KR101767576B1 - 스페이스가 형성된 복합 frp 보강재용 접착제 조성물 및 이를 이용한 시공방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 에폭시 수지 100중량부 기준으로, 섬유 5 내지 40중량부; 경화제 10 내지 40중량부; 변형방지제 5 내지 20중량부; 충진제 10 내지 60중량부; 나노세라믹 입자 10 내지 40중량부; 수팽윤성 물질 2 내지 15중량부; 실란 커플링제 0.5 내지 10중량부; 저수축제 3 내지 15중량부; 재유화형 폴리머 분말 0.01 내지 10중량부; 부착증진제 5 내지 25중량부; 폴리비닐 알코올 분말 1 내지 20중량부; 옥틸트리에톡시실란 1 내지 5중량부; 및 구아검 1 내지 10중량부를 포함하는 FRP 보강재용 접착제 조성물 및 이의 시공방법을 제공한다.
본 발명에 따른 FRP 보강재용 접착제 조성물은 에폭시 수지, 충진제, 경화제, 섬유 등을 포함시켜, FRP 보강재와 보강면의 접착성을 향상시키는 동시에, 우수한 방수성 및 장기 내구성을 증가시키도록 하는 효과가 있다.

Description

스페이스가 형성된 복합 FRP 보강재용 접착제 조성물 및 이를 이용한 시공방법{An Adhesive Composition for Reinforcement of Complex FRP formed Space and Construction Methods Using Thereof}
본 발명은 FRP 보강재용 접착제 조성물 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 콘크리트 구조물 등의 단부를 보강을 하기 위한 FRP 보강재용 접착제 조성물 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 구조물은 시간이 지남에 따라 설계 및 시공 상의 하자, 사용 중의 구조변경, 환경변화에 따른 노후화 및 자연재해, 화재 등 각종 원인에 의해 내구성 및 내하력이 저하되며, 이러한 원인에 의해 구조적으로 영향을 받게 된 구조물들은 균열 등으로 인하여 붕괴로까지 이어질 수 있어 인명피해 등 대형 참사뿐만 아니라, 사회 기반인 주요시설 및 교통망이 장기간 마비되고 복구를 위해서는 막대한 공사비가 소요되어 사회적으로 큰 영향을 미친다.
한편, 구조적인 손상을 입은 구조물들은 안전성 확보를 위해 전면 또는 부분적인 보수/보강조치가 반드시 필요하며, 특히, 구조적인 손상을 유발하는 균열은 외부의 영향 다시 말해, 콘크리트 구조물과 이웃하는 토사에 빗물 등이 응축되어 있다가 구조물 표면으로 스며들면서 열화가 발생하게 되어 발생하는 것이 대부분이다.
특히, 콘크리트 구조물의 단부는 콘크리트의 건조와 수축, 온도변화, 누수, 진동 등 여러 요인에 의해 외부 또는 내부에 균열이 발생될 가능성이 매우 높으며, 차량이나 열차의 통행이 잦은 터널, 지하철의 차량 통로에는 진동 등의 여러 요인에 의해 균열이 빈번하게 발생된다.
이러한 콘크리트의 균열 부분은 외부의 수분 및 공기의 유입이 쉽게 이루어지므로 콘크리트의 풍화를 촉진하고, 철근의 부식을 초래하여 콘크리트 구조물의 수명 및 안전성에 치명적인 악영향을 미치게 된다.
한편, 이러한 구조물, 특정적으로 콘크리트 구조물을 보강하기 위한 방법으로 콘크리트 구조물의 균열 부위에 팩커(Packer) 및 보수보강제 등을 이용하여 보수/보강하는 것이 일반적이다.
이러한 균열을 보수하는 일례로서, 대한민국 특허 제1119232호에는 콘크리트 구조물의 균열부위에 레진을 주입하여 보강하는 콘크리트 균열 보강용 주입식 에폭시 조성물을 이용한 콘크리트 구조물 보강 공법이 개시되어 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 극복하기 위해 창출된 것으로서, 에폭시 수지, 충진제, 경화제, 섬유 등을 포함시켜, 구조물과의 접착성을 향상시키는 동시에, 우수한 방수성 및 장기 내구성을 증가시키도록 하는 FRP 보강재용 접착제 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명은
에폭시 수지 100중량부 기준으로,
섬유 5 내지 40중량부;
경화제 10 내지 40중량부;
변형방지제 5 내지 20중량부;
충진제 10 내지 60중량부;
나노세라믹 입자 10 내지 40중량부;
수팽윤성 물질 2 내지 15중량부;
실란 커플링제 0.5 내지 10중량부;
저수축제 3 내지 15중량부;
재유화형 폴리머 분말 0.01 내지 10중량부;
부착증진제 5 내지 25중량부;
폴리비닐 알코올 분말 1 내지 20중량부;
옥틸트리에톡시실란 1 내지 5중량부; 및
구아검 1 내지 10중량부를 포함하는 FRP 보강재용 접착제 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은
보강 대상표면 일측에 천공하는 천공형성단계;
상기 천공형성단계가 종료된 보강 대상표면을 에폭시 접착제로 도포하는 프라이머 도포단계;
상기 프라이머 도포단계가 종료된 후, 보강 대상 표면에 에폭시 수지 100중량부 기준으로, 섬유 5 내지 40중량부, 경화제 10 내지 40중량부, 변형방지제 5 내지 20중량부, 충진제 10 내지 60중량부, 나노세라믹 입자 10 내지 40중량부, 수팽윤성 물질 2 내지 15중량부, 실란 커플링제 0.5 내지 10중량부, 저수축제 3 내지 15중량부, 재유화형 폴리머 분말 0.01 내지 10중량부, 부착증진제 5 내지 25중량부, 폴리비닐 알코올 분말 1 내지 20중량부, 옥틸트리에톡시실란 1 내지 5중량부, 및 구아검 1 내지 10중량부를 포함하는 FRP 보강재용 접착제 조성물을 1차로 도포하는 FRP 보강재용 접착제 조성물 1차 도포단계;
상기 FRP 보강재용 접착제 조성물이 도포된 보강 대상 표면에 격자형태의 FRP 메쉬망을 부착하는 FRP 메쉬망 부착단계;
상기 FRP 메쉬망이 부착된 표면에 상기 FRP 보강재용 접착제 조성물을 2차로 도포하는 FRP 보강재용 접착제 조성물 2차 도포단계;
상기 FRP 보강재용 접착제 조성물 2차 도포단계가 종료된 후, 보강 대상표면의 일측에 형성된 천공에 FRP 앵커를 삽입하여 고정하는 FRP 앵커 삽입단계; 및
상기 FRP 앵커 삽입단계가 종료된 후, 대상 표면에 FRP 보강재를 부착하여 양생시키는 양생단계를 포함하는 FRP 보강재용 접착제 조성물의 시공방법을 제공한다.
또한, 본 발명은
보강 대상표면을 깨끗하게 표면처리 하는 표면처리단계;
표면처리단계가 종료된 후 대상표면 일측에 적어도 하나 이상의 천공을 형성하는 천공형성단계;
섬유를 격자로 직조하여 스크림을 제조하는 스크림 제조단계;
상기 스크림 제조단계가 종료된 후 제조된 스크림이 FRP 보강재용 접착제 조성물의 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 40중량부가 되도록 하고, 상기 스크림에 에폭시 수지 100중량부를 기준으로, 에폭시 수지 100중량부 기준으로, 경화제 10 내지 40중량부, 변형방지제 5 내지 20중량부, 충진제 10 내지 60중량부, 나노세라믹 입자 10 내지 40중량부, 수팽윤성 물질 2 내지 15중량부, 실란 커플링제 0.5 내지 10중량부, 저수축제 3 내지 15중량부, 재유화형 폴리머 분말 0.01 내지 10중량부, 부착증진제 5 내지 25중량부, 폴리비닐 알코올 분말 1 내지 20중량부, 옥틸트리에톡시실란 1 내지 5중량부, 및 구아검 1 내지 10중량부를 포함하는 FRP 보강재용 접착제 조성물을 함침하는 함침단계;
상기 함침단계가 종료된 스크림을 보강 대상표면에 천공형성단계에서 형성된 천공을 덮도록 부착하는 스크림 부착단계;
상기 스크림 부착단계가 종료된 후 천공에 앵커를 삽입하여 고정하는 앵커 삽입단계; 및
상기 앵커 삽입단계가 종료된 후 접착제 조성물이 함침된 스크림을 양생시키는 양생단계를 포함하는 FRP 보강재용 접착제 조성물의 시공방법을 제공한다.
본 발명에 따른 FRP 보강재용 접착제 조성물은 에폭시 수지, 충진제, 경화제, 섬유 등을 포함시켜, FRP 보강재와 보강면의 접착성을 향상시키는 동시에, 우수한 방수성 및 장기 내구성을 증가시키도록 하는 효과가 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
한 가지 관점에서, 본 발명은 에폭시 수지 100중량부 기준으로, 섬유 5 내지 40중량부; 경화제 10 내지 40중량부; 변형방지제 5 내지 20중량부; 충진제 10 내지 60중량부; 나노세라믹 입자 10 내지 40중량부; 수팽윤성 물질 2 내지 15중량부; 실란 커플링제 0.5 내지 10중량부; 저수축제 3 내지 15중량부; 재유화형 폴리머 분말 0.01 내지 10중량부; 부착증진제 5 내지 25중량부; 폴리비닐 알코올 분말 1 내지 20중량부; 옥틸트리에톡시실란 1 내지 5중량부; 및 구아검 1 내지 10중량부를 포함하는 FRP 보강재용 접착제 조성물을 제공한다.
다른 관점에서, 본 발명은 보강 대상표면 일측에 천공하는 천공형성단계; 상기 천공형성단계가 종료된 보강 대상표면을 에폭시 접착제로 도포하는 프라이머 도포단계; 상기 프라이머 도포단계가 종료된 후, 보강 대상 표면에 에폭시 수지 100중량부 기준으로, 섬유 5 내지 40중량부, 경화제 10 내지 40중량부, 변형방지제 5 내지 20중량부, 충진제 10 내지 60중량부, 나노세라믹 입자 10 내지 40중량부, 수팽윤성 물질 2 내지 15중량부, 실란 커플링제 0.5 내지 10중량부, 저수축제 3 내지 15중량부, 재유화형 폴리머 분말 0.01 내지 10중량부, 부착증진제 5 내지 25중량부, 폴리비닐 알코올 분말 1 내지 20중량부, 옥틸트리에톡시실란 1 내지 5중량부, 및 구아검 1 내지 10중량부를 포함하는 FRP 보강재용 접착제 조성물을 1차로 도포하는 FRP 보강재용 접착제 조성물 1차 도포단계; 상기 FRP 보강재용 접착제 조성물이 도포된 보강 대상 표면에 격자형태의 FRP 메쉬망을 부착하는 FRP 메쉬망 부착단계; 상기 FRP 메쉬망이 부착된 표면에 상기 FRP 보강재용 접착제 조성물을 2차로 도포하는 FRP 보강재용 접착제 조성물 2차 도포단계; 상기 FRP 보강재용 접착제 조성물 2차 도포단계가 종료된 후, 보강 대상표면의 일측에 형성된 천공에 FRP 앵커를 삽입하여 고정하는 FRP 앵커 삽입단계; 및 상기 FRP 앵커 삽입단계가 종료된 후, 대상 표면에 FRP 보강재를 부착하여 양생시키는 양생단계를 포함하는 FRP 보강재용 접착제 조성물의 시공방법을 제공한다.
또 다른 관점에서, 본 발명은 보강 대상표면을 깨끗하게 표면처리 하는 표면처리단계; 표면처리단계가 종료된 후 대상표면 일측에 적어도 하나 이상의 천공을 형성하는 천공형성단계; 섬유를 격자로 직조하여 스크림을 제조하는 스크림 제조단계; 상기 스크림 제조단계가 종료된 후 제조된 스크림이 FRP 보강재용 접착제 조성물의 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 40중량부가 되도록 하고, 상기 스크림에 에폭시 수지 100중량부를 기준으로, 에폭시 수지 100중량부 기준으로, 경화제 10 내지 40중량부, 변형방지제 5 내지 20중량부, 충진제 10 내지 60중량부, 나노세라믹 입자 10 내지 40중량부, 수팽윤성 물질 2 내지 15중량부, 실란 커플링제 0.5 내지 10중량부, 저수축제 3 내지 15중량부, 재유화형 폴리머 분말 0.01 내지 10중량부, 부착증진제 5 내지 25중량부, 폴리비닐 알코올 분말 1 내지 20중량부, 옥틸트리에톡시실란 1 내지 5중량부, 및 구아검 1 내지 10중량부를 포함하는 FRP 보강재용 접착제 조성물을 함침하는 함침단계; 상기 함침단계가 종료된 스크림을 보강 대상표면에 천공형성단계에서 형성된 천공을 덮도록 부착하는 스크림 부착단계; 상기 스크림 부착단계가 종료된 후 천공에 앵커를 삽입하여 고정하는 앵커 삽입단계; 및 상기 앵커 삽입단계가 종료된 후 접착제 조성물이 함침된 스크림을 양생시키는 양생단계를 포함하는 FRP 보강재용 접착제 조성물의 시공방법을 제공한다.
본 발명에 따른 보강재용 접착제 조성물, 특정적으로 스페이스가 형성된 복합 FRP(Fiber Reinforced Plastics) 보강재용 접착제 조성물은 구조물, 예를 들면 보, 슬래브, 기둥, 건물 등의 구조물, 특정적으로 콘크리트 구조물 등에 적용함으로써, 보강재와 보강 구조물 사이의 우수한 접착성, 장기 내구성 및 강도 등을 증가시키도록 하는 것이라면 특별히 한정되지 않는다.
여기서, 상기 복합 FRP 보강재는 유리섬유, 현무암섬유, 탄소섬유, 및/또는 아라미드 섬유 등으로 제조된 이루어진 보강재, 특정적으로 콘크리트 구조물 등의 보강에 사용되는 보강재이며, 스페이스가 형성된 복합 FRP 보강재는 구조물의 표면과 복합 FRP 보강재 사이에 공간이 형성되도록 하거나, 보강 대상표면 및/또는 복합 FRP 보강재를 천공하여 공간이 형성되도록 함으로써 상기 형성된 공간에 격자 형태의 메쉬망을 부착하거나 천공 홀에 FRP 다발을 묶어 앵커 형태로 보강함으로써 구조물과 복합 FRP 보강재의 보강력을 증가시키는 것이다.
본 발명에 따른 에폭시 수지는 FRP 보강재용 접착제 조성물, 특정적으로 스페이스가 형성된 복합 FRP 보강재용 접착제 조성물에 포함되어 접착성, 내화학성, 방수성 등을 제공하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용되는 에폭시 수지라면 특별히 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 접착제 조성물, 특정적으로 스페이스가 형성된 복합 FRP 보강재용 접착제 조성물의 에폭시 수지 외 나머지 성분들의 함량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 한다.
본 발명에 따른 섬유는 뛰어난 내약품성, 친환경성을 가질 뿐만 아니라, 인장강도, 인장계수 등의 물리적 성질이 높아, 강성을 제공하는 할 뿐만 아니라, 필요에 따라 FRP 보강재용 접착제 조성물이 소정 형태를 갖도록 하기 위한 것이다.
바람직한 섬유로는 현무암 섬유, 유리섬유, 바잘트 섬유, 천연섬유, 카본섬유, 합성섬유, 비닐섬유, 아라미드 섬유 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 40중량부인 것이 좋다.
여기서, 상기 바잘트 섬유는 상기 카본섬유 등과 같은 특수섬유보다 가격이 저렴하므로, 사용자의 선택에 따라 이를 채용하는 것을 추천한다.
바람직한 바잘트 섬유는 현무암으로부터 추출된 섬유로서, 이와 같은 바잘트 섬유라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 추천하기로는 바잘트 섬유 100중량%를 기준으로 산소 35 내지 45중량%; 규소 20 내지 26중량%; 알루미늄 5 내지 15중량%; 철 5 내지 10중량%; 칼슘 2 내지 8중량%; 마그네슘 1 내지 3중량%; 나트륨 0.5 내지 1.5중량%, 칼륨 0.5 내지 1.5중량%; 티타늄 0.1 내지 1중량% 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 포함하는 바잘트 섬유를 사용하는 것이 좋다.
또한, 본 발명에 따른 섬유는 FRP 보강재용 접착제 조성물에 혼합된 형태라면 어떠한 형태로 존재하여도 무방하지만, 바람직하게는 섬유를 3mm 내지 5mm 단위로 잘게 절단(Chopped)하여 접착제 조성물과 혼합사용하거나, 접착제 조성물을 구성하는 각각의 조성물이 섬유로 형상화한 소정 형태에 함침되어 전체 접착제 조성물이 소정 형상을 갖도록 구성할 수도 있다.
이때, 상기 섬유가 소정 형상으로 구성될 경우 얇게 펴진 형태 또는 격자방식으로 직조된 직조섬유 형태로 구성될 수 있지만, 바람직하게는 스크림(scrim) 형태를 갖는 것을 추천한다.
상기 얇게 펴진 형태의 섬유는 그 형태가 특별히 한정되는 것을 아니지만, 상기 직조섬유는 위사와 경사방향의 섬유가 상하 맞물려서 직조되어 추후 늘어짐이나 올이 풀리는 경우를 최소화할 수 있도록 한다.
상기 직조섬유에 사용되는 원사의 두께는 적어도 10㎛ 이상의 섬유를 사용하는 것이 좋고, 마디의 두께도 5mm 내외 또는 그 이상으로 일정하게 유지되도록 직조하며, 직조 후 직물의 두께는 0.345 내지 0.38mm로 경량화된 고강도 직조섬유를 형성한다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 섬유는 10 내지 25mm를 갖도록 격자로 직조한 섬유 메쉬망 형태, 즉 메쉬섬유로 사용될 수도 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 섬유는 앵커 모양으로 형성되어 보강하고자 하는 대상표면에 형성되는 천공에 삽입되어 방사형으로 펼쳐 앵커로 사용할 수도 있다.
본 발명에 따른 경화제는 FRP 보강재용 접착제 조성물을 경화시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 경화제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 추천하기로는 파라 톨루엔 설포닉산[PTSA(Para Toluene Solfonic Acid)], 페놀술폰산, t-부틸페록식 벤조에이트(tert-Butylperoxy benzoate, TBPB), 무수프탈산(Phthalic acid anhydride), 방향족 폴리아민, 비스-(4-t -부틸사이클로헥산)페록시디카보네이트, 폴리메캅탄(Polymercaptan) 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 10 내지 40중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 변형방지제는 FRP 보강재용 접착제 조성물, 특정적으로 스페이스가 형성된 복합 FRP 보강재용 접착제 조성물의 소성변형을 감소시키기 위한 것이다.
바림직한 변형방지제는 폴리에틸렌, 에틸렌비닐아세테이트, 폴리뷰텐, 하임팩트폴리스티렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 추천하고, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 20중량부인 것이 좋다.
이때, 상기 변형방지제의 사용량이 5중량부 미만이면 변형을 방지하는 효과가 미미하고, 20중량부를 초과하면 FRP 보강재용 접착제를 제조할 경우 다른 구성성분과의 혼합이 용이하지 않다는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 충진제는 치수 안정성 및 내마모성을 향상시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 충진제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하며, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부를 기준으로 10 내지 60중량부인 것이 좋다.
바람직한 충진제로는 석회분말, 포틀랜드 시멘트, 소석회, 플라이애쉬, 회수 더스트, 전기로 제강더스트, 주물더스트 및 소각재, 석분, 탄산칼슘(CaCO3), 시멘트 및 소석회을 추천한다.
본 발명에 따른 나노세라믹 입자는 접착제 조성물, 특정적으로 FRP 보강재용 접착제 조성물의 양생 중에 표면으로 부상하여 치밀하고 경도가 높은 표면을 형성하기 때문에, 수증기와 기타 기체, 액체의 투과를 방지함은 물론, 내습성, 내구성, 내후성, 내충격성, 내약품성이 향상된다.
상기 나노세라믹 입자의 사용량은 에폭시 수지 100중량부를 기준으로 10 내지 40중량부인 것이 좋다.
바람직한 나노세라믹 입자는 실리콘카바이드, 알루미나, 실리카, 지르코니아-실리카, ZnO, TiO2 및/또는 CaCO3가 포함된다.
이들 세라믹입자는 평균 입경이 나노 범위인 것이 바람직한데, 구체적으로 상기 실리콘카바이드의 평균 입경은 300 내지 500nm, 상기 알루미나의 평균 입경은 500 내지 1000nm, 상기 실리카의 평균 입경은 700 내지 1500nm, 상기 지르코니아-실리카의 평균 입경은 500 내지 1000nm, 상기 ZnO의 평균 입경은 500 내지 1000nm, 상기 TiO2의 평균 입경은 100 내지 300nm, 그리고 CaCO3의 평균 입경은 500 내지 1000nm인 것이 바람직하다.
이 중에서도 실리콘카바이드는 천연광물로 존재하지 않으므로 인공적으로 합성하며, 고온에서의 화학적 안정성 및 내식성이 뛰어나고 높은 경도를 갖는다.
본 발명에 따른 수팽윤성 물질은 수분에 의해 팽창하는 흡수성 물질로서, 통상적인 수팽윤성 물질이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 에스테르화 다당류와 폴리아민을 반응시켜 겔화된 것, 스멕타이트속의 층 형상 규산염 광물, 스멕타이트속의 층 형상 규산염 광물, 보다 바람직하게는 몬모릴로나이트, 바이델라이트(beidellite), 논트로나이트(nontronite), 사포나이트(saponite), 헥토라이트(hectorite) 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
바람직한 수팽윤성 물질의 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 2 내지 15중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 실란 커플링제는 FRP 보강재용 접착제 조성물을 접착성능을 향상시키기 위한 것이다.
바람직한 실란 커플링제는 3-글리시독시프로필 트리메톡시실란(GPTMS), 3-메타크릴옥시프로필 트리메톡시실란(MPTMS), 3-아미노프로필 트리메톡시실란(APTMS) 및 3-이소시아네이트프로필 트리메톡시실란(ICPTMS)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 트리메톡시실란인 것을 추천하며, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.5 내지 10중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 저수축제는 FRP 보강재용 접착제 조성물이 균열부에 충진되거나, 특정 형태의 구조물을 형성할 경우 수축되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계에서 통상적으로 사용되는 저수축제라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 폴리비닐 아세테이트계 저수축제, 폴리에스터계 저수축제, 특정적으로 불포화 폴리에스터 수지로 이루어진 저수축제를 사용하는 것이 좋다.
바람직한 저수축제의 사용량은 사용자의 선택에 따라 변동 가능하지만, 추천하기로는 에폭시 수지 100중량부 기준으로 3 내지 15중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 재유화형 폴리머 분말(Redispersible Polymer Powder)은 접착제 조성물 내부에 필름을 형성하여 휨 및 부착강도를 향상시키며, 보수성이 개선되어 중성화, 염화물 이온 침투, 동결융해 등에 대한 내구성을 향상시킬 수 있도록 하기 위한 것으로서, 그 사용량은 특별히 한정되지 않지만, 추천하기로는 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.01 내지 10중량부인 것이 좋다.
바람직한 재유화형 폴리머 분말은 에틸렌 초산 비닐(EVA) 또는 초산비닐/비닐바사테이트(Va/VeoVa) 중 선택된 어느 하나 이상으로 구성되는데, 겉보기 비중은 475ㅁg/l, 입도는 max,2%>400㎛이고, 물에 재분산 시 0.3 내지 9㎛의 입도분포를 나타는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 부착증진제는 FRP 보강재용 접착제 조성물이 시공되는 접촉면에 보다 용이하게 접착할 수 있도록 한다.
바람직한 부착증진제는 하이드록시 에틸 아크릴로일 포스페이트, 하이드록시 에틸 메타 아크릴레이트 포스페이트 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있고, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 25중량부인 것을 추천한다.
본 발명에 따른 폴리비닐 알코올 분말은 FRP 보강재용 접착제 조성물의 경량성과 강성을 제공하기 위한 것으로서, 통상적인 폴리비닐 알코올 분말이라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 0.1 내지 10㎛인 기공을 0.05 내지 0.4cc/g의 범위로 포함하는 폴리비닐 알코올 분말을 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 20중량부인 것을 추천한다.
본 발명에 따른 옥틸트리에톡시실란은 FRP 보강재용 접착제 조성물의 접착성을 향상시키기 위한 것이다.
상기 옥틸트리에톡시실란은 단량체 형태로 사용 가능하며, 상기 단량체의 분자량은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 바람직하게는 150 내지 450Da인 것이 좋고, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부를 기준으로 1 내지 5중량부인 것을 추천한다.
본 발명에 따른 구아검은 수용성 고분자 물질인 천연수지로서, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부인 것을 추천한다.
이때, 상기 구아검은 수화반응에 의한 팽창 및 탈수에 의한 수축작용과, 조성물의 수화반응에 의한 고화시 팽창작용과의 상호작용으로 공극이 발생하며, 이러한 공극과 천연수지인 구아검 고유의 탄성력에 의해 충격흡수작용을 나타낼 수 있다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 FRP 보강재용 접착제 조성물, 특정적으로 스페이스가 형성된 복합 FRP 보강재용 접착제 조성물은 점착성, 균열방지 등의 성능을 향상시키기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 20중량부의 석유수지를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 석유수지는 석유의 정제과정이나 석유화학공업의 부산물로서 생기는 유분으로 올레핀이나 디올레핀을 함유하는 것을 원료로 여러 가지 방법으로 중합시킨 수지라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 방향족계 석유수지, 지방족계 석유수지 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있지만, 추천하기로는 점도가 100 내지 150cps인 지방족 C-5석유수지를 사용하는 것이 좋다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 FRP 보강재용 접착제 조성물은 온도변화에 관계없이 강력한 점착성능을 발휘하도록 하기 위하여, 연화점이 낮거나 높은 석유수지를 서로 배합하여 사용할 수도 있다.
이때, 바람직한 석유수지의 배합으로서, 연화점이 90 내지 100℃ 정도로 작은 것과 연화점이 105 내지 120℃ 정도로 큰 것을 1:9 내지 9:1, 바람직하게는 6.5:3.5의 중량 비율로 배합함으로써, 목적하는 물성을 조절하여 얻을 수 있다.
또한, 상기 연화점이 낮은 석유수지는 초기 점착력을 좋게 하여 점착력을 향상시키며, 연화점이 높은 석유수지는 내열성을 상승시켜 흘러내림을 방지하고, 내후성을 증가시킬 뿐만 아니라 점착력도 향상시킬 수 있다.
다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 접착제 조성물은 석유수지의 점착 기능을 보완하기 위해, 송진 등을 부가하여 송진의 늘어나는 성질이 점착부여제의 점착 성능을 보다 안정적으로 제공할 수 있도록 할 수 있다.
이때, 상기 석유수지와 송진의 혼합비는 특별히 한정되지 않지만, 1:9 내지 9:1의 중량비로 혼합되는 것이 좋다.
다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 FRP 보강재용 접착제 조성물은 조성물의 산화를 방지하기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 3 내지 15중량부의 산화방지제를 더 포함할 수 있다.
바람직한 산화방지제는 아민계, 비스페놀계, 모노페놀계 및 유황계 산화방지제가 사용될 수 있지만, 보다 구체적으로 2.2-메틸렌비스(4-메틸-6-t-부틸페놀)[2 . 2 - M e t h y l e n e b i s ( 4 - m e t h y l - 6 - t - b u t y l p h e n o l )], 2.6-디-t-부틸-4-메틸페놀(2.6-di -t-Butyl-4-methylphenol) 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것을 추천한다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 FRP 보강재용 접착제 조성물, 특정적으로 FRP 보강재용 접착제 조성물은 조성물을 자외선으로부터 보호하여 안정성을 제공하기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부의 안정제를 더 포함할 수 있다.
바람직한 안정제로는 아크릴 폴리올 수지, 무황변 폴리 우레아수지, 폴리이소시아네이트 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 FRP 보강재용 접착제 조성물은 충격강도, 신율, 인장강도 및/또는 탄성력 등을 향상시키기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 글리시딜 메타크릴레이트(GMA)계 수지 5 내지 30중량부를 더 포함할 수 있다.
바람직한 글리시딜 메타크릴레이트계 수지로는 에틸렌-글라시딜메타크릴레이트 코폴리머(EGMA), 에틸렌-부틸아크릴레이트-글라시딜메타크릴레이트 코폴리머(EBA-GMA) 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 사용하는 것이 좋다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 FRP 보강재용 접착제 조성물은 포장 대상면으로부터 쉽게 박리되는 것을 방지하기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 30중량부의 박리방지제를 더 포함할 수 있다.
바람직한 박리방지제는 폴리인산계, 아민계, 또는 인산 에스테르계 박리방지제를 사용하는 것이 좋다.
특정적으로, 상기 박리방지제는 액상형으로 비중이 1.0 이상이고 60℃ 점도가 110 cPs인 폴리인산계 박리방지제; 산가가 10 ㎎KOH/g 이하이고, 총 아민가가 140 내지 400㎎HCl/g인 아민계 박리방지제일 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 FRP 보강재용 접착제 조성물은 균열발생을 억제하고, 접착력 및 내구성을 향상시키기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 20중량부의 바이오 수지를 더 포함할 수 있다.
바람직한 바이오 수지는 유변성 알키드 수지, 유변성 우레탄 수지, 유변성 우레탄 수지의 지방산 에스테르, 유변성 에폭시 수지, 유변성 에폭시 수지의 지방산 에스테르, 바이오 폴리에틸렌 수지, L-폴리락트산 또는 이들의 혼합물로 이루어진 것을 사용하는 것이 좋고, 추천하기로는 유변성 알키드 수지를 사용하는 것이 좋다.
여기서, 상기 유변성은 지방산 등의 유성분을 분자 중에 함유하는 수지를 지칭하는 것으로서, 이러한 유변성 수지를 사용하게 되면 분산성, 기계적 성질, 경화성, 피막 형성성을 제어하기 용이하다.
특정적으로, 상기 바이오 수지는 식물성 오일, 예를 들면 식물 또는 식물의 씨로부터 추출된 오일로, 쌀 기름, 팜 오일, 코코넛 오일, 피마자 오일, 포도씨 오일, 호호바 오일, 홍화 오일, 마카데미아너츠 오일, 올리브씨 오일, 및 이들의 혼합 오일과 혼합하여 사용할 수 있다.
이때, 상기 바이오 수지와 식물성 오일의 혼합비는 사용자의 선택에 따라 변경 가능하지만, 추천하기로는 바이오 수지와 식물성 오일의 중량비율로서 1:9 내지 9:1인 것이 좋다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 FRP 보강재용 접착제 조성물은 에폭시 수지의 점탄성을 높이기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 1중량부의 소듐 벤조 에이트(sodium benzoate)를 더 포함할 수 있는데, 소듐 벤조 에이트가 0.1중량부 보다 적을 경우 효과가 미미하며, 1중량부를 초과할 경우 과량이 되어 물성을 저하시킬 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 FRP 보강재용 접착제 조성물은 박리 방지를 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부의 다이머산(Dimer acid)을 더 포함 할 수 있다.
상기 다이머산은 그 유래 및 형태가 크게 제한되지 않으나, 식물유 지방산의 이량체인 것이 바람직하고, 식물류 지방산은 올레익산, 리놀레익산, 스테아릭산 및 팔미틱산으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상으로 구성될 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 FRP 보강재용 접착제 조성물은 점도 조절 및 강도증진을 위하여 테트라에틸렌펜타민(Tetraethylenepentamine; TEPA)을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부 더 포함할 수 있는데, 테트라에틸렌펜타민이 1중량부 미만이면 그 효과가 미미하며, 10중량부를 초과하면 그 양이 과다하여 FRP 보강재용 접착제 조성물의 물성에 좋지 않은 영향을 줄 수 있다.
또 다른 양태로서, 본 발명에 따른 FRP 보강재용 접착제 조성물은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 10 내지 30중량부의 탈크를 더 포함할 수 있는데, 에폭시 수지 100중량부에 대하여 함량이 10중량부 미만이면 내구성 향상 효과를 기대하기 어렵고, 함량이 30중량부를 초과하면 증점을 유발하기 때문에 좋지 않다.
상기 탈크는 백색도가 우수한 수화 마그네슘 실리케이트 광물로서 활석이라고도 불리는데, 탈크는 무기 광물이기 때문이 녹는점이 1400도로 불에 강하고 내수성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 인장강도 및 휨강도를 증가시켜 주는 효과가 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 FRP 보강재용 접착제 조성물은 조성물의 압축강도 및 휨강도 향상을 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 메타규산나트륨(Na2SiO3)을 더 포함할 수 있는데, 에폭시 수지 100중량부에 대하여 함량이 1중량부 미만이면 유동성이 낮아지고 불규칙한 기포가 형성되며, 함량이 5중량부를 초과하면 유동성이 급격히 낮아져 경화시간 확보가 곤란하여 좋지 않다.
상기 메타큐산나트륨은 수화물도 있으나, 석영과 탄산나트륨의 혼합물을 1,000℃로 가열 융해하여 고체화시켜 만든 무수물도 사용될 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 FRP 보강재용 접착제 조성물은 점도증진 및 부착력 강화를 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 10중량부의 알긴산 나트륨을 더 포함할 수 있는데, 에폭시 수지 100중량부에 대하여 함량이 5중량부 미만이면 소수성이 저하되고, 함량이 10중량부를 초과하면 과도하게 점도가 상승되어 좋지 않다.
상기 알긴산 나트륨은(C6H8O6)n으로 표시되는 다당류의 하나로서 카르복실기를 가지고 있으며, 다시마류를 소다회 처리하여 만들 수 있는데, 알긴산 나트륨 자체에 점성을 갖고 있어 이를 FRP 보강재용 접착제 조성물에 혼입되면 점도증진 및 부착력을 강화하게 된다.
또 다른 양태로서, 본 발명에 따른 FRP 보강재용 접착제 조성물은 조성물의 내구성 및 내알칼리성을 개선하기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부의 아크릴니트릴을 더 포함할 수 있는데, 사용량이 1중량부 보다 적을 경우에는 내구성 및 내알칼리성 개선 효과가 미미하며, 10중량부를 초과할 경우 점도가 높아져 작업성을 저하 시킬수 있다.
또 다른 양태로서, 본 발명에 따른 FRP 보강재용 접착제 조성물은 흡수성, 투과성 및 보습성을 향상시키기 위하여 음이온 변성스타치의 일종인 스타치 포스페이트 에스테르를 더 포함할 수 있는데, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부가 좋다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 FRP 보강재용 접착제 조성물은 분산성을 향상시키기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 15중량부의 이소보닐아크릴레이트를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 FRP 보강재용 접착제 조성물은 조성물이 접착되는 콘크리트 등의 피접착면에 존재하는 유해 성분들이 외부로 용출되는 것을 방지하여 환경오염을 유발하는 것을 방지하기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 15중량부의 디메틸 암모늄 클로라이드를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 FRP 보강재용 접착제 조성물은 조성물의 표면에 수분침투를 방지하면서 통기성을 확보하기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 소디윰스테아레이트를 더 포함할 수 있는데, 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1중량부 미만이면 목적한 수분침투 방지기능을 얻을 수 없고, 5중량부를 초과하면 조성물의 강도 저하현상을 나타내어 좋지 않다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 FRP 보강재용 접착제 조성물은 조성물이 도포되는 대상물이 염해 또는 중성화 등의 성능저하 요인에 의해 부식 및 피복 탈락 등이 발생하는 것을 방지하기 위해 메틸트리메톡시실란(MTMS(methyltrimethoxysilane))을 더 포함할 수 있는데, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부가 좋다.
또 다른 양태로서, 본 발명에 따른 FRP 보강재용 접착제 조성물은 조성물의 겔타임 확보를 위하여 에폭시 수지 100중량부를 기준으로 0.1 내지 5중량부의 칼슘 플루오로 알루미네이트를 더 포함할 수 있는데, 칼슘 플루오로 알루미네이트는 C11A7CaF2가 주요 구성 화합물로서, 사용량이 0.1중량부 보다 적을 경우에는 조성물의 겔화 시간이 길어지기 때문에 소기의 성과를 얻을 수 없으며, 5중량부를 초과할 경우 과다하게 겔화되어 작업성에 문제를 초래할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 FRP 보강재용 접착제 조성물은 도막의 내크랙성, 내수성, 내마모성 및/또는 내부착성 등을 향상시키기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 변성실란실리케이트 합성물을 더 포함할 수 있다.
여기서, 변성실란실리케이트 합성물은 가교역할을 하면서 유기ㅇ무기 중합 반응성을 형성함으로써 콘크리트 또는 금속 등의 기질에 반응하여 점착성을 강화하게 되는데, 상기, 변성실란실리케이트 합성물은 실리케이트와 실란을 혼합하여 제조할 수 있으며, 바람직한 실리케이트는 당업계에서 통상적으로 사용하는 실리케이트라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 보다 바람직하게는 알칼리 실리케이트, 특히 바람직하게는 리튬실리케이트, 순수포타슘실리케이트, 전처리된 포타슘실리케이트, 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 사용하는 것이 좋다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 바람직한 실란은 당업계에서 통상적으로 사용되는 실란이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 아미노실란, 비닐실란, 에폭시 실란, 메타크릴실란, 유황, 알킬실란, 페닐실란, 비닐트리메톡시실란, 테트라에톡시실란(TEOS), 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 사용하는 것이 좋다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 실리케이트 및 실란을 서로 혼합하여 변성실란실리케이트 합성물을 제조하는 방법은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 추천하기로는 실리케이트 100중량부를 기준으로, 실리케이트에 실란 0.1 내지 2중량부를 95 내지 110℃의 온도범위에서 희석하여 200 내지 400rpm의 속도로 1 내지 2시간 동안 교반하는 것을 포함한다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 FRP 보강재용 접착제 조성물, 특정적으로 스페이스가 형성된 복합 FRP 보강재용 접착제 조성물을 이용한 시공방법을 설명하면 다음과 같다.
한 가지 양태로서, 본 발명에 따른 FRP 보강재용 접착제 조성물을 이용한 시공방법은 보강 대상표면 일측에 천공하는 천공형성단계;
상기 천공형성단계가 종료된 보강 대상표면을 에폭시 접착제로 도포하는 프라이머 도포단계;
상기 프라이머 도포단계가 종료된 후, 보강 대상 표면에 에폭시 수지 100중량부 기준으로, 섬유 5 내지 40중량부, 경화제 10 내지 40중량부, 변형방지제 5 내지 20중량부, 충진제 10 내지 60중량부, 나노세라믹 입자 10 내지 40중량부, 수팽윤성 물질 2 내지 15중량부, 실란 커플링제 0.5 내지 10중량부, 저수축제 3 내지 15중량부, 재유화형 폴리머 분말 0.01 내지 10중량부, 부착증진제 5 내지 25중량부, 폴리비닐 알코올 분말 1 내지 20중량부, 옥틸트리에톡시실란 1 내지 5중량부, 및 구아검 1 내지 10중량부를 포함하는 FRP 보강재용 접착제 조성물을 1차로 도포하는 FRP 보강재용 접착제 조성물 1차 도포단계;
상기 FRP 보강재용 접착제 조성물이 도포된 보강 대상 표면에 격자형태의 FRP 메쉬망을 부착하는 FRP 메쉬망 부착단계;
상기 FRP 메쉬망이 부착된 표면에 상기 FRP 보강재용 접착제 조성물을 2차로 도포하는 FRP 보강재용 접착제 조성물 2차 도포단계;
상기 FRP 보강재용 접착제 조성물 2차 도포단계가 종료된 후, 보강 대상표면의 일측에 형성된 천공에 FRP 앵커를 삽입하여 고정하는 FRP 앵커 삽입단계; 및
상기 FRP 앵커 삽입단계가 종료된 후, 대상 표면에 FRP 보강재를 부착하여 양생시키는 양생단계를 포함한다.
여기서, 상기 프라이머 도포단계에 사용되는 프라이머는 에폭시 접착제를 사용하는 것을 추천하지만, 이에 한정되는 것이 아니라 당업계에서 통상적으로 사용하는 프라이머라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다.
또한, 본 발명에 따른 FRP 메쉬망, FRP 보강재 등은 FRP(Fiber Reinforced Plastics)로 이루어진 것, 예를 들면, 섬유, 특정적으로, 유리섬유, 바잘트섬유, 현무암섬유, 탄소섬유 및/또는 아라미드 섬유로 제조된 것을 지칭하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명에 따른 앵커 삽입단계의 앵커는 당업계의 통상적인 앵커를 사용할 수도 있지만, 추천하기로는 방사형 FRP로 이루어진 앵커를 사용하는 것을 추천한다.
이때, 상기 방사형 FRP 앵커는 FRP의 말단의 묶음이 끝나는 부분부터 방사형으로 펼쳐서 방사형 앵커 형태로 사용되거나, FRP로 이루어진 스파이크 모양의 앵커를 사용하는 것이 좋다.
다른 양태로서, 본 발명에 따른 FRP 보강재용 접착제 조성물을 이용한 시공방법은 보강 대상표면을 깨끗하게 표면처리 하는 표면처리단계;
표면처리단계가 종료된 후 대상표면 일측에 적어도 하나 이상의 천공을 형성하는 천공형성단계;
섬유를 격자로 직조하여 스크림을 제조하는 스크림 제조단계;
상기 스크림 제조단계가 종료된 후 제조된 스크림이 FRP 보강재용 접착제 조성물의 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 40중량부가 되도록 하고, 상기 스크림에 에폭시 수지 100중량부를 기준으로, 에폭시 수지 100중량부 기준으로, 경화제 10 내지 40중량부, 변형방지제 5 내지 20중량부, 충진제 10 내지 60중량부, 나노세라믹 입자 10 내지 40중량부, 수팽윤성 물질 2 내지 15중량부, 실란 커플링제 0.5 내지 10중량부, 저수축제 3 내지 15중량부, 재유화형 폴리머 분말 0.01 내지 10중량부, 부착증진제 5 내지 25중량부, 폴리비닐 알코올 분말 1 내지 20중량부, 옥틸트리에톡시실란 1 내지 5중량부, 및 구아검 1 내지 10중량부를 포함하는 FRP 보강재용 접착제 조성물을 함침하는 함침단계;
상기 함침단계가 종료된 스크림을 보강 대상표면에 천공형성단계에서 형성된 천공을 덮도록 부착하는 스크림 부착단계;
상기 스크림 부착단계가 종료된 후 천공에 앵커를 삽입하여 고정하는 앵커 삽입단계; 및
상기 앵커 삽입단계가 종료된 후 접착제 조성물이 함침된 스크림을 양생시키는 양생단계를 포함한다.
본 발명에 따른 앵커 삽입단계의 앵커는 당업계의 통상적인 앵커를 사용할 수도 있지만, 추천하기로는 방사형 FRP 이루어진 앵커를 사용하는 것을 추천한다.
이때, 상기 방사형 FRP 앵커는 그 말단의 묶음이 끝나는 부분부터 방사형으로 펼쳐서 방사형 앵커 형태로 사용된다.
이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 하기의 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
[실시예 1]
에폭시수지 100g, 4mm로 절단된 바잘트 섬유 20g, 파라 톨루엔 설포닉산 20g, 에틸렌비닐아세테이트 10g, 석회분말 35g, 평균 입경은 약 400nm인 실리콘카바이드 20g, 몬모릴로나이트 8g, 3-글리시독시프로필 트리메톡시실란 5g, 불포화 폴리에스터 수지로 이루어진 저수축제 8g, 에틸렌 초산 비닐(EVA) 5g, 하이드록시 에틸 아크릴로일 포스페이트 15g, 평균기공이 약 5㎛이고, 상기 기공이 약 0.1cc/g의 범위로 포함하는 폴리비닐 알코올 분말 10g, 단량체의 분자량이 약 300Da인 옥틸트리에톡시실란 3g, 구아검 5g을 혼합하여 FRP 보강재용 접착제 조성물을 제조하였다.
[실시예 2]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 바잘트 섬유 20g 대신 약 15mm를 갖도록 격자로 직조한 메쉬섬유 20g을 사용하고, 상기 바잘트 섬유 외의 나머지 성분이 메쉬섬유 20g에 함침되도록 혼합하여 실시하였다.
[실시예 3]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 점도가 약 130cps인 지방족 C-5석유수지 10g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 4]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 점도가 약 130cps인 지방족 C-5석유수지 5g, 및 송진 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 5]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 2.2-메틸렌비스(4-메틸-6-t-부틸페놀) 10g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 6]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 무황변 폴리 우레아수지 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 7]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 에틸렌-글라시딜메타크릴레이트 코폴리머 15g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 8]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 액상형으로 비중이 1.0 이상이고 60℃ 점도가 110 cPs인 폴리인산계 박리방지제 15g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 9]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 유변성 알키드 수지 10g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 10]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되,소듐 벤조 에이트 0.5g를 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 11]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 다이머산 1g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 12]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 테트라에틸렌펜타민 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 13]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 탈크 15g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 14]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 메타규산나트륨 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 15]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 알긴산 나트륨 8g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 16]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 테트라에틸렌펜타민 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 17]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 아크릴니트릴 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 18]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 스타치 포스페이트 에스테르 1g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 19]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 이소보닐아크릴레이트 10g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 20]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 디메틸 암모늄 클로라이드 10g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 21]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 소디윰스테아레이트 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 22]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 메틸트리메톡시실란 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 23]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 칼슘 플루오로 알루미네이트 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 24]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 리튬실리케이트 100g 및 비닐트리메톡시실란 1g을 혼합한 뒤, 97℃의 온도에서 300rpm의 속도로 1.5시간 동안 교반하여 제조한 변성실란실리케이트 합성물 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실 험]
실시예에 따라 제조된 FRP 보강재용 접착제 조성물을 콘크리트 구조물에 도포한 뒤 기계적 물성, 예를 들면 압축강도, 휨강도, 부착강도, 방수성 등을 측정하였다.
그 결과를 표 1로 나타냈다.
압축강도(N/mm2) 휨강도(N/mm2) 부착강도(N/mm2) 방수성(%)
실시예 1 52.3 16.4 7.45 98
실시예 2 54.8 17.6 7.56 98
실시예 3 52.7 17.1 9.31 98
실시예 4 52.7 16.4 10.09 99
실시예 5 58.8 18.6 6.82 98
실시예 6 57.3 16.1 7.28 99
실시예 7 57.8 18.6 7.78 98
실시예 8 53.4 15.8 8.14 98
실시예 9 52.4 16.4 7.52 98
실시예 10 53.7 15.4 7.75 98
실시예 11 54.4 16.5 6.59 98
실시예 12 52.5 16.7 7.31 99
실시예 13 53.6 16.6 7.32 99
실시예 14 52.9 15.9 7.44 98
실시예 15 52.6 15.9 7.22 98
실시예 16 53.4 15.5 7.34 98
실시예 17 52.4 17.6 6.98 98
실시예 18 52.6 16.9 7.32 99
실시예 19 53.1 16.6 7.33 98
실시예 20 51.5 16.4 7.20 98
실시예 21 52.6 16.9 7.27 99
실시예 22 52.7 16.6 7.36 99
실시예 23 52.6 16.4 7.37 98
실시예 24 52.7 16.6 7.26 99
표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 24에 따라 제조된 접착제 조성물은 압축강도와 휨강도가 좋고, 부착성 및 방수성이 우수한 것으로 나타났다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (5)

  1. 에폭시 수지 100중량부 기준으로,
    섬유 5 내지 40중량부;
    경화제 10 내지 40중량부;
    변형방지제 5 내지 20중량부;
    충진제 10 내지 60중량부;
    나노세라믹 입자 10 내지 40중량부;
    수팽윤성 물질 2 내지 15중량부;
    실란 커플링제 0.5 내지 10중량부;
    저수축제 3 내지 15중량부;
    재유화형 폴리머 분말 0.01 내지 10중량부;
    부착증진제 5 내지 25중량부;
    폴리비닐 알코올 분말 1 내지 20중량부;
    옥틸트리에톡시실란 1 내지 5중량부; 및
    구아검 1 내지 10중량부를 포함하는 FRP 보강재용 접착제 조성물에,
    석유수지를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 20중량부로 더 포함하고,
    산화방지제를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 3 내지 15중량부로 더 포함하며,
    글리시딜 메타크릴레이트(GMA)계 수지를 에폭시 수지 100중량부로 기준으로 5 내지 30중량부로 더 포함하고,
    박리방지제를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 30중량부로 더 포함하며,
    소듐 벤조 에이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 1중량부로 더 포함하고,
    다이머산을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부로 더 포함하며,
    아크릴니트릴을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하고,
    스타치 포스페이트 에스테르를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부로 더 포함하며,
    이소보닐아크릴레이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 15중량부로 더 포함하고,
    디메틸 암모늄 클로라이드를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 15중량부로 더 포함하며,
    소디윰스테아레이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고,
    메틸트리메톡시실란을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며,
    칼슘 플루오로 알루미네이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 5중량부로 더 포함하고,
    변성실란실리케이트 합성물을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하는 FRP 보강재용 접착제 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 보강 대상표면 일측에 천공하는 천공형성단계;
    상기 천공형성단계가 종료된 보강 대상표면을 에폭시 접착제로 도포하는 프라이머 도포단계;
    상기 프라이머 도포단계가 종료된 후, 보강 대상 표면에 에폭시 수지 100중량부 기준으로, 섬유 5 내지 40중량부, 경화제 10 내지 40중량부, 변형방지제 5 내지 20중량부, 충진제 10 내지 60중량부, 나노세라믹 입자 10 내지 40중량부, 수팽윤성 물질 2 내지 15중량부, 실란 커플링제 0.5 내지 10중량부, 저수축제 3 내지 15중량부, 재유화형 폴리머 분말 0.01 내지 10중량부, 부착증진제 5 내지 25중량부, 폴리비닐 알코올 분말 1 내지 20중량부, 옥틸트리에톡시실란 1 내지 5중량부, 및 구아검 1 내지 10중량부를 포함하는 FRP 보강재용 접착제 조성물에, 석유수지를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 20중량부로 더 포함하고, 산화방지제를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 3 내지 15중량부로 더 포함하며, 글리시딜 메타크릴레이트(GMA)계 수지를 에폭시 수지 100중량부로 기준으로 5 내지 30중량부로 더 포함하고, 박리방지제를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 30중량부로 더 포함하며, 소듐 벤조 에이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 1중량부로 더 포함하고, 다이머산을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부로 더 포함하며, 아크릴니트릴을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하고, 스타치 포스페이트 에스테르를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부로 더 포함하며, 이소보닐아크릴레이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 15중량부로 더 포함하고, 디메틸 암모늄 클로라이드를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 15중량부로 더 포함하며, 소디윰스테아레이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고, 메틸트리메톡시실란을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 칼슘 플루오로 알루미네이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 5중량부로 더 포함하고, 변성실란실리케이트 합성물을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하는 FRP 보강재용 접착제 조성물을 1차로 도포하는 FRP 보강재용 접착제 조성물 1차 도포단계;
    상기 FRP 보강재용 접착제 조성물이 도포된 보강 대상 표면에 격자형태의 FRP 메쉬망을 부착하는 FRP 메쉬망 부착단계;
    상기 FRP 메쉬망이 부착된 표면에 상기 FRP 보강재용 접착제 조성물을 2차로 도포하는 FRP 보강재용 접착제 조성물 2차 도포단계;
    상기 FRP 보강재용 접착제 조성물 2차 도포단계가 종료된 후, 보강 대상표면의 일측에 형성된 천공에 FRP 앵커를 삽입하여 고정하는 FRP 앵커 삽입단계; 및
    상기 FRP 앵커 삽입단계가 종료된 후, 대상 표면에 FRP 보강재를 부착하여 양생시키는 양생단계를 포함하는 FRP 보강재용 접착제 조성물의 시공방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 FRP 앵커 삽입단계의 앵커는 방사형 FRP 앵커로 이루어진 것을 포함하는 FRP 보강재용 접착제 조성물의 시공방법.
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