KR100975597B1 - 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법 - Google Patents

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

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Abstract

본 발명은, 시멘트계 결합재 5∼25중량%, 잔골재 35∼60중량%, 굵은 골재 20∼45중량%, 물 0.5∼5중량% 및 소수성 폴리머 0.1∼5중량%를 포함하며, 상기 소수성 폴리머는 상기 소수성 폴리머 100중량%에 대하여 초미립 소수성 에멀젼 85∼99중량% 및 폴리아크릴에스테르 에멀젼 1∼15중량%를 포함하며, 상기 초미립 소수성 에멀젼은 입자 크기가 상기 폴리아크릴에스테르 에멀젼의 입자 크기 보다 작아 비표면적이 상기 폴리아크릴에스테르 에멀젼 보다 큰 값을 나타내는 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물 및 콘크리트 구조물의 보수공법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 초미립 소수성 에멀젼을 포함하는 소수성 폴리머를 사용하여 콘크리트가 경화되는 시간을 연장시켜 타설된 콘크리트의 표면을 매끄럽게 하는 마무리 작업 시간을 충분히 확보할 수 있어 작업성의 향상 및 콘크리트의 강도와 내구성이 향상되는 효과가 있을 뿐만 아니라, 기존 폴리머 개질 콘크리트보다 폴리머 사용량을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법{Concrete composite containing hydrophobic polymer and repairing method of concrete structure using the composite}
본 발명은 폴리머 개질 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도로의 노면 또는 교량 교면의 포장, 교량 덧씌우기 포장, 도로보수공사, 콘크리트 구조물 등의 보수공사에 사용되는 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법에 관한 것이다.
콘크리트 구조물 특히, 교량의 콘크리트 슬래브, 도로의 노면, 교량 하부 부분은 열화 등에 의해 콘크리트에 균열이 발생하여 시간이 지나게 되면 콘크리트의 압축강도와 철근의 인장강도가 점차 떨어지게 되고, 균열 부위로 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 부식이나 침식이 많이 일어나는 부위를 보수 및 보강하기 위한 보수공사에는 폴리머 시멘트 모르타르가 널리 사용되고 있다.
우리나라는 도로건설을 시작한 이래로 주로 아스팔트 콘크리트포장(이하 '아스팔트포장'이라 함)에 의해 도로건설이 이루어져 왔다. 그러나 산업 및 경제규모가 확대됨에 따라 수송수단인 차량이 점차 대형화 및 중량화 되었고, 이는 포장수명의 급격한 단축을 가져왔다. 이와 더불어 거듭된 유류 파동에 따른 포장 공사비의 상대적 상승과 부존자원의 활용차원에서 시멘트 콘크리트포장(이하 '콘크리트포장'이라 함)에 대한 관심을 갖게 되었으며, 1980년대 이후로 콘크리트포장의 시공이 점차 확대되고 있는 추세이다.
콘크리트포장에 대해 관심을 기울인 선진국에는 설계에서 시공 및 유지관리에 이르기까지 상세한 자료와 경험을 축적하고 있으며, 학계의 활발한 연구를 통한 이론적인 접근으로 끊임없이 콘크리트포장에 대한 설계법 개량, 새로운 재료의 개발, 신공법의 도입 등이 추진되고 있다. 콘크리트포장의 역사가 짧은 우리는 선진 외국의 경험을 바탕으로 중차량의 통과가 많은 도로를 중심으로 콘크리트포장 시공물량을 늘려가고 있다.
특히 콘크리트 교면포장에는 SBR(styrene-butadiene rubber) 라텍스를 혼입한 폴리머 시멘트 콘크리트가 많이 사용되고 있으나, SBR 라텍스 개질 콘크리트는 점도가 매우 높은 라텍스의 특성 때문에 콘크리트 타설 후, 콘크리트의 표면을 매끄럽게 하는 마무리작업을 할 때 콘크리트가 작업 도구에 부착되는 문제가 발생될 뿐만 아니라, 작업 가능 시간이 약 30분 정도로 짧아 작업 중 초기 플라스틱 균열이 발생하고, 또한 시간이 흐르면 장기적인 균열이 발생되는 등의 시공상의 문제점이 있고, 한편, 폴리머 혼입량이 많아 시공비가 상승하는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는 초미립 소수성 에멀젼을 포함하는 소수성 폴리머를 사용함으로써 내구성이 개선되고, 콘크리트의 경화시간이 연장됨으로써 타설된 콘크리트의 표면을 매끄럽게 하는 마무리 작업 시간을 충분히 확보하여 작업성을 개선할 수 있으며, 콘크리트의 균열 및 휨, 인장, 부착강도 등을 개선시키는 효과를 얻을 수 있는 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법을 제공함에 있다.
본 발명은, 시멘트계 결합재 5∼25중량%, 잔골재 35∼60중량%, 굵은 골재 20∼45중량%, 물 0.5∼5중량% 및 소수성 폴리머 0.1∼5중량%를 포함하며, 상기 소수성 폴리머는 상기 소수성 폴리머 100중량%에 대하여 초미립 소수성 에멀젼 85∼99중량% 및 폴리아크릴에스테르 에멀젼 1∼15중량%를 포함하며, 상기 초미립 소수성 에멀젼은 입자 크기가 상기 폴리아크릴에스테르 에멀젼의 입자 크기 보다 작아 비표면적이 상기 폴리아크릴에스테르 에멀젼 보다 큰 값을 나타내는 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물을 제공한다.
상기 초미립 소수성 에멀젼은, 1,1-디클로로에텐 70∼95중량%, 2-하이드록시에틸아크릴레이트 1∼20중량%, 2-메톡시카르보닐-1-프로펜 0.1∼10중량%, 소디움라우릴설페이트 0.001∼2중량% 및 소디움퍼설페이트 0.1∼5중량%를 함유할 수 있다.
상기 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물은, 콘크리트의 수축을 저하시키고 수밀성을 향상시키며 균열 발생을 줄이기 위하여 폴리비닐 섬유와 나일론 섬유가 10∼30:70∼90의 비율로 혼합된 친수성 섬유를 더 포함하며, 상기 친수성 섬유는 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물 100중량%에 대하여 0.01∼5중량% 함유될 수 있다.
상기 초미립 소수성 에멀젼은, 입자의 직경이 상기 폴리아크릴에스테르 에멀젼의 입자 직경 보다 작은 500∼1500Å 범위인 것이 바람직하다.
상기 시멘트계 결합재는, 시멘트계 결합재 100중량%에 대하여 시멘트 80∼95중량%, 알칼리 실리케이트 1∼20중량% 및 석고 0.01∼7중량%를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은, 콘크리트 구조물이 열화되거나 불순물이 붙어 있는 부위를 파쇄기 및 핸드 워터젯을 이용하여 치핑하여 불순물 및 열화 부위를 제거하는 단계와, 콘크리트가 열화된 부위에 프라이머를 도포하는 단계와, 상기 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물로 열화된 부위의 단면을 복구하는 단계 및 타설된 상기 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물 상부에 양생제로 도포하는 단계를 포함하는 콘크리트 구조물의 보수공법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 초미립 소수성 에멀젼을 포함하는 소수성 폴리머를 사용하여 콘크리트가 경화되는 시간을 연장시켜 타설된 콘크리트의 표면을 매끄럽게 하는 마무리 작업 시간을 충분히 확보할 수 있어 작업성의 향상 및 콘크리트의 강도와 내구성이 향상되는 효과가 있을 뿐만 아니라, 기존 폴리머 개질 콘크리트보다 폴리머 사용량을 저감시킬 수 있는 효과가 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 발명에 따른 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물은 시멘트계 결합재 5∼25중량%, 잔골재 35∼60중량%, 굵은 골재 20∼45중량%, 물 0.5∼5중량%, 소수성 폴리머 0.1∼5중량%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 35∼60 중량% 함유되는 것이 바람직하고, 굵은 골재는 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물 전체에 대하여 20∼45 중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 시멘트계 결합재는 시멘트 80∼95중량%, 알칼리 실리케이트 1∼20중량% 및 석고 0.01∼7중량%를 포함한다.
상기 시멘트는 보통 포틀랜드 시멘트로 KS에 규정된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 시멘트는 시멘트계 결합재 100중량%에 대하여 80∼95중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 알칼리 실리케이트는 초기 강도 발현 및 내구성 증진을 위하여 사용한다. 알칼리 실리케이트 대신에 알루미나 실리케이트를 사용할 수도 있다. 상기 알칼리 실리케이트는 칼륨 실리케이트 및 리튬 실리케이트 중에서 선택된 어느 하나 이상의 물질일 수 있다. 상기 알칼리 실리케이트는 시멘트계 결합재에 대하여 1∼20중량% 함유되는 것이 바람직하다. 알칼리 실리케이트의 중량비가 증가하면 초기 강도 및 내구성은 뛰어나나, 작업성이 떨어진다. 알칼리 실리케이트의 함량이 20중량%를 초과하면 조성물의 경화속도와 강도는 개선되나 작업성이 떨어지며, 함량이 1중량% 미만이면 경화속도와 강도가 개선되지 않는다.
상기 석고는 초기강도 발현을 위하여 사용한다. 석고는 무수석고 또는 이수석고를 사용할 수 있다. 석고의 함량이 증가하면 빠른 경화특성을 나타내며, 그 함량이 0.01중량% 미만일 경우 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물의 초기강도 개선 효과가 미약하고, 7중량%를 초과할 경우에는 빠른 경화 특성으로 인해 좋은 물성을 얻을 수 있으나 작업성이 저하된다.
상기 시멘트계 결합재는 결합재 100중량%에 대해 보통 포틀랜드 시멘트 80∼95중량%, 알칼리 실리케이트 1∼20중량% 및 석고 0.01∼7중량% 범위에서 사용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소수성 폴리머 개질 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 나일론 섬유를 사용할 수 있다. 상기 폴리비닐섬유와 나일론 섬유를 10∼30 : 70∼90의 비율로 사용하는 것이 소성균열 방지 및 강도 증진에 효과적임으로 상기 비율로 사용하는 것이 바람직하다.
상기 소수성 폴리머는 콘크리트의 경화시간 및 작업성을 개선시키기 위하여 사용하는 것으로, 초미립 소수성 에멀젼과 폴리아크릴에스테르(Poly Acryl Ester; 이하 'PAE'라 함) 에멀젼을 포함한다.
상기 초미립 소수성 에멀젼은 1,1-디클로로에텐 70∼95중량%, 2-하이드록시에틸아크릴레이트 1∼20중량%, 2-메톡시카르보닐-1-프로펜 0.1∼10중량%, 소디움라우릴설페이트(sodium lauryl sulfate) 0.001∼2중량% 및 소디움퍼설페이트(sodium persulfate) 0.1∼5중량%를 함유하는 것이 바람직하다. 상기 1,1-디클로로에텐은 폴리머의 소수성 및 부드러움(softness)을 부여하는 역할을 하며, 상기 초미립 소수성 에멀젼 100중량%에 대하여 70∼95중량% 함유될 수 있다. 상기 2-하이드록시에틸아크릴레이트는 폴리머의 분산 안정성 및 상기 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물내의 골재와의 접착강도 증대시키는 역할을 하며, 상기 초미립 소수성 에멀젼 100중량%에 대하여 1∼20중량% 함유될 수 있다. 상기 2-메톡시카르보닐-1-프로펜는 폴리머의 보수성 및 상기 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물의 초기경화, 작업성 및 부착강도를 개선시키는 역할을 하며, 상기 초미립 소수성 에멀젼 100중량%에 대하여 0.1∼10중량% 함유될 수 있다. 상기 소디움라우릴설페이트(sodium lauryl sulfate)는 유화제 역할을 하며, 상기 초미립 소수성 에멀젼 100중량%에 대하여 0.001∼2중량% 함유될 수 있다. 상기 소디움퍼셀페이트(sodium persulfate)는 반응개시제 역할을 하며, 상기 초미립 소수성 에멀젼 100중량%에 대하여 0.1∼5중량% 함유될 수 있다.
PAE 에멀젼의 직경이 1500∼2100Å인 점을 감안할 때, 초미립 소수성 에멀젼의 입자 직경은 500∼1500Å(일반적으로는 1000∼1100Å 정도)이며, 초미립 소수성 에멀젼의 입자 직경이 1000∼1100Å일 경우 이러한 초미립 소수성 에멀젼의 비표면적은 PAE 에멀젼과 대비하여 약 1.5∼2.0배 증가된 것이며 이러한 특성으로 인하여 에멀젼 자체 콜로이달 분산, 저장안정성 및 동결융해안정성을 확보함과 동시에 휨 인성이 개선될 수 있다. 이하에서 초미립이라 함은 PAE 에멀젼의 직경인 1500∼2100Å 보다 작은 직경을 갖는 입자 크기를 의미하는 것으로 사용한다.
상기 PAE 에멀젼은 아크릴산 및 메타크릴산 에스테르의 유화중합에 의해 합성되며, PAE 에멀젼의 유화중합에는 수용성 과황산염 또는 과산화수소 촉매를 이용하는 환류법(還流法)과 레독스 촉매를 이용하는 레독스법이 있다. 비닐계 폴리머의 중합에 비해 중합열이 큰 것과 중합속도가 빠르고 촉매량이 적게 들며 최적 유화제 조성, pH 등이 다른 것이 특징이다. 폴리아크릴산에스테르는 입자가 작으면 작을수록 필름의 형성이 우수하며 필름의 내수성, 투명성, 광택성이 좋아진다. PAE 에멀젼은 강도를 향상시키고, 내염해성 및 동결융해 저항성 등의 내구성을 향상시키는 효과가 있다.
PAE 에멀젼만을 사용할 경우에는 콘크리트의 점도가 저하되어 마무리 작업 시 콘크리트면이 요철이 발생하며, 따라서 초미립 소수성 에멀젼을 혼합하게 되면 이러한 문제점을 개선할 수 있다. 소수성 폴리머에 초미립 소수성 에멀젼이 혼입되면 기존 콘크리트면과의 부착력 및 휨 인성이 개선된다.
상기 소수성 폴리머는 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물에 대하여 0.1∼5중량% 함유되는 것이 바람직하다. 소수성 폴리머의 함량이 5중량%를 초과하면 콘크리트의 점도가 낮아져 작업성(슬럼프)이 좋아지나, 수화반응을 지연시켜 조기 압축강도 발현을 저하시킴과 동시에 가격 경쟁력이 저하된다. 그리고 소수성 폴리머의 함량이 0.1중량% 미만이면 콘크리트의 내구성이 저하된다.
상기 소수성 폴리머는 초미립 소수성 에멀젼과 PAE 에멀젼의 혼합비는 소수성 폴리머 100중량%에 대하여 초미립 소수성 에멀젼 85∼99중량%, PAE 에멀젼 1∼15중량%의 비율로 함유되게 하는 것이 바람직하다. 소수성 폴리머 100중량%에 대하여 PAE 에멀젼의 함량이 15중량%를 초과하면 안정성이 저하되어 콘크리트의 초기강도 발현이 저하될 수 있고, PAE 에멀젼의 함량이 1중량% 미만이면 콘크리트의 작업성이 저하될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소수성 폴리머 개질 콘크리트를 이용한 콘크리 구조물의 보수공법은 콘크리트 구조물이 열화되거나 불순물이 붙어 있는 부위를 파쇄기 및 핸드 워터젯을 이용하여 치핑(Chipping)하여 불순물 및 열화 부위를 제거하는 단계와, 콘크리트가 열화된 부위에 프라이머(primer)를 도포하는 단계와, 상기 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물로 열화된 부위의 단면을 복구하는 단계 및 상기 타설된 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물 상부에 양생제로 도포하는 단계를 포함한다.
상기 프라이머는 상기 섬유혼입 폴리머 개질 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 발명에 따른 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물의 실시예들을 더욱 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실시예들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
보통 포틀랜드 시멘트 93.5중량%, 알칼리 실리케이트 5.5중량% 및 석고 1중량%로 이루어진 시멘트계 결합재 12.9중량%와, 잔골재 48중량%와, 굵은 골재 35중량%를 믹서에 투입하여 강제 교반한 후, 물 2중량%, 소수성 폴리머 2중량% 및 친수성 섬유 0.1중량%를 더 혼합하여 다시 2분간 교반하여 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물을 제조하였다. 이때, 소수성 폴리머는 초미립 소수성 에멀젼만을 사용하였으며, 상기 초미립 소수성 에멀젼은 1,1-디클로로에텐 88중량%, 2-하이드록시에틸아크릴레이트 7중량%, 2-메톡시카르보닐-1-프로펜 4중량%, 소디움라우릴설페이트 0.02중량% 및 소디움퍼설페이트 0.98중량%를 포함하는 것을 사용하였다. 상기 친수성 섬유로는 폴리비닐 섬유와 나일론 섬유를 사용하였고, 폴리비닐섬유와 나일론 성유의 혼합비는 10:90으로 하였다.
<실시예 2>
보통 포틀랜드 시멘트 93.5중량%, 알칼리 실리케이트 5.5중량% 및 석고 1중량%로 이루어진 시멘트계 결합재 12.9중량%와, 잔골재 48중량%와, 굵은 골재 35중량%를 믹서에 투입하여 강제 교반한 후, 물 2중량%, 소수성 폴리머 2중량% 및 친수성 섬유 0.1중량%를 더 혼합하여 다시 2분간 교반하여 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물을 제조하였다. 이때, 소수성 폴리머는 초미립 소수성 에멀젼 95중량%와 PAE 에멀젼 5중량%를 혼합하여 사용하였다. 상기 초미립 소수성 에멀젼은 1,1-디클로로에텐 88중량%, 2-하이드록시에틸아크릴레이트 7중량%, 2-메톡시카르보닐-1-프로펜 4중량%, 소디움라우릴설페이트 0.02중량% 및 소디움퍼설페이트 0.98중량%를 포함하는 것을 사용하였다. 상기 친수성 섬유로는 폴리비닐 섬유와 나일론 섬유를 사용하였고, 폴리비닐섬유와 나일론 성유의 혼합비는 10:90으로 하였다.
<실시예 3>
보통 포틀랜드 시멘트 93.5중량%, 알칼리 실리케이트 5.5중량% 및 석고 1중량%로 이루어진 시멘트계 결합재 12.9중량%와, 잔골재 48중량%와, 굵은 골재 35중량%를 믹서에 투입하여 강제 교반한 후, 물 2중량%, 소수성 폴리머 2중량% 및 친수성 섬유 0.1중량%를 더 혼합하여 다시 2분간 교반하여 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물을 제조하였다. 이때, 소수성 폴리머는 초미립 소수성 에멀젼 90중량%와 PAE 에멀젼 10중량%를 혼합하여 사용하였다. 상기 초미립 소수성 에멀젼은 1,1-디클로로에텐 88중량%, 2-하이드록시에틸아크릴레이트 7중량%, 2-메톡시카르보닐-1-프로펜 4중량%, 소디움라우릴설페이트 0.02중량% 및 소디움퍼설페이트 0.98중량%를 포함하는 것을 사용하였다. 상기 친수성 섬유로는 폴리비닐 섬유와 나일론 섬유를 사용하였고, 폴리비닐섬유와 나일론 성유의 혼합비는 10:90으로 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 조서물 및 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물을 제시한 것이다.
<비교예 1>
보통 포틀랜드 시멘트 13중량%, 잔골재 48중량%, 굵은 골재 35중량% 및 물 4중량%를 믹서에 투입하여 강제 교반하여 콘크리트 조성물을 제조하였다.
<비교예 2>
보통 포틀랜드 시멘트 13중량%, 잔골재 48중량%, 굵은 골재 35중량%를 믹서에 투입하여 강제 교반한 후, 물 2중량%와 SBR 라텍스 2중량%를 더 혼합하여 다시 2분간 교반하여 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물을 제조하였다.
아래의 시험예들은 상기 실시예 1 내지 실시예 3의 특성을 보다 용이하게 파악할 수 있도록 비교예 1 내지 비교예 2의 특성과 비교하여 실험한 결과들을 나타낸 것이다.
<시험예 1>
상기에서 설명한 실시예 1 내지 실시예 3의 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물과 비교예 1 내지 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.

 슬럼프(cm)
교반직후 20분 경과 후 30분 경과 후 40분 경과 후 60분 경과 후
실시예 1 19 15 13 10 8
실시예 2 19 17 15 13 12
실시예 3 19 18 17 15 14
비교예 1 11 7 6 5 4
비교예 2 17 12 9 7 6
위의 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3이 비교예 1 내지 비교예 2에 비하여 작업성이 우수하다.
<시험예 2>
실시예 1 내지 실시예 3에 따른 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 의하여 제조된 콘크리트 조성물을 KS F 2405에 규정한 방법에 따라 압축강도시험을 한 결과를 아래의 표 2에 나타내었다.
아래의 표 2는 시간 경과에 따른 압축강도의 변화이다.

 압축강도(kgf/cm2)
3일 후 7일 후 14일 후 28일 후
실시예 1 183 218 365 479
실시예 2 187 226 387 492
실시예 3 191 245 405 508
비교예 1 153 192 340 458
비교예 2 152 189 339 446
위의 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3은 완전히 경화된 후에도 비교예 1 내지 비교예 2에 비하여 압축강도가 월등히 높았다.
<시험예 3>
상기에서 설명한 실시예 1 내지 실시예 3의 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물과 비교예 1 내지 비교예 2에 의하여 제조된 콘크리트 조성물을 KS F 2408에 규정한 방법에 따라 휨강도를 측정한 결과를 아래의 표 3에 나타내었다.
아래의 표 3은 시간 경과에 따른 휨강도의 변화이다.

 휨강도(kgf/cm2)
3일 후 7일 후 14일 후 28일 후
실시예 1 26 40 58 101
실시예 2 28 45 63 105
실시예 3 34 50 68 115
비교예 1 15 22 34 46
비교예 2 23 37 52 86
위의 표 3에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3은 시공 후 12시간이 경과하면 경화되어 외부의 하중에 대한 저항력이 발생되어 콘크리트의 변형이 발생되지 않는다. 이에 반해, 비교예 1 내지 비교예 2는 1일이 경과하여도 경화되지 않으므로, 외부에서 하중이 발생하면 타설되어 있는 콘크리트가 파손되거나 변형된다. 특히, 콘크리트가 완전히 경화되는 28일 후에는 실시예 1 내지 실시예 3이 비교예 1 내지 비교예 2에 비하여 휨강도가 월등히 높았다.
<시험예 4>
상기에서 설명한 실시예 1 내지 실시예 3의 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물과 비교예 1 내지 비교예 3에 의하여 제조된 콘크리트 조성물을 KS F 4004(시멘트 벽돌)에 규정한 방법에 따라 흡수율의 측정 결과를 아래의 표 4에 나타내었다. 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.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
흡수율(%) 1.6 1.5 1.5 9.2 2.3
위의 표 4에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3은 비교예 1 내지 비교예 2에 비하여 흡수율이 낮았다.
<시험예 5>
상기에서 설명한 실시예 1 내지 실시예 3의 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 의하여 제조된 콘크리트 조성물을 JIS A 1171에 규정한 방법에 따라 접착강도를 측정한 결과를 표 5에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
접착강도 (kgf/cm2) 2.4 2.5 2.7 1.2 2.0
위의 표 5에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3은 비교예 1 및 비교예 2에 비하여 접착강도가 우수함을 알 수 있었다.
<시험예 6>
상기에서 설명한 실시예 1 내지 실시예 3의 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물과 비교예 1 내지 비교예 2에 의하여 제조된 콘크리트 조성물을 KS F 2456에 규정한 방법에 따라 동결 융해 저항성 시험의 측정 결과를 아래의 표 6에 나타내었다. 동결 융해는 콘크리트에 흡수된 수분이 결빙되고 녹는 것을 말하는 것으로, 동결 융해가 반복되면 콘크리트 조직에 미세한 균열이 발생하게 되어 내구성이 저하되는 문제가 발생하게 된다.
표 6은 동결 융해 저항성 시험에 따른 각각의 실시예들 및 비교예들의 내구성지수를 표시한 것이다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
내구성 지수 91 92 92 46 89
위의 표 6에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3이 비교예 1 내지 비교예 2에 비하여 내구성지수가 월등히 높으므로, 내구성이 향상된 것을 알 수 있다.
<시험예 7>
상기에서 설명한 실시예 1 내지 실시예 3의 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물과 비교예 1 내지 비교예 2에 의하여 제조된 콘크리트 조성물을 KS F 2424(콘크리트의 길이변화 시험방법)에 의하여 건조수축율을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 7에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
건조수축량
(10-4)		 1.2 1.1 1.0 4.8 1.8
위의 표 7에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3이 비교예 1 내지 비교예 2에 비하여 건조수축량이 감소되어 수축 저감 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
<시험예 8> 염화물 이온 침투 깊이
상기에서 설명한 실시예 1 내지 실시예 3의 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물과 비교예 1 내지 비교예 2에 의하여 제조된 콘크리트 조성물을 JIS A 6203(시멘트 혼화용 폴리머 디스퍼젼 및 재유화형 분말 수지)에 의한 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 8에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
염화물 이온
침투깊이(mm)		 1.8 1.7 1.6 8.2 2.1
위의 표 8에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3이 비교예 1 내지 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 (6)

  1. 시멘트계 결합재 5∼25중량%, 잔골재 35∼60중량%, 굵은 골재 20∼45중량%, 물 0.5∼5중량% 및 소수성 폴리머 0.1∼5중량%를 포함하며, 상기 소수성 폴리머는 초미립 소수성 에멀젼과 폴리아크릴에스테르 에멀젼을 포함하고, 상기 초미립 소수성 에멀젼은 상기 소수성 폴리머 100중량%에 대하여 85∼99중량% 함유되고, 상기 폴리아크릴에스테르 에멀젼은 상기 소수성 폴리머 100중량%에 대하여 1∼15중량% 함유되며, 상기 초미립 소수성 에멀젼은 입자 크기가 상기 폴리아크릴에스테르 에멀젼의 입자 크기 보다 작은 것을 특징으로 하는 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 초미립 소수성 에멀젼은,
    1,1-디클로로에텐 70∼95중량%, 2-하이드록시에틸아크릴레이트 1∼20중량%, 2-메톡시카르보닐-1-프로펜 0.1∼10중량%, 소디움라우릴설페이트 0.001∼2중량% 및 소디움퍼설페이트 0.1∼5중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물은,
    콘크리트의 수축을 저하시키고 수밀성을 향상시키며 균열 발생을 줄이기 위하여 폴리비닐 섬유와 나일론 섬유가 10∼30:70∼90의 비율로 혼합된 친수성 섬유를 더 포함하며, 상기 친수성 섬유는 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물 100중량%에 대하여 0.01∼5중량% 함유되는 것을 특징으로 하는 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 초미립 소수성 에멀젼은,
    입자의 직경이 상기 폴리아크릴에스테르 에멀젼의 입자 직경 보다 작은 500∼1500Å 범위인 것을 특징으로 하는 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 시멘트계 결합재는 시멘트, 알칼리 실리케이트 및 석고를 포함하며, 상기 시멘트는 상기 시멘트계 결합재 100중량%에 대하여 80∼95중량% 함유되고, 상기 알칼리 실리케이트는 상기 시멘트계 결합재 100중량%에 대하여 1∼20중량% 함유되며, 상기 석고는 상기 시멘트계 결합재 100중량%에 대하여 0.01∼7중량% 함유되는 것을 특징으로 하는 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물.
  6. 콘크리트 구조물이 열화되거나 불순물이 붙어 있는 부위를 파쇄기 및 핸드 워터젯을 이용하여 치핑하여 불순물 및 열화 부위를 제거하는 단계;
    콘크리트가 열화된 부위에 프라이머를 도포하는 단계;
    제1항에 기재된 상기 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물로 열화된 부위의 단면을 복구하는 단계; 및
    타설된 상기 소수성 폴리머 개질 콘크리트 조성물 상부에 양생제로 도포하는 단계를 포함하는 콘크리트 구조물의 보수공법.
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