KR101355392B1 - 내산 및 내염해성 시멘트 조성물, 이를 이용한 보수용 모르타르 시멘트 조성물 및 상기 보수용 모르타르 시멘트 조성물을 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법 - Google Patents

내산 및 내염해성 시멘트 조성물, 이를 이용한 보수용 모르타르 시멘트 조성물 및 상기 보수용 모르타르 시멘트 조성물을 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법 Download PDF

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남경건설(주)
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Abstract

본 발명은, 보통 포틀랜드 시멘트 10∼65중량%, 알루미나 시멘트 0.1∼10중량%, 고로슬래그 분말 10∼50중량%, 무수석고 1∼20중량%, 알루미늄 분말 0.01∼10중량%, 산화아연 0.01∼10중량%, 황산바륨 0.01∼10중량% 및 제올라이트 0.01∼10중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 내산 및 내염해성 시멘트 조성물, 이를 이용한 보수용 모르타르 시멘트 조성물 및 상기 보수용 모르타르 시멘트 조성물을 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법에 관한 것이다. 본 발명의 내산 및 내염해성 시멘트 조성물에 의하면, 균열 발생을 억제하여 강도를 개선할 수 있고, 방부성 및 항균성을 개선할 수 있으며, 방사선 물질을 흡수하는 성능이 우수하고, 점도 개선 효과가 우수하며, 내산성 및 내염해성이 우수하다.

Description

내산 및 내염해성 시멘트 조성물, 이를 이용한 보수용 모르타르 시멘트 조성물 및 상기 보수용 모르타르 시멘트 조성물을 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법{Cement composite with improved acid proof and salt-resistance, mortar cement composite for repairing the concrete structure and repairing method of concrete structure using the mortar cement composite}
본 발명은 시멘트 조성물, 보수용 모르타르 시멘트 조성물 및 콘크리트 구조물의 보수방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 균열 발생을 억제하여 강도를 개선할 수 있고, 방부성 및 항균성을 개선할 수 있으며, 방사선 물질을 흡수하는 성능이 우수하고, 점도 개선 효과가 우수하며, 내산성 및 내염해성이 우수한 시멘트 조성물, 이를 이용한 보수용 모르타르 시멘트 조성물 및 상기 보수용 모르타르 시멘트 조성물을 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법에 관한 것이다.
일반적으로 콘크리트 구조물이 건전하게 유지되는 원인 중 가장 중요한 것 중의 하나는 알칼리도(Alkalinity, pH)이다. 콘크리트로부터 부여되는 알칼리성(Na, K, C-S-H, Ca(OH)2 등으로 인해 생성되는 OH-)에 의해서 철근은 부식으로부터 보호를 받으며, Ca(OH)2가 가장 중요한 알칼리원이 된다.
이러한 콘크리트의 알칼리도는 계속해서 유지되는 것이 아니라 외부적 환경에 의해서 소모가 되며, 그 원인은 직접적으로는 수분의 유출입과 동반된 용출(leaching), 이산화탄소의 침투에 의한 탄산화 반응, 간접적으로는 부식성 물질 등에 의한 콘크리트 미세조직의 다공화, 이로 인한 이산화탄소 침투의 가속현상 등을 들 수 있다. 철근 주변의 피복 콘크리트가 중성화되어 알칼리성을 상실할 경우 철근은 부식되며, 이때 동반되는 팽창압으로 인하여 균열이 발생하고, 주변의 콘크리트가 박락(pop-out)되므로서 최종적으로 콘크리트의 수명을 단축시킨다.
또한, 콘크리트의 화학적 침식은 침식의 메커니즘에 따라 다음과 같이 크게 2가지로 나눌 수 있다.
1) 콘크리트의 시멘트 수화물과 화학반응을 일으켜 본래 물에는 잘 녹지 않는 시멘트수화물을 가용성 물질로 바꿈으로서 콘크리트를 열화 또는 붕괴시키는 것이다. 콘크리트의 시멘트 수화물과 화학반응을 일으키는 물질로는 대다수의 산, 동식물유, 무기염류, 황화수소나 아황산가스 등의 부식가스 등이 여기에 해당한다.
2) 황산염으로 대표되는 것으로써 콘크리트중의 시멘트 수화물과 반응하여 새로운 화합물을 만들 때에 팽창을 동반하는 것이다. 이때의 팽창압에 의해 콘크리트를 열화시킨다.
콘크리트 구조물의 화학적 침식은 본래 화학공장이나 식품공장 등 공업시설, 해양환경, 황산염 토양지역, 온천지역 등 특수한 환경하에서 문제시 되며, 일반적인 환경하에 있는 콘크리트에는 그다지 중요시되지 않았다. 그러나, 산성비 문제나 탄산가스에 의한 수화물의 분해, 하수처리시설이나 하수도 등에서 미생물의 작용에 의해 생성된 황산 등에 의한 콘크리트 구조물의 열화가 심화되어 그 중요성이 증가하고 있다.
콘크리트의 화학적 부식은 어떤 화학반응에 의해 콘크리트에 변화를 가져오는 것을 말하며, 수화물의 분해가 가져오는 원인으로써 유기산, 무기산, 동식물유, 부식성가스, 탄산가스, 황산의 생성을 동반한 미생물의 작용이 있다. 또한, 팽창성 화합물을 생성하는 것으로서는 동식물유, 황산염 해수, 알칼리 농후 용액 등이 있으며, 수화물의 용해 이탈에 의해 경화체가 다공질화 하는 원인으로는 농후한 염화물, 질산염 용액의 작용 등을 들 수 있다.
따라서, 황산의 발생에 따른 콘크리트의 화학적 부식저항성을 갖는 내산 기능의 확보가 요구되고 있으며, 또한 해양환경하의 콘크리트 부식저항성을 갖는 내염해 기능을 확보할 수 있는 재료를 사용한 보수공법 개발이 요구되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 균열 발생을 억제하여 강도를 개선할 수 있고, 방부성 및 항균성을 개선할 수 있으며, 방사선 물질을 흡수하는 성능이 우수하고, 점도 개선 효과가 우수하며, 내산성 및 내염해성이 우수한 시멘트 조성물, 이를 이용한 보수용 모르타르 시멘트 조성물 및 상기 보수용 모르타르 시멘트 조성물을 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법을 제공함에 있다.
본 발명은, 보통 포틀랜드 시멘트 10∼65중량%, 알루미나 시멘트 0.1∼10중량%, 고로슬래그 분말 10∼50중량%, 무수석고 1∼20중량%, 알루미늄 분말 0.01∼10중량%, 산화아연 0.01∼10중량%, 황산바륨 0.01∼10중량% 및 제올라이트 0.01∼10중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 내산 및 내염해성 시멘트 조성물을 제공한다.
상기 내산 및 내염해성 시멘트 조성물은 플라이애쉬 5∼30중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 내산 및 내염해성 시멘트 조성물은 중공형 실리카 분말 1∼20중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 내산 및 내염해성 시멘트 조성물은 메타카올린 1∼20중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 내산 및 내염해성 시멘트 조성물은 산화티탄 0.01∼10중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 내산 및 내염해성 시멘트 조성물 25∼60중량%, 잔골재 25∼70중량%, 폴리머계 혼화제 0.01∼15중량% 및 물 0.1∼15중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 보수용 시멘트 모르타르 조성물을 제공한다.
상기 폴리머계 혼화제는, 강도 및 부착력을 개선하기 위한 스티렌-아크릴 에멀젼 50∼95중량%, 접착력 및 내열성을 개선하기 위한 스티렌-부타디엔 에멀젼 1∼15중량%, 내산성 및 내알칼리성을 개선하기 위한 폴리프로필렌 에멀젼 1∼15중량%, 강도 및 내구성을 개선하기 위한 폴리아크릴산칼슘 에멀젼 0.1∼15중량%, 및 부착력 및 내구성을 개선하기 위한 에폭시 에멀젼 0.01∼15중량%를 포함할 수 있다.
상기 폴리머계 혼화제는, 응집력 및 재료분리 방지성을 부여하여 안정적인 콘크리트 구조체를 형성하기 위하여 폴리비닐알코올 및 에틸셀롤로오스가 0.1∼0.8 : 0.2∼0.9의 중량비로 혼합된 혼합물 0.01∼15중량%를 더 포함할 수 있다.
상기 잔골재는, 실리카질 규사 50∼95중량%, 맥반석 0.1∼30중량%, 운모 0.1∼30중량% 및 질석 0.1∼20중량%를 포함할 수 있다.
상기 잔골재는 바텀애쉬 0.1∼20중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은, 콘크리트 구조물의 불순물, 레이턴스 또는 열화된 부위를 철근부 아래까지 제거하는 단계와, 제거된 부위에 프라이머 처리하고 노출된 철근을 방청처리하는 단계와, 상기 프라이머 처리 및 방청처리된 결과물 상부에 제5항에 기재된 보수용 시멘트 모르타르 조성물을 타설하여 단면을 복구하는 단계 및 단면이 복구된 결과물을 표면 마무리하고 표면보호제를 도포하여 마무리 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수방법을 제공한다.
상기 프라이머 처리는 스티렌-부타디엔 라텍스, 폴리 아크릴 에스테르, 에틸 비닐 아세테이트, 메틸메타크릴레이트 및 실란계 화합물 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 물질을 사용할 수 있다.
상기 표면보호제는 스티렌-부타디엔 라텍스, 폴리 아크릴 에스테르, 에틸 비닐 아세테이트, 메틸메타크릴레이트 및 실란계 화합물 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 내산 및 내염해성 시멘트 조성물에 의하면, 내산성 및 내염해성이 우수하고, 알루미늄 분말에 의해 균열 발생을 억제하여 강도를 개선할 수 있으며, 산화아연에 의해 방부성 및 항균성을 개선할 수 있고, 황산바륨에 의해 방사선 물질을 흡수하는 성능이 우수하며, 제올라이트에 의해 점도 개선 효과가 우수하다.
본 발명의 보수용 시멘트 모르타르 조성물에 의하면, 내산 및 내염해성 시멘트 조성물과 강도 및 내구성이 우수한 폴리머 혼화제 등을 사용함으로써 내산성, 차염성, 유동성, 탄성, 접착력, 강도 및 내구성이 크게 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 보수용 시멘트 모르타르 조성물에 의하면, 내산 및 내염해성 시멘트 조성물 및 폴리머 혼화제를 사용함으로써 강도 및 내구성, 특히 내산 및 차염성이 우수하여 해양콘크리트 구조물, 열악한 환경하의 콘크리트 구조물, 중앙분리대, 측대, 지수구조물, 지중구조물, 화학공장 바닥, 하수관거 등의 화학적 침식으로 인한 콘크리트 부식을 방지할 수 있어 이에 사용되는 유지관리 비용을 현저히 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 보수용 시멘트 모르타르 조성물에 의하면, 원적외선 효과가 우수한 맥반석, 운모, 실리카질 규사, 질석 등이 혼입된 잔골재를 사용함으로써, 단열성 및 강도가 우수하고, 산성, 염해 등에 대한 내구성이 우수하다.
또한, 본 발명의 보수용 시멘트 모르타르 조성물은 우수한 압축강도, 휨강도 및 부착강도를 구비하고 있어, 산성물질이 많은 하수시설뿐만 아니라, 기존의 각종 공법에도 용이하게 적용할 수 있으며, 뿜칠시공 등 기계화 시공이 가능하므로, 작업능률 향상 및 시공상의 경제성을 구비하는 등의 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 환경친화형 내산 및 내염해성 시멘트 조성물은 보통 포틀랜드 시멘트 10∼65중량%, 알루미나 시멘트 0.1∼10중량%, 고로슬래그 분말 10∼50중량%, 무수석고 1∼20중량%, 알루미늄 분말 0.01∼10중량%, 산화아연 0.01∼10중량%, 황산바륨 0.01∼10중량% 및 제올라이트 0.01∼10중량%를 포함한다. 상기 내산 및 내염해성 시멘트 조성물은 플라이애쉬 5∼30중량%를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 내산 및 내염해성 시멘트 조성물은 중공형 실리카 분말 1∼20중량%를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 내산 및 내염해성 시멘트 조성물은 메타카올린 1∼20중량%를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 내산 및 내염해성 시멘트 조성물은 산화티탄 0.01∼10중량%를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 내산 및 내염해성 시멘트 조성물은 물-시멘트비를 감소시켜 강도 및 내구성을 개선하기 위한 감수제 0.01∼2중량%를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 내산 및 내염해성 시멘트 조성물은 일정 시간 동안 작업성을 확보하고 급격하게 경화되는 것을 지연하기 위하여 지연제 0.01∼2중량%를 더 포함할 수 있다.
상기 보통 포틀랜드 시멘트는 KS규격에 맞는 시멘트를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 보통 포틀랜드 시멘트는 상기 내산 및 내염해성 시멘트 조성물에 10∼65중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 알루미나 시멘트는 내약품성, 특히 내산성을 개선하기 위해 사용된다. 상기 알루미나 시멘트는 상기 내산 및 내염해성 시멘트 조성물에 0.1∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 알루미나 시멘트의 중량비가 증가하면 빠른 경화특성을 나타내며, 그 함량이 0.1중량% 미만일 경우 내약품성 및 내산성 개선의 효과가 미약할 수 있고, 10중량%를 초과할 경우에는 빠른 경화 특성으로 인해 좋은 물성을 얻을 수 있으나 제조 원가가 높아져 경제적이지 못하다.
상기 고로슬래그 분말은 잠재 수경성 특성, 장기 강도 발현 및 내구성 증진을 위하여 사용한다. 상기 고로슬래그 분말의 함량이 증가하면 조기 강도는 저하되나, 장기 강도 발현 및 내구성이 증가한다. 상기 고로슬래그 분말은 상기 내산 및 내염해성 시멘트 조성물에 10∼50중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 무수석고(CaSO4)는 시멘트 중의 성분, 특히 C3A(3CaO·Al2O3)와 반응하여 초기에 에트린자이트(AFt상, C3A·CaSO4·32H2O)를 생성하게 되는데, 생성된 에트린자이트는 수화가 진행됨에 따라 그 양이 감소하거나 또는 그 일부가 모노 설페이트(AFm상, C3A·CaSO4·12H2O)로 전이된다. 본 발명에서와 같이 다량의 무수석고가 첨가될 경우 에트린자이트가 초기부터 충분히 생성되어 시멘트의 구조를 치밀화시킴으로써 초기 재령에서 염화물 이온에 대한 침투저항성을 증가시키게 된다. 또한 일반 시멘트의 경우 생성된 에트린자이트가 초기에만 주로 존재하게 되지만, 본 발명의 내산 및 내염해성 시멘트 조성물의 경우 무수석고량이 충분히 첨가되기 때문에 장기재령에 있어서도 에트린자이트가 일정 부분 존재하게 되거나 또는 일부의 에트린자이트가 연속적으로 생성되기도 한다. 이와 같이 생성된 에트린자이트는 콘크리트 구조체 내의 공극을 치밀하게 채워줌으로써 장기 재령에 있어서도 염화물에 대한 침투 저항성을 증가시키게 된다. 상기 무수석고는 상기 내산 및 내염해성 시멘트 조성물에 1∼20중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 알루미늄 분말은 내산 및 내염해성 시멘트 조성물 중의 알칼리성과 반응이 소정시간 지연되어 미세한 수소가스에 의해 팽창하여 침하수축을 방지하고 수밀성을 개선한다. 또한, 상기 알루미늄 분말은 균열 발생을 억제하여 강도를 개선하는 역할을 한다. 상기 알루미늄 분말은 상기 내산 및 내염해성 시멘트 조성물에 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 알루미늄 분말의 함량이 0.01중량% 미만일 경우 강도 개선 및 균열 발생 억제 효과가 미약할 수 있고, 10중량%를 초과할 경우에는 제조 원가가 높아져 경제적이지 못하다.
상기 산화아연은 방부 및 항균 역할을 위해 사용한다. 상기 산화아연은 상기 내산 및 내염해성 시멘트 조성물에 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 산화아연의 중량비가 증가하면 방오 성능을 나타내며, 그 함량이 0.01중량% 미만일 경우 방오 성능 효과가 미약할 수 있고, 10중량%를 초과할 경우에는 방부 및 항균 성능이 우수하게 되지만 제조 원가가 높아져 경제적이지 못하다.
상기 황산바륨은 방사선 물질을 흡수하는 역할을 수행한다. 상기 황산바륨은 상기 내산 및 내염해성 시멘트 조성물에 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 황산바륨의 중량비가 증가하면 방사선 물질 흡수 성능을 나타내며, 그 함량이 0.01중량% 미만일 경우 방사선 물질 흡수 성능 효과가 미약할 수 있고, 10중량%를 초과할 경우에는 제조 원가가 높아져 경제적이지 못하다.
상기 제올라이트는 다공성 무기재로서 흡착재 역할을 수행한다. 상기 제올라이트는 상기 내산 및 내염해성 시멘트 조성물에 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 제올라이트의 중량비가 증가하면 점도 개선 성능을 나타내며, 그 함량이 0.01중량% 미만일 경우 점도 개선 효과가 미약할 수 있고, 10중량%를 초과할 경우에는 작업성이 저하되고 제조 원가가 높아져 경제적이지 못하다.
상기 플라이애쉬는 잠재 수경성 특성, 장기 강도 발현 및 내구성 증진을 위하여 사용한다. 상기 플라이애쉬의 함량이 증가하면 조기 강도는 저하되나, 장기 강도 발현 및 내구성이 증가한다. 상기 플라이애쉬는 상기 내산 및 내염해성 시멘트 조성물에 5∼30중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 중공형 실리카 분말은 잠재 수경성 특성, 장기 강도 발현 및 내구성 증진을 위하여 사용한다. 상기 중공형 실리카 분말의 함량이 증가하면 조기 강도는 저하되나, 장기 강도 발현 및 내구성이 증가한다. 상기 중공형 실리카 분말은 상기 내산 및 내염해성 시멘트 조성물에 1∼20중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 메타카올린은 잠재 수경성 특성, 장기 강도 발현 및 내구성 증진을 위하여 사용한다. 상기 메타카올린의 함량이 증가하면 조기 강도는 저하되나, 장기 강도 발현 및 내구성이 증가한다. 상기 메타카올린은 상기 내산 및 내염해성 시멘트 조성물에 1∼20중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 산화티탄은 방부 및 항균 역할을 위해 사용한다. 상기 산화티탄은 상기 내산 및 내염해성 시멘트 조성물에 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 산화티탄의 중량비가 증가하면 방오 성능을 나타내며, 그 함량이 0.01중량% 미만일 경우 방오 성능 효과가 미약할 수 있고, 10중량%를 초과할 경우에는 방부 및 항균 성능이 우수하게 되지만 제조 원가가 높아져 경제적이지 못하다.
상기 감수제는 내산 및 내염해성 시멘트 조성물의 물-시멘트비를 감소시켜 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 감수제는 폴리카본산계, 멜라민계 또는 나프탈렌계 유동화제를 사용할 수 있다. 멜라민계 또는 나프탈렌계 감수제는 폴리카본산계 감수제에 비하여 강도 및 내구성의 개선 효과가 미약하고, 물-시멘트비의 저감 효과가 크지 않으며, 폴리머계 혼화제와 혼합되는 경우 거품 현상이 발생하여 혼화성이 나쁘다는 단점이 있다. 따라서, 상기 감수제는 폴리카본산계 감수제를 사용하는 것이 바람직하고, 상기 내산 및 내염해성 시멘트 조성물에 0.01∼2중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 지연제는 일정 시간 동안 작업성을 확보하고 급격하게 경화되는 것을 지연하기 위하여 사용될 수 있다. 상기 지연제는 상기 내산 및 내염해성 시멘트 조성물에 0.01∼2중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 지연제로는 일반적으로 잘 알려진 물질을 사용할 수 있는데, 예컨대 포도당, 글루코오스, 텍스트린, 덱스트란과 같은 당류, 글루콘산, 사과산, 구연산, 시트릭산(citric acid)과 같은 산류 또는 그의 염, 아미노카복실산 또는 그의 염, 포스폰산 또는 그의 유도체, 글리세린과 같은 다가알코올 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보수용 시멘트 모르타르 조성물은, 상기 내산 및 내염해성 시멘트 조성물 25∼60중량%, 잔골재 25∼70중량%, 폴리머계 혼화제 0.01∼15중량% 및 물 0.1∼15중량%를 포함한다.
상기 폴리머계 혼화제는 가사시간, 작업성, 탄성, 유동성, 강도 및 내구성을 개선시키는 역할을 한다. 상기 폴리머계 혼화제는 보수용 시멘트 모르타르 조성물에 0.01∼15중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 폴리머계 혼화제의 함량이 15중량%를 초과하면 점도가 낮아져 재료 분리가 발생되기 쉽고, 수화반응을 지연시켜 조기 압축강도 발현을 저하시킴과 동시에 가격경쟁력이 저하될 수 있다. 그리고 상기 폴리머계 혼화제의 함량이 0.01중량% 미만이면 인성, 유동성 및 내구성이 저하될 수 있다.
상기 폴리머계 혼화제는, 강도 및 부착력을 개선하기 위한 스티렌-아크릴 에멀젼 50∼95중량%, 접착력 및 내열성을 개선하기 위한 스티렌-부타디엔 에멀젼 1∼15중량%, 내산성 및 내알칼리성을 개선하기 위한 폴리프로필렌 에멀젼 1∼15중량%, 강도 및 내구성을 개선하기 위한 폴리아크릴산칼슘 에멀젼 0.1∼15중량%, 및 부착력 및 내구성을 개선하기 위한 에폭시 에멀젼 0.01∼15중량%를 포함한다. 상기 폴리머계 혼화제는 응집력 및 재료분리 방지성을 부여하여 안정적인 콘크리트 구조체를 형성하기 위하여 폴리비닐알코올 및 에틸셀롤로오스가 0.1∼0.8 : 0.2∼0.9의 중량비로 혼합된 혼합물 0.01∼15중량%를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 폴리머계 혼화제는 폴리머계 혼화제 내의 기포를 제거하여 강도 및 내구성을 높이기 위한 소포제 0.01∼2중량%를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 폴리머계 혼화제는 물-시멘트비를 감소시켜 강도 및 내구성을 개선하기 위한 감수제 0.01∼2중량%를 더 포함할 수 있다.
상기 스티렌-아크릴 에멀젼은 강도 및 부착력을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 스티렌-아크릴 에멀젼은 상기 폴리머계 혼화제에 50∼95중량% 함유되는 것이 바람직한데, 상기 스티렌-아크릴 에멀젼의 함량이 50중량% 미만일 경우에는 무기물간의 결합력, 부착력 및 내구성 개선의 효과가 미약할 수 있고, 상기 스티렌-아크릴 에멀젼의 함량이 95중량%를 초과하는 경우에는 더 이상의 부착력 및 내구성 개선 효과를 기대하기 어렵다.
상기 스티렌-부타디엔 에멀젼은 접착력 및 내열성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 스티렌-부타디엔 에멀젼은 상기 폴리머계 혼화제에 1∼15중량%가 함유되는 것이 바람직한데, 상기 스티렌-부타디엔 에멀젼의 함량이 15중량%를 초과하면 조성물의 접착력 및 내열성은 개선되나 가격경쟁력이 떨어질 수 있으며, 상기 스티렌-부타디엔 에멀젼의 함량이 1중량% 미만이면 조성물의 작업성은 개선되나 접착력 및 내열성 개선 효과가 미약할 수 있다.
상기 폴리프로필렌 에멀젼은 내산 및 내알칼리성이 우수하여 강도를 개선하는 효과가 있다. 상기 폴리프로필렌 에멀젼은 상기 폴리머계 혼화제에 1∼15중량%가 함유되는 것이 바람직한데, 상기 폴리프로필렌 에멀젼의 함량이 15중량%를 초과하면 조성물의 내산성 및 강도가 개선되나 가격경쟁력이 떨어질 수 있으며, 상기 폴리프로필렌 에멀젼의 함량이 1중량% 미만이면 조성물의 작업성은 개선되나 내산성 및 강도 개선의 효과가 미약할 수 있다.
상기 폴리아크릴산칼슘 에멀젼은 보수용 시멘트 모르타르 조성물의 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 폴리아크릴산칼슘 에멀젼은 상기 폴리머계 혼화제에 0.1∼15중량%가 함유되는 것이 바람직한데, 상기 폴리아크릴산칼슘 에멀젼의 함량이 15중량%를 초과하면 강도 및 내구성이 개선되나 가격경쟁력이 떨어질 수 있으며, 상기 폴리아크릴산칼슘 에멀젼의 함량이 0.1중량% 미만이면 강도 및 내구성 개선의 효과가 미약할 수 있다.
상기 에폭시 에멀젼은 보수용 시멘트 모르타르 조성물의 부착력 및 내구성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 에폭시 에멀젼은 상기 폴리머계 혼화제에 0.01∼15중량%가 함유되는 것이 바람직한데, 상기 에폭시 에멀젼의 함량이 15중량%를 초과하면 부착력 및 내구성이 개선되나 가격경쟁력이 떨어질 수 있으며, 상기 에폭시 에멀젼의 함량이 0.01중량% 미만이면 부착력 및 내구성 개선의 효과가 미약할 수 있다.
상기 폴리비닐알코올 및 에틸셀롤로오스의 혼합물은 유동성, 응집력 및 재료분리 방지성을 부여하여 안정적인 콘크리트 구조체를 형성하는데 기여하는 역할을 하며, 부수적으로는 탁월한 응집력에 의해 수중 오염방지, 콘크리트 구조물의 철근 보호 등의 부수적인 효과를 거둘 수 있다. 상기 폴리비닐알코올 및 에틸셀롤로오스의 혼합물은 상기 폴리머계 혼화제에 0.01∼5중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 폴리비닐알코올 및 에틸셀롤로오스의 혼합물 함량이 5중량%를 초과하면 보수용 시멘트 모르타르 조성물의 점도가 높아져 작업성이 저하될 수 있으며, 상기 폴리비닐알코올 및 에틸셀롤로오스의 혼합물 함량이 0.1중량% 미만이면 보수용 시멘트 모르타르 조성물의 작업성은 개선되나 재료분리 방지 효과가 미약할 수 있다. 상기 폴리비닐알코올 및 에틸셀롤로오스의 혼합물은 응집력 및 재료분리 방지성을 부여하여 안정적인 콘크리트 구조체를 형성하기 위하여 폴리비닐알코올 및 에틸셀롤로오스가 0.1∼0.8 : 0.2∼0.9의 중량비로 혼합된 혼합물인 것이 바람직하다.
상기 소포제는 폴리머계 혼화제 내의 기포를 제거하여 강도 및 내구성을 높이기 위하여 사용한다. 또한, 상기 소포제가 상기 폴리머계 혼화제에 첨가되면 공기연행 효과를 부여하여 작업성 및 가사시간을 향상시킬 수 있다. 상기 소포제는 상기 폴리머계 혼화제에 0.01∼2중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 소포제로는 알콜계 소포제, 실리콘계 소포제, 지방산계 소포제, 오일계 소포제, 에스테르계 소포제, 옥시알킬렌계 소포제 등을 사용할 수 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 알콜계 소포제로는 글리콜(glycol) 등이 있다.
상기 감수제는 물-시멘트비를 감소시켜 강도 및 내구성을 개선하고 상기 폴리머계 혼화제의 유동성을 확보하기 위하여 사용한다. 상기 폴리머계 혼화제에 감수제가 첨가되면 물-시멘트비가 저감된다. 상기 감수제는 상기 폴리머계 혼화제에 0.01∼2중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 감수제는 폴리카르본산계, 멜라민계 또는 나프탈렌계 감수제를 사용할 수 있으나, 나프탈렌계와 멜라민계는 폴리카르본산계에 비하여 강도 개선의 효과가 떨어지고 작업성 및 가사시간이 나쁘므로 강도, 작업성 및 가사시간이 우수한 폴리카본산계 감수제를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 잔골재는 실리카질 규사 50∼95중량%, 맥반석 0.1∼30중량%, 운모 0.1∼30중량% 및 질석 0.1∼20중량%를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 잔골재는 바텀애쉬 0.1∼20중량%를 더 포함할 수 있다.
일반적으로 골재는 잔골재와 굵은 골재로 구분되며, 굵은골재는 입경 5 ㎜를 초과하는 골재를 의미하고, 이하에서 잔골재라 함은 굵은골재와 대비하여 입경 5 ㎜ 이하의 골재를 의미하는 것으로 사용한다.
상기 실리카질 규사는 입자 크기가 4호사 내지 8호사(0.05∼2.0㎜)인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 실리카질 규사의 입자 크기가 이보다 클 경우에는 보수용 시멘트 모르타르 조성물의 유동성이 저하될 우려가 있고, 이보다 작을 경우에는 보수용 시멘트 모르타르 조성물의 작업성을 저하시킬 수 있다. 실리카질 규사는 잔골재에 50∼95중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 맥반석 및 운모는 원적외선이 방출되는 골재로 보수용 시멘트 모르타르 조성물에서 원적외선이 방출되어 생체 활성 효과를 높이기 위하여 사용된다. 상기 맥반석은 상기 잔골재에 0.1∼30중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 운모는 상기 잔골재에 0.1∼30중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 질석은 무독성 무취를 구비하고 다공성으로 경량이며 열전도율이 낮은 친환경 소재로 보수용 시멘트 모르타르 조성물의 불연 및 단열효과를 개선하기 위하여 사용된다. 상기 질석은 상기 잔골재에 0.1∼20중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 바텀애쉬는 골재 역할을 하면서 수산화칼슘과 28일 이후의 장기적인 포졸란 반응을 하여 불용성 칼슘실리케이트 수화물을 형성하기 위하여 첨가되는 활성실리카 물질로, 화력발전소에서 산출된 공냉식 바텀애쉬를 사용할 수 있다. 상기 공냉식 바텀애쉬는 염분이 포함되지 않은 건조 상태의 바텀애쉬를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 바텀애쉬는 상기 잔골재에 0.1∼20중량% 함유되는 것이 바람직하다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보수용 시멘트 모르타르 조성물의 제조방법을 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보수용 시멘트 모르타르 조성물은 상기 내산 및 내염해성 시멘트 조성물 25∼60중량% 및 잔골재 25∼70중량%를 진공형 강제식 믹서에서 프리믹싱한 후, 폴리머계 혼화제 0.01∼15중량% 및 물 0.1∼15중량% 첨가하여 강제식 믹서나 연속식 믹서로 소정시간(예컨대, 1∼5분) 동안 믹싱하여 제조할 수 있다.
이하에서, 상술한 보수용 시멘트 모르타르 조성물을 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법을 제시한다. 이하에서, 콘크리트 구조물이라 함은, 도로의 노면, 교량 교면, 교량의 콘크리트 슬래브, 교량 하부, 해양 구조물, 중앙분리대, 측대, 지수구조물, 지중구조물, 화학공장 바닥, 하수관거 등의 구조물로서 콘크리트로 이루어진 모든 구조물을 포함하는 의미로 사용한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 콘크리트 구조물의 보수방법은, 콘크리트 구조물의 불순물, 레이턴스, 열화된 부위 등을 핸드워터젯, 고압수 세척기 등으로 철근부 아래까지 제거하는 단계와, 제거된 부위에 프라이머 처리하고 노출된 철근을 방청처리하는 단계와, 상기 프라이머 처리 및 방청처리된 결과물 상부에 상기 보수용 시멘트 모르타르 조성물을 타설하여 단면을 복구하는 단계와, 단면이 복구된 결과물을 표면 마무리하고 표면보호제를 도포하여 마무리 처리하는 단계를 포함한다.
상기 프라이머 처리는 스티렌-부타디엔 라텍스, 폴리 아크릴 에스테르, 에틸 비닐 아세테이트, 메틸메타크릴레이트 및 실란계 화합물 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 물질을 사용할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 표면보호제는 스티렌-부타디엔 라텍스, 폴리 아크릴 에스테르, 에틸 비닐 아세테이트, 메틸메타크릴레이트 및 실란계 화합물 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 물질로 이루어질 수 있다.
이하에서, 본 발명에 따른 보수용 시멘트 모르타르 조성물의 실시예들을 더욱 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실시예들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
내산 및 내염해성 시멘트 조성물 44중량% 및 잔골재 44중량%를 진공형 강제식 믹서에서 프리믹싱한 후, 폴리머계 혼화제 8중량% 및 물 4중량%을 첨가하여 2분간 강제식 믹서로 교반하여 보수용 시멘트 모르타르 조성물을 제조하였다.
이때, 상기 내산 및 내염해성 시멘트 조성물은 보통 포틀랜드 시멘트 30중량%, 고로슬래그 분말 20중량%, 플라이애쉬 10중량%, 중공형 실리카 분말 10중량%, 메타카올린 10중량%, 무수석고 10중량%, 알루미나 시멘트 6.5중량%, 알루미늄 분말 1중량%, 산화아연 0.5중량%, 황산바륨 0.5중량% 및 제올라이트 0.5중량%, 지연제 0.5중량% 및 감수제 0.5중량%를 혼합하여 사용하였다. 상기 지연제로는 구연산을 사용하였다. 상기 감수제는 폴리카본산계 감수제를 사용하였다.
상기 폴리머계 혼화제는 스티렌-아크릴 에멀젼 95중량%, 스티렌-부타디엔 에멀젼 1중량%, 폴리프로필렌 에멀젼 1중량%, 폴리아크릴산칼슘 에멀젼 1중량%, 에폭시 에멀젼 1중량%, 소포제 0.5중량%, 감수제 0.5중량%를 혼합하여 사용하였다. 이때, 상기 소포제는 실리콘계 소포제를 사용하였고, 상기 감수제는 폴리카본산계 감수제를 사용하였다.
상기 잔골재는 실리카질 규사 70중량%, 맥반석 10중량%, 운모 10중량% 및 질석 10중량%를 혼합하여 사용하였다.
<실시예 2>
내산 및 내염해성 시멘트 조성물 44중량% 및 잔골재 44중량%를 진공형 강제식 믹서에서 프리믹싱한 후, 폴리머계 혼화제 8중량% 및 물 4중량%을 첨가하여 2분간 강제식 믹서로 교반하여 보수용 시멘트 모르타르 조성물을 제조하였다.
이때, 상기 내산 및 내염해성 시멘트 조성물은 보통 포틀랜드 시멘트 30중량%, 고로슬래그 분말 20중량%, 플라이애쉬 10중량%, 중공형 실리카 분말 10중량%, 메타카올린 10중량%, 무수석고 10중량%, 알루미나 시멘트 6.5중량%, 알루미늄 분말 1중량%, 산화아연 0.5중량%, 황산바륨 0.5중량% 및 제올라이트 0.5중량%, 지연제 0.5중량% 및 감수제 0.5중량%를 혼합하여 사용하였다. 상기 지연제로는 구연산을 사용하였다. 상기 감수제는 폴리카본산계 감수제를 사용하였다.
상기 폴리머계 혼화제는 스티렌-아크릴 에멀젼 90중량%, 스티렌-부타디엔 에멀젼 3중량%, 폴리프로필렌 에멀젼 2중량%, 폴리아크릴산칼슘 에멀젼 2중량%, 에폭시 에멀젼 2중량%, 소포제 0.5중량%, 감수제 0.5중량%를 혼합하여 사용하였다. 이때, 상기 소포제는 실리콘계 소포제를 사용하였고, 상기 감수제는 폴리카본산계 감수제를 사용하였다.
상기 잔골재는 실리카질 규사 70중량%, 맥반석 10중량%, 운모 10중량% 및 질석 10중량%를 혼합하여 사용하였다.
<실시예 3>
내산 및 내염해성 시멘트 조성물 44중량% 및 잔골재 44중량%를 진공형 강제식 믹서에서 프리믹싱한 후, 폴리머계 혼화제 8중량% 및 물 6중량%을 첨가하여 2분간 강제식 믹서로 교반하여 보수용 시멘트 모르타르 조성물을 제조하였다.
이때, 상기 내산 및 내염해성 시멘트 조성물은 보통 포틀랜드 시멘트 30중량%, 고로슬래그 분말 20중량%, 플라이애쉬 10중량%, 중공형 실리카 분말 10중량%, 메타카올린 10중량%, 무수석고 10중량%, 알루미나 시멘트 6.5중량%, 알루미늄 분말 1중량%, 산화아연 0.5중량%, 황산바륨 0.5중량% 및 제올라이트 0.5중량%, 지연제 0.5중량% 및 감수제 0.5중량%를 혼합하여 사용하였다. 상기 지연제로는 구연산을 사용하였다. 상기 감수제는 폴리카본산계 감수제를 사용하였다.
상기 폴리머계 혼화제는 스티렌-아크릴 에멀젼 85중량%, 스티렌-부타디엔 에멀젼 5중량%, 폴리프로필렌 에멀젼 3중량%, 폴리아크릴산칼슘 에멀젼 3중량%, 에폭시 에멀젼 3중량%, 소포제 0.5중량%, 감수제 0.5중량%를 혼합하여 사용하였다. 이때, 상기 소포제는 실리콘계 소포제를 사용하였고, 상기 감수제는 폴리카본산계 감수제를 사용하였다.
상기 잔골재는 실리카질 규사 70중량%, 맥반석 10중량%, 운모 10중량% 및 질석 10중량%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 모르타르 조성물 및 폴리머 시멘트 모르타르 조성물을 제시한 것이다.
<비교예 1>
보통 시멘트 44중량%, 잔골재 44중량% 및 물 12중량%를 강제식 믹서로 교반하여 보통 시멘트 모르타르 조성물을 제조하였다.
<비교예 2>
보통 시멘트 44중량% 및 잔골재 44중량%를 진공형 강제식 믹서에서 프리믹싱한 후, 스티렌-아크릴 에멀젼 8중량% 및 물 4중량%를 첨가하여 강제식 믹서로 2분 동안 교반하여 폴리머 시멘트 모르타르 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 보수용 시멘트 모르타르 조성물과 비교예들에서 제조한 시멘트 모르타르 조성물의 물리적 특성을 비교하기 위하여, 상기에서 설명한 실시예 1 내지 실시예 3의 보수용 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 의하여 제조된 시멘트 모르타르 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 88 94 100 63 75
압축 480 499 520 449 451
인장 50 54 60 28 40
접착 22 25 28 15 20
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1, 실시예 2 및 실시예 3에 따라 제조된 보수용 시멘트 모르타르 조성물의 휨, 압축, 인장 및 접착강도는 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조한 시멘트 모르타르 조성물보다 월등히 높았다.
본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 보수용 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조한 시멘트 모르타르 조성물과 비교하여 강도 면에서 월등히 우수함을 확인할 수 있었다.
<시험예 2>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 보수용 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물을 JIS A 1171(폴리머 시멘트 모르타르의 시험방법)에 규정한 방법에 따라 흡수율의 측정 결과를 아래의 표 2에 나타내었다. 흡수율이 높으면 불순물이나 물이 콘크리트의 내부로 침투하게 되고 콘크리트의 내부에 기공률이 증가하게 되어 구조물의 파손을 초래하는 문제가 발생한다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
흡수율(%) 0.8 0.65 0.53 2.9 1.2
위의 표 2에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 보수용 시멘트 모르타르 조성물은 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물에 비하여 흡수율이 낮았다.
<시험예 3>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 보수용 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물을 KS F 2424(콘크리트의 길이변화 시험방법)에 의하여 건조수축율을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
건조수축율(%) 0.11 0.08 0.05 0.19 0.14
위의 표 3에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 보수용 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물에 비하여 건조수축량이 감소되어 수축 저감 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
<시험예 4>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 보수용 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 모르타르 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
중성화 깊이(mm) 0.7 0.5 0.3 1.8 1.0
위의 표 4에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 보수용 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물에 비하여 중성화 침투 깊이가 적게 나타나 중성화에 대한 저항성이 높음을 확인할 수 있었다.
<시험예 5>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 보수용 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 모르타르 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
염화물 이온 침투 깊이(mm) 1.1 0.9 0.75 2.1 1.5
위의 표 5에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 보수용 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물에 비하여 염화물 이온 침투 깊이가 적게 나타나 염해에 대한 저항성이 높음을 확인할 수 있었다.
<시험예 6>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 보수용 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물을 KS F 2456에 규정한 방법에 따라 동결융해저항성 시험의 측정 결과를 아래의 표 6에 나타내었다. 동결융해는 콘크리트 모세관 내에 흡수된 수분이 결빙되고 녹는 것을 말하는 것으로, 동결융해가 반복되면 콘크리트 조직에 미세한 균열이 발생하게 되어 내구성이 저하되는 문제가 발생하게 된다. 표 6은 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 90 92 92 66 89
위의 표 6에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 보수용 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물에 비하여 내구성 지수가 월등히 높으므로, 내구성이 향상된 것을 알 수 있다.
<시험예 7>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 보수용 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물을 일본 공업 규격 원안 [콘크리트의 용액침적에 의한 내약품성 시험 방법]에 준하여 2% 염산, 5% 황산 및 45% 수산화나트륨의 수용액을 시험 용액으로 28일 공시체를 침적하여 내약품성 시험의 측정결과를 아래의 표 7에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
중량변화율
(%)		 염산 -2.0 -1.6 -1.2 -9.3 -2.8
황산 -0.3 -0.2 0 -1.9 -0.9
수산화나트륨 +0.3 +0.5 +0.8 -0.2 +0.1
위의 표 7에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 보수용 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물에 비하여 내약품성에 대한 중량변화율이 적게 나타나 내약품성에 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 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims (13)

  1. 보통 포틀랜드 시멘트 10∼65중량%, 알루미나 시멘트 0.1∼10중량%, 고로슬래그 분말 10∼50중량%, 무수석고 1∼20중량%, 알루미늄 분말 0.01∼10중량%, 산화아연 0.01∼10중량%, 황산바륨 0.01∼10중량% 및 제올라이트 0.01∼10중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 내산 및 내염해성 시멘트 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 플라이애쉬 5∼30중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내산 및 내염해성 시멘트 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 중공형 실리카 분말 1∼20중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내산 및 내염해성 시멘트 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 메타카올린 1∼20중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내산 및 내염해성 시멘트 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 산화티탄 0.01∼10중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내산 및 내염해성 시멘트 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 기재된 내산 및 내염해성 시멘트 조성물 25∼60중량%, 잔골재 25∼70중량%, 폴리머계 혼화제 0.01∼15중량% 및 물 0.1∼15중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 보수용 시멘트 모르타르 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 상기 폴리머계 혼화제는,
    강도 및 부착력을 개선하기 위한 스티렌-아크릴 에멀젼 50∼95중량%, 접착력 및 내열성을 개선하기 위한 스티렌-부타디엔 에멀젼 1∼15중량%, 내산성 및 내알칼리성을 개선하기 위한 폴리프로필렌 에멀젼 1∼15중량%, 강도 및 내구성을 개선하기 위한 폴리아크릴산칼슘 에멀젼 0.1∼15중량%, 및 부착력 및 내구성을 개선하기 위한 에폭시 에멀젼 0.01∼15중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 보수용 시멘트 모르타르 조성물.
  8. 제6항에 있어서, 상기 폴리머계 혼화제는,
    응집력 및 재료분리 방지성을 부여하여 안정적인 콘크리트 구조체를 형성하기 위하여 폴리비닐알코올 및 에틸셀롤로오스가 0.1∼0.8 : 0.2∼0.9의 중량비로 혼합된 혼합물 0.01∼15중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보수용 시멘트 모르타르 조성물.
  9. 제6항에 있어서, 상기 잔골재는,
    실리카질 규사 50∼95중량%, 맥반석 0.1∼30중량%, 운모 0.1∼30중량% 및 질석 0.1∼20중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 보수용 시멘트 모르타르 조성물.
  10. 제9항에 있어서, 상기 잔골재는 바텀애쉬 0.1∼20중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보수용 시멘트 모르타르 조성물.
  11. 콘크리트 구조물의 불순물, 레이턴스 또는 열화된 부위를 철근부 아래까지 제거하는 단계;
    제거된 부위에 프라이머 처리하고 노출된 철근을 방청처리하는 단계;
    상기 프라이머 처리 및 방청처리된 결과물 상부에 제6항에 기재된 보수용 시멘트 모르타르 조성물을 타설하여 단면을 복구하는 단계; 및
    단면이 복구된 결과물을 표면 마무리하고 표면보호제를 도포하여 마무리 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 프라이머 처리는 스티렌-부타디엔 라텍스, 폴리 아크릴 에스테르, 에틸 비닐 아세테이트, 메틸메타크릴레이트 및 실란계 화합물 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 물질을 사용하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 표면보호제는 스티렌-부타디엔 라텍스, 폴리 아크릴 에스테르, 에틸 비닐 아세테이트, 메틸메타크릴레이트 및 실란계 화합물 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수방법.
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