KR100787379B1 - 시멘트 몰탈 조성물 및 콘크리트 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시멘트 몰탈 조성물 및 콘크리트 조성물에 관한 것으로, 특히 시멘트 100 중량부, 유리 비드 100∼300 중량부, 에폭시 수지 1 내지 60 중량부, 및 배합수 50∼200 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시멘트 몰탈 조성물 및 콘크리트 조성물에 관한 것이다.

본 발명의 시멘트 몰탈 조성물 및 콘크리트 조성물은 점성이 우수하여 수중환경에서 조성물이 분산되거나 교란이 일어나지 않으며, 습식 및 수중환경에서도 건축물 또는 구조물의 건축, 보수, 또는 보강을 용이하며, 종래 시멘트 몰탈 조성물 및 콘크리트 조성물에 비하여 소량의 배합수를 사용하면서도 유동성이 우수하여 철근과 기타 배관으로 복잡한 거푸집 내에서 중력방향으로 신속하게 이동하며, 우수한 충진성으로 내외부의 기포를 제거하고 재료분리를 방지할 뿐만 아니라, 소량의 배합수가 배합된 몰탈(또는 콘크리트) 조직은 물의 이동경로인 모세관과 공극을 감소시켜 몰탈조직내로 물의 흡수, 확산, 및 흐름을 방지하므로 몰탈(또는 콘크리트)의 방수성을 현저히 향상시키고 열화를 방지할 수 있다. 뿐만 아니라, 발생된 수화열을 몰탈(또는 콘크리트)내에서 흡수함으로써 대량으로 타설하는 댐, 교량, 터널 등 토목구조물에서 수화열을 제어하기 위해 설치되는 냉각 시스템의 필요가 없으며, 몰탈(또는 콘크리트)의 표면장력을 낮추어 철강제품과의 친화력이 우수하므로 재료분리현상이 없고, 철근표면을 부동태로 바꾸어 부식으로 인한 구조물의 변형을 차단할 수 있을 뿐만 아니라, 연속시공으로 고품질의 공사를 실현할 수 있 고, 시공후 초기 강도 도달시간이 짧아 공기가 단축되고 충진성이 뛰어나 마감면의 평활도가 높고 기포 등의 요철이 없어 고품질을 실현할 수 있다.

시멘트, 몰탈, 콘크리트, 유리

Description

시멘트 몰탈 조성물 및 콘크리트 조성물 {CEMENT MORTAR COMPOSITION AND CONCRETE COMPOSITION}

본 발명은 시멘트 몰탈 조성물 및 콘크리트 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 점성이 우수하여 수중환경에서 조성물이 분산되거나 교란이 일어나지 않으며, 습식 및 수중환경에서도 건축물 또는 구조물의 건축, 보수, 또는 보강을 용이하며, 종래 시멘트 몰탈 조성물 및 콘크리트 조성물에 비하여 소량의 배합수를 사용하면서도 유동성, 방수성, 및 열화성이 우수하고, 우수한 충진성으로 내외부의 기포를 제거하고 재료분리를 방지할 수 있으며, 수화열을 제거하기 위한 별도의 시스템이 필요치 않으며, 몰탈(또는 콘크리트)의 표면장력을 낮추어 철강제품과의 친화력이 우수하므로 재료분리현상이 없고, 부식으로 인한 구조물의 변형을 차단할 수 있을 뿐만 아니라, 마감면의 평활도가 높은 시멘트 몰탈 조성물 및 콘크리트 조성물 및 이를 적용하는 구조물의 시공방법에 관한 것이다.

시멘트 몰탈 조성물 및 콘크리트 조성물은 주로 토목공사 및 콘크리트 구조물의 신축 공사, 보수, 또는 보강용으로 사용되어 왔으며, 최근 수중에서의 적용에 대한 연구가 이루어지고 있다.

수중에서 시멘트나 콘크리트를 타설할 경우 시멘트나 콘크리트가 수중에 낙하할 때 또는 옆으로 확산될 때 물과 접촉된 부분의 시멘트 페이스트가 씻겨 내려가서 일산(逸散)되어 불균일한 조성으로 되기 때문에 타설된 시멘트나 콘크리트의 강도가 저하됨과 동시에 분리된 시멘트 페이스트가 수중에 확산하여 수중을 심히 탁하게 만든다.

따라서 이와 같은 문제점을 해결하고자 독일공개특허공보 제2541747호는 수중구조물용 건축재료 혼합물에 혼화제로서 셀룰로오스 유도체 및 폴리아크릴아미드 즉, 아크릴라이드호모폴리머를 콘크리트에 배합하는 방법이 개시되어 있으나, 상기 방법은 혼화제를 함유하지 않은 시멘트나 콘크리트에 비하여 응결이 늦고, 특히 타설한 시멘트나 콘크리트의 초기강도가 저하된다는 문제점이 있었다.

또한 일본공개특허공보 소59-54656호는 폴리아크릴아미드 부분 가수분해형 화합물을 배한한 콘크리트에 대하여 개시하고 있으나, 상기 화합물은 아크릴아미드호모폴리머와 같이 시멘트에 대한 응집작용이 강하기 때문에 콘크리트가 굳어져서 혼련이 곤란하다는 문제점이 있었다.

이 외에도 시멘트 조성물에 비닐계 수용성 중합체를 가하는 방법 등도 연구되었으나, 수중에 타설시 시멘트 분리현상이 많이 발생하며, 응결시 장시간이 요구된다는 문제점이 있었다.

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 점성이 우수하여 수중환경에서 조성물이 분산되거나 교란이 일어나지 않으며, 습식 및 수중환경에서 도 건축물 또는 구조물의 건축, 보수, 또는 보강을 바로 실시할 수 있는 시멘트 몰탈 조성물, 콘크리트 조성물, 및 이를 적용하는 구조물의 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 소량의 배합수를 사용하면서도 유동성이 우수하여 철근과 기타 배관으로 복잡한 거푸집 내에서 중력방향으로 신속하게 이동하며, 골재사이 등 공간으로 침투하여 우수한 충진성으로 내외부의 기포를 제거하고 재료분리를 방지할 수 있으며, 시공 및 건조 후의 부착력이 우수한 시멘트 몰탈 조성물, 콘크리트 조성물, 및 이를 적용하는 구조물의 시공방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 소량의 배합수가 배합된 몰탈(또는 콘크리트) 조직은 물의 이동경로인 모세관과 공극을 감소시켜 몰탈조직내로 물의 흡수, 확산, 및 흐름을 방지하여 몰탈(또는 콘크리트)의 방수성을 현저히 향상시키고 열화를 방지할 수 있는 시멘트 몰탈 조성물, 콘크리트 조성물, 및 이를 적용하는 구조물의 시공방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 발생된 수화열을 몰탈(또는 콘크리트)내에서 흡수함으로써 대량으로 타설하는 댐, 교량, 터널 등 토목구조물에서 수화열을 제어하기 위해 설치되는 별도의 냉각 시스템의 필요가 없으며, 몰탈(또는 콘크리트)의 표면장력을 낮추어 철강제품과의 친화력이 우수하므로 재료분리현상이 없고, 철근표면을 부동태로 바꾸어 부식으로 인한 구조물의 변형을 차단할 수 있는 시멘트 몰탈 조성물, 콘크리트 조성물, 및 이를 적용하는 구조물의 시공방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 연속시공으로 고품질의 공사를 실현할 수 있고, 시공후 초기 강도 도달시간이 짧아 공기가 단축되고 충진성이 뛰어나 마감면의 평활도가 높고 기포 등의 요철이 없어 고품질을 실현할 수 있는 시멘트 몰탈 조성물, 콘크리트 조성물, 및 이를 적용하는 구조물의 시공방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 경도, 인장강도, 내충격성, 내크랙성 등의 물성이 좋으며, 경제적인 시멘트 몰탈 조성물, 콘크리트 조성물, 및 이를 적용하는 구조물의 시공방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

a) 시멘트 100 중량부;

b) 유리 비드 100 내지 300 중량부;

c) 에폭시 수지 1 내지 60 중량부; 및

d) 배합수 50 내지 200 중량부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 시멘트 몰탈 조성물을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 시멘트 몰탈 조성물에 e) 골재를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 조성물을 제공한다.

또한 본 발명은 시멘트 몰탈 조성물 또는 콘크리트 조성물을 이용하는 구조물의 시공방법에 있어서, 상기 시멘트 몰탈 조성물 또는 콘크리트 조성물을 적용하는 것을 특징으로 하는 구조물의 시공방법을 제공한다.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명의 시멘트 몰탈 조성물은 시멘트 100 중량부, 유리 비드 100 내지 300 중량부, 에폭시 수지 1 내지 60 중량부, 및 배합수 50 내지 200 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 사용되는 상기 a)의 시멘트는 당업계에서 사용되는 통상의 시멘트를 사용할 수 있다.

상기 시멘트는 일반 포틀랜드 시멘트, 백시멘트, 고로(高爐)시멘트·실리카시멘트·플라이애시시멘트와 같은 혼합시멘트 및 알루미나시멘트·콜로이드시멘트·오일웰시멘트·지열시멘트·내산(耐酸)시멘트를 포함하여 통상의 시멘트가 특정한 용도에 따라 사용될 수 있으나, 특히 일반적으로 시공비용 및 재료의 구입용이성 측면에서 포틀랜드 시멘트가 바람직하다.

본 발명에 사용되는 상기 b)의 유리 비드(glass bead)는 유리 비드의 볼 베어링 효과(ball bearing effect)에 의하여 매우 우수한 유동성을 제공하여 본 발명의 조성물이 좁은 틈 및 깊숙한 곳까지 도달할 수 있도록 침투성을 증가시키는 역할을 하며, 기타 다른 혼합물에 대하여 우수한 분산성을 제공한다. 또한 시멘트, 수지, 및 건조상태의 혼합물이 장기 보관된 후에도 단순 교반만으로 잘 혼합되는 우수한 저장성을 나타내도록 하며, 강도 및 경도가 높아 시멘트 몰탈 조성물의 경화체에 대하여 우수한 강도 및 내충격성을 제공한다. 또한 유리 비드의 높은 비열로 경화시 발생하는 수화열의 흡수하여 대량시공을 가능하며, 종래의 시멘트 몰탈 조성물과 비교하여 소량의 배합수를 사용하여 시공 후 경화체의 수축율을 감소시킴으로써 보다 정밀한 시공을 가능하게 한다.

상기 유리 비드는 다양한 입자 크기의 것을 사용할 수 있으며, 유리, 파유리, 유리 섬유, 또는 유리 커렛 등을 분쇄하여 얻는 유리 분말을 처리하여 얻어지는 것으로, 유리 조성은 A, C, E, 내알칼리성 유리 분말 조성 등 수지 및 시멘트와 상용성이 있는 것이라면 특별히 한정되지 않는다.

상기 유리 비드는 구형, 타원형, 또는 이에 준하는 모든 형상의 유리 비드가 사용될 수 있으며, 다양한 크기가 분포된 것부터 일정한 크기만을 선별한 것까지 모두 사용할 수 있다.

상기 유리 비드의 입경은 시공 대상에 따라서 적절히 선정하여 사용할 수 있으며, 바람직하게는 1 ㎛ 내지 3 ㎜인 것이 사용될 수 있다. 또한 이들은 수 ㎛ 의 작은 입도와 수 ㎜ 의 큰 입도의 비드들의 조합에 의하여 다양한 형태 및 물성을 나타내게 할 수 있다. 그러나, 상기 유리 비드의 입경이 3 ㎜를 초과할 경우에는 분산성이 낮아지거나 효율적으로 사용될 수 없다. 특히, 상기 유리 비드는 몰탈이나 콘크리트의 사용량이 많을 경우에는 입도가 큰 비드를 상대적으로 많은 양으로 사용되는 것이 바람직하고, 시멘트 몰탈의 사용량이 적을 경우에는 입도가 작은 비드를 많은 양으로 사용하는 것이 바람직하다.

상기 유리 비드는 시멘트 100 중량부에 대하여 100 내지 300 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 상기 범위내인 경우에는 시멘트 몰탈 조성물의 강도 및 경도가 우수하고, 조성물이 경화된 후에 탈락되지 않는다는 장점이 있다.

본 발명에 사용되는 상기 c)의 에폭시 수지는 본 발명의 시멘트 몰탈 조성물에 점성을 부여하여 수중환경에서 조성물이 분산되지 않도록 하여 습식 및 수중환 경에서도 건축물 또는 구조물의 건축, 보수, 또는 보강을 용이하게 할 수 있도록 한다.

또한 상기 에폭시 수지는 수중에서 교란이 일어나지 않아 체적의 팽창이 없고, 우수한 충진성으로 재료분리를 방지하는 작용을 하며, 특히 본 발명의 시멘트 몰탈 조성물에 함유되어 조성물의 부착성을 향상시켜 구조물의 시공시 작업이 용이하고, 고가의 케미칼 그라우트재와 대등한 정도의 효과를 나타내어 경제적이다.

상기 에폭시계 수지는 디글리실(diglycidyl) 타입과 트리글리실(triglycidyl) 타입 중에서 분자량이 350 내지 3,000 MW의 범위인 용제 희석용 에폭시 수지가 바람직하다.

상기 에폭시계 수지는 본 발명의 시멘트 몰탈 조성물에 그 함량을 절절히 조절하여 사용할 수 있음은 물론이며, 특히 시멘트 100 중량부에 대하여 1 내지 60 중량부로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1 내지 30 중량부로 포함되는 것이다. 그 함량이 상기 범위내일 경우에는 수중환경에서 시멘트 몰탈 조성물의 교란이나 분산을 방지할 수 있어 수중 작업성을 향상시키는데 있어 더욱 좋다.

본 발명에 사용되는 상기 d)의 배합수는 일반적인 물이 사용될 수 있으며, 그 함량은 시공을 위한 적정 점도를 유지하기 위하여 시멘트 100 중량부에 대하여 50 내지 200 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 시멘트 몰탈 조성물은 유리 분말(glass power)을 추가로 포함할 수 있다.

상기 유리 분말은 시멘트 몰탈의 표면장력을 조절하여 응집을 향상시킴과 동시에 부착력을 증가시켜 시멘트 몰탈 조성물 경화체의 강도를 증가시키고, 시멘트 몰탈의 점도를 증가시켜 내충격성 및 인장력을 증대시키고, 수축 및 팽창을 억제시켜주는 작용을 한다.

상기 유리 분말은 다양한 입자 형상과 크기의 것을 사용할 수 있으며, 유리 분말의 입자는 유리, 파유리, 유리 섬유, 또는 유리 커렛 등을 분쇄하여 얻는 것으로, 유리 조성은 A, C, E, 내알칼리성 유리 분말 조성 등 수지와의 상용성이 있는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 특히 E-글래스 조성의 유리 분말이 부착성 면에서 더욱 바람직하다.

상기 유리 분말의 입경은 특별히 한정되는 것은 아니나, 특히 10 ㎛ 내지 1 ㎜인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 5 ㎛ 내지 1 ㎜인 것이 좋다. 상기 유리 분말의 입경이 너무 작거나 클 경우에는 시멘트 몰탈 또는 콘크리트 경화체의 강도가 저하되거나 수축 및 팽창성이 증가할 수 있다.

상기 유리 분말은 수지나 물을 흡수하지 않기 때문에 본 발명의 시멘트 몰탈 조성물 중에 다량으로 사용할 수 있으며, 특히 유리 분말의 함량이 높더라도 수지 중에 혼합 분산이 잘되고 부피 충전효과가 매우 우수하다.

상기 유리 분말은 시멘트 100 중량부에 대하여 10 내지 500 중량부로 포함되는 것이 바람직하며, 그 함량이 상기 범위내인 경우에는 수축 팽창성 및 부착력에 있어서 더욱 좋다.

또한 본 발명의 시멘트 몰탈 조성물은 유리 섬유(glass fiber)를 추가로 포 함할 수 있다.

상기 유리 섬유는 시멘트 몰탈 조성물이 경화될 경우 경화된 경화체의 내부에서 섬유상 복합체의 역할을 통하여 경화체의 인장력 및 내크랙성을 증가시키는 작용을 한다.

상기 유리 섬유는 E 조성의 장유리 섬유 또는 내알칼리성 조성의 섬유 또는 탄소 섬유를 사용할 수 있으며, 구체적으로 섬유경이 10 내지 20 ㎛인 유리 섬유를 균일한 스트랜드(strand) 길이로 절단한 절단 섬유(chopped fiber) 또는 평균 섬유 길이로 분쇄하여 제조한 분쇄 섬유(milled fiber)가 사용될 수 있다. 특히, 상기 절단 섬유는 섬유상의 효과와 시공의 편의성 및 몰탈 조성물의 유동성, 침투성을 고려하여 2 내지 12 ㎜ 정도의 섬유 길이로 재단된 것이 바람직하며, 상기 분쇄 섬유는 분쇄 섬유의 일반적인 섬유경, 제조상의 편의성, 및 섬유상 효과를 고려하여 평균 섬유길이가 100 내지 300 ㎛인 것이 바람직하다. 특히, 분쇄 섬유가 제조의 용이성, 경제성, 인장력 보강 및 분산성 면을 고려할 때 바람직하며, 절단 섬유와 분쇄 섬유를 혼합하여 사용할 수도 있다.

상기 유리 섬유는 시멘트 100 중량부에 대하여 5 내지 100 중량부로 포함되는 것이 바람직하며, 그 함량이 상기 범위내인 경우에는 경화된 경화체의 인장강도가 우수하고, 균열, 수축, 및 팽창이 발생하지 않는다는 장점이 있다.

또한 본 발명의 시멘트 몰탈 조성물은 상기 추가로 사용되는 에폭시 수지와는 별도로 재유화형(redispersible) 분말수지를 추가로 포함할 수도 있다.

상기 재유화형 분말수지는 합성수지 에멀젼을 건조 분무시킨 것으로, 물을 가했을 때 재유화(redispersion)되는 수지의 분말을 의미한다.

일반적으로 상기 재유화형 분말수지는 아크릴계, 초산비닐계, 염화비닐계 등의 합성수지로서 건조나 경화 후 물에 녹지 않는 비가역적인 폴리머 필름을 형성함으로써 물의 증발을 방지하고 방수성능을 향상하고, 부재의 휨강도를 증가시키며, 시멘트 수축 등에 의해 생기는 크랙을 방지하는 역할을 한다. 또한, 건조 또는 경화 과정에서 바인더로 작용함으로써 안료나 충진재 등을 결합시켜 유기 또는 무기계 하지와의 접착력을 증가시켜 경화체의 압축강도, 접착강도, 내마모성, 및 유연성을 증가시킨다.

특히, 상기 재유화형 분말수지는 그 적용분야에 따라 스티렌-아크릴 공중합 폴리머, 비닐 아세테이트 단중합 폴리머, 비닐 아세테이트/에틸렌 공중합 폴리머, 비닐 아세테이트/비닐 버사테이트 공중합 폴리머, 비닐 아세테이트/비닐 버사테이트/비닐 라우레이트 삼중합 폴리머, 에틸렌/비닐 라우레이트/비닐 클로라이드 삼중 중합 폴리머계의 합성수지, 또는 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 스위스 엘로텍스(Elotex)사의 50시리즈, 더욱 바람직하게는 50V/920을 사용하는 것이 좋다.

상기 재유화형 분말수지는 시멘트 100 중량부에 대하여 1 내지 50 중량부로 포함되는 것이 바람직하고, 그 함량이 상기 범위내인 경우에는 접착력이 우수하고, 경도, 강도, 및 기타 경화체의 물성이 우수하다는 효과가 있다.

이외에 본 시멘트 몰탈트 조성물은 응집제, 경화제, 경화촉진제, 경화지연제, 팽창제 등 시멘트 몰탈 조성물에 통상 사용되는 첨가제들이 사용될 수 있음은 물론이다.

또한 본 발명은 상기와 같은 성분으로 이루어지는 시멘트 몰탈 조성물에 e) 골재를 더욱 포함하는 콘크리트 조성물을 제공하는 바, 상기 골재는 당업계서 통상 사용되는 모래, 자갈 등을 사용할 수 있음은 물론이며, 본 발명의 콘크리트 조성물이 사용되는 용도에 따라 골재(모래나 자갈)의 혼입, 굵기, 함량 등을 조절할 수 있음은 물론이다.

상기와 같은 성분으로 이루어지는 본 발명의 시멘트 몰탈 조성물 및 콘크리트 조성물은 점성이 우수하여 수중환경에서 조성물이 분산되거나 교란이 일어나지 않아 체적의 팽창이 없고, 습식 및 수중환경에서도 건축물 또는 구조물의 건축, 보수, 또는 보강을 용이하며, 소량의 배합수를 사용하면서도 유동성이 우수하여 철근과 기타 배관으로 복잡한 거푸집 내에서 중력방향으로 신속하게 이동하며, 골재사이 등 공간으로 침투하여 우수한 충진성으로 내외부의 기포를 제거하고 재료분리를 방지할 수 있으며, 시공 및 건조 후의 부착력이 우수할 뿐만 아니라, 물의 이동경로인 모세관과 공극을 감소시켜 몰탈조직내로 물의 흡수, 확산, 및 흐름을 방지하여 몰탈(또는 콘크리트)의 방수성을 현저히 향상시키고 열화를 방지할 수 있으며, 경도, 인장강도, 내충격성, 내크랙성 등의 물성이 우수한 장점이 있다.

또한 본 발명은 시멘트 몰탈 조성물 또는 콘크리트 조성물을 이용하는 구조물의 시공방법에 있어서, 상기 시멘트 몰탈 조성물 또는 콘크리트 조성물을 적용하는 것을 특징으로 하는 구조물의 시공방법을 제공하는 바, 상기 구조물의 시공은 일반적으로 일컫는 건축물 또는 구조물의 건축, 보수, 및 보강 뿐만 아니라, 특히 습식 및 수중환경에서의 건축물 또는 구조물의 건축, 보수, 및 보강을 모두 의미함은 물론이다.

구체적으로, 상기 구조물의 시공은 주택, 학교, 빌딩, 아파트 등과 같은 건축물 또는 구조물의 신축, 보수, 및 보강; 도로, 철도 등의 신축, 보수, 및 보강; 댐, 교각, 터널 등의 신축, 보수, 및 보강 등 시멘트 작업을 대량으로 하는 토목공사 및 시멘트 몰탈 조성물 또는 콘크리트 조성물을 적용하는 모든 건축현장의 건축물 또는 구조물의 시공, 보수, 및 보강 방법을 모두 포함한다.

특히 상기 구조물의 시공에 있어서 상기 건축물 또는 구조물의 신축에는 본 발명의 콘크리트 조성물이 사용될 수 있으며, 보수 및 보강에는 시멘트 몰탈 조성물이 사용될 수 있다.

상기 구조물의 시공방법은 종래의 시멘트 몰탈 또는 콘크리트가 적용되는 다양한 시공분야에 동일한 방법으로 적용이 가능하며, 철로의 자갈고정용 시공, 댐 건축, 교각 시공 등과 같이 대량의 시멘트 몰탈 시공이 단시간내에 이루어져야 할 필요성이 있는 경우나, 우수한 시멘트 몰탈 조성물 또는 콘크리트 조성물의 침투성을 요구하는 경우에 있어서 그 효과가 더욱 크게 나타나며, 특히 습식 및 수중환경에서의 작업에 있어 그 효과가 탁월하다.

본 발명에 따르면 점성이 우수하여 수중환경에서 조성물이 분산되거나 교란이 일어나지 않으며, 습식 및 수중환경에서도 건축물 또는 구조물의 건축, 보수, 또는 보강을 용이하며, 소량의 배합수를 사용하면서도 유동성이 우수하여 철근과 기타 배관으로 복잡한 거푸집 내에서 중력방향으로 신속하게 이동하며, 골재사이 등 공간으로 침투하여 우수한 충진성으로 내외부의 기포를 제거하고 재료분리를 방지할 수 있으며, 시공 및 건조 후의 부착력이 우수할 뿐만 아니라, 물의 이동경로인 모세관과 공극을 감소시켜 몰탈조직내로 물의 흡수, 확산, 및 흐름을 방지하여 몰탈(또는 콘크리트)의 방수성을 현저히 향상시키고 열화를 방지할 수 있으며, 경도, 인장강도, 내충격성, 내크랙성 등의 물성이 우수한 장점이 있다. 뿐만 아니라, 발생된 수화열을 몰탈(또는 콘크리트)내에서 흡수함으로써 대량으로 타설하는 댐, 교량, 터널 등 토목구조물에서 수화열을 제어하기 위해 설치되는 별도의 냉각 시스템의 필요가 없으며, 몰탈(또는 콘크리트)의 표면장력을 낮추어 철강제품과의 친화력이 우수하므로 재료분리현상이 없고, 철근표면을 부동태로 바꾸어 부식으로 인한 구조물의 변형을 차단할 수 있을 뿐만 아니라, 연속시공으로 고품질의 공사를 실현할 수 있고, 시공후 초기 강도 도달시간이 짧아 공기가 단축되고 충진성이 뛰어나 마감면의 평활도가 높고 기포 등의 요철이 없어 고품질을 실현할 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

실시예 1

시멘트 1 ㎏에 평균입도가 0.1 ㎜인 유리 비드 2 ㎏ 및 에폭시 수지 300 g을 가하여 혼합한 혼합물에 배합수 1.0 L을 균일하게 혼합하여 시멘트 몰탈 조성물을 제조하였다.

실시예 2

상기 실시예 1에 평균입도가 200 메쉬이며, 비중이 2.54인 유리 분말 500 g를 추가로 포함한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 시멘트 몰탈 조성물을 제조하였다.

실시예 3

상기 실시예 1에 평균섬유두께 13.5 ㎛이며 평균 섬유길이 300 ㎛의 분쇄 유리 섬유 100 g를 추가로 포함한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 시멘트 몰탈 조성물을 제조하였다.

실시예 4

상기 실시예 1에 평균입도가 200 메쉬이며, 비중이 2.54인 유리 분말 200 g 및 평균섬유두께 13.5 ㎛이며 평균 섬유길이 300 ㎛의 분쇄 유리 섬유 100 g를 추가로 포함한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 시멘트 몰탈 조성물을 제조하였다.

실시예 5

상기 실시예 1에서 재유화형 분말수지로 Elotex 50V/920 50 g을 추가로 포함한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 시멘트 몰탈 조성물을 제조하였다.

실시예 6

콘크리트 1 ㎏에 평균입도가 0.1 ㎜인 유리 비드 2 ㎏, 에폭시 수지 300 g을 가하여 혼합한 혼합물에 배합수 2.5 L을 균일하게 혼합하여 콘크리트 조성물을 제 조하였다.

실시예 7

상기 실시예 6에서 평균입도가 200 메쉬이며, 비중이 2.54인 유리 분말 200 g를 추가로 포함한 것을 제외하고는 상기 실시예 6과 동일한 방법으로 실시하여 콘크리트 조성물을 제조하였다.

실시예 8

상기 실시예 6에서 평균섬유두께 13.5 ㎛이며 평균 섬유길이 300 ㎛의 분쇄 유리 섬유 100 g를 추가로 포함한 것을 제외하고는 상기 실시예 6과 동일한 방법으로 실시하여 콘크리트 조성물을 제조하였다.

실시예 9

상기 실시예 6에서 평균입도가 200 메쉬이며, 비중이 2.54인 유리 분말 200 g 및 평균섬유두께 13.5 ㎛이며 평균 섬유길이 300 ㎛의 분쇄 유리 섬유 100 g를 추가로 포함한 것을 제외하고는 상기 실시예 6과 동일한 방법으로 실시하여 콘크리트 조성물을 제조하였다.

실시예 10

상기 실시예 6에서 재유화형 분말수지로 Elotex 50V/920 50 g을 추가로 포함한 것을 제외하고는 상기 실시예 6과 동일한 방법으로 실시하여 콘크리트 조성물을 제조하였다.

비교예 1

시멘트 1 ㎏에 재유화형 분말수지로 Elotex 50V/920을 50 g, 시멘트 몰탈용 모래 2 ㎏의 혼합물에 배합수 3 L를 균일하게 혼합하여 시멘트 몰탈 조성물을 제조하였다.

비교예 2

콘크리트 1 ㎏에 재유화형 분말수지로 Elotex 50V/920을 50 g, 시멘트 몰탈용 모래 2 ㎏의 혼합물에 배합수 3 L를 균일하게 혼합하여 콘크리트 조성물을 제조하였다.

상기 실시예 1 내지 10 및 비교예 1 또는 2에서 제조된 시멘트 몰탈 조성물 및 콘크리트 조성물에 대하여 접착강도, 압축강도, 인장강도, 휨강도, 경도, 길이변화율, 수화열, 침투성, 응결시간, 안정성, 흡수비, 내화학성, 동결융해저항성, 중성화 저항성 등의 특성을 하기와 같은 실험방법을 통하여 측정한 결과, 본 발명에 따라 제조한 실시예 1 내지 5의 시멘트 몰탈 조성물이 비교예 1의 조성물과 비교하여 상기 특성이 모두 우수하게 나타났으며, 실시예 6 내지 10의 콘크리트 조성물 또한 비교예 2와 비교하여 상기 특성에 있어서 모두 우수한 결과를 나타냄을 확인할 수 있었다. 또한, 상기 실시예 1 내지 10 및 비교예 1 또는 2에서 제조된 시멘트 몰탈 조성물 및 콘크리트 조성물을 물이 담겨진 소정의 용기에 주입한 결과, 비교예 1 또는 2의 조성물은 풀어지는데 반하여, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 10의 조성물은 풀어짐이 없이 고르게 주입됨을 확인할 수 있었으며, 이로부터 본 발명의 시멘트 몰탈 조성물 또는 콘크리트 조성물은 수중에서도 바로 시공할 수 있음을 알 수 있었다.

(1) 접착강도 실험

압축강도가 약 500 ㎏/㎠인 콘크리트로 60 × 60 × 10 ㎝의 바탕 콘크리트 시험체를 제작한 후 시멘트 몰탈을 5 ㎜ 두께로 도포하여 재령 28일이 경과한 다음 4 × 4 ㎝ 크기의 부착물(Attachment)을 3개 부착하여 접착강도를 테스트하였다. 시험방법은 KS F 4175(엷은 마무리용 벽 바름재), JIS A 6909(박층마감도재), JIS A 6910(복층마감도재)의 부착력 시험방법에 준하여 측정하였다. 보수용 몰타르의 접착강도는 재령 28 일에서 최소 7 ㎏/㎠ 이상일 것을 요한다.

(2) 압축강도 실험

시멘트 몰탈을 이용하여 5 ㎝ 입방체 공시체를 제작하고 1 일 경과후 탈형하여 기중 양생한 후 재령 3, 7, 28 일까지의 압축강도를 KS F 5105에 의해 측정하였다.

(3) 내화학성 실험

본 실험에서는 ASTMC 267-92에 따라 황산마그네슘 3 % 수용액에 72 시간 침지하여 내산성을 테스트하고, 5 % 염화칼슘 수용액에 72 시간 침지하여 내염성을 테스트하여 그 외관을 관찰하였다.

본 발명의 시멘트 몰탈 조성물 및 콘크리트 조성물은 점성이 우수하여 수중환경에서 조성물이 분산되거나 교란이 일어나지 않으며, 습식 및 수중환경에서도 건축물 또는 구조물의 건축, 보수, 또는 보강을 용이하며, 소량의 배합수를 사용하면서도 유동성이 우수하여 철근과 기타 배관으로 복잡한 거푸집 내에서 중력방향으로 신속하게 이동하며, 골재사이 등 공간으로 침투하여 우수한 충진성으로 내외부 의 기포를 제거하고 재료분리를 방지할 수 있으며, 시공 및 건조 후의 부착력이 우수할 뿐만 아니라, 물의 이동경로인 모세관과 공극을 감소시켜 몰탈조직내로 물의 흡수, 확산, 및 흐름을 방지하여 몰탈(또는 콘크리트)의 방수성을 현저히 향상시키고 열화를 방지할 수 있으며, 경도, 인장강도, 내충격성, 내크랙성 등의 물성이 우수한 효과가 있다. 뿐만 아니라, 발생된 수화열을 몰탈(또는 콘크리트)내에서 흡수함으로써 대량으로 타설하는 댐, 교량, 터널 등 토목구조물에서 수화열을 제어하기 위해 설치되는 별도의 냉각 시스템의 필요가 없으며, 몰탈(또는 콘크리트)의 표면장력을 낮추어 철강제품과의 친화력이 우수하므로 재료분리현상이 없고, 철근표면을 부동태로 바꾸어 부식으로 인한 구조물의 변형을 차단할 수 있을 뿐만 아니라, 연속시공으로 고품질의 공사를 실현할 수 있고, 시공후 초기 강도 도달시간이 짧아 공기가 단축되고 충진성이 뛰어나 마감면의 평활도가 높고 기포 등의 요철이 없어 고품질을 실현할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 상세한 설명, 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니고, 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 해당 기술분야의 당업자가 다양하게 수정 및 변경시킨 것 또한 본 발명의 범위 내에 포함됨은 물론이다.

Claims (10)

1. a) 시멘트 100 중량부;

   b) 입경이 1 ㎛ 내지 3 mm인 유리 비드 100 내지 300 중량부;

   c) 에폭시 수지 1 내지 60 중량부;

   d) 배합수 50 내지 200 중량부; 및,

   입경이 10 ㎛ 내지 1 ㎜인 유리 분말 10 내지 500 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시멘트 몰탈 조성물.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 조성물이 시멘트 100 중량부에 대하여 섬유경이 10 내지 20 ㎛인 유리 섬유 또는 탄소 섬유를 균일한 스트랜드(strand) 길이로 절단한 절단 섬유(chopped fiber) 또는 평균 섬유 길이를 100 내지 300 ㎛로 분쇄한 분쇄 섬유(milled fiber) 5 내지 20 중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 시멘트 몰탈 조성물.
5. 제1항에 있어서,

   상기 조성물이 시멘트 100 중량부에 대하여 스티렌-아크릴 공중합 폴리머, 비닐 아세테이트 단중합 폴리머, 비닐 아세테이트/에틸렌 공중합 폴리머, 비닐 아세테이트/비닐 버사테이트 공중합 폴리머, 비닐 아세테이트/비닐 버사테이트/비닐 라우레이트 삼중합 폴리머, 및 에틸렌/비닐 라우레이트/비닐 클로라이드 삼중 중합 폴리머계의 합성수지로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 재유화형 분말수지 1 내지 50 중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 시멘트 몰탈 조성물.
6. 제1항에 있어서,

   상기 조성물이 응집제, 경화제, 경화촉진제, 경화지연제, 또는 팽창제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 시멘트 몰탈 조성물.
7. 제1항에 기재의 시멘트 몰탈 조성물에 e) 골재를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 조성물.
8. 시멘트 몰탈 조성물 또는 콘크리트 조성물을 이용하는 구조물의 시공방법에 있어서, 제1항 또는 제7항 기재의 시멘트 몰탈 조성물 또는 콘크리트 조성물을 적용하는 것을 특징으로 하는 구조물의 시공방법.
9. 제8항에 있어서,

   상기 구조물의 시공이 수중에서 실시되는 것을 특징으로 하는 구조물의 시공방법.
10. 제8항에 있어서,

    상기 구조물의 시공이 주택, 학교, 빌딩, 아파트, 도로, 철로, 댐, 교각, 또는 터널의 신축, 보수, 및 보강을 위한 시공인 것을 특징으로 하는 구조물의 시공방법.