KR101005515B1 - 자기 반응형 아크릴계 수지 조성물, 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재, 상기를 이용한 초박층 덧씌우기 포장 구조물 및 초박층 덧씌우기 포장 공법 - Google Patents
자기 반응형 아크릴계 수지 조성물, 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재, 상기를 이용한 초박층 덧씌우기 포장 구조물 및 초박층 덧씌우기 포장 공법 Download PDFInfo
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Abstract
본원은, PMMA 20 내지 40 중량부, MMA 20 내지 35 중량부, MMA를 제외한 메타크릴레이트계 중량체에서 1종 이상의 단량체 20 내지 30 중량부 및 우레탄 아크릴레이트 단량체 5 내지 15 중량부를 포함하는 교면 포장용 자기 반응형 아크릴계 수지 및 하도 접착제에 의해 교량 상판 위에 형성된 하도 접착층; 교면 포장용 자기 반응형 아크릴계 수지가 포함된 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재에 의해, 상기 하도 접착층 위에 형성된 포장층; 미끄럼 방지용 골재에 의해 상기 포장층 위에 형성된 미끄럼 방지층; 상도 접착제에 의해 상기 미끄럼 방지층 위에 형성되는 상도 접착층을 포함하는 초박층 교면 포장 구조물을 제공한다.
따라서, 본원은, 교면 포장의 두께를 얇게 하여 포장 구조물의 사하중을 줄이고, 건설 비용을 절감하며, 별도의 방수층이 없어도 방수 성능이 우수하고, 방수층과 포장재의 분리 현상이 발생하지 않고, 내구성이 우수하며, 차량 통행시 발생하는 소음을 감소시킬 수 있다.
따라서, 본원은, 교면 포장의 두께를 얇게 하여 포장 구조물의 사하중을 줄이고, 건설 비용을 절감하며, 별도의 방수층이 없어도 방수 성능이 우수하고, 방수층과 포장재의 분리 현상이 발생하지 않고, 내구성이 우수하며, 차량 통행시 발생하는 소음을 감소시킬 수 있다.
Description
본원은 자기 반응형 아크릴계 수지 조성물, 상기를 포함하는 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재, 및, 상기 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재를 이용한 초박층 덧씌우기 포장 구조물 및 초박층 덧씌우기 포장 공법에 관한 것으로, 상기 자기 반응형 아크릴계 수지 조성물을 포함하는 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재를 이용함으로써 연성이 우수하고 압축강도가 높은 초박층 덧씌우기 포장 구조물을 제공할 수 있다.
노후화된 콘크리트 포장을 보수하는 방법은 여러 가지가 있으나 일반적으로 노후화된 포장을 전면 제거하고 재포장하는 방법과 기존 포장 위에 신규로 포장을 덧씌우는 방법으로 구분된다. 전자의 경우는 공사비가 많이 소요되고, 공사 기간이 오래 걸리기 때문에 공사 기간 중 도로를 이용할 수 없어 교통량이 많은 도로의 경우 적용하기에 문제점이 있다. 후자의 경우가 보다 현실적인 대안이나 아스팔트 덧씌우기의 경우 두께가 8 cm 이상으로 두껍게 포장을 해야 하기 때문에 단차 조정의 문제 등으로 기존 포장을 일부 절삭해야 하므로 폐기물이 발생되고, 내구성이 부족하여 균열 및 포트 홀과 같은 포장의 파손이 발생하며, 방수성이 낮아 우수 및 염화물의 침투로 바닥 콘크리트의 열화 및 손상을 가속화시키는 문제점이 있다.
시멘트 콘크리트 덧씌우기를 수행할 경우 콘크리트의 양생 기간으로 인해 공사 기간이 늘어나며, 건조 수축시의 균열 발생에 취약하고, 장비의 대형화로 보수 비용이 증대되며, 차량 주행 시 소음이 심하여 운전자 및 거주자의 생활환경을 악화시키는 문제점이 있다. 또한, 교량의 상판에 시공되는 아스팔트 교면 포장은 8 cm 두께로 신설 교량의 경우 사하중의 증가로 공사비가 증가하며, 아스팔트 교면 포장은 겨울철에는 시공이 어렵고 내구성이 부족하여 잦은 보수가 필요한 문제점이 있다. 더욱이, 아스팔트 포장은 완벽한 방수가 이루어지지 않기 때문에 별도의 방수층을 설치해야 하고, 포장 및 방수층이 노후화될 경우 침투수에 의한 콘크리트 슬래브의 열화현상을 진행시켜 구조물의 수명을 저하시키는 문제점이 있다.
상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 대한민국 공개특허 제 2010-0013614호에서는 교면 포장용 고탄성 MMA 수지 및 이를 이용한 초박층 저소음 교면 포장 구조물이 개시되어 있다. 그러나, 연성이 우수한 반면에 압축강도가 매우 낮아서 교면 포장 구조물에 사용하기 어려운 문제점이 있다.
본원은, 자기 반응형 아크릴계 수지 조성물을 포함하는 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재로서, 초박층으로 시공이 가능하고, 상온 속경화가 가능하며, 우수한 접착성, 방수성, 내구성, 소음저감 및 저온에서의 유연성을 가지는 아크릴계 폴리머 콘크리트(Acryl-based Polymer Concrete = APC) 조성물, 그리고, 상기 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재를 이용한 초박층 덧씌우기 포장 구조물 및 초박층 덧씌우기 포장 공법을 제공하고자 한다.
그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본원의 제 1 측면은, PMMA 20 내지 40 중량부, MMA 20 내지 35 중량부, MMA를 제외한 1종 이상의 메타크릴레이트계 단량체 20 내지 30 중량부, 및, 우레탄 아크릴레이트 단량체 5 내지 15 중량부를 함유하는, 자기 반응형 아크릴계 수지 조성물을 제공한다.
본원의 제 2 측면은, 상기 자기 반응형 아크릴계 수지 조성물 13 내지 20 중량부, 충전제(filler) 80 내지 87 중량부, 및 중합개시제 0.3 내지 1.0 중량부를 함유하는, 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재를 제공한다.
본원의 제 3 측면은, 상기 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재를 이용하여 형성되는 초박층 덧씌우기 포장 구조물을 제공한다. 상기 초박층 덧씌우기 포장 구조물은 하기를 포함할 수 있다:
하도 접착제에 의해 덧씌우기 포장 대상 표면에 형성된 하도 접착층;
상기 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재에 의해 상기 하도 접착층 위에 형성된 포장층;
미끄럼 방지용 골재에 의해 상기 포장층 위에 형성된 미끄럼 방지층; 및
상도 접착제에 의해 상기 미끄럼 방지층 위에 형성되는 상도 접착층.
본원의 제 4 측면은, 상기 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재를 이용하여 수행되는 초박층 덧씌우기 포장 공법을 제공한다. 상기 초박층 덧씌우기 포장 공법은 하기를 포함할 수 있다:
하도 접착제를 이용하여 덧씌우기 포장 대상의 표면에 하도 접착층을 형성하는 단계;
상기 하도 접착층에 상기 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재를 이용하여 포장층을 형성하는 단계;
미끄럼 방지용 골재를 이용하여 상기 포장층에 미끄럼 방지층을 형성하는 단계; 및
상도 접착제를 이용하여 상기 미끄럼 방지층에 상도 접착층을 형성하는 단계.
본원에 따른 자기 반응형 아크릴계 수지 조성물과 이를 포함하는 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재는 덧씌우기 포장 시 초박층으로 시공이 가능하고, 상온 속경화가 가능하며, 우수한 접착성, 방수성, 내구성, 소음저감 및 저온에서의 유연성을 가진다. 이에 따라, 상기 자기 반응형 아크릴계 수지 조성물과 이를 포함하는 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재를 이용함으로써 초박층 덧씌우기 포장 구조물 및 초박층 덧씌우기 포장 공법을 제공할 수 있다. 구체적으로, 본원은 하기와 같은 효과를 추가로 가질 수 있으나, 본원의 효과가 이에 제한되는 것은 아니다:
첫째, 초박층으로 시공이 가능하기 때문에 교량의 경우 사하중을 줄여 공사비용을 절감할 수 있다.
둘째, 일반 노화된 콘크리트 포장의 보수에 적용할 경우 기존 포장을 절삭하지 않아도 되므로 폐기물 발생이 없고, 상온에서 시공이 되므로 ＣＯ₂발생이 없다.
셋째, 기존 바닥판과의 우수한 부착 특성 및 자기 반응형 아크릴계 수지의 우수한 역학적 특성으로 인해 내구성이 향상되고, 우수한 방수 성능으로 침투수의 의한 구조물 파손을 억제한다.
넷째, 속경화 특성으로 인해 보수공사시 기간을 대폭 단축할 수 있고, 미끄럼 방지용 골재의 표면 조직 특성으로 인해 소음이 기존에 비해 대폭 감소하고, 미끄럼 저항성은 증대된다.
도 1은 본원에 의한 교면 포장 구조물의 실시 예에 따른 단면도이고,
도 2는 본원에 따른 교면 포장 구조물의 작업 순서를 도시한 도면이다.
도 2는 본원에 따른 교면 포장 구조물의 작업 순서를 도시한 도면이다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재와 "(상)에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 또는 "함유" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 본원 명세서 전체에서, " ~ 하는 단계" 또는 " ~의 단계"는 " ~를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본원의 제 1 측면은, PMMA 약 20 내지 약 40 중량부, MMA 약 20 내지 약 35 중량부, MMA를 제외한 1종 이상의 메타크릴레이트계 단량체 약 20 내지 약 30 중량부, 및, 우레탄 아크릴레이트 단량체 약 5 내지 약 15 중량부를 함유하는, 자기 반응형 아크릴계 수지 조성물을 제공한다.
일 구현예에 있어서, 상기 PMMA 약 20 내지 약 40 중량부, MMA 약 20 내지 약 35 중량부, MMA를 제외한 1종 이상의 메타크릴레이트계 단량체 약 20 내지 약 30 중량부, 및, 우레탄 아크릴레이트 단량체 약 5 내지 약 15 중량부를 함유하는 혼합물에 대하여, 가교제 약 0.1 내지 약 5 중량부 및 중합촉진제 약 1 내지 약 10 중량부를 더 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 구현예에 있어서, 상기 메타크릴레이트계 단량체는, 탄소수 약 2 이상을 가지는 지방족기를 가지는 메타크릴레이트계 단량체를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 탄소수 약 2 내지 약 10을 가지는 지방족기를 가지는 메타크릴레이트계 단량체를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 메타크릴레이트계 단량체는 에틸메타크릴레이트, 프로필메타크릴레이트, 부틸메타크릴레이트, 펜틸메타크릴레이트, 헥실메타크릴레이트, 헵틸메타크릴레이트, 옥틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트, 라우릴메타크릴레이트, 이소보닐메타크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군 중에서 선택되는 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 구현예에 있어서, 상기 자기 반응형 아크릴계 수지 조성물의 점도는 약 800 cP 내지 약 1500 cP일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 제 2 측면은, 상기 자기 반응형 아크릴계 수지 조성물 약 13 내지 약 20 중량부, 충전제(filler) 약 80 내지 약 87 중량부, 및 중합개시제 약 0.3 내지 약 1.0 중량부를 함유하는, 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재를 제공한다.
일 구현예에 있어서, 상기 충전제는 규사, 탄산칼슘, 탈크, 폐유리 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 구현예에 있어서, 상기 충전제의 입경은 약 0.01 mm 내지 약 2 mm 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 구현예에 있어서, 상기 중합개시제는, 과산화벤조일, 3차-부틸퍼옥시벤조에이트, 3차-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, 3차-아밀퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, 아조비스이소부티로니트릴 및 이들의 조합으로 이루어진 군 중에서 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 비제한적 예로서, 상기 중합개시제는 분말 형태의 과산화 벤조일(Benzoyl Peroxide)을 상기 자기 반응형 아크릴계 수지 조성물의 중량을 기준으로 약 2 중량부 내지 약 6 중량부를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 구현예에 있어서, 상기 미끄럼 방지용 골재는, 제강 슬래그, 보크사이트, 규사 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하며, 크기는 약 3 mm 내지 약 6 mm 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 제 3 측면은, 상기 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재를 이용하여 형성되는 초박층 덧씌우기 포장 구조물을 제공한다. 상기 초박층 덧씌우기 포장 구조물은 하기를 포함할 수 있다:
하도 접착제에 의해 덧씌우기 포장 대상 표면에 형성된 하도 접착층;
상기 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재에 의해 상기 하도 접착층 위에 형성된 포장층;
미끄럼 방지용 골재에 의해 상기 포장층 위에 형성된 미끄럼 방지층; 및
상도 접착제에 의해 상기 미끄럼 방지층 위에 형성되는 상도 접착층.
상기 덧씌우기 포장 대상은 도로 또는 교량 등을 예로 들 수 있으며, 구체적으로, 콘크리트 도로, 콘크리트 교량(예: 콘크리트 교량 상판), 및 스테인레스 스틸 상판 교량과 같은 강상판 교량 등일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 구현예에 있어서, 상기 상도 접착제 및 상기 하도 접착제는 각각, PMMA 약 20 내지 약 40 중량부 및 MMA를 포함한 아크릴 모노머 약 60 내지 약 80 중량부를 함유하는 혼합물 약 100 중량부에 대하여, 가교제 약 1 내지 약 5 중량부, 인(P) 성분을 함유하는 비닐 단량체 약 0.5 내지 약 3 중량부 및 중합방지제 약 300 내지 약 500 ppm을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 구현예에 있어서, 상기 상도 접착제 및 상기 하도 접착제는 각각 약 1500 cP 이하의 범위에서 적절한 점도를 가지는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 제 4 측면은, 상기 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재를 이용하여 수행되는 초박층 덧씌우기 포장 공법을 제공한다. 상기 초박층 덧씌우기 포장 공법은 하기를 포함할 수 있다:
하도 접착제를 이용하여 덧씌우기 포장 대상의 표면에 하도 접착층을 형성하는 단계;
상기 하도 접착층에 상기 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재를 이용하여 포장층을 형성하는 단계;
미끄럼 방지용 골재를 이용하여 상기 포장층에 미끄럼 방지층을 형성하는 단계; 및
상도 접착제를 이용하여 상기 미끄럼 방지층에 상도 접착층을 형성하는 단계.
일 구현예에 있어서, 상기 덧씌우기 포장 대상은 도로 또는 교량 등을 예로 들 수 있으며, 구체적으로, 콘크리트 도로 또는 콘크리트 교량(예: 교량 상판)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 구현예에 있어서, 상기 상도 접착제 및 상기 하도 접착제는 각각, PMMA 약 20 내지 약 40 중량부 및 MMA를 포함한 아크릴 모노머 약 60 내지 약 80 중량부를 함유하는 혼합물 약 100 중량부에 대하여, 가교제 약 1 내지 약 5 중량부, 인(P) 성분을 함유하는 비닐 단량체 약 0.5 내지 약 3 중량부 및 중합방지제 약 300 내지 약 500 ppm을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 상도 접착제 및 상기 하도 접착제는 각각 약 1500 cP 이하의 범위에서 적절한 점도를 가지는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 상도 접착제 및 상기 하도 접착제 각각의 점도는 약 10 cp 내지 약 1500 cP, 또는 약 100 cp 내지 약 1500 cP, 또는 약 800 cp 내지 약 1500 cP일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다.
그러나, 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예 및 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도 1은 본원에 의한 초박층 덧씌우기 포장 구조물의 일 실시예에 따른 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 초박층 덧씌우기 포장 구조물을 형성하기 위한 초박층 덧씌우기 포장 공법 실시를 위한 공정을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 예를 들어, 도로 또는 교량 등, 구체적으로, 콘크리트 도로 또는 콘크리트 교량(예: 교량 상판)과 같은 덧씌우기 포장 대상(10) 표면은, 필요한 경우, 열화 등에 의한 덧씌우기 포장 대상(10) 표면의 손상 부위 및 레이턴스(laitance), 부식 등을 제거하는 표면 처리 단계(S1)를 거칠 수 있다. 예를 들어, 바닥판의 레이턴스 부식을 제거하는 데는 숏블라스팅 장비를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 아니다.
상기 덧씌우기 포장 대상(10)의 레이턴스 또는 부식을 제거하는 것은 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재 또는 이를 포함하는 포장재와 덧씌우기 포장 대상(10)과의 부착력을 강화하는데 목적이 있으며, 만약, 레이턴스, 부식 등이 완전히 제거되지 않으면 포장층(30)이 그의 하부 덧씌우기 포장 대상 표면과 쉽게 분리되어 포장이 조기에 파손될 수 있다.
우각부 균열 및 스폴링 등과 같은 기존 콘크리트 포장의 손상 부위는 손상 부위보다 더 큰 면적으로 커팅 장비를 사용해 제거하는 것이 바람직하나, 손상 부위가 작을 경우 핸드 브레이커를 사용하여 완전히 제거하며, 만약 손상 부위를 제거하지 않으면 손상 부위에 존재하는 균열 등으로 인해 포장층(30)의 파손이 발생할 수 있다.
레이턴스, 부식 및/또는 손상 부위를 제거한 덧씌우기 포장 대상(10)은 고압의 공기압을 사용하여 먼지나 이물질 등을 깨끗이 청소하는 것이 바람직하다. 청소가 완료된 덧씌우기 포장 대상(10)에 하도 잡착제를 약 0.4 내지 약 0.6㎏/㎡의 양으로 일정한 두께로 도포(S2)하며, 상기 하도 접착제의 도포(S2)는 덧씌우기 포장 대상(10)과 상기 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재를 이용하여 형성되는 포장층(30)과의 부착력을 강화시키고, 기존 바닥 콘크리트에 존재하는 미세 균열을 충진하여 구조적으로 안정성을 향상시키게 되며, 수분 및 염화물의 침투를 막아 바닥판의 열화 및 부식으로 인한 손상을 억제한다.
상기 하도 접착제가 도포된 하도 접착층(20)의 경화가 완료되면 상기 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재를 도포(S3)하여 포장층(30)을 형성한다.
상기 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재는 자기 반응형 아크릴계 수지 약 13 내지 약 20 중량부, 충전제(filler) 약 80 내지 약 87 중량부, 중합개시제 약 0.3 내지 약 1.0 중량부를 포함할 수 있으며, 상기 재료를 상기 배합 비율로 계량하여 혼합장비를 사용하여 혼합하는데 사용되는 혼합장비로는 대용량 자동믹서기나 모바일믹서를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재를 일정한 두께로 포설하기 위해서는 높이 조절장치가 부착된 끌게나 높낮이 조절장치가 부착된 자동 포설장비를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재의 도포(S3)가 완료된 직후 경화가 완료되기 전에 미끄럼 방지용 골재를 약 7 내지 약 10 ㎏/㎡의 양으로 포장층(30) 상부에 도포(S4)하며, 상기 미끄럼 방지용 골재는 제강슬래그, 보크사이트, 규사로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1개를 포함하고, 크기는 약 3 내지 약 6 mm 사이일 수 있으며, 상기 미끄럼 방지용 골재의 입경이 약 3 mm 미만일 경우 골재가 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재 내부로 흡수되어 미끄럼 방지 효과가 없고, 입경이 약 6 mm 초과일 경우 소음이 많이 발생된다.
상기 미끄럼 방지용 골재의 도포(S4)가 종료되고, 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재의 경화가 완료되면, 미끄럼 방지층(40) 표면에 상도 접착제를 약 0.4 내지 약 0.6 ㎏/㎡의 양으로 일정한 두께를 도포(S5)한다.
상기 상도 접착제를 도포(S5)하는 이유는 골재를 견고하게 포장층(30)에 고정하기 위한 목적이다.
상기 상도 및 하도 접착제는 각각, PMMA 약 20 내지 약 40 중량부, MMA를 포함한 아크릴 모노머 약 60 내지 약 80 중량부를 함유하는 혼합물 약 100 중량부에 대하여 가교제 약 1 내지 약 5 중량부, 인(P) 성분을 함유하는 비닐 단량체 약 0.5 내지 약 3 중량부 및 중합방지제 약 300 내지 약 500 ppm을 포함한다. 상기 혼합물 약 100 중량부에 대하여, 상기 비닐 단량체는 약 0.5 내지 약 3 중량부를 사용할 수 있으며, 함량이 약 0.5 중량부 미만일 경우에는 접착력이 충분하지 못하며, 함량이 약 3 중량부를 초과할 경우에는 경화 반응을 지연시킨다.
또한, 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재에 사용되는 자기 반응형 아크릴계 수지 조성물은 PMMA 약 20 내지 약 40 중량부, MMA 약 20 내지 약 35 중량부, MMA를 제외한 메타크릴레이트계 중량체에서 1종 이상의 단량체 약 20 내지 약 30 중량부 및 우레탄 아크릴레이트 단량체 약 5 내지 약 15 중량부를 함유하는 혼합물 약 100 중량부에 대하여 가교제 약 0.1 내지 약 5 중량부 및 중합촉진제 약 1 내지 약 10 중량부를 더 포함할 수 있으며, 상기 자기 반응형 아크릴계 수지 조성물의 점도는 약 800 내지 약 1500 cp일 수 있고, 상기 점도가 약 800 cp 미만일 경우에는 점도가 낮아 흘러내리게 되고, 점도가 약 1500 cp를 초과할 경우에는 점도가 높아 작업성이 떨어진다.
상기 MMA는 약 20 내지 약 35 중량부를 사용할 수 있으며, 함량이 약 20 중량부 미만일 경우 경화가 지연되고 강도가 저하되는 문제가 있으며, 함량이 약 35 중량부를 초과할 경우 저온에서 유연성을 확보할 수 없다.
상기 PMMA는 약 20 내지 약 40 중량부를 사용할 수 있으며, 함량이 약 20 중량부 미만일 경우 경화시 수축량이 커서 균열이 발생되고, 함량이 약 40 중량부를 초과할 경우 점도가 높아져 작업성이 떨어지며, 셀프 레벨링이 불가능하게 된다.
MMA를 제외한 메타크릴레이트계 단량체에서 선택된 1종 이상의 단량체는 약 20 내지 약 30 중량부를 사용할 수 있으며, 함량이 약 20 중량부 미만일 경우 경화 후 저온 유연성이 떨어지며, 함량이 약 30 중량부를 초과할 경우 포장재로서의 적정한 강도를 갖지 못한다.
상기 우레탄 아크릴레이트 단량체는 약 5 내지 약 15 중량부를 사용할 수 있으며, 함량이 약 5 중량부 미만일 경우 저온 유연성에 대한 효과를 볼 수 없으며, 함량이 약 15 중량부를 초과할 경우 포장재로서의 강도 및 내구성을 갖지 못한다.
상기 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재에 사용되는 충전제는 규사, 탄산칼슘, 탈크, 폐유리 및 이들의 조합으로 구성된 군에서 선택된 재질을 1개 이상 포함되고, 상기 충전제의 입경은 약 0.01 내지 약 2 mm일 수 있는데, 상기 입경이 약 2 mm를 초과하면 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재의 연성이 떨어지고, 상기 입경이 약 0.01 mm 미만일 경우에는 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재의 강도가 떨어진다.
또한, 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재에 사용되는 중합개시제는 예를 들어, 분말 형태의 과산화 벤조일(Benzoyl Peroxide)을 포함할 수 있으며, 상기 중합개시제는 상기 자기 반응형 아크릴계 수지 조성물의 중량을 기준으로 약 2 중량부 내지 약 6 중량부를 포함할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따른 상기 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재의 물성을 확인하기 위하여, 각각의 재료 구성 비율을 달리하여 다양한 종류의 MMA 수지를 제조한 후 압축, 인장, 휨강도, 부착강도, 열팽창계수, 온도 호환성 실험을 실시한 결과는 하기 표 1에 나타낸 바와 같다.
상기 표 1에 있어서, 상기 자기 반응형 아크릴 수지 조성물과 규사의 배합 비율은 15 : 85 이다. 또한, 상기에서 단량체는 부틸 아크릴레이트가 이용되었다. 비교예 1과 같이 MMA만 사용할 경우에는, 압축강도는 다른 것과 비교해 월등히 우수하나 파괴시 변형률이 작아 취성파괴가 발생함을 알 수 있고, 비교예 2는 MMA의 함량이 약 5 중량부로 본원에서 제시하는 약 3 중량부를 초과하고, MMA를 제외한 아크릴레이트계 단량체에서 선택된 1종 이상의 단량체의 함량이 약 3 중량부로 본원에서 제시한 최대함량 약 30 중량부를 초과하는 경우로, 압축강도가 약 9 MPa로 낮으며, 상대적으로 파괴시 변형률도 낮아 강도 및 내균열성 측면에서 불리한 것으로 나타났다.
비교예 3은 MMA의 함량이 본원에서 제시하는 약 20 중량부보다 작은 경우로서, 연성은 우수하나 압축강도가 낮아 도로포장재료로는 사용하기에 부적합한 것으로 나타났다.
실시예는 각 재료별 성분비가 본원의 제안범위 이내로서 각각의 물성이 미국의 ACI 코드에서 제시하는 아크릴계 폴리머 콘크리트의 물성 기준을 만족하고 압축 파괴시 변형률도 비교예 1과 비교예 2에 비해 15배 이상 증대되어 연성이 대폭 강화되어 균열저항성이 우수함을 알 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 교면 포장용 콘크리트 구조물의 포장구간과 본원의 실시예가 적용되지 않은 일반 콘크리트 포장구간의 소음도 및 미끄럼 저항값을 측정한 실험의 결과, 기존 콘크리트 포장 구간에서는 등가 소음도가 약 83.3 dB이 측정되었고, 미끄럼 저항값은 약 46.3 SN으로 나타났으며, 본원의 실시예가 적용된 포장구간에서는 등가 소음도가 약 79.8 dB, 미끄럼 저항값은 약 67.4 SN으로 나타났다.
상기 두 가지 결과를 비교하였을 때, 소음 측정에서는 약 -3.5 dB의 소음 저감 효과를 얻을 수 있었고, 미끄럼 저항값도 기존 도로에 비해 우수한 것을 확인할 수 있다.
본원은 도면에 도시한 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상적인 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본원의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10 : 덧씌우기 포장 대상 20 : 하도 접착층
30 : 포장층 40 : 미끄럼 방지층
50 : 상도 접착층
30 : 포장층 40 : 미끄럼 방지층
50 : 상도 접착층
Claims (22)
- PMMA 20 내지 40 중량부, MMA 20 내지 35 중량부, MMA를 제외한 1종 이상의 메타크릴레이트계 단량체 20 내지 30 중량부, 우레탄 아크릴레이트 단량체 5 내지 15 중량부, 가교제 0.1 내지 5 중량부 및, 중합촉진제 1 내지 10 중량부;를 포함하는, 자기 반응형 아크릴계 수지 조성물.
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 따른 자기 반응형 아크릴계 수지 조성물 13 내지 20 중량부; 입경이 0.01 mm 내지 2 mm의 충전제(filler) 80 내지 87 중량부; 및, 중합개시제 0.3 내지 1.0 중량부;를 포함하는, 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재.
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- 삭제
- 제 4 항에 있어서,
상기 충전제는 규사, 탄산칼슘, 탈크, 폐유리 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것인, 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재. - 삭제
- 제 4 항에 있어서,
상기 중합개시제는, 과산화벤조일, 3차-부틸퍼옥시벤조에이트, 3차-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, 3차-아밀퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, 아조비스이소부티로니트릴 및 이들의 조합으로 이루어진 군 중에서 선택되는 것을 포함하는 것인, 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재.
- 제 4 항에 있어서,
상기 중합개시제는 분말 형태의 과산화 벤조일(Benzoyl Peroxide)을 상기 자기 반응형 아크릴계 수지 조성물의 중량을 기준으로 2 중량부 내지 6 중량부 포함하는 것인, 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재.
- 삭제
- 하기를 포함하는, 초박층 덧씌우기 포장구조물:
PMMA 20 내지 40중량부 및 MMA를 포함하는 아크릴 모노머 60 내지 80중량부를 함유하는 혼합물 100중량부에 대하여, 가교제 1 내지 5 중량부, 인(P)성분을 함유하는 비닐 단량체 0.5 내지 3 중량부 및 중합방지제 300 내지 500 ppm을 포함하는 점도 1500cP 이하의 하도 접착제에 의해 덧씌우기 포장 대상 표면에 형성된 하도 접착층;
제 4 항에 따른 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재에 의해 상기 하도 접착층 위에 형성된 포장층;
미끄럼 방지용 골재에 의해 상기 포장층 위에 형성된 미끄럼 방지층; 및,
PMMA 20 내지 40중량부 및 MMA를 포함하는 아크릴 모노머 60 내지 80중량부를 함유하는 혼합물 100중량부에 대하여, 가교제 1 내지 5 중량부, 인(P)성분을 함유하는 비닐 단량체 0.5 내지 3 중량부 및 중합방지제 300 내지 500 ppm을 포함하는 점도 1500cP 이하의 상도 접착제에 의해 상기 미끄럼 방지층 위에 형성되는 상도 접착층.
- 제 12 항에 있어서,
상기 포장 대상은 콘크리트 도로인, 초박층 덧씌우기 포장 구조물.
- 제 12 항에 있어서,
상기 포장 대상은 콘크리트 교량 또는 강상판 교량인, 초박층 덧씌우기 포장 구조물.
- 삭제
- 삭제
- 하기를 포함하는, 초박층 덧씌우기 포장 공법:
PMMA 20 내지 40 중량부 및 MMA를 포함한 아크릴 모노머 60 내지 80 중량부를 함유하는 혼합물 100 중량부에 대하여, 가교제 1 내지 5 중량부, 인(P) 성분을 함유하는 비닐 단량체 0.5 내지 3 중량부 및 중합방지제 300 내지 500 ppm을 포함하는 점도 1500cP 이하의 하도 접착제를 이용하여 덧씌우기 포장 대상의 표면에 하도 접착층을 형성하는 단계;
상기 하도 접착층에 제 4 항에 따른 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재를 이용하여 포장층을 형성하는 단계;
미끄럼 방지용 골재를 이용하여 상기 포장층에 미끄럼 방지층을 형성하는 단계;
PMMA 20 내지 40 중량부 및 MMA를 포함한 아크릴 모노머 60 내지 80 중량부를 함유하는 혼합물 100 중량부에 대하여, 가교제 1 내지 5 중량부, 인(P) 성분을 함유하는 비닐 단량체 0.5 내지 3 중량부 및 중합방지제 300 내지 500 ppm을 포함하는 점도 1500cP 이하의 상도 접착제를 이용하여 상기 미끄럼 방지층에 상도 접착층을 형성하는 단계.
- 제 17 항에 있어서,
상기 포장 대상은 콘크리트 도로인, 초박층 덧씌우기 포장 공법.
- 제 17 항에 있어서,
상기 포장 대상은 콘크리트 교량 또는 강상판 교량인, 초박층 덧씌우기 포장 공법.
- 삭제
- 삭제
- 제 17 항에 있어서,
상기 덧씌우기 포장 대상 표면에 하도 접착층을 형성하는 단계 전에, 상기 표면의 손상 부분, 레이턴스(laitance), 또는 부식 부분을 제거하기 위하여 숏블라스팅 장비를 이용하여 표면 처리 단계를 추가 포함하는, 초박층 덧씌우기 포장 공법.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020100046267A KR101005515B1 (ko) | 2010-05-18 | 2010-05-18 | 자기 반응형 아크릴계 수지 조성물, 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재, 상기를 이용한 초박층 덧씌우기 포장 구조물 및 초박층 덧씌우기 포장 공법 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020100046267A KR101005515B1 (ko) | 2010-05-18 | 2010-05-18 | 자기 반응형 아크릴계 수지 조성물, 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재, 상기를 이용한 초박층 덧씌우기 포장 구조물 및 초박층 덧씌우기 포장 공법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101005515B1 true KR101005515B1 (ko) | 2011-01-04 |
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ID=43615723
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| KR1020100046267A KR101005515B1 (ko) | 2010-05-18 | 2010-05-18 | 자기 반응형 아크릴계 수지 조성물, 아크릴계 폴리머 콘크리트 포장재, 상기를 이용한 초박층 덧씌우기 포장 구조물 및 초박층 덧씌우기 포장 공법 |
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