KR101831661B1 - 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수·보강 공법 - Google Patents

기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수·보강 공법 Download PDF

Info

Publication number
KR101831661B1
KR101831661B1 KR1020170097931A KR20170097931A KR101831661B1 KR 101831661 B1 KR101831661 B1 KR 101831661B1 KR 1020170097931 A KR1020170097931 A KR 1020170097931A KR 20170097931 A KR20170097931 A KR 20170097931A KR 101831661 B1 KR101831661 B1 KR 101831661B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
cement mortar
mortar composition
functional
concrete
Prior art date
Application number
KR1020170097931A
Other languages
English (en)
Inventor
김윤미
Original Assignee
김윤미
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김윤미 filed Critical 김윤미
Priority to KR1020170097931A priority Critical patent/KR101831661B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101831661B1 publication Critical patent/KR101831661B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04—Portland cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/06—Quartz; Sand
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B16/00—Use of organic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of organic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B16/04—Macromolecular compounds
    • C04B16/06—Macromolecular compounds fibrous
    • C04B16/0675—Macromolecular compounds fibrous from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B16/0691—Polyamides; Polyaramides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/14—Waste materials; Refuse from metallurgical processes
    • C04B18/141—Slags
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/16—Sulfur-containing compounds
    • C04B24/161—Macromolecular compounds comprising sulfonate or sulfate groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24—Macromolecular compounds
    • C04B24/26—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/32—Aluminous cements
    • C04B7/323—Calcium aluminosulfate cements, e.g. cements hydrating into ettringite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/30—Water reducers, plasticisers, air-entrainers, flow improvers
    • C04B2103/302—Water reducers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/54—Pigments; Dyes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00034—Physico-chemical characteristics of the mixtures
    • C04B2111/00068—Mortar or concrete mixtures with an unusual water/cement ratio
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/72—Repairing or restoring existing buildings or building materials
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Abstract

본 발명은, 기능성 결합재 3~50중량%, 잔골재 3~90중량%, 개질 혼화제 0.01~25중량% 및 물 0.01~25중량%를 포함하고, 상기 초산비닐-스티렌 공중합체 20~99중량%, 폴리설폰 0.1~30중량%, 폴리비닐리덴 클로라이드 0.1~25중량%, 스티렌-부타디엔-아크릴산 공중합체 0.1~25중량% 및 초산비닐-부틸말레이트 공중합체 0.01~25중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수·보강 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 잠재수경성 및 포졸란 반응에 의하여 기능성 개선, 표면 강화, 강도 및 내구성이 향상되는 효과가 있다.

Description

기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수·보강 공법{CEMENT MORTAR COMPOSITION WITH IMPROVED FUNCTIONALITY AND METHOD FOR REPAIRING CONCRETE STRUCTURE THEREWITH}
본 발명은 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수·보강 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 휨강도, 인장강도, 부착강도, 휨인성, 내식성, 내염해성, 중성화 저항성, 동결융해 저항성, 내약품성, 방청률 등이 개선되고 조기강도를 발현할 수 있어 시공기간을 단축하여 교통개방 시간을 줄일 수 있는 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수·보강 방법에 관한 것이다.
일반적으로 시멘트 콘크리트는 낮은 강도특성과 경화시간이 길고 수분 손실에 따른 건조수축 변형량이 크다는 단점이 있다. 이러한 단점으로 인하여 콘크리트 구조물에 시공하는 경우나 급속시공을 필요로 하는 경우에는 시멘트 콘크리트 사용 시에 많은 문제가 발생하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 초속경 시멘트를 이용한 다양한 보수·보강 재료에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
한편, 콘크리트 구조물 특히, 도로 중앙분리벽, 날개벽, 도로 측구부, 교량의 콘크리트 슬래브, 도로 노면, 교량 하부, 하수 암거부는 열화 등에 의해 콘크리트에 균열이 발생하여 시간이 지나게 되면 콘크리트의 압축강도와 철근의 인장강도가 점차 떨어지게 되고, 균열 부위를 통해 노출된 콘크리트는 염소이온 침투, 동결융해, 중성화 현상이 진행되어 철근 부식이 발생된다. 이러한, 부식이나 침식이 많이 일어나는 부위를 보수 또는 보강하기 위한 보수공사에는 조강 포틀랜드 시멘트(3종 시멘트)가 널리 사용되고 있다. 하지만, 조강 포틀랜드 시멘트는 일반 시멘트에 비하여 시공성이 우수한 장점이 있으나, 투수성이 높아 염화물이나 수분의 침투가 발생하여 콘크리트가 부식되는 문제가 있다.
한편, 환경에서 화학적 부식 문제가 생기는 것은 확률적으로 매우 적으며, 생활하수 등에 포함된 유기물이 세균에 의해 반응을 일으켜 황산이온을 생성함으로써 콘크리트를 침식하거나, 온천 지대 또는 산성비 등에 의한 산성 물질에 의해 콘크리트가 침식되는 경우나, 하수종말처리에 관련된 철근 콘크리트 구조물의 아황산염에 의해 콘크리트 구조물이 부식되는 경우가 대부분이다. 화학적 부식을 받는 구조물로는 우수 및 하수 관련 구조물, 화학공장, 정수장 배수로, 농수로, 수간교, 수문 등의 관련 구조물, 토양 오염 및 정수장, 하수종말처리장의 지하 구조물, 하수도 관련 하수관거 및 복개 구조물 등을 들 수 있다.
한국 등록특허 제10-1523589호(2015년05월28일) 한국 등록특허 제10-1141347호(2012년05월03일)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 휨강도, 인장강도, 부착강도, 휨인성, 내산성, 내염해성, 중성화 저항성, 동결융해 저항성, 표면경도, 내약품성 및 방청률 등의 기능성이 개선되고, 조기강도를 발현할 수 있어 시공기간을 단축하여 교통개방 시간을 줄일 수 있는 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수·보강 방법을 제공함에 있다.
본 발명은, 기능성 결합재 3~50중량%, 잔골재 3~90중량%, 개질 혼화제 0.01~25중량% 및 물 0.01~25중량%를 포함하고, 상기 개질 혼화제는 초산비닐-스티렌 공중합체 20~99중량%, 폴리설폰 0.1~30중량%, 폴리비닐리덴 클로라이드 0.1~25중량%, 스티렌-부타디엔-아크릴산 공중합체 0.1~25중량% 및 초산비닐-부틸말레이트 공중합체 0.01~25중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물을 제공한다.
상기 개질 혼화제는 접착성, 강도 및 내수성을 개선하기 위하여 폴리메타아크릴에스테르 0.01~10중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 개질 혼화제는 셀프레벨링성을 개선하기 위한 폴리에틸렌옥사이드 0.01~10중량%를 더 포함할 수 있다.
상기 기능성 결합재는 조강 포틀랜드 시멘트 5~55중량%, 칼슘알루미네이트 5~40중량%, 고로슬래그 미분말 0.1~30중량%, 티타늄옥사이드 0.01~15중량%, 깁사이트 (gibbsite) 0.01~15중량%, 산성백토 0.01~10중량%, 세륨 0.01~10중량%, 아질산염 0.01~10중량%, 지연제 0.01~10 및 소포제 0.01~10중량%를 포함할 수 있다.
상기 기능성 결합재는 물-시멘트비 저하 및 작업성을 확보하기 위해 고성능 감수제 0.01~10중량%를 더 포함할 수 있다.
상기 기능성 결합재는 색상을 표현하기 위하여 무기질 안료를 0.01~10중량%를 더 포함할 수 있다.
상기 기능성 결합재는 휨강도, 인장강도 및 소성균열을 방지하기 위하여 친수성 섬유를 0.001~10중량%를 더 포함할 수 있다. 상기 친수성 섬유로는 나일론 섬유, PP 섬유, PE 섬유, PVA 섬유 중에서 어느 1하나 또는 1하나 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 잔골재는 실리카질 규사 20~99중량%, 견운모 0.1∼40중량% 및 천매암 0.1∼40중량%를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은, 콘크리트 구조물의 열화부위, 레이탄스 및 불순물을 평삭기, 숏블라스터, 그라인더 등을 이용하여 치핑하여 제거한 후 먼지, 슬러리, 이물질 등을 핸드 워터젯, 고압살수기 등으로 제거하고, 진공흡입장치로 청소하는 단계와, 청소된 부위의 수분함수율을 확인한 후에 구체 콘크리트와 상기 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물의 부착성, 표면 강화 및 내구성을 개선하기 위한 표면 강화제를 도포하는 단계와, 상기 표면 강화제가 도포된 상부에 상기 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물을 뿜칠 장비 등을 이용하여 타설한 후 경화 전 스치로폼, 흙손 등으로 표면 마무리하는 단계; 및 표면 마무리하여 양생하는 단계; 및 양생한 후 물, 염소이온, 이산화탄소 등의 유해물질의 침투를 억제하고 동결융해저항성, 내후성을 개선하기 위하여 표면 보호제를 도포하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보수·보강 방법을 제공한다. 이때, 상기 치핑하여 제거하고 청소하는 단계에서 철근이 노출되는 경우에는 녹을 제거한 후 방청제를 도포하여 방청처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 표면 강화제는 스티렌-부타디엔 공중합체, 에틸렌 초산비닐 공중합체, 폴리 아크릴 에스테르, 아크릴계 에멀젼, 수성 실리카계 표면 강화제 및 실리케이트계 침투형 표면 강화제 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 표면보호제로는 수성 실리카졸, 무용제형 에폭시 수지, 우레탄-아크릴 공중합체, 실란계 화합물 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 사용할 수 있다.
본 발명의 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물에 의하면, 기능성 결합재 및 잔골재를 사용함으로써 잠재수경성 및 포졸란 반응에 의하여 기능성 개선, 표면 강화, 강도 및 내구성이 향상되는 효과가 있다. 또한, 개질 혼화제를 사용함으로써 부착성, 휨인성, 내염해성, 중성화 저항성 및 동결융해 저항성을 개선할 수 있다. 또한, 개질 혼화제를 사용함으로써 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물의 현장시공성이 개선되고, 조기강도를 발현할 수 있어 시공기간을 단축하여 개방 시간을 줄일 수 있다. 또한, 강도 및 내구성, 특히 내식성, 방부성, 방오성, 내염해성, 내산성 및 수밀성이 우수하고 지수 성능 및 자기 치유 기능을 가지고 있어 하수종말처리장 구조물, 수리구조물, 지수구조물, 지중구조물, 도수터널, 하수관거, 하수암거, 프리캐스트 제품 등의 화학적 침식으로 인한 콘크리트 부식을 방지할 수 있어 이에 사용되는 유지관리 비용을 현저히 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 우수한 압축강도, 휨강도 및 부착강도를 구비하고 있어, 산성물질이 많은 하수시설, 물에 접해 있는 콘크리트 지수구조물뿐만 아니라, 기존의 각종 공법에도 용이하게 적용할 수 있으며, 뿜칠 시공 등 기계화 시공이 가능하므로 작업능률 향상 및 시공상의 경제성을 구비하는 등 많은 효과가 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술 분야에서 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.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물은 기능성 결합재 3~50중량%, 잔골재 3~90중량%, 개질 혼화제 0.01~25중량% 및 물 0.01~25중량%를 포함한다.
상기 개질 혼화제는 작업성, 휨강도, 인장강도, 내식성, 내구성, 휨인성, 내염해성, 중성화 저항성, 동결융해 저항성 및 내마모성을 개선시키기 위하여 사용한다. 상기 개질 혼화제는 초산비닐-스티렌 공중합체 20~99중량%, 폴리설폰 0.1~30중량%, 폴리비닐리덴 클로라이드 0.1~25중량%, 스티렌-부타디엔-아크릴산 공중합체 0.1~25중량% 및 초산비닐-부틸말레이트 공중합체 0.01~25중량%를 포함할 수 있다.
상기 개질 혼화제는 상기 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물에 대해 0.01~25중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 개질 혼화제의 함량이 25중량%를 초과하면 점도가 낮아져 재료 분리가 발생되기 쉽고, 가격경쟁력이 저하될 수 있다. 그리고 상기 개질 혼화제의 함량이 0.01중량% 미만이면 유동 성능, 강도, 내식성, 내구성, 인성, 내염해성, 중성화 저항성, 동결융해 저항성 및 내마모성 개선 효과가 미약할 수 있다.
상기 초산비닐-스티렌 공중합체는 무기물 간의 결합을 유도하고 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 초산비닐-스티렌 공중합체는 상기 개질 혼화제에 대하여 20~99중량% 함유되는 것이 바람직한데, 그 함량이 20중량% 미만일 경우에는 무기물간 결합을 유도하는 효과와 강도, 내염해성 및 동결융해 저항성 등의 내구성을 향상시키는 효과가 미약할 수 있고, 그 함량이 99중량%를 초과하는 경우에는 더 이상의 무기물간 결합 유도 효과와 강도 및 내구성 향상 효과를 기대하기 어렵고 경제적이지 못하다.
상기 폴리설폰은 강도, 내열성, 내약품성 및 전기절연성을 개선하는 역할을 한다. 상기 폴리설폰는 상기 개질 혼화제에 대하여 0.1~30중량% 함유되는 것이 바람직한데, 상기 폴리설폰의 함량이 0.1중량% 미만일 경우에는 강도, 내열성, 내약품성 및 전기절연성 개선의 효과가 미약할 수 있고, 상기 폴리설폰의 함량이 30중량%를 초과하는 경우에는 더 이상의 성능 개선 효과를 기대하기 어렵고 경제적이지 못하다.
상기 폴리비닐리덴 클로라이드는 상기 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물의 강도 및 내구성을 개선시키기 위해 사용한다. 상기 폴리비닐리덴 클로라이드는 상기 개질 혼화제에 대하여 0.1~25중량% 함유되는 것이 바람직한데, 상기 폴리비닐리덴 클로라이드 의 함량이 25중량%를 초과하면 상기 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물의 성능은 개선되나 작업성 및 가격경쟁력이 떨어질 수 있으며, 상기 폴리비닐리덴 클로라이드의 함량이 0.1중량% 미만이면 상기 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물의 작업성은 개선되나, 강도 및 내구성 개선 효과가 미약할 수 있다.
상기 스티렌-부타디엔-아크릴산 공중합체는 작업성, 강도 및 내구성 개선효과를 얻기 위하여 사용한다. 상기 스티렌-부타디엔-아크릴산 공중합체는 상기 개질 혼화제에 대하여 0.1~25중량% 함유되는 것이 바람직하며, 상기 스티렌-부타디엔-아크릴산 공중합체의 함량이 25중량%를 초과하면 성능은 개선되나 점성이 낮아져 재료분리 현상이 발생되기 쉽고, 상기 스티렌-부타디엔-아크릴산 공중합체의 함량이 0.1중량% 미만이면 작업성 및 강도 개선 효과가 저하될 수 있다.
상기 초산비닐-부틸말레이트 공중합체는 내구성능을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 초산비닐-부틸말레이트 공중합체는 상기 개질 혼화제에 대하여 0.01~25중량% 함유되는 것이 바람직한데, 상기 초산비닐-부틸말레이트 공중합체의 함량이 25중량%를 초과하면 작업성 및 가격경쟁력이 떨어질 수 있으며, 상기 초산비닐-부틸말레이트 공중합체의 함량이 0.01중량% 미만이면 내구성 개선 효과가 미약하고 개질 혼화제의 결합력이 저하될 수 있다.
상기 개질 혼화제는 개질 혼화제 중량 대비 접착성, 강도 및 내수성을 개선하기 위하여 폴리메타아크릴에스테르 0.01~10중량%을 더 포함할 수 있다. 상기 폴리메타아크릴에스테르는 강도 및 내수성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 폴리메타아크릴에스테르의 함량이 10중량%를 초과하면 강도 및 내수성은 개선되나 가격경쟁력이 떨어질 수 있으며, 상기 폴리메타아크릴에스테르의 함량이 0.01중량% 미만이면 작업성은 개선되나 강도 및 내수성 개선 효과가 미약할 수 있다.
또한, 상기 개질 혼화제는 셀프레벨링성을 개선하기 위한 폴리에틸렌옥사이드 0.01~10중량%를 더 포함할 수 있다. 상기 폴리에틸렌옥사이드은 상기 개질 혼화제의 유동성, 셀프레벨링성을 높이기 위하여 사용될 수 있다. 상기 폴리에틸렌옥사이드은 상기 개질 혼화제에 대하여 0.01~10중량% 함유되는 것이 바람직한데, 상기 폴리에틸렌옥사이드의 함량이 10중량%를 초과하면 유기물 간의 반응이 늦어져 제 성능을 발휘하지 않고 재료분리 현상이 발생하기 쉽고, 상기 폴리에틸렌옥사이드의 함량이 0.01중량% 미만이면 재료분리 현상은 없으나 셀프레벨링성 개선 효과가 미약할 수 있다.
상기 기능성 결합재는 초기 강도를 발현하며, 내구성을 증진하고, 온도 상승을 억제하며, 내식성을 개선하고, 기능성 및 내마모성을 개선하는 등의 효과를 갖게 하기 위하여 사용하며, 상기 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물에 대하여 3~50중량% 함유되는 것이 바람직하며, 상기 기능성 결합재의 함량이 50중량%를 초과하면 강도 및 내구성은 개선되나 수축팽창효과에 의하여 균열이 발생하기 쉽고, 그 함량이 3중량% 미만이면 작업성 및 균열발생은 저하되나 강도 및 내구성 개선효과가 미약할 수 있다.
상기 기능성 결합재는 조강 포틀랜드 시멘트 5~55중량%, 칼슘알루미네이트 5~40중량%, 고로슬래그 미분말 0.1~30중량%, 티타늄옥사이드 0.01~15중량%, 깁사이트(gibbsite) 0.01~15중량%, 산성백토 0.01~10중량%, 세륨 0.01~10중량%, 아질산염 0.01~10중량%, 지연제 0.01~10 및 소포제 0.01~10중량%를 포함할 수 있다.
상기 조강 포틀랜드 시멘트는 KS에 규정된 것을 사용하는 것이 바람직하며, 일반 시중에 유통되는 시멘트를 사용할 수 있다. 상기 조강 포틀랜드 시멘트는 상기 기능성 결합재에 5~55중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 칼슘알루미네이트는 수화반응성을 증가시키고 균열 억제를 위해 첨가하는 무기계 속경성 광물 재료로서, 물과 접촉할 때 순식간에 물과 반응하여 에트린자이트(Ettringite) 수화물을 생성함으로써, 시멘트와 혼합할 때 단시간 내에 우수한 압축 강도를 얻을 수 있게 한다. 상기 칼슘알루미네이트는 상기 기능성 결합재에 대하여 5~40중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 칼슘알루미네이트의 중량비가 증가하면 빠른 경화특성을 나타내며, 상기 칼슘알루미네이트의 함량이 5중량% 미만일 경우 강도 개선 효과 및 균열 발생 억제 효과가 미약할 수 있고, 상기 칼슘알루미네이트의 함량이 40중량%를 초과할 경우에는 빠른 경화 특성으로 인해 좋은 물성을 얻을 수 있으나 제조 원가가 높아져 경제적이지 못하다.
상기 고로슬래그 미분말은 잠재수경성 재료로 장기 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 고로슬래그 미분말은 상기 기능성 결합재에 대하여 0.1~30중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 고로슬래그 미분말의 함량이 30중량%를 초과하면 초기 강도발현을 저하시키고, 그 함량이 0.1중량%미만이면 장기 강도 발현 및 내구성 개선효과가 미약할 수 있다.
상기 티타늄옥사이드는 강도, 자외선 저항성 및 재료 분리 저항성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 티타늄옥사이드는 상기 기능성 결합재에 대하여 0.01∼15중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 티타늄옥사이드의 중량비가 증가하면 강도, 자외선 및 재료분리 저항성 개선 효과를 나타내며, 상기 티타늄옥사이드의 함량이 0.01중량% 미만일 경우 강도, 자외선 및 재료분리 저항성 개선 효과가 미약할 수 있고, 상기 티타늄옥사이드의 함량이 15중량%를 초과할 경우에는 성능은 개선되나 강도가 저하되고 가격경쟁력이 떨어진다.
상기 깁사이트는 회색, 회록색, 회적색 등을 띠며, 강도, 내마모성, 내화성을 개선하기 위해 사용할 수 있다. 상기 깁사이트는 상기 기능성 결합재에 대하여 0.01∼15중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 깁사이트의 중량비가 증가하면 강도, 내마모성 및 내화성 성능을 나타내며, 상기 깁사이트의 함량이 0.01중량% 미만일 경우 성능 개선 효과가 미약할 수 있고, 상기 깁사이트의 함량이 15중량%를 초과할 경우에는 작업성이 저하되고 제조 원가가 높아져 경제적이지 못하다.
상기 산성백토는 흡습제로서 재료분리 방지 및 점도를 조절하기 위해 사용한다. 상기 산성백토는 상기 기능성 결합재에 0.01~10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 산성백토의 함량이 0.01중량% 미만이면 작업성은 좋으나 재료분리 방지 효과가 미약할 수 있고, 상기 산성백토의 함량이 10중량%를 초과하면 재료분리 현상은 발생하지 않으나 점성이 높아져 작업성이 저하될 수 있다.
상기 세륨은 강도, 내화성 및 내식성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 세륨의 중량비가 증가하면 장기 강도 발현, 내화성 및 내식성이 개선된다. 상기 세륨은 상기 기능성 결합재에 대하여 0.01~10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 세륨의 함량이 10중량%를 초과하면 성능은 개선되나 가격경쟁력이 저하되고, 그 함량이 0.01중량%미만이면 장기 강도 발현, 내화성 및 내식성 개선효과가 미약할 수 있다.
상기 아질산염은 방청 효과를 개선하기 위하여 사용한다. 상기 아질산염은 상기 기능성 결합재에 대하여 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 아질산염 의 중량비가 증가하면 방청 효과를 나타내며, 상기 아질산염 의 함량이 0.01중량% 미만일 경우 방청 효과가 미약할 수 있고, 상기 아질산염 의 함량이 10중량%를 초과할 경우에는 성능은 개선되나 강도 저하가 발생할 수 있다.
상기 지연제는 일정 시간 동안 작업성을 확보하기 위해 급격하게 경화되는 것을 지연하기 위하여 사용되는 것으로서, 상기 기능성 결합재에 대해 0.01~10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 지연제로는 일반적으로 잘 알려진 물질을 사용할 수 있는데, 예컨대 포도당, 글루코오스, 텍스트린, 덱스트란과 같은 당류, 글루콘산, 사과산, 구연산, 시트릭산(citric acid)과 같은 산류 또는 그의 염, 아미노카복실산 또는 그의 염, 포스폰산 또는 그의 유도체, 글리세린과 같은 다가알코올 등을 사용할 수 있다.
또한, 상기 소포제는 기포를 제거하여 강도 및 내구성을 높이기 위하여 사용한다. 상기 소포제는 상기 기능성 결합재에 대해 0.01~10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 소포제로는 알콜계 소포제, 실리콘계 소포제, 지방산계 소포제, 오일계 소포제, 에스테르계 소포제, 옥시알킬렌계 소포제 등을 사용할 수 있다. 상기 실리콘계 소포제로는 디메틸실리콘유, 폴리오가노실록산, 플루오로실리콘유 등이 있다. 상기 지방산계 소포제로는 스테아린산, 올레인산 등이 있다. 상기 오일계 소포제로는 등유, 동식물유, 피마자유 등이 있다. 상기 에스테르계 소포제로는 솔리톨트리올레이트, 글리세롤모노리시놀레이트 등이 있다. 상기 옥시알킬렌계 소포제로는 폴리옥시알킬렌, 아세틸렌에테르류, 폴리옥시알킬렌지방산에스테르, 폴리옥시알킬렌알킬아민 등이 있다. 상기 알콜계 소포제로는 글리콜(glycol) 등이 있다.
상기 기능성 결합재는 고성능 감수제를 물-시멘트비 저하 및 작업성을 확보하기 위해 상기 기능성 결합재에 대하여 0.01~10중량%를 더 포함할 수 있다. 상기 고성능 감수제로는 폴리카본산계 고성능 감수제 사용이 바람직하다.
상기 기능성 결합재는 무기질 안료를 색상을 구현하고 미관을 개선하기 위하여 상기 기능성 결합재에 대하여 0.01~10 중량%를 더 포함할 수 있다. 상기 무기질 안료는 식별이 용이하도록 첨가되며, 보다 선명한 색상으로 식별이 용이하고 색상의 지속성이 향상될 수 있다. 상기 무기질 안료는 적색 산화철, 황색 산화철, 산화크롬 (CrO3), 자색 산화철 및 흑색 산화철(카본 블랙) 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 물질을 사용할 수 있으며, 이에 의해 적색, 녹색, 황색, 흑색, 청색, 흰색 등 다양한 색상을 구현할 수 있다.
상기 친수성 섬유는 휨강도, 인장강도 및 소성균열을 방지하기 위하여 사용한다. 상기 친수성 섬유는 상기 기능성 결합재에 대하여 0.001~10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 친수성 섬유로는 나일론 섬유, PP 섬유, PE 섬유, PVA 섬유 중에서 어느 1하나 또는 1하나 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 잔골재는 실리카질 규사 20~99중량%, 견운모 0.1∼40중량% 및 천매암 0.1∼40중량%를 포함하는 것이 바람직하다. 일반적으로 골재는 잔골재와 굵은 골재로 구분되며, 굵은골재는 입경 5 ㎜를 초과하는 골재를 의미하고, 이하에서 잔골재라 함은 굵은골재와 대비하여 입경 5 ㎜ 이하의 골재를 의미하는 것으로 사용한다. 지수 및 자기보수기능, 탈취, 항균, 방수, 원적외선 효과가 우수한 견운모 및 천매암 이 혼입된 잔골재를 사용함으로써, 단열성 및 강도가 우수하고, 산성, 염해 등에 대한 내구성이 우수한 장점이 있다.
상기 실리카질 규사는 강도 및 내마모성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 실리카질 규사는 입경이 0.1~2.0mm인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 실리카질 규사는 상기 잔골재에 대하여 20~99중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 견운모는 항균, 탈취, 방수 기능을 가지고 있으며, 원적외선이 방출되어 생체 활성효과를 높이기 위하여 사용된다. 상기 견운모의 입자 크기가 2㎜ 이하인 것이 바람직하다. 상기 견운모의 입자 크기가 이보다 클 경우에는 시멘트 모르타르 조성물의 유동성이 저하될 우려가 있고, 이보다 작을 경우에는 시멘트 모르타르 조성물의 작업성을 저하시킬 수 있다. 상기 견운모는 상기 잔골재에 대하여 0.1~40중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 천매암은 포졸란 특성을 가져 장기 강도 발현 및 내구성 개선 효과 뿐만 아니라 지수 및 자기치유 효과를 얻기 위하여 사용한다. 상기 천매암은 상기 잔골재에 대하여 0.1∼40중량% 함유되는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물은 기능성 결합재 3~50중량%, 잔골재 3~90중량% 및 개질 혼화제 0.01~25중량%를 강제식 또는 진공 믹서로 소정 시간(예컨대, 1~5분) 동안 프리 믹싱한 후 및 물 0.01~25중량%를 더 첨가하여 강제식 믹서 또는 연속식 믹서로 소정 시간(예컨대, 1~5분) 동안 믹싱하여 제조할 수 있다.
본 발명은 상술한 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물을 이용한 콘크리트 구조물 보수·보강 방법을 제시한다.
이하에서, 콘크리트 구조물이라 함은 지하구조물, 지수 구조물, 해양 구조물,도로 중앙분리벽, 날개벽, 도로 측구, 도로의 노면, 교량 교면, 교량의 콘크리트 슬래브, 교량 하부, 하수암거 부분 등의 구조물로서 콘크리트로 이루어진 모든 구조물을 포함하는 의미로 사용한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 콘크리트 구조물 보수·보강 방법은, 콘크리트 구조물의 열화부위, 레이탄스 및 불순물을 평삭기, 숏블라스터, 그라인더 등을 이용하여 치핑하여 제거한 후 먼지, 슬러리, 이물질 등을 핸드 워터젯, 고압살수기 등으로 제거하고, 진공흡입장치로 청소하는 단계와, 청소된 부위의 수분함수율을 확인한 후에 구체 콘크리트와 상기 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물의 부착성, 표면 강화 및 내구성을 개선하기 위한 표면 강화제를 도포하는 단계와, 상기 표면 강화제가 도포된 상부에 상기 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물을 뿜칠 장비 등을 이용하여 타설한 후 경화 전 스치로폼, 흙손 등으로 표면 마무리하는 단계; 및 표면 마무리하여 양생하는 단계; 및 양생한 후 물, 염소이온, 이산화탄소 등의 유해물질의 침투를 억제하고 동결융해저항성, 내후성을 개선하기 위하여 표면 보호제를 도포하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보수·보강 방법을 제공한다. 이때, 상기 치핑하여 제거하고 청소하는 단계에서 철근이 노출되는 경우에는 녹을 제거한 후 방청제를 도포하여 방청처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 표면 강화제는 스티렌-부타디엔 공중합체, 에틸렌 초산비닐 공중합체, 폴리 아크릴 에스테르, 아크릴계 에멀젼, 수성 실리카계 표면 강화제 및 실리케이트계 침투형 표면 강화제 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
이 때, 상기 표면보호제로는 수성 실리카졸, 무용제형 에폭시 수지, 우레탄-아크릴 공중합체, 실란계 화합물 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 사용할 수 있다.
이하에서, 본 발명에 따른 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물의 실시예들을 더욱 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실시예들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
기능성 결합재 45중량%, 잔골재 45중량% 및 개질 혼화제 4중량%를 강제식 믹서에 프리믹싱한 후 물 6중량%를 첨가하여 강제식 믹서에서 2분간 교반하여 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물을 제조하였다. 이 때, 잔골재는 실리카질 규사 80중량%, 견운모 10중량% 및 천매암 10중량%를 혼합한 것을 사용하였다.
상기 개질 혼화제는 초산비닐-스티렌 공중합체 89중량%, 폴리설폰 3중량%, 폴리비닐리덴 클로라이드 2중량%, 스티렌-부타디엔-아크릴산 공중합체 2중량%, 초산비닐-부틸말레이트 공중합체 2중량%, 폴리메타아크릴에스테르 1중량% 및 폴리에틸렌옥사이드 1중량%를 혼합하여 사용하였다.
상기 기능성 결합재는 조강 포틀랜드 시멘트 40중량%, 칼슘알루미네이트 20중량%, 고로슬래그 미분말 15중량%, 티타늄옥사이드 5중량%, 깁사이트 5중량%, 산성백토 5중량%, 세륨 5중량%, 아질산염 1중량%, 지연제 1중량%, 소포제 0.5중량%, 고성능 감수제 0.5중량%, 무기질 안료 1.5중량% 및 친수성 섬유 0.5중량%를 혼합하여 사용하였다. 상기 소포제는 실리콘계 소포제를 사용하였다. 상기 고성능 감수제는 폴리카본산계 고성능 감수제를 사용하였다. 상기 무기질 안료는 회색안료를 사용하였다. 상기 친수성 섬유는 나일론 섬유를 사용하였다.
<실시예 2>
기능성 결합재 45중량%, 잔골재 45중량% 및 개질 혼화제 4중량%를 강제식 믹서에 프리믹싱한 후 물 6중량%를 첨가하여 강제식 믹서에서 2분간 교반하여 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물을 제조하였다. 이 때, 잔골재는 실리카질 규사 80중량%, 견운모 10중량% 및 천매암 10중량%를 혼합한 것을 사용하였다.
상기 개질 혼화제는 초산비닐-스티렌 공중합체 82중량%, 폴리설폰 5중량%, 폴리비닐리덴 클로라이드 3중량%, 스티렌-부타디엔-아크릴산 공중합체 3중량%, 초산비닐-부틸말레이트 공중합체 3중량%, 폴리메타아크릴에스테르 2중량% 및 폴리에틸렌옥사이드 2중량%를 혼합하여 사용하였다.
상기 기능성 결합재는 조강 포틀랜드 시멘트 40중량%, 칼슘알루미네이트 20중량%, 고로슬래그 미분말 15중량%, 티타늄옥사이드 5중량%, 깁사이트 5중량%, 산성백토 5중량%, 세륨 5중량%, 아질산염 1중량%, 지연제 1중량%, 소포제 0.5중량%, 고성능 감수제 0.5중량%, 무기질 안료 1.5중량% 및 친수성 섬유 0.5중량%를 혼합하여 사용하였다. 상기 소포제는 실리콘계 소포제를 사용하였다. 상기 고성능 감수제는 폴리카본산계 고성능 감수제를 사용하였다. 상기 무기질 안료는 회색안료를 사용하였다. 상기 친수성 섬유는 나일론 섬유를 사용하였다.
<실시예 3>
기능성 결합재 45중량%, 잔골재 45중량% 및 개질 혼화제 4중량%를 강제식 믹서에 프리믹싱한 후 물 6중량%를 첨가하여 강제식 믹서에서 2분간 교반하여 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물을 제조하였다. 이 때, 잔골재는 실리카질 규사 80중량%, 견운모 10중량% 및 천매암 10중량%를 혼합한 것을 사용하였다.
상기 개질 혼화제는 초산비닐-스티렌 공중합체 75중량%, 폴리설폰 7중량%, 폴리비닐리덴 클로라이드 4중량%, 스티렌-부타디엔-아크릴산 공중합체 4중량%, 초산비닐-부틸말레이트 공중합체 4중량%, 폴리메타아크릴에스테르 3중량% 및 폴리에틸렌옥사이드 3중량%를 혼합하여 사용하였다.
상기 기능성 결합재는 조강 포틀랜드 시멘트 40중량%, 칼슘알루미네이트 20중량%, 고로슬래그 미분말 15중량%, 티타늄옥사이드 5중량%, 깁사이트 5중량%, 산성백토 5중량%, 세륨 5중량%, 아질산염 1중량%, 지연제 1중량%, 소포제 0.5중량%, 고성능 감수제 0.5중량%, 무기질 안료 1.5중량% 및 친수성 섬유 0.5중량%를 혼합하여 사용하였다. 상기 소포제는 실리콘계 소포제를 사용하였다. 상기 고성능 감수제는 폴리카본산계 고성능 감수제를 사용하였다. 상기 무기질 안료는 회색안료를 사용하였다. 상기 친수성 섬유는 나일론 섬유를 사용하였다.
상기의 실시예 1 내지 실시예 3의 특성을 보다 용이하게 파악할 수 있도록 본 발명의 실시예들과 비교할 수 있는 비교예를 제시한다. 후술하는 비교예 1은 실시예들의 특성과 단순히 비교하기 위하여 제시하는 것으로 본 발명의 선행기술이 아님을 밝혀둔다.
<비교예 1>
조강 포틀랜드 시멘트 45중량%, 잔골재 45중량% 및 초산비닐-스티렌 공중합체 4중량%를 강제식 믹서에 프리믹싱한 후 물 6중량%를 첨가하여 강제식 믹서에서 2분간 교반하여 조성물을 제조하였다. 이 때, 잔골재는 실리카질 규사를 사용하였다.
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.
<시험예 1>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1에 따라 제조된 조성물을 KS F 2476에 규정한 방법에 따라 플로우 시험(반죽의 정도)을 실시하였다. 플로우 시험은 조성물의 연도 및 점조성 등과 같은 반죽의 질기를 시험하는 것으로, 수치가 클수록 워커빌리티(Workability), 즉 조성물의 타설시 작업성이 우수하다는 것을 의미한다.
아래의 표 1은 시간 경과에 따른 플로우의 변화를 나타낸 것이다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
플로우(mm) 22 23 24 18
위의 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1 에 따라 제조된 조성물에 비하여 작업성이 우수하다는 것을 알 수 있다.
<시험예 2>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1에 따라 제조된 조성물을 KS F 4042(콘크리트 구조물 보수용 폴리머 시멘트 모르타르)에 규정한 방법에 따라 휨, 압축 및 부착강도 시험을 실시하였다. 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
강도
(N/mm2)		 휨 11.5 12.8 13.2 10.0
압축 56.5 57.8 60.5 53.4
접착 표준조건 2.35 2.4 2.45 2.15
온냉반복후 2.25 2.3 2.35 2.0
위의 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 3에 따라 제조된 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1 에 따라 제조된 조성물에 비하여 강도가 월등히 높았다.
<시험예 3>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1에 따라 제조된 조성물을 KS F 4042(콘크리트 구조물 보수용 폴리머 시멘트 모르타르)에 의하여 길이변화율을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
길이변화율(%) 0.02 0.015 0.01 0.04
위의 표 3에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1에 따라 제조된 조성물에 비하여 길이변화율이 감소되어 수축 저감 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
<시험예 4>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1에 따라 제조된 조성물을 KS F 4042(콘크리트 구조물 보수용 폴리머 시멘트 모르타르)에 규정한 방법에 따라 투수량 시험의 측정 결과를 표 4에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
투수량 (g) 4.0 3.0 2.4 5.9
위의 표 4에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1에 따라 제조된 조성물에 비하여 투수량이 적게 나와 내수성이 우수함을 알 수 있었다.
<시험예 5>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1에 따라 제조된 조성물을 KS F 4042(콘크리트 구조물 보수용 폴리머 시멘트 모르타르)에 의한 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
중성화 깊이(mm) 1.0 0.7 0.4 1.6
위의 표 5에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1에 따라 제조된 조성물에 비하여 중성화 침투 깊이가 적게 나타나 중성화에 대한 저항성이 높음을 확인할 수 있었다.
<시험예 6>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1에 따라 제조된 조성물을 KS F 4042(콘크리트 구조물 보수용 폴리머 시멘트 모르타르)에 의한 염화물 이온 침투 저항성 시험을 수행하였고, 그 결과를 표 6에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
염화물 이온 침투 저항성 (coulombs) 666 601 545 810
위의 표 6에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1에 따라 제조된 조성물에 비하여 염화물 이온 침투 저항성이 적게 나타나 염해에 대한 저항성이 높았음을 확인할 수 있었다.
<시험예 7>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1에 따라 제조된 조성물을 KS F 4042(콘크리트 구조물 보수용 폴리머 시멘트 모르타르)에 의해 포화 수산화 칼슘 용액(50±2)℃에서 28일 동안 담근 후 상온으로 냉각시켜 압축강도를 측정한 내알칼리성 시험 측정결과를 아래의 표 7에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
압축강도
(N/mm2)		 50.5 53.0 56.0 48.8
위의 표 7에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1에 따라 제조된 조성물에 비하여 압축강도가 높게 나타나 내알칼리성에 대한 저항성이 높음을 확인할 수 있었다.
<시험예 8>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1에 따라 제조된 조성물을 KS F 4042(콘크리트 구조물 보수용 폴리머 시멘트 모르타르)에 의한 습기투과 저항성 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 8에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
습기 투과 저항성 (m) 0.4 0.35 0.3 0.75
위의 표 8에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1에 따라 제조된 조성물에 비하여 습기투과저항성이 우수함을 알 수 있었다.
<시험예 9>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1에 따라 제조된 조성물을 KS F 4042(콘크리트 구조물 보수용 폴리머 시멘트 모르타르)에 의한 물흡수계수 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 9에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
물흡수계수 (kg/m2??h0.5) 0.17 0.14 0.11 0.23
위의 표 9에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1에 따라 제조된 조성물에 비하여 물흡수 계수가 낮음을 알 수 있었다.
<시험예 10>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1에 따라 제조된 조성물을 KS F 2456에 규정한 방법에 따라 동결융해 저항성 시험을 실시하였다. 동결융해는 콘크리트에 흡수된 수분이 결빙되고 녹는 것을 말하는 것으로, 동결융해가 반복되면 콘크리트 조직에 미세한 균열이 발생하게 되어 내구성이 저하되는 문제가 발생하게 된다.
표 10은 동결융해 저항성 시험에 따른 각각의 실시예들 및 비교예 1의 내구성 지수를 표시한 것이다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
내구성 지수 93 93 94 90
위의 표 10에 나타난 바 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1에 따라 제조된 조성물에 비하여 내구성 지수가 월등히 높으므로 내구성이 향상된 것을 알 수 있다.
<시험예 11>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1에 따라 제조된 조성물을 일본 공업 규격 원안 [콘크리트의 용액침적에 의한 내약품성 시험 방법]에 준하여 2% 염산, 5% 황산 및 45% 수산화 나트륨의 수용액을 시험 용액으로 28일 공시체를 침적하여 내약품성 시험의 측정결과를 아래의 표 11에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
중량변화율
(％)		 염산 -0.8 -0.7 -0.5 -1.0
황산 0.1 0.1 0.2 -0.1
수산화나트륨 +0.5 +1.0 +1.1 +0.2
위의 표 11에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1에 따라 제조된 조성물에 비하여 내약품성에 대한 중량변화율이 적게 나타나 내약품성에 대한 저항성이 높음을 확인할 수 있었다.
<시험예 12>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1에 따라 제조된 조성물의 특성을 비교하기 위하여, KS F 2561 (철근 콘크리트용 방청제)에 의하여 방청률시험을 수행하여 그 결과를 하기 표 12에 나타내었다.
시험항목 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
방청률 (%) 95.5 97.1 98.0 94.1
위의 표 12에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1에 따라 제조된 조성물에 비하여 방청률이 높게 나타나 방청효과가 높음을 확인할 수 있었다.
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 (9)

  1. 콘크리트 구조물 보수 및 보강을 위한 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물로서,
    기능성 결합재 3~50중량%, 잔골재 3~90중량%, 개질 혼화제 0.01~25중량% 및 물 0.01~25중량%를 포함하고,
    상기 개질 혼화제는 초산비닐-스티렌 공중합체 20~99중량%, 폴리설폰 0.1~30중량%, 폴리비닐리덴 클로라이드 0.1~25중량%, 스티렌-부타디엔-아크릴산 공중합체 0.1~25중량%, 초산비닐-부틸말레이트 공중합체 0.01~25중량%, 폴리메타아크릴에스테르 0.01~10중량%, 폴리에틸렌옥사이드 0.01~10중량%를 포함하고,
    상기 기능성 결합재는 조강 포틀랜드 시멘트 5~55중량%, 칼슘알루미네이트 5~40중량%, 고로슬래그 미분말 0.1~30중량%, 티타늄옥사이드 0.01~15중량%, 깁사이트 (gibbsite) 0.01~15중량%, 산성백토 0.01~10중량%, 세륨 0.01~10중량%, 아질산염 0.01~10중량%, 지연제 0.01~10, 소포제 0.01~10중량%, 감수제 0.01~10중량%, 무기질 안료를 0.01~10중량%, 나일론 섬유, PP 섬유, PE 섬유, PVA 섬유 중에서 선택된 어느 하나 또는 하나 이상을 포함하는 친수성 섬유를 0.001~10중량%를 포함하고,
    상기 잔골재는 실리카질 규사 20~99중량%, 견운모 0.1∼40중량% 및 천매암 0.1∼40중량%를 포함하고,
    상기 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물을 일본 공업 규격 원안 '콘크리트의 용액침적에 의한 내약품성 시험 방법'에 준하여 2% 염산, 5% 황산 및 45% 수산화 나트륨의 수용액에 28일 공시체를 침적한 결과 그 중량변화율(%)은 상기 염산에 대해 -0.8 ~ -0.5이고, 상기 황산에 대해서는 0.1 ~ 0.2 이고, 상기 수산화나트륨에 대해서는 0.5 ~ 1.1이며,
    상기 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물을 KS F 2561 (철근 콘크리트용 방청제)에 의하여 수행한 방청률 시험 결과를 그 방청률(%)은 95.5 ~ 98.0인
    것을 특징으로 하는 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 기재된 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물을 이용한 콘크리트 구조물 보수·보강 공법으로서,
    콘크리트 구조물의 열화부위, 레이탄스 또는 불순물을 제거하고 청소하는 단계;
    청소된 부위의 구체 콘크리트와 상기 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물의 부착성, 표면 강화 및 내구성을 개선하기 위한 표면 강화제를 도포하는 단계;
    상기 표면 강화제가 도포된 상부에 상기 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물을 타설하는 단계;
    양생하는 단계; 및
    양생한 후 유해물질의 침투를 억제하고 동결융해저항성 및 내후성을 개선하기 위하여 표면 보호제를 도포하는 단계;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보수·보강 방법.
KR1020170097931A 2017-08-02 2017-08-02 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수·보강 공법 KR101831661B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170097931A KR101831661B1 (ko) 2017-08-02 2017-08-02 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수·보강 공법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170097931A KR101831661B1 (ko) 2017-08-02 2017-08-02 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수·보강 공법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101831661B1 true KR101831661B1 (ko) 2018-02-23

Family

ID=61387237

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170097931A KR101831661B1 (ko) 2017-08-02 2017-08-02 기능성 개선 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수·보강 공법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101831661B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101914735B1 (ko) 2018-04-18 2018-11-02 (주)경룡 내식성 및 내마모성이 우수한 균열 억제형 시멘트 콘크리트 조성물과 이를 이용한 도로 포장 유지 보수 방법
KR101914474B1 (ko) * 2018-03-05 2019-01-14 임환명 조기 강도 발현형 긴급 보수용 상온 속경성 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수·보강 방법
KR101989803B1 (ko) * 2018-10-24 2019-06-18 주식회사 삼성씨앤엠 콘크리트 구조물의 내구수명을 연장하기 위한 친환경 유무기 복합 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 표면 보호 마감 방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101352903B1 (ko) 2013-09-13 2014-01-17 박승종 유동성 및 시공성이 우수한 시멘트 모르타르 조성물, 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법, 콘크리트 구조물에 대한 주입 보수공법, 콘크리트 구조물의 표면처리 공법 및 콘크리트 구조물의 표면보호처리 공법
KR101654199B1 (ko) * 2016-02-23 2016-09-05 백영철 콘크리트 구조물 단면 보수용 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 단면 보수 마감 공법
KR101720504B1 (ko) * 2016-07-13 2017-03-28 성광건설산업(주) 내구성능이 개선된 초속경 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로 유지 보수 공법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101352903B1 (ko) 2013-09-13 2014-01-17 박승종 유동성 및 시공성이 우수한 시멘트 모르타르 조성물, 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법, 콘크리트 구조물에 대한 주입 보수공법, 콘크리트 구조물의 표면처리 공법 및 콘크리트 구조물의 표면보호처리 공법
KR101654199B1 (ko) * 2016-02-23 2016-09-05 백영철 콘크리트 구조물 단면 보수용 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 단면 보수 마감 공법
KR101720504B1 (ko) * 2016-07-13 2017-03-28 성광건설산업(주) 내구성능이 개선된 초속경 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로 유지 보수 공법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101914474B1 (ko) * 2018-03-05 2019-01-14 임환명 조기 강도 발현형 긴급 보수용 상온 속경성 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수·보강 방법
KR101914735B1 (ko) 2018-04-18 2018-11-02 (주)경룡 내식성 및 내마모성이 우수한 균열 억제형 시멘트 콘크리트 조성물과 이를 이용한 도로 포장 유지 보수 방법
KR101989803B1 (ko) * 2018-10-24 2019-06-18 주식회사 삼성씨앤엠 콘크리트 구조물의 내구수명을 연장하기 위한 친환경 유무기 복합 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 표면 보호 마감 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101825152B1 (ko) 내식성이 우수하고 기능성을 가지는 콘크리트 구조물 보수용 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 단면 보수 공법
KR101691845B1 (ko) 코코스 섬유를 혼입한 콘크리트 구조물 보수용 친환경 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법
KR101801616B1 (ko) 콘크리트 구조물 단면복구용 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법
KR101609697B1 (ko) 수중불분리용 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법
KR101740346B1 (ko) 지수 성능 및 자기 보수 기능을 가지는 콘크리트 구조물 단면 보수용 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 단면 보수 공법
KR101911313B1 (ko) 콘크리트 구조물 바닥 보수·보강용 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법
KR101720037B1 (ko) 수중불분리 무수축 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법
KR101789517B1 (ko) 구조물 표면 보호용 기능성 마감재 조성물 및 이를 이용한 구조물 표면 보호 방법
KR102148187B1 (ko) 고강도 및 고내구성을 갖는 콘크리트 구조물의 단면 보수ㆍ보강용 기능성 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 유지 보수ㆍ보강 시공방법
KR101832164B1 (ko) 구조물 보수·보강용 자기 치유성 친환경 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 구조물의 보수·보강 방법
KR101875461B1 (ko) 내구성이 개선된 초속경성 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로 포장 유지 보수 공법
KR101831709B1 (ko) 콘크리트 구조물 보수용 경량 모르타르 보수재 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법
KR101911316B1 (ko) 콘크리트 구조물 보수·보강용 환경친화형 칼라 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법
KR101921929B1 (ko) 콘크리트 구조물 보수용 기능성 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수·보강 방법
KR101914735B1 (ko) 내식성 및 내마모성이 우수한 균열 억제형 시멘트 콘크리트 조성물과 이를 이용한 도로 포장 유지 보수 방법
KR101900248B1 (ko) 내환경성 개질 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법
KR100835702B1 (ko) 방청기능을 갖는 철근콘크리트용 방수재 조성물
KR101654199B1 (ko) 콘크리트 구조물 단면 보수용 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 단면 보수 마감 공법
KR101936062B1 (ko) 콘크리트 구조물 보수·보강용 기능성 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수·보강 방법
KR101873782B1 (ko) 내구성능이 개선된 콘크리트 구조물 보수용 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 유지 보수 방법
KR101672713B1 (ko) 자기 치유성, 내구성 및 강도가 향상된 조강 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 유지보수방법
KR101447124B1 (ko) 내염해성, 내동결융해성 및 내마모성이 우수한 콘크리트 구조물 표면 보호용 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수공법
KR101654182B1 (ko) 콘크리트 구조물 단면 보수용 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수공법
KR101460498B1 (ko) 자기 보수성 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법
KR101672872B1 (ko) 고기능성 조강 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로포장 유지보수공법

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant