KR101470344B1 - 방수 및 발수 기능 있는 고유동 폴리머 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수공법 - Google Patents

방수 및 발수 기능 있는 고유동 폴리머 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 콘크리트 표면의 약한 강도층 및 열화에 의한 부식, 박리, 균열 및 탈락된 부분을 방수성, 내구성, 주입성이 우수한 고유동 폴리머 시멘트 모르타르를 사용하여 콘크리트 표면을 강화하기 위한 방수 및 발수 기능 있는 고유동 폴리머 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수공법에 관한 것이다.
본 발명의 방수 및 발수 기능 있는 고유동 폴리머 시멘트 모르타르 조성물은 균열 주입성능이 우수하고, 통기성이 있어 들뜸 현상이 완화되고, 내수성, 내염성, 내구성, 내마모성 및 부착성능이 우수하여 균열, 중성화 및 화학적 침식에 의해 열화된 콘크리트 도로 및 교량을 보수하여 내구성을 증진시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 시공의 편의성과 공기의 단축 및 인건비 절감을 통한 경제성이 있고, 우수한 시공 품질의 유지가 가능한 콘크리트 구조물의 보수공법을 제공한다.

Description

방수 및 발수 기능 있는 고유동 폴리머 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수공법{WATERPROOF AND WATERSOLUABLE HIGH FLUIDITY POLYMER CEMENT MORTAR COMPOSITION AND METHOD FOR RESTORING CONCRETE CONSTRUCTION USING THE SAME}
본 발명은 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 콘크리트 표면의 약한 강도층 및 열화에 의한 부식, 박리, 균열 및 탈락된 부분을 방수성, 내구성, 주입성이 우수한 고유동 폴리머 시멘트 모르타르를 사용하여 콘크리트 표면을 강화하기 위한 방수 및 발수 기능 있는 고유동 폴리머 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수공법에 관한 것이다.
콘크리트 구조물의 노출면에 대한 탄산화 및 염해 등의 방지를 위한 표면보호공법은 피복공법과 함침공법으로 구분된다. 또한 표면처리공법은 재료에 따라 유기계나 무기계로 구분할 수 있으며 유기계는 화학수지 및 도료가 이용되고, 무기계는 주로 실리케이트계의 재료가 이용된다. 표면처리공법은 탄산화, 염화물이온침투, 동결융해저항성, 화학적침식, 알칼리골재반응, 균열저항성 및 박락저항성의 내구성능 향상을 기대할 수 있다. 또한, 피복공법은 도장 또는 도포접착형시트를 이용하며, 함침공법은 침투성을 지니는 재료를 이용하여 노출된 콘크리트의 외벽면 또는 도로의 콘크리트 측벽에 도포하여 시공한다.
한편, 도장재는 에폭시 및 우레탄을 주성분으로 하는 유기계가 주로 사용되고 있으나, 도포 후 취성파괴 및 자외선에서 색상이 변질되고 통기성이 없어 콘크리트 속의 수분이 표면으로 밀려 나와 도장재 부착 부분을 밀어내기 때문에 도장재의 부착력이 감소되는 문제점이 있었다.
또한, 함침공법에 사용되는 침투성 재료인 실란 및 실록산계 침투방수재를 콘크리트 표면에 도포하면 발수성 물질이 콘크리트에 침투된 후 반응하여 발수력을 발생시겨 물의 침투를 차단하는 역할을 한다.
종래기술인 대한민국등록특허공보 제10-1407360호인 '콘크리트 내구성 강화 조성물을 이용한 콘크리트 단면복구보강방법'에서는 콘크리트 발수제를 사용하여 콘크리트 내구성 강화 및 콘크리트 단면을 복구하는 기술에 관하여 개시되어 있다. 그러나, 일반적인 발수제를 사용할 때 지수 지하 구조물에서와 같이 수압이 크게 작용하는 경우에는 발수력의 한계를 보여 적용하기 어려울 뿐만 아니라 열 및 자외선 등에 의해 발수제가 분해되므로 장기적인 사용이 어려운 문제점이 있다. 또한, 균열부 충전 및 열화부 단면복구가 용이하지 않다. 그리고 발수제가 처리된 콘크리트 표면 위에 2차적으로 시멘트계 단면복구재를 사용하여 보수할 경우, 콘크리트 표면에 강한 친유성층이 형성되므로 부착이 용이하지 않은 문제를 가지고 있다.
따라서, 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 균열 주입성능이 우수하고, 통기성이 있어 들뜸 현상이 없고, 내수성, 내염성, 내구성 및 조기강도 등의 특성이 우수한 방수 및 발수 기능 있는 고유동 폴리머 시멘트 모르타르 조성물을 제공하고 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수공법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 방수 및 발수 기능 있는 고유동 폴리머 시멘트 모르타르 조성물을 제공한다. 이는 방수 및 발수 기능 있는 고유동 폴리머 시멘트 모르타르 조성물 100 중량%에 대하여, 초속경 무기계 결합재 15~40 중량%, 잔골재 28~72 중량%, 시멘트 혼화용 폴리머 에멀젼 2~18 중량% 및 물 4~15 중량%를 포함하며, 초속경 무기계 결합재는 초속경 무기계 결합재 100 중량%에 대하여, 조강시멘트 15~60 중량%, 칼슘알루미나시멘트 10~30 중량%, 전기로 환원슬래그 10~30 중량%, reject-ash 1~20 중량%, C12A7 급결제 1~15 중량%, 리튬실리케이트 0.1~1 중량% 및 TiO2 0.1~2 중량%를 포함한다.
초속경 무기계 결합재는 초속경 무기계 결합재 100 중량%에 대하여, 발수제인 아크릴-실리콘 수지, 실란 및 실록산 중 어느 하나 이상의 0.1~5.0 중량%를 더 포함한다.
초속경 무기계 결합재는 초속경 무기계 결합재 100 중량%에 대하여, 응결지연제인 구연산, 타르타르산, 붕산 및 클루콘산 중 어느 하나 이상의 0.1~3.0 중량%를 더 포함한다.
초속경 무기계 결합재는 초속경 무기계 결합재 100 중량%에 대하여, 고성능감수제인 나프탈렌설폰산염계 축합물, 멜라민계 축합물 및 폴리카본산염계 축합물 중 어느 하나 이상의 0.1~3.0 중량%를 더 포함한다.
초속경 무기계 결합재는 초속경 무기계 결합재 100 중량%에 대하여, 증점제인 메틸셀룰로오즈 에테르 0.1~1.0 중량%를 더 포함한다.
시멘트 혼화용 폴리머 에멀젼은 시멘트 혼화용 폴리머 에멀젼 100 중량%에 대하여, 스티렌 15~65 중량%, 아크릴로니트릴 5~35 중량%, 메타아크릴로니트릴 5~35 중량%, 글루타콘산 2~15 중량%, 아크릴아마이드 2~15 중량% 및 SBR 라텍스 10~30 중량%를 포함한다.
시멘트 혼화용 폴리머 에멀젼은 시멘트 혼화용 폴리머 에멀젼 100 중량%에 대하여, 유화아스팔트 0.1~10 중량%를 더 포함한다.
시멘트 혼화용 폴리머 에멀젼은 시멘트 혼화용 폴리머 에멀젼 100 중량%에 대하여, 자외선 차단제 0.1~1 중량%를 더 포함한다.
잔골재는 규사 또는 콘크리트용 잔골재의 품질 기준을 만족하는 모래 중 어느 하나인 것을 포함한다.
또한, 본 발명은 방수 및 발수 기능 있는 고유동 폴리머 시멘트 모르타르 조성물을 이용한 콘크리트 구조물 보수공법을 제공한다. 이는 콘크리트 구조물의 열화부위의 오염물질을 제거하는 단계, 잔류하는 콘크리트 찌꺼기 및 이물질을 제거하는 단계, 열화부위에 고인 물을 제거하는 단계, 방수 및 발수 기능 있는 고유동 폴리머 시멘트 모르타르 조성물을 생산하는 단계, 열화부위에 시멘트 모르타르 조성물을 주입 하는 단계 및 시멘트 모르타르 조성물을 도포하는 단계를 포함한다.
본 발명의 방수 및 발수 기능 있는 고유동 폴리머 시멘트 모르타르 조성물은 균열 주입성능이 우수하고, 통기성이 있어 들뜸 현상이 완화되고, 내수성, 내염성, 내구성, 내마모성 및 부착성능이 우수하여 균열, 중성화 및 화학적 침식에 의해 열화된 콘크리트 도로 및 교량을 보수하여 내구성을 증진시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 시공의 편의성과 공기의 단축 및 인건비 절감을 통한 경제성이 있고, 우수한 시공 품질의 유지가 가능한 콘크리트 구조물의 보수공법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 1 내지 3 실시예에 따라 제조된 조성물을 이용하여 콘크리트 구조물 보수공법을 단계별로 나타낸 순서도이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방수 및 발수 기능 있는 고유동 폴리머 시멘트 모르타르 조성물은 상술한 조성물의 100 중량%에 대하여, 초속경 무기계 결합재 15~40 중량%, 잔골재 28~72 중량%, 시멘트 혼화용 폴리머 에멀젼 2~18 중량% 및 물 4~15 중량%를 포함할 수 있다.
초속경 무기계 결합재는 상술한 결합재 100 중량%에 대하여, 조강시멘트 15~60 중량%, 칼슘알루미나시멘트 10~30 중량%, 전기로 환원슬래그 10~30 중량%, reject-ash 1~20 중량%, C12A7 급결제 1~15 중량% 및 리튬실리케이트 0.1~1 중량% 및 TiO2 0.1~2 중량%을 포함할 수 있다. 또한, 초속경 무기계 결합재는 상술한 결합재 100 중량%에 대하여, 발수제 0.1~5.0 중량%, 응결지연제 0.1~3.0 중량%, 고성능감수제 0.1~3.0 중량% 및 증점제 0.1~1.0 중량% 중 적어도 어느 하나 이상 더 포함할 수 있다.
조강시멘트는 보통 포틀랜드 시멘트보다 석회분 및 규산분이 다소 많이 함유되어 조기에 경화되며, 강도는 2~3배 높기 때문에 주요 재료로 포함될 수 있으며, KS에 규정된 것을 사용하는 것이 바람직하다.
칼슘알루미나시멘트는 무기질계 초속경 재료로서 물과 접촉할 때 신속하게 물과 반응하여 에트린가이트(Ettringite) 수화물을 생성함으로써, 시멘트와 혼합할 때 수 일 혹은 수 십일에 얻어지는 일반 포틀랜드 시멘트의 압축강도를 수 시간 내에 얻을 수 있게 한다.
전기로 환원슬래그는 제철소 제강공정의 전기로 환원공정에서 발생하는 폐기물로 유리석회(Free-CaO) 성분이 없으며, 경화가 신속히 진행되는 효과가 있다. 그리고, 알루미나(Al2O3) 함량이 보통 포틀랜드 시멘트 또는 초속경 시멘트 보다 2 내지 7배 많아, 조강성, 내식성, 내화성을 향상시키는 효과가 있다. 또한, 전기로 환원슬래그는 마그네시아(MgO, Periclase)를 더 포함할 수 있다. 마그네시아의 함량은 보통 포틀랜드 시멘트 또는 초속경 시멘트 보다 2~3배 많아, 경화를 빠르게 하고 강도를 향상시키며 균열을 방지하는 효과가 있다.
reject-ash는 석탄회 중에서 플라이 애쉬를 분리하고 남은 것일 수 있다. reject-ash의 구성 성분은 플라이 애쉬와 유사하나, 입자의 입도가 1~1000㎛로 불균일하다. 종래 기술에서는 reject-ash가 시멘트의 강도를 경감시키므로 혼합재로 사용하지 못하고 폐기물로 매립처리 된다. 본 발명에서 사용되는 reject-ash는 분말도를 약 2500~4000(cm2/g)로 가공한 것을 사용할 수 있다. 이 때, reject-ash는 볼밀을 이용하여 제조할 수 있다.
C12A7 급결제는 시멘트의 응결 시간을 단축시키기 위해 사용되는 재료일 수 있다. C12A7 급결제는 알루민산칼슘계일 수 있다. C12A7 급결제가 초속경 무기계 결합재 100 중량%에 대하여, 1 중량% 미만일 경우 저온에서 조기강도 발현이 어렵고 15 중량%를 초과하면 급경하여 요구 물성을 얻는 것이 용이하지 않을 수 있다.
리튬실리케이트는 콘크리트 구조물에 침투하여 수산화칼슘[Ca(OH)2]과 반응하여 불용성 칼슘실리케이트수화물(CaSiO3nH2O)을 형성할 수 있다. 리튬실리케이트는 콘크리트의 조직을 보다 견고하게 하며 구조물의 내구성능을 향상시키는 효과가 있다.
TiO2는 빛을 받아 유기물 등을 분해하는 기능을 촉진하는 물질로 광에너지를 흡수하면 이온화 산소분자를 발생시켜 유기물의 분해를 촉진할 수 있다. 본 발명에 사용된 TiO2은 분말 형태의 아나타제형일 수 있다.
하기 표1은 TiO2의 물리적 성질을 나타낸 것이다.
구분 색상 물리적상태 TiO2 비중 pH 물 용해도
아나타제형 흰색 결정체 100 4.0 7.5 불용성
발수제는 아크릴-실리콘 수지, 실란 및 실론산 중 어느 하나 이상 사용될 수 있다. 발수제는 물이 표면보호재의 내부로 침투되어 들어감으로써 장기적으로 발생되는 구조물의 열화를 방지하는 역할을 한다. 발수제는 초속경 무기계 결합재 100 중량%에 대하여, 0.1 중량% 미만인 경우에는 물의 내부 확산을 방지하는 효과가 저하되고, 5 중량%를 초과하여 사용할 경우, 보수재의 강도 및 부착성을 감소시킬 수 있다.
응결지연제는 초속경 무기계 결합재가 사용되는 온도 조건에 따른 작업시간을 확보하기 위해 사용된다. 본 발명에 사용되는 응결지연제는 구연산, 타르타르산, 붕산 및 클루콘산 중 어느 하나 이상 사용될 수 있다.
고성능감수제 및 증점제는 유동성과 분리저항성을 동시에 충족시켜 우수한 작업성과 강도를 확보할 수 있는 효과가 있다.
고성능감수제는 나프탈렌설폰산염계 축합물, 멜라민계 축합물 및 폴리카본산염계 축합물 중 어느 하나 이상 사용할 수 있다.
증점제는 메틸셀룰로오즈 에테르를 사용할 수 있다.
잔골재는 규사 또는 콘크리트용 잔골재의 품질 기준을 만족하는 모래 중 어느 하나인 것을 사용할 수 있다. 균열 주입 및 표면처리에 사용할 경우 입자크기는 50~100㎛인 규사를 사용하고, 콘크리트용 잔골재의 품질 기준을 만족하는 모래는 단면복구 및 교면방수에 사용될 수 있다.
시멘트 혼화용 폴리머 에멀젼은 상술한 조성물 100 중량%에 대하여, 2~18 중량%를 함유하는 것이 바람직하다. 시멘트 혼화용 폴리머 에멀젼은 2 중량% 미만인 경우 내구성이 저하될 수 있고, 18 중량%를 초과할 경우, 점성이 높아져 주입 성능이 저하되고 비용면에서 경제성이 떨어질 수 있다. 또한, 시멘트 혼화용 폴리머 에멀젼은 상술한 에멀젼 100 중량%에 대하여, 스티렌 15~65 중량%, 아크릴로니트릴 5~35 중량%, 메타아크릴로니트릴 5~35 중량%, 글루타콘산 2~15 중량%, 아크릴아마이드 2~15 중량% 및 SBR 라텍스 10~30 중량%을 포함할 수 있다. 또한, 시멘트 혼화용 폴리머 에멀젼은 상술한 에멀젼 100 중량%에 대하여, 유화아스팔트 0.1~10 중량% 및 자외선 차단제 0.1~1 중량% 중 적어도 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
SBR 라텍스는 고유동 폴리머 시멘트 모르타르 내부에서 라텍스 필름을 형성한다. 이는 수밀성을 증대시키고 시멘트와의 혼화성, 콘크리트의 부착력 및 인장강도를 높이며 방수성과 내구성이 개선되는 효과가 있다.
유화아스팔트는 내구성 개선 및 주변 색상과의 조화를 유도하는 효과가 있다.
자외선 차단제는 자외선에 대한 열화방지를 효과가 있다.
물은 상술한 조성물 100 중량%에 대하여, 4~15 중량%로 함유될 수 있다. 물이 4 중량% 미만일 때는 주입성능이 저하되고, 15 중량%를 초과하면 강도 저하가 발생할 수 있다.
도 1은 본 발명의 1 내지 3 실시예에 따라 제조된 조성물을 이용하여 콘크리트 구조물 보수공법을 단계별로 나타낸 순서도이다.
이는 콘크리트 구조물의 열화부위의 오염물질을 제거하는 단계(S100), 잔류하는 콘크리트 찌꺼기 및 이물질을 제거하는 단계(S200), 열화부위에 고인 물을 제거하는 단계(S300), 방수 및 발수 기능 있는 고유동 폴리머 시멘트 모르타르 조성물을 생산하는 단계(S400), 열화부위에 시멘트 모르타르 조성물을 주입 하는 단계(S500) 및 시멘트 모르타르 조성물을 도포하는 단계(S600)를 포함한다. 콘크리트 구조물의 열화부위의 오염물질을 제거하는 단계(S100)는 숏블라스트를 이용할 수 있다. 잔류하는 콘크리트 찌꺼기 및 이물질을 제거하는 단계(S200)는 워터젯을 이용할 수 있다. 열화부위에 고인 물을 제거하는 단계(S300)는 진공청소기를 이용할 수 있다. 열화부위에 시멘트 모르타르 조성물을 주입 하는 단계(S500)는 모르타르 유실 방지 고무패드가 설치된 스크리드를 이용하여 열화부위에 모르타르를 진동을 이용해 주입할 수 있다. 시멘트 모르타르 조성물을 도포하는 단계(S600)는 모르타르를 고무 스크리퍼 및 롤러를 이용해 도포할 수 있다.
<실시예 1>
방수 및 발수 기능 있는 고유동 폴리머 시멘트 모르타르 조성물 100 중량%에 대하여, 초속경 무기계 결합재 33 중량% 및 잔골재 50 중량%를 믹서에 투입해 30초간 건배합 한 후, 물 7 중량% 및 시멘트 혼화용 폴리머 에멀젼 10 중량%를 더 첨가하여 30초간 교반하여 고유동 폴리머 시멘트 모르타르 조성물을 제조하였다.
이때, 시멘트 혼화용 폴리머 에멀젼은 시멘트 혼화용 폴리머 에멀젼 100 중량%에 대하여, 스티렌 35 중량%, 아크릴로니트릴 15 중량% 및 메타아크릴로니트릴 15 중량%, 글루타콘산 2 중량%, 아크릴아마이드 2 중량%, SBR 라텍스 30 중량%, 유화아스팔트 0.5 중량% 및 자외선차단제 0.5 중량%를 중합하여 사용하였다.
초속경 무기계 결합재는 초속경 무기계 결합재 100 중량%에 대하여, 조강시멘트 35 중량%, 칼슘알루미나시멘트 20 중량%, 전기로 환원슬래그 15 중량%, reject-ash 20 중량%, C12A7 급결제 5 중량%, 리튬실리케이트 0.5 중량%, TiO2 1 중량%, 발수제 2 중량%, 응결지연제 0.5 중량%, 고성능감수제 0.6 중량% 및 증점제 0.4 중량%를 사용하였다.
<실시예 2>
시멘트 혼화용 폴리머 에멀젼은 시멘트 혼화용 폴리머 에멀젼100 중량%에 대하여, 스티렌 29 중량%, 아크릴로니트릴 20 중량% 및 메타아크릴로니트릴 15 중량%, 글루타콘산 5 중량%, 아크릴아마이드 5 중량%, SBR 라텍스 25 중량%, 유화아스팔트 0.5 중량% 및 자외선차단제 0.5 중량%를 중합하여 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법 및 배합을 사용하였다.
<실시예 3>
시멘트 혼화용 폴리머 에멀젼은 시멘트 혼화용 폴리머 에멀젼100 중량%에 대하여, 스티렌 34 중량%, 아크릴로니트릴 20 중량% 및 메타아크릴로니트릴 20 중량%, 글루타콘산 3 중량%, 아크릴아마이드 2 중량%, SBR 라텍스 20 중량%, 유화아스팔트 0.5 중량% 및 자외선차단제 0.5 중량%를 중합하여 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법 및 배합을 사용하였다.
<비교예 1>
방수 및 발수 기능 있는 고유동 폴리머 시멘트 모르타르 조성물 100 중량%에 대하여, 초속경 무기계 결합재 33 중량% 및 잔골재 50 중량%를 믹서에 투입해 30초간 건배합 한 후, 물 12 중량% 및 시멘트 혼화용 폴리머 에멀젼 5 중량%를 더 첨가하여 30초간 교반하여 고유동 폴리머 시멘트 모르타르 조성물을 제조하였다
초속경 무기계 결합재 및 시멘트 혼화용 폴리머 에멀젼은 실시예 1과 동일한 조성으로 방수 및 발수 기능 있는 고유동 폴리머 시멘트 모르타르 조성물을 제조하였다.
<비교예 2>
방수 및 발수 기능 있는 고유동 폴리머 시멘트 모르타르 조성물 100 중량%에 대하여, 초속경 무기계 결합재 28 중량% 및 잔골재 50 중량%를 믹서에 투입해 30초간 건배합 한 후, 물 17 중량% 및 시멘트 혼화용 폴리머 에멀젼 5 중량%를 더 첨가하여 30초간 교반하여 고유동 폴리머 시멘트 모르타르 조성물을 제조하였다
초속경 무기계 결합재 및 시멘트 혼화용 폴리머 에멀젼은 실시예 1과 동일한 조성으로 방수 및 발수 기능 있는 고유동 폴리머 시멘트 모르타르 조성물을 제조하였다.
<시험예>
하기의 표 2는 실시예 1~3과 비교예 1~2에 대한 각종 시험결과를 나타낸 것이다.
시험항목 기준값 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비고
휨강도(MPa) 4시간 3.15이상 3.5 3.4 3.2 2.4 2.2 KSF4042
7일 6.0이상 8 7.5 7.8 6.2 4.5
압축강도
(MPa)
3시간 10.0이상 15 12 13 16 11
7일 20.0이상 32 28 30 24 18
부착강도
(MPa)
3시간 1.0이상 1.8 1.6 1.7 1.5 1.0
7일 1.0.이상 2.4 2.2 2.4 1.8 1.3
내알칼리성 7일 20.0이상 27 24 24 21 28
중성화저항성(mm) 7일 2.0이하 0 0 0 0.5 4
투수량 (g) 7일 20이상 3 4 3 8 19
물흡수계수
(kg/m2.h0.5)
14일 0.5이하 0.1 0.15 0.14 0.2 0.4
습기투과저항성(Sd) 7일 2m 이하 1 1.2 1 1.8 2.1
염화물이온침투저항성(Coulombs) 7일 1000이하 340 420 370 1100 2300
P-로트법 7일 9~14초 9 14 10 17 19
미끄럼저항성(BPN) 7일 47이상 55 54 55 53 50
표 2의 시험결과에 의해서 실시예 1 내지 3은 콘크리트 구조물 보수용 폴리머 시멘트 모르타르의 기준값을 모두 만족한다. 또한 실시예 1 내지 3은 주입성능 및 유동성을 나타내는 P-로트법 기준을 만족하고 표면처리시 미끄럼저항성 기준 또한 모두 만족한다.
반면, 비교예 1은 염소이온침투저항성 및 P-로트법(유동성)에서 기준 이하로 나타난다. 이는 균열 주입시 충전이 이루어지지 못하고 염소이온저항성이 감소되어 보수재로 사용시 하자 비율이 높을 것으로 사료된다. 비교예 2는 강도, 내구성 및 주입성능 시험 모든 항목에서 기준값 이하로 나타난다.
따라서 본 발명의 따른 실시예 1~3에 따라 제조된 조성물은 콘크리트 구조물 표면 보수재료로 사용될 때, 조기강도 발현으로 교통개방을 단축할 수 있을 뿐 아니라, 방수성, 주입성능, 염소이온침투저항성, 부착성능에서 우수한 성능을 발휘하여 보수 후 슬래브 및 포장체 콘크리트의 공용수명 연장에 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 방수 및 발수 기능 있는 고유동 폴리머 시멘트 모르타르 조성물 100 중량%에 대하여,
    초속경 무기계 결합재 15~40 중량%;
    잔골재 28~72 중량%;
    시멘트 혼화용 폴리머 에멀젼 2~18 중량%; 및
    물 4~15 중량%;를 포함하며,
    상기 초속경 무기계 결합재는 상기 초속경 무기계 결합재 100 중량%에 대하여, 조강시멘트 15~60 중량%, 칼슘알루미나시멘트 10~30 중량%, 전기로 환원슬래그 10~30 중량%, reject-ash 1~20 중량%, C12A7 급결제 1~15 중량%, 리튬실리케이트 0.1~1 중량% 및 TiO2 0.1~2 중량%를 포함하는 것인 방수 및 발수 기능 있는 고유동 폴리머 시멘트 모르타르 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 초속경 무기계 결합재는 상기 초속경 무기계 결합재 100 중량%에 대하여, 발수제인 아크릴-실리콘 수지, 실란 및 실록산 중 어느 하나 이상의 0.1~5.0 중량%를 더 포함하는 방수 및 발수 기능 있는 고유동 폴리머 시멘트 모르타르 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 초속경 무기계 결합재는 상기 초속경 무기계 결합재 100 중량%에 대하여, 응결지연제인 구연산, 타르타르산, 붕산 및 클루콘산 중 어느 하나 이상의 0.1~3.0 중량%를 더 포함하는 방수 및 발수 기능 있는 고유동 폴리머 시멘트 모르타르 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 초속경 무기계 결합재는 상기 초속경 무기계 결합재 100 중량%에 대하여, 고성능감수제인 나프탈렌설폰산염계 축합물, 멜라민계 축합물 및 폴리카본산염계 축합물 중 어느 하나 이상의 0.1~3.0 중량%를 더 포함하는 방수 및 발수 기능 있는 고유동 폴리머 시멘트 모르타르 조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 초속경 무기계 결합재는 상기 초속경 무기계 결합재 100 중량%에 대하여, 증점제인 메틸셀룰로오즈 에테르 0.1~1.0 중량%를 더 포함하는 방수 및 발수 기능 있는 고유동 폴리머 시멘트 모르타르 조성물.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 시멘트 혼화용 폴리머 에멀젼은 상기 시멘트 혼화용 폴리머 에멀젼 100 중량%에 대하여, 스티렌 15~65 중량%, 아크릴로니트릴 5~35 중량%, 메타아크릴로니트릴 5~35 중량%, 글루타콘산 2~15 중량%, 아크릴아마이드 2~15 중량% 및 SBR 라텍스 10~30 중량%를 더 포함하는 방수 및 발수 기능 있는 고유동 폴리머 시멘트 모르타르 조성물.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 시멘트 혼화용 폴리머 에멀젼은 상기 시멘트 혼화용 폴리머 에멀젼 100 중량%에 대하여, 유화아스팔트 0.1~10 중량%를 더 포함하는 방수 및 발수 기능 있는 고유동 폴리머 시멘트 모르타르 조성물.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 시멘트 혼화용 폴리머 에멀젼은 상기 시멘트 혼화용 폴리머 에멀젼 100 중량%에 대하여, 자외선 차단제 0.1~1 중량%를 더 포함하는 방수 및 발수 기능 있는 고유동 폴리머 시멘트 모르타르 조성물.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 잔골재는 규사 또는 콘크리트용 잔골재의 품질 기준을 만족하는 모래 중 어느 하나인 것을 포함하는 방수 및 발수 기능 있는 고유동 폴리머 시멘트 모르타르 조성물.
  10. 제 1항에 의해 제조되는 방수 및 발수 기능 있는 고유동 폴리머 시멘트 모르타르 조성물을 이용한 콘크리트 구조물 보수 공법에 있어서,
    콘크리트 구조물의 열화부위의 오염물질을 제거하는 단계;
    잔류하는 콘크리트 찌꺼기 및 이물질을 제거하는 단계;
    상기 열화부위에 고인 물을 제거하는 단계;
    상기 방수 및 발수 기능 있는 고유동 폴리머 시멘트 모르타르 조성물을 생산하는 단계;
    상기 열화부위에 상기 시멘트 모르타르 조성물을 주입 하는 단계; 및
    상기 시멘트 모르타르 조성물을 도포하는 단계;를 포함하는 방수 및 발수 기능 있는 고유동 폴리머 시멘트 모르타르 조성물을 이용한 콘크리트 구조물 보수공법.


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