KR101806077B1 - 내염성과 내해수성 ata폴리머를 이용한 철근 보호 및 콘크리트 구조물 보수 보강 코팅공법 - Google Patents

내염성과 내해수성 ata폴리머를 이용한 철근 보호 및 콘크리트 구조물 보수 보강 코팅공법 Download PDF

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Abstract

본 기술은 내염성과 내해수성 ATA폴리머를 이용한 철근 보호 및 콘크리트 구조물 보수 보강 코팅공법에 관한 것으로서, 상기 보수 몰탈에는 내염 및 내해수성 개선제로서 알킬트리에톡시실란 45 중량부와 테르펜계 수지 15 중량부와 아크릴 폴리머 40 중량부가 합성된 변성 ATA 폴리머가 포함되고, 작업성능 개선제로서 우레탄 회합형이 포함되고, 상기 ATA 폴리머는 상기 알킬트리에톡시실란 45 중량부와 테르펜계 수지 15 중량부와 아크릴 폴리머 40 중량부를 섭씨 70~100°C에서 5시간 이상 합성하여 에멀젼화 되며, 상기 보수 몰탈은, 보통 포틀랜드 시멘트 30~50 중량부, 돌로스톤 40~60 중량부, 팽창제 1~10 중량부, 우레탄 회합형 작업성능 개선제 0.01~0.5 중량부, ATA 폴리머 1~10 중량부, 보강섬유 0.1~0.5 중량부, 유동화제 0.1~10 중량부, 실리카퓸 1~5 중량부의 비율로 혼합되고, 상기 알칼리부여 방청제는 리튬 카보네이트 10~30 중량부, ATA 폴리머 1~10 중량부, 우레탄 회합형 작업성능 개선제 0.01~0.5 중량부 및 물 50~80 중량부의 비율로 혼합하여 액상으로 제조되며, 상기 프라이머는 ATA 폴리머 10~30 중량부, 우레탄 회합형 작업성능 개선제 1~5 중량부 및 물 50~80 중량부의 비율로 혼합하여 액상으로 제조되며, 상기 보수 몰탈 상에 염해 중성화 방지 및 중방식 코팅제가 도포된다.

Description

내염성과 내해수성 ATA폴리머를 이용한 철근 보호 및 콘크리트 구조물 보수 보강 코팅공법{METHOD FOR PROTECTING IRON BAR AND REPAIRING, REINFORCING AND COATING CONCRETE STRUCTURE USING SALT-RESISTANT AND WATER-RESISTANT ATA POLYMER}
본 발명은 철근 보호 및 콘크리트 구조물 보수 보강 코팅공법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 철근콘크리트 구조물에서 발생되는 철근의 부식과 이로 인한 콘크리트의 손상을 보수하기 위한 내염성과 내해수성 ATA폴리머를 이용한 철근 보호 및 콘크리트 구조물 보수 보강 코팅공법에 관한 것이다.
토목 및 건축분야에서 각종 철근 콘크리트 구조물은 시간이 지남에 따라 외부의 환경 요인, 내부의 화학적, 물리적 요인 등의 복합적인 영향을 받게 된다.
이러한 복합적인 내외부의 요인에 의하여 철근콘크리트 구조물 내의 철근의 부식, 콘크리트의 중성화 내지 열화현상 등이 발생하게 된다.
철근콘크리트 구조물의 부식 내지 중성화 또는 열화현상은 철근콘크리트 구조물 자체의 내구성을 저하시키고, 안정성을 급격히 떨어뜨린다.
특히 해양환경하에 철근콘크리트 구조물이 설치되어 해수 속의 염분이 콘크리트 속으로 침투되는 경우 또는 겨울철 제설작업으로 사용한 염화칼슘이 교량의 콘크리트 속으로 침투되는 경우에는 콘크리트 속에 매립되어 있는 철근이 매우 쉽게 부식된다. 이렇게 부식된 철근은 팽창하여 콘크리트에 균열을 발생시킨다.
부식된 철근 또는 균열이 발생된 콘크리트를 포함하는 철근콘크리트 구조물은 완전히 철거되고 신규 구조물을 새롭게 만들 수도 있다. 그러나, 이는 너무나 많은 비용과 시간이 투입되어야 한다. 따라서 기존 철근 콘크리트 구조물을 유지 보수하는 방향으로 가는 것이 여러 가지 측면에서 유리하다. 이러한 면을 반영하여 부식된 철근콘크리트 구조물의 보강, 보수 공법이 현재 일반화되고 있으며, 이에 대한 시공방법이나 장비 또는 보수재에 대한 기술개발이 활발히 진행되고 있다.
관련한 기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-1222086호(2013.01.08 등록공고, 발명명칭: 알카노아민계 다기능 첨가제가 혼합된 콘크리트 보수보강재를 이용한 시공방법)가 있다.
본 발명의 실시예는 우수한 내염성과 내해수성을 확보할 수 있는 철근 보호 및 콘크리트 구조물 보수 보강 코팅공법을 제공한다.
본 발명의 다른 목적들은 하기의 실시예를 통해 당업자에 의해 도출될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 내염성과 내해수성 ATA폴리머를 이용한 철근 보호 및 콘크리트 구조물 보수 보강 코팅공법은 보수대상이 되는 철근콘크리트 구조물을 치핑 및 세정하는 단계; 상기 철근콘크리트 구조물 내의 철근에서 녹을 제거하는 단계; 상기 철근콘크리트 구조물에 보강재를 설치하는 단계; 상기 철근콘크리트 구조물에 알칼리부여 방청제를 도포하는 단계; 상기 알칼리부여 방청제가 도포된 상기 철근콘크리트 구조물 상에 프라이머를 도포하는 단계; 및 상기 보강재와 철근콘크리트 구조물이 매립되도록 상기 프라이머 상에 보수 몰탈을 타설하는 단계;를 포함하되, 상기 보강재를 설치하는 단계 및 상기 알칼리부여 방청제를 도포하는 단계는 서로 순서가 바뀔 수 있으며, 상기 보수 몰탈에는 내염 및 내해수성 개선제로서 알킬트리에톡시실란(alkyltriethoxysilane) 45 중량부와 테르펜계 수지(TERPENIC Polymer) 15 중량부와 아크릴 폴리머(Acrylic polymer) 40 중량부가 합성된 변성 ATA 폴리머(Alkyltriethoxysilane TERPENIC-Acrylic polymer)가 포함되고, 작업성능 개선제로서 우레탄 회합형(urethane associative type)이 포함되고, 상기 ATA 폴리머는 상기 알킬트리에톡시실란 45 중량부와 테르펜계 수지 15 중량부와 아크릴 폴리머 40 중량부를 섭씨 70~100°C에서 5시간 이상 합성하여 에멀젼화 되며, 상기 보수 몰탈은, 보통 포틀랜드 시멘트 30~50 중량부, 돌로스톤(dolostone) 40~60 중량부, 팽창제 1~10 중량부, 우레탄 회합형 작업성능 개선제 0.01~0.5 중량부, ATA 폴리머 1~10 중량부, 보강섬유 0.1~0.5 중량부, 유동화제 0.1~10 중량부, 실리카퓸 1~5 중량부의 비율로 혼합되고, 상기 알칼리부여 방청제는 리튬 카보네이트(Lithium carbonate) 10~30 중량부, ATA 폴리머 1~10 중량부, 우레탄 회합형 작업성능 개선제 0.01~0.5 중량부 및 물 50~80 중량부의 비율로 혼합하여 액상으로 제조되며, 상기 보강재는 탄소섬유로 이루어진 봉에 유리섬유, 아라미드 섬유를 감싼 로드와, 상기 로드에 도포되는 에폭시 수지 또는 아크릴 수지의 접착제와, 상기 접착제에 의해 상기 로드에 부착되며 다수의 돌로스톤과 규사(quartz sand)를 포함하는 강도보강제를 포함하여 이루어지고, 상기 프라이머는 ATA 폴리머 10~30 중량부, 우레탄 회합형 작업성능 개선제 1~5 중량부 및 물 50~80 중량부의 비율로 혼합하여 액상으로 제조되며, 상기 보수 몰탈 상에 염해 중성화 방지 및 중방식 코팅제가 도포될 수 있다.
상기 보수 몰탈 전체에 대해 상기 ATA 폴리머의 함량은 4 이상 5.5 미만의 중량부이고 상기 우레탄 회합형 작업성능 개선제의 함량은 0.15 이상 0.3 미만의 중량부일 수 있다.
상기 염해 중성화 방지 및 중방식 코팅제는, 아크릴 폴리머(Acrylic polymer), 메틸메타크릴레이트(methyl methacrylate, MMA), 에폭시(Epoxy), 우레탄(Urethane) 및 세라믹(Ceramics) 중 적어도 하나를 주성분으로 하고 상기 ATA 폴리머를 0.1~20 중량부 포함할 수 있다.
상기 우레탄 회합형 작업성능 개선제는 비휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds, VOCs)을 포함하지 않을 수 있다.
상기 돌로스톤은 직경이 0.1~2mm 범위의 것과, 직경이 0.05~0.1mm 범위의 것을 혼합하여 사용하며, 상기 규사는 직경이 0.1~2.0mm 범위일 수 있다.
상기 염해 중성화 방지 및 중방식 코팅제는 불순물이 없는 지방성 아크릴 폴리머를 포함할 수 있다.
상기 염해 중성화 방지 및 중방식 코팅제는 비휘발성유기화합물을 포함하지 않을 수 있다.
상기 염해 중성화 방지 및 중방식 코팅제는, 아크릴 폴리머를 주성분으로 하고 상기 ATA 폴리머를 0.1~20 중량부 포함할 수 있다.
상기 염해 중성화 방지 및 중방식 코팅제는, 메틸메타크릴레이트를 주성분으로 하고 상기 ATA 폴리머를 0.1~20 중량부 포함할 수 있다.
상기 염해 중성화 방지 및 중방식 코팅제는, 에폭시를 주성분으로 하고 상기 ATA 폴리머를 0.1~20 중량부 포함할 수 있다.
상기 염해 중성화 방지 및 중방식 코팅제는, 우레탄을 주성분으로 하고 상기 ATA 폴리머를 0.1~20 중량부 포함할 수 있다.
상기 염해 중성화 방지 및 중방식 코팅제는, 세라믹을 주성분으로 하고 상기 ATA 폴리머를 0.1~20 중량부 포함할 수 있다.
본 기술은 ATA 폴리머를 포함하는 보수 몰탈을 이용하여 우수한 내염성과 내해수성을 확보할 수 있다.
또한, 본 기술은 우레탄 회합형 작업성능 개선제를 이용하여 미장작업성이 우수하다.
또한, 본 기술은 재료의 손실이 적어 경제적으로 철근 보호 및 콘크리트 구조물을 보수 보강할 수 있다.
한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 철근 보호 및 콘크리트 구조물 보수 보강 코팅공법을 시간의 흐름에 따라 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공법으로 보수보강된 콘크리트 구조물의 단면도이다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.
이하에서는, 본 발명의 가장 바람직한 실시예가 설명된다. 도면에 있어서, 두께와 간격은 설명의 편의를 위하여 표현된 것이며, 실제 물리적 두께에 비해 과장되어 도시될 수 있다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지와 무관한 공지의 구성은 생략될 수 있다. 각 도면의 구성요소들에 참조 번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 철근 보호 및 콘크리트 구조물 보수 보강 코팅공법을 시간의 흐름에 따라 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공법으로 보수보강된 콘크리트 구조물의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 내염성과 내해수성 ATA폴리머를 이용한 철근 보호 및 콘크리트 구조물 보수 보강 코팅공법은, 치핑 및 세정 단계, 녹 제거 단계, 보강재 설치 단계, 알칼리부여 방청제 도포 단계, 프라이머 도포 단계, 보수 몰탈 타설 단계 및 코팅제 도포 단계를 포함한다.
먼저, 치핑 및 세정 단계를 수행한다. 구체적으로, 보수대상이 되는 철근콘크리트 구조믈을 치핑 및 세정한다. 치핑(chipping)은 교량과 같은 철근콘크리트 구조물의 손상된 단면을 깎고 다듬어서 신선한 면이 외부로 노출되도록 하는 것이다. 손상된 단면을 치핑한 후에는 고압수로 콘크리트의 단면을 세정하여 콘크리트 파편 등 이물질을 손상면으로부터 완전히 제거한다.
다음으로, 녹 제거 단계를 수행한다. 이 단계를 통하여 부식된 철근의 녹이 제거된다.
이후, 보강재(ATA-Rod) 설치 단계를 수행한다. 즉, 치핑 및 세정 단계와 녹 제거까지 마친 철근콘크리트 구조물을 보강하기 위하여 보강재를 설치한다. 다양한 형태의 보강재가 존재하나, 본 발명의 실시예에서는 철근콘크리트 구조물의 강도를 증진시키는 한편, 이후 단계에서 철근콘크리트 구조물에 타설되는 보수 몰탈과의 결합력을 증진시키기 위하여 강도보강제가 부착되어 있는 보강재를 사용한다.
본 발명에 따른 보강재는 탄소섬유로 이루어진 봉에 유리섬유, 아라미드 섬유를 감싼 로드와, 상기 로드에 도포되는 에폭시 수지 또는 아크릴 수지의 접착제와, 상기 접착제에 의해 상기 로드에 부착되며 다수의 돌로스톤(dolostone)과 규사(quartz sand)를 포함할 수 있다.
즉, 다수의 돌로스톤과 규사를 포함하여 강도를 증진시키고, 에폭시 수지 또는 아크릴 수지 등의 접착제를 포함시켜 이후 타설되는 보수 몰탈과의 결합력을 증진시킬 수 있다.
돌로스톤은 일반적으로 상당한 양의 돌로마이트(CaMg(CO3)2)를 함유한 석회질 암석을 가리키는 것으로서, 주로 내화재, 유리, 벽돌, 비료 등의 원료로 이용된다.
규사는 주로 석영으로 된 모래로서, 암석이 풍화, 퇴적하여 모래 모양으로 집적한 것이다. 화학 조성은 주로 실리카이다. 이러한 규사는 내화도가 높아 콘크리트의 내화성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 돌로스톤으로는 2가지 크기의 돌로스톤이 혼합된 것을 사용할 수 있다. 즉, 직경이 0.1~2mm 범위의 것과, 직경이 0.05~0.1mm 범위의 것을 혼합하여 사용할 수 있다. 이는 보강재의 강도 증진 효과를 더욱 높인다. 돌로스톤의 직경이 0.05mm 미만이면 이후 타설되는 보수 몰탈과의 접착성이 떨어지고, 돌로스톤의 직경이 2mm를 초과하면 보강재와의 부착시 접착제가 과다하게 사용되어야 하므로 바람직하지 않다.
이러한 다수의 돌로스톤과 함께 사용되는 규사는 직경이 0.1~2.0mm 범위를 갖는 것이 바람직하다.
이와 같이 서로 다른 크기의 다수의 돌로스톤과 규사를 사용하여 보강재를 구성하면 이후 타설되는 보수 몰탈과의 접착 강도가 상승하는 효과를 갖는다.
상술한 바와 같이 보강재를 설치한 다음, 화학적 처리 공정인 알칼리부여 방청제 도포 및 프라이머 도포 단계가 이어진다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 보강재를 설치하기 전에 알칼리부여 방청제 도포가 수행될 수도 있다. 즉, 녹 제거를 마친 철근콘크리트 구조물에 먼저 알칼리부여 방청제를 도포하고 이후 보강재를 설치할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 보강재가 설치된 철근콘크리트 구조물에 알칼리부여 방청제(ATA-SP) 도포 단계가 수행된다.
알칼리부여 방청제는 치핑 및 세정을 마친 콘크리트와 녹이 제거된 철근에 도포되어 방청성을 향상시킨다. 알칼리부여 방청제는 중성화된 콘크리트에 알칼리를 공급하여 콘크리트의 알칼리성을 회복시킨다. 또한, 철근 표면에 비활성막을 생성하여 철근을 부식으로부터 보호한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 알칼리부여 방청제는 리튬 카보네이트(Lithium carbonate) 10~30 중량부, 후술하는 ATA 폴리머(Alkyltriethoxysilane TERPENIC-Acrylic polymer) 1~10, 우레탄 회합형 작업성능 개선제 0.01~0.5 중량부 및 물 50~80 중량부의 비율로 혼합하여 액상으로 제조된다.
리튬 카보네이트는 리튬염 용액에 탄산나트륨이나 탄산암모늄을 가하여 얻을 수 있다. 알칼리 금속으로 분류되면 반응성이 매우 강하여 산소나 물, 할로겐 원소 등과 격렬히 반응한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 카보네이트는 pH 11 이상의 강 알칼리를 사용하여 중성화된 콘크리트에 알칼리성을 부여하고, 방청성과 염화물 이온침투 저항성을 향상시켜 철근을 부식으로부터 보호한다.
ATA 폴리머는 피막 및 부착제로서 역할을 한다. 회합형 작업성능 개선제는 증점제로서 역할을 한다. ATA 폴리머와 우레탄 회합형 작업성능 개선제에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.
알칼리부여 방청제는 적절한 점도를 유지하여야 콘크리트 내 최적 깊이로 침투할 수 있다. 적절한 점도를 유지할 경우 단위 면적당 알칼리부여 방청제의 투입량이 늘어나며, 투입량이 늘어야 침투 깊이도 증가한다. 본 발명의 실시예에서는 알칼리 환경에서도 점도를 유지할 수 있는 우레탄 회합형 작업성능 개선제를 사용하여 알칼리부여 방청제의 침투 깊이를 확보한다.
이어서, 알칼리부여 방청제가 도포된 철근콘크리트 구조물에 프라이머(ATA-Bond)를 도포한다. 프라이머는 알칼리부여 방청제 위에 적층되어, 후술할 보수 몰탈과 콘크리트가 상호 견고하게 접합되도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프라이머는 기존 철근콘크리트 구조물 표면 위에 새로운 콘크리트를 타설하여 일체화시키기 위한 에폭시 수지 콘크리트 접착제일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 프라이머는 ATA 폴리머 10~30 중량부, 우레탄 회합형 작업성능 개선제 1~5 중량부 및 물 50~80 중량부의 비율로 혼합하여 액상으로 제조될 수 있다. 프라이머에 첨가된 ATA 폴리머는 염화물 이온침투성 및 방청성을 향상시키고, 회합형 작업성능 개선제는 점도를 향상시켜 콘크리트와의 접착력을 증진시킨다. ATA 폴리머와 우레탄 회합형 작업성능 개선제에 대한 보다 상세한 설명은 후술하기로 한다.
이후, 보강재와 철근콘크리트 구조물이 매립되도록 프라이머 상에 보수 몰탈(ATA-Mortar)을 타설한다.
보수 몰탈은 방청성과 강도 및 콘크리트와의 접착성이 보장되어야 한다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 보수 몰탈은 내염 및 내해수성 개선제로서 알킬트리에톡시실란(alkyltriethoxysilane) 45 중량부와 테르펜계 수지(TERPENIC Polymer) 15 중량부와 아크릴 폴리머(Acrylic polymer) 40 중량부가 합성된 변성 ATA 폴리머(Alkyltriethoxysilane TERPENIC-Acrylic polymer)를 포함한다. 그리고, 작업성능 개선제로서 우레탄 회합형(urethane associative type)을 포함한다. ATA 폴리머는 보수 몰탈에 포함되어 방청성을 향상시키고, 우레탄 회합형은 보수 몰탈에 첨가되어 콘크리트와의 접착력을 증진시킬 수 있다.
이하 본 발명의 실시예에 따른 보수 몰탈의 구성을 보다 상세히 살펴본다.
본 발명의 일 실시예에 따른 보수 몰탈은, 보통 포틀랜드 시멘트, 돌로스톤, 팽창제, 우레탄 회합형 작업성능 개선제, ATA 폴리머, 보강섬유, 유동화제 및 실리카퓸을 포함한다. 구체적으로, 보통 포틀랜드 시멘트 30~50 중량부, 돌로스톤 40~60 중량부, 팽창제 1~10 중량부, 우레탄 회합형 작업성능 개선제 0.01~0.5 중량부, ATA 폴리머 1~10 중량부, 보강섬유 0.1~0.5 중량부, 유동화제 0.1~10 중량부, 실리카퓸 1~5 중량부의 비율로 혼합된다.
보통 포틀랜드 시멘트는 주성분으로서 실리카, 알루미늄, 산화철 및 석회를 포함한 원료를 적당한 비율로 혼합하여 그것을 소성하여 얻은 클링커에 적량의 석고를 가하여 분말로 한 것이다. 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 종류의 시멘트가 사용될 수도 있다. 돌로스톤은 상당한 양의 돌로마이트(CaMg(CO3)2)를 함유한 석회질 암석이다. 팽창제는 중장기의 수축을 보상하고, 건조수축 저감 및 균열을 억제한다. 보강섬유는 콘크리트 조직 상호 간의 결합력을 증대시킴으로 보수 몰탈의 균열방지는 물론 외부의 충격, 마모, 부식 및 동해 등의 열화 요인에 대한 저항성을 증대시킨다. 유동화제는 보수 몰탈의 펌핑성능 개선 및 작업성 상승과 여름철 작업성 유지를 위한 원료이다. 실리카퓸은 강도를 증진하기 위하여 사용된다.
ATA 폴리머는 알킬트리에톡시실란 45 중량부와 테르펜계 수지 15 중량부와 아크릴 폴리머 40 중량부를 섭씨 70~100°C에서 5시간 이상 합성하여 에멀젼화 됨으로써 형성된 변성 ATA 폴리머이다. 아래 화학식을 참조하여 보다 상세히 살펴본다.
Figure 112017063922802-pat00001
식 (I) 중, R은 탄소수 7 ~ 20의 알킬기를 나타낸다.
상기 알킬트리에톡시실란은 아크릴 폴리머와 반응하였을 때 소수성과 발수력, Cl-이온에 대한 저항성을 높인다. 식 (I) 중, R로 나타내지는 탄소수 7 ~ 20의 알킬기로서는, 예를 들어, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 운데실기, 도데실기 등을 들 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 ATA 폴리머는 알킬트리에톡시실란과 아크릴 폴리머와의 반응성이 뛰어난 테르펜계 수지를 더 함유하는 것이 바람직하다.
테르펜계 수지는 방향족 변성 테르펜 수지인 것이 바람직하다. 테르펜계 수지, 방향족 변성 테르펜 수지는 특별히 제한되지 않는다. 테르펜계 수지(특히 방향족 변성 테르펜 수지)는 아크릴 폴리머와의 반응성과 수분산화 또는 에멀젼화에 매우 뛰어나며 반응 온도는 60 ~ 150℃인 것이 바람직하다. 테르펜계 수지는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
아크릴 폴리머는 주로 아크릴산, 메타크릴산 및 이것들의 유도체로 예를 들어, 아크릴 아미드, 아크릴로니트릴 등의 중합체를 포함하는 고분자 화합물의 총칭이다. 투명성이 뛰어나고 내유(耐油)성, 내후성이 좋으나, 내약품(耐藥品)성이 결여된다. 용도는 섬유, 도료, 접착제, 고무 등에 사용된다. 아크릴 수지(Acrylic resin)을 수분산화한 형태로 시멘트관련 콘크리트, 몰탈로 일반적으로 사용된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 아크릴 폴리머는 수성 아크릴 폴리머 에멀젼(Water-based Acrylic Polymer Emulsion)일 수 있다.
이와 같은 ATA 폴리머를 보수 몰탈에 첨가함으로써 콘크리트 표면에 ATA 폴리머가 피막을 형성하게 되고, 이에 따라 철근콘크리트 내부로 염화물 이온의 침투를 방지하여 철근콘크리트의 방청성이 향상될 수 있다.
아래 표 1은 ATA 폴리머의 적정 중합온도와 시간에 따른 에멀젼화, 즉, 시멘트(몰탈)과의 혼용성 시험 결과를 나타낸다.
중합
온도 및 시간		 0°C 10°C 20°C 30°C 40°C 50°C 60°C 70°C 80°C 90°C 100°C 110°C 120°C
60 분 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0%
120분 0% 10% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 85% 90% 95% 95% 95%
180분 0% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 85% 85% 90% 95% 95% 95%
240분 0% 20% 30% 45% 50% 60% 70% 80% 85% 95% 95% 95% 95%
300분 0% 25% 35% 45% 55% 65% 70% 85% 85% 100% 100% 100% 95%
360분 0% 25% 35% 45% 55% 65% 75% 85% 85% 100% 100% 95% 95%
420분 0% 25% 35% 45% 55% 65% 75% 85% 95% 100% 95% 95% 95%
480분 0% 25% 35% 45% 55% 65% 75% 85% 95% 100% 95% 95% 95%
540분 0% 25% 35% 45% 55% 65% 75% 85% 90% 100% 95% 95% 95%
표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, ATA 폴리머는 반응온도가 증가할수록 물 혼용율(몰탈과의 혼용율)이 증가하다가 120를 기점으로 다시 감소하는 것을 알 수 있다. 즉, ATA 폴리머의 에멀젼화에 유리한 적정한 반응온도가 존재함을 알 수 있다.
또한, 표 1을 참조하면, ATA 폴리머는 반응시간이 증가할수록 물과의 혼용율이 증가하다가 일정시간에 도달한 이후에는 큰 변화가 없음을 알 수 있다. 예를 들어, 반응시간이 5시간에 도달하면, 그 전후로 혼용율에 큰 변화가 없다.
ATA 폴리머의 물과의 혼용율은 80~90에서 4시간 이상 반응하였을 때 혼용율이 95~100%로 가장 높게 나타난다. 특히, 90에서 5시간 이상 반응하였을 때 혼용율이 100%를 보이기 시작한다. 혼용율이 높을수록 ATA 폴리머의 에멀젼화가 잘 이루어짐을 알 수 있다.
표 2는 ATA 폴리머의 적정 중합온도와 시간에 따른 접착 성능 시험 결과를 나타낸다. 구체적으로, 반응시간 및 반응온도에 따라 알킬트리에톡시실란, 테르펜계 수지 및 아크릴 폴리머를 중합하여 ATA 폴리머를 형성한 다음, 보수 몰탈 전체 중에 ATA 폴리머를 4.5 중량부의 비율로 포함시키고, 이를 KS F 4042 표준 시험방법에 의하여 부착강도 테스트를 한 결과를 나타낸 것이다.
부착강도(kg/cm2)
반응온도 / 시간 50°C 70°C 90°C 110°C
180분 0.5 1.2 1.5 1.2
240분 1.2 1.5 1.8 1.5
300분 1.2 1.8 2.0 2.0
360분 1.5 1.8 1.8 1.8
420분 1.5 1.5 1.8 1.5
표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, ATA 폴리머의 반응온도가 증가할수록 보수 몰탈의 부착강도는 증가하는 추세를 보이다가 90 이후에는 일정하거나 또는 감소하는 경향을 보인다.
마찬가지로, ATA 폴리머의 반응시간이 증가할수록 보수 몰탈의 부착강도가 증가하다가 일정시간에 도달하면 전반적으로 감소하는 경향을 보인다. 대략적으로, 6시간에 도달하면 부착강도가 감소하는 경향을 갖는다.
가장 높은 부착강도는 90에서 5시간 합성한 ATA 폴리머에서 나타나기 시작한다. 가장 높은 부착강도는 110에서 5시간 합성한 ATA 폴리머에서도 나타나지만, 합성 온도가 높아 제조공정의 시간 및 비용 측면에서 상대적으로 불리하다.
이러한 합성반응에 의해 형성된 ATA 폴리머를 보수 몰탈에 첨가함으로써 보수 몰탈의 부착강도를 증가시켜 보수 몰탈의 품질을 향상시킬 수 있다.
우레탄 회합형(urethane associative type) 작업성능 개선제는 비이온, 무용제, 우레탄계의 회합형 점탄성 조정제이다. 친환경적이며, LOW VOC(Volatile　Organic　Compounds, 비휘발성유기화합물)이다. 레벨링성, 증점성이 우수하며 높은 증점력을 요하는 에멀젼에 적합하다.
우레탄 회합형 작업성능 개선제는 무용제, 무취의 환경친화적인 증점제로 레벨링성을 향상시키며, 칙소성(thixotropic)을 가지고 있다. pH의 상관이 없어 pH가 높은 시멘트계 배합에 사용이 가능하며 높은 점성으로 소량으로 효과를 볼 수 있다.
우레탄 회합형 작업성능 개선제는 각 에멀젼 입자를 우레탄들이 서로 연결한 형태로 소수기가 에멀젼 입자에 붙어 있으며 그 소수기의 사이에 친수기가 있는 구조를 갖는다.
아래 표 3은 보수 몰탈에 ATA 폴리머 및 우레탄 회합형 작업성능 개선제를 포함시킴으로써, 내염성과 내해수성이 증가됨과 동시에 미장작업성(thixotropy) 및 리바운드율이 향상된 결과를 보여준다.
구분 원료 / 성능 샘플 1 샘플 2 샘플 3 샘플 4 샘플 5 샘플 6 비고
배합 시멘트 46.70% 43.65% 42.55% 42.00% 41.45% 40.90%
돌로스톤 51% 51% 51% 51% 51% 51%
ATA 폴리머 0.00% 3.00% 4.00% 4.50% 5.00% 5.50%
실리카퓸 1.60% 1.60% 1.60% 1.60% 1.60% 1.60%
유동화제 0.50% 0.50% 0.50% 0.50% 0.50% 0.50%
보강섬유 0.20% 0.20% 0.20% 0.20% 0.20% 0.20%
작업성능게선제
(우레탄 회합형)		 0.00% 0.05% 0.15% 0.20% 0.25% 0.30%
계 100.00% 100.00% 100.00% 100.00% 100.00% 100.00%
초결(시:분) 4:40 4:10 4:55 3:35 2:55 3:20
종결(시:분) 7:20 6:25 5:50 5:20 4:15 4:30
작업시간
(시:분)		 0:45 0:30 0:15 0:30 0:15 0:15
압축강도
(N/㎟)		 53.4 58.8 59.4 65.4 64.4 65.2
휩강도(N/㎟) 9 9.2 9.4 9.8 10.2 9.2
내알칼리성
(N/㎟)		 45.3 49.4 48.4 49.4 48.4 48.4
중성화저항성
(mm)		 5.2 3.5 2.3 1.9 1.9 1.9 ATA 효과
투수량(g) 2 1.5 0.9 0.8 0.8 0.8 ATA 효과
물흡수계수
(kg/(m2.h0.5)		 0.2 0.15 0.08 0.03 0.02 0.02 ATA 효과
습기투과저항성
(m)		 0.5 0.7 0.6 0.7 0.8 0.7 ATA 효과
표준조건에서의 부착강도
(N/㎟)		 0.8 1 1.5 1.8 1.8 1.8 ATA 효과
온냉반복후의 부착강도
(N/㎟)		 1.4 1.3 1.4 1.6 1.6 1.6
염화물 이온침투 저항성
(coulomb)		 1250 880 663 582 570 570 ATA 효과
길이변화율 0.002 -0.002 -0.001 -0.002 0.001 -0.002
방청율(%) 65.5 75 89.5 98.5 97.4 98 ATA 효과
시험내용 미장작업성 흘러내림
(사용불가)		 흘러내림
(사용불가)		 양호 매우 양호 매우양호
(샘플 4와 변화없음)		 점성 과잉(사용불가) 개선제 효과
리바운드율
(%)		 25% 19% 16% 5% 10% 점성과잉(사용불가) 개선제 효과
여기서, 리바운드율(Rebound)이란 몰탈을 장비를 사용해 상부에 스프레이할 경우 떨어져 로스(loss)되는 비율을 나타내는 것으로서, 낮을수록 양호하다. 로스(loss)는 폐기되므로, 리바운드율이 낮을수록 경제적이고 폐기물을 줄일 수 있어 친환경적이다.
각각의 샘플들에 대해 휨강도와 압축강도, 부착강도, 내알칼리성, 중성화저항성, 투수량, 물흡수계수, 습기투과저항성, 염화물 이온침투 저항성, 및 길이변화율이 KS F 4042 표준 시험방법에 의하여 측정되었다.
표 3을 참조하면, ATA 폴리머가 보수 몰탈 전체에서 차지하는 함량이 증가할수록 염화물 이온침투 저항성이 향상된다. 구체적으로, ATA 폴리머가 보수 몰탈 전체에서 차지하는 함량이 4 중량부 이상인 경우 600 대의 낮은 염화물 이온침투 저항성을 보인다(샘플 3 참조). 그리고, ATA 폴리머가 보수 몰탈 전체에서 차지하는 함량이 4.5 중량부 이상인 경우 500 대의 염화물 이온침투 저항성을 보인다(샘플 4, 샘플 5 및 샘플 6 참조).
그러나, ATA 폴리머가 보수 몰탈 전체에서 차지하는 함량이 5.5 중량부 이상이면 그 효과는 동일하거나 오히려 감소되므로, ATA 폴리머의 과다사용은 경제적 측면에서 불리할 수 있음을 보여준다.
따라서, ATA 폴리머가 보수 몰탈 전체에서 차지하는 비중이 4 이상 5.5 미만의 중량부 비율로 포함시 염화물 이온침투 저항성이 570~663 쿨롬으로 낮게 측정되고, 방청율은 89.5% 내지 98.5%로 매우 높은 방청율을 나타냄을 확인할 수 있다.
우레탄 회합형 작업성능 개선제가 보수 몰탈 전체에서 0.15 이상 0.3 미만의 중량부 비율로 포함시 미장시 흘러내림이 큰 폭으로 줄어들어 미장작업성이 양호 또는 매우 양호로 나타난다. 우레탄 회합형 작업성능 개선제의 함량이 0.15 중량부 미만인 경우 미장시 흘러내림이 심하여 보수 몰탈을 사용할 수 없고, 0.3 중량부 이상시 점섬의 과잉으로 마찬가지로 보수 몰탈을 사용할 수 없다.
ATA 폴리머의 함량과 우레탄 회합형 작업성능 개선제의 함량이 위 범위를 만족할 때, 보수 몰탈의 스프레이 분사시의 라바운드율도 5~16%로 낮게 측정된다. 즉, 위 범위 내에서 리바운드로 인한 보수 몰탈의 손실이 적어 경제적으로 매우 유리하다.
더욱 바람직하게는 본 발명의 일 실시예에 따른 보수 몰탈은 보통 포틀랜드 시멘트 42 중량부, 돌로스톤 51 중량부, ATA 폴리머 4.5 중량부, 실리카퓸 1.6 중량부, 유동화제 0.5 중량부, 보강섬유 0.2, 우레탄 회합형 작업성능 개선제 0.2 중량부의 비율로 혼합될 수 있다. 표 1의 샘플 4가 본 발명의 일 실시예에 따른 보수 몰탈의 배합을 나타낸다.
표 3으로부터 확인할 수 있는 바와 같이, 보수 몰탈에 ATA 폴리머가 4.5 중량부 포함된 경우, 압축강도는 65.4(N/㎟) 및 내알칼리성은 49.4(N/㎟)로 가장 높게 나타나며, 염화물 이온침투 저항성이 582(쿨롬)으로 매우 낮게 도출된다. 또한, 방청율도 98.5%로 가장 높게 나타나 거의 완벽에 가까운 방청율을 보인다. 또한, 중성화저항성이 1.9(mm)로 가장 낮게 나타나고, 투수량도 0.8(g)로서 가장 낮은 값을 보이며, 물흡수계수도 0.03(kg/(m2.h0.5)으로 비교적 우수한 값을 갖는다. 또한, 습기투과저항성도 0.7(m)로서 상당히 우수한 값을 보이고, 표준조건에서의 부착강도와 온냉반복 후의 부착강도가 각각 1.8(N/㎟) 및 1.6(N/㎟)으로서 가장 높게 나타난다.
또한, 보수 몰탈에 우레탄 회합형 작업성능 개선제를 0.2 중량부 포함시켰을 때, 미장시 흘러내림이 줄어들어 작업성(thixotropy)이 매우 양호하며 보수 몰탈의 스프레이로 분사시 리바운드율이 5%로 가장 작아 손실이 적고 작업성 또한 가장 훌륭하다.
결과적으로, 본 발명의 실시예에 따른 보수 몰탈에 의하면, 압축강도가 크게 향상되고, 내알칼리성 및 염화물 이온침투 저항성이 우수하여 방청율이 탁월하다. 또한, 중성화저항성, 투수량, 물흡수계수, 습기투과저항성 및 부착강도에 있어서도 매우 우수하고 작업성이 뛰어날 뿐만 아니라 손실이 적어 경제적인 장점을 갖는다. 따라서, 철근을 보호하고 콘크리트 구조물을 보수 보강함에 있어서, 기존의 보수 몰탈 대비 내염성과 내해수성 측면에서 우수한 성능을 보임과 동시에 작업성 및 경제성 측면에서도 향상된 효과를 갖는다.
아래 표 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보수 몰탈(상기 샘플 4)과 표준 몰탈의 성능을 대비한 표이다.
성능 발명몰탈
(샘플 4)		 표준몰탈 비고
초결 3:35 4:15
종결 5:20 6:20
작업시간 0:30 0:15
압축강도(N/㎟) 65.4 20.4
휩강도 (N/㎟) 9.8 5
내알칼리성(N/㎟) 49.4 20.8
중성화저항성(mm) 1.9 5.6 ATA 폴리머 효과
투수량(g) 0.8 2.8 ATA 폴리머 효과
물흡수계수(kg/(m2.h0.5) 0.03 1.4 ATA 폴리머 효과
습기투과저항성(m) 0.7 1.8 ATA 폴리머 효과
표준조건에서의 부착강도(N/㎟) 1.8 0.25 ATA 폴리머 효과
온냉반복후의 부착강도(N/㎟) 1.6 0.2
염화물 이온침투 저항성(coulomb) 582 1350 ATA 폴리머 효과
길이변화율 0.001 -0.015
방청율(%) 98.5 65 ATA 폴리머 효과
미장작업성 매우 양호 매우양호
(샘플 4와 변화없음)		 우레탄 회합형
작업성능 개선제 효과
리바운드율(%) 5% 10% 우레탄 회합형 작업성능 개선제 효과
상기 표 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 보수 몰탈은 표준몰탈 대비 뛰어난 방청성과 경제성을 가짐을 확인할 수 있다.
아래 표 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보수 몰탈(상기 샘플 4)과 표준 몰탈의 성능을 추가로 대비한 표이다.
성능 발명몰탈
(샘플 4)		 표준몰탈
외관 상태 표준 양생 후
촉진 내후성 시험 후
온,냉 반복 시험 후
내알칼리성 시험 후
내염수성 시험 후		 이상 없음 잔갈림, 변색, 표면 레이턴스 발생
중성화 깊이(mm) 0.6 5.8
염화물 이온침투 저항성(coulomb) 582 1350
투습도 (g/m2.day) 38 380
내투수성 투수되지 않음 투수됨
압축강도비
(내산성)		 압축강도비 (황산침지 시험(황산 5% 수용액) 30일) 102% 81%
압축강도비 (해수 침지 시험(해수 100%) 30일) 99% 72%
상기 표 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공법이 적용된 보수 몰탈은, 양생 후 및 각종 성능 시험 후에도 외관 초기 상태를 잘 유지함을 확인할 수 있다. 본 발명의 공법이 적용되지 않은 표준 몰탈에서는 잔갈림이나, 변색, 표면 레이턴스 현상이 발생하였다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공법이 적용된 보수 몰탈은 중성화 깊이, 염화물 이온침투 저항성, 투습도 및 내투수성에서 표준 몰탈보다 매우 우수한 특성을 보인다. 황산침지시험과 해수침지시험 결과에 있어서도 본 발명의 일 실시예에 따른 공법이 적용된 보수 몰탈은 압축강도비가 99~102%를 유지하므로, 72~81%에 불과하여 압축강도가 저하된 표준 몰탈 대비 뛰어난 결과를 보인다.
보수 몰탈의 타설이 끝난 후에는 염해 중성화 방지 및 중방식 코팅제(ATA-Coat)(Acrylic, Urethane, Epoxy, MMA, Ceramic)를 보수 몰탈 상에 코팅하여 철근콘크리트 구조물의 보수 보강 코팅공법이 마무리될 수 있다.
염해 중성화 방지 및 중방식 코팅제는 불순물이 없는 지방성 아크릴 폴리머가 주성분인 탄력성의 수성 보호 코팅제일 수 있다. 염해 중성화 방지 및 중방식 코팅제는 LOW VOC(Volatile　Organic　Compounds, 비휘발성유기화합물)이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 염해 중성화 방지 및 중방식 코팅제는 아크릴 폴리머(Acrylic polymer), 메틸메타크릴레이트(methyl methacrylate, MMA), 에폭시(Epoxy), 우레탄(Urethane) 및 세라믹(Ceramics) 중 적어도 하나를 주성분으로 하고 상기 ATA 폴리머를 0.1~20 중량부 포함할 수 있다.
일례로, 염해 중성화 방지 및 중방식 코팅제는 아크릴 폴리머를 주성분으로 하고 상기 ATA 폴리머를 0.1~20 중량부 포함할 수 있다. 또는 상기 코팅제는 메틸메타크릴레이트를 주성분으로 하고 상기 ATA 폴리머를 0.1~20 중량부 포함할 수 있다. 또는 상기 코팅제는 에폭시를 주성분으로 하고 상기 ATA 폴리머를 0.1~20 중량부 포함할 수 있다. 또는 상기 코팅제는 우레탄을 주성분으로 하고 상기 ATA 폴리머를 0.1~20 중량부 포함할 수 있다. 또는 상기 코팅제는 세라믹을 주성분으로 하고 상기 ATA 폴리머를 0.1~20 중량부 포함할 수 있다.
대기 중에 노출된 철근콘크리트 구조물은 산성가스, 염소이온, 산소, 물로부터 오염될 수 있고, 또한 크랙이 발생할 수 있다. 이러한 철근콘크리트 표면에 상술한 코팅제를 도포하여 오염을 방지하고 크랙발생을 예방할 수 있다.
이때, 아크릴 폴리머는 먼지 침착을 최소화하여 오염을 방지하고, 철근콘크리트 구조물로부터 수증기 증발을 가능하게 하여 콘크리트의 경화를 방해하지 않으며, 특히 자외선에 대한 저항성이 매우 뛰어나 콘크리트의 품질이 유지될 수 있게 한다. 아크릴 폴리머 대신에 메틸메타크릴레이트, 에폭시, 우레탄, 또는 세라믹을 사용하여도 유사한 효과를 기대할 수 있다.
상기한 바와 같이, 염해 중성화 방지 및 중방식 코팅제를 보수 몰탈 위에 코팅함으로써 본 발명의 실시예에 따른 철근 보호 및 콘크리트 구조물 보수 보강 코팅공법이 완료된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공법에 따라 보수 보강된 철근콘크리트 구조물의 단면도를 도시한다.
도 2를 참조하면, 철근(10)과 콘크리트(20)로 구성된 철근콘크리트가 존재한다. 이러한 철근콘크리트 구조물에 보강을 위한 보강재(40)가 설치되어 있으며, 콘크리트 상에 알칼리부여 방청제(50) 및 프라이머(60)가 도포되어 있고, 나머지 공간을 보수 몰탈(30)이 채우고 있다. 또한 보수 몰탈의 표면상에는 염해 중성화 방지 및 중방식 코팅제(70)가 도포되어 있다. 이러한 재료들은 출원인에 의하여 직접 제조되고 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (12)

  1. 보수대상이 되는 철근콘크리트 구조물을 치핑 및 세정하는 단계;
    상기 철근콘크리트 구조물 내의 철근에서 녹을 제거하는 단계;
    상기 철근콘크리트 구조물에 보강재를 설치하는 단계;
    상기 철근콘크리트 구조물에 알칼리부여 방청제를 도포하는 단계;
    상기 알칼리부여 방청제가 도포된 상기 철근콘크리트 구조물 상에 프라이머를 도포하는 단계; 및
    상기 보강재와 철근콘크리트 구조물이 매립되도록 상기 프라이머 상에 보수 몰탈을 타설하는 단계;를 포함하되,
    상기 보강재를 설치하는 단계 및 상기 알칼리부여 방청제를 도포하는 단계는 서로 순서가 바뀔 수 있으며,
    상기 보수 몰탈에는 내염 및 내해수성 개선제로서 알킬트리에톡시실란(alkyltriethoxysilane) 45 중량부와 테르펜계 수지(TERPENIC Polymer) 15 중량부와 아크릴 폴리머(Acrylic polymer) 40 중량부가 합성된 변성 ATA 폴리머(Alkyltriethoxysilane TERPENIC-Acrylic polymer)가 포함되고, 작업성능 개선제로서 우레탄 회합형(urethane associative type)이 포함되고,
    상기 ATA 폴리머는 상기 알킬트리에톡시실란 45 중량부와 테르펜계 수지 15 중량부와 아크릴 폴리머 40 중량부를 70~100°C에서 5시간 이상 합성하여 에멀젼화 되며,
    상기 보수 몰탈은, 보통 포틀랜드 시멘트 30~50 중량부, 돌로스톤(dolostone) 40~60 중량부, 팽창제 1~10 중량부, 우레탄 회합형 작업성능 개선제 0.01~0.5 중량부, ATA 폴리머 1~10 중량부, 보강섬유 0.1~0.5 중량부, 유동화제 0.1~10 중량부, 실리카퓸 1~5 중량부의 비율로 혼합되고,
    상기 알칼리부여 방청제는 리튬 카보네이트(Lithium carbonate) 10~30 중량부, ATA 폴리머 1~10 중량부, 우레탄 회합형 작업성능 개선제 0.01~0.5 중량부 및 물 50~80 중량부의 비율로 혼합하여 액상으로 제조되며,
    상기 보강재는 탄소섬유로 이루어진 봉에 유리섬유, 아라미드 섬유를 감싼 로드와, 상기 로드에 도포되는 에폭시 수지 또는 아크릴 수지의 접착제와, 상기 접착제에 의해 상기 로드에 부착되며 다수의 돌로스톤과 규사(quartz sand)를 포함하는 강도보강제를 포함하여 이루어지고,
    상기 프라이머는 ATA 폴리머 10~30 중량부, 우레탄 회합형 작업성능 개선제 1~5 중량부 및 물 50~80 중량부의 비율로 혼합하여 액상으로 제조되며,
    상기 보수 몰탈 상에 염해 중성화 방지 및 중방식 코팅제가 도포되는 내염성과 내해수성 ATA폴리머를 이용한 철근 보호 및 콘크리트 구조물 보수 보강 코팅공법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보수 몰탈 전체에 대해 상기 ATA 폴리머의 함량은 4 이상 5.5 미만의 중량부이고 상기 우레탄 회합형 작업성능 개선제의 함량은 0.15 이상 0.3 미만의 중량부인 내염성과 내해수성 ATA폴리머를 이용한 철근 보호 및 콘크리트 구조물 보수 보강 코팅공법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 염해 중성화 방지 및 중방식 코팅제는, 아크릴 폴리머(Acrylic polymer), 메틸메타크릴레이트(methyl methacrylate, MMA), 에폭시(Epoxy), 우레탄(Urethane) 및 세라믹(Ceramics) 중 적어도 하나를 포함하고 상기 ATA 폴리머를 0.1~20 중량부 포함하는 내염성과 내해수성 ATA폴리머를 이용한 철근 보호 및 콘크리트 구조물 보수 보강 코팅공법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 우레탄 회합형 작업성능 개선제는 비휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds, VOCs)을 포함하지 않는 내염성과 내해수성 ATA폴리머를 이용한 철근 보호 및 콘크리트 구조물 보수 보강 코팅공법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 돌로스톤은 직경이 0.1~2mm 범위의 것과, 직경이 0.05~0.1mm 범위의 것을 혼합하여 사용하며, 상기 규사는 직경이 0.1~2.0mm 범위인 내염성과 내해수성 ATA폴리머를 이용한 철근 보호 및 콘크리트 구조물 보수 보강 코팅공법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 염해 중성화 방지 및 중방식 코팅제는 불순물이 없는 지방성 아크릴 폴리머를 포함하는, 내염성과 내해수성 ATA폴리머를 이용한 철근 보호 및 콘크리트 구조물 보수 보강 코팅공법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 염해 중성화 방지 및 중방식 코팅제는 비휘발성유기화합물을 포함하지 않는, 내염성과 내해수성 ATA폴리머를 이용한 철근 보호 및 콘크리트 구조물 보수 보강 코팅공법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 염해 중성화 방지 및 중방식 코팅제는, 아크릴 폴리머를 포함하고 상기 ATA 폴리머를 0.1~20 중량부 포함하는 내염성과 내해수성 ATA폴리머를 이용한 철근 보호 및 콘크리트 구조물 보수 보강 코팅공법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 염해 중성화 방지 및 중방식 코팅제는, 메틸메타크릴레이트를 포함하고 상기 ATA 폴리머를 0.1~20 중량부 포함하는 내염성과 내해수성 ATA폴리머를 이용한 철근 보호 및 콘크리트 구조물 보수 보강 코팅공법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 염해 중성화 방지 및 중방식 코팅제는, 에폭시를 포함하고 상기 ATA 폴리머를 0.1~20 중량부 포함하는 내염성과 내해수성 ATA폴리머를 이용한 철근 보호 및 콘크리트 구조물 보수 보강 코팅공법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 염해 중성화 방지 및 중방식 코팅제는, 우레탄을 포함하고 상기 ATA 폴리머를 0.1~20 중량부 포함하는 내염성과 내해수성 ATA폴리머를 이용한 철근 보호 및 콘크리트 구조물 보수 보강 코팅공법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 염해 중성화 방지 및 중방식 코팅제는, 세라믹을 포함하고 상기 ATA 폴리머를 0.1~20 중량부 포함하는 내염성과 내해수성 ATA폴리머를 이용한 철근 보호 및 콘크리트 구조물 보수 보강 코팅공법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102029168B1 (ko) * 2018-07-03 2019-10-07 하진건설(주) 콘크리트 구조물 중성화방지용 보수몰탈 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 중성화방지 보수공법
KR102031582B1 (ko) * 2019-01-21 2019-10-14 (주)위너스건설 콘크리트 구조물의 생화학적 침식방지 보수몰탈 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 생화학적 침식방지 보수공법
KR102193955B1 (ko) * 2020-08-26 2020-12-24 주식회사 건융 T²sa 폴리머의 제조방법과 이를 이용한 tgrs 보수 보강 코팅공법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101643523B1 (ko) 2016-02-22 2016-07-28 (주)이연건설 염화물 이온침투 저항성 및 방청성이 향상된 철근콘크리트 구조물 보수보강공법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101643523B1 (ko) 2016-02-22 2016-07-28 (주)이연건설 염화물 이온침투 저항성 및 방청성이 향상된 철근콘크리트 구조물 보수보강공법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102029168B1 (ko) * 2018-07-03 2019-10-07 하진건설(주) 콘크리트 구조물 중성화방지용 보수몰탈 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 중성화방지 보수공법
KR102031582B1 (ko) * 2019-01-21 2019-10-14 (주)위너스건설 콘크리트 구조물의 생화학적 침식방지 보수몰탈 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 생화학적 침식방지 보수공법
KR102193955B1 (ko) * 2020-08-26 2020-12-24 주식회사 건융 T²sa 폴리머의 제조방법과 이를 이용한 tgrs 보수 보강 코팅공법

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