KR101767139B1 - 콘크리트 구조물의 보수 및 보강재 조성물 및 콘크리트 구조물의 보수 및 보강 공법 - Google Patents

콘크리트 구조물의 보수 및 보강재 조성물 및 콘크리트 구조물의 보수 및 보강 공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 분말도가 8,000㎠/g 이상인 마이크로 시멘트 20 내지 35 중량%; 비스페놀 A형 에폭시 수지, 노볼락 페놀형 에폭시 수지 및 지환식 에폭시 수지 중 선택된 1종 이상의 에폭시수지 10~15 중량%; 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 5~12 중량%; 아민계 경화제 3~10 중량%; 실리카 에어로겔 3~10 중량%; 해포석분말 0.1~5 중량%; 무수석고 3 내지 10 중량%; 급결재 4 내지 7 중량%; 섬유보강재 0.1~1.5 중량%; 유동화제 0.1 내지 0.3 중량%; 및 고로슬래그 5 내지 10 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수 및 보강재 조성물 및 상기 조성물을 사용한 콘크리트 구조물의 보수 및 보강 공법을 제공한다:
[화학식 1]

Description

콘크리트 구조물의 보수 및 보강재 조성물 및 콘크리트 구조물의 보수 및 보강 공법{COMPOSITION FOR REPAIRING OR REINFORCING CONCRETE STRUCTURE AND MATHOD FOR REPAIRING OR REINFORCING CONCRETE STRUCTURE}
본 발명은 콘크리트 구조물의 보수 및 보강재 조성물 및 콘크리트 구조물의 보수 및 보강 공법에 관한 것이다.
콘크리트 구조물은 우수한 내구성으로 인해 반영구적 구조물의 건설 재료로 널리 사용되고 있다. 그러나, 콘크리트 구조물에는 콘크리트의 건조수축, 부동침하, 블리딩 또는 응력의 과다 등 여러 가지 다양한 원인에 의해서 크고 작은 균열이 발생한다. 또한 콘크리트 구조물이 해양 환경에 오랜 기간 노출될 경우 해수의 작용에 의하여 콘크리트가 침식되고 철근이 부식을 일으키며 체적 팽창에 의해 콘크리트가 균열 및 박리를 일으킴으로써, 결과적으로 콘크리트 구조물의 성능이 저하되게 된다. 겨울철에는 콘크리트가 동결 및 융해 작용으로 인해 콘크리트의 파손이 발생하기도 하고, 자동차의 배기가스에 오랜기간 노출될 경우 중성화 현상으로 인해 내부 철근이 부식되고 콘크리트가 균열 또는 탈락되는 경우가 발생하기도 한다.
이러한 균열은 그 균열이 발생한 위치와 균열의 폭 및 깊이에 따라 구조물의 구조적인 안전성에 영향을 미치기도 하고 철근 부식 등을 통한 열화의 원인이 되거나, 내구성을 저하하는 요인이 되기도 한다.
이와 같은 원인들 외에도, 콘크리트 구조물의 중성화, 알칼리골재반응, 동결융해 · 염해 · 화학적 침식, 공장 폐수 및 생활하수 등에 의해서도 철근이 부식되고 콘크리트가 손상될 수 있다. 위와 같은 원인들에 의해 내부 철근이 부식되고 콘크리트가 균열 또는 탈락된 경우 그 구조물을 안정적으로 내구성을 증진시키기 위해서는 그것을 복원시켜야 하며, 그에 따라 다양한 콘크리트 구조물을 위한 균열주입재가 현장에서 사용되고 있다.
그러나, 지금까지 공지된 콘크리트 구조물의 보수 및 보강재 조성물은 손상된 부위에 대하여 충분한 접착력, 압축강도, 인장강도, 내구성 등의 면에서 만족할만한 성능을 제공하고 있지 못한 실정이다.
대한민국등록특허 제 10-1578348호
본 발명은, 종래기술의 상기와 같은 단점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,
손상된 부위에 대하여 충분한 접착력, 압축강도, 인장강도, 내구성, 내수성, 내화성, 및 내열성을 제공하는 콘크리트 구조물의 보수 및 보강재 조성물 및 그를 사용하는 콘크리트 구조물의 보수 및 보강 공법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 상기 목적을 달성하기 위하여,
분말도가 8,000㎠/g 이상인 마이크로 시멘트 20 내지 35 중량%; 비스페놀 A형 에폭시 수지, 노볼락 페놀형 에폭시 수지 및 지환식 에폭시 수지 중 선택된 1종 이상의 에폭시수지 10~15 중량%; 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 5~12 중량%; 아민계 경화제 3~10 중량%; 실리카 에어로겔 3~10 중량%; 해포석분말 0.1~5 중량%; 무수석고 3 내지 10 중량%; 급결재 4 내지 7 중량%; 섬유보강재 0.1~1.5 중량%; 유동화제 0.1 내지 0.3 중량%; 및 고로슬래그 5 내지 10 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수 및 보강재 조성물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure 112017024299974-pat00001
상기 식에서 n은 1~10의 자연수이다.
상기 아민계 경화제는 아미노실란을 더 포함할 수 있다.
본 발명은 또한,
콘크리트 구조물의 손상부위를 치핑하여 제거하는 단계(S1);
고압수를 이용하여 콘크리트 구조물의 보수부위를 세척하는 단계(S2);
구체강화제를 도포하여 탄산화된 부위를 알칼리화하는 단계(S3);
믹서기를 이용하여 상기 본 발명의 콘크리트 구조물의 보수 및 보강재 조성물을 혼합하는 단계(S4);
콘크리트 구조물의 손상된 부위에 상기 콘크리트 구조물의 보수 및 보강재 조성물을 적용하는 단계(S5); 및
양생 후 표면보호재를 도포하는 단계(S6)를 포함하는 콘크리트 구조물의 보수 및 보강 공법을 제공한다.
본 발명의 콘크리트 구조물의 보수 및 보강재 조성물은 유기 및 무기 복합형으로 이루어져 있어, 유기재료와 무기재료가 복합적으로 반응하여 우수한 물성을 제공한다. 즉, 마이크로 시멘트, 에폭시수지, 및 우레탄 골격의 양말단에 3개씩의 에폭시기를 도입하고 우레탄 골격의 아민기에 실란기를 도입한 신규한 구조를 갖는 화학식 1의 화합물을 포함함으로써, 손상된 부위에 대하여 충분한 접착력, 압축강도, 인장강도, 내구성, 내수성, 내화성, 및 내열성을 제공한다.
또한, 본 발명의 콘크리트 구조물의 보수 및 보강 공법은 상기 콘크리트 구조물의 보수 및 보강재 조성물을 사용하기 때문에 손상된 부위에 대하여 충분한 접착력, 압축강도, 인장강도, 내구성, 내수성, 내화성, 및 내열성을 제공하며, 간편한 시공을 가능하게 한다.
이하에서 본 발명을 자세히 설명한다.
본 발명은 분말도가 8,000㎠/g 이상인 마이크로 시멘트 20 내지 35 중량%; 비스페놀 A형 에폭시 수지, 노볼락 페놀형 에폭시 수지 및 지환식 에폭시 수지 중 선택된 1종 이상의 에폭시수지 10~15 중량%; 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 5~12 중량%; 아민계 경화제 3~10 중량%; 실리카 에어로겔 3~10 중량%; 해포석분말 0.1~5 중량%; 무수석고 3 내지 10 중량%; 급결재 4 내지 7 중량%; 섬유보강재 0.1~1.5 중량%; 유동화제 0.1 내지 0.3 중량%; 및 고로슬래그 5 내지 10 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수 및 보강재 조성물에 관한 것이다:
[화학식 1]
Figure 112017024299974-pat00002
상기 식에서 n은 1~10의 자연수이다.
본 발명의 보수 및 보강재 조성물은 마이크로 시멘트를 포함한다. 상기 마이크로 시멘트는 시멘트계 무기질 재료로 토양이나 지하수오염을 일으키지 않는 무공해 재료로써, 재료의 물리, 화학적 특성은 보통 포틀랜드 시멘트와 큰 차이가 없으나, 나노 수준으로의 졸겔합성으로 분말도가 높아 수화조직이 치밀해지므로 강도는 보통 포틀랜드 시멘트의 1.5배 이상 높은 것이 특징이다. 현재 주요 용도는 연약지반 개량, 절토부의 안정 및 토석의 유출 방지, 사면 경사지대의 지반 안정 및 강화, 댐 및 저수지의 누수 방지 및 토사 유출 방지 등에 사용되고 있다.
보통 포틀랜드 시멘트는 최대 입경이 0.1㎜ 정도로 큰 편이기 때문에 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하여 보수할 수 있는 균열에는 한계가 있다. 암반이나 콘크리트 구조물의 균열 보수에 있어서, 균열폭과 주입가능한 주입재의 최대 입경 사이의 관계를 J. K. Michel은 주입재의 최대 입경이 균열폭의 ⅓ 이하가 되어야 한다고 제시하고 있다. 따라서, 보통 포틀랜드 시멘트를 이용해서 보수 가능한 균열의 최소 폭은 0.3㎜ 정도가 된다.
한편, 보수·보강을 필요로 하는 균열은 내구성 측면에서는 0.4㎜ 이상, 방수 측면에서는 0.2㎜ 이상의 경우이다. 보통 포틀랜드 시멘트로는 0.3㎜ 이상의 균열에만 주입이 가능하므로 내구성 측면에서는 만족하지만 방수 측면에서는 부적합한 재료라고 할 수 있다.
또한 마이크로 시멘트와 보통 포틀랜드 시멘트는 화학 성분에서 차이가 있다. 즉, 마이크로 시멘트가 초미립자이기 때문에 초기에 수화활성이 지나치게 커짐으로써 작업성이 확보되지 않을 수 있기 때문에 초기 수화 속도를 조절할 수 있도록 성분이 조정되어 있다. 마이크로 시멘트는 보통 포틀랜드 시멘트에 비해서 유동성이 월등히 좋고 장기강도와 초기강도가 우수한 특성을 보이고 있으며, 따라서 균열 보수재로 균열 내부에 주입될 경우 주입성이 양호하고 고강도가 발휘되며 내구성도 향상된다.
분말도가 8000㎠/g 이상인 마이크로 시멘트는 최대 입경이 0.01㎜ 정도이기 때문에 Michel의 주입비에 의하면 균열 폭이 0.03㎜인 균열까지 주입이 가능하므로 현실적으로 구조물에 발생하는 거의 모든 균열에 주입이 가능하며 내구성 및 방수측면 모두에서 적합한 재료라고 할 수 있다.
본 발명의 보수 및 보강재 조성물에서 상기 비스페놀 A형 에폭시 수지, 노볼락 페놀형 에폭시 수지 및 지환식 에폭시 수지 중 선택된 1종 이상의 에폭시수지는 기본적으로 강도와 접착성을 부여하는 역할을 한다. 일반적으로 에폭시 수지는 기계적 물성, 접착력, 가공, 작업성 등이 우수한 수지이다.
상기 에폭시수지 조성물 총 중량에 대하여 10~15 중량%로 포함된다. 에폭시 수지의 양이 너무 많으면 유연성이 떨어지고 너무 적으면 강도가 떨어진다.
시중에서 구입 가능한 에폭시 수지로는 국도화학의 YD 115, 127, 128, 134, YDPN 631, 636, 637, 638, 쉘케미칼(Shell Chemical Co.)의 Epikote 815, 827, 828, 834, 다우케미칼(Dow Chemical Co.)의 DER 331, 332, 334, 337 등을 들 수 있다.
본 발명의 보수 및 보강재 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 5~12 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
하기 화학식 1의 화합물은 우레탄 골격의 양말단에 3개씩의 에폭시기를 도입하고, 우레탄 골격의 아민기에 실란기를 도입한 구조를 갖는다.
하기 화학식 1의 화합물은 상기와 같은 구조적 특성으로 인해 마이크로 시멘트, 에폭시수지와 반응하여 결합을 형성할 뿐만 아니라 보수 및 보강면과도 강하게 결합하므로 접착력을 크게 향상시키며, 보수 및 보강재가 3차원적 망상구조를 가지게 하므로 조성물의 표면강도 및 내구성을 크게 향상시킨다.
[화학식 1]
Figure 112017024299974-pat00003
상기 식에서 n은 1~10의 자연수이다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 10∼15 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상술한 범위 미만으로 포함되는 경우에는 목적효과를 달성하기 어려우며, 초과하는 경우에는 조성물의 점도가 높아져서 시공이 불편해질 수 있다.
본 발명의 보수 및 보강재 조성물은 아민계 경화제를 포함한다. 아민계 경화제는 일반적인 폴리아민계나 변성지방족아민계, 변성지환족아민계, 변성방향족 아민계, 변성폴리이미드계 등을 사용할 수 있고, 이외에도 통상적으로 해당분야에서 사용되는 것이라면 제한되지 않고 사용할 수 있다.
본 발명의 보수 및 보강재 조성물은 실리카 에어로겔 3~10 중량%을 포함한다. 상기 실리카 에어로겔은 실리카(SiO2) 겔(Gel)로 만든 매우 가볍고 열차단 효과가 가장 큰 고체 입자(나노입자)이다. 불연성의 안정된 무기물이며, 용융점은 약 1,200℃, 비중은 공기의 1.6배 혹은 물의 0.002배 정도(0.002g/cm3)이며, 열전달계수는 0.004~0.03 W/m2K로서 단열 성능이 스치로폼의 약 2~3배 정도로 우수하다.
실리카 에어로겔을 3 중량% 미만으로 혼합하면 균열방지, 결로방지 등의 효과를 얻을 수 없고 10 중량% 초과로 혼합하면 균열방지 등의 효과가 커지겠지만 부착력, 내구성이 부족해질 수 있다.
본 발명의 보수 및 보강재 조성물은 해포석분말 0.1~5 중량%를 포함한다. 상기 해포석분말은 평균입도가 0.1∼0.3㎜인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 0.3㎜초과시 코팅력을 저하시키는 문제를 야기한다. 또한 해포석분말은 천연무기 파이버로 불리며 해포석을 분쇄하여 얻을 수 있으며 무기광물로 불연, 난연성을 높여주고 단열 특성이 있어 내열성을 높여준다. 또한 해포석 분말은 코팅제의 재료분리현상, 코팅재의 안착특성, 도포의 잔갈림성을 억제하여 도포 후 일정한 물성을 유지하게 하는 특성을 부여한다.
본 발명의 보수 및 보강재 조성물은 무수석고 3 내지 10 중량%를 포함한다. 상기 무수석고(CaSO4)는 마이크로 시멘트 성분 중 특히 C3A(3CaO·Al2O3)과 반응하여 초기에 에트린자이트(AFt상, C3A·3CaSO4·32H2O)를 생성하게 되는데, 생성된 에트린자이트는 수화가 진행됨에 따라 그 양이 감소하거나 또는 그 일부가 모노 설페이트(AFm상, C3A·CaSO4·12H2O)로 전이된다. 본 발명에서와 같이 다량의 무수석고가 첨가될 경우 에트린자이트가 초기부터 충분히 생성되어 마이크로 시멘트의 구조를 치밀화시킴으로써 초기 재령에서 염화물이온에 대한 침투저항성을 증가시키게 된다.
상기 무수석고의 함량이 10 중량%를 초과하면 초기 강도 발현 효과가 우수하나 내구성이 저하될 수 있고, 상기 무수석고의 함량이 3 중량% 미만이면 초기 강도 발현이 지연될 수 있다.
본 발명의 보수 및 보강재 조성물은 상기에 설명한 성분들 외에도 일반적으로 사용되는 급결재 4 내지 7 중량%, 섬유보강재 0.1~1.5 중량%, 유동화제 0.1 내지 0.3 중량% 및 고로슬래그 5 내지 10 중량%를 포함한다. 또한, CSA 팽창제 8 내지 15 중량% 더 포함할 수도 있다.
상기 성분들 중 급결재로는 예를 들어 C12A7 급결재가 사용될 수 있다. 상기 C12A7 급결재는 시멘트의 응결시간을 빠르게 하기 위하여 사용되는 재료의 일종으로써 알루민산칼슘(mCaO-nAl2O3)계 급결제이다.
상기 유동화제는 마이크로 시멘트 입자를 분산시켜 사용수량의 감소를 가능하게 하여, 강도를 증가시키고 경화시간을 단축시키는 역할을 하는 것으로, 멜라민계, 나프탈렌계, 폴리카르복시계, 리그노설페이트계가 사용된다.
본 발명의 보수 및 보강재 조성물에 있어서, 상기 아민계 경화제는 아미노실란을 더 포함할 수 있다. 상기 아미노실란은 3-아미노프로필트리에톡시실란, n-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, n-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디에톡시실란에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다. 상기 아민계 경화제 100중량부에 대하여 2 ~ 30 중량부를 사용하며, 2중량부 미만을 사용할 경우 최종 에폭시 조성물의 경화체의 고온에서 발포성능과 보강섬유와의 인장강도에 미치는 영향이 미미하고 30중량부를 초과하는 경우에는 최종 에폭시조성물 경화체의 인장강도가 저하되는 문제점을 나타낸다.
본 발명은 또한,
콘크리트 구조물의 손상부위를 치핑하여 제거하는 단계(S1);
고압수를 이용하여 콘크리트 구조물의 보수부위를 세척하는 단계(S2);
구체강화제를 도포하여 탄산화된 부위를 알칼리화하는 단계(S3);
믹서기를 이용하여 상기 청구항 1의 콘크리트 구조물의 보수 및 보강재 조성물을 혼합하는 단계(S4);
콘크리트 구조물의 손상된 부위에 상기 콘크리트 구조물의 보수 및 보강재 조성물을 적용하는 단계(S5); 및
양생 후 표면보호재를 도포하는 단계(S6)를 포함하는 콘크리트 구조물의 보수 및 보강 공법을 제공한다.
상기 콘크리트 구조물의 보수 및 보강 공법에 기술되지 않은 방법에 대해서는 이 분야에 공지된 기술이 제한 없이 적용될 수 있다.
이하에서 본 발명의 보수 및 보강재 조성물의 시공방법을 구조물 균열 보수 및 보강을 예로 들어 설명한다.
먼저 균열부를 중심으로 폭 50㎜ 정도로 와이어 브러시, 디스크 센터 등을 이용하여 표면의 오염물질을 제거한다. 오염물질이 있을 경우 밀봉재의 박리와 균열 보수 및 보강재의 유출이 발생하기 때문이다.
다음, 보수 및 보강재 조성물을 주입하기 위한 주입구멍의 위치를 일정한 간격으로 표시하고, 표시된 위치가 균열의 중앙이 되도록하고, 주입구를 부착한다. 주입구멍의 간격은 균열의 폭과 깊이에 따라 결정한다.
주입기는 균열을 따라서 일정한 간격으로 설치한다. 주입구는 보수 및 보강재 조성물의 유출을 방지하기 위해 밀봉제로 밀봉되어야 한다. 보수 및 보강재 조성물이 외부로 유출되면 주입압이 약해져서 보수 및 보강재 조성물이 균열 깊숙이 침투되지 않으므로 균열을 외부에서 완전히 밀봉해야 한다. 따라서, 주입구 사이의 균열부에 폭 30㎜, 두께 2㎜정도로 균열 밀봉재를 도포하여 주입재가 표면으로 누출되지 않도록 밀봉한다.
균열 보수 및 보강재를 주입하기 위한 상기의 준비가 끝나면 본 발명의 보수 및 보강재 조성물을 물 등을 섞어 소정의 배합비로 혼합하고 스퀴즈 펌프, 케미칼 펌프 등 일정한 저압력을 이유한 압력기를 사용하여 주입한다. 주입후에는 24시간 후에 주입구를 제거후 표면처리를 한다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 하기의 실시예는 본 발명의 범위 내에서 당업자에 의해 적절히 수정, 변경될 수 있다.
제조예 1: 화학식 1로 표시되는 화합물의 제조
3구 반응기에 기계식 교반기, 온도센서, 온도센서와 연결되어있는 가열 장치에 Kopex-PEG-400 (한농화성) 112.6g, 디부틸 틴 라우레이트 0.1g를 투입하고 상온에서 교반했다. 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HMDI) 64.9g, 3-(oxiran-2-ylmethoxy)-2,2-bis(oxiran-2-ylmethoxymethyl)propan-1-ol(Career Henan Chemical Co 사 제조, CAS NO.13236-00-5) 322.1g, 0.2g의 메톡시 하이드로큐논을 투입하고 반응온도 75로 유지하고 3시간 반응시켰다. 적외선 스펙트럼의 이소시아네이트의 특성피크인 2260cm-1가 완전히 소멸된 시점에 반응이 완료된 것으로 판단하였다. 상기 반응이 종료된 후, 3-트리메톡시실릴프로필글리시딜 에테르 224g을 넣고 1시간 동안 교반하면서 3-트리메톡시실릴프로필글리시딜 에테르의 에폭시기와 우레탄 구조에 포함된 아민기 간의 반응을 진행시켜서 목적화합물을 제조하였다.
실시예 1: 콘크리트 구조물의 보수 및 보강재 조성물의 제조
분말도가 8,000㎠/g 이상인 마이크로 시멘트 25 중량부; 비스페놀 A형 에폭시 수지인 YD-128 100(국도화학 제조) 13 중량부; 상기 제조예 1에서 제조된 화학식 1로 표시되는 화합물 10 중량부; 아민계 경화제로서 변성지방족아민계 경화제인 KH-500(국도화학 제조) 6 중량부; 실리카 에어로겔 5 중량부; 해포석분말 3 중량부; 무수석고 5 중량부; 급결재 5 중량부; 섬유보강재 1.0 중량부; 유동화제 0.2 중량부; 및 고로슬래그 7 중량부를 혼합하여 콘크리트 구조물의 보수 및 보강재 조성물을 제조하였다.
시험예 1: 콘크리트 구조물의 보수 및 보강재 조성물의 물성 평가
상기 실시예 1에서 제조된 콘크리트 구조물의 보수 및 보강재 조성물의 물성을 하기 표 1에 기재된 방법으로 평가하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
평가항목 결과 기준치 시험방법
인장도 482.2 kg/cm2 210 kg/cm2 이상 KS M 3006 : 2003
굴곡강도 586.5 kg/cm2 320 kg/cm2 이상 KS M 3015 : 1997
굴곡탄성율 29,210 kg/cm2 17,600 kg/cm2 이상 KS M 3015 : 1997
박리강도 5.1 N/mm 178.6 g/mm 이상 ASTM D903 : 1998
상기 표1에서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 콘크리트 구조물의 보수 및 보강재 조성물은 테스트된 인장도, 굴곡강도, 굴곡탄성율, 및 박리강도의 모든 면에서 매우 우수한 물성을 나타내었다.

Claims (3)

  1. 분말도가 8,000㎠/g 이상인 마이크로 시멘트 20 내지 35 중량%; 비스페놀 A형 에폭시 수지, 노볼락 페놀형 에폭시 수지 및 지환식 에폭시 수지 중 선택된 1종 이상의 에폭시수지 10~15 중량%; 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 5~12 중량%; 아민계 경화제 3~10 중량%; 실리카 에어로겔 3~10 중량%; 해포석분말 0.1~5 중량%; 무수석고 3 내지 10 중량%; 급결재 4 내지 7 중량%; 섬유보강재 0.1~1.5 중량%; 유동화제 0.1 내지 0.3 중량%; 및 고로슬래그 5 내지 10 중량%를 포함하며,
    상기 아민계 경화제는 아미노실란을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수 및 보강재 조성물:
    [화학식 1]
    Figure 112017049639542-pat00004

    상기 식에서 n은 2~10의 자연수이다.
  2. 삭제
  3. [청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]
    콘크리트 구조물의 손상부위를 치핑하여 제거하는 단계(S1);
    고압수를 이용하여 콘크리트 구조물의 보수부위를 세척하는 단계(S2);
    구체강화제를 도포하여 탄산화된 부위를 알칼리화하는 단계(S3);
    믹서기를 이용하여 청구항 1의 콘크리트 구조물의 보수 및 보강재 조성물을 혼합하는 단계(S4);
    콘크리트 구조물의 손상된 부위에 상기 단계(S4)에서 혼합된 콘크리트 구조물의 보수 및 보강재 조성물을 적용하는 단계(S5); 및
    양생 후 표면보호재를 도포하는 단계(S6)를 포함하는 콘크리트 구조물의 보수 및 보강 공법.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101835081B1 (ko) * 2017-10-11 2018-04-19 주식회사 한국도로기술 균열저감 효과가 우수한 고등급 저온 경화형 방수 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 시공방법
KR102038133B1 (ko) * 2019-07-03 2019-10-30 (주)한일카본 고강도 모르타르 및 표면보호제 조성물과 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수방법
KR102276675B1 (ko) * 2021-01-04 2021-07-14 주식회사 한국리페어기술 콘크리트 단면복구재 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 단면 복구 공법
KR20220141354A (ko) * 2021-04-12 2022-10-20 김종국 작업성이 우수한 고내식성 중성화 방지 친환경 폴리머 몰탈조성물 및 이를 이용한 콘크리트 단면의 보수방법
KR102536748B1 (ko) * 2023-02-15 2023-06-08 한국철도공사 균열 보수제와 균열 보수 장치 및 이를 이용한 균열 보수 공법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010520952A (ja) * 2007-03-09 2010-06-17 モメンティブ パフォーマンス マテリアルズ インコーポレイテッド エポキシシラン、その製造プロセス、およびそれを含有する硬化性組成物
KR101099444B1 (ko) 2011-08-05 2011-12-27 손우흥 유기 및 무기복합형 콘크리트용 중성화 방지제와 이를 이용한 콘크리트 보수공법
KR101135175B1 (ko) * 2011-08-11 2012-04-16 강상수 칼슘 알루미네이트 골재를 사용한 보호 몰탈 및 그에 사용되는 유무기 복합 하이브리드 코팅제
KR101614003B1 (ko) * 2015-10-27 2016-04-21 대실테크 주식회사 수용성 방수 접착제 조성물 및 이를 이용한 방수 라이닝 시공 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010520952A (ja) * 2007-03-09 2010-06-17 モメンティブ パフォーマンス マテリアルズ インコーポレイテッド エポキシシラン、その製造プロセス、およびそれを含有する硬化性組成物
KR101099444B1 (ko) 2011-08-05 2011-12-27 손우흥 유기 및 무기복합형 콘크리트용 중성화 방지제와 이를 이용한 콘크리트 보수공법
KR101135175B1 (ko) * 2011-08-11 2012-04-16 강상수 칼슘 알루미네이트 골재를 사용한 보호 몰탈 및 그에 사용되는 유무기 복합 하이브리드 코팅제
KR101614003B1 (ko) * 2015-10-27 2016-04-21 대실테크 주식회사 수용성 방수 접착제 조성물 및 이를 이용한 방수 라이닝 시공 방법

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101835081B1 (ko) * 2017-10-11 2018-04-19 주식회사 한국도로기술 균열저감 효과가 우수한 고등급 저온 경화형 방수 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 시공방법
KR102038133B1 (ko) * 2019-07-03 2019-10-30 (주)한일카본 고강도 모르타르 및 표면보호제 조성물과 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수방법
KR102276675B1 (ko) * 2021-01-04 2021-07-14 주식회사 한국리페어기술 콘크리트 단면복구재 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 단면 복구 공법
KR20220141354A (ko) * 2021-04-12 2022-10-20 김종국 작업성이 우수한 고내식성 중성화 방지 친환경 폴리머 몰탈조성물 및 이를 이용한 콘크리트 단면의 보수방법
KR102600824B1 (ko) * 2021-04-12 2023-11-13 김종국 작업성이 우수한 고내식성 중성화 방지 친환경 폴리머 몰탈조성물 및 이를 이용한 콘크리트 단면의 보수방법
KR102536748B1 (ko) * 2023-02-15 2023-06-08 한국철도공사 균열 보수제와 균열 보수 장치 및 이를 이용한 균열 보수 공법

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