KR101807108B1 - 콘크리트 구조물 신축이음부 보수용 탄성 주입재 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 신축이음부 보수방법 - Google Patents

콘크리트 구조물 신축이음부 보수용 탄성 주입재 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 신축이음부 보수방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 속경형 탄성 결합재 3~90중량% 및 성능개선 충전재 10~97중량%를 포함하며, 상기 성능개선 충전재는 실리카질 규사 10~80중량%, 탄산칼슘 5∼30중량%, 보크사이트 5∼30중량%, 질화 규소 1∼25중량%, 산화알루미늄 0.1∼20중량%, 질화 알루미늄 0.1∼20중량%, 세피올라이트 0.1∼20중량%, 크로뮴산염 0.01~15중량% 및 징크옥사이드 0.01∼15중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 신축이음부 보수용 탄성 주입재 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 신축이음부 보수방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 탄성, 접착력, 휨강도, 인장강도 및 내구성, 휨인성, 방수 및 표면경도가 우수하여 콘크리트 구조물이 열에 의해 길이가 신장, 수축되어 주위 기온의 변화에 따라 미세하게 그 길이가 변화되는 것을 방지할 수 있고, 콘크리트 구조물과의 일체 거동을 통하여 빗물이나 이물질의 침투를 방지하여 신축이음부 파손발생을 최소화할 수 있다. 또한, 속경형 탄성 결합재를 사용함으로써 시공기간을 단축하고 불필요한 시공공정을 최소화하여 공사비를 절감할 수 있는 경제적인 시공이 가능하다.

Description

콘크리트 구조물 신축이음부 보수용 탄성 주입재 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 신축이음부 보수방법{ELASTIC INJECTION COMPOSITION FOR REPAIRING EXPANTION JOINT OF CONCRETE STRUCTURE AND REPAIRING METHOD OF EXPANTION JOINT OF CONCRETE STRUCTURE THEREWITH}
본 발명은 콘크리트 구조물 신축이음부 보수용 탄성 주입재 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 신축이음부 보수방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 콘크리트 구조물의 신축이음부에 사용되는 탄성 주입재 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 신축이음부 보수방법에 관한 것이다.
콘크리트 구조물은 온도변화, 크리프(Creep) 및 건조수축(shrinkage), 프리-스트레싱(Prestressing)에 의한 탄성수축, 교통하중, 시공오차 및 다른 영향에 의한 길이변형에 의한 신축을 구조물안정과 관련하여 흡수할 수 있도록 신축이음재(Expansion joint)를 설치하도록 각종 시방서에 규정되어 있다. 이는 상기 길이변형이 구속되면 콘크리트 구조물에 큰 수평력이 발생할 수 있으므로 구조물의 안정적인 구동을 유지할 수 없기 때문이다. 구체적으로는 교량구조물의 경우 온도변화에 의한 길이변형량, 콘크리트 크리프 및 건조수축에 의한 길이변형량, 활하중으로 인한 휨에 의한 길이변형량, 차량하중에 의한 길이변형량을 포함하는 설계변형량과 시공중에 발생하는 시공변형량 등을 함께 고려하여 적절한 죠인트부의 유격거리를 확보할 수 있도록 하여 신축된 콘크리트 구조물의 길이변형량을 수용할 수 있도록 하고 나아가 죠인트부의 누수 등을 방지하기 위해 신축이음재를 설치하도록 각종 시방서 등에서 규정하고 있다.
한편, 콘크리트 구조물은 열에 의해 길이가 신장, 수축되어, 주위 기온의 변화에 따라 미세하게 그 길이가 변화되어 도로가 파손되는 폐단이 있다.
따라서, 온도 변화에 따른 신장, 수축에 의해 구조물이 파손되는 것을 방지하기 위하여 상기 콘크리트 구조물에는 소정의 폭과 깊이를 가지는 줄눈을 형성하고 있는 실정이다.
기존의 신축이음부의 설치 및 보수를 위하여, 콘크리트 사이에 단열재 및 실런트 등으로 신설 및 보수를 실시하는 방법이 사용되고 있으나, 이 역시, 1년∼2년 사이에 동해로 인하여 조인트 부분에서 들뜸 및 탈락 현상이 일어나고 있다. 또한, 실런트 및 단열재가 들떠서 물이 조인트 사이로 침투하여 동결융해를 받으며, 인하여 콘크리트 구조물의 열화를 진행시키는 문제점이 있으며, 특히, 보수 공사 시 조인트 주위에 물이 있을 경우, 대부분 접착제와 콘크리트 사이에 접착성이 좋지 않아 하자가 발생하고 있는 등 여러 가지 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허 제10-1726174호 (2017년04월12일 공고) 대한민국 공개특허 제10-2017-0006119호 (2017년01월17일 공개)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 인장강도 및 신률이 우수하여 콘크리트 구조물이 온도 차이 등과 같은 환경적 조건에 의하여 콘크리트 구조물의 길이 변화량이 큰 조인트 부위의 바탕면과 확실한 접착을 확보할 수 있어 빗물이나 이물질의 침투를 방지하여 줄눈부 파손발생을 최소화할 수 있는 콘크리트 구조물 신축이음부 보수용 탄성 주입재 조성물을 제공함에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 콘크리트 구조물 신축이음부 보수용 탄성 주입재 조성물 이용하여 시공기간을 단축함으로써 경제적인 시공이 가능한 콘크리트 구조물 신축이음부 보수방법을 제공함에 있다.
본 발명에 따라 제공되는 콘크리트 구조물 신축이음부 보수용 탄성 주입재 조성물은, 속경형 탄성 결합재 3~90중량% 및 성능개선 충전재 10~97중량%를 포함하며, 상기 속경형 탄성 결합재는 주제와 경화제를 1:0.1~0.5의 중량 비율로 혼합하여 사용한다. 상기 속경형 탄성 결합재의 주제는 폴리우레탄 수지 40∼98중량%, 메틸메타크릴레이트-스티렌 공중합체 1~30중량%, 메틸아크릴레이트-아크릴로니트릴 공중합체 0.1∼20중량%, 메타크릴산메틸-부타디엔 공중합체 0.1~20중량%, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란 0.1~20중량%, 요소 수지 0.01∼15중량% 및 폴리에틸렌테레프탈레이트 0.01∼15중량%를 포함한다.
이때, 상기 속경형 탄성 결합재의 경화제는 이소포론 디이소시아네이트(isophorone diisocyanate), 톨루엔 디이소시아네이트(toluene diisocyanate), 디페닐 메탄 디이소시아네이트(diphenyl methane diisocyanate), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(hexa methylene diisocyanate)중 어느 하나를 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
상기 속경형 탄성 결합재는 안료 0.01∼10.0중량%를 더 포함할 수 있고, 상기 안료는 산화티탄, 적색 산화철, 황색 산화철, 산화크롬(Cr2O3), 자색 산화철, 흑색 산화철 및 카본블랙 중에서 선택된 1종 이상의 물질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 속경형 탄성 결합재는 강성, 내크리프성, 내약품성, 내후성, 내연소성을 개선하기 위하여 폴리비닐리덴 플루오라이드를 0.01∼10중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 속경형 탄성 결합재는 강도, 내열성, 내마모성, 내약품성, 난연성을 개선하기 위하여 폴리아미드를 0.01∼10중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 속경형 탄성 결합재는 강도, 내마모성, 내피로성을 개선하기 위하여 폴리아세탈을 0.01~10중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 속경형 탄성 결합재는 반응개시제를 더 포함할 수 있다. 상기 반응개시제로는 벤조일 퍼옥사이드, 아세틸 퍼옥사이드, 디라우릴 퍼옥사이드, 디-터트-부틸 퍼옥사이드, 쿠밀 히드로퍼옥사이드, 과산화수소 및 과황산칼륨 중에서 선택된 1종 이상의 물질 0.01∼10중량%를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따라 제공되는 콘크리트 구조물 신축이음부 보수용 탄성 주입재 조성물에서, 상기 성능개선 충전재는 실리카질 규사 10~80중량%, 탄산칼슘 5∼30중량%, 보크사이트 5∼30중량%, 질화 규소 1∼25중량%, 산화알루미늄 0.1∼20중량%, 질화 알루미늄 0.1∼20중량%, 세피올라이트 0.1∼20중량%, 크로뮴산염 0.01~15중량% 및 징크옥사이드 0.01∼15중량%를 포함한다.
또한, 본 발명은, 콘크리트 구조물 신축이음부의 열화되어 찢어지고 일부 탈락된 신축이음부 부위의 줄눈재 및 백업재를 제거하는 단계와, 기존 타설된 실란트 제거한 후 그라인더, 다이아몬드 커핑기, 샌드블러쉬 및 쇠솔 등을 이용하여 콘크리트의 불순물, 줄눈재, 이물질 등을 제거한 후 에어 또는 워터젯으로 청소하는 단계와, 청소단계 종료 후 콘크리트 신축이음부 부위를 건조하는 단계와, 상기 신축이음부가 형성될 부분에 백업재를 삽입하는 단계와, 상기 건조된 신축이음부에 물의 침투, 염화물이온 등의 유해물질의 침투를 방지하고 바탕면과의 부착력을 증가시키기 위하여 프라이머를 도포하는 단계와, 상기 콘크리트 구조물 신축이음부 보수용 탄성 주입재 조성물을 주입하고 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 신축이음부 보수방법을 제공한다.
또한, 상기 줄눈부에 백업재를 삽입하는 단계에서 물이 접촉되는 지수구조물, 지하구조물, 터널, 지상구조물 등에는 유공관을 삽입하여 물을 유도배수하는 과정을 포함한다.
본 발명의 콘크리트 구조물 신축이음부 보수용 탄성 주입재 조성물에 의하면, 탄성, 접착력, 휨강도, 인장강도 및 내구성, 휨인성, 방수 및 표면경도가 우수하여 콘크리트 구조물이 열에 의해 길이가 신장, 수축되어 주위 기온의 변화에 따라 미세하게 그 길이가 변화되는 것을 방지할 수 있고, 콘크리트 구조물과의 일체 거동을 통하여 빗물이나 이물질의 침투를 방지하여 신축이음부 파손발생을 최소화할 수 있다. 또한, 속경형 탄성 결합재를 사용함으로써 시공기간을 단축하고 불필요한 시공공정을 최소화하여 공사비를 절감할 수 있는 경제적인 시공이 가능하다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
이하에서, 콘크리트 구조물이라 함은 도로 포장, 교량 시설물, 지하구조물, 터널, 지하차도, 지수구조물, 수로교 등으로 시멘트 콘크리트로 제조되는 모든 구조물을 포함하는 의미로 사용한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 콘크리트 구조물 신축이음부 보수용 탄성 주입재 조성물은 속경형 탄성 결합재 3~90중량% 및 성능개선 충전재 10~97중량%를 포함한다. 상기 속경형 탄성 결합재는 주제와 경화제를 1:0.1~0.5의 중량 비율로 혼합하여 사용한다.
상기 속경형 탄성 결합재의 주제는 폴리우레탄 수지 40∼98중량%, 메틸메타크릴레이트-스티렌 공중합체 1~30중량%, 메틸아크릴레이트-아크릴로니트릴 공중합체 0.1∼20중량%, 메타크릴산메틸-부타디엔 공중합체 0.1~20중량%, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란 0.1~20중량%, 요소 수지 0.01∼15중량% 및 폴리에틸렌테레프탈레이트 0.01∼15중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
이 때, 상기 속경형 탄성 결합재의 경화제는 이소포론 디이소시아네이트(isophorone diisocyanate), 톨루엔 디이소시아네이트(toluene diisocyanate), 디페닐 메탄 디이소시아네이트(diphenyl methane diisocyanate), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(hexa methylene diisocyanate)중 어느 하나를 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
상기 폴리우레탄 수지는 인장강도, 내약품성 및 내마모성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 폴리우레탄 수지는 글리콜과 아민류를 사용하는 하드 세그먼트(hard segment), 폴리머릭 글리콜을 사용하는 소프트 세그먼트(soft segment) 및 폴리이소시아네이트를 주원료로 사용하여 제조할 수 있다. 폴리우레탄 합성은 폴리우레탄 글리콜과 쇄연장제의 혼화재와 폴리이소시아네이트를 한번에 반응시키는 원-샷(One-Shot)법 및 폴리이소시아네이트를 과량으로 반응시킨 후 프리폴리머를 다시 쇄연장하는 프리폴리머법 중 어느 하나로 합성한다. 상기 폴리우레탄 수지는 인장강도가 우수하고 내약품성 및 내마모성이 우수하여 엘라스토머(Elastomer), 연성포옴(Flexible Foam), 리지스틱 포옴(Rigistic Foam), 플라스틱(Plastic), 도료, 접착제, 섬유합성 피혁 등 고분자 재료의 거의 모든 분야에 통용되고 있다. 상기 폴리우레탄 수지는 속경형 탄성 결합재에 대하여 40∼98중량% 함유되는 것이 바람직하며, 상기 폴리우레탄 수지 함량이 98중량%를 초과하면 연성이 강해져 하중에 의한 변형이 발생되기 쉽고, 상기 폴리우레탄 수지 함량이 40중량% 미만이면 인장강도, 내약품성 및 내마모성 개선 효과가 미약할 수 있다.
상기 메틸메타크릴레이트-스티렌 공중합체는 부착력 및 인성을 개선하고 점도를 조절하기 위해서 사용된다. 상기 메틸메타크릴레이트-스티렌 공중합체는 상기 속경형 탄성 결합재에 대하여 1~30중량%함유되는 것이 바람직하며, 상기 메틸메타크릴레이트-스티렌 공중합체의 함량이 30중량%를 초과하면 내충격성, 강성, 내약품성, 작업성, 인성 및 신장률이 증가하지만 경제적이지 못하며, 상기 메틸메타크릴레이트-스티렌 공중합체의 함량이 1중량% 미만이면 부착력, 인성, 신장률 및 작업성 개선 효과가 미약할 수 있다.
상기 메틸아크릴레이트-아크릴로니트릴 공중합체는 인성, 신장률, 내충격성, 강성, 내약품성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 메틸아크릴레이트-아크릴로니트릴 공중합체는 상기 속경형 탄성 결합재에 대하여 0.1∼20중량% 함유되는 것이 바람직하며, 상기 메틸아크릴레이트-아크릴로니트릴 공중합체의 함량이 20중량%를 초과하면 내충격성, 강성, 내약품성, 작업성, 인성 및 신장률이 증가하지만 경제적이지 못하며, 상기 메틸아크릴레이트-아크릴로니트릴 공중합체의 함량이 0.1중량% 미만이면 인성, 신장률, 내충격성, 강성, 내약품성 및 작업성 개선 효과가 미약할 수 있다.
상기 메타크릴산메틸-부타디엔 공중합체는 탄성 및 내구성을 개선하기 위해 사용된다. 상기 메타크릴산메틸-부타디엔 공중합체는 상기 속경형 탄성 결합재에 대하여 0.1∼20중량% 함유되는 것이 바람직하며, 상기 메타크릴산메틸-부타디엔 공중합체의 함량이 20중량%를 초과하면 성능은 개선되나 경제적이지 못하며, 상기 메타크릴산메틸-부타디엔 공중합체의 함량이 0.1중량% 미만이면 작업성은 개선되나, 탄성 및 내구 성능이 저하될 수 있다.
상기 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란은 강도 및 내수성을 개선하기 위해 사용한다. 상기 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란은 상기 속경형 탄성 결합재에 대하여 0.1∼20중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란의 함량이 20중량%를 초과하면 내수성이 개선되나 재료분리 현상이 발생되기 쉽고, 상기 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란의 함량이 0.1중량% 미만이면 내수성 개선 효과가 미약할 수 있다.
상기 요소 수지는 내열성을 개선하기 위해 사용한다. 상기 요소 수지는 상기 속경형 탄성 결합재에 0.01∼15중량% 함유되는 것이 바람직한데, 상기 요소 수지의 함량이 15중량%를 초과하면 성능은 개선되나 가격경쟁력이 떨어질 수 있으며, 상기 요소 수지의 함량이 0.01중량% 미만이면 작업성은 개선되나 내열성 개선 효과가 미약할 수 있다.
상기 폴리에틸렌테레프탈레이트는 내열성, 강도, 내유성, 내후성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트는 상기 속경형 탄성 결합재에 대하여 0.01∼15중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트의 함량이 0.01중량% 미만이면 성능개선효과가 미흡하게 되고, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트의 함량이 15중량%를 초과하면 성능은 개선되나 가격경쟁력이 저하될 수 있다.
상기 속경형 탄성 결합재는 안료 0.01∼10.0중량%를 더 포함할 수 있고, 상기 안료는 산화티탄, 적색 산화철, 황색 산화철, 산화크롬(Cr2O3), 자색 산화철, 흑색 산화철 및 카본블랙 중에서 선택된 1종 이상의 물질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 속경형 탄성 결합재는 강성, 내크리프성, 내약품성, 내후성, 내연소성을 개선하기 위하여 폴리비닐리덴 플루오라이드를 0.01∼10중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 속경형 탄성 결합재는 강도, 내열성, 내마모성, 내약품성, 난연성을 개선하기 위하여 폴리아미드를 0.01∼10중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 속경형 탄성 결합재는 강도, 내마모성, 내피로성을 개선하기 위하여 폴리아세탈을 0.01~10중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 속경형 탄성 결합재는 반응개시제를 더 포함할 수 있다. 상기 반응개시제로는 벤조일 퍼옥사이드, 아세틸 퍼옥사이드, 디라우릴 퍼옥사이드, 디-터트-부틸 퍼옥사이드, 쿠밀 히드로퍼옥사이드, 과산화수소 및 과황산칼륨 중에서 선택된 1종 이상의 물질 0.01∼10중량%를 더 포함할 수 있다.
상기 성능개선 충전재는 실리카질 규사 10~80중량%, 탄산칼슘 5∼30중량%, 보크사이트 5∼30중량%, 질화규소 1∼25중량%, 산화알루미늄 0.1∼20중량%, 질화알루미늄 0.1∼20중량%, 세피올라이트 0.1∼20중량%, 크로뮴산염 0.01~15중량% 및 징크옥사이드 0.01∼15중량%를 포함할 수 있다.
상기 실리카질 규사는 수축 저감 및 내마모성을 개선하기 위해 사용된다. 상기 실리카질 규사는 상기 성능개선 충전재에 대하여 10~80중량% 함유되는 것이 바람직하며, 상기 실리카질 규사의 함량이 80%를 초과하면 성능은 개선되나 작업성이 저하되며, 상기 실리카질 규사의 함량이 10중량%미만이면 작업성은 개선되나 성능 개선효과가 미흡할 수 있다.
상기 탄산칼슘은 증점 효과 및 충격강도를 개선하기 위해 사용된다. 상기 탄산칼슘은 상기 성능개선 충전재에 대하여 5~30중량% 함유되는 것이 바람직하며, 상기 탄산칼슘의 함량이 30%를 초과하면 충격강도는 개선되나, 작업성이 저하되며, 상기 탄산칼슘의 함량이 5중량%미만이면 작업성은 개선되나 충격강도 개선효과가 미흡할 수 있다.
상기 보크사이트는 담회색, 회황갈색 등을 띠며, 강도, 내마모성 및 내화성이 우수하여 강도, 내마모성 및 내화성을 높이기 위하여 사용한다. 상기 보크사이트는 상기 성능개선 충전재에 대하여 5∼30중량% 함유되는 것이 바람직하며, 상기 보크사이트의 함량이 30중량%를 초과하면 내마모성 및 내화성은 개선되나 작업성이 저하될 수 있고, 상기 보크사이트의 함량이 5중량% 미만이면 작업성은 개선되나 내마모성 및 내화성 개선 효과가 미약할 수 있다.
상기 질화규소는 강도, 내열성, 내충격성 및 내식성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 질화규소는 상기 성능개선 충전재에 대하여 1∼25중량% 함유되는 것이 바람직하며, 상기 질화규소의 함량이 25중량%를 초과하면 성능은 개선되나 작업성이 저하될 수 있고, 상기 질화규소의 함량이 1중량% 미만이면 작업성은 개선되나 성능 개선 효과가 미약할 수 있다.
상기 산화알루미늄은 촉매, 흡착성능, 내화성 및 내마모성을 개선하기 위해 사용한다. 상기 산화알루미늄은 상기 성능개선 충전재에 대하여 0.1∼20중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 산화알루미늄의 중량비가 증가하면 반응성 개선, 내화성, 내마모성 및 재료 분리 저항성 개선 성능을 나타내며, 상기 산화알루미늄의 함량이 0.1중량% 미만일 경우 재료 분리가 발생되기 쉽고 성능 개선 효과가 미흡하게 되고, 상기 산화알루미늄의 함량이 20중량%를 초과할 경우에는 성능은 개선되나 점도가 높아져 작업성이 저하된다.
상기 질화알루미늄은 내열성 및 내식성을 개선하기 위해 사용할 수 있다. 상기 질화알루미늄은 상기 성능개선 충전재에 대하여 0.1∼20중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 질화알루미늄의 중량비가 증가하면 내열 및 내식 성능을 나타내며, 상기 질화알루미늄의 함량이 0.1중량% 미만일 경우 내열 및 내식 성능 개선 효과가 미약할 수 있고, 상기 질화알루미늄의 함량이 20중량%를 초과할 경우에는 작업성이 저하되고 제조 원가가 높아져 경제적이지 못하다.
상기 세피올라이트는 흡습제로서 수분을 흡수하여 발포를 방지하고 재료분리저항성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 세피올라이트는 상기 성능개선 충전재에 대하여 0.1∼20중량% 함유되는 것이 바람직하며, 상기 세피올라이트의 함량이 20중량%를 초과하면 작업성이 저하될 수 있고, 상기 세피올라이트의 함량이 0.1중량% 미만이면 흡습 효과가 미약할 수 있다.
상기 크로뮴산염은 방청 효과를 개선하기 위하여 사용한다. 상기 크로뮴산염은 상기 성능개선 충전재에 대하여 0.01∼15중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 크로뮴산염의 중량비가 증가하면 방청 효과를 나타내며, 상기 크로뮴산염의 함량이 0.01중량% 미만일 경우 방청 효과가 미약할 수 있고, 상기 크로뮴산염의 함량이 10중량%를 초과할 경우에는 성능은 개선되나 강도 자하가 발생할 수 있다.
상기 징크옥사이드는 자외선 저항성 및 재료 분리 저항성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 징크옥사이드는 상기 성능개선 충전재에 대하여 0.01∼15중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 징크옥사이드의 중량비가 증가하면 자외선 및 재료분리 저항성 개선 효과를 나타내며, 상기 징크옥사이드의 함량이 0.01중량% 미만일 경우 자외선 및 재료분리 저항성 개선 효과가 미약할 수 있고, 상기 징크옥사이드의 함량이 15중량%를 초과할 경우에는 성능은 개선되나 강도가 저하되고 가격경쟁력이 떨어진다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 콘크리트 구조물 신축이음부 보수용 탄성 주입재 조성물의 제조방법은, 상기 속경형 탄성 결합재 3~90중량% 및 성능개선 충전재 10~97중량%를 첨가하여 강제식 믹서나 연속식 믹서로 소정시간(예컨대, 1~5분)동안 믹싱하여 제조한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 콘크리트 구조물 신축이음부 보수방법은, 콘크리트 구조물 신축이음부의 열화되어 찢어지고 일부 탈락된 신축이음부 부위의 줄눈재 및 백업재를 제거하는 단계와, 기존 타설된 실란트 제거한 후 그라인더, 다이아몬드 커핑기, 샌드블러쉬 및 쇠솔 등을 이용하여 콘크리트의 불순물, 줄눈재, 이물질 등을 제거한 후 에어 또는 워터젯으로 청소하는 단계와, 청소단계 종료 후 콘크리트 신축이음부 부위를 건조하는 단계와, 상기 신축이음부가 형성될 부분에 백업재를 삽입하는 단계와, 상기 건조된 신축이음부에 물의 침투, 염화물이온 등의 유해물질의 침투를 방지하고 바탕면과의 부착력을 증가시키기 위하여 프라이머를 도포하는 단계와, 상기 콘크리트 구조물 신축이음부 보수용 탄성 주입재 조성물을 주입하고 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 신축이음부 보수방법을 제공한다.
또한, 상기 줄눈부에 백업재를 삽입하는 단계에서 물이 접촉되는 지수구조물, 지하구조물, 터널, 지상구조물 등에는 유공관을 삽입하여 물을 유도배수하는 과정을 포함한다.
이하에서, 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 신축이음부 보수용 탄성 주입재 조성물의 실시예들을 더욱 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실시예들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 실시예들의 특성을 보다 용이하게 파악할 수 있도록 본 발명의 실시예들과 비교할 수 있는 비교예들을 제시한다. 후술하는 비교예 1 내지 비교예 4는 실시예들의 특성과 단순히 비교하기 위하여 제시하는 것으로 본 발명의 선행기술이 아님을 밝혀둔다.
실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1의 콘크리트 구조물 신축이음부 보수용 탄성 주입재 조성물의 구성성분과 함량(중량%)을 아래의 표 1에 나타내었다.
성분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
속경성 탄성 결합재
(주제)		 폴리우레탄 수지 51 45 39 58.5
메틸메타크릴레이트-스티렌 1 2 3 -
메틸아크릴레이트-아크릴로니트릴 1 2 3 -
메타크릴산메틸-부타디엔 1 2 3 -
3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란 1 2 3 -
요소 수지 1 2 3 -
폴리에틸렌테레프탈레이트 1 2 3 -
폴리비닐리덴 플루오라이트 0.5 0.5 0.5 -
폴리아미드 0.5 0.5 0.5 -
폴리아세탈 0.5 0.5 0.5 -
벤조일퍼옥사이드 0.5 0.5 0.5 0.5
안료(산화티탄) 1 1 1 1
(경화제) 이소포론 디이소시아네이트 20 20 20 20
성능
개선
충전재		 실리카질 규사 5 5 5 5
탄산칼슘 5 5 5 5
보크사이트 4 4 4 4
질화 규소 1 1 1 1
산화알루미늄 1 1 1 1
질화 알루미늄 1 1 1 1
세피올라이트 1 1 1 1
크로뮴산염 1 1 1 1
징크옥사이드 1 1 1 1
아래의 시험예들은 본 발명에 따른 실시예 1 내지 실시예 3의 특성을 보다 용이하게 파악할 수 있도록 본 발명에 따른 실시예들과 비교예 1의 특성을 비교한 실험결과들을 나타낸 것이다.
콘크리트 구조물 신축이음부 보수용 탄성 주입재 조성물의 물성을 측정하기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.
인장강도 및 신장률은 ASTM D 638에 의하여 아령 모양의 몰드에 상기 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1에서 제조한 콘크리트 구조물 신축이음부 보수용 탄성 주입재 조성물을 주입하여 경화시킨 후 7일 동안 항온항습실(20±2℃, 상대습도 65±5%(RH))에서 양생하여 측정하였다.
압축강도는 ASTM C 579에 의하여 1㎝×1㎝×3㎝의 몰드에 조성물을 주입하여 시편에 압축을 가하여 측정하였다.
접착강도는 ASTM C 882에 의하여 측정하였다.
흡수율은 ASTM C 881에 의하여 측정하였다.
마모저항성은 ASTM C 501에 의하여 측정하였다.
가사시간은 AASHTO M-200-73에 의하여 측정하였다.
촉진 내후성 시험은 ASTM C 793에 의하여 측정을 5000시간에 걸쳐 측정하였다.
아래의 표 2에 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1에 대한 측정 결과를 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
인장강도
(kgf/cm2)		 350 361 382 329
신장률(%) 160 185 202 140
압축강도
(kgf/cm2)		 580 592 610 523
접착강도
(kgf/cm2)		 55 60 66 49
흡수율(%) 0.05 0.03 0.01 0.08
마모저항성
(Wear Index Taber H-22)		 3.1 3.6 3.8 2.6
가사시간(min) 30 30 30 30
촉진내후성 시험(5000hr) 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 콘크리트 구조물 신축이음부 보수용 탄성 주입재 조성물이 비교예 1에 따라 제조된 조성물보다 인장강도, 신장률, 압축강도, 접착강도 및 마모저항성이 우수하였으며, 흡수율은 낮게 나타났다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims (8)

  1. 콘크리트 구조물 신축이음부 보수용 탄성 주입재 조성물로서,
    속경형 탄성 결합재 3~90중량% 및 성능개선 충전재 10~97중량%를 포함하며,
    상기 속경형 탄성 결합재는 주제와 경화제를 1:0.1~0.5의 중량 비율로 혼합하여 사용하고,
    상기 속경형 탄성 결합재의 주제는 폴리우레탄 수지 40∼98중량%, 메틸메타크릴레이트-스티렌 공중합체 1~30중량%, 메틸아크릴레이트-아크릴로니트릴 공중합체 0.1∼20중량%, 메타크릴산메틸-부타디엔 공중합체 0.1~20중량%, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란 0.1~20중량%, 요소 수지 0.01∼15중량% 및 폴리에틸렌테레프탈레이트 0.01∼15중량%를 포함하며,
    상기 속경형 탄성 결합재의 경화제는 이소포론 디이소시아네이트(isophorone diisocyanate), 톨루엔 디이소시아네이트(toluene diisocyanate), 디페닐 메탄 디이소시아네이트(diphenyl methane diisocyanate), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(hexa methylene diisocyanate)중 선택된 어느 하나를 포함하는
    것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 신축이음부 보수용 탄성 주입재 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 속경형 탄성 결합재는 안료 0.01∼10.0중량%를 더 포함하며, 상기 안료는 산화티탄, 적색 산화철, 황색 산화철, 산화크롬(Cr2O3), 자색 산화철, 흑색 산화철 및 카본블랙 중에서 선택된 1종 이상의 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 신축이음부 보수용 탄성 주입재 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 속경형 탄성 결합재는 강성, 내크리프성, 내약품성, 내후성, 내연소성을 개선하기 위하여 폴리비닐리덴 플루오라이드를 0.01∼10중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 신축이음부 보수용 탄성 주입재 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 속경형 탄성 결합재는 강도, 내열성, 내마모성, 내약품성, 난연성을 개선하기 위하여 폴리아미드를 0.01∼10중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 신축이음부 보수용 탄성 주입재 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 속경형 탄성 결합재는 강도, 내마모성, 내피로성을 개선하기 위하여 폴리아세탈을 0.01~10중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 신축이음부 보수용 탄성 주입재 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 속경형 탄성 결합재는 반응개시제를 더 포함하며, 상기 반응개시제로는 벤조일 퍼옥사이드, 아세틸 퍼옥사이드, 디라우릴 퍼옥사이드, 디-터트-부틸 퍼옥사이드, 쿠밀 히드로퍼옥사이드, 과산화수소 및 과황산칼륨 중에서 선택된 1종 이상의 물질 0.01∼10중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 신축이음부 보수용 탄성 주입재 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 성능개선 충전재는 실리카질 규사 10~80중량%, 탄산칼슘 5∼30중량%, 보크사이트 5∼30중량%, 질화 규소 1∼25중량%, 산화알루미늄 0.1∼20중량%, 질화 알루미늄 0.1∼20중량%, 세피올라이트 0.1∼20중량%, 크로뮴산염 0.01~15중량% 및 징크옥사이드 0.01∼15중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 신축이음부 보수용 탄성 주입재 조성물.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 콘크리트 구조물 신축이음부 보수용 탄성 주입재 조성물을 이용하는 콘크리트 구조물 신축이음부 보수방법으로서,
    콘크리트 구조물 신축이음부의 열화되어거나 찢어지거나 또는 일부 탈락된 불순물 또는 이물질 등을 제거하고 청소하고 건조하는 전처리 단계;
    상기 신축이음부가 형성될 부분에 백업재를 삽입하는 단계;
    상기 건조된 신축이음부에 물의 침투 또는 염화물이온을 포함하는 유해물질의 침투를 방지하고 바탕면과의 부착력을 증가시키기 위하여 프라이머를 도포하는 단계와;
    상기 콘크리트 구조물 신축이음부 보수용 탄성 주입재 조성물을 주입하고 경화시키는 단계를
    포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 신축이음부 보수방법.
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