KR101173014B1 - 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물, 이를 이용한 제수변 맨홀의 제조방법 및 펌프장 맨홀의 제조방법 - Google Patents

제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물, 이를 이용한 제수변 맨홀의 제조방법 및 펌프장 맨홀의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 폴리머계 결합재 13～75중량%와, 시멘트계 결합재 8～50중량%와, 충전재 3～45중량%를 포함하며, 상기 폴리머계 결합재는, 아크릴 에멀젼 60～99중량%, 메틸메타크릴레이트 수지 0.1～15중량%, 실록산 에멀젼 0.1～15중량% 및 에틸렌비닐아세테이트 에멀젼 0.1～15중량%을 포함하는 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물, 이를 이용한 제수변 맨홀의 제조방법 및 펌프장 맨홀의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 내산성 시멘트계 결합재, 내구성 및 부착력이 우수한 폴리머 결합재, 산성, 염해 및 동해에 대한 내구성과 단열성이 우수한 충전재를 사용함으로써 강도, 고유동성, 탄성, 접착력 및 내구성이 우수하고, 특히 내산성 및 단열성이 우수한 맨홀을 제조할 수 있다.

Description

제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물, 이를 이용한 제수변 맨홀의 제조방법 및 펌프장 맨홀의 제조방법{Composite for coating manhole for water control and manhole for pumping, and manufacturing method of the manhole for water control and the manhole for pumping using the composite}
본 발명은 맨홀의 마감코팅재 조성물 및 이를 이용한 맨홀의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내산성 시멘트계 결합재, 내구성 및 부착력이 우수한 폴리머 결합재, 산성, 염해 및 동해에 대한 내구성과 단열성이 우수한 충전재를 사용함으로써 강도, 고유동성, 탄성, 접착력 및 내구성이 우수하고, 특히 내산성 및 단열성이 우수한 환경친화형 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물, 이를 이용한 제수변 맨홀의 제조방법 및 펌프장 맨홀의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 콘크리트 구조물의 열화는 중성화, 염해, 동해, 화학적 침식, 알칼리 골재 반응, 피로, 풍화, 화재 등으로 시간이 경과함에 따라 콘크리트가 원래의 기능을 발휘하지 못하고 특성이 저하되는 것을 의미한다.
화학적 부식은 콘크리트가 외부에서 화학적 작용을 받아, 시멘트 경화체를 구성하는 수화 생성물이 변형 혹은 분해되어서 결합 능력을 잃어버리는 열화 현상을 총칭한다.
일반적인 환경에서 화학적 부식 문제가 생기는 것은 확률적으로 매우 적으며, 생활 하수 등에 포함된 유기물이 세균에 의해 반응을 일으켜 황산 이온을 생성함으로써 콘크리트를 침식하는 경우가 대부분이다. 화학적 부식을 받는 구조물로는 화학공장, 식품공장 등의 관련 구조물, 토양 오염 및 온천 지대의 지하 구조물, 하수도 관련 하수 관거 및 복개 구조물 등을 들 수 있다.
화학적 부식은 기존의 중성화, 동해, 염해에 의한 열화 현상과 혼동하기 쉬우며, 콘크리트 구조물에 내황산성 보수 모르타르가 아닌 기존의 보수용 모르타르로 타설됨으로써 결국 구조물에 균열 또는 박리 현상 등 성능 저하가 발생되어 내구성이 급격히 저하되는 경우가 빈번히 발생하고 있다.
따라서, 산성, 중성화, 동해, 염해 등과 별도로 화학적 부식이 일어날 가능성이 높은 펌프장 맨홀, 제수변 맨홀 등에 사용되는 라이닝 및 코팅재 조성물에 대한 개발이 요구되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 내산성이 우수한 시멘트계 결합재와 내구성 및 부착력이 우수한 폴리머 결합재를 사용함으로써 강도, 고유동성, 탄성, 접착력 및 내구성이 우수하고, 특히 내산성 및 단열성이 우수하여 맨홀의 화학적 침식으로 인한 콘크리트 부식을 방지할 수 있어 이에 사용되는 유지관리 비용을 현저히 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있고, 또한 실리카질 규사, 백운석, 이산화티탄(TiO2), 중공형 아크릴 분말이 포함된 충전재를 사용함으로써 보온성 및 강도가 우수하고, 산성, 염해, 동해 등에 대한 내구성이 우수하며, 원적외선이 방출되어 생체 활성 효과를 높일 수 있고, 항균성을 갖는 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물, 이를 이용한 제수변 맨홀의 제조방법 및 펌프장 맨홀의 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명은, 폴리머계 결합재 13～75중량%와, 시멘트계 결합재 8～50중량%와, 충전재 3～45중량%를 포함하며, 상기 폴리머계 결합재는, 아크릴 에멀젼 60～99중량%, 메틸메타크릴레이트 수지 0.1～15중량%, 실록산 에멀젼 0.1～15중량% 및 에틸렌비닐아세테이트 에멀젼 0.1～15중량%을 포함하는 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물을 제공한다.
상기 폴리머계 결합재는 벤토나이트 0.01～7중량%를 더 포함할 수 있다.
상기 폴리머계 결합재는 불소 수지 0.1～10중량%를 더 포함할 수 있다.
상기 폴리머계 결합재는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 에멀젼 0.1～10중량%를 더 포함할 수 있다.
상기 시멘트계 결합재는, 보통 포틀랜드 시멘트 10～60중량%, 알루미나 시멘트 5～40중량%, 글라스버블 0.1～20중량%, 고로슬래그 0.1～20중량% 및 버텀애쉬 0.1～20중량%를 포함할 수 있다.
상기 시멘트계 결합재는, 견운모 0.1～20중량%를 더 포함할 수 있다.
상기 충전재는, 실리카질 규사 40～80중량%, 백운석 5～30중량%, 이산화티탄(TiO2) 0.1～20중량% 및 중공형 아크릴 분말 0.1～20중량%를 포함할 수 있다.
상기 충전재는, 흑운모 0.1～20중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상부구체, 연직구체, 중간구체 또는 하부구체를 형성하는 단계와, 상기 상부구체, 상기 연직구체, 상기 중간구체 또는 상기 하부구체의 내부 또는 외부에 상기 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물을 도포하는 단계 및 상기 상부구체, 상기 연직구체, 상기 중간구체 또는 상기 하부구체를 서로 연결하여 조립하는 단계를 포함하는 제수변 맨홀의 제조방법을 제공한다.
상기 제수변 맨홀의 제조방법은, 상기 상부구체, 상기 연직구체, 상기 중간구체 및 상기 하부구체 중에서 선택된 적어도 2개가 연결되는 연결부에 유리섬유, 나일론섬유, 탄소섬유 중에서 선택된 1종 이상의 섬유로 이루어진 시트를 이용하여 감싸는 단계 및 상기 연결부를 둘러싸는 상기 시트에 상기 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물을 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제수변 맨홀의 제조방법은, 상기 하부구체의 바닥면 보다 넓은 면적을 갖고 상기 하부구체의 바닥면 외부를 둘러싸는 받침대를 설치하는 단계와, 유리섬유, 나일론섬유, 탄소섬유 중에서 선택된 1종 이상의 섬유로 이루어진 시트를 이용하여 상기 받침대와 상기 하부구체를 감싸는 단계 및 상기 받침대와 상기 하부구체를 감싸는 상기 시트에 상기 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물을 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상부구체, 연직구체, 중간구체 또는 하부구체를 형성하되, 상기 연직구체, 상기 중간구체 및 상기 하부구체 중에서 선택된 1종 이상의 부재에 작업자가 작업할 수 있는 발판 역할을 하는 중간슬라브를 형성하는 단계와, 상기 상부구체, 상기 연직구체, 상기 중간구체 또는 상기 하부구체의 내부 또는 외부에 상기 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물을 도포하는 단계 및 상기 상부구체, 상기 연직구체, 상기 중간구체 또는 상기 하부구체를 서로 연결하여 조립하는 단계를 포함하는 펌프장 맨홀의 제조방법을 제공한다.
상기 펌프장 맨홀의 제조방법은, 상기 상부구체, 상기 연직구체, 상기 중간구체 및 상기 하부구체 중에서 선택된 적어도 2개가 연결되는 연결부에 유리섬유, 나일론섬유, 탄소섬유 중에서 선택된 1종 이상의 섬유로 이루어진 시트를 이용하여 감싸는 단계 및 상기 연결부를 둘러싸는 상기 시트에 상기 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물을 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 펌프장 맨홀의 제조방법은, 상기 하부구체의 바닥면 보다 넓은 면적을 갖고 상기 하부구체의 바닥면 외부를 둘러싸는 받침대를 설치하는 단계와, 유리섬유, 나일론섬유, 탄소섬유 중에서 선택된 1종 이상의 섬유로 이루어진 시트를 이용하여 상기 받침대와 상기 하부구체를 감싸는 단계 및 상기 받침대와 상기 하부구체를 감싸는 상기 시트에 상기 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물을 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물에 의하면, 내산성 시멘트계 결합재와 내구성 및 부착력이 우수한 폴리머 결합재를 사용함으로써 고유동성, 탄성, 접착력, 강도 및 내구성이 크게 향상되는 효과가 있다.
또한, 시멘트계 결합재를 사용함으로써 강도 및 내구성, 특히 내산성이 우수하여 맨홀의 화학적 침식으로 인한 콘크리트 부식을 방지할 수 있어 이에 사용되는 유지관리 비용을 현저히 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 실리카질 규사, 백운석, 이산화티탄(TiO2), 중공형 아크릴 분말이 포함된 충전재를 사용함으로써, 보온성 및 강도가 우수하고, 산성, 염해, 동해 등에 대한 내구성이 우수하며, 원적외선이 방출되어 생체 활성 효과를 높일 수 있고, 항균성을 갖는 장점이 있다. 특히, 펌프장 맨홀 내부에 펌프 등의 기계 설비가 설치되고 제수변 맨홀 내부에 밸브 등의 기계 설비가 설치되는데, 맨홀 내부에 습기 발생으로 인한 기계 고장 등의 원인이 되지만 본 발명에 따른 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물을 사용함으로써 맨홀 내?외부의 온도차를 방지하여 습기 발생을 방지할 수 있고 유지관리 비용을 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 일 예에 따른 펌프장 맨홀의 단면을 보여주는 도면이다.
도 2는 다른 예에 따른 펌프장 맨홀의 단면을 보여주는 도면이다.
도 3은 펌프장 맨홀의 상부구체의 예를 보여주는 도면이다.
도 4는 펌프장 맨홀의 중간구체의 예를 보여주는 도면이다.
도 5는 펌프장 맨홀의 하부구체의 예를 보여주는 도면이다.
도 6은 펌프장 맨홀의 연직구체의 예를 보여주는 도면이다.
도 7은 펌프장 맨홀의 하부구체 하부에 받칟대가 구성된 모습을 보여주는 도면이다.
도 8 및 도 9는 일 예에 따른 제수변 맨홀의 단면을 보여주는 도면이다.
도 10은 제수변 맨홀의 상부구체의 예를 보여주는 도면이다.
도 11은 제수변 맨홀의 연직구체의 예를 보여주는 도면이다.
도 12는 제수변 맨홀의 하부구체의 예를 보여주는 도면이다.
도 13 및 도 14는 제수변 맨홀의 하부구체 하부에 받칟대가 구성된 모습을 보여주는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 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. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
제수변 맨홀은 상수도용 밸브가 구비되는 맨홀이며, 펌프장 맨홀은 하수도용 펌프가 구비되는 맨홀이거나 용수관용 펌프나 밸브가 구비되는 맨홀이다.
이러한 펌프장 맨홀 또는 제수변 맨홀은 지중에 매설되어 사용되는데, 종래의 펌프장 맨홀 또는 제수변 맨홀은 주로 콘크리트 일체형으로 이루어지며, 현장에서 콘크리트를 타설하여 맨홀을 시공하여 형성하였으나, 현장에서 콘크리트를 타설하여 펌프장 맨홀 또는 제수변 맨홀을 시공하는 경우에는 맨홀 형태의 거푸집을 설치하고, 설치된 거푸집 내에 철근을 삽입한 후에 콘크리트를 타설해야 하므로 시공이 불편할 뿐만 아니라, 콘크리트를 양생시키는데 장시간이 소요되어 공사기간이 길어지는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 개선하기 위하여 프리캐스트 방법으로 사전 제작된 상부구체, 하부구체, 중간구체 또는 연직구체를 이용하여 현장에서 조립하는 방법으로 시공하여는 연구가 이루어지고 있다.
도 1은 일 예에 따른 펌프장 맨홀의 단면을 보여주는 도면이고, 도 2는 다른 예에 따른 펌프장 맨홀의 단면을 보여주는 도면이며, 도 3은 상부구체의 예를 보여주는 도면이고, 도 4는 중간구체의 예를 보여주는 도면이며, 도 5는 하부구체의 예를 보여주는 도면이고, 도 6은 연직구체의 예를 보여주는 도면이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 펌프장 맨홀은 상부구체(110) 및 하부구체(130)를 포함하며, 상부구체(110) 및 하부구체(130) 사이에 중간구체(120)가 구비될 수 있다. 상부구체(110)와 하부구체(130) 사이, 상부구체(110)와 중간구체(120) 사이 또는 중간구체(120)와 하부구체(130) 사이에는 연직구체(140)가 포함될 수 있다. 상부구체(110)는 펌프(150) 또는 밸브(미도시)의 점검 또는 수리를 위해 작업자가 출입하는 구멍이 구비되어 있으며, 뚜껑이 설치된다. 중간구체(120)는 상부구체(110)와 하부구체(130) 사이에 구비되고, 점검이나 펌프(150) 또는 밸브의 운용을 위한 중간슬라브(160)가 구비된다. 일반적으로 중간슬라브(160)는 중간구체(120)에 형성되지만, 이에 한정되지는 않으며 하부구체(130) 또는 연직구체(140)에 구비될 수도 있다. 하부구체(130)는 바닥 슬라브가 일체화된 구체로 수중 펌프(150) 또는 밸브(미도시)가 설치되는 구체이다. 연직구체(140)는 맨홀의 인상을 위한 구체이다.
도 8 및 도 9는 일 예에 따른 제수변 맨홀의 단면을 보여주는 도면이고, 도 10은 상부구체의 예를 보여주는 도면이고, 도 11은 연직구체의 예를 보여주는 도면이며, 도 12는 하부구체의 예를 보여주는 도면이다.
도 8 내지 도 12를 참조하면, 제수변 맨홀은 상부구체(210)와 하부구체(230)을 포함하며, 상부구체(210)와 하부구체(230) 사이에 연직구체(240)가 구비될 수도 있다. 또한, 도시되지는 않았지만 상부구체(210)와 하부구체(230) 사이, 상부구체(210)와 연직구체(240) 사이 또는 연직구체(240)와 하부구체(230) 사이에는 중간구체가 포함될 수 있다. 상부구체(210)는 점검이나 밸브(250) 운용을 위해 작업자가 출입하는 구멍이 구비되어 있으며, 뚜껑이 설치된다. 하부구체(230)는 바닥 슬라브가 일체화된 구체로 밸브(250)가 설치되는 구체이다. 연직구체(240)는 맨홀의 인상을 위한 구체이다.
한편, 펌프장 맨홀 또는 제수변 맨홀을 콘크리트로 제작하여 설치하게 되면 자체적인 탄성이 미흡하여 지반의 진동 등에 따른 내구성이 미흡할 뿐만 아니라, 콘크리트의 내부로 물이 침투하여 맨홀이 부식되는 등의 문제가 발생되어 맨홀의 수명이 단축될 수 있다.
특히, 펌프장 맨홀에서 많이 발생하는 화학적 부식은 콘크리트가 외부에서 화학적 작용을 받아, 시멘트 경화체를 구성하는 수화 생성물이 변형 혹은 분해되어서 결합 능력을 잃어버리는 열화 현상으로, 생활 하수 등에 포함된 유기물이 세균에 의해 반응을 일으켜 황산 이온을 생성함으로써 콘크리트를 침식하는 경우에 주로 발생한다.
또한, 펌프장 맨홀의 경우, 상수 또는 하수가 수시로 유입되거나 배출되므로 동해에 취약하다는 단점이 있다.
본 발명에서는 이러한 펌프장 맨홀 또는 제수변 맨홀의 부식, 특히 화학적 부식을 억제할 수 있고 단열성이 우수한 환경친화형 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물을 제시한다.
본 발명에 따른 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물은 상부구체(110, 210), 중간구체(120), 하부구체(130, 230) 또는 연직구체(140, 240)의 내부 표면 또는 외부 표면에 붓, 로울러, 스프레이 등과 같은 도포 수단을 이용하여 도포함으로써 내산성 및 단열성이 우수한 맨홀을 제작할 수 있게 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 내산성 및 단열성이 우수한 환경친화형 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물은 내구성 및 부착력을 부여하는 폴리머계 결합재 13～75중량%와, 내산성을 부여하는 시멘트계 결합재 8～50중량%와, 산성, 염해 및 동해에 대한 내구성과 단열성을 부여하는 충전재 3～45중량%를 포함한다.
상기 폴리머계 결합재는 가사시간, 작업성, 탄성, 유동성, 내구성 및 부착력을 개선하기 위하여 사용하는 것으로, 무기물 간의 결합을 유도하여 결합력 및 부착력을 개선하기 위한 아크릴 에멀젼, 부착력 및 내구성을 개선하기 위한 메틸메타크릴레이트 수지, 내산성 및 내알칼리성을 개선하기 위한 실록산 에멀젼, 강도 및 내구성을 개선하기 위한 에틸렌비닐아세테이트 에멀젼을 포함할 수 있다.
상기 폴리머계 결합재는 응집력 및 재료분리 방지성을 부여하기 위한 벤토나이트를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 폴리머계 결합재는 불소 수지를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 폴리머계 결합재는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 에멀젼을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 폴리머계 결합재는 폴리머계 결합재 내의 기포를 제거하여 강도 및 내구성을 높이기 위한 소포제를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 폴리머계 결합재는 물-시멘트비를 감소시켜 강도 및 내구성을 개선하고 폴리머계 결합재의 유동성을 확보하기 위한 감수제를 더 포함할 수 있다.
상기 폴리머계 결합재는 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물에 13～75중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 폴리머계 결합재의 함량이 75중량%를 초과하면 점도가 낮아져 재료 분리가 발생되기 쉽고 수화반응을 지연시켜 조기 강도 발현을 저하시킴과 동시에 가격경쟁력이 저하될 수 있다. 그리고 상기 폴리머계 결합재의 함량이 13중량% 미만이면 인성, 유동성 및 내구성이 저하될 수 있다.
상기 아크릴 에멀젼은 무기물 간의 결합력, 부착력 및 내구성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 아크릴 에멀젼은 폴리머계 결합재에 60～99중량% 함유되는 것이 바람직한데, 상기 아크릴 에멀젼의 함량이 60중량% 미만일 경우에는 무기물 간의 결합력, 부착력 및 내구성 개선의 효과가 미약할 수 있고, 상기 아크릴 에멀젼의 함량이 99중량%를 초과하는 경우에는 더 이상의 부착력 및 내구성 개선 효과를 기대하기 어렵고 경제적이지 못하다.
상기 메틸메타크릴레이트 수지는 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물의 부착력 및 내구성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 메틸메타크릴레이트 수지는 폴리머계 결합재에 0.1～15중량%가 함유되는 것이 바람직한데, 상기 메틸메타크릴레이트 수지의 함량이 15중량%를 초과하면 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물의 부착력 및 내구성 성능은 개선되나 가격경쟁력이 떨어질 수 있으며, 상기 메틸메타크릴레이트 수지의 함량이 0.1중량% 미만이면 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물의 작업성은 개선되나 부착력 및 내구성이 저하될 수 있다.
상기 실록산 에멀젼은 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물의 내산성 및 내알칼리성을 부여하여 강도를 개선하는 효과가 있다. 상기 실록산 에멀젼은 폴리머계 결합재에 0.1～15중량%가 함유되는 것이 바람직한데, 상기 실록산 에멀젼의 함량이 15중량%를 초과하면 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물의 내산성 및 내알칼리성 성능은 개선되나 가격경쟁력이 떨어질 수 있으며, 상기 실록산 에멀젼의 함량이 0.1중량% 미만이면 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물의 작업성은 개선되나 내산성 및 내알칼리성이 저하될 수 있다.
상기 에틸렌비닐아세테이트 에멀젼은 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물의 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 에틸렌비닐아세테이트 에멀젼은 폴리머계 결합재에 0.1～15중량%가 함유되는 것이 바람직한데, 상기 에틸렌비닐아세테이트 에멀젼의 함량이 15중량%를 초과하면 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물의 강도 및 내구성 성능은 개선되나 가격경쟁력이 떨어질 수 있으며, 상기 에틸렌비닐아세테이트 에멀젼의 함량이 0.1중량% 미만이면 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물의 강도 및 내구성이 저하될 수 있다.
상기 벤토나이트는 유동성, 응집력 및 재료분리 방지성을 부여하며, 탁월한 응집력에 의해 수중 오염방지, 콘크리트 구조물의 철근 보호 등의 효과를 거둘 수 있다. 상기 벤토나이트는 폴리머계 결합재에 0.01～7중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 벤토나이트의 함량이 7중량%를 초과하면 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물의 점도가 높아져 작업성이 저하될 수 있으며, 상기 벤토나이트의 함량이 0.01중량% 미만이면 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물의 작업성은 개선되나 재료분리 현상이 발생할 수 있다.
상기 불소 수지는 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물의 오염방지 및 항균성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 불소 수지는 폴리머계 결합재에 0.1～10중량% 함유되는 것이 바람직한데, 상기 불소 수지의 함량이 10중량%를 초과하면 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물의 항균성 성능은 개선되나 가격경쟁력이 떨어질 수 있으며, 상기 불소 수지의 함량이 0.1중량% 미만이면 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물의 작업성은 개선되나 항균성 성능이 미약할 수 있다.
상기 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 에멀젼은 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물의 내산성 및 내알칼리성을 개선하여 강도를 개선하는 효과가 있다. 상기 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 에멀젼은 폴리머계 결합재에 0.1～10중량% 함유되는 것이 바람직한데, 상기 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 에멀젼의 함량이 10중량%를 초과하면 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물의 내산성 및 내알칼리성 성능은 개선되나 가격경쟁력이 떨어질 수 있으며, 상기 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 에멀젼의 함량이 0.1중량% 미만이면 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물의 작업성은 개선되나 내산성 및 강도 개선 효과가 미약할 수 있다.
상기 소포제는 폴리머계 결합재 내의 기포를 제거하여 강도 및 내구성을 높이기 위하여 사용한다. 또한, 상기 소포제가 폴리머계 결합재에 첨가되면 공기연행 효과를 부여하여 작업성 및 가사시간을 향상시킬 수 있다. 상기 소포제는 폴리머계 결합재에 0.01～3중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 소포제로는 알콜계 소포제, 실리콘계 소포제, 지방산계 소포제, 오일계 소포제, 에스테르계 소포제, 옥시알킬렌계 소포제 등을 사용할 수 있다. 상기 알콜계 소포제로는 글리콜(glycol) 등이 있다. 상기 실리콘계 소포제로는 디메틸실리콘유, 폴리오가노실록산, 플루오로실리콘유 등이 있다. 상기 지방산계 소포제로는 스테아린산, 올레인산 등이 있다. 상기 오일계 소포제로는 등유, 동식물유, 피마자유 등이 있다. 상기 에스테르계 소포제로는 솔리톨트리올레이트, 글리세롤모노리시놀레이트 등이 있다. 상기 옥시알킬렌계 소포제로는 폴리옥시알킬렌, 아세틸렌에테르류, 폴리옥시알킬렌지방산에스테르, 폴리옥시알킬렌알킬아민 등이 있다.
상기 감수제는 물-시멘트비를 감소시켜 강도 및 내구성을 개선하고 폴리머계 결합재의 유동성을 확보하기 위하여 사용한다. 상기 폴리머계 결합재에 감수제가 첨가되면 물-시멘트비가 저감된다. 상기 감수제는 폴리머계 결합재에 0.01～3중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 감수제는 폴리카르본산계, 멜라민계 또는 나프탈렌계 감수제를 사용할 수 있으나, 나프탈렌계와 멜라민계는 폴리카르본산계에 비하여 조성물의 강도가 떨어지고 작업성 및 가사시간을 저하시킬 수 있으므로 조성물의 강도, 작업성 및 가사시간을 저하시키지 않는 폴리카르본산계 감수제를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 시멘트계 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트, 알루미나 시멘트, 글라스버블, 고로슬래그 및 버텀애쉬를 포함할 수 있다. 상기 시멘트계 결합재는, 보통 포틀랜드 시멘트 10～60중량%, 알루미나 시멘트 5～40중량%, 글라스버블 0.1～20중량%, 고로슬래그 0.1～20중량% 및 버텀애쉬 0.1～20중량%를 함유하는 것이 바람직하다.
상기 시멘트계 결합재는 견운모 0.1～20중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 시멘트계 결합재는 물-시멘트비를 감소시켜 강도 및 내구성을 개선하기 위한 감수제 0.01～3중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 시멘트계 결합재는 일정 시간 동안 작업성을 확보하고 급격하게 경화되는 것을 지연하기 위하여 지연제 0.01～3중량%를 더 포함할 수 있다.
상기 보통 포틀랜드 시멘트는 KS 규격에 맞는 시멘트를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 보통 포틀랜드 시멘트는 시멘트계 결합재에 10～60중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 알루미나 시멘트는 내약품성, 특히 내산성을 개선하기 위해 사용된다. 상기 알루미나 시멘트는 시멘트계 결합재에 5～40중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 알루미나 시멘트의 함량이 증가하면 빠른 경화특성을 나타내며, 40중량%를 초과할 경우에는 빠른 경화 특성으로 인해 좋은 물성을 얻을 수 있으나 제조 원가가 높아져 경제적이지 못하며, 알루미나 시멘트의 함량이 5중량% 미만일 경우 강도 및 내산성이 떨어질 수 있다.
상기 글라스버블, 상기 고로슬래그 및 상기 버텀애쉬는 잠재 수경성 특성, 장기 강도 발현 및 내구성 증진을 위하여 사용한다. 상기 글라스버블, 상기 고로슬래그 및 상기 버텀애쉬의 함량이 증가하면 조기 강도는 저하되나 장기 강도 발현 및 내구성이 증가한다. 상기 글라스버블은 시멘트계 결합재에 0.1～20중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 고로슬래그는 시멘트계 결합재에 0.1～20중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 버텀애쉬는 시멘트계 결합재에 0.1～20중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 견운모는 원적외선이 방출되어 생체 활성 효과를 높이고 단열성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 견운모는 시멘트계 결합재에 0.1～20중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 감수제는 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물의 물-시멘트비를 감소시켜 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 감수제는 시멘트계 결합재에 0.01～3중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 감수제는 폴리카르본산계, 멜라민계, 아미노슬폰산계 또는 나프탈렌계 유동화제를 사용할 수 있다. 멜라민계 또는 나프탈렌계 감수제는 폴리카르본산계 감수제에 비하여 강도 및 내구성의 개선 효과가 미약하고, 물-시멘트비의 저감 효과가 크지 않으며, 폴리머계 결합재와 혼합되는 경우 거품 현상이 발생하여 혼화성이 나쁘다는 단점이 있다. 따라서, 상기 감수제는 폴리카르본산계 감수제를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 지연제는 일정 시간 동안 작업성을 확보하고 급격하게 경화되는 것을 지연하기 위하여 사용될 수 있다. 상기 지연제는 시멘트계 결합재에 0.01～3중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 지연제로는 일반적으로 잘 알려진 물질을 사용할 수 있는데, 예컨대 포도당, 글루코오스, 덱스트린과 같은 당류, 글루콘산, 사과산, 구연산, 시트릭산(citric acid)과 같은 산류 또는 그의 염, 아미노카르복실산 또는 그의 염, 포스폰산 또는 그의 유도체, 글리세린과 같은 다가알코올 등을 사용할 수 있다.
상기 충전재는 산성, 염해 및 동해에 대한 내구성과 단열성을 부여하는 역할을 하며, 실리카질 규사 40～80중량%, 백운석 5～30중량%, 이산화티탄(TiO2) 0.1～20중량% 및 중공형 아크릴 분말 0.1～20중량%를 포함하는 것이 바람직하다. 실리카질 규사, 백운석, 이산화티탄(TiO2), 중공형 아크릴 분말이 포함된 충전재를 사용함으로써, 보온성 및 강도가 우수하고, 산성, 염해, 동해 등에 대한 내구성이 우수하며, 원적외선이 방출되어 생체 활성 효과를 높일 수 있고, 항균성을 갖는 장점이 있다.
상기 충전재는 원적외선이 방출되는 흑운모 0.1～20중량%를 더 포함할 수 있다. 상기 흑운모는 충전재에 0.1～20중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 실리카질 규사는 산성, 염해, 동해 등에 대한 내구성 및 강도를 개선하기 위하여 사용한다. 상기 실리카질 규사는 입자 크기가 6호사 내지 8호사(0.05～0.6㎜)인 것이 바람직하다. 실리카질 규사의 입자 크기가 이보다 클 경우에는 유동성이 저하될 우려가 있고, 이보다 작을 경우에는 작업성을 저하시킬 수 있다. 실리카질 규사는 충전재에 40～80중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 백운석은 원적외선이 방출되는 충전재로 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물에서 원적외선이 방출되어 생체 활성 효과를 높이기 위하여 사용된다. 상기 백운석은 충전재에 5～30중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 이산화티탄(TiO2)은 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물의 오염방지 및 항균성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 이산화티탄은 충전재에 0.1～20중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 중공형 아크릴 분말은 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물의 단열 효과를 개선하기 위하여 사용된다. 상기 중공형 아크릴 분말은 입경이 20～80㎛이고 가스를 중공상태에 삽입한 후 두께가 0.1㎛ 정도가 되도록 아크릴 수지로 캡슐화 시킨 것으로 팽창 전 밀도는 1000～1300㎏/㎥이고, 팽창 후 밀도는 20～70㎏/㎥ 정도로 초경량이므로 진동이 심한 부위, 지진 지역의 콘크리트 및 모르타르, 초경량 모르타르에 이용될 수 있다. 상기 중공형 아크릴 분말은 충전재에 0.1～20중량% 함유되는 것이 바람직하다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물을 제조하는 방법을 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물은 상기 시멘트계 결합재 8～50중량%, 상기 충전재 3～45중량% 및 상기 폴리머계 결합재 13～75중량%를 연속믹서기 등으로 혼합하여 소정 시간(예컨대, 1～60분간) 동안 교반하여 제조할 수 있다.
이하에서, 상술한 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물을 이용한 펌프장 맨홀의 제조방법을 제시한다.
펌프장 맨홀을 구성하는 목적하는 형태의 상부구체(110), 중간구체(120), 하부구체(130) 또는 연직구체(140)를 형성하되, 중간구체(120), 하부구체(130) 및 연직구체(140) 중에서 선택된 1종 이상의 부재에 작업자가 작업할 수 있는 발판 역할을 하는 중간슬라브(160)를 형성한다.
상부구체(110), 중간구체(120), 하부구체(130) 또는 연직구체(140)의 형성방법을 예로 들어 설명하면, 목적하는 형태의 거푸집에 시멘트 콘크리트를 타설한 후에, 상기 거푸집에 진동기 등으로 진동을 인가함으로써 시멘트 콘크리트를 충전하고, 충전된 시멘트 콘크리트를 양생하여 콘크리트 성형체를 형성한 후, 거푸집을 제거하여 형성할 수 있다.
상기와 같이 제작된 상부구체(110), 중간구체(120), 하부구체(130) 또는 연직구체(140)의 내부 및/또는 외부 표면에 본 발명의 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물을 붓, 로울러, 스프레이 등과 같은 도포 수단을 이용하여 도포하고, 상부구체(110), 중간구체(120), 하부구체(130) 또는 연직구체(140)를 서로 연결함으로써 내산성 및 단열성이 우수한 펌프장 맨홀을 제작할 수 있다.
한편, 펌프장 맨홀의 경우, 상부구체(110)와 연직구체(140) 사이, 연직구체(140)와 중간구체(120) 사이, 중간구체(120)와 하부구체(130) 사이 등의 연결부에 고장력 볼트를 체결하여 수밀성을 확보하는 방식을 이용할 수 있으나, 이러한 연결 방식은 결합 강도가 약하고, 수밀성이 떨어지며, 부등침하 등에 취약하여 구조적 안정성이 떨어지고 수밀성 확보에 한계가 있다.
따라서, 연결부의 결합 보강 방법 또는 연결부의 결합 방법으로, 유리섬유, 나일론섬유, 탄소섬유 중에서 선택된 1종 이상의 섬유로 이루어진 시트를 이용하여 연결부를 감싸고, 상기 연결부를 둘러싸는 상기 시트에 본 발명의 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물이 침투되도록 도포하는 방법을 사용할 수 있다. 상기 시트는 섬유가 격자형으로 얽혀져 있는 그물망과 같은 형태의 것으로서 각 격자의 빈 공간을 통해 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물이 침투할 수 있게 마련된 것이다. 상기 시트에 의해 연결부를 감싸는 면적은 펌프장 맨홀의 크기에 따라 다를 수 있으나, 부등침하 등에 의하여 맨홀의 비틀림을 방지하고 내부로의 물의 침투를 방지할 수 있는 충분한 면적이 되도록 한다. 예컨대, 맨홀의 길이(상부구체(110)에서 하부구체(130)로의 방향)으로 상기 시트에 의해 연결부를 감싸는 길이가 20～120㎝, 바람직하게는 60～100㎝ 정도인 것이 바람직하다. 본 발명의 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물은 부착력이 우수하고 내산성 및 내구성 등이 특성이 우수하므로, 시트와 함께 사용되어 연결부를 보강하거나 결합함으로써 부등침하 등에 의하여 맨홀의 비틀림을 충분히 효과적으로 억제할 수 있고 맨홀 내부로의 물의 침투를 방지하는 수밀성을 확보할 수 있다.
또한, 부등침하 등에 대한 구조적 안정성을 확보하기 위하여 하부구체(130)의 바닥면 보다 넓은 면적을 갖고 하부구체(130)의 바닥면 외부를 둘러싸면서 소정 높이(예컨대, 10～60㎝)는 하부구체(130)를 둘러싸는 받침대(170)가 도 7에 도시된 바와 같이 추가적으로 구성하고, 유리섬유, 나일론섬유, 탄소섬유 중에서 선택된 1종 이상의 섬유로 이루어진 시트를 이용하여 받침대(170)와 하부구체(130)를 감싸고, 받침대(170)와 하부구체(130)를 둘러싸는 상기 시트에 본 발명의 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물이 침투되도록 도포하는 방법을 사용하여 구조적 안정성을 확보할 수 있다.
이하에서, 상술한 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물을 이용한 제수변 맨홀의 제조방법을 제시한다.
제수변 맨홀을 구성하는 목적하는 형태의 상부구체(210), 중간구체(미도시), 하부구체(230) 또는 연직구체(240)를 형성한다.
상부구체(210), 중간구체, 하부구체(230) 또는 연직구체(240)의 형성방법을 예로 들어 설명하면, 목적하는 형태의 거푸집에 시멘트 콘크리트를 타설한 후에, 상기 거푸집에 진동기 등으로 진동을 인가함으로써 시멘트 콘크리트를 충전하고, 충전된 시멘트 콘크리트를 양생하여 콘크리트 성형체를 형성한 후, 거푸집을 제거하여 형성할 수 있다.
상기와 같이 제작된 상부구체(210), 중간구체, 하부구체(230) 또는 연직구체(240)의 내부 및/또는 외부 표면에 본 발명의 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물을 붓, 로울러, 스프레이 등과 같은 도포 수단을 이용하여 도포하고, 상부구체(210), 중간구체, 하부구체(230) 또는 연직구체(240)를 서로 연결함으로써 내산성 및 단열성이 우수한 제수변 맨홀을 제작할 수 있다.
한편, 제수변 맨홀의 경우, 상부구체(210)와 연직구체(240) 사이, 연직구체(240)와 중간구체 사이, 중간구체와 하부구체(230) 사이 등의 연결부에 고장력 볼트를 체결하여 수밀성을 확보하는 방식을 이용할 수 있으나, 이러한 연결 방식은 결합 강도가 약하고, 수밀성이 떨어지며, 부등침하 등에 취약하여 구조적 안정성이 떨어지고 수밀성 확보에 한계가 있다.
따라서, 연결부의 결합 보강 방법 또는 연결부의 결합 방법으로, 유리섬유, 나일론섬유, 탄소섬유 중에서 선택된 1종 이상의 섬유로 이루어진 시트를 이용하여 연결부를 감싸고, 상기 연결부를 둘러싸는 상기 시트에 본 발명의 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물이 침투되도록 도포하는 방법을 사용할 수 있다. 상기 시트는 섬유가 격자형으로 얽혀져 있는 그물망과 같은 형태의 것으로서 각 격자의 빈 공간을 통해 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물이 침투할 수 있게 마련된 것이다. 상기 시트에 의해 연결부를 감싸는 면적은 제수변 맨홀의 크기에 따라 다를 수 있으나, 부등침하 등에 의하여 맨홀의 비틀림을 방지하고 내부로의 물의 침투를 방지할 수 있는 충분한 면적이 되도록 한다. 예컨대, 맨홀의 길이(상부구체(210)에서 하부구체(230)로의 방향)으로 상기 시트에 의해 연결부를 감싸는 길이가 20～120㎝, 바람직하게는 60～100㎝ 정도인 것이 바람직하다. 본 발명의 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물은 부착력이 우수하고 내산성 및 내구성 등이 특성이 우수하므로, 시트와 함께 사용되어 연결부를 보강하거나 결합함으로써 부등침하 등에 의하여 맨홀의 비틀림을 충분히 효과적으로 억제할 수 있고 맨홀 내부로의 물의 침투를 방지하는 수밀성을 확보할 수 있다.
또한, 부등침하 등에 대한 구조적 안정성을 확보하기 위하여 하부구체(230)의 바닥면 보다 넓은 면적을 갖고 하부구체(230)의 바닥면 외부를 둘러싸면서 소정 높이(예컨대, 10～60㎝)는 하부구체(230)를 둘러싸는 받침대(270)가 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이 추가적으로 구성하고, 유리섬유, 나일론섬유, 탄소섬유 중에서 선택된 1종 이상의 섬유로 이루어진 시트를 이용하여 받침대(270)와 하부구체(230)를 감싸고, 받침대(270)와 하부구체(230)를 둘러싸는 상기 시트에 본 발명의 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물이 침투되도록 도포하는 방법을 사용하여 구조적 안정성을 확보할 수 있다.
이하에서, 본 발명에 따른 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물의 실시예들을 더욱 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실시예들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
시멘트계 결합재 20중량%, 충전재 20중량% 및 폴리머계 결합재 60중량%를 연속식 믹서에 2분간 교반하여 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물을 제조하였다.
상기 시멘트계 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트 45중량%, 알루미나 시멘트 14중량%, 글라스버블 10중량%, 고로슬래그 10중량%, 버텀애쉬 10중량%, 견운모 10중량%, 지연제 0.5중량% 및 감수제 0.5중량%를 혼합하여 사용하였다. 상기 지연제로는 시트릭산을 사용하였다. 상기 감수제는 폴리카르본산계 감수제를 사용하였다.
상기 충전재는 실리카질 규사 69중량%, 백운석 10중량%, 흑운모 10중량%, 이산화티탄 10중량% 및 중공형 아크릴 분말 1중량%를 혼합하여 사용하였다.
상기 폴리머계 결합재는 아크릴 에멀젼 97중량%, 메틸메타크릴레이트 수지 1중량%, 실록산 에멀젼 1중량% 및 에틸렌비닐아세테이트 에멀젼 1중량%를 혼합하여 사용하였다.
<실시예 2>
시멘트계 결합재 20중량%, 충전재 20중량% 및 폴리머계 결합재 60중량%를 연속식 믹서에 2분간 교반하여 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물을 제조하였다.
상기 시멘트계 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트 45중량%, 알루미나 시멘트 14중량%, 글라스버블 10중량%, 고로슬래그 10중량%, 버텀애쉬 10중량%, 견운모 10중량%, 지연제 0.5중량% 및 감수제 0.5중량%를 혼합하여 사용하였다. 상기 지연제로는 시트릭산을 사용하였다. 상기 감수제는 폴리카르본산계 감수제를 사용하였다.
상기 충전재는 실리카질 규사 69중량%, 백운석 10중량%, 흑운모 10중량%, 이산화티탄 10중량% 및 중공형 아크릴 분말 1중량%를 혼합하여 사용하였다.
상기 폴리머계 결합재는 아크릴 에멀젼 91중량%, 메틸메타크릴레이트 수지 3중량%, 실록산 에멀젼 3중량% 및 에틸렌비닐아세테이트 에멀젼 3중량%를 혼합하여 사용하였다.
<실시예 3>
시멘트계 결합재 20중량%, 충전재 20중량% 및 폴리머계 결합재 60중량%를 연속식 믹서에 2분간 교반하여 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물을 제조하였다.
상기 시멘트계 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트 45중량%, 알루미나 시멘트 14중량%, 글라스버블 10중량%, 고로슬래그 10중량%, 버텀애쉬 10중량%, 견운모 10중량%, 지연제 0.5중량% 및 감수제 0.5중량%를 혼합하여 사용하였다. 상기 지연제로는 시트릭산을 사용하였다. 상기 감수제는 폴리카르본산계 감수제를 사용하였다.
상기 충전재는 실리카질 규사 69중량%, 백운석 10중량%, 흑운모 10중량%, 이산화티탄 10중량% 및 중공형 아크릴 분말 1중량%를 혼합하여 사용하였다.
상기 폴리머계 결합재는 아크릴 에멀젼 85중량%, 메틸메타크릴레이트 수지 5중량%, 실록산 에멀젼 5중량% 및 에틸렌비닐아세테이트 에멀젼 5중량%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 포틀랜드 시멘트 페이스트 조성물 및 폴리머 시멘트 페이스트 조성물을 제시한 것이다.
<비교예 1>
보통 포틀랜드 시멘트 20중량%, 실리카질 규사 충전재 20중량% 및 물 60중량%를 연속식 믹서로 교반하여 보통 포틀랜드 시멘트 페이스트 조성물을 제조하였다.
<비교예 2>
보통 포틀랜드 시멘트 20중량%, 실리카질 규사 충전재 20중량% 및 아크릴 에멀젼 60중량%를 연속식 믹서로 교반하여 폴리머 시멘트 페이스트 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>
본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물과, 비교예 1에서 제조한 보통 포틀랜드 시멘트 페이스트 조성물과, 비교예 2에서 제조한 폴리머 시멘트 페이스트 조성물의 물리적 특성을 비교하기 위하여, 상기에서 설명한 실시예 1 내지 실시예 3의 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 의하여 제조된 조성물을 KS F 2405(모르타르의 압축강도 시험방법)에 의한 압축강도 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 또한, KS F 2408(모르타르의 휨강도 시험방법)에 의하여 휨강도 시험을 수행하였고, KS F 2423(모르타르의 인장강도 시험방법)에 의하여 인장강도 시험을 수행하였으며, JIS A 6916 (마무리 도장재용 바탕 조정재)에 의하여 공시체의 접착강도를 측정하여 각각의 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2

강도
(kgf/㎠)		 휨 114 110 118 55 99
압축 500 510 520 400 431
인장 62 68 72 28 48
접착 27 31 33 18 22
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물(실시예 1, 실시예 2 및 실시예 3)의 휨, 압축, 인장 및 접착강도는 비교예 1 및 비교예 2에서 제조한 조성물보다 월등히 높았다.
본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물이 비교예들에서 제조한 조성물과 비교하여 강도 면에서 월등히 우수함을 확인할 수 있었다.
<시험예 2>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 조성물을 KS F 2424(콘크리트의 길이변화 시험방법)에 의하여 건조수축율을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
건조수축(×10-4) 0.6 0.3 0.2 1.9 1.0
위의 표 2에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물이 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 조성물에 비하여 건조수축량이 감소되어 수축 저감 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
<시험예 3>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 조성물을 JIS A 1171(폴리머 시멘트 모르타르의 시험방법)에 규정한 방법에 따라 흡수율의 측정 결과를 아래의 표 3에 나타내었다. 흡수율이 높으면 불순물이나 물이 콘크리트의 내부로 침투하게 되면 콘크리트의 내부에 기공률이 증가하게 되어 구조물의 열화를 촉진시키고 파손을 초래하는 문제가 발생한다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
흡수율(%) 0.1 0.05 0.05 1.3 0.5
위의 표 3에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물은 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 조성물에 비하여 흡수율이 낮았다.
<시험예 4>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 조성물을 JIS A 1171(폴리머 시멘트 모르타르의 시험방법)에 의한 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
염화물 이온 침투 깊이(㎜) 0.2 0.1 0.1 1.3 0.7
위의 표 4에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물이 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 조성물에 비하여 염화물 이온 침투 깊이가 적게 나타나 염해에 대한 저항성이 높음을 확인할 수 있었다.
<시험예 5>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 조성물을 JIS A 1171(폴리머 시멘트 모르타르의 시험방법)에 의한 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
중성화 깊이(㎜) 0.0 0.0 0.0 1.3 0.3
위의 표 5에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물이 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 조성물에 비하여 중성화 침투 깊이가 적게 나타나 중성화에 대한 저항성이 높음을 확인할 수 있었다.
<시험예 6>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 조성물을 일본 공업 규격 원안[콘크리트의 용액침적에 의한 내약품성 시험 방법]에 준하여 2% 염산, 5% 황산 및 45% 수산화 나트륨의 수용액을 시험 용액으로 28일 공시체를 침적하여 내약품성 시험의 측정결과를 아래의 표 6에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
중량변화율(%) 염산 0 0 0 -8.5 -0.4
황산 +0.5 +0.8 +1.0 -2.3 0
수산화나트륨 +1.3 +1.8 +2.0 0 +0.6
위의 표 6에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물이 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 조성물에 비하여 내약품성에 대한 중량변화율이 적게 나타나 내약품성에 대한 저항성이 높음을 확인할 수 있었다.
<시험예 7>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 조성물을 KS F 2456에 규정한 방법에 따라 동결융해저항성 시험의 측정 결과를 아래의 표 7에 나타내었다. 동결융해는 콘크리트에 모세관내에 흡수된 수분이 결빙되고 녹는 것을 말하는 것으로, 동결융해가 반복되면 콘크리트 조직에 미세한 균열이 발생하게 되어 내구성이 저하되는 문제가 발생하게 된다. 표 7은 동결융해 저항성 시험에 따른 각각의 실시예들 및 비교예들의 내구성 지수를 표시한 것이다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
내구성 지수 97 98 98 60 93
위의 표 7에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물이 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 조성물에 비하여 내구성 지수가 월등히 높으므로, 내구성이 향상된 것을 알 수 있다.
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.
110, 210: 상부구체
120: 중간구체
130, 230: 하부구체
140, 240: 연직구체
150: 중간슬라브
160: 펌프
170, 270: 받침대
250: 밸브

Claims (14)

  1. 폴리머계 결합재 13～75중량%와, 시멘트계 결합재 8～50중량%와, 충전재 3～45중량%를 포함하며,
    상기 폴리머계 결합재는, 아크릴 에멀젼 60～99중량%, 메틸메타크릴레이트 수지 0.1～15중량%, 실록산 에멀젼 0.1～15중량% 및 에틸렌비닐아세테이트 에멀젼 0.1～15중량%을 포함하는 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리머계 결합재는 벤토나이트 0.01～7중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 폴리머계 결합재는 불소 수지 0.1～10중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 폴리머계 결합재는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 에멀젼 0.1～10중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 시멘트계 결합재는, 보통 포틀랜드 시멘트 10～60중량%, 알루미나 시멘트 5～40중량%, 글라스버블 0.1～20중량%, 고로슬래그 0.1～20중량% 및 버텀애쉬 0.1～20중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물.
  6. 제5항에 있어서, 상기 시멘트계 결합재는, 견운모 0.1～20중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 충전재는, 실리카질 규사 40～80중량%, 백운석 5～30중량%, 이산화티탄(TiO2) 0.1～20중량% 및 중공형 아크릴 분말 0.1～20중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 상기 충전재는, 흑운모 0.1～20중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물.
  9. 상부구체, 연직구체, 중간구체 또는 하부구체를 형성하는 단계;
    상기 상부구체, 상기 연직구체, 상기 중간구체 또는 상기 하부구체의 내부 또는 외부에 제1항에 기재된 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물을 도포하는 단계; 및
    상기 상부구체, 상기 연직구체, 상기 중간구체 또는 상기 하부구체를 서로 연결하여 조립하는 단계를 포함하는 제수변 맨홀의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 상부구체, 상기 연직구체, 상기 중간구체 및 상기 하부구체 중에서 선택된 적어도 2개가 연결되는 연결부에 유리섬유, 나일론섬유, 탄소섬유 중에서 선택된 1종 이상의 섬유로 이루어진 시트를 이용하여 감싸는 단계; 및
    상기 연결부를 둘러싸는 상기 시트에 제1항에 기재된 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물을 도포하는 단계를 더 포함하는 제수변 맨홀의 제조방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 하부구체의 바닥면 보다 넓은 면적을 갖고 상기 하부구체의 바닥면 외부를 둘러싸는 받침대를 설치하는 단계;
    유리섬유, 나일론섬유, 탄소섬유 중에서 선택된 1종 이상의 섬유로 이루어진 시트를 이용하여 상기 받침대와 상기 하부구체를 감싸는 단계; 및
    상기 받침대와 상기 하부구체를 감싸는 상기 시트에 제1항에 기재된 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물을 도포하는 단계를 더 포함하는 제수변 맨홀의 제조방법.
  12. 상부구체, 연직구체, 중간구체 또는 하부구체를 형성하되, 상기 연직구체, 상기 중간구체 및 상기 하부구체 중에서 선택된 1종 이상의 부재에 작업자가 작업할 수 있는 발판 역할을 하는 중간슬라브를 형성하는 단계;
    상기 상부구체, 상기 연직구체, 상기 중간구체 또는 상기 하부구체의 내부 또는 외부에 제1항에 기재된 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물을 도포하는 단계; 및
    상기 상부구체, 상기 연직구체, 상기 중간구체 또는 상기 하부구체를 서로 연결하여 조립하는 단계를 포함하는 펌프장 맨홀의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 상부구체, 상기 연직구체, 상기 중간구체 및 상기 하부구체 중에서 선택된 적어도 2개가 연결되는 연결부에 유리섬유, 나일론섬유, 탄소섬유 중에서 선택된 1종 이상의 섬유로 이루어진 시트를 이용하여 감싸는 단계; 및
    상기 연결부를 둘러싸는 상기 시트에 제1항에 기재된 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물을 도포하는 단계를 더 포함하는 펌프장 맨홀의 제조방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 하부구체의 바닥면 보다 넓은 면적을 갖고 상기 하부구체의 바닥면 외부를 둘러싸는 받침대를 설치하는 단계;
    유리섬유, 나일론섬유, 탄소섬유 중에서 선택된 1종 이상의 섬유로 이루어진 시트를 이용하여 상기 받침대와 상기 하부구체를 감싸는 단계; 및
    상기 받침대와 상기 하부구체를 감싸는 상기 시트에 제1항에 기재된 제수변 맨홀 및 펌프장 맨홀의 마감코팅재 조성물을 도포하는 단계를 더 포함하는 펌프장 맨홀의 제조방법.
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