KR101461198B1

KR101461198B1 - 도로의 l형 측구 콘크리트의 보수를 위한 보수재의 조성물 및 시공방법

Info

Publication number: KR101461198B1
Application number: KR20130146041A
Authority: KR
Inventors: 윤종철; 김흠
Original assignee: 씨엘엠테크(주); 김흠
Priority date: 2013-11-28
Filing date: 2013-11-28
Publication date: 2014-11-14

Abstract

본 발명은 도로의 L형 측구 콘크리트의 보수를 위한 재료의 조성물 및 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 L형 측구에서 보수해야 할 열화된 콘크리트 깊이를 측정하여 표면 전용 파쇄기를 이용하여 원하는 깊이만큼 요철이 발생되게 파쇄하는 단계(S10); 파쇄된 표면에 토출압력 500bar 이상의 고압세척기를 이용하여 열화된 콘크리트의 잔재물 및 이물질을 제거하는 단계(S20); 고여 있는 수분을 제거한 후 바닥면에 접착력이 우수한 프라이머를 단면의 요철에 따라 하도로 100~300g/㎡ 정도를 도포하는 단계(S30); 시멘트계 혼합물 27 ~ 38중량%, 석고 5 ~ 8중량%, 규산질계 방수제 2 ~ 7중량%, CSA계 팽창재 1.5 ~ 3중량%, 점도증강제 0.05 ~ 0.2중량%, 유동화제 0.3 ~ 1.1중량%, 경화촉진제 0.05 ~ 0.3중량%, 지연제 0.1 ~ 0.4중량%, 규사 42 ~ 64중량%로 이루어진 무기분체조성물 100중량%와, 아크릴 모노머가 공중합체로 이루어진 에멀젼수지 47 ~ 75중량%, 방부제 0.05 ~ 0.3중량%, 소포제 0.15 ~ 0.7중량%, 습윤제 0.2 ~ 1.0중량%, 물 24.6 ~ 51중량% 이루어진 액상폴리머수지조성물 25 ~ 30중량%와 분산성이 우수한 콘크리트 강화 친수형 단섬유를 무기분체조성물의 0.05 ~ 0.2중량%를 먼저 액상폴리머수지에 분산시킨후 전용믹서기를 사용하여 1차 혼합하고 여기에 무기분체조성물과 2차혼합하는 단계(S40); 상기 무기분체조성물, 액상폴리머수지조성물 및 콘크리트 강화 단섬유의 혼합물을 중도로 시공면에 톱니형 스크래퍼, 레이크등 어느 하나의 방법을 사용하여 원하는 두께와 배수기능을 고려하여 바닥면에 도포하는 단계(S50); 상기 L형 측구 콘크리트 보수재를 중도로 도포한 1~2시간 후에 상도코팅제를 상도로 100~200g/㎡도포하는 단계(S60)로 시공하는 것으로서, 본 발명은 보도와 차도의 구별이 있는 도로에서는 그 경계선에, 구별이 없는 도로에서는 도로와 사유지와의 경계선에 설치하는 콘크리트 L형 측구에 여러 가지 열화 요인에 의해 콘크리트가 열화된 부위를 제거하여 표면에 보수재를 시공하여 열화된 콘크리트의 잔재물로 인한 교통사고를 미연에 방지 할 수가 있다.
또한 본 발명은 차량의 통행시 발생되는 진동에 의해 박리가 일어남을 방지하기 위해 내진성이 있으며, 동절기시 살포되는 염화칼슘등의 제설제에 내염성이 우수하며, 균열이 발생되어 있는 측구를 보수후 균열 발생을 억제 할 수 있는 분산성이 우수한 강화 단섬유를 사용하여 내구연한을 증대시킬 수 있었다.

Description

도로의 L형 측구 콘크리트의 보수를 위한 보수재의 조성물 및 시공방법{L-shaped ditch of the road for the repair of concrete repair materials and construction methods}

본 발명은 도로와 보도의 경계석 측구 또는 도로와 사유지 간의 경계석 측구를 보수하기 위한 재료의 조성물과 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시멘트계 혼합물, 석고, 규산질계 방수제, CSA계 팽창재, 점도증강제, 유동화제, 경화촉진제, 지연제, 규사로 이루어진 무기분체조성물과, 아크릴 모노머가 공중합체로 이루어진 에멀젼수지, 방부제, 소포제, 습윤제(wetting), 물로 이루어진 액체상폴리머수지조성물, 분산성이 우수한 콘크리트 강화 단섬유를 무기분체조성물을 이용하여 도로의 L형 측구 콘크리트를 보수 후 차량의 통행시 발생되는 진동에 의해 박리가 일어남을 방지하기 위해 내진성이 있으며, 동절기시 살포되는 염화칼슘등의 제설제에 내염성이 우수하며, 균열이 발생되어 있는 측구를 보수후 균열 발생을 억제할 수 있는 분산성이 우수한 콘크리트 강화 친수형인 단섬유를 사용한 도로의 L형 측구 콘크리트 보수를 위한 보수재의 조성물과 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 L형 측구라 함은, 보도와 차도의 구별이 있는 도로에서는 그 경계선에, 구별이 없는 도로에서는 도로와 사유지와의 경계선에 설치하는 콘크리트 L형 측구 시공시 콘크리트를 구성하고 있는 굵은 골재가 과도한 다짐 및 높은 슬럼프 등에 의해 하부로 침강하게 되고 그 표면에는 시멘트 페이스트와 혼합수가 상승되어 블리딩이 발생하게 된다.

이와 같이 발생되는 블리딩은 수분 증발로 콘크리트 조직이 다공질 되며 표면이 거칠어지면서 균열이 발생하게 된다.

이러한 균열은 외부로부터 들어오는 콘크리트 열화 인자의 이동 통로가 되어서 콘크리트내에서 열화원인이 되는 화학반응을 일으키고 콘크리트를 팽창시켜 콘크리트 열화되는 요인이 되는 소성상태의 열화와 수분이 충분히 존재하는 철근콘크리트를 동절기 시공시 내부에 존재하는 물이 얼면서 발생되는 9%의 체적팽창에 의해 콘크리트의 인장강도를 초과하면서 균열이 발생하게 된다.

이는 동절기에 동결과 융해를 반복하면서 콘크리트 표면이 탈락(scaling)하는 콘크리트 열화와 콘크리트 내에 존재하는 염류는 물에 의해 용해가 이루어지고, 용해된 염이 콘크리트로 이동하여 표면에 도달하면 증발하는데 증발속도가 늦어지면 표면에 수산화칼슘이 노출되면서 백화현상이 일어나며, 반대로 증발이 빨리 이루어지면 표면에 도착하기전에 증발을 하기 때문에 농축된 결정체가 모세관 공극에 채워지고 이것이 수분과 접하면 팽창을 해서 동결융해와 유사한 인장력이 발생하여 콘크리트를 열화시킨다. 이와 같은 열화 요인에 의해 L형 측구의 콘크리트가 급격하게 부식이 되어 ①도로 주변에 콘크리트 잔재물 등이 발생하며, ②도로의 배수로 콘크리트가 파괴되어 배수기능이 상실되며, ③도시의 미관 및 골재등이 통행중인 차량등에 의해 미끄럼이 발생하여 사고를 유발할 수 있는 문제점이 있어 보수가 시급하게 실시된다.

이와 같이 기존에 통용되는 보수재료를 가지고 급하게 시공을 하게 됨으로 L형 측구 콘크리트를 보수 후에는 차량의 통행시 발생되는 진동에 의해 박리가 일어나고 내진성이 떨어지는 문제점과, 동절기시 살포되는 염화칼슘등의 제설제에 내염성이 떨어지는 문제점과, 균열이 발생되는 문제점이 있다.

또한, 종래에는 열화된 L형 측구의 콘크리트에 일반시멘트 모르타르로 보수공사를 하거나 유기레진계 콘크리트로 보수공사를 하거나 심해질 경우에는 콘크리트를 재시공하는 방법을 선택하였으나 일반시멘트 모르타르로 보수공사시에는 열악한 물성으로 단기간내에 재시공이 불가피하여 경제적 손실을 발생시켰으며, 유기레진계 콘크리트는 고가의 재료이며, 항상 수분에 노출되어 있는 열화된 콘크리트와의 접착력 부족으로 쉽게 박리가 발생하였다. 또한 콘크리트 재시공시 환경 철거 비용 및 경계석의 손상, 배수로 조성이 불가피하여 신설시보다 추가비용이 발생됨으로 이 또한 쉽게 이루어지지 못하고 있는 실정이다. 최근에는 신도시 및 산업단지 조성 또는 구도시 도로 L형 측구 콘크리트가 산성비,CO2,자외선,동절기 염화칼슘으로 인한 열화가 심각하다는 연일 보도가 되고 있으며 그 피해가 심각하다고 볼 수가 있다.

이 분야의 선행기술을 살펴보면, 도 1과 같이 지반(기층)을 다진 후, 일정높이를 만들기 위하여 지반 위에 기초콘크리트(①)를 도로경계석(③)이 배치될 위치에 적당한 높이로 타설한 후, 기초콘크리트(①)가 어느 정도 양생된 후 그 위에 적절한 몰탈(②)을 위에 도포하여 콘크리트의 수분을 흡수하게 한 뒤에 도로경계석(③)을 설치하고, 도로경계석(③)과 도로 사이에 형성되는 L형 측구⑤에는 도로측에 거푸집(④)를 설치하고 콘크리트를 타설하거나 레미콘을 타설한다. 이와 같이 형 성되는 L형 측구(⑤)는 차 후 부등침하가 일어나거나, 외부의 충격이나 차량의 주행에 의해 부분적으로 파손되는 경우 파손된 부분만 콘크리트로 땜질하는 방식으로 보수를 시행하게 됨으로 보수 부분이 차량의 통행시 발생되는 진동에 의해 박리가 일어나고 내진성이 떨어져 균열이 발생되는 문제점과, 동절기에 살포되는 염화칼슘 등의 제설제에 내염성이 떨어지는 문제점이 있어 보수하여도 또다시 외부 충격에 쉽게 파손되는 문제점이 반복하여 발생되고 있어 보수하는데 많은 시간과 비용이 낭비되는 문제점이 있다.

이하 설명되는 본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2010-0089984호(2010년08월13일)에 개시되어 있다.

본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로 첫째, 열화된 L형 측구의 콘크리트에 일반시멘트 모르타르로 보수공사를 하여 단기간 내에 박리가 일어나 재시공이 반복적으로 이루어지는 문제점을 개선하고, 둘째, 유기레진계 콘크리트로 보수공사시 고가의 재료이며, 수분에 항상 노출되어 있는 콘크리트와의 계면에서 접착력이 부족하여 박리가 일어나는 문제점을 개선하고, 셋째, 새롭게 도로 L형 측구를 시공하기 위하여 발생되는 큰 비용을 발생되지 않도록 열화된 부분만 파쇄기를 이용하여 제거하고 수분에 의해 접착력이 저하되지 않는 고기능 수용성 아크릴계 에멀젼 프라이머를 사용하여 콘크리트 계면과의 접착력을 증대시켜 작업의 효율성을 가지며, 넷째, 보수작업시 교통 통행의 피해를 최소화하기 위해 속 건성 및 내충격이 우수하며, 차량통행에 의해 발생되는 진동으로 박리가 되지 않고 내진성이 우수하며, 수분 침투에 대한 저항성이 우수하여 동절기에 살포되는 염화칼슘등의 제설제에 대한 저항성이 우수한 폴리머모르타르를 프라이머가 도포 되어 있는 위에 파쇄 깊이 따라 3∼100mm 두께로 기구를 사용하여 타설하며 폴리머모르타르가 종결이 초기에 일어나면 비 또는 수분 및 이물질의 침투를 억제하기 위하여 속건성이며 폴리머모르타르 내부에 침투성 및 수분 반발력이 우수한 상도제를 도포하며 빠른 시간내에 시공을 마무리하는 것을 목적으로 한 도로의 L형 측구 콘크리트의 보수를 위한 재료의 조성물 및 시공방법에 관한 것이다.

본 발명의 목적을 해결하기 위한 것으로써, 이하에서 열화된 도로 L형 측구 콘크리트 보수재를 이용한 조성물과 시공방법을 설명하면 다음과 같다.

도로의 L형 측구에서 보수해야 할 열화된 콘크리트 깊이를 측정하여 표면 전용 파쇄기를 이용하여 원하는 깊이만큼 요철이 발생되게 파쇄하는 단계(S10);

상기 파쇄된 표면에 토출압력 500bar 이상의 고압세척기를 이용하여 열화된 콘크리트의 잔재물 및 이물질을 제거하는 단계(S20);

상기 고압세척기로 이물질 제거 후 고여 있는 수분을 제거한 후 바닥면에 접착력이 우수한 프라이머를 단면의 요철에 따라 하도로 100~300g/㎡ 정도를 도포하는 단계(S30);

시멘트계 혼합물 27 ~ 38중량%, 석고 5 ~ 8중량%, 규산질계 방수제 2 ~ 7중량%, CSA계 팽창재 1.5 ~ 3중량%, 점도증강제 0.05 ~ 0.2중량%, 유동화제 0.3 ~ 1.1중량%, 경화촉진제 0.05 ~ 0.3중량%, 지연제 0.1 ~ 0.4중량%, 규사 42 ~ 64중량%로 이루어진 무기분체조성물 100중량%와,

상기 무기분체조성물 100%에 대하여 아크릴 모노머가 공중합체로 이루어진 에멀젼수지 47 ~ 75중량%, 방부제 0.05 ~ 0.3중량%, 소포제 0.15 ~ 0.7중량%, wetting제 0.2 ~ 1.0중량%, 물 24.6 ~ 51중량%로 이루어진 액상폴리머수지조성물을 25 ~ 30중량%와 분산성이 우수한 콘크리트 강화 친수형 단섬유를 무기분체조성물의 0.05 ~ 0.2중량%를 먼저 액상폴리머수지에 투입시킨 후 전용믹서기를 사용하여 1차혼합하고 여기에 무기분체조성물과 2차 혼합하여 중도제를 형성하는 단계(S40);

상기 무기분체조성물, 액상폴리머수지조성물 및 콘크리트 강화 친수성 단섬유의 혼합물을 프라이머 위에 중도로 시공면에 톱니형 스크래퍼, 레이크등 어느 하나의 방법을 사용하여 원하는 두께와 배수기능을 고려하여 바닥면에 구배를 두어 도포하는 단계(S50);

상기 L형 측구 콘크리트 보수재를 중도로 도포한 1~2시간 후에 상도코팅제를 상도로 100~200g/㎡도포하는 단계(S60)로 시공하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 시공되는 본 발명의 시공 방법은, 보도와 차도의 구별이 있는 도로에서는 그 경계선에, 구별이 없는 도로에서는 도로와 사유지와의 경계선에 설치하는 콘크리트 L형 측구에 여러 가지 열화 요인에 의해 콘크리트가 열화된 부위를 제거하여 표면에 보수재를 시공하여 열화된 콘크리트의 잔재물로 인한 교통사고를 미연에 방지 할 수가 있다.

본 발명의 조성물 및 시공방법에 의해 보수 시공된 L형 측구 표면은 차량의 통행시 발생되는 진동에 의해 박리가 일어남을 방지하기 위해 내진성이 있으며, 동절기시 살포되는 염화칼슘 등의 제설제에 내염성이 우수하며, 균열이 발생되어 있는 측구를 보수후 균열 발생을 억제할 수 있는 분산성이 우수한 친수형 강화 단섬유를 사용하여 내구연한을 증대시킬 수 있도록 하는 효과를 가지며,

또한, 본 발명은 도로의 열화된 L형 측구 콘크리트 보수가 속건성이어서 차량통행의 피해를 최소화하며 물리, 화학적의 열악한 환경에 대한 저항성이 우수하여 내구성이 좋은 재료의 조성물 및 이를 이용한 시공방법을 제공하는 것이다.

도1은 종래의 L형 측구가 형성된 도로경계석 설치구조를 나타낸 단면도이며,
도2는 본 발명의 L형 측구를 보수하기 위한 시공 방법 블록도 이다.

이러한 목적을 구현하기 위한 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 L형 측구 콘크리트 보수재를 이용하여 열화된 콘크리트를 보수하기 위해서는 먼저 열화된 콘크리트 내부에 침투가 용이한 아크릴과 스타이렌 모노머를 중합시킨 공중합체를 입자(Particle size) 200nm로 유화 제조하여 열화가 심한 콘크리트 내부에 침투시켜 접착력을 증대시키며 도포된 중도 물질과의 박리가 일어나지 않는 하도 프라이머를 도포하게 된다.

본 발명에서 사용되는 무기분체조성물을 설명하면, 시멘트계 혼합물, 석고, 규산질계 방수제, CSA계 팽창제, 점도증강제, 유동화제, 경화촉진제, 지연제, 규사로 이루어진 무기분체조성물과;

아크릴과 스타이렌의 모노머가 공중합체로 이루어진 에멀젼수지, 방부제, 소포제, 습윤제(wetting), 물로 이루어진 액상폴리머수지 조성물을 형성한다.

상기와 같이 조성된 무기분체조성물과 액상폴리머수지 조성물과 액상폴리머수지 조성물에 콘크리트 강화 단섬유를 분산시킨후 혼합하여 형성된 중도제를 도포하게 된다.

상기 L형 측구 콘크리트 보수재를 중도로 도포한 1~2시간 후에 아크릴과 스타이렌 모노머를 중합시킨 공중합체를 입자(Particle size) 150nm로 유화 제조하여 경화된 중도 보수재 표면 내부에 침투시켜 표면에 도막을 형성시키지 않으며, 빠르게 건조되는 속건성이며, 건조 후 끈적임이 남지 않아 이물질 부착이 없으며, 물에 의한 반발력이 우수하여 외부로부터 유입되는 수분을 차단하여 경화 양생중인 중도 보수재를 보호하는 상도코팅제를 상도로 도포하는 것을 특징으로 하는 도로의 L형 측구 콘크리트의 보수를 위한 재료의 조성물 및 시공방법이 제공된다.

본 발명의 L형 측구 콘크리트의 보수재로 사용되는 무기분체조성물을 구성하는 시멘트계 조성물에는 초기강도와 경화시간을 단축하기 위한 시멘트는 초속경시멘트와 같은 혼합시멘트 또는 Al₂O₃ 함량 50중량% 이상의 알루미나시멘트, Al₂O₃ 함량 36중량% 이상의 아윈계 시멘트와 같은 특수시멘트를 1~2 종류 이상을 사용한다.

이러한 시멘트계 조성물은 무기분체조성물의 27 ~ 38중량% 범위 내에서 다양한 비율로 함유하여 초기압축강도, 휨강도, 접착강도 증대 및 경화시간을 단축하도록 조성된다.

즉, 초속경시멘트와 같은 혼합시멘트, Al₂O₃ 함량 50% 이상의 알루미나시멘트, Al₂O₃ 함량 36% 이상의 아윈계 시멘트중에서 상기한 중량비 내에서 다양하게 혼합량을 조절하여 사용할 수 있다.

본 발명에서 무기분체조성물을 구성하는 시멘트계 조성물에 반응성을 부여하기 위해 석고를 사용하게 되는데, 석고의 종류는 무수석고(CaSO4), 반수석고(CaSO4·ㅍ H2O), 이수석고(CaSO4·2H2O)가 있다.

본 발명에서는 CaO 45중량% 이하, SO₃ 46중량% 이상의 함량을 가진 천연무수석고를 5 ~ 8중량%를 사용한다.

본 발명에서 무기질계 방수제인 규산질계 방수제를 사용한다. 효과는 상기 무기분체조성물에 혼입하여 시멘트경화체의 공극을 화학적 및 물리적으로 충진하여 치밀화 시켜 방수성을 향상시킨다. 종류로는 반응성이 있는 플라이애쉬, 실리카흄, 규산백토, 비반응성의 석분 중에서 1~2종류를 혼합하여 무기분체조성물에서의 2 ~ 7중량%를 사용한다.

이때 2중량% 이하 사용시에는 방수효과가 미미하며, 7중량%를 초과시에는 미반응물질이 발생하여 물리적 성질이 감소한다.

본 발명에서 무기분체조성물을 구성하는 팽창재는 CSA계, 석고계, 알루미늄분말등이 있으며, 본 발명에서는 CSA계 팽창재를 무기분체조성물에서의 1.5 ~ 3중량%범위 내에서 사용하였으며 수축에 대한 보상 팽창만을 하도록 하였다.

즉, 시멘트의 치명적인 단점인 수축을 고려하여, 팽창재를 사용함으로써 시멘트의 수축을 억제하여 과팽창 또는 팽창이 부족하지 않을 정도로만 팽창이 되도록 하였다. 상기한 3중량% 이상의 양을 사용하게 되면 과도한 팽창이 발생하여 경화체가 파괴되는 현상이 나타나며 전체적인 물성이 급격하게 저하된다.

본 발명에서 무기분체조성물을 구성하는 점도증강제는 셀룰로스(Cellulose)계 증점제, 스타치(starch)계 증점제, 잔탄검(xanthan gum)계 점도증강제등이 있으며, 특히 천연 점도증강제인 잔탄검은 양배추의 엽소병 원인균인 잔토모나스 캄페스트리스(Xanthomonas Campestris) 균을 사용하여 탄수화물을 순수배양 발효하여 얻은 고분자 다당류 검물질을 아이소프로필알코올에 정제·건조·분쇄한 것으로서 포도당, 마노스 및 글루크론산의 나트륨, 칼륨 및 칼슘염 등으로 구성된 혼합물이다. 엷은 노란색 가루로서 물에 잘 녹으며 수용액은 중성이다. 물에 녹으며 에탄올에 녹지 않는다. 특히 냉수에 분산되고 열수에 용해되는데 용해되는 온도에 따라 점도의 차이가 거의 없다. 우수한 내열성을 가지고 있으며 특히 빙초산, 시트르산 등이 있으면 가열하더라도 점도 저하가 적은 편이다. 잔탄검과 같은 천연점도증강제는 산성 또는 알칼리 물질이 공존하면 점도가 저하하는데 잔탄검은 pH에 의한 점도 저하가 없으며 pH 2~13의 범위 내에서도 안정한 편이다. 잔탄검은 다른 점도증강제에 비교하여 점도가 좋은 편이며 농도에 따라 점차 점도가 증가된다.

본 발명에서는 알칼리에도 강하며, 블리딩 억제율이 뛰어나며, 재료분리가 발생되지 않으며 경화시간을 지연시키지 않아 초기강도의 하락을 방지 할 수 있는 잔탄검계 점도증강제를 사용하게 된다.

이때 본 발명에서는 무기분체조성물의 점도증강제는 0.05 ~ 0.2중량%까지 사용하여야 본 발명에서 요구되는 성질을 발휘할 수 있으며, 0.05중량% 보다 부족하면 재료분리가 발생하며, 0.2중량%를 초과시에는 응집이 과도하게 일어나 액체폴리머수지 조성물을 과도하게 사용하게 되며 이는 재료분리에 의한 블리딩을 유발하여 시공 품질이 저하되게 된다.

본 발명에서 시멘트계 조성물에서의 높은 Al₂O₃ 함량과 비표면적으로 인한 점도의 증가로 과도한 액체폴리머수지조성물을 사용하게 되는데 이는 강도의 하락과 경화지연의 원인이 된다.

본 발명에서는 이를 해결하기 위해 적은 양의 사용만으로도 효과를 볼 수 있는 나프탈렌계, 멜라민계, 폴리카르본산계 등의 감수제 또는 유동화제를 1~2 종류를 혼합 사용하게 된다.

즉, 나프탈렌계, 멜라민계, 폴리카르본산계 등의 감수제 또는 유동화제 중에서 하나를 선택하여 단독으로 사용하거나 두 종류 또는 그 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

이때, 본 발명에서는 무기분체조성물의 0.3 ~ 1.1중량%까지 사용하여야 본 발명에서 요구되는 성질을 발휘할 수 있으며, 0.3중량％보다 부족하면 높은 Al₂O₃ 함량과 비표면적에 의해 발생된 점도를 떨어뜨리는 효과를 발휘할 수 없고, 1.1중량％를 초과시에는 재료분리, 블리딩 발생등의 문제점들이 발생할 수 있으므로, 나프탈렌계, 멜라민계, 폴리카르본산계 유동화제를 0.3 ~ 1.1 중량％ 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 조성물 간의 혼합시공 후 경화시간을 단축하여 경화과정에서의 발생되는 균열 및 수축을 억제하기 위해 경화촉진제를 사용한다. 특히, 시공온도가 현저하게 떨어졌을 때에는 사용량을 조절하여 사용해야한다.

본 발명에서 사용되어지는 경화촉진제의 종류로는 무기계와 유기계가 있으며 무기계에는 CaCl₂, Na₂CO₃, Al(OH)₃, NaAlO₂등의 염화물이나 알카리 탄산염, 알카리 알루민산염외 하소명반석, 물유리 등이 있으며, 그 외 시멘트 광물계가 있으며, 유기계로는 글리세린, 트리에탄올아민(TEA)이 있다.

본 발명에서는 무기계에서의 적어도 하나 또는 그 이상의 경화촉진제를 0.05 ~ 0.3중량%를 사용한다.

본 발명에서 무기분체조성물을 구성하는 지연제는 시멘트 수화물의 생성을 억제하는 기능이 있어 경화시간을 자유롭게 조절하며 종류로는 주석산, 글루콘산, 구연산, 옥시카본산계 화합물, 당류등이 있으며 본 발명에서는 지연제 1∼2 종류를 혼합 사용하게 되며 분말조성물의 0.1∼0.4 중량%까지 사용하게 된다.

본 발명의 무기분체조성물에 사용되는 규사는 내마모성이 강하고 불순물이 제거되어 있으며, 함수율은 무기분체조성물과 혼합 제조시 영향을 주게 되므로, 입도 및 입형 관리가 잘된 건조규사를 사용하면 된다. 입형은 골재와 시멘트 페이스트간의 접착 면적을 최대화하기 위해 면이 거친 것을 사용한다.

본 발명의 무기분체조성물에서 규사의 함량은 비중을 고려하여 42 ~ 64중량%까지 사용하였으며, 시멘트 경화체 자체가 내마모성이 우수하므로, 규사 종류의 선택 폭은 넓어질 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 액상폴리머수지조성물은 아크릴 모노머가 공중합체로 이루어진 에멀젼수지 47 ~ 75중량% 액상폴리머수지조성물의 고형분(건조하여 수분함량을 제하고 남은 고체형태의 물질을 말한다)은 23~45 중량％ 범위 내에서 요구되어지는 물성을 고려하여 조절하여 사용한다. 이때 아크릴에멀젼 수지는 고형분 50±2%이며, M.F.F.T(Minimum Film Forming Temperature)가 -3℃인 것을 특징으로 하는 것을 사용한다.

본 발명에서의 액상폴리머수지조성물에는 방부제를 0.05~0.3 중량％까지 사용한다. 에멀젼은 곰팡이나 박테리아가 서식할 수 있는 조건을 가지고 있어 저장 안정성을 위해 방부제가 필요하다. 곰팡이나 박테리아는 유화제나 천연에서 유도된 천연물을 먼저 공격하여 에멀젼의 물성을 변화시킨다. 현상으로는 점도의 상승이나 저하, 겔화나 응집, 침전, PH의 저하등이 있다.

또한, 본 발명에서의 액상폴리머수지조성물에는 무기분체조성물과 혼합시 발생될 수 있는 기포를 억제하기 위해 미네랄오일계 소포제를 0.15~0.7 중량％까지 2가지를 혼합 사용한다.

즉, 동일한 미네랄오일계 성분으로 1가지를 사용하는 것보다 2가지를 혼합 사용함으로써, 사용량도 줄일 수 있으며 소포기능도 증대될 수 있다.

본 발명의 액상폴리머수지조성물에 사용되는 wetting제는 아크릴에멀젼과 무기분체조성물의 골재의 혼합을 균일하게 하기 위한 계면활성제로 낮은 점성의 습윤제를 사용하며, 액상폴리머수지조성물의 0.2 ~ 1.0중량%를 사용한다.

본 발명의 액상폴리머수지조성물은 상기 성분 이외에 시멘트 수화 반응에 불필요한 불순물이 혼합되지 않은 순수한 물이 24.6 ~ 51중량%로 혼합된다. 불순물이 혼입되어 있는 물은 응결, 경화, 강도의 발현, 체적변화 등에 나쁜 영향을 미치게 되므로 지하수는 사용치 않으며, 수도수(水道水)를 사용한다.

본 발명에서의 보수재료 조성물에 사용되어지는 PVA계 섬유는 탄소를 함유한 솔벤트, 기름, 염분, 알칼리에 매우 높은 저항성을 나타내며 직사 광선에 노출되어도 뛰어난 저항성을 가지고 있다.

섬유 표면이 수산기를 가지고 있는 친수성 구조로서 액상폴리머수지조성물에서 분산이 잘되고 높은 탄성계수와 무기분체조성물과 액상폴리머수지조성물 혼합물에서의 높은 부착성능을 가지고 있으며, 비교적 작은 직경을 갖추고 있어 미소균열을 억제하고 안정화하며 섬유의 가교작용을 통하여 역학적 성질을 증대시키는데 매우 효과적이며 피로와 충격하중에 의해 발생하는 균열을 억제하는데 효과적이다.

또한, 표면에 노출이 되지 않아 마감성이 매우 우수하다.

본 발명의 보수재 조성물에 사용되어지는 친수성 PVA계 마이크로 섬유는 비중 1.26g/㎤, 직경 11㎛, 인장강도 9000kgf/㎠, 길이 3∼8㎜ 인 것을 특징으로 하며 무기분체조성물의 0.05 ~ 0.2중량%를 사용한다. 0.05 중량% 미만은 소성균열을 억제하는데 효과가 없으며 0.2중량%를 초과시에는 섬유의 엉킴현상이 나타난다.

여기에서 섬유의 길이가 3㎜ 이하가 되면 메트릭스 구조가 형성이 되지 않아 섬유 사용 효과를 볼 수 없으며, 8㎜ 초과시에는 분산이 쉽지 않으며 섬유간의 서로 엉킴현상이 나타나 이 또한 섬유 사용 효과를 볼 수가 없다.

이하, 이러한 도로의 L형 측구 콘크리트의 보수를 위한 재료의 조성물 및 시공방법에 대해 상술한다.

<실시예 1>

제1공정에서는 L형 측구에서 보수해야 할 열화된 콘크리트 깊이를 측정하여 표면 전용 파쇄기를 이용하여 원하는 깊이만큼 요철이 발생되게 파쇄하는 단계,

제2공정에서는 파쇄된 표면에 토출압력 500bar 이상의 고압세척기를 이용하여 열화된 콘크리트의 잔재물 및 이물질을 제거하는 단계,

제3공정에서는 고여 있는 수분을 제거한 후 열화된 콘크리트 내부에 침투가 용이한 아크릴과 스타이렌 모노머를 중합시킨 공중합체를 Particle size를 200nm의 프라이머를 단면의 요철에 따라 하도로 200g/㎡를 도포하는 단계,

제4공정에서는 시멘트계 혼합물 34중량%, 석고 6중량%, 규산질계 방수제 4중량%, CSA계 팽창재 2중량%, 점도증강제 0.1중량%, 유동화제 0.5중량%, 경화촉진제 0.2중량%, 지연제 0.2 중량%, 규사 53중량%로 이루어진 무기분체조성물 100중량%과

아크릴 모노머가 공중합체로 이루어진 에멀젼수지 65중량%, 방부제 0.2중량%, 소포제 0.4중량%, wetting제 0.7중량%, 물 33.7중량% 이루어진 액상폴리머수지조성물 27중량%과 분산성이 우수한 콘크리트 강화 친수형 단섬유를 무기분체조성물의 0.05 ~ 0.2중량%를 먼저 액상폴리머수지에 분산시킨후 전용믹서기를 사용하여 1차 혼합하고 여기에 무기분체조성물과 2차 혼합하는 단계,

제5공정에서는 상기 무기분체조성물, 액상폴리머수지조성물 및 콘크리트 강화 단섬유의 혼합물을 중도로 시공면에 톱니형 스크래퍼, 레이크등 어느 하나의 방법을 사용하여 원하는 두께와 배수기능을 고려하여 바닥면에 도포하는 단계,

제6공정에서는 상기 L형 측구 콘크리트 보수재를 중도로 도포한 1~2시간 후에 아크릴과 스타이렌 모노머를 중합시킨 공중합체를 Particle size를 150nm로 중도 보수재 내부에 침투시켜 도막을 형성시키지 않으며, 빠르게 건조되는 속건성이며, 건조후 끈적임이 남지 않아 이물질 부착이 없으며, 발수성이 우수하여 외부로부터 유입되는 수분을 차단하여 경화 양생중인 중도 보수재를 보호하는 상도코팅제를 상도로 150g/㎡도포하는 단계로 실시된다.

<비교예 1>

제2공정에서는 파쇄된 표면에 토출압력 250bar 이하의 고압세척기를 이용하여 열화된 콘크리트의 잔재물 및 이물질을 제거하는 단계,

제3공정에서는 고여 있는 수분을 제거한 후 열화된 콘크리트 내부에 침투가 용이한 아크릴과 스타이렌 모노머를 중합시킨 공중합체를 Particle size를 200nm의 프라이머를 단면의 요철에 따라 하도로 200g/㎡ 정도를 도포하는 단계,

제4공정에서는 시멘트계 혼합물 34중량%, 석고 6중량%, 규산질계 방수제 4중량%, CSA계 팽창재 2중량%, 점도증강제 0.1중량%, 유동화제 0.5중량%, 경화촉진제 0.2중량%, 지연제 0.2 중량%, 규사 53중량%로 이루어진 무기분체조성물 100중량%와

아크릴 모노머가 공중합체로 이루어진 에멀젼수지 65중량%, 방부제 0.2중량%, 소포제 0.4중량%, wetting제 0.7중량%, 물 33.7중량% 이루어진 액상폴리머수지조성물 27중량%와 분산성이 우수한 콘크리트 강화 친수형 단섬유를 무기분체조성물의 0.05 ~ 0.2중량%를 먼저 액상폴리머수지에 분산시킨 후 전용믹서기를 사용하여1차 혼합하고 여기에 무기분체조성물과 2차 혼합하는 단계,

<비교예 2>

제3공정에서는 고여 있는 수분을 제거한 후 열화된 콘크리트 내부에 침투가 용이한 아크릴과 스타이렌 모노머를 중합시킨 공중합체를 Particle size를 300nm 이상의 프라이머를 단면의 요철에 따라 하도로 200g/㎡ 정도를 도포하는 단계,

제4공정에서는 제4공정에서는 시멘트계 혼합물 34중량%, 석고 6중량%, 규산질계 방수제 4중량%, CSA계 팽창재 2중량%, 점도증강제 0.1중량%, 유동화제 0.5중량%, 경화촉진제 0.2중량%, 지연제 0.2 중량%, 규사 53중량%로 이루어진 무기분체조성물 100중량%와

아크릴 모노머가 공중합체로 이루어진 에멀젼수지 65중량%, 방부제 0.2중량%, 소포제 0.4중량%, wetting제 0.7중량%, 물 33.7중량% 이루어진 액체상폴리머수지조성물 27중량%와 분산성이 우수한 콘크리트 강화 단섬유를 무기분체조성물의 0.05 ~ 0.2중량%를 먼저 액상폴리머수지에 분산시킨후 전용믹서기를 사용하여 1차 혼합하고 여기에 무기분체조성물과 2차 혼합하는 단계,

<비교예 3>

제3공정에서는 고여 있는 수분을 제거한 후 열화된 콘크리트 내부에 침투가 용이한 아크릴과 스타이렌 모노머를 중합시킨 공중합체를 Particle size를 200nm 의 프라이머를 단면의 요철에 따라 하도로 200g/㎡ 정도를 도포하는 단계,

아크릴 모노머가 공중합체로 이루어진 에멀젼수지 65중량%, 방부제 0.2중량%, 소포제 0.4중량%, wetting제 0.7중량%, 물 33.7중량% 이루어진 액상폴리머수지조성물 27중량%를 혼합하는 단계,

제5공정에서는 상기 무기분체조성물, 액상폴리머수지조성물 혼합물을 중도로 시공면에 톱니형 스크래퍼, 레이크등 어느 하나의 방법을 사용하여 원하는 두께와 배수기능을 고려하여 바닥면에 도포하는 단계,

제6공정에서는 상기 L형 측구 콘크리트 보수재를 중도로 도포한 1~2시간 후에 아크릴과 스타이렌 모노머를 중합시킨 공중합체를 Particle size를 150nm 이상으로 중도 보수재 내부에 침투시켜 도막을 형성시키지 않으며, 빠르게 건조되는 속건성이며, 건조후 끈적임이 남지 않아 이물질 부착이 없으며, 발수성이 우수하여 외부로부터 유입되는 수분을 차단하여 경화 양생중인 중도 보수재를 보호하는 상도코팅제를 상도로 150g/㎡도포하는 단계로 실시된다.

<비교예 4>

아크릴 모노머가 공중합체로 이루어진 에멀젼수지 65중량%, 방부제 0.2중량%, 소포제 0.4중량%, wetting제 0.7중량%, 물 33.7중량% 이루어진 액상폴리머수지조성물 27중량%와 분산성이 우수한 콘크리트 강화 친수형 단섬유를 무기분체조성물의 0.05 ~ 0.2중량%를 먼저 액상폴리머수지에 분산시킨후 전용믹서기를 사용하여 1차 혼합하고 여기에 무기분체조성물과 2차 혼합하는 단계,

제5공정에서는 상기 무기분체조성물, 액상폴리머수지조성물, 콘크리트 강화 간섬유의 혼합물을 중도로 시공면에 톱니형 스크래퍼, 레이크등 어느 하나의 방법을 사용하여 원하는 두께와 배수기능을 고려하여 바닥면에 도포하는 단계,

제6공정에서는 상기 L형 측구 콘크리트 보수재를 중도로 도포한 1~2시간 후에 아크릴과 스타이렌 모노머를 중합시킨 공중합체를 Particle size를 250nm로 상도코팅제를 상도로 150g/㎡도포하는 단계,

상기 표 1은 시공후 아래의 각 측정 결과 나타낸 것이다.

- 열화콘크리트 제거율은 고압세척후 건조시켜 측정

- 프라이머 침투깊이는 도포후 core를 채취해 측정

- 균열길이는 시공후 12개월 즉 사계절 경과후 측정

- 상도제 침투깊이는 도포후 core를 채취해 측정

- 피막형성은 스크래치를 발생시켜 측정

- 표면반발력은 시공 1일후 살수하여 측정

본 발명의 시공방법에서는 열화된 콘크리트를 제거하기 위해서는 파쇄기를 사용후 잔재물을 고압세척기로 제거를 하여야 한다.

상기 표1의 결과에 의하면 실시예 1과 비교 예2,3,4의 경우처럼 고압세척기의 토출압력이 500bar 이상일 경우에는 제거율이 90%이상이나 비교예 1의 경우에 토출압력 250bar이하의 고압세척기 사용시에는 제거율이 60%에도 못 미쳐 보수 후에는 박리 및 균열이 많이 발생 함을 알 수가 있었다.

본 발명의 보수재의 조성물중 프라이머의 입자(particle size)가 200nm 이하로 적을수록 열화된 콘크리트 내부에 침투하여 중도 혼합물과 접착력이 우수하여 박리가 일어나지 않으며, 균열발생을 억제 할 수 있음을 알 수가 있었다. 그러나 비교예2의 경우처럼 프라이머의 particle size가 300nm 이하일 경우에는 침투력이 부족하여 균열이 발생하였다. 이때 프라이머의 입자(particle size)가 200nm 또는 300nm이하라 하더라도 0 을 포함하는 것은 아니다.

본 발명의 보수재의 조성물중 콘크리트 강화 단섬유를 사용여부에 균열발생길이가 차이가 났다. 비교예3의 경우는 섬유를 사용치 않은 결과이다.

본 발명의 보수재의 조성물중 상도코팅제의 particle size가 150nm 이하로 적을수록 중도 보수재 내부에 침투하여 경화과정중 양생을 도우며 속건성이어서 끈적임이 없으며, 발수성이 우수하여 외부로부처의 수분 침투를 막을수가 있었다. 그러나 비교예4의 경우는 particle size가 250nm 이하일 경우에는 침투력이 부족하여 피막을 형성함을 알 수가 있었다.

본 발명에서의 톱니스크래퍼를 이용하여 표면에 우천시 배수가 용이하도록 무늬를 만들고 우천시에 배수로로 빠르게 유입되는 것을 알 수가 있었다.

상기 표2는 본 발명의 재료 조성물의 배합 비를 나타낸 것이다.

상기 표2는 배합비를 나타내었으며, 상기 표3은 물리적 성질을 나타낸 것이다.

상기 결과에서 아크릴에멀젼을 사용시 내충격성이 우수하여 차량의 통행시 발생되는 진동에 의해 박리가 일어남을 방지하기 위해 내진성이 있으며, 동절기시 살포되는 염화칼슘 등의 제설제에 내염성이 우수하며, 동결융해에 대한 저항성이 큼을 알 수가 있으며, 경화촉진제 사용 여부에 의한 응결시간, 초기강도 편차가 있음을 알 수 있으며, 콘크리트 강화 단섬유가 휨강도를 다소 증진시키는 것을 알 수가 있었다.

또한, 본 발명은 도로의 열화된 L형 측구 콘크리트 보수가 속건성이어서 차량통행의 피해를 최소화하며 물리, 화학적의 열악한 환경에 대한 저항성이 우수하여 내구성이 좋은 재료의 조성물 및 이를 이용한 시공방법을 제공하는 이점이 있다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims

L형 측구에서 보수해야 할 열화된 콘크리트 깊이를 측정하여 표면 전용 파쇄기를 이용하여 원하는 깊이만큼 요철이 발생되게 파쇄하는 단계(S10);
파쇄된 표면에 토출압력 500bar 이상의 고압세척기를 이용하여 열화된 콘크리트의 잔재물 및 이물질을 제거하는 단계(S20);
이물질을 제거 후 고여 있는 수분을 제거한 후 바닥면에 접착력이 우수한 입자 200nm인 프라이머를 단면의 요철에 따라 하도로 100~300g/㎡ 로 도포하는 단계(S30);
시멘트계 혼합물, 석고, 규산질계 방수제, CSA계 팽창제, 점도증강제, 유동화제, 경화촉진제, 지연제, 규사로 이루어진 무기분체조성물 100중량%와
상기 무기분체조성물 100중량%에 대하여 아크릴 모노머가 공중합체로 이루어진 에멀젼수지, 방부제, 소포제, 습윤제, 물로 이루어진 액상폴리머수지조성물 25 ~ 30중량%와 분산성이 우수한 콘크리트 강화 친수형 단섬유를 무기분체조성물의 0.05 ~ 0.2중량%를 먼저 액상폴리머수지에 분산시킨후 전용믹서기를 사용하여 1차 혼합하고 여기에 무기분체조성물과 2차 혼합하여 중도제를 형성하는 단계(S40);
상기 무기분체조성물, 액상폴리머수지조성물 및 콘크리트 강화 단섬유의 혼합물을 중도로 시공면에 톱니형 스크래퍼, 레이크 중 어느 하나의 방법을 사용하여 원하는 두께와 배수기능을 고려하여 바닥면에 L형 측구 콘크리트 보수재를 중도로 도포하는 단계(S50);
상기 L형 측구 콘크리트 보수재를 중도로 도포한 1~2시간 후에 입자가 150nm 인 상도 코팅제를 상도로 100~200g/㎡도포하는 단계(S60)로 시공하는 것을 특징으로 하는 도로의 L형 측구 콘크리트의 보수를 위한 보수재 시공방법.
제1항에 있어서,
파쇄기를 이용하여 원하는 깊이만큼 요철이 발생되게 파쇄하는 단계는 파쇄된 표면에 토출압력 500bar 이상의 고압세척기를 이용하여 열화된 콘크리트의 잔재물 및 이물질을 제거하는 것을 특징으로 하는 도로의 L형 측구 콘크리트의 보수를 위한 보수재 시공방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 상도 코팅제를 상도로 도포하는 단계는 L형 측구 콘크리트 보수재를 중도로 도포한 1~2시간 후에 아크릴과 스타이렌 모노머를 중합시킨 공중합체입자가 150nm인 상도코팅제를 상도로 100~200g/㎡도포하는 것을 특징으로 하는 도로의 L형 측구 콘크리트 보수를 위한 보수재 시공방법.
삭제
제1항의 시공방법을 실시하기 위한,
무기분체조성물은 시멘트계 혼합물 27 ~ 38중량%, 석고 5 ~ 8중량%, 규산질계 방수제 2 ~ 7중량%, CSA계 팽창재 1.5 ~ 3중량%, 점도증강제 0.05 ~ 0.2중량%, 유동화제 0.3 ~ 1.1중량%, 경화촉진제 0.05 ~ 0.3중량%, 지연제 0.1 ~ 0.4중량%, 규사 42 ~ 64중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 도로의 L형 측구 콘크리트의 보수를 위한 보수재 조성물.
제1항의 시공방법을 실시하기 위한,
액상폴리머수지조성물은 아크릴 모노머가 공중합체로 이루어진 에멀젼수지 47 ~ 75중량%, 방부제 0.05 ~ 0.3중량%, 소포제 0.15 ~ 0.7중량%, 습윤제 0.2 ~ 1.0중량%, 물 24.6 ~ 51중량% 이루어진 것을 특징으로 하는 도로의 L형 측구 콘크리트의 보수를 위한 보수재 조성물.
제1항의 시공방법을 실시하기 위한,
L형 측구 콘크리트 보수재를 중도제는 무기분체조성물 100중량%에 대하여 액상폴리머수지조성물 25 ~ 30중량%와 분산성이 우수한 콘크리트 강화 친수형 단섬유를 무기분체조성물의 0.05 ~ 0.2중량%를 무기분체조성물과 혼합하는 것을 특징으로 하는 도로의 L형 측구 콘크리트의 보수를 위한 보수재 조성물.