KR101563187B1 - 신축성 주입재를 이용한 누수 방지 및 건조 수축 방지 균열 보수 공법 - Google Patents

신축성 주입재를 이용한 누수 방지 및 건조 수축 방지 균열 보수 공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 콘크리트 구조물의 균열 보수 공법에 관한 것으로서, 특히 콘크리트 구조물과의 접착성과 내구성이 우수하고, 방수성이 우수하며 경화 후에도 신축성이 장기간 유지되어 콘크리트 구조물의 균열 보수 효과가 장기간 유지될 수 있는 콘크리트 구조물의 균열 보수 공법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 콘크리트 구조물의 균열 보수 공법을 이용하면, 콘크리트 구조물의 균열 보수시 내구성이 우수하고 특히 콘크리트 구조물 모재와의 부착성이 우수하여 일체화가 가능하고 이에 따라 콘크리트 구조물의 보수 성능 뿐만 아니라 방수 성능도 우수하며 경화 후에도 신축성이 장기간 유지되어 재균열이 발생되더라도 콘크리트 구조물이 거동하여 균열의 폭이 변경이 되는 균열 추종성을 유지할 수 있으므로, 콘크리트 구조물의 균열 보수 효과가 장기간 유지될 수 있는 장점이 있다.

Description

신축성 주입재를 이용한 누수 방지 및 건조 수축 방지 균열 보수 공법{Crack repairing method of concrete structure for prevention of water leak and drying shrinkage using flexible filling agent}
본 발명은 콘크리트 구조물의 균열 보수 공법에 관한 것으로서, 특히 콘크리트 구조물과의 접착성과 내구성이 우수하고, 방수성이 우수하며 경화 후에도 신축성이 장기간 유지되어 콘크리트 구조물의 균열 보수 효과가 장기간 유지될 수 있는 콘크리트 구조물의 균열 보수 공법에 관한 것이다.
일반적으로 콘크리트 구조물에는 콘크리트의 건조수축, 부등침하, 블리딩(bleeding) 또는 응력의 과다 등 여러 가지 원인의 의해서 크고 작은 균열이 발생하게 되며, 습기가 없는 부분에 발생한 균열은 건식 균열, 습기가 있는 부분에 발생한 균열은 습식 균열이라 한다.
이러한 균열은 발생한 위치와 균열의 폭 및 깊이에 따라 구조물의 구조적 안정성에 영향을 줄 수 있고, 누수와 같은 기능적인 하자를 유발시킬 수 있으며, 철근 부식 등을 통한 열화의 원인이 되거나 내구성을 저하시키는 원인이 되기 때문에 구조물에 발생한 균열은 보수를 할 필요성이 있고 또한 균열의 폭과 발생 장소 등에 따라 다양한 보수 방법이 사용되고 있다.
예를 들어, 콘크리트의 균열 폭이 0.2mm 미만인 경우의 보수 방법으로는 균열의 표면에 탄성 도막재를 코팅하는 표면 처리 방법이 사용되고 있고, 균열 폭이 0.2~0.5mm인 경우는 균열 내부로 에폭시나 우레탄 등을 주입하여 균열 내부를 충전시키는 주입 보수 방식이 이용되고, 이 때 에폭시나 우레탄 등을 주입하는 압력에 따라 저압 주입 보수 방법과 고압 주입 보수 방법 등으로 나뉜다.
종래, 균열 보수를 목적으로 사용되어온 에폭시 수지는 주로 건조 환경에서 접착제로 사용된 재료로서 강도가 커서 주로 구조 내하력 보강 목적으로 사용되어 왔으나, 경화 후 변형에 대한 적응성이 낮고 환경적 영향을 받는 물성 면에서 한계가 있으며 주성분이 콘크리트 모재와 다르므로 콘크리트 구조물과의 일체성이 떨어지는 문제가 있어 에폭시 수지를 이용한 균열 보수는 작업 수행 후 박리와 파손으로 인한 재보수의 빈도가 높을 뿐만 아니라 방수 성능에도 한계가 있다.
또한, 기존에 균열 보수 재료로서 사용되어온 폴리머 시멘트 모르타르는 에폭시 수지 모르타르에 비하여 구조물과의 일체화 특성은 우수하나, 보수 재료의 부착성 향상을 위하여 증점제를 첨가함으로써 스프레이 장비를 이용한 기계 시공시 운송 호스 내부 표면과의 마찰력이 증가하여 호스가 막히고 토출량이 적어져 시공 속도가 저하되고 폴리머의 종류나 첨가량에 따라 흙손 바름 작업성이 나쁘고 타설 두께가 비교적 얇아 여러번의 반복 시공이 필요하여 시공성이 떨어지는 문제점이 있어 개선이 필요한 상황이다.
[관련 선행기술 문헌]
1. 대한민국 등록특허 제10-0964064호
2. 대한민국 등록특허 제10-0767736호
3. 대한민국 등록특허 제10-0978190호
4. 대한민국 등록특허 제10-1103881호
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 상황을 고려하여 개발된 것으로서, 콘크리트 구조물의 균열 보수시 내구성이 우수하고 특히 콘크리트 구조물 모재와의 부착성이 우수하여 일체화가 가능하고 이에 따라 콘크리트 구조물의 보수 성능 뿐만 아니라 방수 성능도 우수하며 경화 후에도 신축성이 장기간 유지되어 재균열이 발생되더라도 콘크리트 구조물이 거동하여 균열의 폭이 변경이 되는 균열 추종성을 유지할 수 있으므로, 콘크리트 구조물의 균열 보수 효과가 장기간 유지될 수 있는 콘크리트 구조물의 균열 보수 공법을 제공하고자 한다.
상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은
(a) 콘크리트 구조물의 균열 상태를 조사하여 이물질을 제거하고 균열 깊이를 측정하는 단계;
(b) 상기 콘크리트 구조물의 균열 상태에 따라 일정 간격으로 주입 구멍을 천공할 위치를 정하는 단계;
(c) 상기 콘크리트 구조물의 균열부 표면을 실링재로 실링하는 단계;
(d) 상기 (b)에서 정한 천공 위치에 소정 깊이로 주입 구멍을 천공하는 단계;
(e) 상기 주입 구멍에 균열 보수재를 펌프를 이용하여 주입하여 충전하는 단계; 및
(f) 상기 실링된 균열부 표면에 마감재를 코팅하여 표면을 정리하는 단계를 포함하며,
상기 균열 보수재로서 에피클로로히드린-비스페놀 A 수지 30~70 중량%, n-부틸 글리시딜 에테르 5~20 중량%, 중량평균분자량이 5,000~20,000인 술폰계 아크릴수지 10~50 중량%, 분자량이 500~1,000인 불소계 계면활성제 10~20 중량% 및 수산화금속염 1~10 중량%를 포함하는 주재 성분 100 중량부를 기준으로 디에틸렌트리아민 1~5 중량%, C1~C8 알킬화 페놀 폴리아민(alkylated phenolic polyamine) 1~10 중량% 및 C2~C18 불포화 지방산 85~95 중량%로 이루어진 경화제 성분 5~30 중량부, 정장석, 조장석 및 회장석을 0.01~10 ㎛ 크기로 분말화하고 각각 30~500:20~400:10~30의 중량비로 혼합하여 얻어진 분말 혼합물 1.0~10 중량부, 및 입경이 1~100㎛인 운모 5~40 중량%, 석분 10~50 중량%, 유액 5~50 중량% 및 물 10~70 중량%를 혼합하여 얻어진 석분 혼합물 0.1~5.0 중량부를 혼합하여 얻어진 균열 보수재를 사용하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 균열 보수 공법을 제공한다.
본 발명에 따른 일 실시예에 있어서, 상기 술폰계 아크릴수지는 아크릴계 단량체 100 중량부에 대하여 소듐C1-10알릴C1-10알킬술포네이트, 포타슘C1-10알릴C1-10알킬술포네이트 또는 이들의 혼합물 0.5~15 중량부, C2-10알킬렌옥사이드 0.1~10 중량부 및 산성 포스페이트 0.1~5 중량부를 공중합하여 제조된 것을 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 일 실시예에 있어서, 상기 수산화금속염은 NaOH, KOH, Ca(OH)2 및 Mg(OH)2로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 일 실시예에 있어서, 상기 마감재는 폴리비닐부티랄 수지 100 중량부, 실란 화합물 10~20 중량부, 붕산염 화합물 5~10 중량부, 폴리포스페이트 1~5 중량부, 인산 1~5 중량부, 페놀수지 1~5 중량부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 일 실시예에 있어서, 상기 균열 보수재는 황산 알루미늄 칼륨 팽창제 및 플라이애쉬 및 실리카흄을 각각 30~50 중량%:20~30중량%:30~50중량%로 포함하는 첨가 성분을 상기 주재 성분 100 중량부를 기준으로 1~5 중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 신축성 주입재를 이용한 누수 방지 및 건조 수축 방지 균열 보수 공법의 특징 및 장점을 설명하면 다음과 같다.
1. 우선, 콘크리트 구조물과의 친화성이 우수하여 대상면과의 접착력이 좋으며 또한, 수산화금속염을 사용하므로 사용 후에 수축 또는 변형이 발생하지 않아 형태 안정성도 우수하다.
2. 또한, 건조 수축이나 열팽창에 의한 부가적인 응력이나 균열의 발생이 없어 내구성이 우수하고 방수 효과가 뛰어나며 작업성이 좋은 동시에 건조 시간은 최단시간에 진행할 수 있으므로 공기를 단축할 수 있는 효과도 있다.
3. 또한, 균열 보수용 주입재가 경화되더라도 신율이 유지되므로 재균열 발생시 콘크리트 구조물이 거동을 하여 균열의 폭이 변경됨으로써 균열 추종성을 유지할 수있는 장점이 있다.
4. 또한, 기능적 특성이 우수한 다공성의 세라믹 분말 혼합물을 추가로 포함함으로써 대상 콘크리트 구조물에서 발생하는 유해 물질을 흡수하고 항균작용 및 항곰팡이 작용을 하는 동시에 원적외선, 음이온 등 신체에 유익한 성분을 발생시킴으로써 혈액 순환 및 신진 대사 촉진 등의 기능적 효능을 갖는다.
5. 또한, 알칼리성 물질로 이루어진 특수 세라믹 성분을 혼합 사용함으로써 산성 부식 인지가 침입해도 중화 반응에 의해 부식 작용을 억제하고 콘크리트 구조물 내부의 수분과 결합하여 강고한 물질을 형성하기 때문에 부식 인자 투과를 막아 방수 효과를 더욱 높일 수 있다.
6. 따라서 우수한 보수 및 보강 효과를 발휘하므로 교량이나 터널, 복개 구조물 및 기타 철근 콘크리트 구조물의 균열 보수 효과가 뛰어난 장점이 있고 수축이 적고 수밀성이 우수하므로 지붕 슬래브 방수, 수영장, 정수장 등의 지수 구조물에도 적용이 가능한 장점이 있다.
이하에서는 본 발명에 대하여 더욱 구체적으로 설명한다.
본 발명에 따른 콘크리트 구조물의 균열 보수 공법은 하기의 순서로 진행된다. 즉,
(a) 콘크리트 구조물의 균열 상태를 조사하여 이물질을 제거하고 균열 깊이를 측정하는 단계;
(b) 상기 콘크리트 구조물의 균열 상태에 따라 일정 간격으로 주입 구멍을 천공할 위치를 정하는 단계;
(c) 상기 콘크리트 구조물의 균열부 표면을 실링재로 실링하는 단계;
(d) 상기 (b)에서 정한 천공 위치에 소정 깊이로 주입 구멍을 천공하는 단계;
(e) 상기 주입 구멍에 균열 보수재를 펌프를 이용하여 주입하여 충전하는 단계; 및
(f) 상기 실링된 균열부 표면에 마감재를 코팅하여 표면을 정리하는 단계를 포함하여 구성된다.
이 때, 본 발명에서 상기 균열 보수재로서 상기 균열 보수재로서 에피클로로히드린-비스페놀 A 수지 30~70 중량%, n-부틸 글리시딜 에테르 5~20 중량%, 중량평균분자량이 5,000~20,000인 술폰계 아크릴수지 10~50 중량%, 분자량이 500~1,000인 불소계 계면활성제 10~20 중량% 및 수산화금속염 1~10 중량%를 포함하는 주재 성분 100 중량부를 기준으로 디에틸렌트리아민 1~5 중량%, C1~C8 알킬화 페놀 폴리아민(alkylated phenolic polyamine) 1~10 중량% 및 C2~C18 불포화 지방산 85~95 중량%로 이루어진 경화제 성분 5~30 중량부, 정장석, 조장석 및 회장석을 0.01~10 ㎛ 크기로 분말화하고 각각 30~500:20~400:10~30의 중량비로 혼합하여 얻어진 분말 혼합물 1.0~10 중량부, 및 입경이 1~100㎛인 운모 5~40 중량%, 석분 10~50 중량%, 유액 5~50 중량% 및 물 10~70 중량%를 혼합하여 얻어진 석분 혼합물 0.1~5.0 중량부를 혼합하여 얻어진 균열 보수재를 사용하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 상기 본 발명에 따른 콘크리트 구조물의 균열 보수 공법을 각 단계별로 나누어 상세히 설명한다.
1. 콘크리트 구조물의 균열 상태 조사 단계
콘크리트 구조물의 균열 부위의 균열 상태, 즉 균열의 폭, 길이, 깊이, 형상 등을 초음파 탐지 장치 등의 장비를 이용하여 측정하고 데이터를 기록해 둔다. 이 후 균열선을 따라 표면의 이물질을 와이어 브러쉬(wire brush), 그라인더 등을 이용하여 제거한다.
2. 주입 구멍 천공 위치 선정 단계
상기 얻어진 균열 상태 데이터를 이용하여 콘크리트 구조물의 균열선을 따라 적당한 간격으로 천공할 위치를 선정하고, 균열부위에 표시를 한다.
3. 표면 실링 단계
천공할 위치를 선정한 후에는 균열부 표면을 실링한다. 이와 같이 실링하는 것은 이후 단계에서 주입 구멍을 통해 주입된 균열 보수재가 균열부를 통해 외부로 유출되지 않도록 하기 위한 것이다. 사용되는 실링재는 경화속도가 빠르고 부착강도가 강한 것을 사용하는 것이 바람직하며, 예로서는 실리콘계 폴리머 모르타르 또는 에폭시 실링재 등을 사용할 수 있다.
4. 주입 구멍 천공 단계
상기에서 균열 부위에 표시된 위치에 주입 구멍을 천공한다. 천공은 드릴비트 등을 이용하여 천공하며 균열 부위에 직각 또는 사각으로 천공을 실시한다.
5. 균열 보수재 주입 단계
상기 천공된 주입 구멍에 균열 보수재를 주입하는데 본 발명에서는 하기 설명되는 조성으로 이루어진 1액형 균열 보수재를 사용한다. 균열 보수재는 약 3~10kgf/cm2의 압력으로 주입건 등을 이용하여 주입할 수 있다.
이하에서는 본 발명에서 사용되는 2액형 균열 보수재에 관하여 설명한다.
본 발명에서 사용되는 2액형 균열 보수재는 하기의 조성으로 구성된다. 즉,
(1) 에피클로로히드린-비스페놀 A 수지 30~70 중량%, n-부틸 글리시딜 에테르 5~20 중량%, 중량평균분자량이 5,000~20,000인 술폰계 아크릴수지 10~50 중량%, 분자량이 500~1,000인 불소계 계면활성제 10~20 중량% 및 수산화금속염 1~10 중량%를 포함하는 주재 성분 100 중량부,
(2) 디에틸렌트리아민 1~5 중량%, C1~C8 알킬화 페놀 폴리아민(alkylated phenolic polyamine) 1~10 중량% 및 C2~C18 불포화 지방산 85~95 중량%로 이루어진 경화제 성분 5~30 중량부,
(3) 정장석, 조장석 및 회장석을 0.01~10 ㎛ 크기로 분말화하고 각각 30~50:20~40:10~30의 중량비로 혼합하여 얻어진 분말 혼합물 1.0~10 중량부, 및
(4) 입경이 1~100㎛인 운모 5~40 중량%, 석분 10~50 중량%, 유액 5~50 중량% 및 물 10~70 중량%를 혼합하여 얻어진 석분 혼합물 0.1~5.0 중량부를 포함하여 구성된다.
본 발명에서 상기 (1)의 주재 성분 조성은 에피클로로히드린-비스페놀 A 수지 30~70 중량%, n-부틸 글리시딜 에테르 5~20 중량%, 중량평균분자량이 5,000~20,000인 술폰계 아크릴수지 10~50 중량%, 분자량이 500~1,000인 불소계 계면활성제 10~20 중량% 및 수산화금속염 1~10 중량%를 포함한 조성으로서, 내구성, 방청성 뿐만 아니라 내약품성, 내곰팡이성, 내오염성을 증대시키는 역할을 한다.
본 발명에서 상기 에피클로로히드린-비스페놀 A 수지는 가소제 없이도 유연성이 우수하며 다양한 범위의 경도를 가질 수 있고 특히 탄성과 신율이 높은 것을 특징으로 한다. 상기 에피클로로히드린-비스페놀 A 수지는 내열성과 압축 경화 내성이 우수하고 내충격성, 내마찰성, 저온 유연성 및 내유성이 우수한 특징으로 갖고 내부하력이 탁월한 특징을 갖는다.
또한, 본 발명에서 상기 평균분자량이 5000 ~　20,000인 술폰계 아크릴 수지는 아크릴계 단량체, 아크릴계 단량체 100 중량부에 대하여 술포네이트 화합물 0.5 ~15 중량부, 알킬렌옥사이드 0.1 ~ 10 중량부 및 산성 포스페이트 0.1~ 5중량부를 공중합하여 제조된 것을 특징으로 한다.
상기 아크릴계 단량체로는 바람직하게는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴에이트, 에틸메틸아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트 및 라우릴 메타크릴레이트로부터 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기 술포네이트 화합물은 소듐(C2~C10)알릴(C1~C10)알킬술포숙시네이트, 포타슘(C2~C10)알릴(C1~C10)알킬술포숙시네이트 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 보다 구체적인 예시로 소듐 메탈릴-메틸-술포숙시네이트, 포타슘 메탈릴-메틸-술포숙시네이트에서 선택된 어느 하나 이상을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 알킬렌옥사이드 화합물은 보다 구체적으로 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 에틸셀로솔브아크릴레이트, 에틸셀로솔브 메타크릴레이트, 부틸셀로솔브 메타크릴레이트 및 부톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타크릴레이트에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기 산성 포스페이트는 모노메틸포스페이트, 디메틸포스페이트, 모노에틸포스폐이트, 디에틸포스페이트, 모노프로필포스페이트, 디프로필포스페이트, 모노부틸포스페이트, 디부틸포스페이트, 모노헥실포스페이트, 디헥실포스페이트, 모노(2-에틸헥실)포스페이트, 디(2-에틸헥실)포스페이트, 모노옥틸포스페이트, 디옥틸포스페이트, 모노데실포스페이트, 디데실포스페이트, 모노트리메실포스페이트, 디트리데실포스페이트, 모노스테아릴포스페이트, 디스테아릴포스페이트, 모노올레일포스페이트, 디올레일포스페이트, 모노페닐포스페이트, 디페닐포스페이트, 노닐페닐포스페이트, 디(노닐페닐)포스페이트, 모노메타크릴옥시에틸포스페이트 및 디메타크릴옥시에틸포스페이트로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 분자량이 500~1,000인 불소계 계면활성제로는 F(CF2CF2)nI(n=1~10)를 사용할 수 있다. 상기 불소계 계면활성제는 상기 범위로 혼합되었을 때 오염을 극복할 뿐 아니라 내약품성, 내곰팡이성을 효과적으로 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 수산화 금속염은 산성분 중화에 효과가 있어, 상기 균열 보수재에 혼합하였을 때 방수, 방청 효과가 뛰어날 수 있으며, 보다 바람직한 예시로 NaOH, KOH, Ca(OH)2 및 Mg(OH)2로 이루어진 군으로부터 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 균열 방지재는 상기 얻어지는 주재 성분 100 중량부에 대하여 경화제 성분 5~30 중량부를 포함하는 2액형으로 구성된다.
본 발명에서 상기 경화제 성분은 디에틸렌트리아민 1~5 중량%, C1~C8 알킬화 페놀 폴리아민(alkylated phenolic polyamine) 1~10 중량% 및 C2~C18 불포화 지방산 85~95 중량%을 포함하여 구성된다. 본 발명에서 상기 C1~C8 알킬화 페놀 폴리아민(alkylated phenolic polyamine)은 분자량 100~2,000 범위에 속하는 화합물을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 C2~C18 불포화 지방산은 분자량 50~2,000 범위에 속하는 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 균열 방지재에는 상기 주재 성분 또는 경화제 성분에 증점제, 침전방지제를 더 추가하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 균열 보수재는 상기 성분 외에 유해 성분 방지 및 항균성 부여 등의 기능성을 제공하기 위하여 세라믹 분말을 추가로 포함한다. 본 발명에서 사용되는 세라믹 분말은 정장석, 조장석 및 회장석으로 이루어진 분말 혼합물을 사용하며, 그 함량은 상기 (1)의 주재 성분 100 중량부를 기준으로 30~50 중량부의 범위로 사용되는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 상기 세라믹 분말 혼합물은 분말의 크기가 0.01~10 ㎛ 범위에 드는 것을 사용하는 것이 좋고, 각각의 혼합 비율은 정장석 30~50중량%, 조장석 20~40 중량% 및 회장석 10~30 중량%로 혼합되는 것이 바람직하다. 상기 정장석, 조장석 및 회장석은 미세한 미립자로 첨가될 경우, 유해 성분과 중금속을 무력화시키고 산성을 알칼리성으로 바꿔주며 항균 작용을 할 수 있다.
또한, 균열 보수재에 포함될 경우에는 그 안정성이 확보될 수 있고 유효한 원적외선과 음이온을 다량 방출하며, 이러한 성분들을 균열 보수재에 포함시킴으로써 동일한 효과를 가져올 수 있어 기능성을 부여할 수 있다. 상기 세라믹 분말 혼합물을 포함함으로써 VOCs 등 환경 오염 물질의 방출을 차단할 수 있고, 원적외선과 음이온을 방출하는 동시에, 항균성, 항곰팡이성 등의 부수적 효과까지 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 균열 보수재에는 산성 부식 입자의 침입에 의한 내부 부식을 방지하기 위해 석분 혼합물을 추가로 혼합한다.
본 발명에서 상기 석분 혼합물은 입경이 1~100㎛인 운모 5~40 중량%, 석분 10~50 중량%, 유액 5~50 중량% 및 물 10~70 중량%를 혼합하여 제조한다.
본 발명에서 상기 운모는 박편이나 분말 형태로 사용할 수 있으며 상기 입경 크기를 가질 운모를 사용할 경우 콘크리트와의 접착성이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 석분은 통상적으로 사용되는 돌가루를 사용할 수 있으며, 자연석 또는 인공석 등을 분쇄하여 사용할 수 있다. 상기 석분은 운모와 같은 입자크기를 갖는 것을 사용할 수 있고 이는 콘크리트와의 접착성을 향상시키는 역할을 한다. 본 발명에서 유액은 암모니아나 아민 등을 사용할 수 있으며, 유독성이 적은 유화 페인트, 수용성 페인트 등도 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에서 장시간 경과시 균열 보수재가 콘크리트와 분리되는 것을 방지하기 위하여 연성 수지를 추가로 포함할 수 있다. 연성수지는 균열 보수재의 유연성을 높여 접착성을 더욱 향상시킬 수 있다. 이 때 사용되는 연성 수지로서는 아크릴수지, 메타크릴수지, 페녹시수지, 스티렌수지, 천연고무, SBR, NBR 등을 사용할 수 있으며, 그 사용량은 상기 (1)의 주재 성분 100 중량부를 기준으로 0.1~5.0 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에서 각종 첨가제를 포함될 수 있는데, 그 첨가제로 분산제, 증점제, 소포제, 안료, pH조절제, 동결방지제, 방부제, 산화방지제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이와 같은 첨가제는 상기 (1)의 주재 성분 100 중량부를 기준으로 0.1~5 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 균열 보수재는 내구성이 우수할 뿐만 아니라 내수성과 내후성 및 표면 강도도 우수하며, 원적외선 방사, 음이온 발생 효능이 우수하고 항균, 항곰팡이 기능을 구비한 세라믹 분말과 방청성, 방수성과 접착성을 향상시키는 석분 혼합물을 사용하기 때문에 독성을 억제할 수 있음은 물론, 항균성과 원적외선 및 음이온 효과로 인해 악취를 제거할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에서 상기 균열 보수재에는 시멘트 혼화재를 추가로 포함할 수 있다. 이 때 사용되는 시멘트 혼화재로는 고흡수성 폴리머 및 재유화형 분말 수지의 혼합물이 사용될 수 있으며, 혼합 비율은 고흡수성 폴리머:재유화형 분말 수지 = 1:9 ~ 3:7인 것이 바람직하다.
상기 고흡수성 폴리머로는 폴리사카라이드, 폴리아크릴아미드, 폴리아크릴산, 폴리비닐알콜 등이 사용될 수 있고, 상기 재유화형 분말 수지로는 스티렌 부타디엔 공중합체 수지, 폴리비닐에틸렌, 에틸렌 비닐 아세테이트 등이 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 균열 보수재는 황산 알루미늄 칼륨 팽창제 및 플라이애쉬 및 실리카흄을 각각 30~50 중량%:20~30중량%:30~50중량%로 포함하는 첨가 성분을 상기 주재 성분 100 중량부를 기준으로 1~5 중량부를 추가로 포함할 수 있다. 상기 첨가성분은 균열 보수재의 내부식성을 강화시키는 효과가 있다.
6. 마감재 코팅 단계
상기 균열 보수재를 충진하고 난 후 콘크리트 표면을 실링재로 실링한 후 마감재를 도포한 다음 양생한다.
본 발명에서 상기 마감재로는 폴리비닐부티랄 수지 100 중량부, 실란 화합물 10~20 중량부, 붕산염 화합물 5~10 중량부, 폴리포스페이트 1~5 중량부, 인산 1~5 중량부 및 페놀수지 1~5 중량부를 포함하여 구성되는 마감재를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 마감재는 보수 표면의 스케일을 방지하는 효과가 있다.
이하에서는 본 발명을 실시예예 의거하여 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
[실시예]
1. 제조예
(1) 술폰계 아크릴 수지 제조
메틸 아크릴레이트 100g, 소듐 메탈릴-메틸-술포숙시네이트 5g, 디에틸렌글리콜 3g, 디메틸포스페이트 2g을 반응온도 80℃로 90분간 공중합하여 술폰계 아크릴 수지를 제조하였다. (제조예 1)
(2) 술폰계 아크릴 수지 제조
메틸 아크릴레이트 100g, 포타슘 메탈릴-메틸-술포숙시네이트 3g, 디에틸렌글리콜 3g, 디프로필포스페이트 2g을 반응온도 80℃로 90분간 공중합하여 술폰계 아크릴 수지를 제조하였다. (제조예 2)
(3) 주재 성분 제조
n-부틸 글리시딜 에테르 15g, 상기 제조예 1에서 제조된 술폰계 아크릴 수지 30g, 불소계 계면활성제 20g, Ca(OH)2 10g 및 에피클로로히드린-비스페놀 A 수지 40g를 혼합한 뒤, 2시간 동안 500rpm의 비교적 저속으로 교반하여 본 발명에 의한 주재 성분을 제조하였다.(제조예 3)
(4) 주재 성분 제조
상기 제조예 3과 동일하게 실시하되 술폰계 아크릴 수지를 제조예 2에서 제조된 것을 사용한 것에 차이가 있으며, 나머지는 상기 제조예 3과 동일하게 실시하였다. (제조예 4)
(5) 경화제 성분 제조
디에틸렌트리아민 3 중량%, C8 알킬화 페놀 폴리아민 7 중량% 및 C18 불포화 지방산 90 중량%를 혼합한 뒤, 2시간 동안 500rpm의 비교적 저속으로 교반하여 본 발명에 의한 경화제 성분을 제조하였다.(제조예 5)
(6) 세라믹 분말 혼합물 제조
경북 문경산 천연 약돌 성분 중 정장석, 조장석 및 회장석을 분말화한 후 체로 걸러 0.01~10 ㎛의 분말만을 선별해 낸 후 40:30:30의 중량비로 혼합하여 세라믹 분말 혼합물을 얻었다. (제조예 6)
(6) 석분 혼합물 제조
입경이 1~100㎛인 운모 20 중량%, 석분 10 중량%, 유액 20 중량% 및 물 50 중량%를 혼합하여 세라믹 안료를 제조하였다. (제조예 7)
(7) 균열 보수재 제조
상기 제조예 3에서 얻은 주재 성분 100 중량부에, 상기 제조예 5에서 얻은 경화제 성분 20 중량부, 상기 제조예 6에서 얻은 세라믹 분말 혼합물 41.5 중량부 및 상기 제조예 7에서 얻은 석분 혼합물 10 중량부를 균일하게 혼합한 후 여기에 각종 첨가제를 추가하여 균열 보수재를 제조하였다.(제조예 8)
(8) 균열 보수재 제조
상기 제조예 4에서 얻은 에폭시 수지 혼합물 100 중량부에, 상기 제조예 5에서 얻은 경화제 성분 20 중량부, 상기 제조예 6에서 얻은 세라믹 분말 혼합물 43.5 중량부 및 상기 제조예 7에서 얻은 석분 혼합물 12 중량부를 균일하게 혼합한 후 여기에 각종 첨가제를 추가하여 균열 보수재를 제조하였다.(제조예 9)
(9) 마감재 제조
폴리비닐부티랄 수지 100 중량부에 실란 화합물 10~20 중량부, 붕산염 화합물 5~10 중량부, 폴리포스페이트 1~5 중량부, 인산 1~5 중량부 및 페놀수지 1~5 중량부를 혼합하여 마감재를 제조하였다.(제조예 10)
2. 실시예 및 비교예
(1) 실시예 1
균열이 발생한 콘크리트 구조물의 표면 레이턴스 및 이물질을 제거하여 표면을 정리하였다. 균열 부위에 약 20cm 간격으로 천공할 위치를 표시하고 실리콘계 실링재로 표면을 실링하였다. 이 후 상기 정한 천공 위치에 주입 구멍을 천공하고 상기 제조예 8에서 얻은 균열 보수재를 주입 충전하였으며 그 표면에 상기 제조예 10에서 얻은 마감재를 도포하여 코팅한 후 경화 및 건조하였다. 이후 직경 5cm의 코어를 채취하여 충전 정도 및 기계적 물성을 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
(2) 실시예 2
균열이 발생한 콘크리트 구조물의 표면 레이턴스 및 이물질을 제거하여 표면을 정리하였다. 균열 부위에 약 20cm 간격으로 천공할 위치를 표시하고 실리콘계 실링재로 표면을 실링하였다. 이 후 상기 정한 천공 위치에 주입 구멍을 천공하고 상기 제조예 9에서 얻은 균열 보수재를 주입 충전하였으며 그 표면에 상기 제조예 10에서 얻은 마감재를 도포하여 코팅한 후 경화 및 건조하였다. 이후 직경 5cm의 코어를 채취하여 충전 정도 및 기계적 물성을 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
(3) 비교예 1
실시예 1 및 2와 동일하게 실시하되, 시중에서 구입 가능한 일반 에폭시계 2액형 균열 보수재를 이용하여 균열 부위에 주입한 것만 다르게 하여 실시하였다.
시험항목 실시예 1 실시예 2 비교예 1
접착강도(N/mm2) 4.5 5.2 2.3
점도(mPa·S) 750 800 650
경화수축률(%) 1.5 1.8 5.9
압축강도(N/mm2) 52.0 48.9 30.1
휨강도(N/mm2) 45.4 46.5 10.2
경화시간 6.5 6.0 8.0
투수성 0.03 0.03 0.05
이상의 실험 결과로부터 본 발명에 따른 균열 보수재를 이용하여 콘크리트 구조물의 균열을 보수할 경우 콘크리트와의 일체성이 뛰어나고, 내구성, 방수성 등의 물성도 우수하여 균열 보수 효과가 뛰어나다는 것을 확인할 수 있다.

Claims (5)

  1. (a) 콘크리트 구조물의 균열 상태를 조사하여 이물질을 제거하고 균열 깊이를 측정하는 단계;
    (b) 상기 콘크리트 구조물의 균열 상태에 따라 일정 간격으로 주입 구멍을 천공할 위치를 정하는 단계;
    (c) 상기 콘크리트 구조물의 균열부 표면을 실링재로 실링하는 단계;
    (d) 상기 (b)에서 정한 천공 위치에 소정 깊이로 주입 구멍을 천공하는 단계;
    (e) 상기 주입 구멍에 균열 보수재를 펌프를 이용하여 주입하여 충전하는 단계; 및
    (f) 상기 실링된 균열부 표면에 마감재를 코팅하여 표면을 정리하는 단계를 포함하며,
    상기 균열 보수재로서 에피클로로히드린-비스페놀 A 수지 30~70 중량%, n-부틸 글리시딜 에테르 5~20 중량%, 중량평균분자량이 5,000~20,000인 술폰계 아크릴수지 10~50 중량%, 분자량이 500~1,000인 불소계 계면활성제 10~20 중량% 및 수산화금속염 1~10 중량%를 포함하는 주재 성분 100 중량부를 기준으로 디에틸렌트리아민 1~5 중량%, C1~C8 알킬화 페놀 폴리아민(alkylated phenolic polyamine) 1~10 중량% 및 C2~C18 불포화 지방산 85~95 중량%로 이루어진 경화제 성분 5~30 중량부, 정장석, 조장석 및 회장석을 0.01~10 ㎛ 크기로 분말화하고 각각 30~500:20~400:10~30의 중량비로 혼합하여 얻어진 분말 혼합물 1.0~10 중량부, 및 입경이 1~100㎛인 운모 5~40 중량%, 석분 10~50 중량%, 유액 5~50 중량% 및 물 10~70 중량%를 혼합하여 얻어진 석분 혼합물 0.1~5.0 중량부를 혼합하여 얻어진 균열 보수재를 사용하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 균열 보수 공법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 술폰계 아크릴수지는 아크릴계 단량체 100 중량부에 대하여 소듐C1-10알릴C1-10알킬술포네이트, 포타슘C1-10알릴C1-10알킬술포네이트 또는 이들의 혼합물 0.5~15 중량부, C2-10알킬렌옥사이드 0.1~10 중량부 및 산성 포스페이트 0.1~5 중량부를 공중합하여 제조된 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 균열 보수 공법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 수산화금속염은 NaOH, KOH, Ca(OH)2 및 Mg(OH)2로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 균열 보수 공법.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 마감재는 폴리비닐부티랄 수지 100 중량부, 실란 화합물 10~20 중량부, 붕산염 화합물 5~10 중량부, 폴리포스페이트 1~5 중량부, 인산 1~5 중량부 및 페놀수지 1~5 중량부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 균열 보수 공법.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 균열 보수재는 황산 알루미늄 칼륨 팽창제 및 플라이애쉬 및 실리카흄을 각각 30~50 중량%:20~30중량%:30~50중량%로 포함하는 첨가 성분을 상기 주재 성분 100 중량부를 기준으로 1~5 중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 균열 보수 공법.
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KR100920245B1 (ko) 2007-08-31 2009-10-05 주식회사 비앤비코리아 콘크리트 구조물의 표면 코팅방법
KR100976846B1 (ko) 2009-06-08 2010-08-20 주식회사 케이피지 균열보수용 패커조립체 및 이를 이용한 균열보수방법

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