KR100860451B1

KR100860451B1 - 수경성 조성물의 부분 수화 성형체，그 제조 방법 및 그이용 방법

Info

Publication number: KR100860451B1
Application number: KR1020040006211A
Authority: KR
Inventors: 고사카이노리유키; 사카키데츠야; 가네요시다카유키; 구사츠아키히로
Original assignee: 스미토모 오사카 세멘토 가부시키가이샤
Priority date: 2003-09-11
Filing date: 2004-01-30
Publication date: 2008-09-25
Also published as: CN1594172A; CN100395205C; JP3678732B2; KR20050026977A; WO2005026073A1; JP2005081824A

Abstract

유통ㆍ사용시의 수경성 조성물 분체의 분진의 발생을 충분히 방지함과 동시에，장기 보존을 가능하게 하고 사용 형태를 간편화 할 수 있는 수경성 조성물의 부분 수화 성형체，그 제조 방법 및 이용 방법을 제공한다.

수경성 조성물의 부분 수화 성형체는 형상을 유지할 수 있을 정도로 수경성 조성물이 부분적으로 수화 경화하여 이루어지는 것이며 수경성 조성물을 물로 부분적으로 수화 경화시키고, 미수화 부분을 함유하는 것이다.

이러한 본 발명의 수화 활성을 유지하면서 자기 형태를 유지하는 부분 수화 성형체는 후술하는 바와 같이 "나중에 물을 가함" 으로써 종래의 수화 경화체와 거의 동등한 성능까지 수화 반응이 완결되고 경화하여 여러가지의 용도에 이용할 수 있는 것이다.

Description

수경성 조성물의 부분 수화 성형체，그 제조 방법 및 그 이용 방법 {PARTIALLY HYDRATED MOLDING MATERIAL CONTAINING WATER-HARDENING COMPOSITION, PROCESS FOR PRODUCING THE SAME AND USE THEREOF}

본 발명은 수경성 조성물의 부분 수화(部分水和) 성형체, 그의 제조 방법 및 이용 방법에 관한 것이고, 특히 수경성 조성물이 사용되고 있는 여러가지의 용도 예를 들면, 균열 충전재，정적 파쇄재，각종 모르타르 프리믹스(pre-mixed) 제품, 각종 콘크리트 프리믹스 제품，각종 충전재나 재충전재 등으로서，간편한 형태로 유통ㆍ사용할 수 있는 수경성 조성물의 부분 수화 성형체，그의 제조 방법 및 이용 방법에 관한 것이다.

종래，수경성 조성물은 그 자체의 분체로서 또는 이들에 골재，각종 첨가제등을 프리믹스한 혼합 분체로서 방습 종이 봉지，비닐 봉지 등에 담겨져 유통되고 있다．

특히，시멘트계 재료는 그 대부분이 20∼25kg 용량의 포대에 담겨 유통되고 있는 것이 현재의 실정이다.

이러한 포장된 수경성 조성물은，일반적으로 포대를 개봉하여 교반용기 또 는 교반용 믹서 등에 투입되고 소정량의 물을 첨가하여 혼련시켜 사용되고 있다．

혼련된 모르타르 또는 콘크리트는 미리 준비된 거푸집 내에 주입 또는 유입되어 적당한 경화, 예를 들면 진동식 바이브레이터 등에 의하여 재료 분리 등을 조정한 후 방치하여 경화시킨다.

근래，수경성 조성물의 유통 형태 등의 소형화가 진행되고 있지만 상기 유통 형태의 주류인 포대 용기는 무겁고 운반이 곤란하며 취급이 불편하다．

수경성 조성물은 실제 비중이 2∼3 이지만 부피 비중이 약 1 전후로서 실제 중량(實重量)의 배의 용적을 필요로 하기 때문에 컴팩트(치밀)하게 포대 충전하기 어렵고 현장에서의 운반이나 취급이 극히 중노동이다．

또，수경성 분체를 혼련 용기나 장치에 투입할 때에는 대량의 분진이 발생하며 환경적으로도 바람직하지 않다．

또한，방습성을 가진 포대에 수경성 조성물을 함유시켜도，공기중의 습기나 수분에 대하여 높은 반응성을 갖는다．이 때문에，보존 기간은 최대라도 약 6개월 정도인 것이 현재의 상황이다.

수경성 조성물을 사용한 후에는，수경성 조성물을 함유하였던 빈 포대가 대량으로 발생하여 자원의 낭비인 동시에 폐기물이 발생하게 된다．특히，시멘트 등의 수경성 조성물을 담았던 포대는 연소되기 어렵고 소각 처리가 곤란하다.

또，종래의 콘크리트의 균열 보수ㆍ보강 방법으로서는, 일반적으로 먼저 균열의 주위를 청소하여 이물을 제거하고，균열의 폭에 따라 커터 등의 기자재로 균열 주위를 V 자형으로 컷트한 뒤 수지계 실링제 등으로 실링을 행하고, 수경성 조 성물을 주재료로 하는 균열재를 주입하는 방법을 사용하고 있다.

그러나. 이 경우 콘크리트 커터나 실링제 주입 기구나 주입용 펌프 등의 전용 기구가 필요하게 되고 장치가 대규모화 하기 때문에 전문성이 필요하게 된다.

또한, 종래의 방법으로는 균열을 보수한다는 점에서는 우수하지만 보수한 부분이 본래의 몸체와 색채가 다른 경우가 많아 구조물의 미관 측면에서는 만족할 수 있는 것이 아니다．

또한 예를 들면，지수재에 있어서는 수경성 조성물을 고무제 용기 등의 안에서 신속하게 물과 혼합하여 소정의 누수 부분에 이러한 혼련 재료를 손으로 가압하고 문질러 바름으로써 지수 효과를 얻고 있지만 이 방법은 작업 효율이 극히 나쁜 것이다．

또한 정적 파쇄재에 있어서는, 수경성 조성물을 물과 혼련하여 미리 천공한 암석，콘크리트의 구멍 내에 유입하고 수화에 따르는 강력한 팽창력에 의하여 파쇄 효과를 얻고 있다.

일반적으로，수중에서의 파쇄에 관해서는, 정적 파쇄제와 물을 반죽하여 서로 혼합한 페이스트는 비중이 2 이상으로 되어 물보다 무겁기 때문에, 수중의 천공 내에 이 페이스트를 주입하면 비중차에 의하여 물과의 치환이 일어나서 천공 내에 이 페이스트를 충전할 수 있는 방법을 이용하고 있다．

그러나，이 페이스트의 비중이 2 이상이라도 수중에서 액상 물질을 구멍 내에 유입하는 작업은 극히 곤란한 작업이다.

또한 수중에서의 작업은 물의 흐름, 조류에 의하여 페이스트의 확산이 생길 뿐더러 이 페이스트는 강알칼리성을 나타내며 주위의 생태계에 미치는 영향을 고려하면 환경적으로도 바람직하지 않다．

다른 방법으로서는, 정적 파쇄제를 작은 포대에 충전하고 이것을 직접 천공 내에 압입하는 방법도 실시되고 있다．이러한 방법은 정적 파쇄제의 수화 팽창에 필요한 물을 충전된 포대를 통하여 공급하는 것이다.

이러한 방법은 정적 파쇄제가 확산하는 것을 방지할 수 있으나 수중의 구멍내에 포대를 조밀하게 채워넣는 작업이 극히 곤란하고 비효율적이며 또한 반드시 구멍 내의 형상에 따라 포대가 조밀하게 충전되지는 않기 때문에 구멍 내에 불필요한 공극이 생기게 된다.

또한 홀 인 앵커(hole-in-anchor)는 콘크리트의 시공시 거푸집 지지 등, 콘크리트 공사에는 일상적으로 많은 용도에 사용되고 있는 범용 공구이나 이것은 시공 완료시에 철거되는 경우가 많고，철거 후에는 콘크리트 표면 등에 통상 지름 6∼20 mm，깊이 100 mm 정도의 구멍 다수개가 흔적으로 남게 된다.

이대로 흔적을 방치하면 미관을 해치게 되기 때문에, 이것을 후메움(재충전)하고 있지만 예를 들면 교량 공사 등에서는 그 흔적수도 많고 재충전 작업에는 노동력이 많이 들게 된다.

또한 이러한 재충전은 시멘트，모래，적량의 물이나 보수용 프리믹스 모르타르 재료를 수작업으로 충전하고, 재충전을 실시하는 것이 현재의 상황이다.

이러한 문제를 감안하여，수경성 조성물 분체를 성형 고화시키는 방법으로서, 일본특허 제2 514 668호에는 시멘트，슬래그，석고 중 적어도 1종으로 구성되 는 수경성 조성물 5∼95 중량부, 생석회 또는 고토 석회(Dolomitic limestone) 또는 그 혼합물 5∼95 중량부, 추가로 상기 수경성 조성물에 대하여 붕괴조제 0.5∼1.5 중량% 를 혼합하여 가압하고 브리켓으로 성형하는 성형체가 개시되어 있다．

그러나, 이러한 성형체는 수경성 조성물을 함유하여 구성되는 것이지만, 성형체는 원료 분체를 단순히 가압하여 응고시켜 제조하는 것으로서 취약하며 유통 형태로서도 사용 형태로서도 상기 문제를 해결하는데 충분하지 않다．

본 발명의 목적은 상기 문제를 해결하고，유통ㆍ사용시의 수경성 조성물 분체의 분진의 발생을 확실하게 방지함과 동시에 장기 보존을 가능하게 하고, 사용 형태를 간편화할 수 있는 수경성 조성물의 부분 수화 성형체를 제공하는 것이다．

또한 본 발명의 다른 목적은, 상기 부분 수화 성형체를 우수한 효율로 간편하게 또한 경제적으로 성형할 수 있는 수경성 조성물의 부분 수화 성형체의 제조 방법을 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은 상기 부분 수화 성형체를 여러가지의 용도에 간편하게 또한 유효하게 이용할 수 있는 수경성 조성물의 부분 수화 성형체의 이용 방법을 제공하는 것이다.

본 발명자들은 수경성 조성물이 이론적인 수량(水量)에 못 미치는 수량이라도 자기 형태(自形)를 유지하는 정도로 고화시킬 수 있고 또한 수화 활성을 상기 부분 수화 성형체 내에 잔존시켜, 이 때문에 사용이 간편하게 되고，후에 원하는 타이밍에 물을 공급하여 잔존하는 수화 활성을 이용하여 완전 수화 경화체가 되게 할 수 있음을 발견함으로써 본 발명에 도달하였다.

즉 일반적으로，수경성 조성물의 수화 경화체는 형틀에 유입시켜 경화시킨 성형체이므로 성형체 형성시 수화 반응은 불가분의 관계이고 수화 반응이 없으면 성형체를 얻을 수 없다고 생각되었다.

이에 대하여，본 발명은 수화 반응을 "형상 유지에 필요한 부분" 과 "강도나 내구성 등의 물리 성능적 가치" 라는 2개의 부분으로 분리하되 전자의 수화 반응은 자기 형태의 형상 유지에 필요한 정도의 수화 반응을 이용하여 성형체를 형성하는 것으로 하고, 후자의 수화 반응은 상기 성형체 중에 잔존하는 수화 활성을 자유로운 타이밍에 이용할 수 있도록 "나중에 물을 공급" 하고 이에 의해 종래의 수화물 경화체와 동등한 경화 성능을 얻을 수 있다는 식견에 근거한 것이다.

본 발명의 수경성 조성물의 부분 수화 성형체는, 형상을 유지할 수 있는 정도로 수경성 조성물이 부분적으로 수화 경화하여 이루어지는 것을 특징으로 한다．

구체적으로 일례를 들면, 수경성 조성물과 물을 중량비로 99:1∼50:50 중량부의 비율로 혼합하고 이 때 첨가한 물의 중량비가 수경성 조성물의 이론 수화량 이상인 경우 즉, 수경성 조성물 100 중량부에 대한 물의 중량비가 약 27∼28 중량부 이상인 경우에 있어서는 진행 중인 수화 반응 도중에 가열 또는 감압 등에 의하여 이론 수화량 미만，즉 물의 중량비 28 중량부 미만의 함수율이 되도록 물을 강제적으로 증발 제거시켜 형상을 유지함과 동시에, 미수화 부분을 잔존시켜서 이루 어지는 것이다．

또한，본 발명의 수경성 조성물의 부분 수화 성형체는 바람직하게는 고분자 화합물을 추가로 함유하는 것을 특징으로 한다．

본 발명의 수경성 조성물의 부분 수화 성형체의 제조 방법은，수경성 조성물과 상기 수경성 조성물이 완전 수화 반응을 나타내는 이론량 이상의 양의 물을 혼합하여 성형하고 자기 형태를 유지할 수 있는 단계까지 수화가 진행된 시점에서 강제적으로 건조하고 부분적으로 수화 활성을 잔존시키는 것을 특징으로 한다．

또한, 또다른 본 발명의 수경성 조성물의 부분 수화 성형체의 제조 방법은 수경성 조성물과 상기 수경성 조성물이 완전 수화 반응을 나타내는 이론량 보다 적은 양의 물을 혼합하고, 얻어진 혼합물의 수화 반응을 진행시켜 성형하고, 부분적으로 수화 활성을 잔존시키는 것을 특징으로 한다．

바람직하게는 상기 수경성 조성물의 부분 수화 성형체의 제조 방법에 있어서, 상기 성형은 프레스 성형，압출 성형 또는 사출 성형인 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는 상기 수경성 조성물의 부분 수화 성형체의 제조 방법에 있어서，추가로 고분자 화합물을 상기 물의 일부와 치환하여 함유시키는 것을 특징으로 한다．

본 발명의 수경성 조성물의 부분 수화 성형체의 이용 방법은, 본 발명의 수경성 조성물의 부분 수화 성형체에 물을 첨가하여 잔존하는 수화 활성을 완전 결합ㆍ경화시켜 하기의 균열 보수재 등의 여러가지의 용도에 유효하게 이용하는 것을 특징으로 한다．

바람직하게는, 상기 수경성 조성물의 부분 수화 성형체의 이용 방법에 있어서, 상기 수경성 조성물의 부분 수화 성형체를 구조물의 균열 표면부에 충전 적용하고 이어서 종래의 균열 주입재를 상기 균열 내부에 충전하여 상기 균열을 보수하기 위한 균열 충전재로서 사용하는 것을 특징으로 한다．

발명을 실시하기 위한 최선의 형태
본 발명을 다음의 바람직한 실시예에 의하여 설명하지만，이들에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 수경성 조성물의 부분 수화 성형체는, 형상을 유지할 수 있는 정도로 수경성 조성물이 부분적으로 수화 경화하여 이루어지는 것이고 수경성 조성물을 물로 부분적으로 수화 경화시켜 미수화 부분을 잔존 함유하는 것이다.

이러한 본 발명의 수화 활성을 유지하면서 자기 형태를 유지하는 부분 수화 성형체는, 후술하는 바와 같이 사용시 즉 "나중에 물을 가함" 으로써 종래의 수화 경화체와 거의 동등한 성능까지 수화 반응을 완결하여 경화시킴으로써 여러가지의 용도에 이용할 수 있는 것이다．

여기에서，본 명세서에 있어서의「부분 수화 성형체」란 JIS R 5202의 「시멘트의 강열 감량」에서 규정되는 강열 감량치 (이그니션 로스(ignition loss))가 25 중량% 이하, 바람직하게는 15 중량% 이하인 것을 나타내며 후술하는 실시예에서 기술하는 이용 방법에 제공할 수 있는 상태로 성형되어 있는 것을 의미하는 것으로 한다.

본 발명의 부분 수화 성형체는 예를 들면, 이그니션 로스가 15 중량% 인 경우에는 수화 반응을 완결하게 하기 위해 그 이론적 수량은 통상 28 중량% 이므로 잔부의 13 중량% 가 수화 활성을 유지한 채 성형체 내에 함유 유지되어 있고，부분 수화 성형체로 되는 것이다．

본 발명의 부분 수화 성형체로 사용되는 수경성 조성물은 수경성 분체만을 분체 원료로 할 수 있다.

여기에서，수경성 분체란 물에 의하여 경화하는 분체를 의미하며 바람직하게는 보통 포틀랜드 시멘트，제트 시멘트，알루미나 시멘트，초속경(rapid hardening) 시멘트，규산 칼슘，칼슘 알루미네이트，칼슘 플루오르 알루미네이트，칼슘 술포 알루미네이트, 칼슘 알루미노 페라이트，인산 칼슘，슬래그，반수(半水) 또는 무수 석고 및 자경성(自硬性)을 갖는 생석회의 분체로 구성되는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 분체가 사용된다．

상기 수경성 분체의 입경 등은 특별히 제한되지 않지만，성형시의 사용 가능시간 및 얻어지는 성형체의 강도의 측면에서 평균 입경 10∼40 ㎛ 정도의 것이 바람직하고 또한 성형체의 고강도를 확보하는 점에서 브레인(Blaine) 비표면적이 2500 cm²/g 이상인 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 사용하는 수경성 조성물은 상기 수경성 분체 이외에 비수경성 분체를 함유할 수도 있다.

이 비수경성 분체는 단일체(單體)로는 물과 접촉해도 경화하지 않는 분체를 의미하지만 알칼리성 또는 산성 상태，또는 고압 증기 분위기에서 이 성분이 용출하고 다른 기존의 용출 성분과 반응하여 생성물을 형성하는 분체도 포함하는 것을 의미한다.

비수경성 분체로서는 수산화칼슘 분말，이수석고(calcium sulfate dihydrate) 분말, 탄산칼슘 분말，슬래그 분말，플라이애시(flyash) 분말，규석 분말，점토 분말 및 실리카흄(silica fume) 분말로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 1종의 분체를 매우 적합하게 이용할 수 있다.

이러한 비수경성 분체는 포졸란 반응 혹은 마이크로 필러 효과에 의하여 강도를 증진하는 기능을 갖는다．

이들 비수경성 분체의 평균 입경은 바람직하게는 수경성 조성물 분체의 평균 입경보다 1자릿수 이상 작고, 보다 바람직하게는 2자릿수 이상 작은 것이 수경성 분체의 간극을 충전하고 성형체가 치밀하게 되는 측면에서 바람직하다. 미세함의 하한은 특별히 한정되지 않고, 본 발명의 효과에 지장이 없다면 특히 제한되지는 않지만 통상 수경성 분체의 평균 입경의 1/500 정도인 것이 양호한 성형성을 유지한다는 점에서 바람직하다．

이와 같은 입경의 비수경성 분체를 이용함으로써, 성형체의 형상 유지성을 더욱 향상시킬 수 있다.

본 발명의 부분 수화 성형체를 제조함에 있어서，예를 들면 상기 수경성 조성물과 물은 중량비로 99:1∼50:50 중량부의 비율, 바람직하게는 80:20∼95:5 중량부의 비율로 혼합된다．

상기한 것처럼, 이 때 첨가한 물의 중량비가 수경성 조성물의 이론 수화량 이상인 경우 즉, 수경성 조성물 100 중량부에 대한 물의 중량비가 약 27∼28 중량 부 이상의 경우에서는 수화 반응의 도중에 이론적 수화량보다도 적은 양 즉, 물의 중량비가 28 중량부보다 적은 양의 함수율로 되도록 물을 강제적으로 증발 제거시켜서 수경성 조성물을 성형한다．

여기서，수경성 조성물의 이론 수화량이란 예를 들면，통상의 보통 포틀랜드 시멘트의 경우 보통 포틀랜드 시멘트의 이론적 수량，즉 보통 포틀랜드 시멘트의 광물 조성이 전부 수화 반응에 의하여 수화물로 되는데 필요한 수량으로서 예를 들면, 보통 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여 물 27∼28 중량부이다．구체적으로는，100g의 보통 포틀랜드 시멘트와 28g의 물을 혼합하여 양호하게 경화시킨 경우，시간 경과와 함께 수화가 완전히 진행하여 완전한 수화 경화체를 얻을 수 있는데 이 완전 수화 경화체를 얻을 수 있는 정도의 수량을 나타내는 것이다．

한편, 예를 들면 보통 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여 물을 약 10 중량부 첨가 혼합하여 얻어진 혼합물을 혼련하는 것과 같은 경우에는，수화 반응을 완결시키는데는 물이 부족한 혼합물 즉, 본래의 이론적 수량으로서 수경성 조성물 100 중량부 대 물 28 중량부를 필요로 하는 것에 대하여, 물이 10 중량부 밖에 첨가되어 있지 않은 혼합물은 반드시 습윤된 분체 상태로 된다．

이것을 예를 들면, 프레스 성형 등에 의하여 원하는 형상으로 성형시키고, 부분적인 수화 반응에 의해 자기 형태를 유지시켜 본 발명의 부분 수화 성형체를 얻을 수도 있다.

더욱 바람직하게는，수경성 조성물에 첨가되는 물의 물방울 지름은 수경성 조성물의 분체 지름보다도 동등 이하인 것이，얻어지는 수경성 조성물과 물의 혼합 습윤 분체에 이른바 "혼련 덩어리" 를 형성하지 않고，균일한 혼합물을 얻을 수 있으므로 바람직하다.

또한 상기 부분 수화 성형체를 각종 용도에 사용할 때에 물과 접촉시켜서 수화 반응을 진행한 경우，예를 들면 균열 보수에 있어서는 물의 색의 흔적을 남기지 않고 본래의 몸체와 거의 동일한 색채가 얻어져 양호한 미관을 유지할 수 있다. 또한, 정적 파쇄재로서 사용한 경우에 있어서는 적절한 팽창이 얻어져 파쇄 효율이 양호해진다．

또한, 본 발명의 부분 수화 성형체에 있어서 필요에 따라 수용성 고분자 화합물 등의 고분자 화합물을 혼합ㆍ분산시켜 함유할 수 있고，바람직하게는 수경성 조성물과 혼련하는 물의 일부를 상기 고분자 화합물로 치환시켜 함유할 수 있다.

특히，본 발명의 부분 수화 성형체를 제조할 때에 유입 성형이나 압출 성형을 이용하는 경우에는，유동성을 확보하기 위해 상기 물의 일부를 수용성 고분자로 치환하여 이용하는 것이 바람직하다.

이러한 고분자 화합물은，본 발명의 부분 수화 성형체에 있어서 성형성의 향상, 최종 이용 국면에서의 성능 향상, 일례로서는 부착 강도의 증진 등에 기여하는 기능을 갖는다．

이와 같은 수용성 고분자로서 폴리에틸렌 글리콜, 폴리메틸렌 글리콜 등으로 대표되는 폴리알킬렌 글리콜류; 포발(poval) 등의 폴리비닐 알코올류; 카르복시메틸 셀룰로오스，히드록시에틸 셀룰로오스, 양이온화 셀룰로오스 등의 셀룰로오스류 또는 셀룰로오스 에테르류; VEMA(베마) 등의 메틸비닐에테르와 무수말레산 공중합 체; 전분류; 알콕스 등의 에틸렌 옥사이드를 개환 중합하여 얻는 폴리(에틸렌옥사이드) 등을 들 수 있고 예를 들면, 이들의 고분자 화합물 그 자체 또는 폴리머 에멀션으로서 혼화 이용할 수 있다.

이어서，본 발명의 수경성 조성물의 부분 수화 성형체를 제조하는 방법을 상세히 설명한다.

본 발명의 수경성 조성물의 부분 수화 성형체는 물과 수경성 조성물을 상기 혼합비로 혼련 혼합한 뒤 성형하고，성형 후에 자기 형태를 유지하는 레벨까지 수화를 진행시킨 단계에서，탈형ㆍ강제 건조함으로써 제조된다．

구체적인 성형 방법으로서는, 사출 성형법，압출 성형법，가압 성형법，유입 성형 등의 성형 방법을 이용할 수 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니며 공지의 성형 방법을 이용할 수 있다．

본 발명의 부분 수화 성형체를 조제할 때는，먼저 상기 수경성 조성물과 물을 상기 배합 비율로 혼합하여 조제하나 그 혼합 방법에 있어서는 균일하게 혼합할 수 있다면 임의의 공지 방법을 이용하여 혼합할 수 있다.

특히，수경성 분체와 비수경성 분체를 함유하는 수경성 조성물을 이용하는 경우에는, 강력한 전단력을 가할 수 있는 혼합 방법을 채용하는 것이 바람직하고 예를 들면，프로셰어형(Plough Share type) 믹서 등을 사용하여 혼련한다．이와 같은 전단력이 높은 혼합기를 사용하여 혼련함으로써 혼합에 요하는 시간을 단축할 수 있다.

또한，물의 첨가 방법으로서는 상기한 바와 같이 수경성 조성물과 상기 수경 성 조성물이 완전 수화 반응을 나타내는 이론량보다 적은 양의 물을 혼합한다．이로 인해，습윤 분체를 얻고 상기 분체의 수화 반응을 진행시켜 자기 형태의 유지가 가능한 성형체로 함으로써, 이 성형체 내에 부분적으로 수화 활성을 잔존시킨다. 자기 형태의 유지가 가능한 단계로까지 수화 반응이 진행하면 필요에 따라，수화 반응 도중의 단계에서 강제 건조할 수도 있다.

이 경우，상기 수경성 조성물과 물을 균일하게 첨가하는 방법이라면 임의의 방법을 이용할 수 있으나 상기 수경성 조성물에 상기한 양의 물을 첨가하여 얻어진 습윤 분체를 안정되게 제조하기 위해서는，이른바 혼련 덩어리가 발생하지 않도록 유의할 필요가 있다．

혼련 덩어리의 생성을 방지하기 위해서는 상기한 것과 같이, 첨가되는 물의 물방울 지름을 수경성 조성물 분체의 입경 이하로 하는 것이 바람직하다．

이를 위한 물의 첨가 방법으로서는 예를 들면, 바람직하게는 시판 드라이포그(dry fog) 노즐이라는, 분체 입자와 동등 이하의 물방울 지름으로 분무할 수 있는 전용 스프레이 노즐을 유효하게 사용할 수 있다．

구체적으로는，수경성 조성물의 분체를 믹서 안에 투입하고 상기 믹서를 회전 또는 혼합 동작시키면서 연속적으로 드라이포그를 분무 공급하는 방법이 바람직하게 사용된다．

이와 같이 혼합함으로써，혼련 덩어리가 전혀 없는 완전 균일한 수경성 조성물과 물의 혼합물，즉 수경성 조성물의 습윤 분체를 얻을 수 있고 이것을 성형함으로써 전체적으로 균일한 부분 수화 성형체를 얻을 수 있다．

상기 수화 과정에 있어서의 강제 건조는，가열이나 가압 등의 수단으로 행할 수 있다．종래의 수경성 조성물의 완전 수화 경화체 제조에 있어서는 상기 강제 건조는 균열 발생 등의 유해한 상태를 초래하게 되지만, 예를 들면 직경 10mm 전후의 극소 단면 형상의 성형체라면 유해한 균열을 일으키지 않고，목적하는 부분 수화 성형체를 얻을 수 있다．

이와 같은 강제 건조 공정을 수반하는 부분 수화 성형체의 제조 방법은 유입 성형 이외에 압출 성형 등에도 이용할 수 있다.

또한，물의 일부를 알코올이나 저분자량의 폴리에틸렌글리콜 등의 수용성 고분자 화합물로 치환한, 물과 고분자 화합물의 혼합액을 이용하는 경우라도 상기와 동일한 공정으로 제조할 수 있다．

상기 방법에 대신하여, 수경성 조성물과 상기 수경성 조성물이 완전하게 수화하는데 충분한 이론량 이상의 양의 물을 혼합하고 자기 형태를 유지 가능한 단계까지 수화가 진행한 시점에서 강제적으로 건조하고，부분적으로 수화 활성을 잔존시킴으로써 본 발명의 수경성 조성물의 부분 수화 성형체를 제조할 수 있다．

예를 들면, 수경성 조성물 100 중량부에 물을 10 중량부 전후로 첨가하여 얻어진 습윤 분체 상태의 혼합물은 종래의 유입 성형 등에는 적합하지 않다.

따라서, 유입 성형이 가능해지는 정도，즉 수경성 조성물 100 중량부에 대하여 50 중량부 정도까지 물을 첨가 혼합하고 이것을 원하는 형상으로 된 거푸집 내에 유입시켜 성형해서 이의 수화 반응이 자기 형태를 유지하는데 충분한 단계 예를 들면, 바람직하게는 보통 포틀랜드 시멘트의 경우라면 20℃ 에서 재령(재료의 나 이; 材齡) 8시간 정도의 시점에서 탈형하고 또한 강제적으로 건조시켜서 추후의 수화 반응에 사용되는 물을 제거한다．이렇게 함으로써, 본 발명의 목적으로 하는 부분 수화 성형체를 얻을 수 있다.

성형 방법으로서 가압 성형을 사용하는 경우에는，얻어진 수경성 조성물 및 이론적 수량보다 적은 양의 물의 혼합물，즉 수경성 조성물의 습윤 분체를 부형용 치구(冶具) 예를 들면, 압출 성형기의 재료 반송 스크류나 다이스 부분 또는 프레스기의 금형 등에 투입하고 예를 들면, 약 5000kg/cm² 이하의 성형 압력으로 압출하고 부형ㆍ조밀화하여 부분 수화 성형체를 얻을 수 있다.

더욱 바람직하게는, 얻어진 부분 수화 성형체의 표면에 파라핀 왁스나 유기 도료 등의 극히 얇은 코팅처리를 가할 수도 있다．이와 같은 코팅을 형성함으로써잔존한 수화 활성이 상기 부분 수화 성형체의 보관 기간 중에 공기중의 습기에 의하여 손실되는 것을 방지할 수 있다．

이와 같이 하여 얻어진 부분 수화 성형체는 성형체로서의 형상을 유지함과 동시에, 사용시에는 적당한 붕괴성을 갖기 때문에 지수재，균열 충전재，정적 파쇄 재，각종 모르타르 프리믹스 제품，각종 콘크리트 프리믹스 제품，각종 충전재나 재충전재로서 사용할 수 있고 그 작업 효율을 향상시킬 수 있다.

이러한 본 발명의 부분 수화 성형체는 부피 비중으로 약 0.5∼1.7의 값을 갖는 것이 형상 유지성 및 작업 효율의 점에서 더욱 바람직하다.

본 발명의 수경성 조성물의 부분 수화 성형체는, 물이 이론적으로 부족한 상 태에서 형상이 부여되고 단시간에 탈형이 실현된다.

따라서，본 발명의 수경성 조성물의 부분 수화 성형체를 경화시키기 위해서는 상기 부분 수화 성형체를 지수재, 균열 충전재，정적 파쇄재，각종 모르타르 프리믹스 제품，각종 콘크리트 프리믹스 제품，각종 충전재나 재충전재 등으로서 이용한 후에，수분의 공급을 행하여 경화시킬 필요가 있다．

본 발명의 수경성 조성물의 부분 수화 성형체를 균열 충전재로서 이용하는 예를 이하에 설명한다．

본 발명의 수경성 조성물의 부분 수화 성형체를 원하는 형상 예를 들면，초크(chalk) 형상의 성형체로 제조한다.

이러한 초크 형상의 부분 수화 성형체는 이것을 콘크리트나 타일 또는 도장된 벽면 등에 발생한 균열에 따라 문질러 넣음으로써, 용이하게 붕괴되어 균열에 쉽게 충전된다．

충전 후에는 예를 들면, 스프레이나 스펀지 등으로 충전 부분에 물을 공급하면 충전된 재료는 부분 수화물이기 때문에 즉, 수화 활성이 아직 잔존하고 있기 때문에 신속하게 수화 반응이 시작되어 균열 안에서 경화하고, 이로 인해 균열의 충전이 완료된다．

또한，원하는 형상 예를 들면, 초크 형상으로 성형한 본 발명의 부분 수화 성형체의 선단부를 5∼30초 정도 물에 침지하면 물에 침지된 선단부 만이 유연한 페이스트 상태로 되기 때문에 이 페이스트 상태의 것을 균열에 문질러 넣어도 된다.

어떤 방법에 의해서도, 수화 반응이 단시간에 완료한다. 특히 수경성 조성물로서 초속경계 시멘트를 사용한 경우에는 수분 이내에 수화 반응이 완료되고 이에 의해 단시간에 또한 간편한 균열 보수가 가능해지고 누구라도 균열 보수를 쉽게 할 수 있게 된다．

또한 본 발명의 부분 수화 성형체는 바인더를 함유하지 않기 때문에, 보수시 주위에 비어져 나오거나 부착된 분말을, 예를 들면 솔이나 브러시 등으로 용이하게 제거할 수 있고, 예를 들면 균열 충전재로서 사용한 후의 미관이 극히 우수한 것이다.

이와 같이, 얻어진 보수 부분은 방수성이 우수하고 보수후의 색차가 본래의 몸체와 거의 동일하게 되어 미관을 극히 효과적으로 유지할 수 있다.

또한 바람직하게는，균열을 완전히 밀봉하기 위해 본 발명의 균열 충전재와 종래의 균열 주입재를 병용할 수도 있다．

구체적으로 예를 들면，본 발명의 부분 수화 균열 충전재를 대상이 되는 균열에 문질러 넣는데, 이 때 나중에 충전하는 종래의 균열 주입재의 충전구로서 표면부를 예를 들면, 5∼10mm 정도 본 발명의 균열 충전재를 문질러 넣지 않고 남겨서 비워둔다.

이어서，균열에서 비어져 나온 본 발명의 균열 충전재 부분을 솔이나 브러시 등으로 제거하고 충전된 본 발명의 균열 충전재에 물을 함유한 스펀지 등을 가압함으로써 물을 제공해서 부분 수화물을 완전 수화물로 한다．

여기서 본 발명의 균열 충전재에는 예를 들면, 초속경계 시멘트 등을 사용하 고 있기 때문에 경화가 신속하게 완료되고 이 시점에서 균열부의 미관 유지를 위해 일부를 잔존시킨 채로 밀봉을 완료한다．

상기한 것과 같이，남겨둔 충전구로부터 종래의 균열 주입재 (예를 들면, 제품명: 초미립자 시멘트계 균열 주입재 리프리필 본드, 스미토모 오사카 시멘트 주식회사제)를 혼합 반죽한 것을, 예를 들면 아크릴제 주사기로 균열 내부에 주입한다.

본 방법은 균열이 내부로 깊게 파여진 경우, 심부에 종래의 균열 주입재를 균열 내부에 조밀하게 충전하여 균열을 확실하게 보수하고，한편 본 발명의 균열 충전재를 표면부에 사용함으로써 표면부의 미관을 유지하고 또한 종래의 균열 주입재가 침출하지 않도록 하기 위한 밀봉 재료로서의 기능을 발현시키는 것을 가능하게 하는 것이다．

이와 같이 균열을 밀봉함으로써 균열로부터 콘크리트 몸체에 대한 물의 침투를 방지하고，내부 철근의 녹이나 부식을 방지할 수 있게 되며 그 결과, 콘크리트 몸체의 내구성이 향상된다.

본 발명의 수경성 조성물의 부분 수화 성형체를 정적 파쇄재로서 이용하는 예를 이하에 설명한다.

본 발명의 수경성 조성물의 부분 수화 성형체를 원하는 형상 예를 들면, 중공 원통 형상으로 성형한다．

파쇄 피대상인 암석이나 콘크리트를 상기 중공 원통 형상의 부분 수화 성형체와 동일한 지름 크기로 천공하고, 상기 구멍 내에 본 발명의 중공 원통 형상의 부분 수화 성형체를 삽입하고, 충전된 중공 원통 형상의 부분 수화 성형체의 중공 내경부에 소정량의 물을 주입하면 즉석에서 수화 팽창 반응이 시작되며 그 팽창력에 의하여 암석이나 콘크리트에 인장 응력을 발생시켜 파쇄할 수 있게 되는 것이다.

따라서，특히 수중 파쇄에는 아주 유효하게 사용된다．

여기에서 수중 파쇄란 예를 들면, 항만의 바닷속 콘크리트 구조물의 증개축 등에 있어서 기존의 수중 콘크리트 구조물을 파쇄하는 경우 등을 나타낸다．

통상，정적 파쇄 제품은 물을 미리 혼합하여 유동성이 우수한 페이스트 상태로 된다.

이러한 페이스트의 비중은 약 2.3 정도로 물보다 무겁기 때문에，수중 구조물에 천공된 구멍 내에도 비중차에 의하여 충전할 수 있다고 되어 있으나, 조류가 있는 장소에서는 사실상 곤란하다．

이 점을 감안하여，분말 형상의 정적 파쇄제 제품을 포대 자루에 장전하고 이것을 봉으로 찌르면서 구멍 내에 삽입하는 방법도 사용되고 있지만，수중에서의 이 작업은 효율이 나쁘고 항상 효과적인 수중 파쇄 공법은 아니다．

이에 대하여, 본 발명에 있어서는 본 발명의 수경성 조성물의 부분 수화 성형체로 이루어지는 정적 파쇄재를 부분 수화 상태에서 미리 예를 들면, 봉 형상으로 성형함으로써 구멍내의 삽입은 이러한 봉 형상의 성형체를 삽입하는 것 뿐이기 때문에 극히 간편한 것이다.

이러한 충전된 부분 수화 성형체의 내부에 서서히 물이 침투하면 파쇄제의 수화 반응이 시작되어 팽창이 일어나기 때문에 콘크리트 몸체 등에 인장 응력이 발생하여 파쇄를 할 수 있다.

또한 필요에 따라，부분 수화 성형체의 중심부 길이 방향으로 약 1∼2mm 정도의 작은 수로(水路) 구멍을 형성함으로써 효율적으로 수화 반응을 행할 수도 있다．

본 발명의 수경성 조성물의 부분 수화 성형체를 홀 인 앵커 재충전재로서 이용하는 예를 이하에서 설명한다．

콘크리트나 암반용 홀 인 앵커를 뽑아내어 철거하는 것은 토목ㆍ건축 분야의 여하를 불문하고 흔한 사례이다．

앵커 흔적을 그대로 방치하면，콘크리트에 구멍이 열린 채이므로 재충전을 행할 필요가 있는데, 앵커 흔적은 통상 지름 17mm，깊이 120mm 정도의 작은 구멍으로서 예를 들면，하나의 교량의 상부 공사 (교각에 다리 기둥을 걸치는 공사)시 수천개의 앵커 흔적 재충전 작업이 발생하는 경우도 있다.

종래는 소량씩 혼련한 모르타르를 하나씩 수작업으로 가느다란 봉이나 숟가락을 사용하면서 메우는 방법이었지만 이러한 방법은 효율이 극히 나쁘다．

본 발명에 의하면 앵커 흔적과 거의 동일한 치수의 본 발명의 부분 수화 성형체를 예를 들면, 미리 지름 17mm, 길이 120mm 정도로 성형하고 이것을 구멍 내에 해머로 두드려 넣고 다시 소정량의 물 예를 들면, 성형체 중량의 약 30 중량% 정도의 양의 물을 공급하면 수화 반응이 일어나 재충전 작업을 완료할 수 있다．

또는 본 발명의 부분 수화 성형체를 미리 수분 내지 수시간 동안 물에 침지 하고, 물을 흡수하여 유연해진 시점에서 상기와 마찬가지로 해머 등으로 구멍 내에 두드려 넣는 방법이라도 되며 이 경우에는 이것으로써 재충전 작업을 완료할 수 있다.

본 발명의 수경성 조성물의 부분 수화 성형체를 모르타르 프리믹스 제품으로 이용하는 예를 이하에서 설명한다.

본 발명의 수경성 조성물의 부분 수화 성형체는, 자기 형태를 유지하기 위해 처음 성형시에 첨가하는 물의 양 및 가압 성형시의 성형 압력을 조정함으로써 곧 물이 침투할 것 같은, 말하자면 "성긴" 성형체로 할 수 있다. 이와 같은 "성긴" 성형체는 자기 내부에 물이 신속하게 침투할 수 있는 정도의 공극을 가짐과 동시에, 소정량의 물을 담은 믹서 안에 상기 부분 수화 성형체를 직접 투입함으로써 분체를 투입하는 경우와 완전히 동일하게 혼련할 수 있고, 후레시(fresh) 모르타르 (아직 고형화 하지 않은 모르타르)를 단시간에 얻을 수 있다.

본 발명의 부분 수화 성형체는 신속하게 물과 혼합되어 균일한 후레시 모르타르를 제조할 수 있고, 얻어진 모르타르는 종래 제품과 동일한 정도의 강도 발현성을 갖는다．

모르타르 프리믹스용 부분 수화 성형체로서는 경화후의 강도 발현 등의 성능을 감안할 때 자기 형틀 유지에 필요한 당초의 첨가량이 적을수록 좋지만, 수경성 조성물에 대하여 수량이 3 중량% 미만이면 성형성 및 형상 유지성이 곤란하기 때문에, 특히 수량은 3∼10 중량% 정도가 바람직하다.

본 발명의 수경성 조성물의 부분 수화 성형체는 성형체로서의 형상을 유지할 수 있음과 동시에, 사용시에는 용이하게 붕괴시킬 수 있고 그 작업 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 수경성 조성물을 원하는 형상으로 용이하게 성형 고화할 수 있기 때문에，상기 이외의 여러가지의 용도에도 이용할 수 있고 또한 그 유통 상태 및 사용하는 작업 환경에 있어서도, 분진을 발생시키지 않고 환경을 극히 양호하게 유지할 수 있다.

또한，본 발명의 수경성 조성물의 부분 수화 성형체는 풍화를 방지하고 장기 보존을 가능하게 할 수 있다.

또한，본 발명의 수경성 조성물의 부분 수화 성형체의 제조 방법은 상기 부분 수화 성형체를 효율적으로 간편하게 또한 경제적으로 성형하는 것을 가능하게 한다.

또한，본 발명의 수경성 조성물의 부분 수화 성형체의 이용 방법은 사용시에 수분을 공급함으로써 수경성 조성물의 경화를 달성할 수 있고, 광범위한 이용 용도를 제공하는 동시에 그 취급을 간편하게 할 수 있다.

특히 본 발명의 수경성 조성물의 부분 수화 성형체를 이용하면, 특별한 도구나 기술을 필요로 하지 않고도 누구나 간단하게 또한 확실하게 균열 등의 충전ㆍ보수를 행할 수 있으며 콘크리트 등의 내부에로의 수분 유입을 방지하고 내부의 철근의 녹 발생을 방지할 수 있으므로 콘크리트 등의 열화ㆍ파손 방지를 가능하게 할 수 있다.

실시예

본 발명을 다음 실시예，비교예 및 시험예를 들어 설명한다．

<균열 충전재>

실시예 1

수경성 조성물로서 초속경계 시멘트를 원료로 하는 지수재 (상품명 라이온시스이 101; 스미토모 오사카 시멘트 주식회사제) 10kg를 경동(傾胴)형 콘크리트 믹서에 넣고 믹서의 투입구를 방진을 위해 비닐 시트로 덮었다. 비닐 시트의 중앙부에 직경 5cm 정도의 작은 구멍을 내고, 여기로부터 드라이포그(dry fog) 노즐 (상품명; 아키미스트 D 타입, 주식회사 이케우치제)를 믹서 안에 삽입한 후 1분간 0.05 리터의 분무량으로 32분간 합계 1.6 리터의 물을 분무 첨가하였다.

또한, 상기의 드라이포그 노즐로부터 공급되는 스프레이 물안개의 평균 물방울 지름은, 분무 대상이 되는 상기 지수재의 평균 분말 입자 직경과 거의 동등하거나 그 이하인 10㎛ 정도이다.

이로 인해 상기 지수재(분말):물이 100:16 중량부 비율로 되는 혼합물이 얻어지고 이 혼합물은 이른바 "혼련 덩어리"가 전혀 관찰되지 않는 완전히 균일한 분체 습윤 혼합물이었다.

이것은 물방울이 분말 입자 이하의 크기이므로 혼련 덩어리가 물리적으로 생성하는 일이 없기 때문이다.

이러한 혼합물을 압출 성형기에 투입하여 직경 17mm，길이 90mm의 가늘고 긴 원주 형상，초크와 완전 동일한 형상으로 성형하고，본 발명의 균열 충전재로서의 수경성 조성물의 부분 수화 성형체를 제조하였다．

얻어진 부분 수화 성형체의 JIS R 5202의 「시멘트의 강열 감량」 에 규정되 는 강열 감량치 (이그니션 로스)는 18 중량% 이었다.

비교예 1∼3

시판되는 에폭시계 균열 보수재 (상품명: 가요성 에폭시 수지 E600; 코니시 주식회사제)를 비교예 1 로 하고, 시판되는 탄성 실링재계 균열 보수재 (상품명: 뷰실 6909; 코니시 주식회사제)를 비교예 2 로 하며, 또한 시판되는 초미립자 시멘트계 균열 보수재 (상품명: 리프리필 본드; 스미토모 오사카 시멘트 주식회사제) 를 비교예 3 으로 하여 균열 충전재로서 사용하였다．

비교예 4

수경성 조성물로서 초속경계 시멘트를 원료로 하는 지수재 (상품명; 라이온시스이 101，스미토모 오사카 시멘트 주식회사제)와 수용성 고분자 (상품명; PEO-1 스미토모 정화 주식회사제)를 상기 지수재(분말):수용성 고분자(분말)가 9:1 의 중량부 비율로 되도록 계량하여 대강 혼합하고, 다시 85℃ 에서 15분간 혼합하여 균일한 유동 혼합물을 얻었다.

이러한 혼합물을 압출 성형기에 투입하고，스크류 및 압출 다이스의 온도를 80℃로 유지하면서 용융 유동 상태로 하여 압출하고, 냉각하고，직경 17mm，길이 90mm의 가늘고 긴 원주 형상，정확히 초크와 동일한 형상으로 성형하여 본 발명의 균열 충전재로서의 수경성 조성물의 미수화 성형체를 제조하였다．

시험예 1-1

(1) 방수ㆍ철근의 녹 방지 효과

(피시험체의 준비)

전체 길이 15m，높이 45cm，두께 10cm 의 일반 단독 주택 콘크리트 포장(布) 기초를 모델로 한 모의 시험체를 과잉의 팽창재가 혼입된 콘크리트로써 타설하고 다시 바닥면을 철근으로 구속함으로써 고의로 균열을 발생시켰다．

균열 폭 0.3∼1.0 mm 의 균열이 거의 30cm 간격으로 총합계 38개 부분에서 발생하였다．이러한 균열은 그 대부분이 높이 방향 및 두께 방향 모두 관통 균열되었다.

이러한 관통 균열이 생긴 것을 피시험체로서 사용하였다．

(방수=철근의 녹 방지 효과 확인 시험)

피시험체 중에서 발생한 38개 부분의 균열 중 8개 부분을 무처리로 하고, 5개 부분에는 비교예 1의 균열 충전재를，다른 5개 부분에는 비교예 2의 균열 보수재를，또한 나머지 5개 부분에는 비교예 3의 균열 보수재를 사용하여 각각의 매뉴얼 기재대로 균열을 충전ㆍ보수하였다．

한편，상기 실시예 1에서 얻어진 초크 형상의 균열 보수재의 선단부를 물에 5∼30초간 침지하여 유연하게 하고, 이 유연해진 초크 형상의 균열 충전재를 나머지 15곳의 균열에 문질러 넣어서 균열을 충전ㆍ보수하였다．

보수 후 24시간 경과한 시점부터 보수한 면의 방향으로부터 농도 15 중량%의 염수를 연속적으로 48시간 스프레이 분무하였다．

분무 정지 7일 후 피시험체를 해체하고, 내부의 철근의 녹 발생 상태를 확인하였다．그 결과를 표 1에 나타낸다.

표 1

보수재	48시간 염수 분무로부터 7일후 철근의 녹 발생 상황
보수재	개황	녹 발생 부분의 수	녹 발생하지 않은 부분의 수
실시예 1	약간 녹 발생	2	13
무처리	현저한 녹 발생	8	0
비교예 1	녹 발생 없음	0	5
비교예 2	녹 발생 없음	0	5
비교예 3	약간 녹 발생	1	4

상기 표 1 로부터，본 발명에 의한 부분 수화 균열 충전재 및 그 충전ㆍ보수 방법에 의하면 보수 방법이 현저하게 간편화 될 수 있음과 동시에, 시판되는 초미립자 시멘트계 균열 보수재와 동등한 철근 녹 방지 효과를 제공할 수 있음을 알 수 있다.

또한，사출 성형을 이용하여 얻은 본 발명의 부분 수화 균열 충전재도 동일한 효과를 갖는 것을 확인하였다．

(2) 미관 유지 효과

(측정 방법)

상기 피시험체의 균열 보수를 실시함에 있어서，동일 시각 및 동일 위치에서 각 균열 충전재의 사용 전후의 상태를 디지털 카메라로 촬영하여 그 데이터를 퍼스널 컴퓨터에 전송하고，ADOBE SYSTEMS 주식회사제의 화상 리터치 소프트 ADOBE PHOTOSHOP 를 사용하여 각 픽셀의 RGB 값을 측정，즉 균열부의 색차를 측정하였다.

(색차 측정 결과)

상기 측정 결과를 표 2에 나타낸다．

표 2

부위		측정치
부위		R	G	B
균열없는 콘크리트 (기준기재) 부분	측정치	155	171	165
균열 부분	측정치	15	18	5
균열 부분	기재와의 색차	140	153	160
실시예 1에 의한 보수후의 균열 부분	측정치	168	172	173
실시예 1에 의한 보수후의 균열 부분	기재와의 색차	13	1	8

표 2 로부터，본 발명의 부분 수화 균열 충전재는 보수후의 색차가 보수전의 기준 기재인 피시험체 콘크리트와 거의 동일하게 됨이 분명하며 우수한 미관 유지 성능 즉，균열을 눈에 띄지 않게 하는 효과를 갖는 것을 알 수 있다.

또한, 사람의 육안으로 판단할 수 있는 RGB 값의 색차의 범위는 10 전후이기 때문에 본 발명의 부분 수화 균열 충전재를 이용하여 보수를 실시하는 경우, 보수후에는 사람의 육안으로 균열을 거의 인식할 수 없게 된다．

또한, 사출 성형을 이용하여 얻은 본 발명의 부분 수화 균열 충전재도 동일한 효과를 갖는 것을 확인하였다．

시험예 1-2

비교예 4의 미수화 수경성 조성물의 초크 형상 성형체와 실시예 1에서 얻어진 초크 형상 부분 수화 성형체의 균열에 대한 충전 깊이를 측정하였다．

시험 대상이 되는 균열은 콘크리트의 균열로, 그 균열 폭은 균열 게이지로 측정하면 0.1, 0.3, 0.5, 0.9, 1.3 mm 의 것이다．이들 각 균열에 관하여, 각 초크 형상 성형체를 쓱쓱 5회 문질러 발라서 "깎으면서" 5회 문질러 넣어 충전된 평균 깊이를 측정하였다.

여기에서 충전된 깊이란 문질러 넣은 후에 스프레이 내지는 적신 천으로, 충 전한 균열 충전재 분체에 물을 공급하여 경화시킨 후，이 보수 완료 부분을 파괴하여 충전 단면을 관찰할 수 있도록 하고 충전 즉 보수된 깊이를 노기스(vernier calipers)로 측정하여 그 평균치를 나타낸 것이다．

그 결과를 표 3에 나타낸다．

표 3

		보수 대상이 되는 균열의 폭 (mm)
		0.1	0.3	0.5	0.9	1.3
5회 문질러 넣어 충전된 평균 깊이(mm)	실시예 1	0.85	1.54	1.5	1.58	1.62
5회 문질러 넣어 충전된 평균 깊이(mm)	비교예 4	0.53	0.88	0.82	0.91	0.96

표 3 으로부터，본 발명의 부분 수화 성형체에 의한 초크 형상 성형체 쪽이 충전 깊이가 크고 보수 효과가 우수한 것을 알 수 있다.

또한, 사출 성형을 이용하여 얻어진 본 발명의 부분 수화 균열 충전재도 동일한 효과를 갖는 것을 확인하였다．

시험예 1-3

비교예 4의 미수화 수경성 조성물의 초크 형상 성형체와 실시예 1에서 얻어진 초크 형상 부분 수화 성형체의 균열 보수 시간의 효율을 평가하였다．

시험 대상이 되는 균열은 콘크리트의 균열로, 그 균열 폭은 균열 게이지로 측정하여，0.1∼0.3mm 의 가느다란 균열 폭의 것과 0.5∼1.2mm 의 굵은 균열 폭의 것으로 하고, 또한 길이 15cm의 균열 10개를 보수하는데 소요된 시간 및 균열 1개 당 소요된 시간을 측정하였다.

여기에서 보수 시간이란，미관의 회복과 방수 성능적으로 만족할 수 있다고 판단한 상태까지 작업을 행하는데 소요된 시간을 10 개분에 대해 합계한 것이다．

단, 이 시간은 수분의 공급 및 각 수경성 조성물이 경화하는데 요하는 시간은 포함되지 않는다．

그 결과를 표 4에 나타낸다．

표 4

		길이 15cm 의 균열 10개를 보수하는데의 소요 시간(분)
		폭 0.1∼0.3mm의 가느다란 균열	폭 0.5∼1.2mm의 굵은 균열
실시예 1	보수작업 전체	8	13
실시예 1	균열 1개 당	0.8	1.3
비교예 4	보수작업 전체	28	34
비교예 4	균열 1개 당	2.8	3.4

표 4 로부터，본 발명의 부분 수화 성형에 의한 초크 형상 성형체를 사용한 경우는, 매우 "적절히 초크가 붕괴되면서 균열에 충전되기" 때문에 압도적으로 작업 효율이 향상하고 있음을 알 수 있다. 본 발명의 부분 수화 균열 보수재는 비교예 4의 균열 충전재와 비교하여 균열 폭 0.1∼0.3mm 정도의 비교적 가느다란 균열의 보수에 있어서는 3.5 배，균열 폭 0.5∼1.2mm의 약간 굵은 균열의 보수에 있어서는 2.6 배까지 작업 효율이 향상하고 있는 것을 알 수 있다.

<정적 파쇄재>

실시예 2

상기 실시예 1의 지수재를 정적 파쇄재 분말 (상품명; S 마이트 VB，스미토모 오사카 시멘트 주식회사제)로 대신한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방식으로 하여 균일한 혼합물을 얻었다.

이러한 혼합물을 실시예 1과 마찬가지로 압출 성형기에 투입하고，압출 성형으로 지름 40mm × 길이 500mm의 원통 형상으로 압출 성형하여, 본 발명의 정적 파쇄재로서의 수경성 조성물의 부분 수화 성형체를 제조하였다．

얻어진 부분 수화 성형체의 JIS R 5202의 「시멘트의 강열 감량」에 규정되는 강열 감량치 (이그니션 로스)는 17 중량% 이었다.

비교예 5

시판되는 정적 파쇄재 (상품명: S 마이트 B형, 여름용; 스미토모 오사카 시멘트 주식회사제)를 비교를 위해 사용하였다．

시험예 2

(팽창 압력 (파쇄력) 시험)

파쇄 피대상체로서는, 수중의 콘크리트 피시험체 (수온 20∼25℃, 옥외, 압축 강도 27.3N/mm²)를 사용하였다．상기 콘크리트 시험체에는 지름 40mm × 길이 500mm의 원통 형상의 구멍이 천공되어 있다.

이어서, 실시예 2 에서 얻어진 정적 파쇄재를 상기 콘크리트 피시험체의 구멍 내에 충전하였다．충전은 극히 간단하게 또한 조밀하게 실시할 수 있었다.

한편 비교예 5의 정적 파쇄재 분말에 대해서는，물을 혼련수 비율 27 중량% 로 되도록 혼합하여 페이스트를 조제하고，이 페이스트를 상기 콘크리트 피시험체의 구멍 내에 충전하였다．

이러한 정적 파쇄재의 파쇄는 이의 수화 팽창에 의해 얻어지는데, 물의 주입으로부터 24시간 후의 측정 결과를 표 5에 나타낸다．

표 5

종 류	팽창압 (kgf/cm²)	파쇄의 가부	균열 발생시간(시간)
실시예 2	3,000	가능	19
비교예 5	3,800	가능	12

단, 팽창압은 이하의 순서에 의하여 측정하였다．

1) NKK (닛폰 강관 주식회사)제 심리스(seamless) 강관 SCH 40-20A 강관 (외경 53mm，내경 50mm)을 길이 40cm 로 절단한다．

2) 이 강관 중에 실시예 2 또는 비교예 5에 의한 정적 파쇄재를 장전했는데, 그 방법은 각각 이하와 같다．

즉，실시예 2는 상기 실시예 1과 동일한 방식으로 하여 얻어진 균일한 혼합물을 압출 성형하여 외경 49.9mm，내경 2mm의 중공 원통 형상으로 성형하고 이것을 이 강관 내부에 삽입ㆍ장전하고，다시 2mm 내경의 구멍 내에 수화 반응시키기 위해 물을 주입하였다．

비교예 5에 있어서는, 상기 콘크리트 파쇄 시험에 사용한 페이스트를 주입 충전하였다．

3) 이어서, 상기 강관의 외경의 원주 방향을 따라 주식회사 도쿄 측기 연구 소제 리드선 부착 일반용 변형 게이지 FLA-6-11 을 이 변형 게이지의 매뉴얼대로 장착하였다．

4) 이상의 1) 내지 3)의 작업 순서에 따라 상기 강관 내부의 정적 파쇄재는 모두 수화 반응에 의하여 현저한 체적 팽창을 일으키고 이 팽창력이 상기 강관의 외경 표면에 인장 변형으로 되어 나타났다．이 인장 변형을 상기 3)에서 장착한 변형 게이지로 측정하고，강관의 탄성 계수와 곱셈하여 팽창압을 산정하였다．

표 5 로부터, 본 발명의 부분 수화 정적 파쇄재에 의한 파쇄는 파쇄 방법이 현저하게 간편화 될 수 있는 것과 동시에 종래 제품과 거의 동등한 파쇄를 할 수 있는 것을 알 수 있다.

또한，사출 성형법을 이용하여 얻어진 본 발명의 부분 수화 정적 파쇄재도 동일한 효과를 갖는 것을 확인하였다．

<홀 인 앵커 재충전재>

실시예 3

수경성 조성물로서 보통 포틀랜드 시멘트 (PC; 스미토모 오사카 시멘트 주식회사 도치기 공장제)를 사용하였다.

상기 수경성 조성물과 자기 형태를 유지하는 당초의 첨가된 물의 혼합비를 중량비로 80:20 중량부로 하고, 얻어진 혼합물을 압출 성형기에 투입하여 직경 17mm 의 원통 형상으로 압출하고, 120mm의 소정 길이로 절단하였다．이 부분 수화 성형체를 7시간 습도 54%, 23℃ 에서 방치 양생하고, 자기 형태를 유지하는데 충분한 봉 형상 성형체로 만들었다.

이어서，이 봉 형상 성형체를 250℃ 로 유지된 건조기 내에 5시간 동안 보관하고 이 시점에서 수화 반응에 소비되지 않은 수분, 즉 자유수를 강제적으로 증발ㆍ제거하였다. 이에 의해, 재령 7시간 정도의 수화 반응 상태에서 수화 경화를 강제적으로 정지하고 부분 수화 성형체를 얻어 홀 인 앵커 재충전재를 제조하였다.

얻어진 부분 수화 성형체의 JIS R 5202의 「시멘트의 강열 감량」에 규정되는 강열 감량치 (이그니션 로스)는 22 중량% 이었다

비교예 6

보통 포틀랜드 시멘트 (PC; 스미토모 오사카 시멘트 주식회사 도치기 공장 제)와 모래와 물을 1 : 4 : 0.3 중량부의 비율로 균일하게 혼련하여 후레시 모르타르로 하고, 이것을 용량 3 리터의 미장이용 소형 수동 펌프로 홀 인 앵커 흔적에 밀어넣고 다시 표면을 흙손으로 평탄하게 완성하였다．

시험예 3

(앵커 흔적의 재충전 작업의 효율)

홀 인 앵커가 충전되어 있던 콘크리트로부터 다수의 앵커를 뽑아내었다．

다수의 앵커를 뽑아낸 후의 1개의 구멍의 크기는 직경 17mm，깊이 120mm의 원통 형상으로 되어 있다.

이러한 형상을 가지는 다수의 앵커 흔적을 갖는 콘크리트의 앵커 흔적에 상기 실시예 3에서 얻어진 홀 인 앵커 재충전재를 상기 앵커 흔적에 해머로 두드려 넣고, 이 충전된 홀 인 앵커 재충전재에 물을 상기 홀 인 앵커 재충전재의 30 중량%의 양으로 공급하여 경화시킴으로써 앵커 흔적에 대한 재충전 작업을 완료하 였다．

한편，비교예 6의 모르타르 충전재를 상기 앵커 흔적 1개씩에 대해 수작업으로 재충전 작업을 실시하였다．

이 때의 양자의 작업 효율을 표 6에 나타낸다．

표 6

종 류	총 처리수	총 처리시간	1개 부분당 소용시간
실시예 3	3253개 부분	8.5 시간	0.16분/부분
비교예 5	879개 부분	17.5 시간	1.19분/부분

상기 표 6 으로부터，본 발명의 재충전재는 종래와 비교하여 작업 효율이 약 7.4배 향상되는 것을 알 수 있다.

또한，사출 성형법을 이용하여 얻은 본 발명의 부분 수화 재충전재도 동일한 효과를 갖는 것을 확인하였다．

<모르타르 프리믹스 제품>

실시예 4∼6

수경성 조성물로서 초속경계 시멘트를 원료로 하는 지수재 (상품명; 라이온시스이 101, 스미토모 오사카 시멘트 주식회사제)를 사용하여，실시예 1과 동일한 방법으로 표 7의 배합 비율에 따라 물을 혼합하여 부분 수화 성형체를 제조하였다.

얻어진 각 부분 수화 성형체의 JIS R 5202의「시멘트의 강열 감량」에 규정되는 강열 감량치 (이그니션 로스)는 각각 6 중량%，17 중량%，22 중량% 이었다．

표 7

	실시예 4	실시예 5	실시예 6
수경성 조성물 양 C (kg)	100	100	100
첨가수의 양 W(kg)	5	16	20

비교예 7

초속경계 시멘트를 원료로 하는 지수재 (상품명; 라이온시스이 101, 스미토모 오사카 시멘트 주식회사제) 자체를 비교를 위해 사용하였다．

시험예 4

상기 실시예 4∼6 및 비교예 7의 재료를 표 8에 나타내는 양의 혼련수와 혼합하여 믹서 안에 투입하고，균일하게 혼련하여 후레시 모르타르를 조제하고, 지름 50mm × 100mm 의 시험체를 얻어 표 8에 나타내는 소정의 재령까지 공기중에서 양생을 행하고, 각 시험체의 압축 강도를 측정하였다．

그 결과를 표 8에 나타낸다．

단, 압축 강도는 JIS A l108 에 준거한 방법으로 측정하였다．

표 8

	실시예 4	실시예 5	실시예 6	비교예 7
부분 수화 성형체 중량 (kg)	100	100	100	100
혼련수 중량 (kg)	18	18	18	18
압축 강도(N/mm²) 재령 3시간	14	12	11	16
재령 1일	51	48	47	55
재령 3일	53	50	49	57
재령 7일	56	52	50	60
재령 28일	59	54	52	62
재령 91일	60	56	53	63

표 8 로부터，단시간 강도인 재령 3시간에 있어서, 본 발명의 모르타르 제품 은 종래의 모르타르 프리믹스 제품의 90%의 비강도로 되었으나 이후는 순조롭게 강도 발현이 이어지고 거의 동등한 강도를 발휘하는 것을 알 수 있다. 또한, 재령 91일의 장기 재령에서도 안정된 강도의 신장과 유지를 나타내고 있음을 알 수 있다.

또한, 사출 성형을 이용하여 얻어지는 본 발명의 부분 수화 성형체를 사용하여 얻어진 모르타르 제품도 동일한 효과를 갖는 것을 확인하였다．

본 발명의 부분 수화 성형체는 형상 유지성이 양호하고 사용시에는 용이하게 붕괴할 수 있음과 동시에, 환경성도 뛰어나며 특별한 도구나 기술을 필요로 하지 않아도 예를 들면，누구나 용이하게 콘크리트 균열 충전재로서 균열 등의 충전ㆍ보수에 적용할 수 있다．나아가서는 다른 정적 파쇄재，각종 모르타르 프리믹스 제품, 각종 콘크리트 프리믹스 제품，각종 충전재나 재충전재 등의 여러가지의 용도에 이용할 수 있다.

Claims

시멘트, 규산칼슘, 칼슘 알루미네이트, 칼슘 플루오르 알루미네이트, 칼슘 술포 알루미네이트, 칼슘 알루미노 페라이트, 인산 칼슘, 슬래그, 석고 및 생석회의 분체로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 수경성 분체를 포함하는 수경성 조성물에 대해, 수경성 조성물의 이론 수화량보다 적은 물을 함유하고, 형상을 유지할 수 있는 정도로 수경성 조성물이 부분적으로 수화 경화하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수경성 조성물의 부분 수화 성형체．
제 1항에 있어서,

수경성 조성물의 부분 수화 성형체가 추가로 고분자 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 수경성 조성물의 부분 수화 성형체．
제 1항 또는 제 2항에 기재된 수경성 조성물의 부분 수화 성형체를 제조함에 있어서，수경성 조성물과 이 수경성 조성물이 완전 수화 반응을 나타내는 이론량 이상의 양의 물을 혼합하여 성형하고，자기 형태를 유지할 수 있는 단계까지 수화가 진행한 시점에서 강제적으로 건조하고，부분적으로 수화 활성을 잔존시키는 것을 특징으로 하는 수경성 조성물의 부분 수화 성형체의 제조 방법．
제 1항 또는 제 2항에 기재된 수경성 조성물의 부분 수화 성형체를 제조함에 있어서，수경성 조성물과 이 수경성 조성물이 완전 수화 반응을 나타내는 이론량 보다 적은 양의 물을 혼합하며，얻어진 혼합물의 수화 반응을 진행시켜 성형하고, 부분적으로 수화 활성을 잔존시키는 것을 특징으로 하는 수경성 조성물의 부분 수화 성형체의 제조 방법．
제 3항에 있어서,

상기 성형은 프레스 성형, 압출 성형 또는 사출 성형인 것을 특징으로 하는 수경성 조성물의 부분 수화 성형체의 제조 방법.
제 3항에 있어서,

상기 방법은 추가로 고분자 화합물을 상기 물의 일부와 치환하여 함유시키는 것을 특징으로 하는 수경성 조성물의 부분 수화 성형체의 제조 방법.
제 1항 또는 제 2항에 기재된 수경성 조성물의 부분 수화 성형체에, 물을 첨가하여 잔존하는 수화 활성을 완결ㆍ경화시키는 것을 특징으로 하는 수경성 조성물의 부분 수화 성형체의 이용 방법．
제 7항에 있어서,

상기 수경성 조성물의 부분 수화 성형체를 구조물의 균열의 표면부에 충전 적용하고, 이어서 균열 주입재를 상기 균열 내부에 충전하여 상기 균열을 보수하기 위한 균열 충전재로서，상기 부분 수화 성형체를 이용하는 것을 특징으로 하는 수경성 조성물의 부분 수화 성형체의 이용 방법.
제 4항에 있어서,

상기 성형은 프레스 성형, 압출 성형 또는 사출 성형인 것을 특징으로 하는 수경성 조성물의 부분 수화 성형체의 제조 방법.
제 4항에 있어서,

상기 방법은 추가로 고분자 화합물을 상기 물의 일부와 치환하여 함유시키는 것을 특징으로 하는 수경성 조성물의 부분 수화 성형체의 제조 방법.
제 5항에 있어서,

상기 방법은 추가로 고분자 화합물을 상기 물의 일부와 치환하여 함유시키는 것을 특징으로 하는 수경성 조성물의 부분 수화 성형체의 제조 방법.
제 9항에 있어서,

상기 방법은 추가로 고분자 화합물을 상기 물의 일부와 치환하여 함유시키는 것을 특징으로 하는 수경성 조성물의 부분 수화 성형체의 제조 방법.