KR100975586B1 - 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법 - Google Patents

소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 시멘트계 결합재 5∼25중량%, 잔골재 30∼60중량%, 굵은골재 20∼50중량%, 물 0.5∼5중량% 및 소수성 폴리머 0.1∼6중량%를 포함하며, 상기 소수성 폴리머는 소수성 폴리머 100중량%에 대하여 소수성 아크릴 80∼99중량% 및 에틸렌 비닐 아세테이트 에멀젼 1∼20중량%를 포함하며, 상기 소수성 아크릴은 1,1-디클로로에텐, 2-하이드록시에틸아크릴레이트, 2-메톡시카르보닐-1-프로펜 및 반응개시제를 포함하는 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물 및 이에 의해 제조된 콘크리트 구조물의 보수공법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 소수성 아크릴과 에틸렌 비닐 아세테이트가 공중합된 소수성 폴리머를 사용함으로써 콘크리트의 경화시간을 연장하여 작업성을 개선하고 소수성에 의하여 콘크리트의 내구성을 개선하고, 특히 휨 및 인장강도를 개선하여 콘크리트의 하자를 줄일 수 있다.

Description

소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법{High-early strengthening concrete composite containing hydrophobic polymer and repairing method of concrete structure using the composite}
본 발명은 조강 콘크리트 조성물 및 콘크리트 구조물의 보수공법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열화된 콘크리트 도로 보수, 교량 신축이음부, 교량 교면포장, 긴급한 보수공사 등에 보수공법으로 사용되는 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법에 관한 것이다.
콘크리트 구조물 특히, 교량의 콘크리트 슬래브, 도로의 노면, 교량 하부 부분에서 열화 등에 의해 콘크리트에 균열이 발생하여 시간이 지나게 되면 콘크리트의 압축강도와 철근의 인장강도가 점차 떨어지게 되고, 균열 부위를 통해 노출된 콘크리트는 중성화 현상이 진행되어 철근의 부식이 일어난다. 이러한 철근의 부식 현상이 심해지면 콘크리트 구조물이 결국 붕괴될 수도 있다. 따라서, 콘크리트 구조물이 열화되어 균열이 발생하면 조속하게 열화된 부위를 보수할 필요가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 대체 방안으로 폴리머 디스퍼젼을 이용한 재료 등이 사용되고 있으나 재료원가가 높다는 단점을 가지고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 기술적 측면으로는 폴리머 시멘트 콘크리트 및 무수축 콘크리트가 개발되어 사용되고 있다.
한편, 경제적인 측면과 산업적 측면으로 볼 때, 콘크리트의 강도 및 내구성을 향상시킴으로써 보수비용의 절감 효과를 얻는 것도 필요하다.
최근의 긴급 보수공사에서는 초속경 시멘트에 라텍스 수지를 첨가한 초속경 라텍스 개질 콘크리트가 사용되고 있다.
그러나, 초속경 라텍스 개질 콘크리트는 점도가 매우 높은 라텍스의 특성 때문에 콘크리트를 타설 시 콘크리트가 작업도구에 부착되는 문제가 발생되고 있을 뿐만 아니라, 경화시간이 빨라 작업성이 떨어지며, 시공단가가 매우 높아 교통량이 적은 도로 및 교량에 적용하기에는 경제적인 문제가 발생되고 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는 소수성 아크릴과 에틸렌 비닐 아세테이트가 공중합된 소수성 폴리머를 사용함으로써 콘크리트의 경화시간을 연장하여 작업성을 개선하고 소수성에 의하여 콘크리트의 내구성을 개선하고, 특히 휨 및 인장강도를 개선하여 콘크리트의 하자를 줄일 수 있는 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법을 제공함에 있다.
본 발명은, 시멘트계 결합재 5∼25중량%, 잔골재 30∼60중량%, 굵은골재 20∼50중량%, 물 0.5∼5중량% 및 소수성 폴리머 0.1∼6중량%를 포함하며, 상기 소수성 폴리머는 소수성 폴리머 100중량%에 대하여 소수성 아크릴 80∼99중량% 및 에틸렌 비닐 아세테이트 에멀젼 1∼20중량%를 포함하며, 상기 소수성 아크릴은 1,1-디클로로에텐, 2-하이드록시에틸아크릴레이트, 2-메톡시카르보닐-1-프로펜 및 반응개시제를 포함하는 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물을 제공한다.
상기 소수성 아크릴은, 소수성 아크릴 100중량%에 대하여 1,1-디클로로에텐 70∼95중량%, 2-하이드록시에틸아크릴레이트 1∼25중량%, 2-메톡시카르보닐-1-프로펜 0.1∼15중량% 및 반응개시제 0.1∼5중량%를 함유하고, 상기 반응개시제는 소디움술폭시포름알데히드일 수 있다.
상기 소수성 아크릴은 소디움라우릴설페이트를 더 포함할 수 있으며, 상기 소디움라우릴설페이트는 소수성 아크릴 100중량%에 대하여 0.001∼2중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물은, 콘크리트의 수축을 저하시키고 수밀성을 향상시키며 균열 발생을 줄이기 위한 친수성 섬유를 더 포함할 수 있으며, 상기 친수성 섬유는 상기 폴리비닐 섬유와 폴리프로필렌 섬유를 90∼99.5:0.5∼10의 비율로 혼합된 섬유인 것이 바람직하다.
상기 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물은 감수제를 더 포함할 수 있으며, 상기 감수제는 폴리칼본산계 감수제이고 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물 100중량%에 대하여 0.001∼2중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 시멘트계 결합재는, 시멘트계 결합재 100중량%에 대하여 시멘트 70∼90중량%, 석고 0.5∼20중량% 및 알루미나 실리케이트 0.5∼10중량%를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은, 콘크리트 구조물이 열화되어 콘크리트가 탈락된 부위를 파쇄기 및 워터젯을 이용하여 치핑하여 불순물 및 열화 부위를 제거하는 단계와, 제거된 콘크리트의 열화 부위에 프라이머를 도포하는 단계와, 도포된 상기 프라이머 상부에 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물을 타설하여 열화된 부위의 단면을 복구하는 단계 및 타설된 상기 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물에 상부에 양생제를 도포하는 단계를 포함하는 콘크리트 구조물의 보수공법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물에 소수성 아크릴과 에틸렌 비닐 아세테이트가 혼합된 소수성 폴리머를 사용하여 콘크리트가 경화되는 시간을 연장시켜 마무리 작업 시간을 충분히 확보할 수 있어 작업성의 향상 및 콘크리트의 강도와 내구성이 향상되는 효과뿐만 아니라, 교통량이 적은 도로나 교량 등에 적용할 경우 시공단가 절감효과를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 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 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물은 시멘트계 결합재 5∼25중량%, 잔골재 30∼60중량%, 굵은 골재 20∼50중량%, 물 0.5∼5중량%, 소수성 폴리머 0.1∼6중량%를 포함한다.
골재는 잔골재와 굵은 골재로 구분되며, 입경이 5㎜ 이하인 것을 잔골재라 하고 입경이 5㎜ 보다 큰 것을 굵은 골재로 구분한다. 잔골재는 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물 전체에 대하여 30∼60중량% 함유되는 것이 바람직하고, 굵은 골재는 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물 전체에 대하여 20∼50중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 시멘트계 결합재는 시멘트계 결합재 100중량%에 대하여 시멘트 70∼90중량%, 석고 0.5∼20중량% 및 알루미나 실리케이트 0.5∼10중량%를 포함한다.
상기 시멘트는 초조강 시멘트로서, KS에 규정된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 시멘트는 시멘트계 결합재 100중량%에 대하여 70∼90중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 석고는 초기 강도 발현 및 수축 방지를 위하여 사용한다. 석고는 조직을 치밀하게 하여 콘크리트의 균열을 방지하고 콘크리트의 수축을 방지하기 위하여 사용한다. 석고는 무수석고 또는 이수석고를 사용할 수 있다. 석고의 함량이 증가하면 빠른 경화특성을 나타내며, 그 함량이 0.5중량% 미만일 경우 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물의 초기강도 개선 효과가 미약하고, 20중량%를 초과할 경우에는 빠른 경화 특성으로 인해 좋은 물성을 얻을 수 있으나 작업성이 저하된다.
상기 알루미나 실리케이트는 초기 강도 발현 및 내구성 증진을 위하여 사용한다. 알루미나 실리케이트 대신에 알칼리 실리케이트를 사용할 수도 있다. 상기 알칼리 실리케이트는 칼륨 실리케이트 및 리튬 실리케이트 중에서 선택된 어느 하나 이상의 물질일 수 있다. 상기 알루미나 실리케이트는 시멘트계 결합재에 대하여 0.5∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 알루미나 실리케이트의 중량비가 증가하면 초기 강도 및 내구성은 뛰어나나, 작업성이 떨어진다. 알루미나 실리케이트의 함량이 10중량%를 초과하면 조성물의 경화속도와 강도는 개선되나 작업성이 떨어지며, 함량이 0.5중량% 미만이면 경화속도와 강도가 개선되지 않는다.
상기 소수성 폴리머는 콘크리트의 경화시간을 연장하여 작업성을 개선시키기 위하여 사용하는 것으로, 소수성 아크릴과 에틸렌 비닐 아세테이트(Ethylene Vinyl Acetate; 이하 'EVA'라 함) 에멀젼을 포함한다. 상기 소수성 폴리머는 소수성 아크릴과 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)가 공중합되어 합성된 에멀젼이다.
상기 소수성 아크릴은 1,1-디클로로에텐, 2-하이드록시에틸아크릴레이트, 2-메톡시카르보닐-1-프로펜 및 반응개시제를 포함한다. 상기 소수성 아크릴은 유화제인 소디움라우릴설페이트(sodium lauryl sulfate)를 더 포함할 수 있다. 1,1-디클로로에텐, 2-하이드록시에틸아크릴레이트 및 2-메톡시카르보닐-1-프로펜이 함께 함유되는 소수성 아크릴은 함유된 각 개개 성분들의 개별적인 효과와 각 성분들에 의한 시너지 효과가 더해져서 콘크리트의 경화시간, 작업성, 강도 및 내구성을 상당히 개선시킬 수 있는 장점이 있다.
상기 소수성 아크릴은 1,1-디클로로에텐 70∼95중량%, 2-하이드록시에틸아크릴레이트 1∼25중량%, 2-메톡시카르보닐-1-프로펜 0.1∼15중량% 및 반응개시제 0.1∼5중량%를 함유하는 것이 바람직하다. 상기 소수성 아크릴은 유화제인 소디움라우릴설페이트(sodium lauryl sulfate) 0.001∼2중량%를 더 포함할 수 있다. 상기 1,1-디클로로에텐은 폴리머의 소수성 및 부드러움(softness)을 부여하는 역할을 하며, 상기 소수성 아크릴 100중량%에 대하여 70∼95중량% 함유될 수 있다. 상기 2-하이드록시에틸아크릴레이트는 폴리머의 분산 안정성 및 상기 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물 내의 골재와의 접착강도 증대시키는 역할을 하며, 상기 소수성 아크릴 100중량%에 대하여 1∼25중량% 함유될 수 있다. 상기 2-메톡시카르보닐-1-프로펜는 폴리머의 보수성 및 상기 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물의 초기경화, 작업성 및 부착강도를 개선시키는 역할을 하며, 상기 소수성 아크릴 100중량%에 대하여 0.1∼15중량% 함유될 수 있다. 상기 반응개시제는 소디움술폭시포름알데히드(sodium sulfoxylate formaldehyde)일 수 있으며, 상기 소수성 아크릴 100중량%에 대하여 0.1∼5중량% 함유될 수 있다. 상기 소디움라우릴설페이트(sodium lauryl sulfate)는 유화제 역할을 하며, 상기 소수성 아크릴 100중량%에 대하여 0.001∼2중량% 함유될 수 있다.
상기 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 에멀젼은 에틸렌과 초산 비닐의 공중합체로서 일반적으로 EVA 에멀젼이라고 부른다. 상기 EVA 에멀젼의 유화중합은 고압의 에틸렌 존재하에서 이루어지며 에멀젼 중의 에틸렌 양은 중합시의 압력이 높을수록 많아진다. 일반적으로 사용되고 있는 EVA 에멀젼은 20∼100기압의 에틸렌 존재하에서 중합된 것으로 결합 에틸렌 양은 10∼30%이다. 초산 비닐에 에틸렌을 공중합 시키는 것에 의해 유리전이온도가 저하되고 신장능력이 향상되며, 또한 초산 비닐 수지의 내알칼리성 및 접착성도 개선된다. 한편 결합 에틸렌 양이 증가함에 따라 최저조막온도는 저하하고 피막의 취성화 온도 또한 저하된다.
소수성 폴리머로 EVA 에멀젼만을 사용할 경우에는 콘크리트의 점도가 저하되어 마무리 작업이 어려움으로 이를 방지하기 위하여 소수성 아크릴을 혼합하는 것이다. 소수성 폴리머에 소수성 아크릴이 첨가되면 기존 콘크리트면과의 부착력이 개선됨과 동시에 소수성능에 의하여 내수성, 휨 및 인장강도가 개선된다.
상기 소수성 폴리머는 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물에 대하여 0.1∼6중량% 함유되는 것이 바람직하다.
소수성 폴리머의 함량이 6중량%를 초과하면 콘크리트의 점도가 높아져 작업성(슬럼프)이 개선되나, 수화반응을 지연시켜 조기 압축강도 발현을 저하시킴과 동시에 가격경쟁력이 저하될 수 있다. 그리고 소수성 폴리머의 함량이 0.1중량% 미만이면 콘크리트의 내구성이 저하될 수 있다.
본 실시예에 따른 소수성 폴리머에서 소수성 아크릴과 EVA 에멀젼의 혼합비는 소수성 폴리머 100중량%에 대하여 소수성 아크릴 80∼99중량%, EVA 에멀젼 1∼20중량%의 비율로 혼합하는 것이 바람직하다.
여기서, 소수성 폴리머에 대하여 소수성 아크릴의 함량이 99중량%를 초과하면 콘크리트의 작업성은 향상되지만, 콘크리트의 초기 강도 발현이 저하될 수 있으며, 함량이 80중량% 미만이면 콘크리트의 조기 강도발현은 향상되지만, 작업성이 현저하게 저하될 수 있다. EVA 에멀젼의 함량이 20중량%를 초과하면 부착성능은 개선되나, 점성이 높아져 작업성이 떨어질 수 있으며, EVA 에멀젼의 함량이 1중량% 미만이면 점성이 떨어져 작업성은 향상되나 부착성능이 저하될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물은 친수성 섬유를 0.01∼5중량%를 더 포함할 수 있다. 친수성 섬유가 함유되게 되면 콘크리트의 수축이 저하되고 수밀성이 향상되며, 균열 발생을 줄일 수 있다. 친수성 섬유로는 폴리비닐 섬유와 폴리프로필렌 섬유를 사용할 수 있다. 상기 폴리비닐 섬유와 폴리프로필렌 섬유를 90∼99.5:0.5∼10의 비율로 사용하는 것이 소성균열 방지 및 강도 증진에 효과적이므로 상기 비율로 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물은 감수제 0.001∼2중량%를 더 포함할 수 있다. 상기 감수제는 폴리 칼본산계 감수제를 사용하는 것이 바람직한데, 상기 폴리 칼본산계 감수제는 물-시멘트비를 감소시킴으로써 강도 및 내구성이 개선됨과 동시에 시멘트의 수화반응을 지연시켜 초기 작업성을 향상시킬 수 있는 역할을 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물은 시멘트계 결합재 5∼25중량%, 잔골재 30∼60중량%, 굵은골재 20∼50중량%를 강제 믹서에서 교반시킨 후, 물 0.5∼5중량%과 소수성 폴리머 0.1∼6중량%를 더 혼합하여 1∼10분간 교반하여 제조할 수 있다. 이때, 소수성 폴리머를 혼합할 때 친수성 섬유를 0.01∼5중량%와 폴리칼본산계 감수제 0.001∼2중량%를 함께 첨가할 수도 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물을 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법은 콘크리트 구조물이 열화되거나 불순물이 붙어 있는 부위를 파쇄기 및 워터젯을 이용하여 치핑(Chipping)하여 불순물 및 열화 부위를 제거하는 단계와, 콘크리트가 열화된 부위에 프라이머(primer)를 도포하는 단계와, 상기 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물로 열화된 부위의 단면을 복구하는 단계 및 상기 타설된 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물 상부에 양생제로 도포하는 단계를 포함한다.
상기 프라이머는 상기 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물이 콘크리트 구조물에 부착되기 용이하게 하는 SBR(Styrene Butadiene Rubber) 라텍스 , 폴리 아크릴 에스테르(Poly Acryl Ester; PAE), 아크릴 및 에틸 비닐 아세테이트(Ethyl Vinyl Acetate; EVA) 중에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다. 이때의 프라이머의 고형분은 13중량% 정도로 낮추어 시공하는 것이 바람직하다. 13중량%를 초과하여 사용할 경우 피막 두께가 두꺼워져 도리어 부착성능을 저하시킬 수 있다.
상기와 같은 본 발명 따른 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물의 실시예들을 더욱 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실시예들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
조강 시멘트 96중량%, 알칼리 실리케이트 2중량% 및 석고 2중량%로 이루어진 시멘트계 결합재 12.9중량%와, 잔골재 47중량%와, 굵은 골재 36중량%를 믹서에 투입하여 강제 교반한 후, 물 1.5중량%, 소수성 폴리머 2.5중량% 및 친수성 섬유 0.1중량%를 더 혼합하여 다시 2분간 교반하여 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물을 제조하였다. 이때, 소수성 폴리머는 소수성 아크릴만을 사용하였으며, 상기 소수성 폴리머는 1,1-디클로로에텐 88중량%, 2-하이드록시에틸아크릴레이트 7중량%, 2-메톡시카르보닐-1-프로펜 4중량%, 소디움라우릴설페이트 0.02중량% 및 소디움술폭시포름알데하이드 0.98중량%를 포함하는 것을 사용하였다. 상기 친수성 섬유로는 폴리비닐 섬유와 폴리프로필렌 섬유를 사용하였고, 폴리비닐섬유와 폴리프로필렌 섬유의 혼합비는 99:1로 하였다.
<실시예 2>
조강 시멘트 96중량%, 알칼리 실리케이트 2중량% 및 석고 2중량%로 이루어진 시멘트계 결합재 12.9중량%와, 잔골재 47중량%와, 굵은 골재 36중량%를 믹서에 투입하여 강제 교반한 후, 물 1.5중량%, 소수성 폴리머 2.5중량% 및 친수성 섬유 0.1중량%를 더 혼합하여 다시 2분간 교반하여 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물을 제조하였다. 이때, 소수성 폴리머는 소수성 아크릴 96중량%와 EVA 에멀젼 4중량%를 혼합하여 사용하였다. 상기 소수성 폴리머는 1,1-디클로로에텐 88중량%, 2-하이드록시에틸아크릴레이트 7중량%, 2-메톡시카르보닐-1-프로펜 4중량%, 소디움라우릴설페이트 0.02중량% 및 소디움술폭시포름알데하이드 0.98중량%를 포함하는 것을 사용하였다. 상기 친수성 섬유로는 폴리비닐 섬유와 폴리프로필렌 섬유를 사용하였고, 폴리비닐 섬유와 폴리프로필렌 섬유의 혼합비는 99:1로 하였다.
<실시예 3>
조강 시멘트 96중량%, 알칼리 실리케이트 2중량% 및 석고 2중량%로 이루어진 시멘트계 결합재 12.9중량%와, 잔골재 47중량%와, 굵은 골재 36중량%를 믹서에 투입하여 강제 교반한 후, 물 1.5중량%, 소수성 폴리머 2.5중량% 및 친수성 섬유 0.1중량%를 더 혼합하여 다시 2분간 교반하여 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물을 제조하였다. 이때, 소수성 폴리머는 소수성 아크릴 91중량%와 EVA 에멀젼 9중량%를 혼합하여 사용하였다. 상기 소수성 폴리머는 1,1-디클로로에텐 88중량%, 2-하이드록시에틸아크릴레이트 7중량%, 2-메톡시카르보닐-1-프로펜 4중량%, 소디움라우릴설페이트 0.02중량% 및 소디움술폭시포름알데하이드 0.98중량%를 포함하는 것을 사용하였다. 상기 친수성 섬유로는 폴리비닐 섬유와 폴리프로필렌 섬유를 사용하였고, 폴리비닐 섬유와 폴리프로필렌 섬유의 혼합비는 99:1로 하였다.
상기의 실시예 1 내지 실시예 3의 특성을 보다 용이하게 파악할 수 있도록 비교예를 제시하고, 비교예 1 내지 2는 현재 일반적으로 널리 사용되고 있는 보통 포틀랜드 시멘트 콘크리트 조성물 및 EVA 에멀젼 개질 시멘트 콘크리트 조성물을 제시한 것이다.
<비교예 1>
보통 포틀랜드 시멘트 13중량%, 잔골재 47중량%, 굵은 골재 36중량% 및 물 4중량%를 믹서에 투입하여 강제 교반하여 콘크리트 조성물을 제조하였다.
<비교예 2>
보통 포틀랜드 시멘트 13중량%, 잔골재 47중량%, 굵은 골재 36중량%를 믹서에 투입하여 강제 교반한 후, 물 2중량%와 EVA 에멀젼 2중량%를 더 혼합하여 다시 2분간 교반하여 EVA 에멀젼 개질 시멘트 콘크리트 조성물을 제조하였다.
아래의 시험예들은 상기에 개시한 본 발명에 따른 실시예 1 내지 실시예 3의 특성을 보다 용이하게 파악할 수 있도록 본 발명에 따른 실시예들과 비교예 1 및 비교예 2의 특성을 비교한 실험결과들을 나타낸 것이다.
<시험예 1>
상기에서 설명한 실시예 1 내지 실시예 3의 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 의하여 제조된 콘크리트 조성물을 KS F 2402에 규정한 방법에 따라 슬럼프시험(반죽의 정도)을 한 결과를 나타낸 것이다. 슬럼프시험은 콘크리트의 연도 및 점조성 등과 같은 반죽의 질기를 시험하는 것으로, 수치가 클수록 워커빌리티(Workability) 즉, 콘크리트의 타설시 작업성이 우수하다는 것을 의미한다.
아래의 표 1은 시간 경과에 따른 슬럼프의 변화이다.
구 분 슬럼프(cm)
교반 직후 20분 경과 후 30분 경과 후 40분 경과 후 60분 경과 후
실시예 1 18 16 15 13 11
실시예 2 19 17 13 12 10
실시예 3 19 17 12 10 8
비교예 1 13 8 5 4 3
비교예 2 19 13 10 6 5
위의 표 1에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3이 비교예 1 및 비교예 2에 비하여 작업성이 우수하였다.
<시험예 2>
실시예 1 내지 실시예 3에 따른 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 의하여 제조된 콘크리트 조성물을 KS F 2405에 규정한 방법에 따라 압축강도시험을 한 결과를 나타낸 것이다.
아래의 표 2는 시간 경과에 따른 압축강도의 변화이다.
구 분 압축강도(kgf/㎠)
1일 후 3일 후 7일 후 14일 후 28일 후
실시예 1 178 229 265 359 428
실시예 2 189 237 245 361 425
실시예 3 176 225 236 358 428
비교예 1 - - - 297 387
비교예 2 - - - 294 386
위의 표 2에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3은 비교예 1 및 비교예 2에 비하여 압축강도가 월등히 높았다.
<시험예 3>
상기에서 설명한 실시예 1 내지 실시예 3의 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 의하여 제조된 콘크리트 조성물을 KS F 2408에 규정한 방법에 따라 휨강도를 측정한 결과를 나타낸 것이다.
아래의 표 3은 시간 경과에 따른 휨강도의 변화이다.
구 분 휨강도(kgf/㎠)
1일 후 3일 후 7일 후 14일 후 28일 후
실시예 1 38 48 55 68 88
실시예 2 39 54 63 72 91
실시예 3 40 56 64 78 99
비교예 1 - - - 32 55
비교예 2 - - - 66 82
위의 표 3에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3은 비교예 1 및 비교예 2에 비하여 휨강도가 월등히 높았다.
<시험예 4>
상기 실시예 1 내지 실시예 3의 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에서 제조한 콘크리트 조성물을 KS F 2762에 규정한 방법에 따라 접착강도를 측정하였고, 그 결과를 표 4에 나타내었다.
구 분 접착강도(kgf/㎠)
1일 후 3일 후 7일 후 14일 후 28일 후
실시예 1 9 15 18 20 23
실시예 2 10 16 19 22 24
실시예 3 12 17 20 23 26
비교예 1 - - - - 19
비교예 2 - - - 13 22
위의 표 4에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3은 비교예 1 및 비교예 2에 비하여 부착강도가 월등히 높았다.
<시험예 5>
상기에서 설명한 실시예 1 내지 실시예 3의 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 의하여 제조된 콘크리트 조성물을 KS F 4004(시멘트 벽돌)에 규정한 방법에 따라 흡수율의 측정 결과를 나타낸 것이다. 흡수율이 높으면 불순물이나 물이 콘크리트의 내부로 침투하게 되면 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 비교예 1 비교예 2
흡수율(%) 1.7 1.5 1.4 9 2.0
위의 표 5에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3은 비교예 1 및 비교예 2에 비하여 흡수율이 낮았다.
<시험예 6>
상기에서 설명한 실시예 1 내지 실시예 3의 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 의하여 제조된 콘크리트 조성물을 KS F 2456에 규정한 방법에 따라 동결융해저항성 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 6은 동결융해저항성 시험에 따른 각각의 실시예들 및 비교예들의 내구성지수를 표시한 것이다.
구 분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
내구성 지수 91 91 92 47 90
위의 표 6에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3이 비교예 1 및 비교예 2에 비하여 내구성 지수가 월등히 높으므로, 내구성이 향상된 것을 알 수 있다.
<시험예 7>
상기에서 설명한 실시예 1 내지 실시예 3의 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 의하여 제조된 콘크리트 조성물을 KS F 2424(콘크리트의 길이 변화 시험방법)에 의하여 건조수축율을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 7에 나타내었다.
구 분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
건조수축율
(×10-4)		 1.1 1.1 1.1 4.5 1.5
위의 표 7에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3이 비교예 1 및 비교예 2에 비하여 건조수축량이 감소되어 수축 저감 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
<시험예 8>
상기에서 설명한 실시예 1 내지 실시예 3의 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 의하여 제조된 시멘트 콘크리트 조성물을 JIS A 1171(폴리머 시멘트 모르타르의 시험방법)에 의한 시험을 수행하였고, 그 결과를 표 8에 나타내었다.
구 분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
중성화 깊이(mm) 0.8 0.8 0.7 2.7 1.0
위의 표 8에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3이 비교예 1 및 비교예 2에 비하여 중성화 침투 깊이가 적게 나타나 중성화에 대한 저항성이 높음을 확인할 수 있었다.
<시험예 9>
상기에서 설명한 실시예 1 내지 실시예 3의 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 의하여 제조된 콘크리트 조성물을 JIS A 1171에 의한 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 9에 나타내었다.
구 분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
염화물 이온
침투깊이(mm)		 1.6 1.6 1.6 7.6 2.0
위의 표 9에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3이 비교예 1 및 비교예 2에 비하여 염화물 이온 침투 깊이가 적게 나타나 염해에 대한 저항성이 높음을 확인할 수 있었다.
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 (7)

  1. 시멘트계 결합재 5∼25중량%, 잔골재 30∼60중량%, 굵은골재 20∼50중량%, 물 0.5∼5중량% 및 소수성 폴리머 0.1∼6중량%를 포함하며, 상기 소수성 폴리머는 소수성 아크릴과 에틸렌 비닐 아세테이트 에멀젼을 포함하고, 상기 소수성 아크릴은 상기 소수성 폴리머 100중량%에 대하여 80∼99중량% 함유되고, 상기 에틸렌 비닐 아세테이트 에멀젼은 상기 소수성 폴리머 100중량%에 대하여 1∼20중량% 함유되며, 상기 소수성 아크릴은 1,1-디클로로에텐, 2-하이드록시에틸아크릴레이트, 2-메톡시카르보닐-1-프로펜 및 반응개시제를 포함하는 것을 특징으로 하는 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 1,1-디클로로에텐은 상기 소수성 아크릴 100중량%에 대하여 70∼95중량% 함유되고, 상기 2-하이드록시에틸아크릴레이트는 상기 소수성 아크릴 100중량%에 대하여 1∼25중량% 함유되며, 상기 2-메톡시카르보닐-1-프로펜은 상기 소수성 아크릴 100중량%에 대하여 0.1∼15중량% 함유되고, 상기 반응개시제는 상기 소수성 아크릴 100중량%에 대하여 0.1∼5중량% 함유되며, 상기 반응개시제는 소디움술폭시포름알데히드인 것을 특징으로 하는 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 소수성 아크릴은 소디움라우릴설페이트를 더 포함하며, 상기 소디움라우릴설페이트는 소수성 아크릴 100중량%에 대하여 0.001∼2중량% 함유되는 것을 특징으로 하는 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물은,
    콘크리트의 수축을 저하시키고 수밀성을 향상시키며 균열 발생을 줄이기 위한 친수성 섬유를 더 포함하며, 상기 친수성 섬유는 폴리비닐 섬유와 폴리프로필렌 섬유를 90∼99.5:0.5∼10의 비율로 혼합된 섬유이고, 상기 친수성 섬유는 상기 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물에 대하여 0.01∼5중량% 함유되는 것을 특징으로 하는 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물은 감수제를 더 포함하며, 상기 감수제는 폴리칼본산계 감수제이고 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물 100중량%에 대하여 0.001∼2중량% 함유되는 것을 특징으로 하는 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 시멘트계 결합재는 시멘트, 석고 및 알루미나 실리케이트를 포함하고, 상기 시멘트는 상기 시멘트계 결합재 100중량%에 대하여 70∼90중량% 함유되고, 상기 석고는 상기 시멘트계 결합재 100중량%에 대하여 0.5∼20중량% 함유되며, 상기 알루미나 실리케이트는 상기 시멘트계 결합재 100중량%에 대하여 0.5∼10중량% 함유되는 것을 특징으로 하는 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물.
  7. 콘크리트 구조물이 열화되어 콘크리트가 탈락된 부위를 파쇄기 및 워터젯을 이용하여 치핑하여 불순물 및 열화 부위를 제거하는 단계;
    제거된 콘크리트의 열화 부위에 프라이머를 도포하는 단계;
    도포된 상기 프라이머 상부에 제1항에 기재된 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물을 타설하여 열화된 부위의 단면을 복구하는 단계; 및
    타설된 상기 소수성 폴리머 개질 조강 콘크리트 조성물에 상부에 양생제를 도포하는 단계를 포함하는 콘크리트 구조물의 보수공법.
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