KR101194714B1 - 활성실리카를 이용한 경량 내산성 단면복구 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면보수공법 - Google Patents

활성실리카를 이용한 경량 내산성 단면복구 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면보수공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 활성실리카를 이용한 경량 내산성 단면복구 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면보수공법에 관한 것으로, 목적은 폐자원인 바텀애쉬를 골재로 활용하고, 실리카흄 및 고로슬래그와의 최적조합에 따른 화학반응을 통해 경화된 시멘트 구조물의 내산성을 향상시킨 활성실리카를 이용한 경량 내산성 단면복구 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면보수공법을 제공하는 것이다.
본 발명은 콘크리트 구조물의 열화된 부분을 제거하고, 상기 열화된 부분이 제거된 콘크리트 구조물의 보수부위에 경량 내산성 단면복구 모르타르 조성물을 타설하여 단면을 복구하되,
상기 경량 내산성 단면복구 모르타르 조성물은 포틀랜드시멘트 10~30중량%, 팽창재 1～5중량%, 실리카흄 1～5중량%, 고로슬래그분말 5～20중량%, 플라이애쉬 3~15 중량%, 재유화형 고분자분말 1～5중량%, 바텀애쉬 10～30중량%, 모래 20～40 중량%, 섬유 0.01～0.5 중량%, 증점제 0.01～0.5 중량%, 감수제 0.01～0.5%, 소포제 0.01～0.5% 를 포함하도록 되어 있다.

Description

활성실리카를 이용한 경량 내산성 단면복구 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면보수공법{Mortar composition with function of sulfuric acid resistance using silica for repairing concrete structure and method for recovering the same thereof}
본 발명은 활성실리카를 이용한 경량 내산성 단면복구 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면보수공법에 관한 것으로, 시멘트 수화반응시 생성되는 가용성 수산화칼슘을 불용성 칼슘실리케이트 수화물로 전환하여, 산에 강한 특성을 구비하는 경량 내산성 단면복구 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면보수공법에 관한 것이다.
일반적으로 콘크리트 구조물은 복합 열화 즉 염해, 중성화, 알카리 골재 반응, 화학적부식, 동해, 쇄굴 등 복합열화로 인하여 콘크리트는 부식 및 파손이 발생되며, 이런 열화 원인은 화학적 열화, 물리적 열화 열화로 나눌 수가 있으며, 화학적 열화원인은 알칼리-골재반응에 의한 열화, 황산염 및 산에 의한 열화, 철근부식에 의한 열화 등이 있고, 물리적 열화원인은 동결융해에 의한 열화, 수축 및 하중에 의한 균열 열화 등이 있으며, 기타 화재 등의 특수한 경우의 열화 등으로 나눌 수 있다.
이와 같이 열화가 발생되며, 손상이 심한 경우에는 콘크리트가 탈락되고 콘크리트 중의 철근이 노출되거나, 내부에서 부식이 발생되어 그 내구성 및 내하력이 저하되는 결과를 초래함에 따라 구조물의 사용연한이 줄어드는 등의 문제가 발생하게 된다.
이런 부식 및 파손을 복구하기 위하여 대부분 공사 현장에서 콘크리트 단면복구모르타르를 사용하여 콘크리트 단면을 보수하고 있으며, 1종 포틀랜드시멘트와 폴리머가 주요 구성재료로 된 폴리머 모르타르가 현재 보편적으로 사용되고 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 단면복구 모르타르는 우수한 물성에도 불구하고 화학적 부식이 강하게 일어나는 환경에서는 그 사용이 적절치 못한 문제점이 있다. 즉, 종래의 단면복구 모르타르를 하수조 등과 같이 황화수소, 아황산가스 등의 부식가스가 발생되는 구조물에 적용될 경우, 단면복구 모르타르의 시멘트 수화반응에 의해 생성된 수산화칼슘과 하수조의 유기물에 의해 발생된 황화수소 또는 황산염이 서로 화학반응하여, 황산칼슘(석고)를 형성하게 되고, 이와 같이 형성된 황산칼슘은 경화된 콘크리트내에서 팽창성 물질인 에트린자이트를 형성하여, 콘크리트의 팽창 파괴현상을 유발하는 문제점이 있었다.
등록특허공보 등록번호 10-0879882(2009.01.14) 공개특허공보 공개번호 10-2004-0089995(2004.10.22) 등록특허공보 등록번호 10-0909997(2009.07.23) 등록특허공보 등록번호 10-0643524(2006.11.01)
본 발명의 목적은 폐자원인 바텀애쉬를 반응성 골재로 활용하고, 실리카흄, 고로슬래그 및 플라이애쉬와의 최적조합에 따른 화학반응을 통해 경화된 시멘트 구조물의 내산성을 향상시킨 활성실리카를 이용한 경량 내산성 단면복구 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면보수공법을 제공하는 것이다.
본 발명은 콘크리트 구조물의 열화된 부분을 제거하고, 상기 열화된 부분이 제거된 콘크리트 구조물의 보수부위에 경량 내산성 단면복구 모르타르 조성물을 타설하여 단면을 복구하되,
상기 경량 내산성 단면복구 모르타르 조성물은 포틀랜드시멘트 10～30중량%, 팽창재 1～5중량%, 실리카흄 1～5중량%, 고로슬래그분말 5～20중량%, 플라이애쉬 3~15 중량%, 재유화형 고분자분말 1～5중량%, 바텀애쉬 10～30중량%, 모래 20～40 중량%, 섬유 0.01～0.5 중량%, 증점제 0.01～0.5 중량%, 감수제 0.01～0.5%, 소포제 0.01～0.5% 를 포함하도록 되어 있다.
본 발명은 시멘트의 수화반응에 의해 생성된 가용성 수산화칼슘을 활성실리카에 의해 불용성 수산화칼슘을 생성하도록 되어 있어, 하수시설물내 유기물에 의해 발생되는 황화수소 또는 황산염과의 반응에 의한 석고 및 에트린자이트의 생성이 억제되고, 이를 통해 단면복구된 콘크리트 구조물의 표면균열 및 팽창파괴현상을 방지하는 효과가 있다.
본 발명은 폐자재인 바텀애쉬가 단면복구 모르타르내에서 포졸란 반응뿐 아니라, 골재기능을 구비하도록 되어 있어, 단순 첨가재에 비해 많은 양이 사용되므로, 폐자원의 활용성을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명은 다공성 구조인 바텀애쉬가 첨가되도록 되어 있어, 종래 폴리머 보수모르타르의 특성을 유지하면서 30～35%의 경량성(단위소요량 : 1,500㎏/㎥)을 구비할 뿐 아니라, 재료의 탈락없이 1회 시공두께를 높일 수 있어 시공성의 향상시키고, 다공성을 통한 단열효과 및 이에 의한 모체의 동결융해 저항성을 증가시키는 효과가 있다.
본 발명은 바텀애쉬를 골재로 사용하고 있어, 경화에 따른 수분증발로 인해 자중이 감소되고, 이러한 자중 감소에 의해 진동이 존재하는 경우에도 초기에 우수한 부착성능을 발현하는 효과가 있다.
본 발명은 실리카흄, 고로슬래그, 플라이애쉬, 바텀애쉬로 이루어진 활성실리카 물질의 최적배합을 통해, 재령 3일 이후부터 시멘트 수화반응에 의해 생성된 수산화칼슘과의 반응하여 불용성 수산화칼슘을 생성하도록 되어 있어, 경화된 콘크리트 구조물이 산에 강한 특성뿐 아니라, 우수한 강도특성을 구비하고, 과잉생성된 수산화칼슘으로 인해 발생되는 백화현상을 방지하는 효과가 있다.
본 발명은 우수한 압축강도, 휨강도 및, 부착강도를 구비하고 있어, 산성물질이 많은 하수시설뿐 만 아니라, 기존의 각종 공법에도 용이하게 적용할 수 있으며, 뿜칠시공 등 기계화 시공이 가능하므로, 작업능률 향상 및 시공상의 경제성을 구비하는 등 많은 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 단면복구 보수공법을 보인 예시도(철근부식단면보수)
도 2 는 본 발명에 따른 단면복구 보수공법을 보인 예시도(단면보수)
본 발명에 따른 경량 내산성 단면복구 모르타르 조성물은 포틀랜드시멘트 10～30중량%, 팽창재 1～5중량%, 실리카흄 1～5중량%, 고로슬래그분말 5～20중량%, 플라이애쉬 3~15 중량%, 재유화형 고분자분말 1～5중량%, 바텀애쉬 10～30중량%, 모래 20～40 중량%, 섬유 0.01～0.5 중량%, 증점제 0.01～0.5 중량%, 감수제 0.01～0.5%, 소포제 0.01～0.5% 를 포함한다.
상기 포틀랜드시멘트는 10중량% 미만으로 배합할 경우, 강도발현이 미흡하고, 30중량%를 초과하여 배합될 경우, 강도발현은 양호하나, 수축 및 균열의 위험이 있으며, 수산화칼슘 발생량이 증가하여 내산특성의 발현이 어렵다.
상기 팽창재는 단면복구 모르타르의 수축 및 균열을 방지하고, 조기 경화특성을 부여하기 위한 것으로, CSA(Calcium Sulfoaluminate)계 K-형 팽창재를 사용한다. 상기 팽창재는 1중량% 미만으로 배합하면 팽창성부족에 의한 수축현상이 발생되고, 5중량%를 초과하여 배합하면 과도한 팽창에 의한 균열이 발생되므로, 적정범위내에서 첨가한다.
상기 실리카흄은 초기 재령에서의 실리카반응을 유도하기 위하여 첨가되는 활성실리카 물질로, 입도 200,000 ㎠/g의 미세입자를 갖으며 활성실리카함량이 90% 이상 보유한 원료를 사용한다. 이와 같은 실리카흄은 재령 일정도 이후에부터 실리카 반응이 일어나, 시멘트 수화반응에 따른 초기 경화시 생성된 가용성 수산화칼슘을 불용성 칼슘실리케이트 수화물로 전환하게 된다.
상기 실리카흄은 1중량% 미만으로 배합되면 실리카반응의 기여도가 낮아 본 발명에서 요구되는 초기효율이 저하되고, 5중량%를 초과하여 배합되면 미세입자에 의한 물-시멘트 비가 증가되어 수축이 커지는 현상이 발생되므로, 적정범위내에서 첨가하여야 한다.
상기 고로슬래그 분말은 중기 재령에서의 실리카반응을 유도하기 위하여 첨가되는 활성실리카 물질로, 4,000～5,000 ㎠/g 정도의 입자를 사용한다. 이와 같은 고로슬래그 분말은 재령 7일정도 이후에 실리카반응이 일어나, 시멘트 수화반응에 따른 중기 경화시 생성된 가용성 수산화칼슘을 불용성 칼슘실리케이트 수화물로 전환하게 된다.
상기 고로슬래그 분말은 5중량% 미만으로 배합되면 실리카반응의 기여도가 낮아 본 발명에서 요구되는 중기효율이 저하되고, 20중량%를 초과하여 배합되면, 초기 반응성이 떨어지고, 물-시멘트 비 증가로 수축이 커지는 현상이 발생된다.
상기 플라이애쉬 분말은 장기 재령에서의 실리카반응을 유도하기 위하여 첨가되는 활성실리카 물질로 재령 28일 이후에 실리카반응이 일어나, 시멘트 수화반응에 따른 장기 경화시 생성된 가용성 수산화칼슘을 불용성 칼슘실리케이트 수화물로 전환하게 된다.
상기 플라이애쉬 분말은 3중량% 미만으로 배합되면 실리카반응의 기여도가 낮아 본 발명에서 요구되는 장기효율이 저하되고, 15중량%를 초과하여 배합되면, 초기 반응성이 떨어져 강도발현이 어렵고, 물-시멘트 비 증가로 수축이 커지는 현상이 발생된다.
상기 재유화형 고분자분말은 장기적으로 시멘트의 접착성을 증가시켜, 단면복구 모르타르와 콘크리트 바탕면이 일체화되도록 함과 동시에, 고분자 피막에 의한 시멘트 공극을 충진시켜 물이나 유해물질의 침투를 방지하고, 내마모성을 증진시키는 기능을 구비한다.
상기 재유화형 고분자분말은 EVA(Ethylene Vinylacetate), 아크릴, SBR(Stylene Butadiene Rubber)계가 가능하나, 바람직하게는 방수성능이 강화된 Vinyl Acetate 와 Vinyl Versatate, Vinyl laurate의 Terpolymer가 바람직하다.
상기 재유화형 고분자분말은 1중량% 미만으로 배합되면 제반특성 발현이 미흡하고, 5중량%를 초과하여 배합되면 시멘트 수화반응을 방해하여 강도저하현상이 발생된다.
상기 바텀애쉬는 모래와 함께 골재역할을 하면서, 플라이애쉬와 같이 수산화칼슘과 28일 이후의 장기적인 포졸란반응을 하여 불용성 칼슘실리케이트 수화물을 형성하기 위하여 첨가되는 활성실리카 물질로, 화력발전소에서 산출된 공냉식 바텀애쉬를 사용한다. 상기 공냉식 바텀애쉬는 염분이 포함되지 않은 건조상태의 바텀애쉬로 2011년말 한국남동발전의 영흥화력발전소에서 산출되고 있다.
상기 바텀애쉬는 입도 4㎜ 이하의 것을 사용하며, 바람직하게는 0.01～2.5㎜의 것을 사용한다. 또한, 상기 바텀애쉬는 공극율 45～55%, 진비중 2.0～2.5의 다공성을 구비하고 있으며, 활성실리카 물질로써, 아래 [표1]에 따른 화학성분특성을 구비한다.
[표1]
Figure 112012036583136-pat00001
상기 바텀애쉬는 10중량% 미만으로 배합되면 경량성이 저하되고, 본 발명에서 필요로하는 포졸란 반응이 미흡하게 되며, 30중량%를 초과하여 배합되면 과도한 물-시멘트비 증가로 강도가 저하되므로, 적정범위내에서 첨가되어야 한다.
상기와 같은 바텀애쉬의 첨가량은 바텀애쉬가 골재기능 및 장기적인 수화반응 물질기능을 동시에 구비하도록 하기 위한 것으로, 이와 같은 첨가량은 강도향상을 위하여 10중량% 미만으로 첨가되는 단순 첨가재의 첨가량을 벗어나는 것이다.
상기와 같은 바텀애쉬는 재령 28일 이후에 장기적으로 실리카 반응특성이 발현되며, 이와 같은 바텀애쉬의 특성에 의해 시멘트 수화반응에 의해 생성된 가용성 수산화칼슘이 장기적으로 불용성 칼슘실리케이트 수화물로 전환하게 된다.
상기 모래는 바텀애쉬와 함께 골재기능을 구비하는 것으로, 입도 4㎜ 이하의 규사를 사용한다.
상기 섬유는 균열방지 및 뿜칠시공 시 모르타르의 형상유지를 위하여 첨가되는 보강섬유로, 3～10㎜ 길이를 구비하는 적합친수성 나일론 또는 PVA계 섬유를 사용한다. 상기 섬유의 길이는 뿜칠시공이 가능하고, 다른 성분들과의 배합에 따른 균열현상이 방지되도록 한정한 것이다.
상기 섬유는 0.01중량% 미만으로 배합되면 섬유의 첨가에 따른 보강기능이 저하되고, 0.5중량%를 초과하여 배합되면 혼합 시 뭉쳐져 볼을 형성하는 현상이 발생되므로, 작업성이 저하되는 문제가 발생된다.
상기 증점제는 단면복구 보수작업 시, 점착성을 부여하여 단면복구 모르타르를 콘크리트 구조물의 바탕면에 접착시키는 역할을 하는 것으로, 재료분리 방지 및 미장면 확보를 위한 것이다.
상기 증점제는 셀룰로오즈, 전분계 수팽윤성 증점제 또는 PEO(Polyethylene Oxide), Polyacrylamide, Polyvinylalcohol 등과 같은 수용성 고분자계 증점제를 1종류 또는 2종류 이상 혼합사용한다.
상기 증점제는 0.01중량% 미만으로 배합되면 증점효과가 미흡하고, 0.5중량%를 초과하여 배합되면 과도한 점성발현으로 작업에 어려움이 발생된다.
상기 감수제는 물-시멘트비를 감소시켜 강도를 향상시키기 위한 것으로, 나프탈렌, 멜라민, 폴리카르본산계 중 선택된 하나를 사용하며, 0.01중량% 미만으로 배합되면 감수효과가 미흡하게 되고, 0.5중량%를 초과하여 배합되면 흘러내림 발생 되어 작업성이 저하된다.
상기 소포제는 소포에 의해 거대 연행기포를 잔 기포화함으로써 동결융해 저항성 및 강도증진 효과를 발휘하도록 하기 위한 것으로, 폴리글리콜계, 실리콘계 소포제를 사용하며, 0.01중량% 미만으로 배합되면 소포효과가 미흡하게 되고, 0.5중량%를 초과하여 배합되면, 과대 파포에 의한 볼베어링 효과가 감소되어 미장성이 떨어지게 된다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 실리카흄, 고로슬래그, 플라이애쉬, 바텀애쉬의 반응 유효성분인 활성 SiO2 를 활용하여 화학적 부식에 강한 특성부여 및 수산화칼슘 포화용액으로 인한 백화현상을 방지하게 된다.
이하, 본 발명에 따른 단면복구 모르타르를 반응에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
시멘트에 물을 가하면 시멘트중의 Alite(3CaOSiO2)와 Belite(2CaOSiO2)와 같은 규산칼슘계 화합물이 물과 반응하여 규산칼슘수화물을 형성하면서 응결, 경화과정을 거쳐 시간이 흐르면서 강도를 발현하게 된다. 이와 같은 일반적인 시멘트의 주요 수화반응인 규산칼슘반응 메카니즘을 화학식으로 정리하면 다음과 같다.
C3S의 수화반응 : 2(3CaOSiO2) +6H2O → 3CaO2SiO23H2O (CSH-gel) +3Ca(OH)2
C2S의 수화반응 : 2(2CaOSiO2) + 4H2O → 3CaO2SiO23H2O + Ca(OH)2
상기 수화반응은 이와 같은 시멘트 반응에서 알 수 있듯이, 시멘트 수화반응시에는 Ca(OH)2 즉 수산화칼슝이 약 20～30% 생성된다.
이와 같이 생성된 수산화칼슘은 시멘트에 알칼리특성을 부여하여 강재의 부식을 방지하는 역할을 하나, 산 특히 황산에 취약하여 콘크리트 열화의 원인이 되고 있다. 즉, 황화수소 또는 황산염 등과 반응하여 황산칼슘(석고)를 형성하게 되고, 경화된 콘크리트 구조물내에서 형성된 석고는 팽창성 물질인 에트린자이트를 형성하여 콘크리트 구조물 또는 단면복구 부위의 팽창 파괴를 일으키게 된다.
석고형성반응 : Ca(OH)2 + H2SO4 → CaSO4?2H2O
Ettringite 형성반응
3CaO+Al2O3+3(CaSO42H2O)+26H2O → 3CaOAl2O33CaSO432H2O (Ettringite)
본 발명에 따른 단면복구 모르타르는 상기와 같은 반응에 의해 생성된 가용성 가용성 수산화칼슘을 불용성 칼슘실리케이트 수화물로 전환하여 산에 강한 콘크리트 구조물을 형성하게 된다. 즉, 본 발명은 활성실리카 물질(실리카흄, 고로슬래그, 플라이애쉬, 바텀애쉬)에 의해 재령 3일 이후부터 장기적으로 가용성 수산화칼슘을 불용성 칼슘실리카 수화물로 형성하여, 가용성 수산화칼슘과 황화수소 또는 황산염과의 반응에 따른 석고의 생성을 방지하도록 되어 있다.
불용성 칼슘실리카수화물 형성반응
: lSiO2 + ｍCa(OH)2 + ｎH2O → ｍCaOlSiO2ｎH2O
또한, 백화는 시멘트 콘크리트 구조물 내에 존재하는 가용성 성분(수산화칼슘, 알카리 황산염 등)들이 물에 용해되어 구조물의 표면으로 운반된 후, 물이 증발되어 가용성(알카리 황산염), 혹은 난용성염(탄산칼슘)의 형태로 석출되는 현상이므로, 시멘트의 수화반응은 콘크리트 백화와 불가분의 관계에 있다.
즉, 시멘트 수화반응(규산칼슘수화물의 생성과정)에서 생성된 수산화칼슘은 수화반응의 초기단계시에는 시멘트 경화체중에 존재하는 기공수에 녹아 있어서, 수산화칼슘 포화용액이 생성되게 되며, 이와 같은 수산화칼슘 포화용액은 백화발생에 중요한 요인이 된다.
본 발명은 재령 3일 이후부터 실리카 반응특성을 나타내는 실리카흄, 재령 7일 이후부터 실리카 반응특성을 나타내는 고로슬래그 및, 재령 28일 이후부터 장기적으로 실리카 반응특성을 나타내는 플라이애쉬 및 바텀애쉬로 이루어진 활성실리카 물질의 최적배합을 통해, 시멘트 수화반응시 발생된 과잉의 수산화칼슘을 불용성 칼슘실리케이트 수화물로 전환시키도록 되어 있어, 수산화칼슘 포화용액으로 인해 발생되는 백화현상이 미연에 방지되게 된다.
이하, 상기와 같이 이루어진 본 발명의 단면복구 모르타르를 이용한 단면보수공법을 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 발명에 따른 단면복구 보수공법을 보인 예시도(철근부식단면보수)를 도시한 것으로, 콘크리트 구조물(100)의 열화된 부분을 제거하고, 콘크리트 구조물의 보수부위(10) 및 노출된 철근(20)에 대한 이물질을 제거하는 표면처리단계; 콘크리트 구조물의 노출된 철근(20)에 방청코팅재(30)를 도포하는 방청코팅재 코팅단계; 방청코팅재 코팅단계 후, 콘크리트 구조물의 보수부위(10)에 경량 내산성 단면복구 모르타르 조성물(40)을 타설하는 단면복구단계; 상기 단면복구단계후, 콘크리트 구조물에 표면코팅제(50)를 도포하는 마감처리단계를 포함한다.
상기 표면처리단계는 콘크리트 구조물(100)의 열화된 부위를 수공구 또는 전동공구 등에 의해 완전하게 제거하고, 열화부위가 제거된 보수부위(10)에 노출되어 있는 철근(20)의 부식을 제거한 후, 고압수 세정에 의해 보수부위의 이물질을 완벽하게 제거한다.
상기 방청코팅재 코팅단계는 방청코팅재(30)를 붓으로 철근(20)에 도포하여 산화된 녹을 안정된 상태로 환원시키는 단계로, 상기 방청코팅재(30)는 비중 1.35(ㅁ0.05), 3～5시간 상온 건조가 가능한 인산계 방청코팅재를 사용하며, 0.15㎏/㎡로 1회 이상 도포한다. 상기와 같은 물성을 구비하는 인산계 방청코팅재는 철근에 완전한 피막을 형성하게 되며, 후시공되는 경량 내산성 단면복구 모르타르 조성물(40)과 콘크리트 구조물(100) 및 철근(20)의 접착력을 증진시키는 효과가 있다.
상기 단면복구단계는 경량 내산성 단면복구 모르타르 조성물 100 중량부에 물 22～26중량부로 배합하여, 콘크리트 구조물의 보수부위(10)에 스프레이 시공 및 미장시공한다.
상기 경량 내산성 단면복구 모르타르 조성물(40)은 포틀랜드시멘트 10～30중량%, 팽창재 1～5중량%, 실리카흄 1～5중량%, 고로슬래그분말 5～20중량%, 플라이애쉬 3~15 중량%, 재유화형 고분자분말 1～5중량%, 바텀애쉬 10～30중량%, 모래 20～40 중량%, 섬유 0.01～0.5 중량%, 증점제 0.01～0.5 중량%, 감수제 0.01～0.5%, 소포제 0.01～0.5% 를 포함한다.
상기 경량 내산성 단면복구 모르타르 조성물(40)은 위에 기재되어 있으므로, 보수공법에 있어서, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기 마감처리단계는 콘크리트 구조물의 중성화 및 염해방지를 위하여, 표면처리제를 붓, 롤러, 스프레이에 의해 도포하여 표면마감처리한다. 상기 표면처리제는 변성 실리콘 또는 변성 아크릴계 표면처리제를 사용한다.
도 2 는 본 발명에 따른 단면복구 보수공법을 보인 예시도(단면보수)를 도시한 것으로, 콘크리트 구조물(100)의 열화된 부분을 제거하고, 콘크리트 구조물의 보수부위(10)에 대한 이물질을 제거하는 표면처리단계; 표면처리단계 후, 콘크리트 구조물의 보수부위(10)에 경량 내산성 단면복구 모르타르 조성물(40)을 타설하는 단면복구단계; 상기 단면복구단계후, 콘크리트 구조물에 표면코팅제(50)를 도포하는 마감처리단계를 포함한다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
실시예
[표2]과 같이, 구성성분을 배합한 후, 각각의 시험체에 대한 물성 및 내산성을 측정하였으며, 그 결과는 [표3]에 나타내었다.
이때, 강도시험은 KS F 4042_2007 콘크리트 구조물 보수용 폴리머시멘트 모르타르에 따라 시험하였으며, 내산성 시험은 5ㅧ5ㅧ5㎝ 시편을 28일간 양생 후, 5% 황산용액에 28일간 침지시킨 다음, 무게변화 및 강도측정에 의해 절대강도 및 강도감소율을 측정하였다.
[표2]
Figure 112012036583136-pat00002
[표3]
Figure 112012036583136-pat00003

[표3]에서 알 수 있듯이, 바텀애쉬, 실리카흄, 슬래그가 모두 첨가된 시험체 1 및 시험체 2 에 비하여, 바텀애쉬가 제거된 시험체3, 실리카흄 및 슬래그가 제거된 시험체 4, 바텀애쉬, 실리카흄, 슬래그가 모두 제거된 시험체 5 의 경우 내산실험을 했을 때, 부식정도가 심하고 강도저하되는 현상이 뚜렷하게 나타나고 있음을 알 수 있다 .
이와 같은 현상은 활성실리카 물질인 바텀애쉬, 실리카흄, 슬래그의 구성조합 및 최적배합에 의한 것이며, 특히, 바텀애쉬는 활성실리카가 풍부한 포졸란 반응물질로서 골재역할을 수행함과 아울러 장기적인 수화반응물질로도 참여해 내산성이 우수한 구조체를 형성시키고 있음을 알 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.
(10) : 보수부위 (20) : 철근
(30) : 방청코팅재
(40) : 경량 내산성 단면복구 모르타르 조성물
(50) : 표면처리제 (100) : 콘크리트 구조물

Claims (9)

  1. 포틀랜드시멘트 10～30중량%, 팽창재 1～5중량%, 실리카흄 1～5중량%, 고로슬래그분말 5～20중량%, 플라이애쉬 3～15 중량%, 재유화형 고분자분말 1～5중량%, 바텀애쉬 10～30중량%, 모래 20～40 중량%, 섬유 0.01～0.5 중량%, 증점제 0.01～0.5 중량%, 감수제 0.01～0.5%, 소포제 0.01～0.5% 를 포함하되.
    상기 바텀애쉬는 염분이 포함되지 않은 건조상태의 바텀애쉬이고,
    입도 4㎜ 이하를 구비하며, 공극율 45～55%, 진비중 2.0～2.5의 다공성을 구비하는 것을 특징으로 하는 활성실리카를 이용한 경량 내산성 단면복구 모르타르 조성물.
  2. 삭제
  3. 청구항 1 에 있어서;
    바텀애쉬는 [표1]에 따른 화학성분특성을 구비하는 것을 특징으로 하는 활성실리카를 이용한 경량 내산성 단면복구 모르타르 조성물.
    [표1]
    Figure 112012061639888-pat00004

  4. 청구항 1 에 있어서;
    상기 실리카흄은 입도 200,000 ㎠/g의 미세입자를 구비하고, 실리카함량이 90% 이상
    상기 고로슬래그 분말은 4,000～5,000 ㎠/g 의 입자를 구비하는 것을 특징으로 하는 활성실리카를 이용한 경량 내산성 단면복구 모르타르 조성물.
  5. 청구항 1 에 있어서;
    상기 재유화형 고분자분말은 EVA(Ethylene Vinylacetate), 아크릴, SBR(Stylene Butadiene Rubber) 또는, Vinyl Acetate, Vinyl Versatate, Vinyl laurate의 Terpolymer 인 것을 특징으로 하는 활성실리카를 이용한 경량 내산성 단면복구 모르타르 조성물.
  6. 청구항 1 에 있어서;
    상기 팽창재는 CSA(Calcium Sulfoaluminate)계 K-형 팽창재이고,
    상기 섬유는 3～10㎜ 길이를 구비하는 친수성 나일론 또는 PVA계 섬유이며,
    상기 증점제는 셀룰로오즈 또는, 전분계 수팽윤성 증점제 또는 수용성 고분자계 증점제 중 선택된 하나 이상의 것이고,
    상기 감수제는 나프탈렌, 멜라민, 폴리카르본산계 중 선택된 하나이며,
    상기 소포제는 폴리글리콜계 또는 실리콘계 소포제인 것을 특징으로 하는 활성실리카를 이용한 경량 내산성 단면복구 모르타르 조성물.
  7. 콘크리트 구조물의 열화된 부분을 제거하고, 콘크리트 구조물의 보수부위 및 노출된 철근에 대한 이물질을 제거하는 표면처리단계;
    콘크리트 구조물의 노출된 철근에 방청코팅재를 도포하는 방청코팅재 코팅단계;
    방청코팅재 코팅단계 후, 콘크리트 구조물의 보수부위에 청구항 1,3,4,5,6 중 어느 한 항으로 이루어진 경량 내산성 단면복구 모르타르 조성물을 타설하는 단면복구단계;
    상기 단면복구단계후, 콘크리트 구조물에 표면코팅제를 도포하는 마감처리단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 활성실리카를 이용한 경량 내산성 단면복구 모르타르 조성물을 이용한 단면보수공법.
  8. 콘크리트 구조물의 열화된 부분을 제거하고, 콘크리트 구조물의 보수부위에 대한 이물질을 제거하는 표면처리단계;
    표면처리단계 후, 콘크리트 구조물의 보수부위에 청구항 1,3,4,5,6 중 어느 한 항으로 이루어진 경량 내산성 단면복구 모르타르 조성물을 타설하는 단면복구단계;
    상기 단면복구단계후, 콘크리트 구조물에 표면코팅제를 도포하는 마감처리단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 활성실리카를 이용한 경량 내산성 단면복구 모르타르 조성물을 이용한 단면보수공법.
  9. 청구항 7 또는 청구항 8 에 있어서;
    상기 방청코팅재는 인산계 방청코팅재이고,
    상기 표면처리제는 변성 실리콘 또는 변성 아크릴계 표면처리제인 것을 특징으로 하는 활성실리카를 이용한 경량 내산성 단면복구 모르타르 조성물을 이용한 단면보수공법.
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