를 통해 주입하여 상기 폴리우레탄 프리폴리머가 상기 콘크리트 구조물 중의 누수와 반응하여 발포 경화하여 발포된 프리폴리머가 이 반응에 의한 발포압 및 체적 팽창에 의해 상기 누수부의 모든 균열틈에 침입해서 균열을 밀봉, 접착함으로써 상기 콘크리트 구조물의 수밀성을 복원시키는 콘크리트 구조물의 지수방법을 개시하고 있다. 또한, 대한민국 등록특허 제 0255479 호는 모래 50-60%, 시멘트 35-40% 및 물 5-15%의 비율로 배합하여 절단부를 갖는 포장용기에 진공상태로 포장하여 된 콘크리트 균열부 보강 주입제를 개시하고 있다.

대한민국 등록특허 제 331399 호는 마이크로 시멘트를 이용하여 0.3 ㎜이하의 미세한 균열을 보수하는 방법을 개시하고 있다.

한편, 미합중국 특허 제 5769939 호는 마이크로 시멘트, 물, 무정형 실리카 및 수분 제거제를 포함하는 주입제를 개시하고 있고, 미합중국 특허 제 6149725 호 는 마이크로 시멘트 및 아미노 화합물, 히드록시 화합물 등과 같은 부식 억제제를 포함하는 주입용 시멘트를 개시하고 있다.

본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 특허문헌 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 특허문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.

마이크로 시멘트를 물과 혼합하여 주입할 경우 모세관에서의 물의 흡수력이 시멘트의 이동 속도보다 매우 빨라 물이 마이크로시멘트의 운반자 역할을 충실히 이행할 수 없고, 큰 균열에서는 주입이 가능하나 작은 균열의 경우 주입하는 도중에 균열을 봉쇄하여 만족할 만한 성과를 얻기 힘들다.

본 발명자들은 종래 공법의 문제점을 개선하기 위하여 예의 연구 노력한 결과, 균열에 물의 흡수를 느리게 할 수 있는 전처리제를 주입한 후 일정 시간 경과 후 마이크로 시멘트 주입제를 주입함으로써 미세한 균열까지 완전히 일체화할 수 있는 콘크리트 미세 균열 보수방법을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 콘크리트의 미세 균열 보수방법에 있어서, 마이크로 시멘트 주입제의 주입 단계 이전에 실란류, 실리케이트류, 폴리머 또는 이들의 1종 이상의 혼합물을 포함하는 전처리제를 주입하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 미세 균열 보수방법을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명은, 콘크리트의 미세 균열 보수방법에 있어서, 마이크로 시멘트 주입제의 주입 단계 이전에 실란류, 실리케이트류, 폴리머 또는 이들의 1종 이상의 혼합물을 포함하는 전처리제를 주입하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 미세 균열 보수방법을 제공한다.

본 발명의 명세서에서 "전처리제"는 균열부위에 마이크로 시멘트를 주입하기 전 균열부위에 물의 흡수를 느리게 하도록 처리하는 물질을 의미한다.

본 발명의 보수 공법은 균열에 물의 흡수를 느리게 할 수 있는 전처리제를 주입한 후 일정 시간 경과 후 마이크로 시멘트 주입제를 주입하여 미세한 균열까지 완전히 일체화할 수 있는, 기존 공법의 단점을 극복한 보수 방법이다. 마이크로 시멘트는 콘크리트 등의 구조체와의 일체화와 열 수축 팽창성의 유사성으로 인해 매우 유용한 재료이다.

그러나 마이크로 시멘트를 물과 혼합하여 주입할 경우, 모세관에서의 물의 흡수력이 시멘트의 이동 속도보다 빨라 물이 먼저 흡수되기 때문에 물은 마이크로 시멘트 운반자 역할을 충실히 이행할 수 없고 큰 균열에서는 주입이 가능하나 작은 균열의 경우 주입하는 도중에 균열을 봉쇄하여 만족할 만한 성과를 얻기 힘들다.

본 발명의 방법에 따라, 마이크로 시멘트 주입제를 주입하기 전에 상기 전처 리제를 처리할 경우 콘크리트 구조체의 균열된 표면에 전처리제가 코팅되어 소수층을 만들게 되고 그 결과 마이크로 시멘트 주입시 물의 흡수속도가 느려지게 된다. 그러므로, 마이크로 시멘트 주입시 가압하여야 주주입제를 주입할 수 있다.

이와 같이 물의 흡수속도를 느리게 하는 전처리제 처리후 마이크로 시멘트 주입제를 주입하는 공법은 본 발명자들에 의해 최초로 개발된 것이다.

전처리제로 사용될수 있는 물질은 "실란류", "실리케이트류", "폴리머" 또는 이들의 1종 이상의 혼합물이다.

"실란류"는 n-옥틸 트리 에톡시 실란, n-옥틸 에톡시 실란, 이소옥틸 메톡시 실란, n-옥틸 메톡시 실란, 부틸 메톡시 실란, 이소옥틸 에톡시 실란, 부틸 에톡시 실란 및 올리고머릭 실록산으로 구성된 군에서 선택된다.

"실란"이란 화학식 R₁Si(OR)₃ 로 표시되는 화합물로서, 상기 화학식에서 R₁ 은 여러 가지 폴리머들과 반응하는 유기 기능 그룹이다. OR은 실란 분자의 다른 쪽 끝에 있는 가수 분해성 알콕시 그룹을 의미한다. 실란은 계면 장력이 매우 작아 흡수가 빠르고 구조체의 균열 표면을 소수성으로 변화시키나 발수력이 작아 마이크로 시멘트 결합에 나쁜 영향을 주지 않는 장점이 있어 매우 유용한 재료이다. 그러나 "실록산 올리고머"의 경우 표면 발수력이 너무 커 주입시 주입압력을 증가시켜야 하는 단점이 있다.

실란 및 실록산을 콘크리트의 미세균열에 처리하면, 공극 내부에서 경화하며 구조체 표면의 공극에 얇은 막을 형성하여 형성된 막에 의해 공극이 물에 젖지 않게 되고, 모세관 현상이 발생하지 않게 되어 물의 유입을 막을 수 있게 된다.

내구성 면에서는 실리콘 수지와 물, 재료에 포함되어 있는 알콕시기가 상호작용하여 강하게 결합함으로써 Si-O-Si의 가교결합에 의한 밀도 증가로 견고하게 구조물에 부착하게 되고, 망상구조를 형성한 실리콘 수지계 폴리머 막은 탁월한 방수성능과 화학결합상의 내화학적 안정성, 물리적, 생물학적 영향으로부터 강하게 저항할 수 있는 특성을 부여한다. 그러므로 마이크로시멘트 주입제를 주입시 주입제에 포함된 물이, 균열에서 발생하는 모세관 현상에 따른 물의 이탈이 불가능하게 되고 단지 주입되는 압력에 의하여 주입되게 되어, 마이크로 시멘트 입자가 모세관에서 뭉치는것을 막을 수 있어 용이한 주입이 가능하게 된다.

"실리케이트류"는 메틸 실리케이트, 에틸 실리케이트, 나트륨염 실리케이트, 나트륨 실리케이트 및 알루미늄 실리케이트로 구성된 군에서 선택되며 바람직하게 메틸 실리케이트, 에틸 실리케이트에서 선택하는 것을 특징으로 한다. 이들은 표면 장력을 낮추어 표면 발수성을 부여하게 된다.

실리케이트류는 실란과 구조가 거의 동일하며 화학적인 작용도 유사하다.

"폴리머"는 스티렌 부타디엔 고무 라텍스(SBR), 아크릴 레진, 아크릴 에멀전, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 에멀전, 고분자 수지 및 고무 수지로 구성된 군에서 선택된다.

상기 "SBR 라텍스"와 "EVA 에멀전"은 초미립자 현탁형 또는 PCH(Polymer Ceramics Hybrid)를 이용한 콘크리트 구조물의 균열 보수시 내열성 및 내구성을 향상시킨다.

상기 "고분자 수지"는 농도가 높을 경우 미세균열을 막아 마이크로 시멘트 주입제의 주입을 방해할 수 있으므로 수용성 고분자 수지 보다는 유용성 고분자 수지가 바람직하다. 반면 유용성 고분자 수지의 경우 사용된 유기 용매가 인체에 유해하다는 단점이 있으며 비점이 높은 경우 마이크로 시멘트 유동액의 균열에서의 결합을 방해할 수 있다는 단점이 있다.

본 발명에서 제공하는 전처리제는 콘크리트 구조물의 미세공극을 차단하여 물의 빠른 흡수를 막을 수 있는 재료이다.

본 발명의 실험예에서는 실란류 중에서 n-옥틸 트리 에톡시 실란, 폴리머중에서 아크릴 레진, 스티렌 부타디엔을 선택하여 콘크리트 미세 균열을 처리한 후 마이크로 시멘트를 주입하였다. 그리고 이와 비교 할 수 있도록 전처리제를 처리하지 않고 콘크리트 미세 균열에 마이크로 시멘트만을 주입하였다. 각각의 경우 압축강도와 전단 접착강도를 조사하여 그 결과를 표 3에 기재하였는데, 표 3에서 볼 수 있듯이 전처리제를 사용한 경우 전처리제를 사용하지 않은 것에 비해 압축강도와 전단 접착강도가 높게 나타남을 알 수 있다. 이는 전처리제가 콘크리트 구조물의 미세공극을 차단하여 물의 빠른 흡수를 막아 그 결과 콘크리트의 미세 균열까지 마이크로 시멘트의 주입이 용이하게 이루어졌음을 의미한다.

본 명세서에서 용어 "마이크로 시멘트" 는 시멘트 입자의 실질적인 부분이 0.01 ㎜ 이하의 크기를 나타내고 바람직하게는 모든 입자들이 0.05 ㎜이하의 크기를 나타내는 포틀랜드 시멘트를 의미한다. 상기 마이크로 시멘트의 크기가 0.05 ㎜ 이상이 되면 시멘트 밀크가 주입되는 순간부터 구조체의 모세관에 물이 먼저 흡수되므로 미세 균열에 주입되지 못하는 문제점이 있으며, 그 크기는 바람직하게 0.03 ㎜ 이하, 보다 바람직하게는 0.01 ㎜이하이다.

마이크로 시멘트는 시멘트계 무기질 재료로 토양이나 지하수 오염을 일으키지 않는 무공해 재료로써, 재료의 물리, 화학적 특성은 보통 포틀랜드 시멘트와 큰 차이가 없으나, 나노 수준으로의 졸겔합성으로 분말도가 높아 수화조직이 치밀해지므로 강도는 보통 포틀랜드 시멘트의 1.5배 이상 높은 것이 특징이다. 현재 주요 용도는 연약지반 개량, 절토부의 안정 및 토석의 유출 방지, 사면 경사지대의 지반 안정 및 강화, 댐 및 저수지의 누수 방지 및 토사 유출 방지 등에 사용되고 있다.

보통 포틀랜드 시멘트는 최대 입경이 0.1 mm 정도로 큰 편이기 때문에 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하여 보수할 수 있는 균열에는 한계가 있다. 암반이나 콘크리트 구조물의 균열 보수에 있어서, 균열폭과 주입가능한 주입제의 최대 입경 사이의 관계를 J.K.Michel은 주입제의 최대 입경이 균열폭의 1/3 이하가 되어야 한다고 제시하고 있다. 따라서, 보통 포틀랜드 시멘트를 이용해서 보수 가능한 균열의 최소 폭은 0.3 mm 정도가 된다. 이에 비해 마이크로 시멘트를 이용시 0.3 mm 이하의 균열도 보수할 수 있다.

또한, 마이크로 시멘트와 보통 포틀랜드 시멘트는 화학 성분에서 차이가 있다. 즉, 마이크로 시멘트가 초미립자이기 때문에 초기에 수화활성이 지나치게 커짐으로써 작업성이 확보되지 않을 수 있기 때문에 초기 수화 속도를 조절할 수 있도록 성분이 조정되어 있다. 마이크로 시멘트는 보통 포틀랜드 시멘트에 비해서 유동성이 월등히 좋고 장기강도와 초기강도가 우수한 특성을 보이고 있으며, 따라서 균열 보수재로 균열 내부에 주입될 경우 주입성이 양호하고 고강도가 발휘되며 내구성도 향성된다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 콘크리트 미세 균열 보수하는 방법은

a) 콘크리트 구조체에 발생한 균열부에 전처리제를 주입하여 균열부의 표면을 코팅하는 단계;

b) 상기 단계 a)의 균열부의 표면에 코팅된 전처리제를 건조시키는 단계; 및

c) 상기 단계 b)의 전처리제로 표면 코팅된 균열부의 남은 공간에 마이크로시멘트 주입제를 충진시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 보수 방법은 콘크리트의 미세 균열의 폭의 길이가 0.3 mm 이하인 것으로, 바람직하게는 0.1 mm 이하인 콘크리트의 미세 균열에 적용될 수 있다.

콘크리트 구조체에 상기에서 기술한 전처리제를 주입하여 균열부의 표면을 코팅한 후, 균열부의 표면에 코팅된 전처리제를 건조시키는데 온도, 습도 등 주변의 환경에 따라 1일 내지 14일 정도의 시간이 걸리며 통상 3일 내지 7일 정도의 시간이 걸린다. 상기 전처리제를 주입하는 단계는 통상적인 고분자 접착제 주입기를 이용하여 실시할 수 있으며, 예컨대 에폭시 주입용 주사기를 그대로 이용할 수 있다.

마이크로 시멘트 주입제에 포함되는 성분은 마이크로 시멘트, 물, 폴리카르본산계 분산제, 증점제, 소포제이다. 주입제에 포함되는 물의 중량은 마이크로 시멘트 중량 대비하여 70 중량% 내지 200 중량%가 될 수 있다.

폴리카르본산계 분산제는 주입제 중량 대비 1 내지 5 중량%, 증점제는 0.01 내지 5.0 중량%, 소포제 0.01 내지 5.0 중량%가 되도록 한다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

제조예 1 : 본 발명의 전처리제의 제조

다음과 같은 성분 및 비율로 전처리제를 제조하였다.

전처리제 종류	재료의 명칭 및 함량
아크릴 레진계 (폴리머류)	아크릴 레진	솔벤트	키실렌
	10%	50%	40%
실란계 (실란류)	n-옥틸 트리 에톡시 실란	솔벤트	-
	40%	60%	-
스티렌 부타디엔 라테스 (폴리머류)	스틸렌	부타디엔	물
	2.5%	7.5%	90%

상기 표 1에서 아크릴 레진은 대한민국의 폴리뱅크에서 제조한 제품이며, 실란은 노르말 옥틸 에톡시 실란으로서 독일의 Wacker 사의 BS 1701을 사용하였다. 솔벤트는 주식회사 유공(대한민국)에서 제조 시판되는 Bp 160인 것을 사용하였다. 키실렌의 경우 시중 공업용 시판품을 사용하였으며, 스티렌 부타디엔 라텍스는 금호석유화학(대한민국)의 KOSYN 1006을 사용하였다. 마이크로 시멘트는 입자의 크기가 최대 0.01㎜인 쌍용양회(대한민국)의 시판품이다.

제조예 2 : 마이크로 시멘트를 이용한 유동액의 제조

시험번호	마이크로시멘트 주입제					전처리제
	마이크로 시멘트	소포제	폴리카르 본산계 분산제	증점제	물
1	48.4	0.1	0.5	0.1	50	아크릴 레진계
2	48.4	0.1	0.5	0.1	50	실란계
3	48.4	0.1	0.5	0.1	50	스티렌 부타디엔 라텍스

상기 표 2에서 마이크로 시멘트는 입자의 크기가 최대 0.01 ㎜인 쌍용양회의 시판품이다. 또한 상기 소포제는 한국산노프코의 Formaset PD 1으로 실리콘계 분말 소포제이며, 상기 카르본산계 분산제는 메타 아크릴을 주재료로 한 것으로 국내 LG 화학의 시판품이며, 증점제는 국내 삼성정밀화학의 시판품이다.

상기 전처리제는 제조예 1에서 제조한 표 1의 전처리제이다.

실험예 1: 압축 강도 및 전단 접착 강도 비교

상기 제조예 2에서 제조한 본 발명의 시멘트계 주입제에 의해 달성되는 효과를 확인하기 위하여, 우선 15 x 30 cm의 원주형 몰드를 제작한 후 28일 동안 양생(養 生)하고, 하중 50,000㎏을 가하여 파괴에 의하여 균열이 발생하는 시점에서 하중을 제거하여 부분 균열을 발생시켰다. 이때, 균열은 미세하게 발생되었으며, 대략적으로 0.1 ㎜이하였다. 균열은 주사기를 부착시킬 자리를 제외하고 모두 시멘트 풀(pool) 또는 에폭시 퍼티(putty)로써 밀봉한다. 이어 주사기 부착을 위한 포트(port)를 설치하고 이어, 제조예 1에서 제조한 전처리제을 먼저 주입하였다.

전처리제의 주입은 통상적인 균열 보수 방법과 같이 퍼티를 이용하여 주입구 부분을 남겨두고 균열 나머지를 모두 메꾸어 도 1과 같이 주입하였다. 각 균열의 일정 간격(약 15~30cm)으로 포트를 설치하고 A 지점에서 주입을 시작하여 B 지점, C 지점으로 상승하여 주입하였다.

그러나 주입 방법은 특별히 제한되지 않으며 하부에서 상부로 또는 상부에서 하부로 주입하는 방법을 사용한다. 이후 소정의 주입 전처리제의 성능 확보 시간이 경과한 후 마이크로 시멘트를 이용한 주입제를 주입하는 것으로 공정은 완료된다.

전처리제 주입후 7일이 경과하고 마이크로 시멘트 주입제(표 2)를 교반기에서 약 2분간 교반하여 균질한 유동액이 되었을때 이를 에폭시용 주사기에 넣은 다음 좌대에 연결하며 이후 고무줄을 이용하여 가압이 될 수 있도록 한다. 또한 전단 접착강도를 측정하기 위하여서는 도 2에서와 같은 방법으로 시편을 제작하고 여기에 전처리제를 사용한 후 마이크로 시멘트 주입제를 주입한 것(표 3의 실시예 1,2,3)과 전처리제를 사용하지 않은 것(표 3의 비교예 1,2,3)의 압축강도와 전단 접착강도를 비교하였다. 압축 강도는 기술 표준원에서 제정한 한국공업규격(KS F 2404)에 의해 측정하고, 전단 접착강도는 미국의 공업표준규격(Standard test Method for strength of Epoxy-Resin System Used with concrete by Slant shear) (ASTM C 882-05)에 의해 측정하였다.

구분	압축 강도(kgf/㎠)			전단 접착강도 (kgf/㎠)
	1일	3일	7일
비교예1	88	235	245	10.3
실시예1	111	254	283	17.3
비교예2	86	222	288	11.2
실시예2	121	266	331	19.5
비교예3	74	218	258	12.3
실시예3	123	243	288	19.2

1) 비교예 1, 2, 3 은 전처리제를 사용하지 않고, 제조예 2에서 제조한 마이크로 시멘트 주입제 시험번호 1, 2, 3 각각을 주입한 것이다.

2) 실시예 1, 2, 3 은 제조예 1에서 제조한 표 1의 전처리제를 주입한 후, 제조예 2에서 제조한 마이크로 시멘트 주입액을 시험번호 1,2,3 각각을 주입한 것이다.

상기 표 3에서 확인할 수 있듯이, 본 발명 방법은 전처리제를 이용해 미세균열의 표면을 코팅함으로써 마이크로시멘트 주입제를 미세 균열까지 용이하게 주입되게 하며, 이로 인해 압축강도 뿐만 아니라 전단 접착강도도 비교예에 비하여 훨씬 높았다.

본 발명은 콘크리트 미세균열 보수방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마이크로 시멘트와 물을 포함하는 균열 주입제를 주입하기 전에 주입을 원활히 할 수 있는 전처리제인 실란류, 실리케이트류, 폴리머 또는 이들의 1종 이상의 혼합물로 전처리하는 것을 특징으로 하는 콘크리트의 미세 균열 보수 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면 전처리제가 콘크리트 구조물의 미세공극을 차단하여 물의 빠른 흡수를 막으며, 그 결과 마이크로 시멘트는 콘크리트의 미세 균열까지 용이하게 주입된다.

종래의 에폭시 주입제의 경우에는 습윤면에 특별히 제조된 고가의 재료를 이용하여야 하며 재료의 특성상 콘크리트와 본질적으로 다른 거동을 갖는 폴리머인 반면, 본 발명의 주입제는 주재료로서 시멘트를 사용하기 때문에, 열팽창 등의 응력에 대하여 악영향을 주지 않을 뿐만 아니라 0.1 mm이하의 미세 균열에도 용이하 게 주입이 가능하다.

Claims (5)

1. (1)콘크리트 구조체의 내부에 발생한 균열부에 전처리제를 주입하여, 상기 균열부의 표면을 코팅하는 단계; 및

   (2) 상기 전처리제로 표면 코딩된 균열부의 남은 공간에 마이크로 시멘트 주입제를 충진시키는 단계를 포함하는 콘크리트 미세 균열 보수방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 균열부의 표면을 코팅하는 단계(1)이후에, 상기 주입된 전처리제를 건조시키는 단계를 추가로 포함하는 콘크리트 미세 균열 보수방법.
3. 제 1 항 또는 제 2항에 있어서, 상기 전처리제는 n-옥틸 트리 에톡시 실란, n-옥틸 트리 메톡시 실란, n-옥틸 메톡시 실란, 스티렌 부타디엔 고무 라텍스(SBR), 아크릴 레진, 아크릴 에멀전 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로 부터 선택된 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 콘크리트 미세 균열 보수방법.
4. 삭제
5. 제 1 항 또는 제 2항에 있어서, 마이크로 시멘트 주입제의 크기가 0.05mm이하임을 특징으로 하는 콘크리트 미세 균열 보수방법.

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