KR101564440B1

KR101564440B1 - 고성능 속경성 혼합콘크리트를 이용한 콘크리트포장 전단면 보수방법

Info

Publication number: KR101564440B1
Application number: KR1020140003348A
Authority: KR
Inventors: 윤경구
Original assignee: 강원대학교산학협력단
Priority date: 2014-01-10
Filing date: 2014-01-10
Publication date: 2015-10-30
Also published as: KR20150083608A

Abstract

본 발명은, 압축강도 21~30MPa의 보통콘크리트에 체적대비 20~40%의 기포 및 조강형 혼합재료를 혼입하여 형성한 속경성 혼합콘크리트를 숏팅하여 콘크리트포장 절단면의 하층부를 시공하고, 이의 상면에 기포가 혼입된 보통콘크리트에 조강형 혼합재료와 내구성 혼합재료를 혼입하여 형성한 고성능 속경성 혼합콘크리트를 숏팅하여 콘크리트포장 절단면의 상층부를 시공함으로써, 보수된 부분의 조기 개방을 가능하게 하면서 시공의 수월성을 확보함은 물론 시공비용 절감 및 고강도와 고내구성을 확보하여 유지관리를 용이하게 할 수 있는 고성능 속경성 혼합콘크리트를 이용한 콘크리트포장 전단면 보수방법에 관한 것이다.

Description

고성능 속경성 혼합콘크리트를 이용한 콘크리트포장 전단면 보수방법{Methode for repair concrete pavement shear plane using the high-performance concrete}

본 발명은 콘크리트포장 전단면 보수방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 압축강도 21~30MPa의 보통콘크리트에 체적대비 20~40%의 기포를 혼입하여 유동성을 증가시킨 상태에서 조강형 혼합재료를 혼입하여 형성한 속경성 혼합콘크리트를 숏팅하여 콘크리트포장 절단면의 하층부를 시공하고, 이의 상면에 기포가 혼입된 보통콘크리트에 조강형 혼합재료와 내구성 혼합재료를 혼입하여 형성한 고성능 속경성 혼합콘크리트를 숏팅하여 콘크리트포장 절단면의 상층부를 시공하는 고성능 속경성 혼합콘크리트를 이용한 콘크리트포장 전단면 보수방법에 관한 것이다.

일반적으로 콘크리트포장은 줄눈콘크리트포장(JCP)과 연속철근콘크리트포장(CRCP)로 구분되고, 상기 줄눈콘크리트포장은 우리나라에서 대부분 시공된 콘크리트포장으로 콘크리트포장의 온도변화에 따른 신장 및 수축에 의해 콘크리트포장의 파손을 방지하도록 콘크리트포장에 소정의 폭과 깊이로 줄눈(Joint)을 형성하는 것을 말하나, 이는 환경적 요인과 구조적 요인에 의해 줄눈재 파손, 스폴링, 균열, 단차, 표면스케일링 등 복합적으로 파손이 발생되는 문제점이 있었다.

상기 콘크리트포장 보수는, 크게 예방차원의 보수공법과 손상발생후 보수차원의 보수공법으로 대별되는데, 보수차원의 보수공법은 부분단면보수, 전단면보수, 슬래브재킹(Slab Jacking), 표면절삭(Grinding), 덧씌우기(Overlay) 등이 포함된다.

상기 전단면보수(Full Depth Repair)는 대체로 넓은 범위의 포장슬래브에서 파손이 심한 경우나 다수의 균열이 복합적으로 발생할 경우 또는 노면결함이 심한 경우에 적용하는 보수공법으로 포장 전 슬래브 깊이까지 뜯어내고 새로 콘크리트를 포설하는 것을 말한다.

현재 국내 고속도로 콘크리트포장의 재령이 높아감에 따라 포장의 노후화도 진행되어 이에 따른 유지관리차원의 상시보수 또는 긴급보수가 이루어지고 있으며, 특히 줄눈콘크리트포장에서 슬래브 전 폭에 걸쳐 발생하는 가로균열이나 모서리에서의 우각부균열, 줄눈부에서의 심각한 스폴링 또는 복합적인 파손으로 승차감이 떨어지고 또한 심각한 교통사고를 유발할 수 있는 요소를 내포함으로써 전단면보수가 불가피하게 된다.

상기 전단면보수의 경우, 콘크리트 양생시간이 소요되므로 공용중인 고속도로에서 교통차단에 따른 차량지체, 사고위험, 민원발생 등 비효율적인 요소가 발생되는 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허공보 제10-2009-0043631호

대한민국 공개특허공보 제10-2003-0071143호

이에 상술한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은, 압축강도 21~30MPa의 보통콘크리트에 체적대비 20~40%의 기포를 혼입하여 유동성을 증가시킨 상태에서 조강형 혼합재료를 혼입하여 형성한 속경성 혼합콘크리트를 숏팅하여 콘크리트포장 절단면의 하층부를 시공하고, 속경성 혼합콘크리트에 내구성 혼합재료를 혼입하여 형성한 고성능 속경성 혼합콘크리트를 콘크리트포장 절단면의 하층부 상면에 숏팅하여 콘크리트포장 절단면의 상층부를 시공하는 고성능 속경성 혼합콘크리트를 이용한 콘크리트포장 전단면 보수방법을 제공함에 있다.

본 발명 고성능 속경성 혼합콘크리트를 이용한 콘크리트포장 전단면 보수방법은,

콘크리트포장의 손상된 슬래브에 보수경계면 표시 및 절단하고, 절단된 슬래브를 제거하여 보수구역을 형성하는 단계와;

압축강도 21~30MPa의 보통콘크리트에 체적대비 20~40%의 기포 및 알루미나계 초속경클링커분말, 비정질알루미나계 초속경클링커분말, 아윈계 초속경클링커분말 중 어느 하나 또는 하나 이상 혼합한 조강형 혼합재료를 상기 보통콘크리트가 투입된 레미콘트럭 내부로 투입하여 레미콘트럭 내부에 구비된 축과 상기 축에 적어도 1단 이상 방사상으로 형성된 혼합부재가 모터의 동력으로 회전하는 혼합부의 혼합으로 속경성 혼합콘크리트를 형성하는 단계와;

상기 속경성 혼합콘크리트에 포함된 기포를 소산시키면서 보수구역에 속경성 혼합콘크리트를 배출안내부재로 숏팅하여 콘크리트포장의 하층부를 형성하는 단계와;

상기 속경성 혼합콘크리트에 실리카퓸, 메타카올린, 플라이애쉬, 슬래그미분말, 라텍스, 폴리머 중 어느 하나 또는 하나 이상 혼합한 내구성 혼합재료를 상기 보통콘크리트가 투입된 레미콘트럭 내부로 투입하여 레미콘트럭 내부에 구비된 축과 상기 축에 적어도 1단 이상 방사상으로 형성된 혼합부재가 모터의 동력으로 회전하는 혼합부의 혼합으로 고성능 속경성 혼합콘크리트를 형성하는 단계와;

상기 고성능 속경성 혼합콘크리트에 포함된 기포를 소산시키면서 보수구역에 형성된 하층부 상면에 고성능 속경성 혼합콘크리트를 배출안내부재로 숏팅하여 콘크리트포장의 상층부를 형성하는 단계와;

상기 상층부 상면이 수평을 유지하도록 표면마무리 및 양생하는 단계를 포함하며,
상기 배출안내부재는,
상기 속경성 혼합콘크리트와 고성능 속경성 혼합콘크리트가 유입 및 압축되어 배출되도록 내부가 관통되면서 각 콘크리트가 유입/배출되는 입/출구의 직경보다 중앙부의 직경이 작게 형성되는 배출안내몸체와;
상기 배출안내몸체로 유입되는 각 콘크리트에 포함된 기포를 소산시키면서 공기량을 감소시키도록 5기압 이상의 고압의 공기를 공급하도록 배출안내부재에 관통된 공기공급공을 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은, 압축강도 21~30MPa의 보통콘크리트에 체적대비 20~40%의 기포 및 조강형 혼합재료를 혼입하여 형성한 속경성 혼합콘크리트를 숏팅하여 콘크리트포장 절단면의 하층부를 시공하고, 속경성 혼합콘크리트에 조강형 혼합재료와 내구성 혼합재료를 혼입하여 형성한 고성능 속경성 혼합콘크리트를 콘크리트포장 절단면의 하층부 상면에 숏팅하여 콘크리트포장 절단면의 상층부를 시공함으로써, 보수된 부분의 조기 개방을 가능하게 하면서 시공의 수월성을 확보함은 물론 시공비용 절감 및 고강도와 고내구성을 확보하여 유지관리를 용이하게 할 수 있는 이점을 가질 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 흐름도
도 2 내지 도 3은 본 발명의 시공과정도로 콘크리트포장의 보수구역 및 보강부재를 설치하는 도면
도 4는 본 발명의 보통콘크리트를 형성하는 도면
도 5는 도 4의 슬럼프를 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 기포를 나타낸 도면
도 7은 본 발명의 혼합부를 나타낸 도면
도 8 내지 도 11은 본 발명 속경성 혼합콘크리트 및 고성능 속경성 혼합콘크리트의 숏팅과정도
도 12는 본 발명 속경성 혼합콘크리트로 보수구역에 콘크리트포장의 하층부를 형성한 도면
도 13 내지 도 14는 본 발명의 기포가 혼입된 보통콘크리트 및 숏팅 후, 고성능 속경성 혼합콘크리트의 슬럼프를 나타낸 도면
도 15 내지 도 16은 본 발명 고성능 속경성 혼합콘크리트로 보수구역에 콘크리트포장의 상층부를 형성한 도면
도 17은 본 발명 속경성 혼합콘크리트 및 고성능 속경성 혼합콘크리트의 숏팅과정도
도 18 내지 도 21은 본 발명 콘크리트포장의 터이닝과 양생제살포 및 양생포와 비닐을 덮는 도면

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명을 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 흐름도이다.

콘크리트포장(20)의 손상된 슬래브에 보수경계면 표시 및 절단하고, 절단된 슬래브를 제거하여 보수구역(20')을 형성하는 단계와;

압축강도 21~30MPa의 보통콘크리트에 체적대비 20~40%의 기포 및 알루미나계 초속경클링커분말, 비정질알루미나계 초속경클링커분말, 아윈계 초속경클링커분말 중 어느 하나 또는 하나 이상 혼합한 조강형 혼합재료를 상기 보통콘크리트가 투입된 레미콘트럭 내부로 투입하여 레미콘트럭(40) 내부에 구비된 축과 상기 축에 적어도 1단 이상 방사상으로 형성된 혼합부재가 모터의 동력으로 회전하는 혼합부(60)의 혼합으로 속경성 혼합콘크리트를 형성하는 단계와;

상기 속경성 혼합콘크리트에 포함된 기포를 소산시키면서 보수구역(20')에 속경성 혼합콘크리트를 배출안내부재(70)로 숏팅하여 콘크리트포장(20)의 하층부(21)를 형성하는 단계와;

상기 속경성 혼합콘크리트에 실리카퓸, 메타카올린, 플라이애쉬, 슬래그미분말, 라텍스, 폴리머 중 어느 하나 또는 하나 이상 혼합한 내구성 혼합재료를 상기 보통콘크리트가 투입된 레미콘트럭 내부로 투입하여 레미콘트럭(40) 내부에 구비된 축과 상기 축에 적어도 1단 이상 방사상으로 형성된 혼합부재가 모터의 동력으로 회전하는 혼합부(60)의 혼합으로 고성능 속경성 혼합콘크리트를 형성하는 단계와;

상기 고성능 속경성 혼합콘크리트에 포함된 기포를 소산시키면서 보수구역(20')에 형성된 하층부(21) 상면에 고성능 속경성 혼합콘크리트를 배출안내부재(70)로 숏팅하여 콘크리트포장(20)의 상층부(22)를 형성하는 단계와;

상기 상층부(22) 상면이 수평을 유지하도록 표면마무리 및 양생하는 단계를 포함하며,
상기 배출안내부재(70)는,
상기 속경성 혼합콘크리트와 고성능 속경성 혼합콘크리트가 유입 및 압축되어 배출되도록 내부가 관통되면서 각 콘크리트가 유입/배출되는 입/출구의 직경보다 중앙부의 직경이 작게 형성되는 배출안내몸체(71)와;
상기 배출안내몸체(71)로 유입되는 각 콘크리트에 포함된 기포를 소산시키면서 공기량을 감소시키도록 5기압 이상의 고압의 공기를 공급하도록 배출안내부재(71)에 관통된 공기공급공(72)을 포함하여 구비된다.

다음은 상기와 같이 구성된 본 발명 콘크리트포장(20)의 보수과정을 설명한다.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 콘크리트포장(20)의 손상된 슬래브 보수경계면을 표시하고, 표시한 보수경계면을 다이아몬드 톱 또는 쇼카터와 같은 절단부재로 절단한 후, 절단된 슬래브를 다수의 덩어리로 깬 다음 제거하여 보수구역(20')을 형성하는데, 이때, 절단된 보수경계면의 슬래브 및 보조기층에 손상이 가지 않도록 주의를 기울여야 하며, 불가피하게 손상된 보조기층은 충분이 다져 완전복구를 하고, 비닐을 이용하여 분리막을 설치한다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 절단된 보수경계면의 하중전달효과를 증가시키기 위하여 드릴로 기존 슬래브에 구멍을 뚫은 후, 다웰바 및 타이바와 같은 보강부재(30)를 설치하는데, 상기 다웰바는 기존 줄눈부 및 새로운 줄눈 설치부에 두고, 세로줄눈부 및 인접 슬래브에는 타이바를 설치한다.

상기 구멍은 보강부재(30)의 지름보다 1.5mm 더 크게 뚫고, 에폭시수지를 주입한 후, 보강부재(30)를 회전시키면서 결합하여 자리잡게 하고, 과다하게 투입되어 콘크리트포장의 보수경계면으로 돌출된 에폭시수지는 브러쉬로 쓸어내어 제거하며, 철근에 묻은 에폭시수지와 먼지 등을 제거하여야 한다.

상기 보수경계면은 기존 줄눈 이음면에 형성하는 것이 바람직하며, 기존 줄눈 이음면에 있지 않은 보수 경계는 최소 깊이 50mm의 부분 깊이로 절단하는데, 모든 절단은 기존 이음에 직각으로 하여 보수구역(20')이 직사각형의 패턴이 이루어지며, 기준 줄눈이나 균열된 곳에서 최소한 0.6m 떨어진 곳에서 절단한 후, 비닐과 같은 분리막을 보수구역(20')에 설치하여 분리한다.

상기의 과정으로 보수구역(20')이 형성되면, 도 4에 도시된 바와 같이, 배처플랜트(10)에서 각각 공급되는 물, 시멘트, 골재 등을 일정비율로 배합 및 혼합하여 압축강도가 21~30MPa의 보통콘크리트를 생산하는데, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 보통콘크리트의 슬럼프는 60~80mm를 유지하도록 하여 레미콘트럭(40)으로 현장운송이 용이하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 보통콘크리트는 조기강도발현을 위해 물-시멘트 비를 42% 이하로 생산하되, 슬럼프 60~80mm는 물-시멘트 비로 맞추지 않고 감수제나 AE제를 사용하여 조정하는 것이 바람직하다.

현장으로 운송된 레미콘트럭(40)의 보통콘크리트에 도 6에 도시된 바와 같이, 기포제 및 기포발생장치에서 생산된 기포를 체적대비 20~40% 혼입하여 유동성을 증가시키는데, 상기 기포는 기포발생장치에 기포제를 투입하고 외부에서 일정한 압력의 물과 컴프레셔를 이용한 공기압을 가하여 생산하며, 공기압에 따라 기포의 생산량이 변함으로 일정한 압력을 가해주는 것이 중요하다. 상기 기포의 생성원리는, 물과 혼입된 기포제에 스크류 공기압이 가해지면 기포제에 의한 표면장력과 점성이 발생하여 구형의 기포가 생성되며, 기포의 볼베어링 효과로 보통콘크리트의 슬럼프를 크게 하여 펌핑을 수월하게 한다.

여기서, 상기 보통콘크리트에 체적대비 30%의 기포를 혼입시키기 위해 1㎥의 보통콘크리트 당 기포발생기를 약 60초간 가동하여 240ℓ의 기포를 생성 및 혼입한다.

또한, 상기 기포가 혼합된 보통콘크리트에 알루미나계 초속경클링커분말, 비정질알루미나계 초속경클링커분말, 아윈계 초속경클링커분말 중 어느 하나 또는 하나 이상 혼합한 조강형 혼합재료를 보통콘크리트를 형성하는 시멘트 100 중량부 기준으로 5~40 중량부로 혼입하여 도 7에 도시된 바와 같이, 레미콘트럭(40) 내부의 혼합부(60) 축(61)에 의해 회전하는 혼합부재(62)로 혼합하여 보통콘크리트와 기포 및 조강형 혼합재료가 혼합된 속경성 혼합콘크리트를 형성하게 된다.

상기 속경성 혼합콘크리트는 조강형 혼합재료의 혼입량에 따라 21MPa의 압축강도를 발현하는 혼합콘크리트의 양생시간을 조절할 수 있기 때문이다.

아래의 표 1은 아윈계 조강재를 시멘트 대비 7%, 14%, 35%로 치환하고, 물-시멘트 비를 38%, 45%, 55%로 변화하며 모르타르 표준배합으로 초결과 종결에 대해 실험한 결과이다. 표 1에서 보여주는 바와 같이 조강재 치환율이 증가할수록 초결과 종결은 빨라지는 경향이 있으며, 물-시멘트 비가 증가할수록 초결과 종결이 느려짐을 알 수 있다.

따라서 조기교통개발이 필요해서 조강재 혼합재료를 혼입해야 하는 경우, 가능한 한 물-시멘트 비를 줄여야 하며, 혼입량의 조정으로 조강콘크리트, 초조강콘크리트, 속경성 혼합콘크리트를 생산하여 교통개방 시간을 조정할 수 있는 것이다.

종류	CSA 7%		CSA 14%		CSA 35%
종류	초결	종결	초결	종결	초결	종결
W/C 38%	307분	558분	284분	459분	151분	294분
W/C 45%	365분	563분	386분	607분	143분	384분
W/C 55%	456분	670분	543분	758분	200분	419분

여기서, 상기 초결은 시멘트 페이스트가 부드러운 상태이지만 유동성이 없어진 상태를 말하면서 이때의 시간의 초결시간이라 하고, 종결은 시간이 계속 경과되어 마치 응고된 상태를 보이는 것을 말하면서 이때의 시간을 종결시간이라 한다.

상기 조강콘크리트의 경우, 초결이 60분 이후에 나타나는 것이 일반적으로 이동시간이 길지 않은 상태에서 레미콘트럭(40)을 이용할 수 있으나, 초조강과 속경성 혼합콘크리트의 경우, 초결이 60분 이내이므로 이동시간이 짧아 이들을 배처플랜트(10)에서 생산하여 현장으로 이송하는 것이 불가능함은 물론 현장에서 이용하는 모빌믹서나 소형믹서를 이용하지 않아도 됨으로 생산단가를 낮출 수 있게 된다.

상기 속경성 혼합콘크리트는 도 8에 도시된 바와 같이, 레미콘트럭(40) 또는 펌프카(50)의 압송관(51)에 장착된 배출안내부재(70)의 배출안내몸체(71)로 공급되고, 도 9 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 배출안내몸체(71)로 공급되는 속경성 혼합콘크리트는 속경성 혼합콘크리트가 공급되어 배출되는 배출안내몸체(71)의 입/출구인 양단부보다 중앙부의 직경이 작게 형성되어 있으므로 압축되어 압력이 발생하면서 배출안내몸체(71)의 외부로 배출된다.

상기 배출안내몸체(71)의 외부로 속경성 혼합콘크리트가 배출될 때, 도 11에 도시된 바와 같이, 5기압 이상의 고압의 압축공기가 배출안내몸체(71) 외주면에 방사상으로 경사지게 관통된 공기공급공(72)으로 와류되어 배출되는데, 이때, 상기 압축공기와 속경성 혼합콘크리트는 스프레이방식으로 펼쳐짐은 물론 스프레이방식으로 압축공기와 속경성 혼합콘크리트가 펼쳐질 때, 압축공기와 속경성 혼합콘크리트가 부딪혀 속경성 혼합콘크리트에 포함된 다량의 기포가 소산되면서 보수구역(20')에 숏팅하여 도 12에 도시된 바와 같이, 콘크리트포장(20)의 하층부(21)를 형성하게 되는 것이다.

아래 표 2는 압축강도 27MPa 목표 슬럼프 70mm의 보통콘크리트를 배처플랜트(10)에서 생산하여 레미콘트럭(40)으로 현장 이송 후, 단위체적당 기포를 20%, 27%, 33% 혼입하고, 컴프레샤를 이용해 9기압으로 숏팅 한 실험결과이다. 기포량 20%를 추가할 경우 슬럼프는 보통콘크리트에서 80mm 이었던 것이, 도 13에 도시된 바와 같이, 기포혼입 후, 250mm로 증가하였으며, 도 14에 도시된 바와 같이, 숏팅 후에는 90mm로 감소하였다. 기포량 20%를 추가할 경우, 6.8kg/㎥의 물이 추가 되었으나, 최종 숏팅 후, 슬럼프가 감소하였는데, 이는 속경성 혼합콘크리트 쇼팅 중 물분자가 대부분 대기중으로 소산되기 때문이다. 기포량을 27%와 33% 혼입할 경우, 추가 단위수량이 많아 숏팅 후, 최종 슬럼프는 보통콘크리트의 슬럼프보다 크게 된다.

기포혼입량		슬럼프(mm)			공기량(%)
기포량	추가 단위수량 (kg/㎥)	보통 콘크리트	기포 혼입 후	숏팅 후	보통 콘크리트	기포 혼입 후	숏팅 후
20%	6.8	80	250	90	7	20	6
27%	9.1	70	260	100	5	27	7
33%	18.1	70	275	150	5	33	7

상기 슬럼프가 커진 콘크리트는 펌핑성이 좋아질 뿐만 아니라 분말형태의 조강형 혼합재료를 추가로 혼입하고 재배합할 경우, 고루 분산시킬 수 있도록 할 수 있는 것이다.

따라서, 속경성을 지닌 조강형 혼합재료를 조강콘크리트, 초조강콘크리트, 속경성콘크리트 별로 기포가 혼입된 보통콘크리트에 추가 혼입하여 최종 슬럼프를 맞추어 강도의 조기발현을 구현할 수 있는 것이다.

여기서, 상기 보수구역(20')에 숏팅되는 속경성 혼합콘크리트는 콘크리트포장(20)의 두께를 300mm로 예를 들면, 200~250mm의 두께를 유지하도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 콘크리트포장(20)의 하층부(21) 상면에는 고성능 속경성 혼합콘크리트를 숏팅하는데, 상기 고성능 속경성 혼합콘크리트는, 상기 기포가 포함된 보통콘크리트에 알루미나계 초속경클링커분말, 비정질알루미나계 초속경클링커분말, 아윈계 초속경클링커분말 중 어느 하나 또는 하나 이상 혼합한 조강형 혼합재료를 보통콘크리트를 형성하는 시멘트 100 중량부 기준으로 5~40 중량부로 혼합하고, 실리카퓸, 메타카올린, 플라이애쉬, 슬래그미분말, 라텍스, 폴리머 중 어느 하나 또는 하나 이상 혼합한 내구성 혼합재료를 혼합하여 형성한다.

이때, 상기 실리카퓸과 메타카올린은 보통콘크리트를 형성하는 시멘트 100 중량부 기준으로 두 성분의 합이 2~20 중량부가 되도록 혼합하고, 플라이애쉬와 슬래그미분말은 보통콘크리트를 형성하는 시멘트 100 중량부 기준으로 두 성분의 합이 3~30 중량부가 되도록 혼합하며, 라텍스와 폴리머는 보통콘크리트를 형성하는 시멘트 100 중량부 기준으로 두 성분의 합이 1~15 중량부가 되도록 혼합하는데, 상기 보통콘크리트와 기포 및 조강형 혼합재료와 내구성 혼합재료는 도 7에 도시된 바와 같이, 레미콘트럭(40) 내부의 혼합부(60) 축(61)에 의해 회전하는 혼합부재(62)로 혼합하여 고성능 속경성 혼합콘크리트를 형성하게 된다.

상기 고성능 속경성 혼합콘크리트는 도 8에 도시된 바와 같이, 시공현장에 위치한 레미콘트럭(40) 또는 펌프카(50)를 통해 펌프카(50)의 압송관(51)에 장착된 배출안내부재(70)의 배출안내몸체(71)로 공급되고, 도 9 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 배출안내몸체(71)로 공급되는 고성능 속경성 혼합콘크리트는 고성능 속경성 혼합콘크리트가 공급되어 배출되는 배출안내몸체(71)의 입/출구인 양단부보다 중앙부의 직경이 작게 형성되어 있으므로 압축되어 압력이 발생하면서 배출안내몸체(71)의 외부로 배출된다.

상기 배출안내몸체(71)의 외부로 고성능 속경성 혼합콘크리트가 배출될 때, 도 11에 도시된 바와 같이, 5기압 이상의 고압의 압축공기가 배출안내몸체(71) 외주면에 방사상으로 경사지게 관통된 공기공급공(72)으로 와류되어 배출되는데, 이때, 상기 압축공기와 고성능 속경성 혼합콘크리트는 스프레이방식으로 펼쳐짐은 물론 스프레이방식으로 압축공기와 고성능 속경성 혼합콘크리트가 펼쳐질 때, 압축공기와 고성능 속경성 혼합콘크리트가 부딪혀 고성능 속경성 혼합콘크리트에 포함된 다량의 기포가 소산되면서 콘크리트포장(20)의 하층부(21) 상면에 숏팅하여 도 15 내지 도 16에 도시된 바와 같이, 콘크리트포장(20)의 상층부(22)를 형성하게 되는 것이다.

이때, 상기 상층부(22)를 형성하도록 하층부(21) 상면에 숏팅되는 고성능 속경성 혼합콘크리트는 콘크리트포장(20)의 두께를 300mm로 예를 들어 200~250mm의 두께로 하층부(21)가 형성되고 이의 상부에 50~100mm의 두께로 상층부(22)가 형성됨이 바람직하고 이는 고성능 속경성 혼합콘크리트에 속경성과 내구성이 포함되어 있으므로 시공시간 단축 및 유지관리를 용이하게 할 수 있기 때문이다.

아래 표 3은 배합강도 27MPa-목표슬럼프 70mm의 보통콘크리트를 배처플랜트(10)에서 생산하여 레미콘트럭(40)으로 현장 이송 후, 단위체적당 기포를 27% 혼입하여 실험한 결과를 보여준다. 슬럼프는 보통콘크리트에서 70mm 이었던 것이, 기포혼입 후, 260mm로 증가하였으며, 실리카퓸을 슬러리 형태로 시멘트 대비 7% 추가한 후, 270mm로 증가하며, 라텍스 수용액을 시멘트 중량대비 5% 추가하였더니 슬럼프는 라텍스의 표면활성제 역할로 증가하였으나, 공기량의 소포제의 영향으로 감소하였으며, 아윈계 조강재를 분말형태로 시멘트 중량대비 7% 추가하였더니 슬럼프가 180mm로 감소하였으며, 숏팅 후에는 80mm 슬럼프의 콘크리트가 됨을 알 수 있다.

또한, 공기량은 보통콘크리트에서 5% 이었던 것이 기포 혼입 후, 27%로 증가하고, 실리카퓸 분말 추가한 후, 21%로 감소하였으며, 숏팅 후에는 5%로 감소됨을 알 수 있다.

상기와 같이 체적대비 27%의 기포혼입으로 슬럼프가 커진 보통콘크리트에 실리카퓸, 라텍스, 조강재 분말을 순차적으로 투입하고 재배합할 경우, 이를 고루 분산시킬 수 있었으며, 상기에서 조강재 분말의 고른 분산을 위해서 상기와 같이 실리카퓸, 라텍스, 조강재 분말 순으로 투입하는 것이 바람직하다.

항목	보통 콘크리트	기포 27% 혼입 후	실리카퓸 7% 혼입 후	라텍스 5% 혼입 후	조강재 7% 혼입 후	숏팅 후
슬럼프(mm)	70	260	270	285	180	80
공기량(%)	5	27	26	21	21	5

여기서 상기 배출안내부재(70)를 통해 숏팅되는 속경성 혼합콘크리트와 고성능 속경성 혼합콘크리트는, 도 17에 도시된 바와 같이, 양쪽 코너에 먼저 숏팅하여 채워놓고 안쪽을 채워 나가는 것이 바람직하며, 이는 안쪽부터 채워나갈 경우, 리바운드가 양측 코너에 쌓이게 되어 부실한 콘크리트를 만들 가능성이 크기 때문이다.

또한, 일정한 압력으로 숏팅할 경우, 내부가 밀실하고 치밀한 콘크리트를 만들게 되어 별도의 다짐이 필요하지 않아 시공과정을 단축시킬 수도 있는 것이다.

상기의 과정으로 형성된 콘크리트포장(20)의 상층부(22) 상면의 평탄성을 확보하는 표면 마무리 작업을 실시하는데, 이는 포설인력의 숙련도와 시공규모에 맞는 평탄장비를 선택하여 시공성과 경제성을 지니도록 하고, 도 18 내지 도 21에 도시된 바와 같이, 상기 상층부(22)의 표면마무리가 완료되는 즉시 조면마무리기 또는 인력으로 타이닝을 실시한 후, 피막양생제를 살포하여 급속한 수분 증발을 억제하고, 젖은 양생포와 비닐을 덮고 3~4시간 동안 양생을 실시하고, 비닐과 양생포를 제거하면 콘크리트포장(20)의 보수구역(20')을 보수를 완료하게 된다.

본 발명에서 상기 실시 형태는 하나의 예시로서 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고 동일한 작용효과를 이루는 것은 어떠한 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다 할 것이다.

10: 배처플랜트 20: 콘크리트포장
30: 보강부재 40: 레미콘트럭
50: 펌프카 60: 혼합부
70: 배출안내부재

Claims

콘크리트포장의 손상된 슬래브에 보수경계면 표시 및 절단하고, 절단된 슬래브를 제거하여 보수구역을 형성하는 단계와;
압축강도 21~30MPa의 보통콘크리트에 체적대비 20~40%의 기포 및 알루미나계 초속경클링커분말, 비정질알루미나계 초속경클링커분말, 아윈계 초속경클링커분말 중 어느 하나 또는 하나 이상 혼합한 조강형 혼합재료를 상기 보통콘크리트가 투입된 레미콘트럭 내부로 투입하여 레미콘트럭 내부에 구비된 축과 상기 축에 적어도 1단 이상 방사상으로 형성된 혼합부재가 모터의 동력으로 회전하는 혼합부의 혼합으로 속경성 혼합콘크리트를 형성하는 단계와;
상기 속경성 혼합콘크리트에 포함된 기포를 소산시키면서 보수구역에 속경성 혼합콘크리트를 배출안내부재로 숏팅하여 콘크리트포장의 하층부를 형성하는 단계와;
상기 속경성 혼합콘크리트에 실리카퓸, 메타카올린, 플라이애쉬, 슬래그미분말, 라텍스, 폴리머 중 어느 하나 또는 하나 이상 혼합한 내구성 혼합재료를 상기 보통콘크리트가 투입된 레미콘트럭 내부로 투입하여 레미콘트럭 내부에 구비된 축과 상기 축에 적어도 1단 이상 방사상으로 형성된 혼합부재가 모터의 동력으로 회전하는 혼합부의 혼합으로 고성능 속경성 혼합콘크리트를 형성하는 단계와;
상기 고성능 속경성 혼합콘크리트에 포함된 기포를 소산시키면서 보수구역에 형성된 하층부 상면에 고성능 속경성 혼합콘크리트를 배출안내부재로 숏팅하여 콘크리트포장의 상층부를 형성하는 단계와;
상기 상층부 상면이 수평을 유지하도록 표면마무리 및 양생하는 단계를 포함하며,
상기 배출안내부재는,
상기 속경성 혼합콘크리트와 고성능 속경성 혼합콘크리트가 유입 및 압축되어 배출되도록 내부가 관통되면서 각 콘크리트가 유입/배출되는 입/출구의 직경보다 중앙부의 직경이 작게 형성되는 배출안내몸체와;
상기 배출안내몸체로 유입되는 각 콘크리트에 포함된 기포를 소산시키면서 공기량을 감소시키도록 5기압 이상의 고압의 공기를 공급하도록 배출안내부재에 관통된 공기공급공을 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 고성능 속경성 혼합콘크리트를 이용한 콘크리트포장 전단면 보수방법.
청구항 1에 있어서,
상기 보수경계면의 하중전달효과를 증가시키기 위하여 기존의 슬래브에 구멍을 뚫은 후, 보강부재를 설치하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고성능 속경성 혼합콘크리트를 이용한 콘크리트포장 전단면 보수방법.
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청구항 1에 있어서,
상기 조강형 혼합재료는, 보통콘크리트를 형성하는 시멘트 100 중량부 기준으로 5~40 중량부로 혼합하는 것을 특징으로 하는 고성능 속경성 혼합콘크리트를 이용한 콘크리트포장 전단면 보수방법.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 실리카퓸과 메타카올린은, 보통콘크리트를 형성하는 시멘트 100 중량부 기준으로 두 성분의 합이 2~20 중량부가 되도록 혼합하는 것을 특징으로 하는 고성능 속경성 혼합콘크리트를 이용한 콘크리트포장 전단면 보수방법.
청구항 1에 있어서,
상기 플라이애쉬와 슬래그미분말은, 보통콘크리트를 형성하는 시멘트 100 중량부 기준으로 두 성분의 합이 3~30 중량부가 되도록 혼합하는 것을 특징으로 하는 고성능 속경성 혼합콘크리트를 이용한 콘크리트포장 전단면 보수방법.
청구항 1에 있어서,
상기 라텍스와 폴리머는, 보통콘크리트를 형성하는 시멘트 100 중량부 기준으로 두 성분의 합이 1~15 중량부가 되도록 혼합하는 것을 특징으로 하는 고성능 속경성 혼합콘크리트를 이용한 콘크리트포장 전단면 보수방법.
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