KR101194555B1 - 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 유지보수공법 - Google Patents

시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 유지보수공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 무기질계 결합재 4～25중량%, 잔골재 35～65중량%, 굵은골재 25～55중량%, 물 0.5～7중량% 및 아크릴계 결합재 0.1～15중량%를 포함하며, 상기 아크릴계 결합재는, 아크릴 에멀젼 70～99중량%, 스티렌 모노머 0.01～13중량%, 부틸아크릴레이트 0.01～12중량% 및 폴리에틸렌글리콜 모노메타크릴레이트 0.01～13중량%를 포함하는 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 유지보수공법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 무기질계 결합재 및 아크릴계 결합재를 혼입하여 마무리 작업 시간을 충분히 확보하여 작업성을 개선할 수 있으며, 휨 인성, 부착강도, 장기강도 및 내구성 등을 개선시킬 수 있고, 특히 내열성, 내염해성 및 동결융해저항성이 개선되는 효과가 있다.

Description

시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 유지보수공법{Cement concrete composite and repairing method of concrete structure using the composite}
본 발명은 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 유지보수공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도로의 노면, 교량 교면, 교량의 콘크리트 슬래브, 교량 하부 등과 같은 콘크리트 구조물의 덧씌우기 포장공사 등에 사용되는 장기 강도 및 내구성이 우수한 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 유지보수공법에 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.
현재 교량 교면 포장 및 교량의 콘크리트 슬래브에서는 스티렌-부타디엔 고무(Styrene Butadiene Rubber; 이하 'SBR'이라 함) 라텍스를 첨가한 폴리머 시멘트 콘크리트가 개발되어 실용화되고 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 높은 폴리머-시멘트비를 사용함으로써 재료 단가 상승요인이 되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 무기질계 결합재 및 아크릴계 결합재를 혼입하여 마무리 작업 시간을 충분히 확보하여 작업성을 개선할 수 있으며, 휨 인성, 부착강도, 장기강도 및 내구성 등을 개선시킬 수 있고, 특히 내열성, 내염해성 및 동결융해저항성이 개선되는 효과가 있는 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 유지보수공법을 제공함에 있다.
본 발명은, 무기질계 결합재 4～25중량%, 잔골재 35～65중량%, 굵은골재 25～55중량%, 물 0.5～7중량% 및 아크릴계 결합재 0.1～15중량%를 포함하며, 상기 아크릴계 결합재는, 아크릴 에멀젼 70～99중량%, 스티렌 모노머 0.01～13중량%, 부틸아크릴레이트 0.01～12중량% 및 폴리에틸렌글리콜 모노메타크릴레이트 0.01～13중량%를 포함하는 시멘트 콘크리트 조성물을 제공한다.
상기 아크릴계 결합재는 알킬 페놀 수지 0.01～10중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 아크릴계 결합재는 폴리비닐메틸에테르 0.01～7중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 아크릴계 결합재는 폴리비닐아민 0.01～7중량%를 더 포함할 수 있다.
상기 무기질계 결합재는 시멘트 55～95중량%, 고로슬래그 0.1～40중량% 및 감수제 0.01～5중량%를 포함할 수 있다.
상기 무기질계 결합재는 플라이 애쉬, 실리카흄 및 메타카올린 중에서 선택된 1종 이상의 물질 0.01～30중량%를 더 포함할 수 있다.
상기 무기질계 결합재는 메틸셀롤로오스, 스타치 및 검(Gum) 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 0.001～3중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은, 콘크리트 구조물이 열화되어 콘크리트가 탈락된 부위를 파쇄기 및 워터젯을 이용하여 치핑하여 불순물 및 열화 부위를 제거하는 단계와, 상기 콘크리트 구조물의 열화 부위에 상기 시멘트 콘크리트 조성물이 상기 콘크리트 구조물에 부착되기 용이하게 하는 프라이머를 도포하는 단계와, 상기 시멘트 콘크리트 조성물을 타설하여 열화된 부위의 단면을 복구하는 단계 및 타설된 상기 시멘트 콘크리트 조성물 상부를 양생제로 도포하는 단계를 포함하는 콘크리트 구조물의 유지보수공법을 제공한다.
상기 프라이머는 스티렌 부타디엔 고무 라텍스, 폴리 아크릴 에스테르, 아크릴 및 에틸 비닐 아세테이트 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명에 의하면, 아크릴 에멀젼, 스티렌 모노머, 부틸아크릴레이트 및 폴리에틸렌글리콜 모노메타크릴레이트가 혼합된 아크릴계 결합재를 사용함으로써 콘크리트의 마무리 작업 시간을 충분히 확보할 수 있어 작업성의 향상을 기대할 수 있고, 휨 인성, 부착강도 및 내구성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 무기질계 결합재를 사용함으로써 콘크리트의 시멘트 수화열 저감, 장기 강도 발현 및 내구성, 특히 내열성, 내염해성 및 동결융해저항성이 개선되는 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 시멘트 콘크리트 조성물은 무기질계 결합재 4～25중량%, 잔골재 35～65중량%, 굵은골재 25～55중량%, 물 0.5～7중량% 및 아크릴계 결합재 0.1～15중량%를 포함한다.
골재는 잔골재와 굵은골재로 구분되며, 이하에서 입경이 5mm 이하인 것을 잔골재라 하고 입경이 5mm 보다 큰 것을 굵은골재로 구분한다. 잔골재는 시멘트 콘크리트 조성물에 35～65중량% 함유되는 것이 바람직하고, 굵은골재는 시멘트 콘크리트 조성물에 25～55중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 무기질계 결합재는 시멘트를 주성분으로 한다. 바람직하게는 상기 무기질계 결합재는 시멘트 55～95중량%, 고로슬래그 0.1～40중량% 및 감수제 0.01～5중량%를 포함한다. 상기 무기질계 결합재는 플라이 애쉬, 실리카흄 및 메타카올린 중에서 선택된 1종 이상의 물질 0.01～30중량%를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 무기질계 결합재는 메틸셀롤로오스, 스타치 및 검(Gum) 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 0.001～3중량%를 더 포함할 수 있다.
상기 시멘트는 보통 포틀랜드 시멘트로 KS에 규정된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 시멘트는 상기 무기질계 결합재에 55～95중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 고로슬래그는 잠재 수경성 특성, 장기 강도 발현 및 내구성 증진을 위하여 사용한다. 상기 고로슬래그는 상기 무기질계 결합재에 0.1～40중량% 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 무기질계 결합재에 0.01～5중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 무기질계 결합재는 메틸셀롤로오스, 스타치 및 검(Gum) 중에서 선택된 1종 이상의 재료분리방지제를 더 포함할 수 있다. 상기 재료분리방지제는 무기질결합재의 재료분리를 방지하고 작업성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 재료분리방지제는 메틸셀롤로오스, 스타치, 검(Gum) 등이 있으나, 강도 저하가 적은 스타치계 재료분리방지제를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 재료분리방지제는 상기 무기질계 결합재에 0.001～3중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 무기질계 결합재는 플라이 애쉬, 실리카흄 및 메타카올린 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 더 포함할 수 있다. 상기 플라이 애쉬, 실리카흄 및 메타카올린 중에서 선택된 1종 이상의 물질은 장기 강도 발현 및 내구성 증진을 위하여 첨가한다. 상기 플라이 애쉬, 실리카흄 및 메타카올린 중에서 선택된 1종 이상의 물질은 상기 무기질계 결합재에 0.01～30중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 아크릴계 결합재는 콘크리트의 작업성을 개선시킴과 동시에 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 아크릴계 결합재는 아크릴 에멀젼, 스티렌 모노머, 부틸아크릴레이트 및 폴리에틸렌글리콜 모노메타크릴레이트를 포함한다. 상기 아크릴계 결합재는 점착 및 접착 강도를 개선하기 위하여 알킬 페놀 수지를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 아크릴계 결합재는 폴리비닐메틸에테르 0.01～7중량%를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 아크릴계 결합재는 폴리비닐아민 0.01～7중량%를 더 포함할 수 있다.
상기 아크릴계 결합재로 아크릴 에멀젼만을 사용할 경우에는 콘크리트의 점도가 높아져 마무리 작업 시 콘크리트면에 요철이 발생하므로 이를 방지하기 위하여 스티렌 모노머를 혼합한다. 상기 아크릴계 결합재에 스티렌 모노머가 첨가되면 휨 인성이 개선된다. 또한, 상기 아크릴계 결합재에 부틸아크릴레이트를 첨가하면 기존 슬래브 등과 같은 콘크리트 구조물과의 부착 성능이 개선될 수 있다. 또한, 상기 폴리에틸렌글리콜 모노메타크릴레이트를 아크릴계 결합재에 첨가하면 친수성 및 분산성을 개선할 수 있다.
상기 아크릴계 결합재는 시멘트 콘크리트 조성물에 0.1～15중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 아크릴계 결합재의 함량이 15중량%를 초과하면 시멘트 콘크리트 조성물의 점도가 높아져 작업성(슬럼프)이 떨어지고, 수화반응을 지연시켜 조기 압축강도 발현을 저하시킴과 동시에 가격 경쟁력이 저하될 수 있다. 그리고, 상기 아크릴계 결합재의 함량이 0.1중량% 미만이면 시멘트 콘크리트 조성물의 휨 인성, 부착강도 및 내구성 향상을 기대하기 어렵다.
상기 아크릴계 결합재는 아크릴 에멀젼 70～99중량%, 스티렌 모노머 0.01～13중량%, 부틸아크릴레이트 0.01～12중량% 및 폴리에틸렌글리콜 모노메타크릴레이트 0.01～13중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 아크릴 에멀젼은 조성물의 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 아크릴 에멀젼은 아크릴계 결합재에 70～99중량% 함유되는 것이 바람직하다. 아크릴 에멀젼의 함량이 70중량% 미만이면 강도 및 내구성 개선 효과가 떨어지며, 아크릴 에멀젼의 함량이 99중량%를 초과할 경우 강도 및 내구성 개선효과는 우수하나 경제적이지 못하다.
상기 아크릴계 결합재에 스티렌 모노머가 첨가되면 접착력 및 휨 인성이 개선된다. 상기 스티렌 모노머는 상기 아크릴계 결합재에 0.01～13중량% 함유되는 것이 바람직하다. 스티렌 모노머의 함량이 13중량%를 초과하면 시멘트 콘크리트 조성물의 접착력 및 휨 인성은 개선되나 점도가 높아져 작업성이 떨어지고 가격경쟁력이 떨어질 수 있으며, 스티렌 모노머의 함량이 0.01중량% 미만이면 시멘트 콘크리트 조성물의 휨 인성 및 접착력의 개선 효과가 미약할 수 있다.
상기 부틸아크릴레이트는 아크릴산 부틸이라고도 하며, 아크릴산과 알콜(부틸 알코올)의 에스테르로서 중합체가 아닌 경우는 단량체(모노머, monomer)라고하며, 중합하여 고분자를 만들면 도료, 접착제 등의 아크릴 수지가 된다. 부틸아크릴레이트는 부드러운 성질의 고분자 합성에 이용되며 에틸, 헥실 등도 함께 이용되기도 한다. 또한 콘크리트와의 혼합이 잘 이루어지므로 충분한 강도발현이 가능하고, 낮은 온도나 수중에서도 경화시간의 단축이 가능하여 공정시간을 줄일 수 있는 효과가 있다. 상기 부틸아크릴레이트는 아크릴계 결합재에 0.01～12중량% 함유되는 것이 바람직하다. 부틸아크릴레이트의 함량이 0.01중량% 미만이면 부착 성능 개선 효과가 미약하고, 함량이 12중량%를 초과하면 부착 성능이 개선되고 점도가 작아 작업성은 좋아지나 비경제적이어서 가격경쟁력이 떨어질 수 있다.
상기 폴리에틸렌글리콜 모노메타크릴레이트는 친수성 및 분산성을 향상시키기 위하여 포함한다. 상기 폴리에틸렌글리콜 모노메타크릴레이트는 상기 아크릴계 결합재에 0.01～13중량% 함유되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 아크릴계 결합재는 점착 및 접착 강도를 개선하기 위하여 알킬 페놀 수지를 더 포함할 수 있다. 상기 알킬 페놀 수지는 상기 아크릴계 결합재에 0.01～10중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 폴리비닐메틸에테르는 아크릴계 결합재의 친수성을 부여하기 위하여 사용한다. 상기 폴리비닐메틸에테르는 아크릴계 결합재에 0.01～7중량% 함유되는 것이 바람직하다. 폴리비닐메틸에테르의 함량이 0.1중량% 미만이면 친수성능이 떨어지고, 함량이 7중량%를 초과하면 작업성은 좋아지나 초기 강도를 저하시킬 수 있다.
상기 폴리비닐아민은 아크릴계 결합재의 점도를 부여하기 위하여 사용한다. 상기 폴리비닐아민은 아크릴계 결합재에 0.01～7중량% 함유되는 것이 바람직하다. 폴리비닐아민의 함량이 0.1중량% 미만이면 점도 개선효과가 떨어지고, 함량이 7중량%를 초과하면 점도가 높아져 작업성이 저하되고 초기 강도를 저하시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시멘트 콘크리트 조성물은 무기질계 결합재 4～25중량%, 잔골재 35～65중량% 및 굵은골재 25～55중량%를 믹서에 투입하여 교반한 후, 물 0.5～7중량%와 아크릴계 결합재 0.1～15중량%를 더 혼합하고 소정 시간(예컨대, 1～10분) 동안 교반하여 제조할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 콘크리트 구조물의 유지보수공법은, 콘크리트 구조물이 열화되어 콘크리트가 탈락된 부위를 파쇄기 및 워터젯을 이용하여 치핑(Chipping)하여 불순물 및 열화 부위를 제거하는 단계와, 상기 콘크리트 구조물의 열화 부위에 프라이머(primer)를 도포하는 단계와, 상기 시멘트 콘크리트 조성물을 타설하여 열화된 부위의 단면을 복구하는 단계 및 타설된 상기 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 시멘트 콘크리트 조성물이 콘크리트 구조물의 열화 부위에 부착되기 용이하게 하며, 상기 프라이머로는 스티렌 부타디엔 고무(Styrene Butadiene Rubber; SBR) 라텍스, 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 시멘트 콘크리트 조성물의 실시예들을 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실시예들에 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
무기질계 결합재 16중량%, 잔골재 46중량%, 굵은골재 33중량%를 강제식 믹서에 투입하여 교반한 후, 물 3중량%와 아크릴계 결합재 2중량%를 더 혼합하고 다시 2분간 교반하여 시멘트 콘크리트 조성물을 제조하였다.
이때, 상기 무기질계 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트 84.5중량%, 고로슬래그 15중량% 및 감수제 0.5중량%를 혼합하여 사용하였다.
상기 아크릴계 결합재는 아크릴 에멀젼 95중량%, 스티렌 모노머 3중량%, 부틸아크릴레이트 1중량% 및 폴리에틸렌글리콜 모노메타크릴레이트 1중량%를 혼합하여 사용하였다.
<실시예 2>
무기질계 결합재 16중량%, 잔골재 46중량%, 굵은골재 33중량%를 강제식 믹서에 투입하여 교반한 후, 물 3중량%와 아크릴계 결합재 2중량%를 더 혼합하고 다시 2분간 교반하여 시멘트 콘크리트 조성물을 제조하였다.
이때, 상기 무기질계 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트 84.5중량%, 고로슬래그 15중량% 및 감수제 0.5중량%를 혼합하여 사용하였다.
상기 아크릴계 결합재는 아크릴 에멀젼 90중량%, 스티렌 모노머 5중량%, 부틸아크릴레이트 4중량% 및 폴리에틸렌글리콜 모노메타크릴레이트 1중량%를 혼합하여 사용하였다.
<실시예 3>
무기질계 결합재 16중량%, 잔골재 46중량%, 굵은골재 33중량%를 강제식 믹서에 투입하여 교반한 후, 물 3중량%와 아크릴계 결합재 2중량%를 더 혼합하고 다시 2분간 교반하여 시멘트 콘크리트 조성물을 제조하였다.
이때, 상기 무기질계 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트 84.5중량%, 고로슬래그 15중량% 및 감수제 0.5중량%를 혼합하여 사용하였다.
상기 아크릴계 결합재는 아크릴 에멀젼 85중량%, 스티렌 모노머 8중량%, 부틸아크릴레이트 6중량% 및 폴리에틸렌글리콜 모노메타크릴레이트 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 시멘트 콘크리트 조성물을 제시한 것이다.
<비교예 1>
보통 포틀랜드 시멘트 16중량%, 잔골재 46중량%, 굵은골재 33중량% 및 물 5중량%를 혼합하여 보통 시멘트 콘크리트 조성물을 제조하였다.
<비교예 2>
보통 포틀랜드 16중량%, 잔골재 46중량%, 굵은골재 33중량%를 믹서에 투입하여 강제 교반한 후, 물 3중량%와 아크릴 에멀젼 2중량%를 더 혼합하여 다시 2분간 교반하여 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 3에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1 내지 비교예 2에 따라 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 21 14 10 7 4
실시예 2 20 16 14 13 11
실시예 3 21 18 15 14 11
비교예 1 14 10 6 4 2
비교예 2 19 12 8 6 2
위의 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물이 비교예 1 내지 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물에 비하여 작업성이 우수하다는 것을 알 수 있다.
<시험예 2>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 따라 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 1 328 370 459 501
실시예 2 335 388 468 508
실시예 3 342 398 473 512
비교예 1 210 255 320 398
비교예 2 211 259 325 401
위의 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물이 비교예 1 내지 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물보다 압축강도가 높게 나타났다.
<시험예 3>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1 내지 비교예 2에 따라 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 39 48 68 79
실시예 2 43 51 60 83
실시예 3 45 55 69 88
비교예 1 25 35 45 52
비교예 2 29 42 55 68
위의 표 3에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물이 비교예 1 내지 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물에 비하여 휨강도가 높았다.
<시험예 4>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물을 JIS A 1171에 규정한 방법에 따라 접착강도를 측정하였으며, 그 결과는 표 4에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
접착강도 (kgf/cm2) 2.2 2.4 2.6 1.6 2.0
위의 표 4에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물이 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물에 비하여 접착강도가 우수함을 알 수 있다.
<시험예 5>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1 내지 비교예 2에 따라 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 5에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물이 비교예 1 내지 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물에 비하여 흡수율이 낮았다.
<시험예 6>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1 내지 비교예 2에 따라 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 91 93 94 48 88
위의 표 6에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물이 비교예 1 내지 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물에 비하여 내구성지수가 월등히 높으므로, 내구성이 향상된 것을 알 수 있다.
<시험예 7>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1 내지 비교예 2에 따라 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)		 1.1 1.0 1.0 2.3 1.6
위의 표 7에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물이 비교예 1 내지 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물에 비하여 건조수축량이 감소되어 수축 저감 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
<시험예 8>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1 내지 비교예 2에 따라 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)		 1.5 1.1 0.9 4.2 2.0
위의 표 8에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물이 비교예 1 내지 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물에 비하여 염화물 이온 침투 깊이가 적게 나타나 염해에 대한 저항성이 높음을 확인할 수 있었다.
<시험예 9>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 콘크리트 조성물을 JIS A 1171(폴리머 시멘트 모르타르의 시험방법)에 의한 시험을 수행하였고, 그 결과를 표 9에 나타내었다.
구 분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
중성화 깊이(mm) 0.2 0.1 0.1 2.9 0.8
위의 표 9에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물이 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물에 비하여 중성화 침투 깊이가 적게 나타나 중성화에 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 (9)

  1. 무기질계 결합재 4～25중량%, 잔골재 35～65중량%, 굵은골재 25～55중량%, 물 0.5～7중량% 및 아크릴계 결합재 0.1～15중량%를 포함하며,
    상기 아크릴계 결합재는, 아크릴 에멀젼 70～99중량%, 스티렌 모노머 0.01～13중량%, 부틸아크릴레이트 0.01～12중량% 및 폴리에틸렌글리콜 모노메타크릴레이트 0.01～13중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 시멘트 콘크리트 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 아크릴계 결합재는 알킬 페놀 수지 0.01～10중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시멘트 콘크리트 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 아크릴계 결합재는 폴리비닐메틸에테르 0.01～7중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시멘트 콘크리트 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 아크릴계 결합재는 폴리비닐아민 0.01～7중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시멘트 콘크리트 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 무기질계 결합재는 시멘트 55～95중량%, 고로슬래그 0.1～40중량% 및 감수제 0.01～5중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 시멘트 콘크리트 조성물.
  6. 제5항에 있어서, 상기 무기질계 결합재는 플라이 애쉬, 실리카흄 및 메타카올린 중에서 선택된 1종 이상의 물질 0.01～30중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시멘트 콘크리트 조성물.
  7. 제5항에 있어서, 상기 무기질계 결합재는 메틸셀롤로오스, 스타치 및 검(Gum) 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 0.001～3중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시멘트 콘크리트 조성물.
  8. 콘크리트 구조물이 열화되어 콘크리트가 탈락된 부위를 파쇄기 및 워터젯을 이용하여 치핑하여 불순물 및 열화 부위를 제거하는 단계;
    상기 콘크리트 구조물의 열화 부위에 제1항에 기재된 시멘트 콘크리트 조성물이 상기 콘크리트 구조물에 부착되기 용이하게 하는 프라이머를 도포하는 단계;
    제1항에 기재된 상기 시멘트 콘크리트 조성물을 타설하여 열화된 부위의 단면을 복구하는 단계; 및
    타설된 상기 시멘트 콘크리트 조성물 상부를 양생제로 도포하는 단계를 포함하며,
    상기 프라이머는 스티렌 부타디엔 고무 라텍스, 폴리 아크릴 에스테르, 아크릴 및 에틸 비닐 아세테이트 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 유지보수공법.
  9. 삭제
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