KR101119237B1 - 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 덧씌우기 포장공법 - Google Patents

폴리머 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 덧씌우기 포장공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 시멘트계 결합재 5~20중량%, 잔골재 38~60중량%, 굵은골재 25~50중량%, 물 0.5~7중량% 및 폴리머계 결합재 0.5~12중량%를 포함하며, 상기 폴리머계 결합재는 SBR 라텍스 84~99.7중량%, 휨 인성과 내구성을 개선하기 위한 스틸렌 아크릴 에스테르 라텍스 0.1~15중량% 및 흡습성과 부착력을 개선하기 위한 폴리아크릴산 에멀젼 0.1~7중량%를 포함하는 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 덧씌우기 포장공법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 콘크리트가 경화되는 시간을 연장시켜 타설된 콘크리트의 표면을 매끄럽게 하는 마무리 작업 시간을 충분히 확보할 수 있어 작업성의 향상을 기대할 수 있고, 휨 인성, 부착강도 및 내구성이 향상될 수 있다.

Description

폴리머 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 덧씌우기 포장공법{Polymer cement concrete composite and overlay method of concrete structure using the composite}
본 발명은 시멘트 콘크리트 조성물과 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도로의 노면, 교량 교면, 교량의 콘크리트 슬래브, 교량 하부 등과 같은 콘크리트 구조물의 덧씌우기 포장공사에 사용되는 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 덧씌우기 포장공법에 관한 것이다.
도로 건설은 주로 아스팔트 콘크리트 포장(아스팔트 포장)에 의해 이루어져 왔다. 그러나 산업 및 경제 규모가 확대됨에 따라 수송수단인 차량이 점차 대형화 및 중량화 되었고, 이는 포장 수명의 급격한 단축을 가져왔다. 이와 더불어 거듭된 유류 파동에 따른 포장 공사비의 상대적 상승과 부존자원의 활용차원에서 시멘트 콘크리트 포장(이하 '콘크리트 포장'이라 함)에 대한 관심을 갖게 되었으며, 1980년대 이후로 콘크리트 포장의 시공이 점차 확대되고 있는 추세이다.
콘크리트 포장에 대해 관심을 기울인 선진국에는 설계에서 시공 및 유지관리에 이르기까지 상세한 자료와 경험을 축적하고 있으며, 학계의 활발한 연구를 통한 이론적인 접근으로 끊임없이 콘크리트 포장에 대한 설계법 개량, 새로운 재료의 개발, 신공법의 도입 등이 추진되고 있다. 콘크리트 포장의 역사가 짧은 대한민국에서는 선진 외국의 경험을 바탕으로 중차량의 통과가 많은 도로를 중심으로 콘크리트 포장 시공물량을 늘려가고 있다.
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 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 부식이나 침식이 많이 일어나는 부위를 보수 및 보강하기 위한 보수공사에는 폴리머 시멘트 모르타르가 널리 사용되고 있다.
최근에는 교량 교면 포장 및 교량의 콘크리트 슬래브에서는 스티렌-부타디엔 고무(Styrene Butadiene Rubber; 이하 'SBR'이라 함) 라텍스를 첨가한 폴리머 시멘트 콘크리트가 개발되고 있다.
그러나, SBR 라텍스 개질 콘크리트는 점도가 매우 높은 라텍스의 특성 때문에 콘크리트를 타설한 후, 콘크리트의 표면을 매끄럽게 하는 마무리 작업을 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 있다.
또한, SBR 라텍스 개질 콘크리트는 강도 및 내구성이 우수한 반면, 교량 덧씌우기 포장에 사용될 경우 겨울철 포장층의 결빙 현상이 자주 발생한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 폴리머계 결합재를 혼입하여 콘크리트 경화시간을 연장함으로써 타설된 콘크리트의 표면을 매끄럽게 하는 마무리 작업 시간을 충분히 확보하여 작업성을 개선할 수 있으며, 휨 인성, 부착강도 및 내구성 등을 개선시킬 수 있는 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 덧씌우기 포장공법을 제공함에 있다.
본 발명은, 시멘트계 결합재 5~20중량%, 잔골재 38~60중량%, 굵은골재 25~50중량%, 물 0.5~7중량% 및 폴리머계 결합재 0.5~12중량%를 포함하며, 상기 폴리머계 결합재는 SBR 라텍스 84~99.7중량%, 휨 인성과 내구성을 개선하기 위한 스틸렌 아크릴 에스테르 라텍스 0.1~15중량% 및 흡습성과 부착력을 개선하기 위한 폴리아크릴산 에멀젼 0.1~7중량%를 포함하는 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물을 제공한다.
상기 폴리머계 결합재는 가교 작용 효과를 높여주고 박리 저항성 및 내열성 향상을 위하여 멜라민 포르말린 수지를 더 포함할 수 있으며, 상기 멜라민 포르말린 수지는 상기 폴리머계 결합재에 0.01~5중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 폴리머계 결합재는 점착 및 접착 강도를 개선하기 위하여 알킬 페놀 수지를 더 포함할 수 있으며, 상기 알킬 페놀 수지는 상기 폴리머계 결합재에 0.01~5중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 시멘트계 결합재는 시멘트 84~99중량%, 메타카올린 0.1~15중량% 및 감수제 0.1~2중량%가 혼합되어 있을 수 있다.
상기 SBR 라텍스는 고형분 함유량이 45~50중량% 이고, pH가 9~10 이며, 평균입자 크기가 1500~2000Å 이며, 부타디엔 함유량이 30~40중량%인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 콘크리트 구조물이 열화되어 콘크리트가 탈락된 부위를 파쇄기 및 워터젯을 이용하여 치핑하여 불순물 및 열화 부위를 제거하는 단계와, 콘크리트 구조물의 열화 부위에 프라이머를 도포하는 단계와, 상기 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물을 타설하여 열화된 부위의 단면을 복구하는 단계 및 타설된 상기 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물의 상부를 양생제로 도포하는 단계를 포함하는 콘크리트 구조물의 덧씌우기 포장공법을 제공한다.
본 발명에 의하면, SBR 라텍스, 스틸렌 아크릴 에스테르 라텍스 및 폴리아크릴산 에멀젼이 혼합된 폴리머계 결합재를 사용함으로써 콘크리트가 경화되는 시간을 연장시켜 타설된 콘크리트의 표면을 매끄럽게 하는 마무리 작업 시간을 충분히 확보할 수 있어 작업성의 향상을 기대할 수 있고, 휨 인성, 부착강도 및 내구성이 향상되는 효과가 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 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 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물은 시멘트계 결합재 5~20중량%, 잔골재 38~60중량%, 굵은골재 25~50중량%, 물 0.5~7중량% 및 폴리머계 결합재 0.5~12중량%를 포함한다.
상기 시멘트계 결합재는 시멘트를 주성분으로 한다. 바람직하게는 상기 시멘트계 결합재는 시멘트 84~99중량%, 메타카올린 0.1~15중량% 및 감수제 0.1~2중량%가 혼합되어 있다.
상기 시멘트는 보통 포틀랜드 시멘트로 KS에 규정된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 시멘트는 상기 시멘트계 결합재에 84~99중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 메타카올린은 잠재 수경성 특성, 장기 강도 발현 및 내구성 증진을 위하여 사용한다. 상기 메타카올린 대신에 슬래그, 플라이 애쉬, 실리카흄 등을 사용할 수도 있다. 상기 메타카올린은 상기 시멘트계 결합재에 0.1~15중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 감수제는 강도 및 내구성 증진을 위하여 사용한다. 상기 감수제로는 나프탈렌계, 멜라민계, 폴리 칼본산계 감수제 등이 있으나, 폴리 칼본산계 감수제를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 감수제는 상기 시멘트계 결합재에 0.1~2중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 폴리머계 결합재는 콘크리트의 경화시간 및 작업성을 개선시킴과 동시에 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 폴리머계 결합재는 SBR 라텍스, 스틸렌 아크릴 에스테르 라텍스 및 폴리아크릴산 에멀젼을 포함한다. 상기 폴리머계 결합재는 가교 작용 효과를 높여주고 박리 저항성 및 내열성 향상을 위하여 멜라민 포르말린 수지를 더 포함할 수 있고, 또한 점착 및 접착 강도를 개선하기 위하여 알킬 페놀 수지를 더 포함할 수 있다.
상기 폴리머계 결합재로 SBR 라텍스만을 사용할 경우에는 콘크리트의 점도가 높아져 마무리 작업 시 콘크리트면에 요철이 발생하므로 이를 방지하기 위하여 스틸렌 아크릴 에스테르 라텍스를 혼합한다. 상기 폴리머계 결합재에 스틸렌 아크릴 에스테르 라텍스가 첨가되면 휨 인성 및 내구성이 개선된다. 또한, 상기 폴리머계 결합재에 폴리아크릴산 에멀젼을 첨가하면 기존 슬래브 등과 같은 콘크리트 구조물과의 부착 성능이 개선될 수 있다.
상기 폴리머계 결합재는 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물에 0.5~12중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 폴리머계 결합재의 함량이 12중량%를 초과하면 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물의 점도가 높아져 작업성(슬럼프)이 떨어지고, 수화반응을 지연시켜 조기 압축강도 발현을 저하시킴과 동시에 가격 경쟁력이 저하될 수 있다. 그리고 상기 폴리머계 결합재의 함량이 0.5중량% 미만이면 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물의 휨 인성, 부착강도 및 내구성 향상을 기대하기 어렵다.
상기 폴리머계 결합재는 SBR 라텍스 84~99.7중량%, 스틸렌 아크릴 에스테르 라텍스 0.1~15중량% 및 폴리아크릴산 에멀젼 0.1~7중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 폴리머계 결합재에 SBR 라텍스가 함유되면 무기물 간의 결합력 및 내구성이 개선된다. 상기 SBR 라텍스는 고형분 함유량이 45~50중량% 이고, pH가 9~10 이며, 응고량이 0.1% 이하이며, 평균입자 크기가 1500~2000Å 이며, 부타디엔 함유량이 30~40중량%인 것이 바람직하다.
상기 SBR 라텍스는 스티렌과 부타디엔의 공중합체이다. SBR 라텍스는 시판되고 있는 합성고무 라텍스 중에서 가장 많이 생산되고, 값도 비교적 저렴하며, 50 (hot latex) 또는 5(cold latex) 부근의 중합온도에서 합성된다. SBR 라텍스는 모노머인 부타디엔과 스티렌을 지방산이나 지방산 비누를 유화제로 하여 수중에 분산시키는데, 핫 라텍스(hot latex)의 경우에는 중합촉매로서 과황산칼륨을 사용하며, 콜드 라텍스(cold latex)의 경우에는 산화제와 환원제를 병용한 레독스(redox)계 촉매를 사용하여 유화중합에 의해 합성된다. 그 밖에도 주요한 성분으로서 중합조절제나 중합개시제, 중합정지제, 전해질 등을 첨가하여 중합이 이루어진다. SBR 라텍스의 물리적 성질이나 화학적 성질은 결합 스티렌의 양에 따라 크게 지배되며, 일반적으로 결합 스티렌의 양이 증가함에 따라 분자간력이 커지므로 필름의 인장강도나 인열강도는 향상되고, 지방족 탄화수소에 대한 화학저항성은 커지며, 가스 투과성은 작아지나 신율이 낮고 저온시의 성질이 저하되는 단점이 있다.
상기 SBR 라텍스는 상기 폴리머계 결합재에 84~99.7중량%가 함유되는 것이 바람직하다. 상기 SBR 라텍스의 함량이 99.7중량%를 초과하면 콘크리트의 점도가 높아져 작업성이 떨어질 수 있으며, SBR 라텍스의 함량이 84중량% 미만이면 내구성이 저하될 수 있다.
상기 폴리머계 결합재에 스틸렌 아크릴 에스테르 라텍스가 첨가되면 내수성, 부착력 및 내구성이 개선된다. 상기 스틸렌 아크릴 에스테르 라텍스는 상기 폴리머계 결합재에 0.1~15중량% 함유되는 것이 바람직하다. 스틸렌 아크릴 에스테르 라텍스의 함량이 15중량%를 초과하면 시멘트 콘크리트 조성물의 내수성 및 부착력은 개선되나 점도가 높아져 작업성이 떨어지고 가격경쟁력이 떨어질 수 있으며, 스틸렌 아크릴 에스테르 라텍스의 함량이 0.1중량% 미만이면 시멘트 콘크리트 조성물의 작업성은 개선되나 내수성 및 접착력이 저하될 수 있다.
상기 폴리머계 결합재에 폴리아크릴산 에멀젼이 첨가되면 흡습성 및 부착력이 개선된다. 폴리아크릴산의 1가 금속염과 암모늄염은 매우 흡습성이 강하고, 폴리아크릴산 에멀젼은 투명한 수용성 에멀젼으로 중합도에 의해 점도를 광범위하게 조절할 수 있어 흡습성 및 접착력을 높일 수 있다. 상기 폴리아크릴산 에멀젼은 상기 폴리머계 결합재에 0.1~7중량% 함유되는 것이 바람직한데, 폴리아크릴산 에멀젼의 함량이 0.1중량% 미만일 경우에는 흡습성 및 접착력 개선의 효과가 미약하고, 폴리 아크릴산 에멀젼의 함량이 7중량%를 초과하는 경우에는 더 이상의 흡습성 및 접착력 개선 효과를 기대하기 어렵고 경제적이지 못하다.
상기 폴리머계 결합재는 가교 작용 효과를 높여주고 박리 저항성 및 내열성 향상을 위하여 멜라민 포르말린 수지를 더 포함할 수 있다. 상기 멜라민 포르말린 수지는 상기 폴리머계 결합재에 0.01~5중량% 함유되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 폴리머계 결합재는 점착 및 접착 강도를 개선하기 위하여 알킬 페놀 수지를 더 포함할 수 있다. 상기 알킬 페놀 수지는 상기 폴리머계 결합재에 0.01~5중량% 함유되는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 콘크리트 구조물의 덧씌우기 포장공법은, 콘크리트 구조물이 열화되어 콘크리트가 탈락된 부위를 파쇄기 및 워터젯을 이용하여 치핑(Chipping)하여 불순물 및 열화 부위를 제거하는 단계와, 콘크리트 구조물의 열화 부위에 프라이머(primer)를 도포하는 단계와, 상기 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물을 타설하여 열화된 부위의 단면을 복구하는 단계 및 타설된 상기 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물 상부를 양생제로 도포하는 단계를 포함한다. 이하에서, 콘크리트 구조물이라 함은, 도로의 노면, 교량 교면, 교량의 콘크리트 슬래브, 교량 하부 등의 구조물로서 콘크리트로 이루어진 모든 구조물을 포함하는 의미로 사용한다.
상기 프라이머는 상기 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물이 콘크리트 구조물의 열화 부위에 부착되기 용이하게 하며, 상기 플라이머로는 SBR 라텍스(Styrene Butadiene Rubber; SBR), 폴리 아크릴 에스테르(Poly Acryl Ester; PAE), 아크릴 및 에틸 비닐 아세테이트(Ethyl Vinyl Acetate; EVA) 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 사용할 수 있다. 이때 프라이머의 고형분은 13중량% 정도로 낮추어 시공하는 것이 바람직하며, 13중량%를 초과하여 사용할 경우 피막 두께가 두꺼워져 도리어 부착성능을 저하시킬 수 있다.
이하에서 본 발명에 따른 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물의 실시예들을 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실시예들에 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
보통 포틀랜드 시멘트 98중량%, 메타카올린 1.8중량% 및 감수제 0.2중량%로 이루어진 시멘트계 결합재 15중량%, 잔골재 47중량%, 굵은 골재 33중량%를 믹서에 투입하여 강제 교반한 후, 물 3중량%와 폴리머계 결합재 2중량%를 더 혼합하여 다시 2분간 교반하여 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물을 제조하였다. 이때, 상기 폴리머계 결합재는 SBR 라텍스 90중량%, 스틸렌 아크릴 에스테르 라텍스 9중량% 및 폴리아크릴산 에멀젼 1중량%를 혼합하여 사용하였다.
<실시예 2>
보통 포틀랜드 시멘트 98중량%, 메타카올린 1.8중량% 및 감수제 0.2중량%로 이루어진 시멘트계 결합재 15중량%, 잔골재 47중량%, 굵은 골재 33중량%를 믹서에 투입하여 강제 교반한 후, 물 3중량%와 폴리머계 결합재 2중량%를 더 혼합하여 다시 2분간 교반하여 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물을 제조하였다. 이때, 상기 폴리머계 결합재는 SBR 라텍스 95중량%, 스틸렌 아크릴 에스테르 라텍스 4중량% 및 폴리아크릴산 에멀젼 1중량%를 혼합하여 사용하였다.
<실시예 3>
보통 포틀랜드 시멘트 98중량%, 메타카올린 1.8중량% 및 감수제 0.2중량%로 이루어진 시멘트계 결합재 15중량%, 잔골재 47중량%, 굵은 골재 33중량%를 믹서에 투입하여 강제 교반한 후, 물 3중량%와 폴리머계 결합재 2중량%를 더 혼합하여 다시 2분간 교반하여 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물을 제조하였다. 이때, 상기 폴리머계 결합재는 SBR 라텍스 99중량%, 스틸렌 아크릴 에스테르 라텍스 0.9중량% 및 폴리아크릴산 에멀젼 0.1중량%를 혼합하여 사용하였다.
상기의 실시예 1 내지 실시예 3의 특성을 보다 용이하게 파악할 수 있도록 본 발명의 실시예들과 비교할 수 있는 비교예들을 제시하며, 후술할 비교예 1 및 2는 현재 일반적으로 널리 사용되고 있는 보통 시멘트 콘크리트 조성물 및 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물을 제시한 것이다.
<비교예 1>
보통 포틀랜드 시멘트 15중량%, 잔골재 47중량%, 굵은 골재 33중량% 및 물 5중량%를 혼합하여 보통 시멘트 콘크리트 조성물을 제조하였다.
<비교예 2>
보통 포틀랜드 15중량%, 잔골재 47중량%, 굵은 골재 33중량%를 믹서에 투입하여 강제 교반한 후, 물 3중량%와 SBR 라텍스 2중량%를 더 혼합하여 다시 2분간 교반하여 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물을 제조하였다.
아래의 시험예들은 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>
실시예 1 내지 실시예 3의 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1 내지 비교예 2에 의하여 제조된 시멘트 콘크리트 조성물을 KS F 2402에 규정한 방법에 따라 슬럼프 시험(반죽의 정도)을 수행하였다. 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.
구분 슬럼프(cm)
교반 직 후 20분 경과 후 30분 경과 후 40분 경과 후 60분 경과 후
실시예 1 20 13 9 6 3
실시예 2 19 15 13 12 10
실시예 3 20 17 15 13 11
비교예 1 13 9 5 4 2
비교예 2 18 11 7 5 2
위의 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3이 비교예 1 내지 비교예 2에 비하여 작업성이 우수하다는 것을 알 수 있다.
<시험예 2>
실시예 1 내지 실시예 3에 따른 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 의하여 제조된 시멘트 콘크리트 조성물을 KS F 2405에 규정한 방법에 따라 압축강도 시험을 수행하였다.
아래의 표 2는 시간 경과에 따른 압축강도의 변화이다.
구분 압축강도(kgf/cm2)
3일 후 7일 후 14일 후 28일 후
실시예 1 198 250 387 488
실시예 2 185 238 368 475
실시예 3 180 228 353 468
비교예 1 160 215 320 398
비교예 2 161 219 325 401
위의 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3은 비교예 1 내지 비교예 2보다 압축강도가 높게 나타났다.
<시험예 3>
실시예 1 내지 실시예 3의 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1 내지 비교예 2 의하여 제조된 시멘트 콘크리트 조성물을 KS F 2408에 규정한 방법에 따라 휨강도를 측정하였다.
아래의 표 3은 시간 경과에 따른 휨강도의 변화이다.
구분 휨강도(kgf/cm2)
3일 후 7일 후 14일 후 28일 후
실시예 1 35 48 68 88
실시예 2 29 44 60 78
실시예 3 27 42 58 73
비교예 1 18 28 35 55
비교예 2 24 39 55 68
위의 표 3에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3은 비교예 1 내지 비교예 2에 비하여 휨강도가 높았다.
<시험예 4>
실시예 1 내지 실시예 3의 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1 내지 비교예 2에 의하여 제조된 시멘트 콘크리트 조성물을 KS F 2409에 규정한 방법에 따라 흡수율을 측정하였다. 흡수율이 높은 경우 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(%) 1.3 1.2 1.1 8 1.7
위의 표 4에 나타탄 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3은 비교예 1 내지 비교예 2에 비하여 흡수율이 낮았다.
<시험예 5>
실시예 1 내지 실시예 3의 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 의하여 제조된 시멘트 콘크리트 조성물을 JIS A 1171에 규정한 방법에 따라 접착강도를 측정하였으며, 그 결과는 표 5에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
접착강도 (kgf/cm2) 2.6 2.4 2.3 1.4 2.0
위의 표 5에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3은 비교예 1 및 비교예 2에 비하여 접착강도가 우수함을 알 수 있다.
<시험예 6>
실시예 1 내지 실시예 3의 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1 내지 비교예 2에 의하여 제조된 시멘트 콘크리트 조성물을 KS F 2456에 규정한 방법에 따라 동결 융해 저항성 시험을 수행하였다. 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.
구 분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
내구성 지수 90 91 92 45 88
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>
실시예 1 내지 실시예 3의 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1 내지 비교예 2에 의하여 제조된 시멘트 콘크리트 조성물을 KS F 2424(콘크리트의 길이변화 시험방법)에 의하여 건조수축율을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 7에 나타내었다.
구 분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
건조수축량
(×10-4)		 1.3 1.1 1.1 4.3 1.9
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>
실시예 1 내지 실시예 3의 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1 내지 비교예 2에 의하여 제조된 시멘트 콘크리트 조성물을 JIS A 6203(시멘트 혼화용 폴리머 디스퍼젼 및 재유화형 분말 수지)에 의한 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 8에 나타내었다.
구 분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
염화물 이온
침투깊이(mm)		 1.6 1.5 1.3 4.50 2.0
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 5~20중량%, 잔골재 38~60중량%, 굵은골재 25~50중량%, 물 0.5~7중량% 및 폴리머계 결합재 0.5~12중량%를 포함하며,
    상기 폴리머계 결합재는 SBR 라텍스 84~99.7중량%, 휨 인성과 내구성을 개선하기 위한 스틸렌 아크릴 에스테르 라텍스 0.1~15중량% 및 흡습성과 부착력을 개선하기 위한 폴리아크릴산 에멀젼 0.1~7중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리머계 결합재는 가교 작용 효과를 높여주고 박리 저항성 및 내열성 향상을 위하여 멜라민 포르말린 수지 0.01~5중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 폴리머계 결합재는 점착 및 접착 강도를 개선하기 위하여 알킬 페놀 수지 0.01~5중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 시멘트계 결합재는 시멘트 84~99중량%, 메타카올린 0.1~15중량% 및 감수제 0.1~2중량%가 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 SBR 라텍스는 고형분 함유량이 45~50중량% 이고, pH가 9~10 이며, 평균입자 크기가 1500~2000Å 이며, 부타디엔 함유량이 30~40중량%인 것을 특징으로 하는 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물.
  6. 콘크리트 구조물이 열화되어 콘크리트가 탈락된 부위를 파쇄기 및 워터젯을 이용하여 치핑하여 불순물 및 열화 부위를 제거하는 단계;
    콘크리트 구조물의 열화 부위에 SBR 라텍스, 폴리 아크릴 에스테르, 아크릴 및 에틸 비닐 아세테이트 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 프라이머를 도포하는 단계;
    제1항에 기재된 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물을 타설하여 열화된 부위의 단면을 복구하는 단계; 및
    타설된 상기 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물의 상부를 양생제로 도포하는 단계를 포함하는 콘크리트 구조물의 덧씌우기 포장공법.
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