KR100948348B1 - 급결형 무기질 조성물 및 아크릴레이트계 차수재를 이용한 콘크리트 구조물의 차수 및 보수보강 공법 - Google Patents
급결형 무기질 조성물 및 아크릴레이트계 차수재를 이용한 콘크리트 구조물의 차수 및 보수보강 공법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 콘크리트 구조물의 누수보수공법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 급결형 무기질 조성물, 아크릴레이트계 차수재 및 이액형 고강도우레탄을 열화된 콘크리트 구조물의 보수공법에 이용함으로써 누수방지 효과를 극대화 시키고 시공 후의 하자율이 낮고, 환경 및 인체에 무해하며, 신축이나 기존 구조물의 내외부를 전면 보수하는 효과를 가진다.
무기질 결합재, 아크릴레이트계 차수재, 고강도우레탄, 보수, 유지, 콘크리트 구조물
Description
본 발명은 콘크리트 구조물의 누수보수공법에 관한 것이다.
일반적으로 콘크리트 구조물의 균열이나 열화등을 통한 누수를 보수하기 위해, 건설현장에서는 수발포성 우레탄, 수용성 에폭시 등과 같은 물과 반응성을 가진 유기 합성 고분자 수지계 지수재나, 시멘트에 아크릴, 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA), 스타이렌-부타디엔 고무(SBR) 등과 같은 수용해성 고무 혼화제를 첨가한 무기질계 지수재, 또는 물과 반응하여 체적을 늘이는 특징을 가진 벤토나이트 광물입자를 아스팔트, 우레탄, 에폭시 수지 등과 같은 유기화합물이나, 시멘트에 아크릴, EVA, SBR 등과 같은 수용해성 고무 혼화제를 첨가한 무기질 혼합물에 첨가한 지수재를 콘크리트 구조체 배면에 강제 주입하여 경화, 발포, 또는 팽윤시키는 방법들을 사용하고 있다.
그러나 전기 수발포성 우레탄, 수용성 에폭시 등과 같은 물과 반응성을 가진 유기 합성 고분자 수지계 지수재를 콘크리트 구조체 배면에 강제주입하면, 초기에는 발포나 경화에 의하여 우수한 지수효과를 발휘하나, 시간이 경과하면서, 정해진 포용 수량이나 자체 용해성과 자체 체적수축에 의해 지수효과는 점차 떨어지는, 즉 장기 내구성이 결여되어 있으며, 특히, 이러한 유기합성 고분자 제품의 경우, 일반적으로 알칼리에 대한 저항성이 열악하여, 물에 용해되어져 나오는 콘크리트의 수산화나트륨, 수산화칼슘, 수산화칼륨 등과 같은 강알칼리성 용액에 의해 콘크리트 표면과 접착하고 있는 계면에서의 탈락현상이 발생하여 단기간 내에 다시 누수 되는 문제점이 지적되고 있으며, 시멘트에 아크릴, EVA, SBR 등과 같은 수용해성 고무 혼화재를 첨가한 무기질계 지수재는, 콘크리트 구조체와의 접착성이 없으며, 경화에 필요한 수량 이상이 존재하는 콘크리트 배면에 주입하였을 경우에는, 경화되기 이전에 이미 물에 용해되어져 강도를 제대로 발휘하지 못하고, 반면에 충분히 경화하여 강도를 발휘할 수 있다고 하더라도 취성이 과도하여 콘크리트 구조체에 약간의 변형만 있으면 균열이 발생하거나, 또는 건조수축에 의하여 균열이 발생하고, 이러한 부위를 통하여 다시 누수되는 결함이 지적되고 있다.
또한, 물과 반응하면 체적이 늘어나는 특징을 가진 벤토나이트 광물입자를 아스팔트, 우레탄, 에폭시 수지 등과 같은 유기화합물이나, 시멘트에 아크릴, EVA, SBR 등과 같은 수용해성 고무 혼화제를 첨가한 무기질 혼합물에 첨가한 지수재를 콘크리트 구조체 배면에 강제 주입하는 방법도 사용되고 있으나, 아스팔트, 우레탄, 에폭시 수지 등과 같은 유기화합물과 벤토나이트 광물입자를 혼합하여 사용할 경우, 벤토나이트 광물입자의 표면을 감싸는 물을 차단하는 유기화합물의 특성에 의해 벤토나이트 광물입자의 체적 팽창성을 충분히 활용할 수 없고, 또한, 시멘트에 아크릴, EVA, SBR 등과 같은 수용해성 고무 혼화제를 첨가한 무기질 혼합물에 벤토나이트 광물입자를 혼합하여 사용할 경우에는, 콘크리트 구조체 배면에 강제주입하기 이전에 물을 혼합하게 되며, 이때, 벤토나이트 광물입자는 이미 물을 흡수하여 체적이 늘어나고 있어, 충분한 주입이 불가능하여 배면 공극을 채우지 못하고 단기간에 다시 누수되는 결함이 발생하고 있다.
본 발명은 콘크리구조물의 균열, 죠인트 부위의 균열 보수, 지하나 지중 구조물의 모체 충진 및 누수 보수, 지하 구조물 방수층 보수 및 충진, 지하 암반이나 토사층의 대량 누수 그라우팅(grouting), 저수지나 수영장 등의 균열 및 이음부의 누수 보수 및 기존 구조물의 방수층을 재형성해주는 전면 보수 등을 시공하는 경우 우수한 효과를 얻을 수 있는 콘크리트 구조물의 보수공법을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 평균적 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 구현 예에 따르면, 콘크리트 구조체의 누수가 되고 있는 열화된 부분에 천공할 위치를 정한 후, 천공 또는 굴공하여 주입구를 형성하는 주입구 형성단계(S1); 상기 주입구에 주입용 튜브를 삽입하는 주입공 설치단계(S2); 무기질주입기를 이용하여 급결형 무기질 조성물을 상기 튜브를 통하여 주입공에 주입하는 1차 주입단계(S3); 10 내지 12 시간 경과 후, 상기 S1 단계에서의 천공한 위치와 다른 부분에서 천공할 위치를 정한 후, 천공 또는 굴공하여 주입구를 형성하는 주입구 형성단계(S4); 상기 주입구에 주입용 팩카를 삽입하는 주입공 설치단계(S5); 아크릴주입기를 이용하여 아크릴레이트계 차수재를 상기 팩카를 통하여 주입공에 주입하는 2차 주입단계(S6); 10 내지 12 시간 경과 후, 상기 S4 단계에서의 천공한 위치와 다른 부분에서 천공할 위치를 정한 후, 천공 또는 굴공하여 주입구를 형성하는 주입구 형성단계(S7); 상기 주입구에 주입용 팩카를 삽입하는 주입공 설치단계(S8); 우레탄주입기를 이용하여 이액형 고강도우레탄을 상기 팩카를 통하여 주입하는 3차 주입단계(S9); 상기 이액형 고강도우레탄의 경화가 완료된 후에 팩카 및 흘러나온 이액형 고강도우레탄을 제거하는 마감처리단계(S10)를 포함하는 콘크리트 구조물의 보수공법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 급결형 무기질 조성물은 블레인 비표면적 7,000 내지 10,000 cm2/g 의 초미립자 무기질 결합재; 및 상기 무기질 결합재 100 중량부에 대하여, 리그닌 슬폰산염과 나프탈렌 슬폰산염이 1:1 내지 1:3의 비율로 혼합된 지연형 분산제 0.5 내지 3 중량부와, 촉진제로서 탄산, 중탄산, 질산 혹은 아질산의 알칼리 금속염로 이루어진 군에서 1종 이상을 선택하여 0.1 내지 2 중량부를 포함하는 반응속도 조절제를 포함하는 것이다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 무기질 결합재는 보통 시멘트 클링커와 무수석고를 혼합하여 SO3 함량이 5 내지 15 중량%가 되도록 분쇄한 분말 100 중량부에 대하여 슬래그 미분말 20 내지 100 중량부, 칼슘설포알루미네이트 클링커 분말 10 내지 50 중량부, 그리고 소석회 5 내지 30 중량부를 첨가하여 이루어지는 것이다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 무기질 결합재 100 중량부에 대하여 에틸렌, 초산 비닐 및 라우린산 비닐의 3중합체로 이루어진 고분자 분말을 0.1 내지 1.5 중량부 포함하는 분말 방수제를 더 포함하는 것이다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 아크릴레이트계 차수재는 금속수산화물 수용액에 아크릴산 및 메타크릴산을 가하여 제조한 아크릴산 금속염류와 가교제로서 아민기를 포함한 친수성 에폭시디아크릴레이트 화합물인 것이다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 아민기를 포함한 친수성 에폭시디아크릴레이트 화합물이 에폭시트리아크릴레이트 화합물과 2급 아민 화합물의 1:1 몰비 마이클부가반응(michael addition)에 의하여 제조되는 것이다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 에폭시트리아크릴레이트 화합물이 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르의 트리아크릴레이트, 글리세롤트리글리시딜에테르의 트리아크릴레이트, 솔비톨트리글리시딜에테르 트리아크릴레이트, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것이다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 2급 아민 화합물이 디에틸아민, 디프로필아민, 디부틸아민, 메틸에탄올아민, 에틸에탄올아민, 디에탄올아민, 디사이클로핵실아민 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것이다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 이액형 고강도우레탄은 폴리에테르 폴리올과 폴리에스터 폴리올로 이루어진 폴리혼합물수지의 주재료에 경화재인 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 변성인 폴리이소시아네이트수지를 4 내지 6:6 내지 4 중량비로 혼합시켜 폴리우레탄 프리폴리머를 생성시키는 동시에 반응촉매제를 첨가하여 반응한 것이다.
기타 본 발명의 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 콘크리트 구조물의 보수공법을 이용하는 경우 아크릴레이트계 차수재는 우수한 탄성과 신장성을 지녀 어떠한 내외부 작용에도 구조체의 변성이 거의 없으며 따라서 하자율이 현저히 낮고, 급결형 무기질 조성물과, 아크릴레이트계 차수재는 pH농도가 약알카리를 나타내고 중금속이 함유되어 있지 않으므로 인체에 무해하고 환경 오염이 거의 발생하지 않아 친환경적이고, 점도가 물에 가까우며 완전 경화에 이르기까지 거의 점도변화가 없으므로 먼 거리의 누수모체까지 침투가 가능하다. 또한, 일반적으로 균열부위 등 개소 단위뿐만 아니라 블록위주를 시공대상으로 적용가능하며 모체 및 방수층 충진으로 인해 재하자가 거의 발생하지 않으며, 구조물의 배면뿐 아니라 방수층도 충진함으로써 신축이나 기존 구조물의 내외부를 전면 보수하는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 일 구현예는 콘크리트 구조체의 누수가 되고 있는 열화된 부분에 천공할 위치를 정한 후, 천공 또는 굴공하여 주입구를 형성하는 주입구 형성단계(S1); 상기 주입구에 주입용 튜브를 삽입하는 주입공 설치단계(S2); 무기질주입 기를 이용하여 급결형 무기질 조성물을 상기 튜브를 통하여 주입공에 주입하는 1차 주입단계(S3); 10 내지 12 시간 경과 후, 상기 S1 단계에서의 천공한 위치와 다른 부분에서 천공할 위치를 정한 후, 천공 또는 굴공하여 주입구를 형성하는 주입구 형성단계(S4); 상기 주입구에 주입용 팩카를 삽입하는 주입공 설치단계(S5); 아크릴주입기를 이용하여 아크릴레이트계 차수재를 상기 팩카를 통하여 주입공에 주입하는 2차 주입단계(S6); 10 내지 12 시간 경과 후, 상기 S4 단계에서의 천공한 위치와 다른 부분에서 천공할 위치를 정한 후, 천공 또는 굴공하여 주입구를 형성하는 주입구 형성단계(S7); 상기 주입구에 주입용 팩카를 삽입하는 주입공 설치단계(S8); 우레탄주입기를 이용하여 이액형 고강도우레탄을 상기 팩카를 통하여 주입하는 3차 주입단계(S9); 상기 이액형 고강도우레탄의 경화가 완료된 후에 팩카 및 흘러나온 이액형 고강도우레탄을 제거하는 마감처리단계(S10)를 포함하는 콘크리트 구조물의 보수공법인 것이다.
먼저, 보수공법에 필요한 장비를 준비해야 하는데, 무기질주입기는 주입압이 일정하게 유지될 수 있도록 튜브와 밸브 연결 부분 등을 점검하고 시운전을 일정시간 실시한다.
이어서, 콘크리트 구조체의 열화된 부분에 천공할 위치를 정한 후, 천공 또는 굴공하여 주입구를 형성하는 주입구 형성단계(S1)를 실시한다. 상기 주입구 형성단계(S1)에서 철근 및 배관의 위치를 파악하여 천공위치를 확인하고, 천공 또는 굴공은 모체를 관통하여 배면 토사층까지 천공한다. 이때, 천공구는 조인트, 균열, 블리딩 부분 모두 1㎡당 1공씩 천공할 수 있다.
이어서, 천공한 구멍은 이물질이 없도록 깨끗하게 청소한 후, 상기 주입구에 주입용 튜브를 삽입하는 주입공 설치단계(S2)를 실시한다. 주입할 조성물의 역류 및 누출을 막기 위하여 보수하는 부분의 취약한 부분을 씰링재로 도포한다. 이때, 주입공 설치 후 배면의 지하수가 다량 유출하는 경우 수량이 흐르는 정도까지 열어둘 수 있다.
이어서, 무기질주입기를 이용하여 급결형 무기질 조성물을 상기 튜브를 통하여 주입공에 주입하는 1차 주입단계(S3)를 실시한다.
상기 급결형 무기질 조성물은 이하에서 상세히 설명하도록 한다.
상기 무기질주입기는 튜브 압착식 펌프를 사용하는 것으로서 본 발명에 따른 급결형 무기질 조성물을 주입공에 주입하는 경우 무기질주입기를 이용하는 것이 바람직하고, 그 일례로 급결무기질용 주입기인 MIP-7500(미래특수화학㈜)를 들 수 있다.
상기 급결형 무기질 조성물을 주입한 다음 10 내지 12 시간 경과 후, 상기 S1 단계에서의 천공한 위치와 다른 부분에서 천공할 위치를 정한 후, 천공한다. 주입구를 형성하는 주입구 형성단계(S4)를 실시한 다음, 상기 주입구에 주입용 팩카를 삽입하는 주입공 설치단계(S5)를 실시한다. 이에 대한 구체적인 실시내용은 상술한 바와 같다.
이어서, 아크릴주입기를 이용하여 아크릴레이트계 차수재를 상기 팩카를 통하여 주입공에 주입하는 2차 주입단계(S6)를 실시한다. 상기 아크릴주입기는 내산 성 스테인레스 스틸 재질의 피스톤 펌프를 사용하는 것으로서 본 발명에 따른 아크릴레이트계 차수재를 주입공에 주입하는 경우 아크릴주입기를 이용하는 것이 바람직하고, 그 일례로 AIP-1500(미래특수화학㈜)를 들 수 있다.
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이어서, 아크릴레이트계 차수재를 주입한 다음, 10 내지 12 시간 경과 후 상기 S4 단계에서의 천공한 위치와 다른 부분에서 천공할 위치를 정한 후, 모체의 2/3까지 천공하여 주입구를 형성하는 주입구 형성단계(S7)를 실시한 다음, 상기 주입구에 주입용 팩카를 삽입하는 주입공 설치단계(S8)를 실시한다.
이어서, 우레탄주입기를 이용하여 이액형 고강도우레탄을 상기 팩카를 통하여 주입하는 3차 주입단계(S9)를 실시한다. 상기 우레탄주입기는 통상적으로 사용하는 피스톤주입기를 사용할 수 있다.
상기 이액형 고강도우레탄의 경화가 완료된 후에 팩카 및 흘러나온 이액형 고강도우레탄을 제거하는 마감처리단계(S10)를 실시한다. 이때, 습식실링제를 사용하여 마감처리할 수 있는데, 습식실링제는 본 발명이 속한 분야에서 널리 알려진 것을 선택하여 사용할 수 있으며, 일례로 에폭시습식씰링제등을 들 수 있다.
본 발명에서는 상기 급결형 무기질 조성물, 아크릴레이트계 차수재 및 이액형 고강도우레탄을 열화된 콘크리트 구조물의 보수공법에 이용함으로써 누수방지 효과를 극대화 시키고, 시공 후의 하자율이 낮고, 환경 및 인체에 무해하며, 신축이나 기존 구조물의 내외부를 전면 보수하는 효과를 가진다.
상기 급결형 무기질 조성물은 블레인 비표면적 7,000 내지 10,000 cm2/g 의 초미립자 무기질 결합재; 및 상기 무기질 결합재 100 중량부에 대하여, 리그닌 슬 폰산염과 나프탈렌 슬폰산염이 1:1 내지 1:3의 비율로 혼합된 지연형 분산제 0.5 내지 3 중량부와, 촉진제로서 탄산, 중탄산, 질산 혹은 아질산의 알칼리 금속염로 이루어진 군에서 1종 이상을 선택하여 0.1 내지 2 중량부를 포함하는 반응속도 조절제를 포함한다.
본 발명에서 주입재의 겔화 반응 및 경화는 상기 시멘트 클링커와 무수석고 혼합 분쇄물과 칼슘설포알루미네이트 클링커 및 소석회와의 반응에 의한 침상의 에트린자이트의 생성반응에 따른 치밀한 3차원적 망목구조 형성에 의한 것으로써 도 1의 반응과정으로 설명 할 수 있다.
즉, 시멘트 클링커에서 칼슘이온이 용출되어 생성되는 Ca(OH)2 와 추가로 공급되는 Ca(OH)2인 소석회 및 칼슘설포알루미네이트 클링커의 반응에 의해 에트린자이트가 생성됨으로써 다량의 물 분자를 급격히 소모하면서 응결 및 경화가 이루어지는 반응 기구를 나타내는 것이 특징이다.
본 발명의 초미립 무기질 결합재는 시멘트 클링커와 무수석고를 SO3 함량이 5 내지 15 중량%가 되도록 혼합하여 분쇄한 것을 사용하는 것을 특징으로 한다.
이 때 SO3 함량이 5 중량% 이하에서는 다른 구성 성분인 칼슘설포알루미네이트 클링커 및 소석회와 반응에 의해 급결성을 발현하는 에트린자이트를 충분히 생성시키기 어렵다. 또한 SO3 함량이 15 중량% 이상에서는 에트린자이트를 생성하는데 필요한 SO3 함량 이상으로 과다하여 주입재의 현탁액 중에서 2차석고가 석출되어 유 동성이 빠르게 저하되어 충분한 주입시간의 확보가 어려울 뿐 아니라 강도 발현이 저하된다.
또한 상기 시멘트 클링커와 무수석고의 혼합 분쇄물 100 중량부에 대하여 칼슘설포알루미네이트 클링커 미분말 10 내지 50 중량부 및 소석회 5 내지 30 중량부를 첨가함은 주입 이후에 빠르게 충분한 양의 에트린자이트를 생성하여 경화가 촉진 되도록 하는 최적의 함량 범위를 선택한 것이다.
만일 칼슘설포알루미네이트 클링커의 함량이 부족할 경우 경화속도가 느려지며, 반대로 함량이 과다할 경우에는 에트린자이트의 생성량이 과다하게 되어 체적의 팽창으로 이어진다.
소석회의 함량이 부족한 경우에도 에트린자이트의 생성량은 적어지며, 과다하게 되면 반응하지 못하고 남아있는 Ca(OH)2로 인해 경화체의 강도발현이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 무기질 결합재에 슬래그 미분말을 사용하는 것은 장기적으로 구조체를 치밀하게 밀실화 시키고 강도를 높여 보강효과를 극대화 하기 위함이다.
주입 이후 초기에 칼슘알루미네이트 클링커와 석고 및 소석회 등의 반응에 의해 침상의 에트린자이트가 생성되면서 빠르게 경화가 일어나지만, 장기적으로 구조체를 치밀하게 만들어주기 위해서는 에트린자이트 결정의 망목구조 사이의 공극을 슬래그와 시멘트로부터 용해된 칼슘 및 규산 이온들과 물이 결합하여 서서히 CaO-SiO2-H2O 겔을 생성시킴으로써 장기적으로 구조체의 강도를 높이고 치밀한 밀실 구조로 안정화하여 내구성을 증진 시키게 된다.
본 발명의 무기질 결합재 구성 성분 중 슬래그 미분말은 시멘트 클링커와 무수석고 혼합분쇄물 100중량부에 대하여 20 내지 100 중량부가 되도록 하는 것이 특징이며, 20 중량부 이하에서는 치밀화 효과가 적고 100 중량부 이상이 되면 슬래그의 초기 반응성이 적기 때문에 경화 속도가 과도하게 지연되는 문제점이 있다.
한편 본 발명에 의한 반응속도 조절제는, 무기질 결합재 100 중량부에 대하여 리그닌 슬폰산염과 나프탈렌 슬폰산염이 1:1 내지 1:3의 비율로 혼합된 지연형 분산제 0.5 내지 3 중량부와, 촉진제로서 Na, K 혹은 Li의 탄산염, 중탄산염, 질산염 혹은 아질산염으로 이루어진 군에서 1종 이상을 0.1 내지 2 중량부 첨가하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
지연형 분산제는 분말상의 고분자 유기산인 리그닌 슬폰산염과 나프탈렌 슬폰산의 알칼리염의 혼합물을 사용하며, 먼저 이들의 분산작용은 물과 접촉시 리그닌슬폰산 이온이나 나프탈렌슬폰산 이온과 알칼리 이온으로 해리되고 해리된 슬폰산 이온이 시멘트 표면에 흡착하여 음(-)의 대전층을 만들므로 시멘트 입자끼리 서로 반발하여 응집되지 않고 점도가 낮아져 유동성을 향상시킴으로써 주입성능이 크게 개선된다.
특히, 리그닌 슬폰산염은 나프탈렌 슬폰산염과는 달리 시멘트 입자 표면에 흡착된 고분자로 인해 입체장해 효과가 있으며, 따라서 분산작용과 더불어 지연작용을 하게 되므로 이들 두가지 유기 분산제를 최적으로 혼합 할 때 분산작용과 지연효과를 나타낼 수 있게 된다. 본 발명에 따르면 리그닌 슬폰산염과 나프탈렌 슬 폰산염의 배합비율이 1 : 1 이하에서는 지연작용이 과다하게 되고 1 : 3 이상이 되면 지연성이 떨어지므로 적절치 않으며, 이 두 가지가 혼합된 지연성 분산제의 첨가량은 무기질 결합재 100 중량부에 대하여 최소 0.5 중량부 에서 최대 3.0 중량부 범위가 적정 하였다. 즉, 0.5 중량부 미만에서는 분산 및 지연작용이 떨어지고 3.0 중량부 이상이 되면 지연이 과다하고 분산된 입자들과 물의 층 분리로 인해 입자들이 침강하기 쉽다.
한편, 주입 이후의 경화를 촉진하기 위해서 촉진제로서 탄산, 중탄산, 질산 혹은 아질산의 알칼리 금속염으로 이루어진 군에서 1종 이상을 선택하여 첨가 하였다.
이들 촉진제로부터 공급된 알칼리 금속 이온들은 칼슘설포알루미네이트 클링커와 보통 포틀랜드시멘트 중의 트리칼슘실리케이트(3CaO·SiO2) 및 디칼슘실리케이트(2CaO·SiO2)를 자극하여 수화를 촉진하게 되므로 경화가 시작된 이후 강도 발현을 증진 시키는 작용을 하게 된다.
즉, 탄산, 중탄산, 질산, 아질산류의 알칼리 금속염류를 사용함으로써 알칼리 금속 양이온들이 OH- 이온과 결합하여 알칼리 수산화물을 생성하는데, 이 반응은 시멘트로부터 용출된 Ca2 + 이온들이 OH- 이온과 결합하여 Ca(OH)2로 재석출 되지 않도록 하여 에트린자이트의 생성반응을 지속 시킬 뿐 아니라 알칼리 수산화물들은 보통 포틀랜드시멘트 중의 트리칼슘실리케이트나 디칼슘실리케이트의 수화반응 초 기에 생성되는 저분자의 CaO-SiO2-H2O 수화물을 가용화 함으로써 시멘트 입자 표면에서 겔(gel)화 되는 것을 막아 이들 실리케이트 광물의 수화반응을 지속적으로 자극하여 경화를 촉진하는 작용을 하는 것이다.
상기 촉진제는 작업시의 외기 온도 등에 따라 적정량이 되도록 조절해야 하는데 그 함량이 너무 낮으면 촉진효과를 나타내기 어렵고 함량이 과다하면 응결시간이 과다해지거나 급결이 발생할 수 있다. 통상적으로 무기질 조성물 현탁액의 주입 작업이 가능한 외기 온도 범위는 약 5℃에서 30℃ 로 생각할 수 있으며, 이러한 온도범위를 기준으로 할 때 촉진제는 본 발명의 무기질 결합재 100 중량부에 대하여 0.1 내지 2.0 중량부가 적정하였다.
본 발명에 따른 분말 방수제인 에틸렌, 초산비닐 및 라우린산 비닐의 3중합체 고분자 분말은 무기질 결합재 100 중량부에 대하여 0.1 내지 1.5 중량부 첨가 함이 적정하며, 0.1 중량부 이하에서는 발수성능이 발현되지 않고 1.5 중량부 이상이 되면 발수성이 지나치게 강하여 주입재 현탁액 제조시 혼합수와의 혼합이 원활하지 못하므로 바람직하지 않다.
한편, 상기 아크릴레이트계 차수재는 아크릴레이트계 화합물로서, 구체적으로 금속수산화물 수용액에 아크릴산 및 메타크릴산을 가하여 제조한 아크릴산 금속염류와 가교제로서 아민기를 포함한 친수성 에폭시디아크릴레이트 화합물이다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 아크릴레이트계 차수제에 있어서, 상기 아민기를 포함한 친수성 에폭시디아크릴레이트 화합물 제조에 사용가능한 에폭시트리 아크릴레이트 화합물로는 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르의 트리아크릴레이트, 글리세롤트리글리시딜에테르의 트리아크릴레이트, 솔비톨트리글리시딜에테르 트리아크릴레이트 등이 바람직하며, 2급아민 화합물로는 디에틸아민, 디프로필아민, 디부틸아민, 메틸에탄올아민, 에틸에탄올아민, 디에탄올아민, 디사이클로핵실아민 등이 있으며 적절한 에폭시트리아크릴레이트 화합물과 2급아민의 선정에 의해 친수성 화합물의 제조가 가능하다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 아크릴레이트계 차수제에서 사용되는 아민기를 포함한 친수성 에폭시디아크릴레이트 화합물은 에폭시 구조에 의해 강인한 하이드로겔을 형성할 수 있으며 부가된 아민기는 친수성을 부여함과 동시에 산화환원중합반응에 있어서 환원촉매 역할을 수행할 수 있는 매우 획기적인 화합물로서 기존의 아크릴레이트계 차수제의 물성상의 취약함을 보완하여 우수한 아크릴레이트계 차수제를 제공할 수 있게 한다.
부수적으로, 상기 아민기를 포함한 친수성 에폭시디아크릴레이트 화합물은 산화환원촉매로 사용되는 퍼설페이트의 분해로 생성되는 산을 4급화에 의해 하이드로겔에 고정함으로써 환경측면에서도 일정부분 기여할 수 있을 것으로 예상된다.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 본 발명의 아크릴레이트계 차수제의 주성분으로 사용하는 아크릴산 금속염류는 수산화리튬, 수산화칼륨, 수산화나트륨 등의 1가금속수산화물과 수산화마그네슘, 수산화칼슘 등의 2가금속수산화물의 단일 또는 혼합 수용액에 아크릴산과 메타크릴산의 단일 또는 혼합물을 적하, 중화하여 간단하게 합성할 수 있다.
본 발명에 사용되는 아민기를 포함한 친수성 에폭시디아크릴레이트 화합물은 상기 에폭시트리아크릴레이트 단일 또는 혼합액에 상기 2급아민 단일 또는 혼합액을 4 내지 6:6 내지 4의 몰비로 40℃에서 적하, 반응함으로써 간단히 합성할 수 있다.
본 발명에 사용되는 산화중합반응촉매로는 환원촉매로 트리에틸아민, 트리에탄올아민, 디에탄올아민 등의 아민류를 단일 또는 혼합하여 사용하고 산화반응 촉매로 암모늄퍼설페이트, 소듐퍼설페이트 등의 퍼설페이트류를 단일 또는 혼합하여 사용한다.
본 발명의 차수제는 이액형으로 제조하여 사용할 수 있다. 제1액은 상기 아크릴산 금속염 수용액에 상기 아민기를 포함한 친수성 에폭시디아크릴레이트 화합물과 상기 환원촉매인 아민류를 첨가하여 제조하며, 제2액은 상기 산화촉매인 퍼설페이트를 물에 녹여 수용액으로 하여 제조한다. 별도로 상기 환원촉매인 아민류를 별도 용기에 포장하여 시공온도 등의 외부변수에 따라 제1액에 첨가하여 반응속도조절제로 사용하는 것도 가능하다.
본 발명에 의한 차수제의 하이드로겔 형성 반응속도는 상기 제1액의 농도, 제2액의 농도, 환원촉매인 아민류의 농도와 아민기를 포함한 친수성 에폭시디아크릴레이트 화합물의 첨가량과 시공온도에 의해 임의의 속도로 조절 가능하며, 반응속도는 상기 농도 및 함량과 시공온도의 상승에 비례하여 빨라지며 상기 농도 및 함량과 시공온도의 강하에 비례하여 느려진다.
본 발명에 의한 차수제의 하이드로겔 형성 반응속도는 상기 요인들을 적절히 조합하여 적절한 시간으로 조절하여야 한다.
하이드로겔의 형성 반응속도가 너무 빠를 경우에는 차수제이 지반에 충분한 거리까지 침투하기 전에 경화되어 버리며 하이드로겔의 형성 반응속도가 너무 느릴 경우에는 지하수에 의해 희석되어 차수 및 지수를 위한 하이드로겔의 형성이 되지않을 가능성이 있다.
본 발명에 의한 차수제에 의해 형성된 하이드로겔의 경도는 상기 제1액의 농도, 제2액의 농도와 아민기를 포함한 친수성에폭시디아크릴레이트 화합물의 첨가량에 의해 임의의 경도로 조절 가능하며, 상기 제1액의 농도, 제2액의 농도와 아민기를 포함한 친수성 에폭시디아크릴레이트 화합물의 첨가량의 증가에 비례하여 형성되는 하이드로겔의 경도는 높아지며 상기 제1액의 농도, 제2액의 농도와 아민기를 포함한 친수성 에폭시디아크릴레이트 화합물의 첨가량의 감소에 비례하여 형성되는 하이드로겔의 경도는 낮아진다. 또한 일반적으로 2가금속염류에 의해 형성되는 하이드로겔의 경도가 1가금속염에 의한 하이드로겔의 경도보다 높으며 아크릴산에 의해 형성되는 하이드로겔의 경도가 메타크릴산에 의한 하이드로겔의 경도보다 높다.
본 발명에 의한 차수제에 의해 형성된 하이드로겔의 경도는 상기 요인들을 적절히 조절하여 적절한 경도로 조절할 수 있다. 하이드로겔의 강도가 지나치게 높은 경우에는 푸석푸석하여 쉽게 깨지는 경향을 보이며, 하이드로겔의 강도가 지나치게 낮은 경우에는 풀과 같은 형태가 되어 차수 및 지수 성능을 발휘할 수 없게 된다.
차수 및 지수에 적절하게 하이드로겔의 형성 반응속도와 형성된 하이드로겔 의 경도를 조절하기 위한 상기 제1액의 농도는 수용액 중에서 5중량% 내지 50중량%의 범위가 적절하다. 상기 제1액의 농도가 수용액 중에서 5중량% 미만일 경우에는 하이드로겔의 형성 반응속도와 형성된 하이드로겔의 경도가 지나치게 낮아지며 50중량% 이상일 경우에는 하이드로겔의 형성 반응속도와 형성된 하이드로겔의 경도가 지나치게 높아져서 바람직하지 않다.
차수 및 지수에 적절하게 형성된 하이드로겔의 경도를 조절하기 위한 상기 아민기를 포함한 친수성 에폭시디아크릴레이트 화합물의 첨가량은 상기 아크릴산 금속염류의 총량의 5중량% 내지 20중량%의 범위가 적절하다. 상기 아민기를 포함한 친수성 에폭시디아크릴레이트 화합물의 첨가량이 상기 아크릴산 금속염류의 총량의 5중량% 미만일 경우에는 형성된 하이드로겔의 경도가 지나치게 낮아져 차수 및 지수 성능을 발휘하기 어려우며 20중량% 이상일 경우에는 하이드로겔의 경도가 지나치게 높아져서 충격에 의해 하이드로겔이 쉽게 깨지는 현상이 일어나 바람직하지 않다.
차수 및 지수에 적절하게 하이드로겔의 형성 반응속도를 조절하기 위한 상기 환원반응촉매와 산화반응촉매의 첨가량은 상기 제1액의 아크릴산 금속염류의 총량과 아민기를 포함한 친수성 에폭시디아크릴레이트 화합물의 첨가량을 합한 중합반응성 화합물 총량의 1중량% 내지 10중량%의 범위가 적절하다. 환원반응촉매와 산화반응촉매의 첨가량이 상기 제1액의 중합반응성 화합물 총량의 1중량% 미만일 경우에는 하이드로겔의 형성 반응속도가 지나치게 낮아 하이드로겔이 형성되기 어려우며 10중량% 이상일 경우에는 하이드로겔의 형성 반응속도가 지나치게 빨라져서 차 수제이 지반에 충분한 거리까지 침투하기 전에 경화되어 버려서 바람직하지 않다.
본 발명에 의한 차수제에 필요에 따라 증량 및 보강을 위해 시멘트, 벤토나이트, 규조토 등의 첨가재료를 첨가하여 사용하는 것도 가능하다.
본 발명에 의한 차수제는 이액형 주입펌프 등의 적절한 주입설비에 의해 천공된 주입구를 통해 지반에 주입되며 주입된 차수제의 제1액과 제2액이 혼합되어 산화환원중합반응에 의해 함수 하이드로겔을 형성하여 지반에 고정됨으로써 차수 및 지수 성능을 발휘하게 된다.
본 발명에 따른 이액형 고강도우레탄은 폴리에테르 폴리올과 폴리에스터 폴리올로 이루어진 폴리혼합물 수지의 주재료에 경화재인 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 변성(modified) 폴리이소시아네이트 수지를 4 내지 6:6 내지 4 중량비로 혼합시켜 제조되는 것이다.
상기 폴리혼합물 수지는 폴리에테르 폴리올대 폴리에스터 4 내지 6:6 내지 4 중량비로 혼합하여 제조될 수 있고, 혼합 후 발포제, 정포제, 촉매제 등을 추가 혼합하여 제조될 수 있다.
이때, 상기 발포제, 정포제, 및 촉매제로는 본 발명이 속한 분야에서 널리 알려진 물질 중에서 선택하여 사용할 수 있으며, 특히 촉매제로는 주석이나 아민 등을 들 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 폴리혼합물 수지와 폴리이소시아네이트수지를 상기 범위 내에서 혼합시킨 고강도우레탄은 이액형이 서로 결합하여 수초(3 내지 10초) 내에 고강도로 성형된다. 따라서 매우 빠르게 경화하며, 고강도의 물성과 고접착을 실현할 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
급결형
무기질 조성물의 특성 평가 :
실시예
1 내지 4 및
비교예
1 내지 4
무기질 결합재를 제조하기 위하여 1종 클링커와 석고를 SO3 함량 10%가 되도록 하여 분말도는 블레인 비표면적 8,000cm2/g으로 혼합분쇄 한 것을 사용 하였으며, 슬래그 및 칼슘설포알루미네이트 클링커 또한 8,000cm2/g으로 분쇄 하였고, 소석회는 10,000cm2/g의 것을 사용하여 각각 표 1의 무기질 결합재 배합조건으로 혼합하여 조제하였다. 이에 대한 첨가제로서 지연형 분산제는 리그닌 슬폰산염과 나프탈렌 슬포산염계 분말형 분산제를 각각 1 : 2의 비율로 혼합한 것을 사용 하였다. 촉진제로서는 탄산나트륨을 선택하여 사용하였으며 본 발명의 분말 방수제를 소정량씩 사용 하였다.
표 1에 이들 급결형 무기질 조성물의 제조 배합조건 및 비교를 위한 배합 및 타 주입재의 조건을 나타내었다.
| 무기질 결합재 배합비(중량부) | 급결형 무기질 조성물(중량부) | |||||||
| 클링커+석고 | 슬래그 | *CSA | 소석회 | 무기질결합재 | 지연형분산제 | 촉진제 | 분말방수제 | |
| 실시예 1 | 100 | 100 | 20 | 20 | 100 | 1.0 | 0.5 | 0.5 |
| 실시예 2 | 100 | 100 | 50 | 30 | 100 | 1.0 | 0.5 | 0.5 |
| 실시예 3 | 100 | 50 | 30 | 10 | 100 | 1.0 | 0.5 | 0.5 |
| 실시예 4 | 100 | 20 | 10 | 5 | 100 | 1.0 | 0.5 | 0.5 |
| 비교예 1 | 100 | 50 | 30 | 10 | 100 | 0.2 | 0.5 | 0.5 |
| 비교예 2 | 100 | 50 | 30 | 10 | 100 | 1.0 | 2.5 | 0.5 |
| 비교예 3 | 100 | 50 | 30 | 10 | 100 | 1.0 | 0.5 | 0 |
| 비교예 4 | A액: 시멘트 분말 100중량부 + 물 100중량부, B액: 3호 규산소다 100중량부 + 물 100중량부 | |||||||
※ CSA: 칼슘설포알루미네이트 클링커
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4에 따라 제조된 주입재의 특성을 평가하여 표 2에 나타내었다.
주입재의 작업 유지성능을 평가하기 위해 B형 점도계를 이용하여 현탁액의 초기 및 15분 경과 후 점도를 측정 하였으며, 겔화 시간(gel time)은 현탁액 1000ml를 비이커에 정치시킨 다음 온도 상승과 현탁액의 유동상태를 측정하여 비교해본 결과 현탁액 초기 대비 5℃ 상승 되었을 때 유동성을 모두 잃어버리고 응결이 일어나기 시작하였으므로 5℃ 상승 소요시간을 측정 하였다. 단, 비교예 4의 물유리계 급결제를 사용하는 조건은 통상의 2액형 주입재 겔화 시간 측정방법 즉 결합재인 A액의 현탁액이 담긴 용기에 급결재(물유리, 특수규산 등) B액을 빠르게 따라 부은 후 두 용기에 교대로 빠르게 옮겨 부으면서 유동성을 잃어 더 이상 따라 부을 수 없는 상태가 되는 시간을 측정하였다.
| 점도(cps) | Gel time | 압축강도(MPa) | 투수계수 | |||
| 초기 | 15분 | (분) | 1일 | 28일 | (㎠/sec) | |
| 실시예 1 | 5 | 8 | 40 | 2.5 | 5.7 | 6.7×10-7 |
| 실시예 2 | 6 | 10 | 32 | 3.8 | 5.6 | 6.3×10-7 |
| 실시예 3 | 6 | 9 | 35 | 3.6 | 7.2 | 5.8×10-7 |
| 실시예 4 | 6 | 8 | 45 | 2.1 | 5.2 | 5.5×10-7 |
| 비교예 1 | 35 | 72 | 21 | 3.2 | 6.0 | 5.3×10-7 |
| 비교예 2 | 7 | 94 | 18 | 1.6 | 3.8 | 3.1×10-7 |
| 비교예 3 | 7 | 21 | 41 | 3.2 | 6.2 | 5.4×10-6 |
| 비교예 4 | - | - | (11초) | 1.4 | 2.9 | 7.2×10-5 |
호모겔 압축강도는 현탁액을 5×5×5cm 몰드에 채워 습기함에서 1일 양생한 후 및 28일 수중양생 후의 일축 압축강도를 KS L 5105(수경성 시멘트 모르타르의 압축 강도 시험 방법)에 의해 측정 하였다.
또한, 투수계수는 KS F 2322의 토질시험법에 의한 투수계수를 측정 하였다.
상기 결과로부터 본 발명의 급결형 무기질 조성물은 누수방지 및 차수를 목적으로 하는 주입재로서 종래의 물유리나 특수규산 등을 사용하는 2액형, 혹은 1.5액형의 급결성 주입재 보다 간편하게 주입시공을 할 수 있으며, 제반 물리성능이 우수함을 알 수 있다.
아크릴레이트계
차수재의
특성 평가:
실시예
5 내지 7 및
비교예
5 내지 7
<평가방법>
- 혼합점도 : KSF 4923 콘크리트 구조물 보수용 에폭시 수지
- 경화시간 : 제1액과 제2액을 일시에 혼합한 후 하이드로겔의 형성에 의해 유동성이 없어질 때까지 경과한 시간
- 신장율 : KSF 3211 지붕용 도막 방수재
- 인장강도, 인장전단접착강도 : KSF 4923 콘크리트 구조물 보수용 에폭시 수지
<실시예 5>
수산화나트륨 수용액에 아크릴산을 냉각하에 1시간에 걸쳐 적하, 교반하여 중화해서 30% 소듐아크릴레이트 수용액을 만들었다. 별도로 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르의 트리아크릴레이트 1몰에 40℃를 유지하며 디에탄올아민을 1몰비로 교반하에 1시간에 걸쳐 적하한 후 2시간 동안 숙성하여 아민기를 포함한 친수성 에폭시디아크릴레이트 화합물을 합성하였다.
상기 소듐아크릴레이트 수용액 100중량부에 상기 아민기를 포함한 친수성 에폭시디아크릴레이트 화합물 3중량부와 트리에탄올아민 1.5중량부를 첨가하여 제1액을 만들었다. 물 98중량부에 소듐퍼설페이트 2중량부를 용해하여 제2액을 만들었다. 제1액과 제2액을 일시에 혼합한 후 경화시간을 측정하고 형성된 하이드로겔의 물성을 측정하였다.
<실시예 6>
수산화마그네슘 수용액에 아크릴산을 냉각하에 1시간에 걸쳐 적하, 교반하여 중화해서 30% 마그네슘아크릴레이트 수용액을 만든 이외에는 실시예 5와 동일한 방법으로 실험을 진행하였다.
<실시예 7>
수산화마그네슘 수용액에 메타크릴산을 냉각하에 1시간에 걸쳐 적하, 교반하여 중화해서 30% 소듐메타크릴레이트 수용액을 만든 이외에는 실시예 5와 동일한 방법으로 실험을 진행하였다.
<비교예 5>
아민기를 포함한 친수성 에폭시디아크릴레이트 화합물을 1중량부 첨가한 이외에는 실시예 5와 동일한 방법으로 실험을 진행하였다.
<비교예 6>
아민기를 포함한 친수성 에폭시디아크릴레이트 화합물 3중량부 대신에 폴리에틸렌그리콜디아크릴레이트 3중량부를 첨가한 이외에는 실시예 5와 동일한 방법으로 실험을 진행하였다.
<비교예 7>
아민기를 포함한 친수성 에폭시디아크릴레이트 화합물 3중량부 대신에 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르의 트리아크릴레이트 3중량부를 첨가한 이외에는 실시예 5와 동일한 방법으로 실험을 진행하였으나 친수성이 부족하여 소듐아크릴레이트 수용액과 분리되어 실험을 계속 진행할 수 없었다.
상기 실시예 5 내지 7 및 비교예 5 내지 6의 실험결과를 하기 표 3에 나타냈다.
| 실시예 5 | 실시예 6 | 실시예 7 | 비교예 5 | 비교예 6 | |
| 혼합정도(cps) | 5 | 6 | 5 | 5 | 5 |
| 경화시간(초) | 120 | 110 | 130 | 420 | 140 |
| 신장율(%) | 400 | 370 | 520 | 1200 | 1100 |
| 인장강도(N/㎟) | 1.6 | 1.8 | 1.3 | 0.4 | 0.5 |
| 인장전단접착 강도(N/㎟) | 0.8 | 0.7 | 0.7 | 0.1 | 0.1 |
상기 표 3에서 보는 바와 같이 가교제로서 아민기를 포함한 친수성 에폭시디아크릴레이트 화합물을 사용한 효과는 명백하다.
이액형 고강도우레탄 조성물의 특성 평가
<실시예 8>
폴리에테르 폴리올 50중량% 및 폴리에스터 폴리올 50중량%를 혼합한 후 촉매제로서 주석을 적당량 첨가하여 폴리혼합물 수지를 제조하였다. 상기 제조된 폴리혼합물 수지 50중량% 및 경화재로서 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 변성 폴리이소시아네이트수지 50중량%를 혼합시켜 이액형 고강도우레탄을 제조하였다.
실시예 8에 따라 제조된 이액형 고강도우레탄의 기계적 물성을 하기 측정방법에 의하여 측정하여 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
<평가방법>
- 인장강도, 압축강도, 굴곡강도: KSF 4923에 따라 측정
- 팽창계수: 팽창계수 측정기를 사용하여 측정
| 실시예 8 | |
| 인장강도(㎏f/㎠) | 389 |
| 압축강도(㎏f/㎠) | 855 |
| 굴곡강도(㎏f/㎠) | 108 |
| 팽창계수 | 1.05 |
실시예 8에 따른 이액형 고강도우레탄은 현장 상황에 적합하게 약액의 물성을 임의로 조절이 가능하고, 뛰어난 접착력과 높은 기계적 강도 등으로 그라우팅 된 부위는 구조물의 진동 및 변형 시에도 이탈 또는 파괴되지 않고 견고성을 유지하는 효과를 가진다.
누수보수공법
<실시예 9>
먼저, 보수공법을 실시하기 위해 필요한 장비를 준비한 후, 무기질주입기는 주입입이 중단되지 않도록 호스와 밸브 연결 부분 등을 점검하고 시운전을 잠시동안 하였다. 보수공법을 실시한 부분의 철근 및 배관의 위치를 파악하여 천공위치를 확인한 후, 배면 토사층까지 천공하였다. 천공구는 조인트, 균열, 블리딩 부분 모두 1㎡당 1공씩 천공하였다. 천공구는 이물질이 없도록 깨끗하게 청소한 후 주입용 튜브를 설치하는데, 주입할 조성물의 역류 및 누출을 막기위해 보수 부위 주위의 취약한 부분을 씰링재로 도포하였다. 주입용 튜브 설치 후 배면의 지하수가 다량 유출할 경우를 대비하여 수량이 흐르는 정도까지 열어두었다. 실시예 1에 따라 제조된 급결형 무기질 조성물을 주입통에 충전하고 무기질주입기인 MIP-7500의 주입호스에 이물질을 제거하였다. 무기질주입기의 초기압력을 확인하고 주입압력 변화에 따라 조절하며 주입을 진행하였다.
급결형 무기질 조성물의 주입이 완료된 후 12시간 정도 지난 후 앞에서와 같이 천공한 후 주입용 튜브를 설치하는데, 아크릴주입기인 AIP-1500를 이용하여 실시예 5에 따라 제조된 아크릴레이트계 차수재를 팩카를 통하여 주입공에 주입하였다. 이어서 마찬가지로 아크릴레이트계 차수재의 주입이 완료된 후 12시간 정도 지난 후 앞에서와 같이 천공한 후 주입용 튜브를 설치하는데, 우레탄주입기인 피스톤주입기를 이용하여 실시예 8에 따라 제조된 이액형 고강도우레탄을 팩카를 통하여 주입공에 주입하였다.
이액형 고강도우레탄의 주입이 완료된 후 팩카 및 흘러나온 이액형 고강도우레탄을 제거하였고, 습식실링제를 사용하여 마감처리하였다.
본 발명의 단순한 변형 또는 변경은 모두 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 급결형 무기질 조성물의 겔화 반응 및 경화 과정을 설명하는 도면이다.
Claims (9)
- 콘크리트 구조체의 열화된 부분에 천공할 위치를 정한 후, 천공 또는 굴공하여 주입구를 형성하는 주입구 형성단계(S1);상기 주입구에 주입용 튜브를 삽입하는 주입공 설치단계(S2);무기질주입기를 이용하여 급결형 무기질 조성물을 상기 튜브를 통하여 주입공에 주입하는 1차 주입단계(S3);10 내지 12 시간 경과 후, 상기 S1 단계에서의 천공한 위치와 다른 부분에서 천공할 위치를 정한 후, 천공 또는 굴공하여 주입구를 형성하는 주입구 형성단계(S4);상기 주입구에 주입용 팩카를 삽입하는 주입공 설치단계(S5);아크릴주입기를 이용하여 아크릴레이트계 차수재를 상기 팩카를 통하여 주입공에 주입하는 2차 주입단계(S6);10 내지 12 시간 경과 후, 상기 S4 단계에서의 천공한 위치와 다른 부분에서 천공할 위치를 정한 후, 천공 또는 굴공하여 주입구를 형성하는 주입구 형성단계(S7);상기 주입구에 주입용 팩카를 삽입하는 주입공 설치단계(S8);우레탄주입기를 이용하여 이액형 고강도우레탄을 상기 팩카를 통하여 주입하는 3차 주입단계(S9);상기 이액형 고강도우레탄의 경화가 완료된 후에 팩카 및 흘러나온 이액형 고강도우레탄을 제거하는 마감처리단계(S10)를 포함하는 콘크리트 구조물의 보수공법.
- 제1항에 있어서, 상기 급결형 무기질 조성물은 블레인 비표면적 7,000 내지 10,000 cm2/g 의 초미립자 무기질 결합재; 및상기 무기질 결합재 100 중량부에 대하여, 리그닌 슬폰산염과 나프탈렌 슬폰산염이 1:1 내지 1:3의 비율로 혼합된 지연형 분산제 0.5 내지 3 중량부와, 촉진제로서 탄산, 중탄산, 질산 혹은 아질산의 알칼리 금속염로 이루어진 군에서 1종 이상을 선택하여 0.1 내지 2 중량부를 포함하는 반응속도 조절제를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수공법.
- 제2항에 있어서, 상기 무기질 결합재는 보통 시멘트 클링커와 무수석고를 혼합하여 SO3 함량이 5 내지 15 중량%가 되도록 분쇄한 분말 100 중량부에 대하여 슬래그 미분말 20 내지 100 중량부, 칼슘설포알루미네이트 클링커 분말 10 내지 50 중량부, 그리고 소석회 5 내지 30 중량부를 첨가하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수공법.
- 제2항에 있어서, 상기 무기질 결합재 100 중량부에 대하여 에틸렌, 초산 비닐 및 라우린산 비닐의 3중합체로 이루어진 고분자 분말을 0.1 내지 1.5 중량부 포 함하는 분말 방수제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수공법.
- 제1항에 있어서, 상기 아크릴레이트계 차수재는 금속수산화물 수용액에 아크릴산 및 메타크릴산을 가하여 제조한 아크릴산 금속염류와 가교제로서 아민기를 포함한 친수성 에폭시디아크릴레이트 화합물인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수공법.
- 제5항에 있어서, 상기 아민기를 포함한 친수성 에폭시디아크릴레이트 화합물이 에폭시트리아크릴레이트 화합물과 2급 아민 화합물의 1:1 몰비 마이클부가반응(michael addition)에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수공법.
- 제6항에 있어서, 상기 에폭시트리아크릴레이트 화합물이 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르의 트리아크릴레이트, 글리세롤트리글리시딜에테르의 트리아크릴레이트, 솔비톨트리글리시딜에테르 트리아크릴레이트, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수공법.
- 제6항에 있어서, 상기 2급 아민 화합물이 디에틸아민, 디프로필아민, 디부틸 아민, 메틸에탄올아민, 에틸에탄올아민, 디에탄올아민, 디사이클로핵실아민 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수공법.
- 제1항에 있어서, 상기 이액형 고강도우레탄은 폴리에테르 폴리올과 폴리에스터 폴리올로 이루어진 폴리혼합물수지의 주재료에 경화재인 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 변성인 폴리이소시아네이트수지를 4 내지 6:6 내지 4 중량비로 혼합시켜 폴리우레탄 프리폴리머를 생성시키는 동시에 반응촉매제를 첨가하여 반응한 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수공법.
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| KR1020090092142A KR100948348B1 (ko) | 2009-09-29 | 2009-09-29 | 급결형 무기질 조성물 및 아크릴레이트계 차수재를 이용한 콘크리트 구조물의 차수 및 보수보강 공법 |
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| KR1020090092142A KR100948348B1 (ko) | 2009-09-29 | 2009-09-29 | 급결형 무기질 조성물 및 아크릴레이트계 차수재를 이용한 콘크리트 구조물의 차수 및 보수보강 공법 |
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