KR101751187B1 - 초조강 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로용 콘크리트 단면 보수방법 - Google Patents

초조강 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로용 콘크리트 단면 보수방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초조강 시멘트 결합재 10~20중량%, 모래 15~50 중량%, 골재 30~70 중량%, 및 액상 라텍스 1~5중량%를 포함하되, 상기 초조강 시멘트 결합재에 혼화재로써, 상기 혼화재의 전체 중량대비 플라이애쉬 15~35중량%, 고로슬래그 22.5~63중량%, 백토 7.5~35중량%, 알칼리활성제 1~10중량%, 버미큐라이트 1~5중량%, 벤토나이트 1~5중량%, 산화칼슘(CaO) 1~5 중량%가 포함되고, 상기 혼화재는 초조강 시멘트 결합재 전체 중량에 대하여 5~20중량% 첨가된 것을 특징으로 하는 초조강 콘크리트 조성물을 제공한다.

Description

초조강 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로용 콘크리트 단면 보수방법{Ultra Early Strength Concrete Composition and Road Concrete Repairing Method Using The Same}
본 발명은 초조강 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로용 콘크리트 단면 보수방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수분침투율이 낮고, 동결융해저항성이 높아 열화 및 균열이 억제되고, 압축강도, 휨강도가 우수함과 동시에 내구성이 커 수명이 오래가고 유지보수가 간단하면서도 이에 소요되는 비용을 크게 절감할 수 있는 초조강 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로용 콘크리트 단면 보수방법에 관한 것이다.
교량과 같은 콘크리트 구조물은 철근 콘크리트로 만들어진 콘크리트 거더 위에 콘크리트를 타설하여 그 위에 다시 콘크리트 포장을 하여 만들어진다. 이러한 콘크리트 포장에 물이 흡수되면 거더 콘크리트와 포장 콘크리트사이에 고이게 되고 온도가 영하 이하로 떨어지게 되면 물이 팽창하여 포장 콘크리트를 밀쳐내게 되어 콘크리트를 열화시킨다. 또 일부 물은 교각 하단으로 흘러 콘크리트 중성화 균열 등 구조체에 좋지 않은 영향을 미치게 된다. 특히 겨울철 해빙을 위하여 뿌린 염화물이 물에 녹아 하부 철근 콘크리트로 흘러 들어가면 인장 강도 향상을 위해 사용된 철근에 심각한 영향을 주게 된다. 일반적으로 철근 콘크리트를 구성하는 시멘트는 강 알칼리로 되어 있어 이 강 알칼리가 철근 표면에 부동태 막을 형성하여 철근의 녹 발생을 억제하는 효과를 가져 온다.
이러한 시멘트와 골재를 이용하여 만든 철근콘크리트는 많은 모세관 등으로 수분의 이동 경로가 생기게 되며 이러한 다양한 경로에 의해 들어온 이산화 탄소에 의해 강 알칼리의 부동태 막은 중성으로 변하게 되어 방청의 기능을 상실하게 되며 철근에 녹이 발생하게 된다. 또한 다양한 경로에 의해 들어온 염화물은 철근에 국부적으로 심하게 부식을 발생시켜 철근의 변형을 유도하여 철근콘크리트 자체의 강도가 저하되어 미관은 물론 구조체에 심각한 영향을 주게 된다.
초조강 시멘트는 통상적으로 초속경 콘크리트를 적용하는 경우에 비해 교통 개방의 시점이 다소 느리더라도, 적은 비용에 의해 시공할 수 있는 포장재료를 채택하는 것이 타당하며, 조강 시멘트 콘크리트를 적용하는 경우에 비해서는 교통 개방의 시점이 다소 빨라야 하는 경우에 사용된다. 대체로 약 1일 만에 경화하면서도 충분한 강도와 내구성을 확보할 수 있어야 한다.
한편, 현재 사용되고 있는 초조강 콘크리트 제조과정에는 액상의 폴리머 수지(latex))를 콘크리트 제조할 때 혼합기에 시멘트, 골재와 함께 혼합하여 사용하는데, 현장에서 작업자들에 의한 사용량이 일정치가 아니하여 콘크리트 품질 차이가 있었으며, 구조체가 치밀하지 않아 투수성이 높으며, 또한 부착성이 떨어지고 그 틈으로 수분이 침투하여 들뜸 등의 현상이 발생하여 포장체의 균열 및 파손의 원인으로 구조물의 수명을 단축시키는 등의 많은 문제가 있어 왔다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술이 가지는 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 수분침투율이 낮고, 동결융해저항성이 높아 열화 및 균열이 억제되고, 압축강도, 휨강도가 우수함과 동시에 내구성이 커 수명이 오래가고 유지보수가 간단하면서도 이에 소요되는 비용을 크게 절감할 수 있는 초조강 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로용 콘크리트 단면 보수방법을 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 기술적 과제는 다음과 같은 수단에 의해 달성되어진다.
(1) 초조강 시멘트 결합재 10~20중량%, 모래 15~50 중량%, 골재 30~70 중량%, 및 액상 라텍스 1~5중량%를 포함하되, 상기 초조강 시멘트 결합재에 혼화재로써, 상기 혼화재의 전체 중량대비 플라이애쉬 15~35중량%, 고로슬래그 22.5~63중량%, 백토 7.5~35중량%, 알칼리활성제 1~10중량%, 버미큐라이트 1~5중량%, 벤토나이트 1~5중량%, 산화칼슘(CaO) 1~5 중량%가 포함되고, 상기 혼화재는 초조강 시멘트 결합재 전체 중량에 대하여 5~20중량% 첨가된 것을 특징으로 하는 초조강 콘크리트 조성물.
(2) 상기 (1)에 있어서,
플라이애쉬, 고로슬래그 및 백토가 중량비로 1.0:1.5~1.8:0.5~1.0의 비율로 혼합된 것을 특징으로 하는 초조강 콘크리트 조성물.
(3) 상기 (1)에 있어서,
라텍스는 아크릴계 라텍스로 메틸메타크릴레이트 및 부틸아크릴레이트에서 선택된 적어도 1종의 단량체로 이루어진 공중합체인 것을 특징으로 하는 초조강 콘크리트 조성물.
(4) 상기 (3)에 있어서,
라텍스는 SBR계 라텍스를 라텍스 중량 대비 10~30 중량% 함유하되, 상기 SBR계 라텍스는 스티렌 함량이 23.5％인 스티렌 부타디엔 고무(SBR) 70∼90중량부 및 스티렌 함량이 30％인 스티렌 부타디엔 고무(SBR) 10∼30중량부로 조성된 라텍스인 것을 특징을 하는 초조강 콘크리트 조성물.
(5) 상기 (3)에 있어서,
라텍스는 SBR계 라텍스를 라텍스 중량 대비 10~30 중량% 함유하되, 상기 SBR계 라텍스는 가공오일이 37.5％(w/w) 첨가된 SBR 10∼30중량%, BR 10∼30중량%, 스티렌 함량이 45％(w/w)이며, 가공오일이 37.5％(w/w)첨가된 SBR 30∼60중량%, 스티렌함량 30％(w/w), 비닐함량 34％(w/w), 가공오일첨가량 37.5％(w/w)인 용액중합 SBR 20∼50중량%로 구성되는 라텍스인 것을 특징을 하는 초조강 콘크리트 조성물.
(6) 상기 (1)에 있어서,
알칼리활성제는 수산화칼슘 또는 수산화나트륨인 것을 특징으로 하는 초조강 콘크리트 조성물.
(7) 상기 (1)에 있어서,
실리콘옥사이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초조강 콘크리트 조성물.
삭제
(9) 상기 (1)에 있어서,
버미큐라이트와 벤토나이트는 중량비로 1:1~2:1로 조성되어진 것을 특징으로 하는 초조강 콘크리트 조성물.
(10) 상기 (1) 내지 (9)의 콘크리트 조성물을, 포장절삭되어 평삭작업 및 건조단계가 완료된 도로의 단면에 포설하는 단계를 포함하는 도로용 콘크리트 단면 보수방법.
상기와 같이 본 발명에 의하면, 수분침투율이 낮고, 동결융해저항성이 높아 열화 및 균열이 억제되고, 압축강도, 휨강도가 우수함과 동시에 내구성이 커 수명이 오래가고 유지보수가 간단하면서도 이에 소요되는 비용을 크게 절감할 수 있는 초조강 콘크리트 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 초조강 콘크리트 조성물은 초조강 시멘트 결합재 10~20중량%, 모래 15~50 중량%, 골재 30~70 중량%, 및 액상 라텍스 1~5중량%를 포함하되, 상기 초조강 시멘트 결합재에 혼화재로써, 상기 혼화재의 전체 중량대비 플라이애쉬 15~35중량%, 고로슬래그 22.5~63중량%, 백토 7.5~35중량%, 알칼리활성제 1~10중량%, 버미큐라이트 1~5 중량%, 벤토나이트 1~5중량%, 산화칼슘(CaO) 1~5 중량%가 포함되고, 상기 혼화재는 초조강 시멘트 결합재 전체 중량에 대하여 5~20중량% 첨가된 것을 특징으로 한다.
상기에서 초조강 시멘트 결합재는 시판되고 있는 일반적인 초조강용 시멘트 결합재를 사용하면 충분하고, 모래 및 골재에 관하여도 종래 초조강용 콘크리트 조성물에 일반적으로 채택되는 것을 그대로 사용할 수 있음은 물론이다.
따라서, 본 발명의 내용은 상기 초조강 시멘트 결합재에 첨가되는 혼화재 및 콘크리트 조성물에 혼합되는 라텍스에 한정하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 혼화재는 플라이애쉬 15~35중량%, 고로슬래그 22.5~63중량%, 백토 7.5~35중량%, 알칼리활성제 1~10중량%, 및 버미큐라이트 1~10 중량%가 첨가되어진다.
플라이애쉬, 고로슬래그 및 백토는 무기질 바인더인 알루미노실리케이트가 함유되어 있어 알칼리활성제와 혼합되어 실리카와 알루미늄산화물로 용해되어 내구성을 증진시키는 기능을 제공한다. 바람직하게는 상기 플라이애쉬, 고로슬래그 및 백토의 함량은 플라이애쉬 15~35중량%, 고로슬래그 22.5~63중량%, 백토 7.5~35중량%로 하며, 보다 바람직하게는 플라이애쉬, 고로슬래그 및 백토가 중량비로 1.0:1.5~1.8:0.5~1.0의 비율로 혼합된 것으로 한다.
상기와 같은 비율로 첨가하는 이유는 상기 성분들은 콘크리트에 열화로 인해 내부에 형성된 CSH겔이 파괴된 경우 CSH겔 내부에 함유된 플라이애쉬, 고로슬래그 및 백토가 활성화되는 시간적인 차이에 기인된 것으로 보이며, 초기 백토가 먼저 활성화제와 반응하여 CSH겔의 재생반응에 기여하고, 이를 기화로 플라이애쉬가 트리거 반응을 일으켜 후속적으로 보다 긴 시간 동안에 걸쳐 CSH겔을 형성하면, 고로슬래그는 전반적으로 장시간에 걸쳐 안정적으로 상기와 같이 초기에 형성된 CSH겔을 보호하고 강화하는 역할을 수행하는 것으로 판단된다.
상기와 같은 범위를 벗어나 조성된 혼화재를 사용할 경우에는 CSH겔의 재생효과가 기대되기 어렵거나, 초기에만 이러한 효과가 있어, 머지 않은 시일내에 다시 CSH겔이 파괴되어 장기적인 내구력을 발휘하기 곤란한 문제가 있기 때문이다.
본 발명에서 상기 알칼리활성화제로는 수산화칼슘 또는 수산화나트륨, 바람직하게는 수산화나트륨이 사용될 수 있으며, 이들은 혼화재 전체 중량에 대하여 바람직하게는 1~10중량% 첨가되어질 수 있다. 만일 1 중량% 미만으로 첨가될 경우 반응기회가 충분히 일어나지 못해 활성화가 원만하게 이루어지지 않아 CSH겔의 재생이 어렵고, 10 중량%를 초과할 경우에는 초기에 과다한 CSH겔의 형성으로 인해 장기적인 안정성이 떨어질 우려가 있어 상기 범위에서 첨가되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서는 상기 혼화재의 구성성분으로 버미큐라이트 1~5 중량% 및 벤토나이트 1~5중량%가 첨가된다. 버미큐라이트와 벤토나이트는 모두 소량으로도 공기 중의 수분을 자체적으로 흡수하여 팽윤하는 특성이 크고, 수분을 장기간에 걸쳐 서서히 방출하는 효과가 우수한 것으로, 시멘트 결합제에 함유되어 초기 CSH겔의 형성과정에 발생할 수 있는 공극을 메우는 기능이 우수할 뿐만 아니라, 크랙이 발생한 경우 주위로 서서히 수분을 방출하여 상기 플라이애쉬, 고로슬래그 및 백토의 활성화반응에 의해 생성된 실리카(SiO2)와 시멘트 결합제에 혼화재로 함께 함유되는 산화칼슘(CaO)과 추가 반응을 일으켜, CSH겔의 형성을 보다 장기적으로 안정적으로 유지할 수 있도록 하여 준다. 바람직하게는 상기 버미큐라이트와 벤토나이트는 중량비로 1:1~2:1로 조성되어지는 것이 좋다.
이때, 바람직하게는 상기 산화칼슘은 혼화재의 전체 중량대비 1~5중량% 첨가되며, 1중량% 미만으로 첨가될 경우 반응을 일으키기에 충분하지 못하고, 5중량%를 초과할 경우 작업성을 하락시킬 우려가 있어 바람직하지 못하다.
본 발명에서는 콘크리트의 오랜 사용으로 인한 수분침투 등에 의한 열화 내지 균열에 보다 안정적인 CSH겔의 형성을 보장하기 위해 실리콘옥사이드를 소정량 더 포함하는 것이 바람직하다. 실리콘옥사이드는 예를 들어, 테트나메틸오르소실리케이트(TMOS), 테트라에틸오르소실리케이트(TEOS), 3-머캅토프로필트라이메톡시실란(MPTMS), 페닐트라이메톡시실란(PTMS), 비닐트라이메톡시실란(VTMS), 메틸트라이메톡시실란(MTMS), 3-아미노프로필트라이메톡시실란(APTMS), 3-글리시딜옥시프로필트라이메톡시실란(GPTMS), (3-트라이메톡시실릴)프로필메타크릴레이트(TMSPMA), 3-머캅토프로필트라이메톡시실란(MPTMS), 3-(트라이메톡시실릴)프로필아이소시아네이트(TMSPI) 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 테트라에틸오르소실리케이트(TEOS)이다.
상기 실리콘옥사이드는 촉매의 존재하에 30℃ 이상에서 가수분해반응을 일으켜, 실리카를 안정적으로 제공할 수 있다. 따라서, 초기 콘크리트의 포설시 상온에서는 실리카를 형성하지 못하지만, 오랜기간 사용 중 온도가 상승하는 시점에서 크랙이 발생하고, 수분침투에 따른 열화가 발생할 경우에도 가수분해 반응이 가능하므로, 안정적으로 장기간에 걸쳐 CSH겔을 형성하는 것을 가능하게 한다.
이를 위해 상기 실리콘옥사이드는 다른 물성의 열화를 일으키지 않는 한도에서 혼화재 전체 중량을 기준으로 1~5 중량% 첨가되며, 가수분해반응을 일으키기 위한 촉매제는 본 발명에서는 별도로 추가적으로 첨가될 필요가 없는데 혼화재에 첨가되는 알칼리활성화제(특히 수산화나트륨)가 촉매의 기능을 겸하여 반응이 개시되어질 수 있기 때문이다.
또한, 본 발명에서는 방수성, 부착성, 저온안정성 및 균열저항 등을 개선하기 위한 목적으로 라텍스(Latex)가 전체 콘크리트 조성물의 중량대비 1~5중량% 첨가되어진다. 이때, 라텍스는 바람직하게는 아크릴계 라텍스로 메틸메타크릴레이트 및 부틸아크릴레이트에서 선택된 적어도 1종의 단량체로 이루어진 공중합체가 이용된다. 보다 바람직하게는 상기 공중합체는 분자량이 5,000~10,000 Mw인 것으로, 단량체인 메틸메타크릴레이트와 부틸아크릴레이트의 몰비가 1:1~1:3으로 조성된 것으로 한다.
상기 라텍스는 또한, 부착성을 보다 개선하고 탄성을 부여할 목적으로 SBR계 라텍스를 라텍스 전체 중량 대비 10~30 중량% 함유하되, 상기 SBR계 라텍스는 스티렌 함량이 23.5％(w/w)인 스티렌 부타디엔 고무(SBR) 70∼90중량부 및 스티렌 함량이 30％(w/w)인 스티렌 부타디엔 고무(SBR) 10∼30중량부로 조성된 라텍스를 이용하고, 보다 바람직하게는 상기 라텍스는 SBR계 라텍스를 라텍스 전체 중량 대비 10~30 중량% 함유하되, 상기 SBR계 라텍스는 가공오일이 37.5％(w/w) 첨가된 SBR 10∼30중량%, BR 10∼30중량%, 스티렌 함량이 45％(w/w)이며, 가공오일이 37.5％(w/w)첨가된 SBR 30∼60중량%, 스티렌함량 30％(w/w), 비닐함량 34％(w/w), 가공오일첨가량 37.5％(w/w)인 용액중합 SBR 20∼50중량%로 구성된 것이다. 이와 같은 라텍스 조성에 의하면, 교량 등에 포설될 경우 부착성이 좋아지는 것은 물론 탄성계수를 증가시켜 압축강도를 보다 증진시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 시멘트 혼화재는 감수제를 추가로 함유하는 것이 바람직하다. 감수제로서는 감수제, AE 감수제, 고성능 감수제, 고성능 AE 감수제 등의 콘크리트에 사용되는 감수제로서 공지된 것을 제한없이 적용할 수 있다. 이 중에서도 폴리카르복실산계의 감수제는, 상기 플라이애쉬, 고로글래그 및 백토의 첨가에 따른 콘크리트의 유동성 저하를 억제할 수 있어, 유동성을 양호하게 유지하여 작업성을 향상시키는 점에서 바람직하다. 감수제는 시멘트 조성물 중 0.2 내지 1.0 중량％ 포함되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 조성된 본 발명에 따른 초조강 콘크리트 조성물은 물과 함께 배합하여 보수가 요구되는 도로의 포장을 절삭하고, 평삭작업, 청소 및 및 건조단계를 거친 상태의 도로의 단면에 간단하게 포설하는 것으로 간단하게 보수할 수 있으며, 이에 의하면, 수분침투율이 낮고, 동결융해저항성이 높아 열화 및 균열이 억제되고, 압축강도, 휨강도가 우수함과 동시에 내구성이 커 수명이 오래가고 유지보수가 간단하면서도 이에 소요되는 비용을 크게 절감할 수 있는 장점을 갖게 된다.
이하 본 발명의 내용을 실시예 내지 실험예를 참조하여 보다 상세하게 설명하고자 한다. 다만 하기 예시된 실시예 등은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제시되는 것일 뿐 이에 의해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
[실시예 1]
초조강 시멘트 결합재 18중량%, 모래 27중량%, 골재 54중량% 및 액상 라텍스[메틸메타크릴레이트와 부틸아크릴레이트의 공중합체(Mw 10,000)] 1중량%로 이루어진 초조강 콘크리트 조성물을 믹서에 투입하여 교반한 후, 상기 초조강 시멘트 결합재의 중량대비 40중량부의 물을 투입하여 10분간 교반하였다. 이때, 시멘트 결합재를 구성하는 혼화재로는 플라이애쉬 26.6중량%, 고로슬래그 40중량%, 백토 13.4중량%, 알칼리활성제 10중량%, 버미큐라이트 2.5 중량%, 벤토나이트 2.5 중량%, 산화칼슘(CaO) 5 중량%로 구성하였으며, 초조강 시멘트 결합재의 중량을 기준으로 5중량%가 되도록 첨가하였다.
[실시예 2]
초조강 시멘트 결합재 18중량%, 모래 27중량%, 골재 50중량% 및 액상 라텍스[메틸메타크릴레이트와 부틸아크릴레이트의 공중합체(Mw 10,000)] 5중량%로 이루어진 초조강 콘크리트 조성물을 믹서에 투입하여 교반한 후, 상기 초조강 시멘트 결합재의 중량대비 40중량부의 물을 투입하여 10분간 교반하였다. 이때, 시멘트 결합재를 구성하는 혼화재로는 플라이애쉬 26.6중량%, 고로슬래그 40중량%, 백토 13.4중량%, 알칼리활성제 10중량%, 버미큐라이트 2.5 중량%, 벤토나이트 2.5 중량%, 산화칼슘(CaO) 5 중량%로 구성하였으며, 초조강 시멘트 결합재의 중량을 기준으로 5중량%가 되도록 첨가하였다.
[실시예 3]
초조강 시멘트 결합재 18중량%, 모래 27중량%, 골재 54중량% 및 액상 라텍스[메틸메타크릴레이트와 부틸아크릴레이트의 공중합체(Mw 10,000)] 1중량%로 이루어진 초조강 콘크리트 조성물을 믹서에 투입하여 교반한 후, 상기 초조강 시멘트 결합재의 중량대비 40중량부의 물을 투입하여 10분간 교반하였다. 이때, 시멘트 결합재를 구성하는 혼화재로는 플라이애쉬 26.6중량%, 고로슬래그 40중량%, 백토 13.4중량%, 알칼리활성제 5중량%, 버미큐라이트 2.5 중량%, 벤토나이트 2.5 중량%, 산화칼슘(CaO) 5 중량% 및 테트라에틸오르소실리케이트(TEOS) 5중량%로 구성하였으며, 초조강 시멘트 결합재의 중량을 기준으로 5중량%가 되도록 첨가하였다.
[실시예 4]
전체 라텍스의 중량을 기준으로 아크릴계 라텍스 20중량%를 대체하여 스티렌 함량이 23.5％(w/w)인 스티렌 부타디엔 고무(SBR)와 스티렌 함량이 30％(w/w)인 스티렌 부타디엔 고무(SBR)가 중량비로 70:30으로 조성된 SBR계 라텍스를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건하에 조성으로 콘크리트 조성물을 제조하였다.
[실시예 5]
전체 라텍스의 중량을 기준으로 아크릴계 라텍스 20중량%를 대체하여 가공오일이 37.5％(w/w) 첨가된 SBR 20중량%, BR 20중량%, 스티렌 함량이 45％(w/w)이며, 가공오일이 37.5％(w/w)첨가된 SBR 30중량%, 스티렌함량 30％(w/w), 비닐함량 34％(w/w), 가공오일첨가량 37.5％(w/w)인 용액중합 SBR 30중량%로 구성된 SBR계 라텍스를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건하에 조성으로 콘크리트 조성물을 제조하였다.
[비교예 1]
상기 실시예 1에서 혼화재를 첨가하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조성으로 콘크리트 조성물을 제조하였다.
[비교예 2]
혼화재의 성분으로 플라이애쉬 35중량%, 고로슬래그 35중량%, 백토 30중량%를 첨가한 것[중량비 1:1:0.86]을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조성으로 콘크리트 조성물을 제조하였다.
[비교예 3]
혼화재의 성분으로 플라이애쉬 20중량%, 고로슬래그 30중량%, 백토 30중량%를 첨가한 것[중량비 1:1.5:1.5]을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조성으로 콘크리트 조성물을 제조하였다.
[실험예 1]
상기 각 실시예에 따른 초조강 콘크리트 조성물과 비교예에 의해 제조된 초조강 콘크리트 시멘트 조성물을 공시된 방법에 따라 압축강도, 휨강도, 투수성, 동결융해 저항성 및 부착강도에 관하여 실험한 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
시험항목 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 비교예1 비교예2 비교예3
압축강도(Kg/㎠):12hrs 228 229 230 234 234 221 225 225
휨강도(Kg/㎠):
12hrs 		36 36 38 38 39 32 33 34
투수시험(g) 3.1 3.0 3.1 2.7 2.6 5.2 3.1 3.1
내구성 지수 93 92 96 96 97 52 87 88
부착강도 1.35 1.42 1.35 1.51 1.52 1.02 1.33 1.32
* 압축강도: KS F 2405, 휨강도: KS F 2408, 투수시험: KS F 4916, 동결융해 저항성[내구성]: KS F 2456, 부착강도: KS F 4716
상기 표 1에 의하면, 본 발명에 따른 초조강 콘크리트 조성물이 제반 물성에 있어서, 비교예 1의 조성물에 비하여 전반적으로 크게 개선이 있음을 확인할 수 있다. 또한, 혼화재의 구성을 달리한 비교예 2 내지 3의 경우 본 발명에 따른 혼화재를 첨가하지 않은 비교예 1보다는 전반적으로 우수하지만, 실시예 1 내지 5에 의한 조성물에 비하여 투수성을 제외한 전체적인 특성에서는 다소 떨어지는 것을 확인할 수 있다.
[실험예 2]
실시예 1~3 및 비교예 1~3에서 얻어진 콘크리트 조성물을 이용하여 10cm×10cm×40cm의 직방체 형상의 콘크리트 공시체를 2체씩 제작하였다. 상기 콘크리트 공시체는, 20℃ 항온하에서 재령 7일까지 봉함한 상태로 보관하고, PC 강봉에 의해 외적으로 구속을 주었다. 재령 7일에 있어서, 각 콘크리트 공시체에 균열을 1개소 도입하였다. 균열은 각 공시체에 인장력을 작용시켜 발생시켰으며, 콘크리트 공시체 부분에 발생시킨 균열폭은 0.3mm로 고정하였다.
균열의 고정 후, 1m의 수두(水頭)를 주어 콘크리트 경화체의 균열간에 항상 물이 흐르는 상태로 하여 균열의 자기 치유 성상를 관찰하였다. 이 때의 동수구배는 10m/m였다. 해당 평가에 있어서는, (i) 상시 투수 상태로 하여 전술한 투수량을 측정해서 얻어진 지수성의 평가에 더하여, (ii) 상시 투수 상태로 하여 균열부를 현미경에 의해 관찰하고, 그 균열폭이 감소하는 정도에 관해서도 평가하였다.
※ 지수성의 평가
◎: 7일간에서 투수량이 초기 투수량의 50분의 1 이하가 되는 경우, ○: 7일간에서 투수량이 초기 투수량의 50분의 1보다 크고, 10분의 1 이하가 되는 경우, △: 7일간에서 투수량이 초기 투수량의 10분의 1보다 크고, 2분의 1 이하가 되는 경우, ×: 7일간에서 투수량이 초기 투수량의 2분의 1보다 큰 경우
※ 균열폭의 평가
균열의 고정 후, 콘크리트 경화체를 각각 상수도수 20리터 넣은 폴리프로필렌제 컨테이너에 침지하고, 20℃ 항온 실내에서 수중 양생을 실시하였다. 그 후, 1일간 간격으로 콘크리트 경화체의 균열 형성부에 관하여 현미경을 이용해서 관찰을 실시하여, 균열 자기 치유 성능에 관하여 평가를 실시하였다.
◎: 28일간에서 균열폭이 0.1mm 이상 감소했을 경우, ○: 28일간에서 균열폭의 감소가 0.05mm 이상, 0.1 mm 미만이었을 경우, △: 28일간에서 균열폭의 감소가 0.025mm 이상 0.5mm 미만이었을 경우, ×: 28일간에서의 균열폭의 감소가 0.025mm 미만인 경우.
시험항목 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 비교예1 비교예2 비교예3
지수성 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ × ○ ○
균열폭 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ × ○ ○
상기 표 2에 의하면, 본 발명에 따른 초조강 콘크리트 조성물이 지수성과 균열폭 실험에 있어서, 비교예 1의 조성물에 비하여 전반적으로 크게 개선이 있음을 확인할 수 있다. 또한, 혼화재의 구성을 달리한 비교예 2 내지 3의 경우 본 발명에 따른 혼화재를 첨가하지 않은 비교예 1보다는 전반적으로 우수하지만, 실시예 1 내지 5에 의한 조성물에 비하여 특성에서는 다소 떨어지는 것을 확인할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. 초조강 시멘트 결합재 10~20중량%, 모래 15~50 중량%, 골재 30~70 중량%, 및 액상 라텍스 1~5중량%를 포함하되, 상기 초조강 시멘트 결합재에 상기 결합재 전체 중량에 대하여 5~20중량%의 혼화재가 첨가되며, 상기 혼화재는,
    혼화재의 전체 중량에 대하여 플라이애쉬 15~35중량%, 고로슬래그 22.5~63중량%, 백토 7.5~35중량%, 알칼리활성제 및 가수분해 촉매제로써 수산화나트륨 1~10중량%, 버미큐라이트 1~5중량%, 벤토나이트 1~5중량%, 산화칼슘(CaO) 1~5 중량% 및 실리콘옥사이드 1~5 중량%를 포함하되, 상기 플라이애쉬, 고로슬래그 및 백토는 중량비로 1.0:1.5~1.8:0.5~1.0의 비율로 함유되고, 상기 버미큐라이트와 벤토나이트는 중량비로 1:1~2:1로 함유되는 것을 특징으로 하는 초조강 콘크리트 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    라텍스는 아크릴계 라텍스로 메틸메타크릴레이트 및 부틸아크릴레이트에서 선택된 적어도 1종의 단량체로 이루어진 공중합체인 것을 특징으로 하는 초조강 콘크리트 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    라텍스는 SBR계 라텍스를 라텍스 중량 대비 10~30 중량% 함유하되, 상기 SBR계 라텍스는 스티렌 함량이 23.5％(w/w)인 스티렌 부타디엔 고무(SBR) 70∼90중량부 및 스티렌 함량이 30％(w/w)인 스티렌 부타디엔 고무(SBR) 10∼30중량부로 조성된 라텍스인 것을 특징을 하는 초조강 콘크리트 조성물.
  5. 제3항에 있어서,
    라텍스는 SBR계 라텍스를 라텍스 중량 대비 10~30 중량% 함유하되, 상기 SBR계 라텍스는 가공오일이 37.5％(w/w) 첨가된 SBR 10∼30중량%, BR 10∼30중량%, 스티렌 함량이 45％(w/w)이며, 가공오일이 37.5％(w/w)첨가된 SBR 30∼60중량%, 스티렌함량 30％(w/w), 비닐함량 34％(w/w), 가공오일첨가량 37.5％(w/w)인 용액중합 SBR 20∼50중량%로 구성되는 라텍스인 것을 특징을 하는 초조강 콘크리트 조성물.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항의 콘크리트 조성물을, 포장절삭되어 평삭작업 및 건조단계가 완료된 도로의 단면에 포설하는 단계를 포함하는 도로용 콘크리트 단면 보수방법.
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