KR100923581B1 - 도로포장의 덧씌우기용 콘크리트 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 3종 시멘트 380 ~ 460 kg/m³; 블랙 산화철(Fe₃O₄) 계열의 안료 (시멘트 대비)3 ~ 7 중량%;를 포함하고, 물-시멘트비는 30 ~ 40 중량%이고, 잔골재율은 34 ~ 42 중량%이며, 굵은골재 최대치수는 25 mm인 것을 특징으로 하는 콘크리트 배합을 제시함으로써, 신구 콘크리트의 부착이 양호하고, 조기 교통개방을 위하여 강도발현 시간이 짧으며, 기존 포장에 비해 반사율이 낮아 운전자의 시야를 방해하지 않고, 건조수축 저항성, 염소이온투과 저항성, 동결융해 저항성 등의 내구성이 우수한 도로포장의 덧씌우기용 콘크리트 조성물을 제시한다.

도로포장, 덧씌우기, 콘크리트

Description

도로포장의 덧씌우기용 콘크리트 조성물{CONCRETE COMPOSITION FOR RECOVERY METHOD OF CONCRETE PAVEMENT}

본 발명은 도로 포장분야에 관한 것으로서, 상세하게는, 노후된 도로포장의 보수공법에 적용되기 위한 콘크리트 재료에 관한 것이다.

노후화된 기존의 콘크리트 포장을 보수하기 위한 공법은 크게 아스팔트 덧씌우기와 콘크리트 덧씌우기로 대별할 수 있다.

콘크리트 덧씌우기 공법은 장기간의 공용성을 갖는다는 장점이 있으나, 기존 포장과의 부착강도가 우수하지 못하다는 점, 그 양생 시간이 길어 장시간 교통차단을 해야 한다는 점 등의 단점이 있다.

이에 비해, 아스팔트 덧씌우기 공법은 포설 후 비교적 단시간 내에 교통개방이 가능하고, 기존 포장과의 부착이 우수하다는 장점이 있으나, 공용기간이 짧아 재보수가 필요한 경우가 많고 반사균열이 발생한다는 단점이 있다.

현재까지는 위의 두 공법 중 후자인 아스팔트 덧씌우기 공법이 일반적으로 사용되어 왔으나, 공용기간이 너무 짧고, 잦은 재보수 공사로 인한 불편함이 문제로 지적되어 왔는바, 장기간의 공용성을 갖는 콘크리트 덧씌우기 공법의 개선책이 요구되는 시점이라 할 수 있다.

콘크리트 덧씌우기 공법에 사용될 콘크리트 재료가 상술한 단점을 극복하기 위해서는, 신구 콘크리트의 부착이 양호할 것, 조기 교통개방을 위하여 강도발현 시간이 짧을 것, 기존 포장에 비해 반사율이 낮아 운전자의 시야를 방해하지 않을 것, 건조수축 저항성, 염소이온투과 저항성, 동결융해 저항성 등의 내구성이 우수할 것 등의 조건을 만족하여야 한다.

그러나 현재로서는 위와 같은 조건을 모두 충족하는 재료가 개발되어 있지 않았는바, 문제로 지적되어 왔다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 신구 콘크리트의 부착이 양호하고, 조기 교통개방을 위하여 강도발현 시간이 짧으며, 기존 포장에 비해 반사율이 낮아 운전자의 시야를 방해하지 않고, 건조수축 저항성, 염소이온투과 저항성, 동결융해 저항성 등의 내구성이 우수한 도로포장의 덧씌우기용 콘크리트 조성물을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 3종 시멘트 380 ~ 460 kg/m³; 블랙 산화철(Fe₃O₄) 계열의 안료 (시멘트 대비)3 ~ 7 중량%;를 포함하고, 물-시멘트비는 30 ~ 40 중량%이고, 잔골재율은 34 ~ 42 중량%이며, 굵은골재 최대치수는 25 mm인 것을 특징으로 하는 도로포장의 덧씌우기용 콘크리트 조성물을 제시한다.

AE 감수제 (시멘트 대비)0.1 ~ 2 중량%가 더 포함된 것이 바람직하다.

상기 굵은골재는 19 mm체에서 93 ~ 98 중량%가 통과하는 것을 사용할 수 있다.

이 경우, 상기 굵은골재는 13 mm체에서 74 ~ 82 중량%가 통과하는 것이 바람직하다.

상기 굵은골재는 10 mm체에서 55 ~ 63 중량%가 통과하는 것이 바람직하다.

상기 굵은골재는 4번 체에서 26 ~ 35 중량%가 통과하는 것이 바람직하다.

상기 굵은골재는 8번 체에서 20 ~ 25 중량%가 통과하는 것이 바람직하다.

상기 굵은골재는 16번 체에서 13 ~ 19 중량%가 통과하는 것이 바람직하다.

상기 굵은골재는 30번 체에서 7 ~ 10 중량%가 통과하는 것이 바람직하다.

상기 굵은골재는 19 mm체에서 90 ~ 96 중량%가 통과하는 것을 사용할 수 있다.

이 경우, 상기 굵은골재는 13 mm체에서 62 ~ 71 중량%가 통과하는 것이 바람직하다.

상기 굵은골재는 10 mm체에서 52 ~ 58 중량%가 통과하는 것이 바람직하다.

상기 굵은골재는 4번 체에서 38 ~ 43 중량%가 통과하는 것이 바람직하다.

상기 굵은골재는 8번 체에서 29 ~ 35 중량%가 통과하는 것이 바람직하다.

상기 굵은골재는 16번 체에서 20 ~ 27 중량%가 통과하는 것이 바람직하다.

상기 굵은골재는 30번 체에서 12 ~ 19 중량%가 통과하는 것이 바람직하다.

본 발명은 신구 콘크리트의 부착이 양호하고, 조기 교통개방을 위하여 강도발현 시간이 짧으며, 기존 포장에 비해 반사율이 낮아 운전자의 시야를 방해하지 않고, 건조수축 저항성, 염소이온투과 저항성, 동결융해 저항성 등의 내구성이 우수한 도로포장의 덧씌우기용 콘크리트 조성물을 제시한다.

본 발명에 의한 콘크리트 조성물은 기본적으로, 3종(조강) 시멘트 380 ~ 460 kg/m³; 블랙 산화철(Fe₃O₄) 계열의 안료 (시멘트 대비)3 ~ 7 중량%;를 포함하고, 물-시멘트비는 30 ~ 40 중량%이고, 잔골재율은 34 ~ 42 중량%이며, 굵은골재 최대치수는 25 mm인 것을 특징으로 한다.

즉, 종래의 배합에 비해, 시멘트량을 줄이는 대신 굵은골재의 양을 늘렸다는 점, 블랙 산화철(Fe₃O₄) 계열의 안료를 사용하였다는 점 등에 특징이 있는 것이다.

여기서, 블랙 산화철(Fe₃O₄) 계열의 안료는 흑색의 혼화재로서 콘크리트 도로포장의 반사율을 줄일 뿐만 아니라, 산화철 성분의 작용으로 인하여 포장 구조물의 강도 및 내구성을 증대시키는 역할을 동시에 수행하는 것으로 나타났다.

위와 같은 배합비에 의한 콘크리트 조성물은 기존 도로포장 콘크리트와의 부착강도가 우수하고, 조강 시멘트를 사용하므로 조기 교통개방을 위하여 강도발현 시간이 짧으며, 블랙 산화철(Fe₃O₄) 계열의 안료의 사용으로 인해 기존 포장에 비해 반사율이 낮아 운전자의 시야를 방해하지 않고, 시멘트량을 줄이는 대신 굵은골재의 양을 늘이는 효율적인 입도 분포를 취함에 따라 건조수축 저항성, 염소이온투과 저항성, 동결융해 저항성 등의 내구성이 우수하다는 장점을 갖는다.

AE 감수제는 (시멘트 대비)0.1 ~ 2 중량%가 포함되는 경우, 위 물성을 더욱 우수하게 하는 것으로 나타났다.

굵은골재의 입도는 최대치수는 25 mm가 적합한 것으로 나타났고, 그 구체적인 최적입도의 분포는 표 1에 나타난 바와 같다.

이하, 상술한 배합에 의한 도로포장용 콘크리트 조성물의 성능에 관한 실험예에 관하여 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 콘크리트 조성물의 압축강도는 기본적으로, 12시간 압축강도가 125 ~ 195 kgf/cm², 24시간 압축강도가 320 ~ 380 kgf/cm²이므로, 조기 강도 발현에 의한 조기 교통 개방이 가능한 것으로 나타났다.

표 2은 표 1의 종래의 배합에서 시멘트 페이스트의 5 ~ 15 중량%를 굵은골재로 치환하면서(시멘트 280 ~ 360 kg/m³, 굵은골재 1200 ~ 1330 kg/m³를 사용함), 양생기간에 따른 압축강도를 측정한 결과를 나타낸 것이다.

실험결과, 시멘트 페이스트를 줄이고 굵은골재를 늘인 경우 압축강도가 높은 것으로 나타났으며, 특히 시멘트 페이스트 10 중량% 정도를 굵은골재로 치환한 경우(시멘트 290 ~ 310 kg/m³, 굵은골재 1250 ~ 1280 kg/m³가 포함된 경우), 가장 압축강도가 높은 것으로 나타났다.

표 3,5는 표 1의 종래의 배합에서 시멘트 페이스트의 5 ~ 15 중량%를 굵은골재로 치환하면서, 동결융해에 의한 공시체의 무게변화율 및 동탄성 계수의 상대변화율을 측정한 결과를 나타낸 것으로서, 이는 도로포장 구조물의 내구성과 관련된 것이다.

실험결과, 무게변화율은 모든 공시체가 거의 동일한 비율로 감소하는 것으로 나타났으나, 시멘트 페이스트를 줄이고 굵은골재를 늘일수록, 동탄성계수의 변화율이 적은 것으로 나타났다.

따라서 시멘트 페이스트를 줄이고 굵은골재를 늘일수록, 도로포장 구조물의 내구성이 향상됨을 확인할 수 있다.

표 5은 본 발명의 콘크리트 조성물에 의한 포장 구조물의 반사율을 측정한 것이고, 표 6은 색정도(명암값)를 측정한 결과이다.

실험결과, 본 발명에 의한 콘크리트 조성물의 경우, 일반 콘크리트 조성물에 비해, 반사율이 절반 이상 저감되고, 색정도도 비교적 낮은 것으로 나타났다.

또한, 이러한 반사율, 색정도는 안료의 첨가량에 큰 영향을 받지 않는 것으로 나타났다.

표 7은 시멘트에 대한 안료의 비율을 3 ~ 7 중량%로 변화시키면서, 포장 구조물의 양생기간에 따른 압축강도를 측정한 결과이다.

실험결과, 일반 배합의 경우나, 본 발명에 의한 배합의 경우나, 공히 안료의 혼입비율이 높을수록 압축강도가 강한 것으로 나타났으며, 안료의 혼입비율이 동일한 경우에는 일반 배합의 경우에 비해 본 발명에 의한 배합의 경우가 더욱 우수한 압축강도를 갖는 것으로 나타났다.

이는 안료에 포함된 산화철 성분이 강도 증진에 영향을 미친 것으로 추정된다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

Claims (16)

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3. 3종 시멘트 380 ~ 460 kg/m³;

   블랙 산화철(Fe₃O₄) 계열의 안료 (시멘트 대비)3 ~ 7 중량%;

   AE 감수제 (시멘트 대비)0.1 ~ 2 중량%;

   굵은골재 1200 ~ 1330 kg/m³;를 포함하고,

   물-시멘트비는 30 ~ 40 중량%이고, 잔골재율은 34 ~ 42 중량%이며, 굵은골재 최대치수는 25 mm이고,

   상기 굵은골재는 19 mm체에서 93 ~ 98 중량%가 통과하고, 13 mm체에서 74 ~ 82 중량%가 통과하고, 10 mm체에서 55 ~ 63 중량%가 통과하고, 4번 체에서 26 ~ 35 중량%가 통과하고, 8번 체에서 20 ~ 25 중량%가 통과하고, 16번 체에서 13 ~ 19 중량%가 통과하고, 30번 체에서 7 ~ 10 중량%가 통과하는 것을 특징으로 하는 도로포장의 덧씌우기용 콘크리트 조성물.
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10. 3종 시멘트 380 ~ 460 kg/m³;

    블랙 산화철(Fe₃O₄) 계열의 안료 (시멘트 대비)3 ~ 7 중량%;

    AE 감수제 (시멘트 대비)0.1 ~ 2 중량%;

    굵은골재 1200 ~ 1330 kg/m³;를 포함하고,

    물-시멘트비는 30 ~ 40 중량%이고, 잔골재율은 34 ~ 42 중량%이며, 굵은골재 최대치수는 25 mm이고,

    상기 굵은골재는 19 mm체에서 90 ~ 96 중량%가 통과하고, 13 mm체에서 62 ~ 71 중량%가 통과하고, 10 mm체에서 52 ~ 58 중량%가 통과하고, 4번 체에서 38 ~ 43 중량%가 통과하고, 8번 체에서 29 ~ 35 중량%가 통과하고, 16번 체에서 20 ~ 27 중량%가 통과하고, 상기 굵은골재는 30번 체에서 12 ~ 19 중량%가 통과하는 것을 특징으로 하는 도로포장의 덧씌우기용 콘크리트 조성물.
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