KR100873391B1 - 속경성 콘크리트 조성물, 그 제조방법 및 속경성 콘크리트 조성물을 이용한 콘크리트 포장 보수공법 - Google Patents

속경성 콘크리트 조성물, 그 제조방법 및 속경성 콘크리트 조성물을 이용한 콘크리트 포장 보수공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 속경성 시멘트 결합재 10∼16 중량%, 잔골재 40∼55 중량%, 굵은 골재 20∼35 중량%, 물 0.1∼5 중량%, 아크릴 개질 에멀젼 1∼8 중량% 및 친수성 섬유 0.1∼4중량%를 포함하며, 상기 아크릴 개질 에멀젼은 아크릴 수지, 라텍스 및 부틸 아크릴레이트를 함유하는 속경성 콘크리트 조성물, 그 제조방법 및 상기 속경성 콘크리트 조성물을 이용한 콘크리트 포장 보수공법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 아크릴 수지, 부틸 아크릴레이트 및 라텍스가 혼합된 아크릴 개질 에멀젼과 친수성 섬유를 첨가하여 콘크리트가 경화되는 시간을 연장함으로써, 타설된 콘크리트의 표면을 매끄럽게 하는 마무리 작업 시간을 충분히 확보하여 작업성의 향상 및 콘크리트의 하자를 줄일 수 있고 콘크리트의 수축이 저하되고 수밀성이 향상되며 균열 발생을 줄일 수가 있다.
폴리머 시멘트 콘크리트, 아크릴 개질 에멀젼, 속경 시멘트, 아크릴 수지, 라텍스, 친수성 섬유

Description

속경성 콘크리트 조성물, 그 제조방법 및 속경성 콘크리트 조성물을 이용한 콘크리트 포장 보수공법{Quick-hardening concrete composite, manufacturing method thereof and repairing method for concrete pavement using the concrete composite}
본 발명은 속경성 콘크리트 조성물, 그 제조방법 및 상기 속경성 콘크리트 조성물을 이용한 보수공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 교량 교면포장, 도로의 노면, 구조물의 열화부위 등의 구조물의 보수 처리하는데 사용되는 속경성 콘크리트 조성물, 그 제조방법 및 상기 속경성 콘크리트 조성물을 이용한 콘크리트 포장 보수공법에 관한 것이다.
일반적으로 교량의 바닥판, 도로의 노면 및 건물의 외벽과 같이 부식이나 침식이 많이 일어나는 부위를 보수 또는 보강하기 위한 보수공사에는 조강 포틀랜드 시멘트(3종 시멘트)가 널리 사용되고 있다. 조강 포틀랜드 시멘트는 일반 시멘트에 비하여 시공성이 우수한 장점이 있으나, 투수성이 높아 염화물이나 수분의 침투가 발생하여 콘크리트가 부식되는 문제가 있다. 특히, 조강 포틀랜드 시멘트는 그 특성상 콘크리트가 경화되는 양생 시간(2∼3시간)이 오래 소요되기 때문에 작업의 특성상 짧은 시간 내에 마무리를 요하는 긴급 보수공사에 사용하기에는 더욱 곤란한 문제점을 내포하고 있다.
따라서, 최근의 긴급 보수공사에서는 조강 포틀랜드 시멘트의 단점을 보완하기 위하여 콘크리트에 폴리머 에멀젼을 첨가한 폴리머 시멘트 콘크리트의 사용이 점차 증가하고 있다.
그러나, 기존 폴리머 시멘트 콘크리트는 고가의 폴리머 디스퍼젼(dispersion)을 사용함으로써 공사비의 상승 원인이 되고 있다. 또한, 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트는 그 재료 자체의 특징으로 인하여 초기 수분 증발이 빠르게 발생되므로 초기 플라스틱 균열, 건조 수축 및 수화열이 높아 균열이 발생하기 쉽다.
한편, 본 발명과 관련된 선행 문헌으로서 본 출원인에 의해 출원되어 등록된 등록특허공보 제10-0805850호(속경성 아크릴 개질 콘크리트 조성물 및 그 제조방법)가 있다. 본 출원인에 의해 출원되어 등록된 등록특허공보 제10-0805850호는 속경성 시멘트 결합재 14∼16 중량%, 잔골재 45∼47 중량%, 굵은 골재 29∼31 중량%, 물 3∼5 중량%, 폴리머 에멀젼 4∼6 중량%로 구성되되, 상기 속경성 시멘트 결합재는 초미립 시멘트 30∼50 중량%, 비정질 칼슘 알루미네이트 미분말 10∼20 중량%, 플라이애쉬 30∼50 중량%, 리튬 카보네이트 0.1∼1.0 중량%로 구성된 것을 특징으로 하는 속경성 아크릴 개질 콘크리트 조성물에 대하여 제시하고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 아크릴 수지, 부틸 아크릴레이트 및 라텍스가 혼합된 아크릴 개질 에멀젼과 친수성 섬유를 첨가하여 콘크리트가 경화되는 시간을 연장함으로써, 타설된 콘크리트의 표면을 매끄럽게 하는 마무리 작업 시간을 충분히 확보하여 작업성의 향상 및 콘크리트의 하자를 줄일 수 있고 콘크리트의 수축이 저하되고 수밀성이 향상되며 균열 발생을 줄일 수 있는 속경성 콘크리트 조성물, 그 제조방법 및 이를 이용한 콘크리트 포장 보수공법을 제공함에 있다.
본 발명은, 속경성 시멘트 결합재 10∼16 중량%, 잔골재 40∼55 중량%, 굵은 골재 20∼35 중량%, 물 0.1∼5 중량%, 아크릴 개질 에멀젼 1∼8 중량% 및 친수성 섬유 0.1∼4중량%를 포함하며, 상기 아크릴 개질 에멀젼은 아크릴 수지, 라텍스 및 부틸 아크릴레이트를 함유하는 속경성 콘크리트 조성물을 제공한다.
상기 속경성 시멘트 결합재는, 보통 포틀랜드 시멘트 20∼40 중량%, 석고 5∼10 중량%, 칼슘 알루미나 시멘트 미분말 10∼20 중량%, 실리카흄 5∼10%, 고로슬래그 미분말 25∼40 중량%, 리튬 카보네이트(Lithium Carbonate) 0.1∼1.0 중량% 및 분말 방수제 1∼3중량%를 포함할 수 있다.
상기 아크릴 개질 에멀젼은, 아크릴 수지 40∼60 중량%, 라텍스 20∼40 중 량% 및 부틸 아크릴레이트 10∼20 중량%를 함유할 수 있다.
콘크리트의 타설시 콘크리트를 잘 퍼지게 하여 콘크리트의 경시 변화를 지연하기 위한 작업성 지연제 0.5∼5 중량%를 더 포함하며, 상기 작업성 지연제는 폴리카본산계 지연제로 이루어질 수 있다.
물-시멘트비를 줄이고 초기 강도를 발현시키기 위하여 감수제 1∼7 중량%를 더 포함하며, 상기 감수제는 폴리카본산계 감수제로 이루어질 수 있다.
콘크리트의 수축을 저하시키고 수밀성이 향상시키기 위한 상기 친수성 섬유는 폴리비닐 섬유로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 속경성 시멘트 결합재 10∼16 중량%, 잔골재 40∼55 중량% 및 굵은 골재 20∼35 중량%를 강제믹서에서 교반시킨 후, 물 0.1∼5 중량%와 아크릴 수지, 라텍스 및 부틸 아크릴레이트를 함유하는 아크릴 개질 에멀젼 1∼8 중량%를 더 혼합하고 친수성 섬유 0.1∼4중량%를 분산시키면서 교반하여 제조하는 속경성 콘크리트 조성물의 제조방법을 제공한다.
상기 속경성 시멘트 결합재는, 보통 포틀랜드 시멘트 20∼40 중량%, 석고 5∼10 중량%, 칼슘 알루미나 시멘트 미분말 10∼20 중량%, 실리카흄 5∼10%, 고로슬래그 미분말 25∼40 중량%, 리튬 카보네이트(Lithium Carbonate) 0.1∼1.0 중량% 및 분말 방수제 1∼3중량%를 포함할 수 있다.
상기 아크릴 개질 에멀젼은, 아크릴 수지 40∼60 중량%, 라텍스 20∼40 중량% 및 부틸 아크릴레이트 10∼20 중량%를 함유할 수 있다.
강제믹서로 교반시킨 후에, 콘크리트의 타설시 콘크리트를 잘 퍼지게 하여 콘크리트의 경시 변화를 지연하기 위한 작업성 지연제 0.5∼5 중량%를 더 혼합할 수 있으며, 상기 작업성 지연제는 폴리카본산계 지연제를 사용할 수 있다.
강제믹서로 교반시킨 후에, 물-시멘트비를 줄이고 초기 강도를 발현시키기 위하여 감수제 1∼7 중량%를 더 혼합할 수 있으며, 상기 감수제는 폴리카본산계 감수제를 사용할 수 있다.
콘크리트의 수축을 저하시키고 수밀성이 향상시키기 위한 상기 친수성 섬유는 폴리비닐 섬유를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 파쇄기를 이용하여 포장층을 제거하는 단계와, 숏트블라스터를 이용하여 요철부 및 방수층을 제거하여 표층을 표면 처리하는 단계와, 숏트블라스터 또는 워터젯트를 이용하여 콘크리트의 열화된 부위를 제거하고 흡입기를 이용하여 표면을 청소하는 단계와, 콘크리트가 열화된 부위가 제거된 표면 상에 속경성 콘크리트 조성물을 포설하는 단계와, 상기 속경성 콘크리트 조성물이 포설된 포장 표면을 기존 포장면과 평탄하게 되도록 더블 바이브레이터 또는 콘크리트 피니셔를 이용하여 정지하는 단계 및 상기 속경성 콘크리트 조성물이 경화되지 않은 상태에서 미끄럼을 방지하기 위하여 종방향 경사 타이닝기를 이용하여 표면을 안정화하고, 콘크리트의 균열 방지와 품질 개선을 위해 표층보호제 또는 양생제를 분무하는 안정화 단계를 포함하는 콘크리트 포장 보수공법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 속경성 콘크리트 조성물에 아크릴 수지, 부틸 아크릴레이 트 및 라텍스가 혼합된 아크릴 개질 에멀젼을 사용하여 콘크리트가 경화되는 시간을 연장시킴으로써 타설된 콘크리트의 표면을 매끄럽게 하는 마무리 작업 시간을 충분히 확보할 수 있어서 작업성의 향상 및 콘크리트의 강도와 내구성이 향상되는 효과가 있다. 작업성 향상, 가사 시간 확보, 강도 증진 등을 위하여 아크릴 수지, 부틸 아크릴레이트 및 라텍스를 일정비율로 혼입함으로써 콘크리트를 타설 후, 콘크리트의 표면을 매끄럽게 하는 마무리 작업을 할 경우 콘크리트가 작업 도구에 부착되는 문제를 해결함과 동시에 적당한 가사 시간을 유지하여 작업성을 크게 개선할 수 있다. 또한, 친수성 섬유를 첨가함으로써 콘크리트의 수축이 저하되고 수밀성이 향상되며 균열 발생을 줄일 수 있다.
또한, 폴리머-시멘트비를 낮추기 위하여 속경성 시멘트 결합재를 제조할 때 분말 방수제를 일부 첨가하여 낮은 폴리머-시멘트비에서도 동일한 효과를 얻을 수가 있다.
이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 속경성 콘크리트 조성물은 속경성 시멘트 결합재 10∼16 중량%, 잔골재 40∼55 중량%, 굵은 골재 20∼35 중량%, 물 0.1∼5 중량%, 아크릴 개질 에멀젼 1∼8 중량% 및 친수성 섬유 0.1∼4 중량%를 포함한다.
속경성 시멘트 결합재의 함량이 16 중량%를 초과하면, 중성화, 염해 및 동결융해 저항성이 열화됨과 동시에 내구성이 떨어지며, 속경성 시멘트 결합재의 함량이 10 중량% 미만이면 접착력이 떨어져 시멘트의 결집력이 저하된다. 상기 속경성 시멘트 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트 20∼40 중량%, 석고 5∼10 중량%, 칼슘 알루미나 시멘트(=CAC) 미분말 10∼20 중량%, 실리카흄 5∼10%, 고로슬래그 미분말 25∼40 중량%, 리튬 카보네이트(Lithium Carbonate) 0.1∼1.0 중량% 및 분말 방수제 1∼3중량%를 포함할 수 있다. 분말 방수제의 첨가로 인하여 초기 강도를 발현할 수 있으며, 아크릴 개질 에멀젼의 함량을 최소화 시킬 수 있다. 또한, 분말 방수제를 속경 시멘트에 첨가할 경우 폴리머-시멘트비를 낮추어도 내구성능 발현에는 문제가 발생되지 않는다. 폴리머-시멘트비를 낮추기 위하여 속경성 시멘트 결합재를 제조할 때 분말 방수제를 일부 첨가하여 낮은 폴리머-시멘트비에서도 동일한 효과를 얻을 수가 있다.
상기 아크릴 개질 에멀젼은 콘크리트의 점도 저하 및 성능 개선을 위하여 사용하는 것으로, 아크릴 수지, 부틸 아크릴레이트 및 라텍스를 혼합한 것이다. 아크릴 개질 에멀젼으로 라텍스만을 사용할 경우에는 콘크리트의 점도가 증가되어 마무리 작업 시 콘크리트가 작업도구에 부착되는 현상이 발생하므로, 이를 방지하기 위하여 아크릴 수지를 혼합한다. 또한, 아크릴 수지는 경화되기가 쉬우며, 작업성이 나빠지고, 경질화될 수 있으므로, 연성화하고 작업성을 개선하기 위하여 부틸 아크릴레이트도 함께 사용한다. 아크릴 수지, 부틸 아크릴레이트 및 라텍스가 혼합된 아크릴 개질 에멀젼을 사용하여 콘크리트가 경화되는 시간을 연장시킴으로써 타설 된 콘크리트의 표면을 매끄럽게 하는 마무리 작업 시간을 충분히 확보할 수 있어서 작업성의 향상 및 콘크리트의 강도와 내구성이 향상되는 효과가 있다. 작업성 향상, 가사 시간 확보, 강도 증진 등을 위하여 아크릴 수지, 부틸 아크릴레이트 및 라텍스를 일정비율로 혼입함으로써 콘크리트를 타설 후, 콘크리트의 표면을 매끄럽게 하는 마무리 작업을 할 경우 콘크리트가 작업 도구에 부착되는 문제를 해결함과 동시에 적당한 가사 시간을 유지하여 작업성을 크게 개선할 수 있다. 상기 아크릴 개질 에멀젼은 점도, 작업성, 경화성, 연화 정도 등을 고려하여 아크릴 수지 40∼60 중량%, 라텍스 20∼40 중량% 및 부틸 아크릴레이트 10∼20 중량%를 함유하는 것이 바람직하다. 상기 라텍스는 스티렌-부타디엔 고무(styrene-butadiene rubber; SBR)로 이루어진 것을 사용할 수 있다.
아크릴 개질 에멀젼은 속경성 콘크리트 조성물 전체에 대하여 1∼8 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 아크릴 개질 에멀젼의 함량이 너무 많을 경우에는 점도가 낮아지며, 취성이 강해짐과 동시에 성형성이 떨어지고, 수화반응을 지연시켜 초기 압축강도(3∼4시간) 발현을 저하시키며 제품 가격이 높아져서 경제적이지 못하다. 상기 아크릴 개질 에멀젼의 함량이 너무 작을 경우에는 점도가 높아져서 작업성(슬럼프)이 떨어진다. 아크릴 개질 에멀젼에 아크릴 수지 및 부틸 아크릴레이트가 함유되면 콘크리트의 수축이 저하되고 수밀성이 향상되어 교면 포장, 도로 노면 보수, 슬래브 방수, 수영장 및 정수장 등의 구조물 보수에도 사용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 속경성 콘크리트 조성물은 친수성 섬유를 0.1∼4중량%를 포함한다. 친수성 섬유가 함유되게 되면 콘크리트의 수축이 저하되 고 수밀성이 향상되며, 균열 발생을 줄일 수 있다. 친수성 섬유로는 폴리비닐 섬유를 사용할 수 있다.
골재는 잔골재와 굵은 골재로 구분되며, 입경이 5㎜ 이하인 것을 잔골재라 하고 입경이 5㎜ 보다 큰 것을 굵은 골재로 구분한다. 잔골재는 속경성 콘크리트 조성물 전체에 대하여 40∼55 중량% 함유되는 것이 바람직하고, 굵은 골재는 속경성 콘크리트 조성물 전체에 대하여 20∼35 중량% 함유되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 속경성 콘크리트 조성물은 콘크리트의 타설시 콘크리트를 잘 퍼지게 하여 타설 작업시간이 증가되도록 작업성 지연제를 더 포함할 수 있으며, 상기 작업성 지연제는 속경성 콘크리트 조성물 전체에 대하여 0.5∼5 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 작업성 지연제로서는 나프탈렌계, 멜라민계, 폴리 카본산계 등이 있으나, 나프탈렌계와 멜라민계는 속경성 콘크리트 조성물의 강도를 저하시킬 수 있으므로 속경성 콘크리트 조성물의 강도를 저하시키지 않는 폴리 카본산계 작업성 지연제를 사용하는 것이 바람직하다. 작업성 지연제가 첨가됨으로 인하여 기존 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트의 최대단점인 작업성 유지(경시변화) 시간을 현 20∼30분에서 35∼45분으로 지연이 가능하여 초기 작업성에서 발생되는 하자 및 이를 방지하기 위하여 소요되는 불필요한 인력을 최소화할 수 있다.
또한, 속경성 콘크리트 조성물은 물-시멘트비를 줄이기 위하여 감수제를 더 포함할 수 있으며, 상기 감수제는 속경성 콘크리트 조성물 전체에 대하여 1∼7 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 감수제의 첨가로 인하여 초기 강도를 발현할 수 있 고, 물-시멘트비가 줄어들게 되어 동경 융해에 대한 저항성이 개선되고 내구성이 향상될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 속경성 콘크리트 조성물은 속경성 시멘트 결합재 10∼16 중량%, 잔골재 40∼55 중량%, 굵은 골재 20∼35 중량%를 강제믹서에서 교반시킨 후, 물 0.1∼5 중량%, 아크릴 개질 에멀젼 1∼8 중량%를 더 혼합하고 친수성 섬유 0.1∼4중량%를 분산시키면서 2∼3분간 교반하여 제조할 수 있다. 강제믹서로 교반시킨 후에, 콘크리트의 타설시 콘크리트를 잘 퍼지게 하여 콘크리트의 경시 변화를 지연하기 위한 작업성 지연제 0.5∼5 중량%를 더 혼합할 수 있으며, 상기 작업성 지연제는 폴리카본산계 지연제를 사용할 수 있다. 또한, 강제믹서로 교반시킨 후에, 물-시멘트비를 줄이고 초기 강도를 발현시키기 위하여 감수제 1∼7 중량%를 더 혼합할 수 있으며, 상기 감수제는 폴리카본산계 감수제를 사용할 수 있다.
본 발명의 속경성 콘크리트 조성물을 이용하여 콘크리트 포장을 보수할 수 있다. 콘크리트 포장을 보수하기 위하여 먼저 파쇄기를 이용하여 포장층을 제거한다. 이어서, 숏트블라스터를 이용하여 요철부 및 방수층을 제거하여 표층을 표면 처리한다. 다음에, 숏트블라스터 또는 워터젯트를 이용하여 콘크리트의 열화된 부위를 제거하고 흡입기를 이용하여 표면을 청소한다. 이어서, 콘크리트가 열화된 부위가 제거된 표면 상에 본 발명의 속경성 콘크리트 조성물을 포설한다. 다음에, 상기 속경성 콘크리트 조성물이 포설된 포장 표면을 기존 포장면과 평탄하게 되도록 더블 바이브레이터 또는 콘크리트 피니셔를 이용하여 정지한다. 이어서, 상기 속경 성 콘크리트 조성물이 경화되지 않은 상태에서 미끄럼을 방지하기 위하여 종방향 경사 타이닝기를 이용하여 표면을 안정화하고, 콘크리트의 균열 방지와 품질 개선을 위해 표층보호제 또는 양생제를 분무하여 안정화한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 속경성 콘크리트 조성물의 실시예들을 더욱 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실시예들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
속경성 시멘트 결합재 14.4 중량%, 잔골재 48.7 중량%, 굵은골재 29.9 중량%, 친수성 섬유 1 중량%를 강제믹서에 투입하여 교반한 후, 물 2.1 중량%와 아크릴 개질 에멀젼 3.9 중량%를 더 혼합하여 다시 2분간 교반하여 속경성 콘크리트 조성물을 제조하였다. 이때, 아크릴 개질 에멀젼은 아크릴 수지 70 중량%, 라텍스 20 중량% 및 부틸 아크릴레이트 10 중량%를 혼합하여 사용하였다. 상기 속경성 시멘트 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트 33 중량%, 석고 8 중량%, 칼슘 알루미나 시멘트(=CAC) 미분말 15 중량%, 실리카흄 8%, 고로슬래그 미분말 33 중량%, 리튬 카보네이트(Lithium Carbonate) 0.5 중량% 및 분말 방수제 2.5 중량%를 혼합하여 사용하였다. 상기 친수성 섬유는 폴리비닐 섬유를 사용하였다.
<실시예 2>
속경성 시멘트 결합재 14.4 중량%, 잔골재 48.7 중량%, 굵은골재 29.9 중량%, 친수성 섬유 1 중량%를 강제믹서에 투입하여 교반한 후, 물 2.1 중량%와 아크릴 개질 에멀젼 3.9 중량%를 더 혼합하여 다시 2분간 교반하여 속경성 콘크리트 조성물을 제조하였다. 이때, 아크릴 개질 에멀젼은 아크릴 수지 60 중량%, 라텍스 30 중량% 및 부틸 아크릴레이트 10 중량%를 혼합하여 사용하였다. 상기 속경성 시멘트 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트 33 중량%, 석고 8 중량%, 칼슘 알루미나 시멘트(=CAC) 미분말 15 중량%, 실리카흄 8%, 고로슬래그 미분말 33 중량%, 리튬 카보네이트(Lithium Carbonate) 0.5 중량% 및 분말 방수제 2.5 중량%를 혼합하여 사용하였다. 상기 친수성 섬유는 폴리비닐 섬유를 사용하였다.
<실시예 3>
속경성 시멘트 결합재 14.4 중량%, 잔골재 48.7 중량%, 굵은골재 29.9 중량%, 친수성 섬유 1 중량%를 강제믹서에 투입하여 교반한 후, 물 2.1 중량%와 아크릴 개질 에멀젼 3.9 중량%를 더 혼합하여 다시 2분간 교반하여 속경성 콘크리트 조성물을 제조하였다. 이때, 아크릴 개질 에멀젼은 아크릴 수지 50 중량%, 라텍스 30 중량% 및 부틸 아크릴레이트 20 중량%를 혼합하여 사용하였다. 상기 속경성 시멘트 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트 33 중량%, 석고 8 중량%, 칼슘 알루미나 시멘트(=CAC) 미분말 15 중량%, 실리카흄 8%, 고로슬래그 미분말 33 중량%, 리튬 카보네이트(Lithium Carbonate) 0.5 중량% 및 분말 방수제 2.5 중량%를 혼합하여 사용하였다. 상기 친수성 섬유는 폴리비닐 섬유를 사용하였다.
<실시예 4>
속경성 시멘트 결합재 14.4 중량%, 잔골재 48.7 중량%, 굵은골재 29.9 중량%, 친수성 섬유 1 중량%를 강제믹서에 투입하여 교반한 후, 물 1.1 중량%, 작업성 지연제 0.5 중량%, 아크릴 개질 에멀젼 3.9 중량%, 감수제 0.5중량%를 더 혼합하여 다시 2분간 교반하여 속경성 콘크리트 조성물을 제조하였다. 이때, 아크릴 개질 에멀젼은 아크릴 수지 60 중량%, 라텍스 30 중량% 및 부틸 아크릴레이트 10 중량%를 혼합하여 사용하였다. 상기 속경성 시멘트 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트 33 중량%, 석고 8 중량%, 칼슘 알루미나 시멘트(=CAC) 미분말 15 중량%, 실리카흄 8%, 고로슬래그 미분말 33 중량%, 리튬 카보네이트(Lithium Carbonate) 0.5 중량% 및 분말 방수제 2.5 중량%를 혼합하여 사용하였다. 상기 친수성 섬유는 폴리비닐 섬유를 사용하였다. 상기 작업성 지연제는 폴리카본산계 지연제를 사용하였다. 상기 감수제는 폴리카본산계 감수제를 사용하였다.
<실시예 5>
속경성 시멘트 결합재 14.4 중량%, 잔골재 48.7 중량%, 굵은골재 29.9 중량%, 친수성 섬유 1 중량%를 강제믹서에 투입하여 교반한 후, 물 0.6 중량%, 작업성 지연제 0.5 중량%, 아크릴 개질 에멀젼 3.9 중량%, 감수제 1.0중량%를 더 혼합하여 다시 2분간 교반하여 속경성 콘크리트 조성물을 제조하였다. 이때, 아크릴 개질 에멀젼은 전체 100 중량%에 대하여 아크릴 수지 60 중량%, 라텍스 30 중량% 및 부틸 아크릴레이트 10 중량%를 혼합하여 사용하였다. 상기 속경성 시멘트 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트 33 중량%, 석고 8 중량%, 칼슘 알루미나 시멘트(=CAC) 미분말 15 중량%, 실리카흄 8%, 고로슬래그 미분말 33 중량%, 리튬 카보네이트(Lithium Carbonate) 0.5 중량% 및 분말 방수제 2.5 중량%를 혼합하여 사용하였다. 상기 친수성 섬유는 폴리비닐 섬유를 사용하였다. 상기 작업성 지연제는 폴리카본산계 지연제를 사용하였다. 상기 감수제는 폴리카본산계 감수제를 사용하였다.
다음은, 상기의 실시예들의 특성을 보다 용이하게 파악할 수 있도록 본 발명의 실시예들과 비교할 수 있는 비교예들을 제시한다.
<비교예 1>
보통 포틀랜드 시멘트 14.4 중량%, 잔골재 48.7 중량%, 굵은골재 29.9 중량% 및 물 7 중량%를 강제믹서에 투입하여 교반하여 보통 속경성 콘크리트 조성물을 제조하였다.
<비교예 2>
초속경 시멘트 14.4 중량%, 잔골재 48.7 중량%, 굵은골재 29.9 중량%를 강제믹서에 투입하여 교반한 후, 물 3.1 중량%와 폴리머 에멀젼 3.9 중량%를 더 혼합하여 다시 2분간 교반하여 폴리머 시멘트 속경성 콘크리트 조성물을 제조하였다. 이때, 폴리머는 라텍스만을 사용하였다.
상기 비교예 1 및 2는 본 발명의 실시예들의 특성과 현재 일반적으로 널리 사용되고 있는 보통 포틀랜드 및 초속경 시멘트를 사용하여 폴리머 시멘트 속경성 콘크리트 조성물의 특징을 비교하기 위하여 제시한 것이다.
한편, 상기와 같은 본 발명에 따른 실시예들의 특성과 비교예들의 특성을 시험한 결과는 다음의 시험예 1 내지 시험예 5와 같다.
<시험예 1>
실시예 1∼5의 속경성 콘크리트 조성물과 비교예 1∼2에 의하여 제조된 속경성 콘크리트 조성물을 KS F 2402에 규정한 방법에 따라 슬럼프 시험(반죽의 정도)을 한 결과를 나타낸 것이다. 슬럼프 시험은 콘크리트 반죽의 질기를 시험하는 것으로, 수치가 클수록 콘크리트의 타설시 작업성이 우수하다는 것을 의미한다.
아래의 표 1은 시간 경과에 따른 슬럼프의 변화이다.
구분 슬럼프 경시변화 (㎝)
비빔 직후 20분경과 후 30분 경과 후 40분 경과 후 50분 경과 후
실시예 1 19 16 12 9 5
실시예 2 18 15 12 8 4
실시예 3 17 13 10 6 2
실시예 4 17 15 13 11 9
실시예 5 17 14 12 10 8
비교예 1 14 12 9 7 5
비교예 2 19 11 7 4 1
위의 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1 ∼5가 비교예 1∼2에 비하여 작업성이 우수하며, 특히 실시예 4 및 실시예 5는 시간이 경과하여도 슬럼프의 변화가 크지 않아 작업성이 매우 우수하다.
<시험예 2>
실시예 1∼5에 따른 속경성 콘크리트 조성물과 비교예 1∼2에 의하여 제조된 속경성 콘크리트 조성물을 KS F 2405에 규정한 방법에 따라 압축강도 시험을 한 결과를 나타낸 것이다.
아래의 표 2는 시간 경과에 따른 압축강도의 변화이다.
압축강도 (kgf/cm2)
3시간 후 6시간 후 24시간 후 7일 후 28일 후
실시예 1 238 340 395 440 502
실시예 2 235 340 393 436 498
실시예 3 230 336 391 428 490
실시예 4 238 342 399 441 508
실시예 5 236 341 297 439 500
비교예 1 - - - 233 343
비교예 2 231 332 381 425 468
위의 표 2에서와 같이, 실시예 1∼5는 시공 후, 3시간이 경과하면 경화되기 때문에 타설된 콘크리트에서 다른 작업을 수행할 수 있지만, 비교예 1∼2는 1일(24시간)이 경과하여도 경화되지 않아 다른 작업을 전혀 수행할 수 없다. 또한, 완전히 경화된 후에도 실시예 1∼5가 비교예 1∼2에 비하여 압축강도가 월등히 높으므로 내구성이 우수하다.
<시험예 3>
상기에서 설명한 실시예 1∼5의 속경성 콘크리트 조성물과 비교예 1∼2에 의하여 제조된 속경성 콘크리트 조성물을 KS F 2408에 규정한 방법에 따라 휨강도를 측정한 결과를 나타낸 것이다.
아래의 표 3은 시간 경과에 따른 휨강도의 변화이다.
휨강도 (kgf/cm2)
3시간 후 6시간 후 24시간 후 7일 후 28일 후
실시예 1 50 62 71 113 134
실시예 2 46 55 67 106 125
실시예 3 44 51 65 100 122
실시예 4 58 78 96 129 166
실시예 5 63 86 110 140 188
비교예 1 - - - 35 49
비교예 2 42 53 62 97 115
위의 표 3에 나타난 바와 같이, 실시예 1∼5는 시공 후, 3시간이 경과하면 경화되어 외부의 하중에 대한 저항력이 발생되어 콘크리트의 변형이 발생되지 않는다. 이에 반해, 비교예 1 및 비교예 2는 1일(24시간)이 경과하여도 경화되지 않으므로, 외부에서 하중이 발생하면 타설되어 있는 콘크리트가 파손되거나 변형된다. 특히, 콘크리트가 완전히 경화되는 28일 후에는 실시예 1∼5가 비교예 1∼2에 비하여 휨강도가 월등히 높으므로 내구성이 우수하다.
<시험예 4>
실시예 1∼5의 속경성 콘크리트 조성물과 비교예 1∼2에 의하여 제조된 속경성 콘크리트 조성물을 KS F 에 규정한 방법에 따라 흡수율의 측정 결과를 나타낸 것이다. 흡수율이 높으면 분순물이나 물이 콘크리트의 내부로 침투하게 되고 콘크리트의 내부에 기공률이 증가하게 되어 구조물의 파손을 초래하는 문제가 발생한다. 즉, 흡수율이 낮을수록 경화된 후 콘크리트의 강도가 향상되는 것이다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 비교예 1 비교예 2
흡수율(%) 2.0 2.2 2.3 1.8 1.5 9 2.7
위의 표 4에 나타난 바와 같이, 실시예 1∼5는 비교예 1∼2에 비하여 흡수율이 낮으므로, 이물질의 침투가 줄일 수 있어서 양질의 콘크리트를 양생할 수 있다.
<시험예 5>
실시예 1∼5의 속경성 콘크리트 조성물과 비교예 1∼2에 의하여 제조된 속경성 콘크리트 조성물을 KS F 2456에 규정한 방법에 따라 동결융해 저항성 시험의 측정 결과를 나타낸 것이다. 동결융해는 콘크리트에 흡수된 수분이 결빙되고 녹는 것을 말하는 것으로, 동결융해가 반복되면 콘크리트 조직에 미세한 균열이 발생하게 되어 내구성이 저하되는 문제가 발생하게 된다.
표 5는 동결융해 저항성 시험에 따른 각각의 실시예들 및 비교예들의 내구성지수를 표시한 것이다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 비교예 1 비교예 2
내구성 지수 92 91 90 93 94 48 90
위의 표 5에 나타난 바와 같이, 실시예 1∼5는 비교예 1∼2에 비하여 내구성지수가 월등히 높으므로 내구성이 향상된 것을 알 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims (13)

  1. 속경성 시멘트 결합재 10∼16 중량%, 잔골재 40∼55 중량%, 굵은 골재 20∼35 중량%, 물 0.1∼5 중량%, 아크릴 개질 에멀젼 1∼8 중량% 및 친수성 섬유 0.1∼4중량%를 포함하며, 상기 아크릴 개질 에멀젼은 아크릴 수지, 라텍스 및 부틸 아크릴레이트를 함유하는 것을 특징으로 하는 속경성 콘크리트 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 속경성 시멘트 결합재는,
    보통 포틀랜드 시멘트 20∼40 중량%, 석고 5∼10 중량%, 칼슘 알루미나 시멘트 미분말 10∼20 중량%, 실리카흄 5∼10%, 고로슬래그 미분말 25∼40 중량%, 리튬 카보네이트(Lithium Carbonate) 0.1∼1.0 중량% 및 분말 방수제 1∼3중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 속경성 콘크리트 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 아크릴 개질 에멀젼은,
    아크릴 수지 40∼60 중량%, 라텍스 20∼40 중량% 및 부틸 아크릴레이트 10∼20 중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 속경성 콘크리트 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 콘크리트의 타설시 콘크리트를 잘 퍼지게 하여 콘크리트의 경시 변화를 지연하기 위한 작업성 지연제 0.5∼5 중량%를 더 포함하며, 상기 작업성 지연제는 폴리카본산계 지연제로 이루어진 것을 특징으로 하는 속경성 콘크리트 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 물-시멘트비를 줄이고 초기 강도를 발현시키기 위하여 감수제 1∼7 중량%를 더 포함하며, 상기 감수제는 폴리카본산계 감수제로 이루어진 것을 특징으로 하는 속경성 콘크리트 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 콘크리트의 수축을 저하시키고 수밀성이 향상시키기 위한 상기 친수성 섬유는 폴리비닐 섬유로 이루어진 것을 특징으로 하는 속경성 콘크리트 조성물.
  7. 속경성 시멘트 결합재 10∼16 중량%, 잔골재 40∼55 중량% 및 굵은 골재 20∼35 중량%를 강제믹서에서 교반시킨 후, 물 0.1∼5 중량%와 아크릴 수지, 라텍스 및 부틸 아크릴레이트를 함유하는 아크릴 개질 에멀젼 1∼8 중량%를 더 혼합하고 친수성 섬유 0.1∼4중량%를 분산시키면서 교반하여 제조하는 것을 특징으로 하는 제1항에 기재된 속경성 콘크리트 조성물의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 속경성 시멘트 결합재는,
    보통 포틀랜드 시멘트 20∼40 중량%, 석고 5∼10 중량%, 칼슘 알루미나 시멘트 미분말 10∼20 중량%, 실리카흄 5∼10%, 고로슬래그 미분말 25∼40 중량%, 리튬 카보네이트(Lithium Carbonate) 0.1∼1.0 중량% 및 분말 방수제 1∼3중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 제1항에 기재된 속경성 콘크리트 조성물의 제조방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 아크릴 개질 에멀젼은,
    아크릴 수지 40∼60 중량%, 라텍스 20∼40 중량% 및 부틸 아크릴레이트 10∼20 중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 제1항에 기재된 속경성 콘크리트 조성물의 제조방법.
  10. 제7항에 있어서, 강제믹서로 교반시킨 후에,
    콘크리트의 타설시 콘크리트를 잘 퍼지게 하여 콘크리트의 경시 변화를 지연하기 위한 작업성 지연제 0.5∼5 중량%를 더 혼합하며, 상기 작업성 지연제는 폴리카본산계 지연제를 사용하는 것을 특징으로 하는 제1항에 기재된 속경성 콘크리트 조성물의 제조방법.
  11. 제7항에 있어서, 강제믹서로 교반시킨 후에,
    물-시멘트비를 줄이고 초기 강도를 발현시키기 위하여 감수제 1∼7 중량%를 더 혼합하며, 상기 감수제는 폴리카본산계 감수제를 사용하는 것을 특징으로 하는 제1항에 기재된 속경성 콘크리트 조성물의 제조방법.
  12. 제7항에 있어서, 콘크리트의 수축을 저하시키고 수밀성이 향상시키기 위한 상기 친수성 섬유는 폴리비닐 섬유를 사용하는 것을 특징으로 하는 제1항에 기재된 속경성 콘크리트 조성물의 제조방법.
  13. 파쇄기를 이용하여 포장층을 제거하는 단계;
    숏트블라스터를 이용하여 요철부 및 방수층을 제거하여 표층을 표면 처리하는 단계;
    숏트블라스터 또는 워터젯트를 이용하여 콘크리트의 열화된 부위를 제거하고 흡입기를 이용하여 표면을 청소하는 단계;
    콘크리트가 열화된 부위가 제거된 표면 상에 제1항 내지 제6항 중 어느 하나 의 항에 기재된 속경성 콘크리트 조성물을 포설하는 단계;
    상기 속경성 콘크리트 조성물이 포설된 포장 표면을 기존 포장면과 평탄하게 되도록 더블 바이브레이터 또는 콘크리트 피니셔를 이용하여 정지하는 단계; 및
    상기 속경성 콘크리트 조성물이 경화되지 않은 상태에서 미끄럼을 방지하기 위하여 종방향 경사 타이닝기를 이용하여 표면을 안정화하고, 콘크리트의 균열 방지와 품질 개선을 위해 표층보호제 또는 양생제를 분무하는 안정화 단계를 포함하는 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 기재된 속경성 콘크리트 조성물을 이용한 콘크리트 포장 보수공법.
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