KR101465446B1 - 내염성 초속경 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 교면 또는 포장면 보수방법 - Google Patents

내염성 초속경 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 교면 또는 포장면 보수방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 염소이온침투저항성이 우수한 저발열 시멘트와 유황 미분말을 첨가하여 초속경 콘크리트의 염화물저항성 및 내약품성을 개선했으며 시멘트 혼화용 폴리머를 첨가함으로써 시멘트 혼합성, 인장강도, 부착력, 내구성 및 작업성을 개선하고 균열치유재를 첨가하여 균열에 대한 저항성을 높인 내염성 초속경 콘크리트 조성물 및 이을 이용한 교면 또는 포장면 보수방법에 관한 것으로, 내염성 초속경 결합재 10~30 중량%, 잔골재 23~55 중량%, 굵은골재 23~55 중량%, 시멘트 혼화용 폴리머 1~15 및 물 1~10 중량% 포함하는 내염성 초속경 콘크리트 조성물을 제공하는 특징에 의하여 초속경 콘크리트의 염화물저항성과 내약품성을 개선하고 혼합성, 인장강도, 부착력, 내구성, 작업성을 개선하며 균열에 대한 저항성을 높이고 또한, 균열, 중성화, 화학적 침식에 의해 열화된 콘크리트 도로와 교량의 구조를 개량하여 내구성을 증진하는 효과가 있다.

Description

내염성 초속경 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 교면 또는 포장면 보수방법{High early-strength concrete composite and repair method of brtdge pavement}
본 발명은 내염성 초속경 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 교면 또는 포장면 보수방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 염소이온침투저항성이 우수한 저발열 시멘트와 유황 미분말을 첨가하여 초속경 콘크리트의 염화물저항성 및 내약품성을 개선했으며 시멘트 혼화용 폴리머를 첨가함으로써 시멘트 혼합성, 인장강도, 부착력, 내구성 및 작업성을 개선하고 균열치유재를 첨가하여 균열에 대한 저항성을 높인 내염성 초속경 콘크리트 조성물 및 이을 이용한 교면 또는 포장면 보수방법에 관한 것이다.
종래기술에 의한 도로 또는 교량 표면의 콘크리트 포장도로에 대한 보수는 아스팔트 콘크리트, 초속경시멘트 콘크리트 등을 이용하여 시행되어져 왔다.
이러한 종래 기술의 콘크리트 포장 도로는 낮은 내구성에 의하여 도로 또는 교량의 표면에 균열이 발생하고 표면의 균열을 통하여 유입된 빗물이 포장체 내부로 침투하며 콘크리트 교량 등의 상판을 노화시키고 특히, 염화물 침투 등에 의한 교량 상판의 철근 부식을 촉진시켜 교량의 내구성을 저하시키는 등의 문제가 있다.
일반적으로 도로포장은 크게 아스팔트 포장과 콘크리트 포장의 두 가지로 나누어 볼 수 있는데, 아스팔트 포장은 이용자들에게 쾌적한 도로 환경을 제공한다는 측면과 보수가 용이하다는 이점이 있는 반면에 연성 포장으로서 도로의 수명이 짧은 문제점이 있으며, 반면 강성포장으로 분류되는 콘크리트 포장은 포장면의 탈락과 균열발생 시 염화물 또는 수분의 침투로 인하여 철근의 부식, 콘크리트의 열화 및 유지보수가 곤란하다는 문제점이 있다.
일반적으로 콘크리트 포장은 배합 설계(시멘트, 굵은 골재, 모래, 물)에 준하여 비빔 과정을 거쳐서 타설하는 것으로, 재료가 가지는 강도를 발현하고 접착력 등을 나타내지만 열악한 도로환경을 극복하기 위한 보통 콘크리트 배합에 대비하여 개선된 강도, 방수 성능, 내구성을 나타내지를 못하고 있는 실정이다.
이와 같은 보통 콘크리트의 내구성 저하에 직접적인 영향을 주는 염화물이나 수분의 침투를 효과적으로 방지하기 위한 방법의 하나로 제시된 것이 보통 콘크리트 배합시에 라텍스를 첨가하여 라텍스 개질 콘크리트(LMC : Latex Modified Concrete)를 사용하는 방법이다.
일반적으로 교량이란 하천, 해안, 도로 등의 상부를 지나갈 수 있도록 가설된 고가 구조물을 총칭하는 것으로, 이러한 교량의 표면에는 차량 등이 원활하게 통행할 수 있도록 포장공사를 함으로써 교면(橋面) 포장 층을 형성한다.
교면 포장은 교통 하중을 직접 전달하는 부분으로서, 반복되는 교통하중에 적합한 강도 및 균열저항성을 가져야 하고 빗물 등의 수분에 노출되어 있는 관계로 방수 성능을 가질 것이 요구되며 특히, 염화물이온의 침투에 의해 철근이 부식되는 것을 방지하기 위하여 낮은 염소이온 투수성을 가질 것이 요구된다.
이와 같은 교량 상판에서 부식이나 침식이 많이 일어나는 부위를 보수와 보강하기 위한 보수공사에는 SBR(Styrene Butadiene Rubber) 라텍스를 첨가한 초속경 라텍스 재질 콘크리트가 널리 사용되고 있다.
그러나 SBR 라텍스 개질의 경우, 시멘트와의 혼화성과 작업성을 부여하기 위해 다량의 친수성 유화제를 사용하게 되는데, 이는 라텍스 자체의 분산 및 저장안정성이 떨어져 장기 저장 시, 라텍스 입자의 상분리(phase separation) 발생 원인이 된다. 라텍스 입자의 상분리는 초속경 라텍스 개질 콘크리트의 시멘트 혼화성, 소성크랙, 포설된 부위별 방수성, 상도와 내구성에 편차가 발생할 수 있는 문제점이 있다. 또한, 고가의 폴리머 혼입량이 많아 시공비의 상승이 불가피한 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 최근에는 무기계 개질재인 개질유황 폴리머를 첨가한 초속경 개질유황 콘크리트가 개발되어 사용되고 있다. 초속경 개질유황콘크리트는 염소이온 침투저항성 및 내약품성이 매우 우수하다. 그러나 라텍스개질콘크리트에 비해 방수성 및 시공성이 낮은 문제가 있다.
따라서 방수성, 시공성이 높고 내염성이 있는 초속경 콘크리트의 기술을 개발할 필요가 있다.
대한민국 특허등록번호 제10-1019073호(2011.02.24.) “초조강 시멘트 조성물 및 이를 이용한 라텍스 개질 콘크리트 조성물”
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 필요성을 해소하기 위하여 안출한 것으로 방수성, 염소이온침투저항성, 균열저항성, 내구성, 시공성이 우수한 내염성 초속경 콘크리트 조성물을 제공하고 이를 이용한 교면 또는 포장면 보수방법을 제공하는 것이 그 목적이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명의 내염성 초속경 콘크리트 조성물은 내염성 초속경 결합재 10~30 중량%; 잔골재 23~55 중량%; 굵은골재 23~55 중량%; 시멘트 혼화용 폴리머 1~15; 및 물 1~10 중량%; 를 포함할 수 있다.
상기 시멘트 혼화용 폴리머는 메틸메타크릴레이트-부틸아크릴레이트 에멀젼 20~60 중량%; 메틸메타크릴레이트-에틸아크릴레이트 에멀젼 20~60 중량%; Octoxynol계 유화제 0.1~3 중량%; 개시제(NaHCO3) 0.1~3 중량%;
소포제 0.1~5 중량%; 스티렌-부타디엔 에멀젼 0.1~10 중량%; 및 스티렌-아크릴로니트릴 에멀젼 0.1~10 중량%; 를 포함할 수 있다.
상기 내염성 초속경 결합재는 저발열시멘트 20~60 중량%; 칼슘설포알루미네이트 10~30 중량%; 무수석고 10~30 중량%; 유황미분말 1~10 중량%; C12A7 급결제 1~10 중량%; 스테아린산염 0.1~3 중량%; 벤토나이트 1~3 중량%; 탄산나트륨 0.1~5.0 중량%; 응결지연제 0.1~3.0 중량%; 고성능감수제 0.1~3.0 중량%; 를 포함할 수 있다.
상기 시멘트 혼화용 폴리머는 Bituminous latex 0.1~10 중량%를 포함할 수 있다.
상기 유황미분말은 콘크리트에서 분산성, 충진성, 내염성, 내화학성을 향상시키기 위해 순도 99.8 % 분말형태의 유황을 나노-밀(Nano-Mill)을 이용하여 입도 100~300 ㎚ 로 분쇄여 이루어질 수 있다.
상기 소포제는 폴리에테르계, 실리콘계, 에틸알콜계, 에틸렌 글리콜계 중 선택적으로 어느 하나 이상을 사용하여 이루어질 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명의 내염성 초속경 콘크리트 조성물 사용한 교면 또는 포장면 보수방법은 상기 교면 또는 포장면의 열화부, 손상부, 오염부 중 어느 하나 이상의 제거는 노면파쇄기를 이용해 제거하는 단계; 상기 단계에서 노면파쇄기로 열화부, 손상부, 오염부를 제거한 후 워터젯, 숏블라스트, 워터블라스트 중 어느 하나 이상을 사용하여 열화부, 손상부, 오염부를 다시 제거하는 단계; 상기 내염성 초속경 콘크리트 조성물을 현장믹서, 배치믹서(batch mixer) 또는 모빌믹서(mobile mixer) 중 어느 하나 이상을 이용하여 생산하는 단계; 상기 생산된 내염성 초속경 콘크리트 조성물을 스크리드(screed), 더블빔 바이브레이터를 이용하여 다짐과 부착하는 단계: 상기 다짐과 부착하는 단계가 처리된 상태를 롤러 튜브(roller tube)를 이용하여 1 차 면 고르기 하는 단계; 상기 1 차 면 고르기 한 후 더블빔 슬립폼 페이버를 이용하여 2 차 평탄화 작업하는 단계; 및 상기 2 차 평판화 작업 한 후 그루빙(grooving) 또는 타이닝(tinning)에 의한 표면처리를 수행하는 단계; 를 포함할 수 있다.
상기와 같은 구성의 본 발명은 초속경 콘크리트에 염소이온 침투저항성이 우수한 저발열시멘트와 나노분말 유황을 첨가하여 초속경 콘크리트의 염화물저항성과 내약품성을 개선하는 장점이 있다.
또한, 상기와 같은 구성의 본 발명은 초속경 콘크리트에 시멘트 혼화용 폴리머를 첨가함으로써 시멘트의 혼합성, 인장강도, 부착력, 내구성, 작업성을 개선하는 장점이 있다.
그리고 상기와 같은 구성의 본 발명은 초속경 콘크리트에 균열치유재를 첨가하여 균열에 대한 저항성을 높이고 또한, 균열, 중성화, 화학적 침식에 의해 열화된 콘크리트 도로와 교량의 구조를 개량하여 내구성을 증진시키는 장점이 있다.
본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 이하의 실시 예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 기술되는 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 내염성 초속경 콘크리트 조성물은 내염성 초속경 결합재를 10~30 중량% 포함하는 것이 바람직하다.
상기 내염성 초속경 콘크리트 조성물에 포함되는 잔골재는 23~55 중량% 함유(포함)되는 것이 바람직하다.
상기 잔골재는 5㎜ 이하 크기의 입자를 가지며, 일반적인 콘크리트 표준시방서의 기준을 만족하는 경우 별도의 제한 없이 사용이 가능하다.
또한, 잔골재의 사용량(함유, 포함)이 23 중량% 미만이면 타이닝 작업과 마감성이 불량해지는 문제점이 있으며, 55 중량%를 초과하는 경우에는 물-시멘트 비율이 증가하여 강도가 떨어지는 문제점이 있기 때문에 잔골재는 23 내지 55 중량%로 포함시켜 사용되는 것이 바람직하다.
상기 내염성 초속경 콘크리트 조성물에 시멘트 혼화용 폴리머를 1~15 중량% 함유하는 것이 바람직하다. 시멘트 혼화용 폴리머가 1 중량% 보다 작게 포함될 경우 내염성 초속경 콘크리트 조성물의 내구성이 저하되고, 15 중량%를 초과하는 경우 방수성은 우수하나 압축강도가 저하되고 높은 가격 특성에 의하여 경제성이 떨어진다.
내염성 초속경 콘크리트 조성물에 물은 1~10 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 물이 1 중량% 미만으로 포함되는 경우 작업성이 저하되고, 15 중량%를 초과하면 강도와 내구성의 저하가 발생한다.
내염성 초속경 콘크리트 조성물에 포함되는 시멘트 혼화용 폴리머는 메틸메타크릴레이트-부틸아크릴레이트 에멀젼 20~60 중량%, 메틸메타크릴레이트-에틸아크릴레이트 에멀젼 20~60 중량%, Octoxynol계 유화제 0.1~3 중량%, 개시제(NaHCO3) 0.1~3 중량%, 소포제 0.1~5 중량%, 스티렌-부타디엔 에멀젼 0.1~10 중량%, 스티렌-아크릴로니트릴 에멀젼 0.1~10 중량%를 포함한다.
상기 시멘트 혼화용 폴리머는 내구성을 개선하고 주변 색상과의 조화를 위해 Bituminous latex 0.1~10 중량%를 함유하는 것이 바람직하다.
상기 Bituminous latex는 양이온, 음이온, 비이온계로 구분되며, 양이온 유제(Cationic Emulsion)는 유화제, 안정제로 사용하는 지방 디아민염, 제4급 암모늄염 등의 계면활성제를 함유하는 물속에 아스팔트를 분산시킨 것으로, 아스팔트 입자의 표면이 양(+) 전하를 갖고 일반적으로 산성을 나타내는 액체이다.
상기 Bituminous latex는 0.1 중량% 미만이면 내구성 개선 효과가 떨어지고 10 중량%를 초과하면 시멘트 분산성이 떨어지며 강도 또한 저하된다.
스티렌-부타디엔 에멀젼은 0.1 ~ 10 중량%를 함유하는 것이 바람직하다. 상기 스티렌-부타디엔 에멀젼은 내염성 초속경 콘크리트 조성물에서 폴리머 필름을 형성하여 수밀성을 증대하고 시멘트와의 혼화성, 콘크리트의 부착력과 인장강도를 높이며 방수성과 내구성을 개선한다.
내염성 초속경 결합재는 저발열시멘트 20~60 중량%, 칼슘설포알루미네이트 10~30 중량%, 무수석고 10~30 중량%, 유황미분말 1~10 중량%, C12A7 급결제 1~10 중량%, 스테아린산염 0.1~3 중량%, 벤토나이트 1~3 중량%, 탄산나트륨 0.1~5.0 중량%, 응결지연제 0.1~3.0 중량%, 고성능감수제 0.1~3.0 중량%를 포함한다.
저발열시멘트는 보통포틀랜드시멘트와 반응메카니즘이 다른 2 종류의 광물질 혼화재와 초기 잠재 수경성을 가지는 고로슬래그와 장기 포졸란 반응을 하는 플라이애쉬를 첨가한 것으로 내염 특성이 탁월하며, 온도균열 제어에 유리하고 알칼리-골재 반응을 억제하는데 효과적이다. 저발열시멘트가 20 중량% 미만 포함되면 내염성이 저하되고 60 중량%를 초과 포함되는 경우 조기강도 발현이 떨어지는 문제가 있다. 그러므로 상기 내염성 초속경 결합재의 저발열시멘트는 20~60 중량%를 함유하는 것이 바람직하다.
칼슘설퍼알루미네이트는 무기질계 초속경 재료로서 물과 접촉할 때 순식간에 물과 반응하여 에트린가이트(Ettringite) 수화물을 생성함으로써, 시멘트와 혼합할 때 수일 혹은 수 십일에 얻어지는 일반 포틀랜드 시멘트의 압축강도를 수 시간 내에 얻을 수 있게 한다.
칼슘설포알루미네이트의 사용량은 10 중량% 미만이면 조기강도 발현속도가 늦고, 30 중량%를 초과하면 응결이 급속히 빨라져 작업시간의 확보가 어려우며, 경제성이 저하될 뿐만 아니라, 경화과정에서 높은 수화열이 발생되어 온도균열이 발생될 우려가 있다. 따라서 상기 초속경시멘트의 사용량은 10∼30 중량%로 함이 바람직하다.
무수석고는 초기 강도 발현을 위하여 사용한다. 무수석고의 함량이 증가하면 빠른 경화특성을 나타내며, 그 함량이 10 중량% 미만일 경우 초속경 시멘트 콘크리트 조성물의 초기강도 개선효과가 미약하고, 30 중량%를 초과할 경우에는 빠른 경화 특성으로 인해 작업성이 저하된다.
유황 미분말은 국내의 정유공장에서 원유 정제시 부산물로 많이 발생되고 있어, 원유 정제시 발생되는 유황을 회수하여 일부는 비료공장에서 소모하고, 일부는 유황의 특성을 이용하여 포장 재료, 건축 자재 등과 같은 토목 및 건설 분야에 적용하는 기술이지속적으로 개발되어 왔다. 이러한 유황은 현재까지 각종 골재(aggregates)와 혼합하여 성형물 형태의 토목용자재 및 건축용 자재의 제조를 위한 결합재(binder)로서 그 용도가 알려져 있다. 상기의 유황은 국내 M사에서 제조된 순도 99.8%이상의 유황분말을 나노-밀을 이용하여 입도 100~300 nm 의 크기로 가공한 것으로 상기 유황미분말은 0.1 중량% 미만이면 콘크리트의 내구성, 내화학성, 내염성이 증대되는 효과가 감소하고 10 중량%를 초과하면 물-시멘트비가 높아지고 강도가 저하된다.
C12A7 급결제는 시멘트의 응결시간을 빠르게 하기 위하여 사용되는 재료의 일종으로써 알루민산칼슘계 급결제이다. C12A7 급결제의 사용량은 1 중량% 미만일 경우 저온에서 조기강도 발현이 어렵고 10 중량% 이상에서는 급경하여 요구 물성을 얻기 어렵다.
벤토나이트는 백색-염갈색의 미세한 분말로 팽윤력이 우수하다. 상기와 같이 수치를 한정한 이유는 1.0 중량%보다 작게 투입되면 분말 원소의 미세 입자 공간에 침투해 있던 콜로이드 분산액 상태의 벤토나이트가 균열 부위로 누출되어 균열을 봉합 능력이 감소하는 문제점이 있고 3.0 중량%를 초과하면 팽창력이 증가하면서 균열을 유발할 수 있는 문제점이 있기 때문이다. 구체적으로 벤토나이트는 광산에서 채굴한 원광을 자연광 또는 가열 건조하여 그것을 분쇄, 분리 정제하든지 물침적, 건조, 분쇄해서 얻어진다.
벤토나이트는 콜로이드성 함수 실리콘 알루미늄이며, 몬모리로나이트가 주성분으로 약 90%를 차지한다. 그 외 석영, 장석, 운모, 비석, 방해석 등을 함유한다. 벤토나이트는 얇은 판상 결정층 사이의 물을 흡수해서 팽윤하고 또 물에 분산되어 높은 구조 점성을 나타내는 콜로이드 분산액을 생성한다. 이러한 팽윤성을 가지는 벤토나이트를 본 발명 내염성 초속경 콘크리트 조성물에 사용함으로써 벤토나이트가 무기계 분말의 미세 입자에 침투해서 분말 상태를 유지하다가 균열에 의해 수분이 유입되면 콜로이드 상태로 변하여 균열 부위로 누출되면서, 균열을 봉합하는 자기치유 능력을 갖게 된다.
스테아린산염은 칼슘염 또는 나트륨염을 사용할 수 있으며 물이 콘크리트 내부로 침투되어 들어감으로서 장기적으로 발생되는 구조물의 열화를 방지하는 역할을 한다. 0.1 중량% 미만으로 포함되는 경우 물의 침투 방지 효과가 미미하고, 3 중량%를 초과하여 사용될 경우에는 강도 및 부착성을 크게 감소시키게 된다.
탄산나트륨은 시멘트 수화작용이 진행되면서 생성되는 시멘트 수화물과 재수화 반응을 하면서 결정체를 형성한다. 특히, 백색의 침상형 캘사이트(Calcite, CaCO3)를 생성해서 균열 사이에 침투되어 균열된 사이를 연결하는 역할을 한다.
또한, 양생 시간이 지남에 따라서 캘사이트(Calcite)가 균열의 깊이까지 침투하면서 균열을 메우게 되어 균열이 봉합되게 된다. 특히, 탄산나트륨은 캘사이트(Calcite)를 생성시켜서 균열을 봉합하는 기능 이외에 수화반응을 촉진시켜서 조기 강도를 증진시킨다.
탄산나트륨은 0.1 중량%보다 작게 투입되면 균열을 봉합하는 능력이 감소되는 문제점이 있고 5.0 중량%를 초과하여 투입되면 빠른 경화특성으로 인하여 작업시간 조절이 어려워진다.
응결지연제는 내염성 초속경 결합재가 사용되는 온도 조건에 따른 작업시간을 확보하기 위해 사용된다.
응결지연제는 구연산, 타르타르산, 붕산, 클루콘산 중 하나 이상이 사용되고, 그 사용량은 0.1 ~ 3.0 중량%가 바람직하다.
고성능감수제는 유동성과 감수의 목적으로 사용되고 그 종류로는 나프탈렌설폰산염계 축합물, 멜라민계 축합물, 폴리카본산염계 축합물 중 적어도 하나를 사용하고, 그 사용량은 0.1~3.0 중량%가 바람직하다.
내염성 초속경 콘크리트 조성물을 이용한 교면 또는 포장면 보수방법은 콘크리트 구조물의 열화부를 노면파쇄기로 제거하고 노면파쇄기로 제거되지 못한 부분은 워터젯, 숏블라스트, 워터블라스트로 제거하는 단계; 상기 내염성 초속경 콘크리트 조성물을 현장믹서, 배치믹서(batch mixer), 모빌믹서(mobil mixer) 중 어느 하나 이상을 이용하여 생산하는 단계; 생산된 내염성 초속경 콘크리트 조성물을 스크리드(screed) 및 더블빔 바이브레이터를 이용하여 다짐과 부착하는 단계: 롤러 튜브(roller tube)를 이용한 1차 면 고르기 하는 단계; 더블빔 슬립폼 페이버를 이용한 2차 평탄화 작업 단계; 평탄화 이후에 그루빙(grooving) 또는 타이닝(tinning)에 의한 표면처리를 수행하는 단계로 이루어진다.
<실시 예 1>
내염성 초속경 결합재 16 중량%, 잔골재 38 중량%, 굵은골재 36 중량%를 믹서에 투입해 60초간 건배합 한 후 물 4 중량% 및 시멘트 혼화용 폴리머 6 중량%를 더 첨가하여 30초간 교반하여 내염성 초속경 콘크리트 조성물을 제조하였다.
이때, 상기 시멘트 혼화용 폴리머는 메틸메타크릴레이트-부틸아크릴레이트 에멀젼 45 중량%, 메틸메타크릴레이트-에틸아크릴레이트 에멀젼 45 중량%, Octoxynol계 유화제 3 중량%, 개시제(NaHCO3) 3 중량%, 소포제 1 중량%, 스티렌-부타디엔 에멀젼 1 중량%, 스티렌-아크릴로니트릴 에멀젼 1 중량%, Bituminous latex 1 중량%를 중합하여 사용하였다.
상기 내염성 초속경 결합재는 저발열시멘트 45 중량%, 칼슘설포알루미네이트 15 중량%, 무수석고 20 중량%, 유황미분말 5 중량%, C12A7 급결제 8 중량%, 스테아린산염 1 중량%, 벤토나이트 2 중량%, 탄산나트륨 3 중량%, 응결지연제 0.6 중량%, 고성능감수제 0.4 중량%를 사용하였다.
<실시 예 2>
상기 실시 예 1 에서 내염성 초속경 결합재로 저발열시멘트 47 중량%, 칼슘설포알루미네이트 15 중량%, 무수석고 20 중량%, 유황미분말 3 중량%, C12A7 급결제 8 중량%, 스테아린산염 1 중량%, 벤토나이트 2 중량%, 탄산나트륨 3 중량%, 응결지연제 0.6 중량%, 고성능감수제 0.4 중량%를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시 예 1 과 동일한 방법을 사용하여 내염성 초속경 콘크리트 조성물을 제조하였다.
<실시 예 3>
상기 실시 예 1 에서 내염성 초속경 결합재로 저발열시멘트 49 중량%, 칼슘설포알루미네이트 15 중량%, 무수석고 20 중량%, 유황미분말 1 중량%, C12A7 급결제 8 중량%, 스테아린산염 1 중량%, 벤토나이트 2 중량%, 탄산나트륨 3 중량%, 응결지연제 0.6 중량%, 고성능감수제 0.4 중량%를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시 예 1 과 동일한 방법을 사용하여 내염성 초속경 콘크리트 조성물을 제조하였다.
<비교 예 1>
내염성 초속경 결합재 16 중량%, 잔골재 38 중량%, 굵은골재 36 중량%를 믹서에 투입해 60초간 건배합 한 후 물 7 중량%와 시멘트 혼화용 폴리머 3 중량%를 더 첨가하여 30초간 교반하여 내염성 초속경 콘크리트 조성물을 제조하였다.
상기 내염성 초속경 결합재와 시멘트 혼화용 폴리머는 실시 예 1 과 동일한 조성으로 내염성 초속경 콘크리트 조성물을 제조하였다.
<비교 예 2>
내염성 초속경 결합재 16 중량%, 잔골재 38 중량%, 굵은골재 36 중량%를 믹서에 투입해 60 초간 건배합 한 후 물 10 중량% 첨가하여 30 초간 교반하여 내염성 초속경 콘크리트 조성물을 제조하였다.
상기 내염성 초속경 결합재와 시멘트 혼화용 폴리머는 실시 예 1 과 동일한 조성으로 내염성 초속경 콘크리트 조성물을 제조하였다.
<시험 예>
하기의 표 1 은 실시 예 1~3과 비교 예 1~2에 대한 각종 시험결과를 나타낸 것이다.
시험항목 기준값 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비고
압축강도
(MPa)		 4시간 21이상 28.1 27.5 25.4 26.5 16.8 KS F 2405
휨강도
(MPa)		 4시간 4.5이상 6.3 5.8 5.6 4.8 2.7 KS F 2408
부착강도
(MPa)		 4시간 1.4이상 2.3 2.1 1.8 1.4 0.9 KS F 2762
길이변화율
(%)		 7일 0.15이하 0.01 0.01 0.02 0.04 0.08 KS F 2424
염소이온
침투저항성
(coulombs)		 7일 1000
이하		 115 210 270 1220 1450 KS F 2711
표면박리
저항성
(mm)		 7일 0=좋음
5=나쁨		 1 1 1 2 4 ASTM C 672
동결융해
저항성
(%)		 14일 80이상 88 86 82 74 52 KS F 2456
(300cycle-A법)
상기 표 1 의 시험결과에 의해서 실시 예 1~3 은 콘크리트계 접착 덧씌우기와 교면 포장보수재료 품질기준이 모두 만족하는 것을 알 수 있었다.
반면에 비교 예 1 은 강도에서 기준 이상이나 염소이온 침투저항성과 동결융해 저항성이 기준 이하로 나타나 사용 시 내구수명이 낮아 하자비율이 높을 것으로 판단되며, 비교 예 2 는 강도, 내구성 모든 항목에서 기준값 이하로 나타났다.
따라서 본 발명에 따른 실시 예 1~3 은 교면 포장과 콘크리트 포장 보수재로 사용될 때, 조기강도 발현으로 교통개방을 단축할 수 있을 뿐 아니라. 내염성과 내구성이 우수하여 교량과 콘크리트 포장체의 공용수명을 연장하는 효과가 기대된다.
상기와 같은 기술적 구성에 의해 본 발명의 기술적 과제가 달성되는 것이며, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 여기에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능한 것임은 물론이다.

Claims (5)

  1. 내염성 초속경 결합재 10~30 중량%;
    잔골재 23~55 중량%;
    굵은골재 23~55 중량%;
    시멘트 혼화용 폴리머 1~15 중량%; 및
    물 1~10 중량%; 를 포함하되,
    상기 내염성 초속경 결합재는 저발열 시멘트, 칼슘설포알루미네이트, 무수석고, 유황미분말, 탄산나트륨이 포함되어 이루어지는 내염성 초속경 콘크리트 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 시멘트 혼화용 폴리머는
    메틸메타크릴레이트-부틸아크릴레이트 에멀젼 20~60 중량%;
    메틸메타크릴레이트-에틸아크릴레이트 에멀젼 20~60 중량%;
    Octoxynol계유화제 0.1~3 중량%;
    NaHCO3 0.1~3 중량%;
    소포제 0.1~5 중량%;
    스티렌-부타디엔 에멀젼 0.1~10 중량%; 및
    스티렌-아크릴로니트릴 에멀젼 0.1~10 중량%; 를 포함하되,
    상기 소포제는 폴리에테르계, 실리콘계, 에틸알콜계, 에틸렌 글리콜계 중 선택적으로 어느 하나 이상을 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 내염성 초속경 콘크리트 조성물.
  3. 제 1항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 내염성 초속경 결합재는
    저발열시멘트 20~60 중량%;
    칼슘설포알루미네이트 10~30 중량%;
    무수석고 10~30 중량%;
    유황미분말 1~10 중량%;
    C12A7 급결제 1~10 중량%;
    스테아린산염 0.1~3 중량%;
    벤토나이트 1~3 중량%;
    탄산나트륨 0.1~5.0 중량%;
    응결지연제 0.1~3.0 중량%;
    고성능감수제 0.1~3.0 중량%; 를 포함하되,
    상기 유황미분말은
    콘크리트에서 분산성, 충진성, 내염성, 내화학성을 향상시키기 위해 순도 99.8 % 분말형태의 유황을 나노-밀(Nano-Mill)을 이용하여 입도 100~300 ㎚ 로 분쇄하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 내염성 초속경 콘크리트 조성물.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 시멘트 혼화용 폴리머는
    Bituminous latex 0.1~10 중량%를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 내염성 초속경 콘크리트 조성물.
  5. 제1항에 의해 제조되는 내염성 초속경 콘크리트 조성물을 사용한 교면 또는 포장면 보수방법에 있어서,
    상기 교면 또는 포장면의 열화부, 손상부, 오염부 중 어느 하나 이상의 제거는 노면파쇄기를 이용해 1 차 제거하는 단계;
    상기 단계에서 노면파쇄기로 열화부, 손상부, 오염부를 제거한 후 워터젯, 숏블라스트, 워터블라스트 중 어느 하나 이상을 사용하여 열화부, 손상부, 오염부를 2 차 제거하는 단계;
    상기 내염성 초속경 콘크리트 조성물을 현장믹서, 배치믹서(batch mixer) 또는 모빌믹서(mobile mixer) 중 어느 하나 이상을 이용하여 생산하는 단계;
    상기 생산된 내염성 초속경 콘크리트 조성물을 스크리드(screed), 더블빔 바이브레이터를 이용하여 다짐과 부착하는 단계:
    상기 다짐과 부착하는 단계가 처리된 상태를 롤러 튜브(roller tube)를 이용하여 1 차 면 고르기 하는 단계;
    상기 1 차 면 고르기 한 후 더블빔 슬립폼 페이버를 이용하여 2 차 평탄화 작업하는 단계; 및
    상기 2 차 평탄화 작업 한 후 그루빙(grooving) 또는 타이닝(tinning)에 의한 표면처리를 수행하는 단계; 를 포함하는 내염성 초속경 콘크리트 조성물을 이용한 교면 또는 포장면 보수방법.

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