KR101852533B1 - 화학결합형 세라믹 경화체를 이용한 콘크리트 구조물의 균열 보수공법 - Google Patents

화학결합형 세라믹 경화체를 이용한 콘크리트 구조물의 균열 보수공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 콘크리트 구조물의 균열보수기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 콘크리트 모체와의 부착력이 우수하고 체적 안정성이 높은 콘크리트 구조물의 균열보수용 화학결합형 세라믹 경화체 조성물과, 이를 바람직하게 이용한 콘크리트 구조물의 균열보수공법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 콘크리트 구조물의 균열보수용 화학결합형 세라믹 경화체 조성물은, 발수 마그네시아와 인산염을 주요 재료로 하는 세라믹 결합재를 물배합하여 조성하는 세라믹 경화체 조성물에서 배합수로 물 대신에 특수한 혼합용액을 사용한다는데 특징이 있다. 구체적으로 본 발명에 따른 세라믹 경화체 조성물은, 세라믹 결합재 100중량부; 혼합용액 17~28중량부;를 포함하여 조성된다. 여기서 세라믹 결합재는 발수 마그네시아 100중량부에 대하여, 인산염 15~45중량부; 메타 인산나트륨(NaPO3)6 1~10중량부; 붕산염 1~10중량부; 반응성 증량제 10~40중량부; 필러 10~70중량부;를 포함하여 조성된다. 그리고 혼합용액은 물 100중량부에 대하여 폴리카르본산계 감수제 5~15중량부, 네오펜틸 글리콜 0.5~3중량부, 글리세린 2~15중량부를 포함하여 조성된다.

Description

화학결합형 세라믹 경화체를 이용한 콘크리트 구조물의 균열 보수공법{Method for Repairing Cracks Using Ceramic Cured Composition}
본 발명은 콘크리트 구조물의 균열보수기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 콘크리트 모체와의 부착력이 우수하고 체적 안정성이 높은 콘크리트 구조물의 균열보수용 화학결합형 세라믹 경화체 조성물과, 이를 바람직하게 이용한 콘크리트 구조물의 균열보수공법에 관한 것이다.
최근 주거생활 수준이 크게 향상됨에 따라 건축물의 안정성, 쾌적성, 내구성 및 경제성 향상에 대한 요구가 증가되고 있는 추세이며, 수도권 및 주요도시의 인구 집중 현상으로 인해 공동주택의 공급이 지속적으로 증가하고 있다.
대부분의 공동주택은 콘크리트 구조물로 시공되는데, 시공 중 발생한 초기의 부재내 미세 균열은 사용하중(입주 후 차량통행 등)에 의해 확대될 우려가 있으며, 특히 건축물 지하층(지하주차장)에서의 균열은 누수로 인하여 사용자의 심리적인 불안을 야기하는 등, 공동주택의 하자보수비 중 균열 보수비가 상당 부분을 차지하고 있는 실정이다. 또한 공동주택의 옥상의 경우에도 균열이 발생할 경우 구조물의 내구성 저하는 물론 방수성능의 저하를 가져오므로 지속적인 균열보수가 요구된다.
대부분의 균열보수에는 에폭시 계열의 합성수지가 사용되나, 옥상에 사용할 경우 장기간 자외선에 노출되어 변색되거나 변형을 일으킬 우려가 있으며, 또한 콘크리트 모체와 이질재료이므로 이로 인한 미세거동의 불일치로 지속적인 내구성의 확보 측면에서 신뢰성이 부족한 한계가 있다.
한편 시멘트를 대체하는 것으로 인산염계 초속경 세라믹 결합재가 있다. 인산염계 초속경 세라믹 결합재 관련 선행 특허로는 공개특허 제10-2009-0093612호, 등록특허 제10-1187409호, 등록특허 제10-1339584호 등이 있다. 인산염계 초속경 세라믹 결합재는 시멘트 대비 초기강도가 매우 우수할 뿐만 아니라 동절기 공사의 제약이 없고 경화과정에서 부피변화를 수반하지 않는다. 또한 황산염에 취약한 C3A가 존재하지 않으므로 내황산염 및 내화학성도 우수하다. 하지만 기존의 인삼염계 초속경 세라믹 결합재는 초기 경화단계에서 내수성이 취약한 단점이 있으며, 또한 1500℃ 이상에서 과소(dead burn)된 형태의 마그네시아 원료와 인산염 등을 사용하기 때문에 매우 고가인 한계가 있다. 마그네이사 원료가 과소되지 않을 경우 물과 교반시 급격하게 반응하기 때문에 적절한 작업시간을 확보하기 어렵고 충분한 반응을 유도할 수 없다.
종래 인산염계 초속경 세라믹 결합재의 단점을 개선한 기술로 등록특허 제10-1580991호, 등록특허 제10-1580989호가 있다. 이들 특허에서 제안하는 결합재는 마그네시아를 소수성 발수제와 함께 혼합 분쇄함으로써 마그네시아 표면에 발수제가 분산코팅되게 처리한 상태로 사용하고, 인산염, 메타 인산나트륨, 붕산염, 증량제 등을 적절히 조성한다는데 특징이 있다. 이러한 특징의 결합재를 이용하면 압축강도 및 부착강도는 물론, 내수성, 동결융해 저항성, 염소이온 침투저항성에서 우수한 성능을 나타내고, 특히 저온에서도 경화시간이 크게 지연되지 않고 우수한 강도특성을 나타낸다. 그런데 이러한 초속경 세라믹 결합재를 균열보수 용도로 활용하기 위해서는 콘크리트 모체와의 우수한 부착성 확보가 필요하다.
대한민국등록특허 제10-1580989호 대한민국등록특허 제10-1580991호
본 발명은 종래 초속경 세라믹 결합재를 균열보수 용도로 활용하고자 개발된 것으로, 급속경화로 신속한 균열보수가 가능한 것은 물론 콘크리트 모체와의 부착력이 우수하고 체적안정성이 높아 내구성 확보에 유리한 새로운 콘크리트 구조물의 균열보수용 화학결합형 세라믹 경화체 조성물을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 건축물의 옥상 등과 같이 직사광선에 의한 급격한 수분 건조로 충분한 경화반응이 우려되는 환경에서 특히 유리하게 적용할 수 있는 콘크리트 구조물의 균열보수용 화학결합형 세라믹 경화체 조성물을 제공하고자 한다.
나아가 본 발명은 화학결합형 세라믹 경화체 조성물을 바람직하게 이용한 콘크리트 구조물의 균열보수공법을 제공하고자 한다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 발수 마그네시아 100중량부에 대하여, 인산2수소칼륨(KH2PO4), 인산2수소나트륨(NaH2PO4), 인산수소2암모늄((NH4)2HPO4), 인산2수소암모늄(NH4H2PO4) 중에서 하나 이상 선택된 인산염 15~45중량부, 메타인산나트륨(NaPO3)6 1~10중량부, 붕산(H3BO3), 붕사(Na2B4O7·10H2O) 중에서 하나 이상 선택된 붕산염 1~10중량부, 포졸란 분말, 광물성 분말 중에서 하나 이상 선택된 증량제 10~40중량부, 필러 10~70중량부를 포함하여 조성되는 세라믹 결합재 100중량부; 혼합용액 17~28중량부;를 포함하여 조성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 균열보수용 화학결합형 세라믹 경화체 조성물을 제공한다. 여기서 세라믹 결합재 중 발수 마그네시아는 마그네시아 100중량부에 발수제 0.5~5중량부를 분쇄기에서 혼합 분쇄되어 혼합된 상태에서 1500~3000g/㎠의 분말도를 가지도록 처리된 것이며, 혼합용액은 물 100중량부에 대하여 폴리카르본산계 감수제 5~15중량부, 네오펜틸 글리콜 0.5~3중량부, 글리세린 2~15중량부를 포함하여 조성된 것이다.
또한 상기 콘크리트 구조물의 균열보수용 화학결합형 세라믹 경화체 조성물을 이용한 콘크리트 구조물의 균열 보수공법으로서, 콘크리트 구조물의 균열부위에서 이물질을 제거하고 균열부위를 따라 소정의 폭과 깊이로 커팅한 후 커팅부위에 화학결합형 세라믹 경화체 조성물을 도포하여 양생하는 것을 특징으로 하는 화학결합형 세라믹 경화체를 이용한 콘크리트 구조물의 균열 보수공법을 제공한다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
첫째, 본 발명에 따른 콘크리트 구조물의 균열보수용 화학결합형 세라믹 경화체 조성물은 종래 초속경 세라믹 결합재를 활용하기 때문에 급속경화로 신속한 균열보수 가능하며, 나아가 배합수로 물만을 단독으로 사용하지 않고 물에 감수제, 네오펜틸 글리콜, 글리세린을 혼합한 혼합용액을 사용하기 때문에 과도한 물의 사용을 억제하면서 건조수축을 줄여 체적안정성을 높일 수 있어 내구성 확보에 유리하다. 이러한 특성으로 본 발명은 건축물의 옥상 등과 같이 직사광선에 의한 급격한 수분 건조로 충분한 경화반응이 우려되는 환경에서도 효과적으로 적용할 수 있다.
둘째, 본 발명에 따른 균열보수공법은 화학결합형 세라믹 경화체 조성물과 함께 전용 프라이머를 제안하기 때문에, 콘크리트 모체와의 부착력을 향상시키면서 안정적으로 균열보수공사를 수행할 수 있다.
도 1과 도 2는 본 발명에 따른 콘크리트 구조물의 균열보수공법에 대한 시공순서도와 그 시공순서에 따라 균열보수 완성된 콘크리트 구조물의 표면 사진을 보여준다.
본 발명은 콘크리트 균열보수용 화학결합형 세라믹 경화체 조성물에 관한 것으로, 발수 마그네시아와 인산염을 주요 재료로 하는 세라믹 결합재를 물배합하여 조성하는 세라믹 경화체 조성물에서 배합수로 물 대신에 특수한 혼합용액을 사용한다는데 특징이 있다.
구체적으로 본 발명에 따른 세라믹 경화체 조성물은, 세라믹 결합재 100중량부; 혼합용액 17~28중량부;를 포함하여 조성된다. 여기서 세라믹 결합재는 발수 마그네시아 100중량부에 대하여, 인산염 15~45중량부; 메타 인산나트륨(NaPO3)6 1~10중량부; 붕산염 1~10중량부; 반응성 증량제 10~40중량부; 필러 10~40중량부;를 포함하여 조성된다. 그리고 혼합용액은 물 100중량부에 대하여 폴리카르본산계 감수제 5~15중량부, 네오펜틸 글리콜 0.5~3중량부, 글리세린 2~15중량부를 포함하여 조성된다.
세라믹 결합재에서 발수 마그네시아는, 마그네시아 100중량부에 발수제 0.5~5중량부를 분쇄기에서 혼합 분쇄되어 혼합된 상태에서 1500~3000g/㎠의 분말도를 가지도록 처리된 것이다. 여기서 마그네시아는 MgO, MgO·CaO 중 어느 하나 이상의 형태로 준비하면 되며, 다만 MgO+CaO > 97중량%이고, MgO/CaO(중량비) > 2.5 이상인 것이 바람직하다. 특히 마그네시아는 탄산마그네슘(MgCO3)이나 돌로마이트(CaMg(CO3)2)를 1100~1350℃ 범위에서 소성하여 수급하면 적당한데, 소성온도가 1100℃ 이하이면 물과 혼합시 급격하게 반응하여 충분하게 경화하지 못하고, 1350℃ 이상일 경우 경제성을 상실한다. 다만 1100~1200℃의 소성온도는 다소 낮으므로 소성시간을 최소 3H 이상(바람직하게는 6H 이상) 확보하는 것이 유리하다.
발수 마그네시아에서 발수제는 발수효과 발현을 통해 마그네시아의 급격한 반응을 억제하는 역할을 하며, 왁스에멀젼, 칼슘스테아레이트, 알루미늄스테아레이트 중에서 하나 이상 선택하여 사용한다. 통상 사용하는 발수제 중에서 시멘트 수화물과 반응하여 발수효과를 나타내는 스테아린산, 올레익산 등은 부적합하다.
발수 마그네시아는 마그네시아 100중량부에 발수제 0.5~5중량부를 분쇄기(볼밀/진동밀 등)에서 혼합 분쇄하여 준비한다. 발수제가 0.5중량부 미만이면 발수효과가 부족하고 적절한 작업시간 확보가 곤란하며, 발수제가 5중량부 초과하면 과도한 발수로 충부한 반응 유도가 곤란하여 강도발현이 부족해진다. 혼합 분쇄에 따라 발수제가 마그네시아 표면에 적절히 분산 코팅되게 함으로써 발수효과를 극대화시킬 수 있다. 마그네시아는 이미 분쇄된 미분말 형태는 물론 분쇄전 클링커 형태도 가능하며, 다만 마그네시아 클링커는 5mm 통과분의 입도를 갖는 것이 적당한데 입도가 너무 크면 발수제가 마그네시아의 표면에 분산 코팅되는 효율이 저하된다. 혼합 분쇄 조건(분쇄 시간, 방법, 분쇄 메디아 등)은 발수 마그네시아의 분말도가 1500~3000g/㎠의 범위가 되도록 적절히 조정하면 되며, 분말도가 너무 크면 적절한 작업시간 확보가 곤란하고 분말도가 너무 작으면 초기 강도 확보가 곤란하다.
세라믹 결합재에서 인산염은 마그네시아와 함께 수화반응하여 경화하는 주요한 재료인데, 인산2수소칼륨(KH2PO4), 인산2수소나트륨(NaH2PO4), 인산수소2암모늄((NH4)2HPO4), 인산2수소암모늄(NH4H2PO4) 중에서 하나 이상 선택한다. 이들 인산염은 마그네시아와 함께 아래와 같은 반응식으로 수화반응을 한다.
MgO + 2(NH4)H2PO4 + 3H2O -> Mg(NH4)2(HPO4)2·4H2O
MgO + (NH4)2HPO4 + 5H2O -> MgNH4PO4·6H2O + NH3
MgO + KH2PO4 + 5H2O -> MgKPO4·6H2O
MgO + NaH2PO4 + 5H2O -> MgNaPO4·6H2O
세라믹 결합재에서 인산염은 발수 마그네시아 100중량부에 대하여 15~45중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 인산염이 15중량부 미만이면 적절한 반응을 유도하지 못하여 초기에 높은 강도를 확보할 수 없게 되며, 45중량부 초과하면 발열이 심하고 작업시간을 확보할 수 없다. 한편 인산염 중 인산2수소칼륨과 인산2수소나트륨은 반응성이 좋으나 발열이 심한데 반해, 인산수소2암모늄과 인산2수소암모늄은 발열은 다소 낮으나 암모니아 가스의 발생으로 악취가 발생하는 특성이 있다. 이에 따라 인산2수소칼륨과 인산2수소나트륨 중 하나 이상에 의한 제1인산염과 인산수소2암모늄과 인산2수소암모늄 중 하나 이상에 의한 제2인산염을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 다만 과도한 발열의 억제와 악취발생 회피를 위하여 바람직하게는 제1인산염 70~90중량%; 제2인산염 10~30중량%;로 조성하는 것이 바람직하다.
세라믹 결합재에서 메타 인산나트륨(NaPO3)6은 마그네시아와의 반응에서 발열을 억제하여 적절한 작업시간 확보에 기여하고, 더불어 경화체의 강도 증진에도 기여한다. 메타 인산나트륨은 발수 마그네시아 100중량부에 대하여 1~10중량부 범위에서 인산염의 5중량% 이상으로 사용하는 것이 바람직하다. 메타 인산나트륨의 사용량이 너무 적으면 작업시간의 확보 효과가 미미하며, 너무 많으면 반응지연 효과가 더이상 개선되지 않아 경제성이 상실된다.
세라믹 결합재에서 붕산염은 반응의 지연으로 적절한 작업시간의 확보에 기여하는 재료가 된다. 붕산염으로는 붕산(Boric acid, H3BO3), 붕사(Borax, Na2B4O7·10H2O) 중에서 하나 이상 선택하면 적당하다. 붕산염은 발수 마그네시아 100중량부에 대하여 1~10중량부 범위에서 인산염의 0.1중량% 이상으로 사용하는 것이 바람직한데, 너무 적으면 반응지연 효과가 없고 너무 많으면 반응지연 효과가 더 이상 개선되지 않아 경제성이 상실된다.
세라믹 결합재에서 반응성 증량제는 증량 효과를 위한 필러(Filler)가 됨과 동시에 재령 1일 이후의 강도 증진에도 효과를 나타낸다. 반응성 증량제는 석탄회나 메타카올린과 같은 포졸란 분말이 적당하다. 반응성 증량제는 발수 마그네시아 100중량부에 대하여 10~40중량부 범위에서 사용하는 것이 바람직하다.
세라믹 결합재에서 필러는 충전효과를 위한 구성으로 석회석 미분이나 규사미분 등이면 적당하다. 필러는 발수 마그네시아 100중량부에 대하여 10~70중량부 범위에서 사용하는 것이 바람직하다.
혼합용액에서 물은 세라믹 결합재와 반응하여 경화시키는 기본적인 재료가 된다. 균열보수재는 균열보수에 필요한 재료량이 많지 않고, 현장에서 신속히 교반/시공해야 하므로 그 특성상 소량을 손비빔해야 하는 경우가 많은데, 유동성과 작업성을 확보하기 위해 보통의 물만으로 혼합하면 필요한 반응수보다 많은 양의 물을 혼합하게 되어 경화체의 특성이 저하될 수 있다. 이러한 문제를 개선하기 위해 본 발명에서는 물 100중량부에 대하여 감수제 5~15중량부, 네오펜틸 글리콜 0.5~3중량부, 글리세린 2~15중량부를 혼합한 혼합용액으로 사용한다.
감수제는 과도한 물의 사용을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 교반 효율을 향상시킬 수 있다. 폴리카르본산계 감수제가 바람직한데, 감수효과가 우수하여 소량의 사용만으로도 교반 효율을 향상시킬 수 있으며, 더불어 교반된 화학결합형 세라믹 경화체 조성물이 콘크리트 모체의 균열부에 잘 흘러 들어갈 수 있는 유동성을 증진시킨다. 감수제는 물 100중량부에 대하여 5~15중량부를 사용하며, 5중량부 미만이면 분산 효과와 물의 과대 사용 억제 효과가 미미하고, 15중량부 초과하면 과도한 사용으로 경제성을 상실한다.
네오펜틸 글리콜은 세라믹 경화체 조성물이 경화된 후의 건조수축을 저감시키기 위한 재료가 된다. 다시 말해 현장에서 손비빔에 의해 물을 과도하게 사용할 경우 화학결합형 세라믹 경화체 조성물이 경화된 후 잉여수가 증발하여 수축현상이 발생할 수 있으나, 네오펜틸 글리콜은 미세 기공에 남아 있는 잉여수의 증발시 표면장력을 완화시켜 건조수축을 저감시킬 수 있다. 네오펜틸 글리콜은 0.5~3중량부 사용하는데, 0.5중량부 미만이면 사용 효과가 미미하고, 3중량부 초과하면 과도한 사용으로 경제성이 상실한다.
글리세린은 급격한 증발 현상을 완화시키는 재료가 된다. 이에 따라 경화체 내부에 남아 있는 수분이 지속적인 반응에 참여할 수 있게 하여 장기적인 화학반응에 기여한다. 글리세린은 2~15중량부 사용하는데, 2중량부 미만이면 사용효과가 미미하고, 15중량부 초과하면 적절한 작업성 확보 곤란하고 경제성도 상실한다.
위와 같은 화학결합형 세라믹 경화체 조성물은 콘크리트 균열보수재로 사용하여 균열보수공법을 실시할 수 있다. 도 1은 균열보수공법에 대한 시공순서도를 보여주며, 이를 참고하여 균열보수공법을 단계적으로 살펴본다.
먼저 콘크리트 구조물의 균열부위에서 이물질을 제거하고 균열부위를 따라 소정의 폭과 깊이로 커팅한다. 균열부위의 이물질은 깨끗하게 제거하고 균열부위에 고인물이 있으면 반드시 제거하도록 하며, 커팅은 1.5~2.5cm 폭과 1~2cm 깊이로 'U'자형으로 커팅하면 적당하다.
다음으로 커팅부위에 프라이머를 도포한다. 프라이머는 물 100중량부에 대하여 인산2수소칼륨(KH2PO4) 15~45중량부, 소포제 0.5~2중량부, 글리세린 2~25중량부를 포함하도록 조성하여 마련한다. 프라이머에서 인산2수소칼륨은 산성 수용액(pH 3~5)으로 탄산화된 시멘트를 분해하여 CO2 가스를 분리시키고, 콘크리트 모체 표면에 남아 있다가 후속 공정인 화학결합형 세라믹 경화체 조성물의 반응에 참여하여 부착력 향상에 기여한다. 인산2수소칼륨은 물 100중량부에 15~45중량부가 바람직한데, 15중량부 미만이며 사용효과(특히 CO2 가스 분해)가 미미하고, 45중량부 초과하면 적절한 작업성 확보가 곤란하고 경제성도 상실한다. 프라이머에서 소포제는 CO2 가스 발생시 신속히 표면으로 배출하기 위한 재료이며, 0.5~2중량부 사용하는데 0.5중량부 미만이면 사용효과가 미미하고, 2중량부 초과하면 과도한 사용으로 경제성이 상실한다. 글리세린은 프라이머의 신속한 증발 억제함으로써 인산2수소칼륨의 반응시간(탄산화된 시멘트를 분해하여 CO2 가스를 분리시키는 시간)을 적절히 확보하는 역할을 하며, 또한 후속공정인 화학결합형 세라믹 경화체 조성물을 도포할 때까지 적절한 수분을 확보함으로써 부착력 향상에도 기여한다. 글리세린은 2~25중량부 사용하는데, 2중량부 미만이면 사용효과가 미미하고, 25중량부 초과하면 적절한 작업성 확보가 곤란하고 경제성도 상실한다. 이와 같은 프라이머는 붓 등을 이용하여 칠하고, 적당한 반응시간(5~10분)을 주도록 한다.
이어 화학결합형 세라믹 경화체 조성물을 혼합하고 커팅부위에 도포하여 양생한다. 세라믹 결합재 100중량부에 혼합용액 20~30중량부 혼합하며, 세라믹 결합재와 혼합용액을 균질하기 혼합하기 위해 주걱 등을 이용하여 1분간 혼합한다. 이렇게 혼합된 화학결합형 세라믹 경화체 조성물은 커팅부위에 플라스틱 주걱 등을 이용하여 신속히 도포하는데, 응결 시간이 빠르므로 신속한 작업이 필요하다. 화학결합형 세라믹 경화체 조성물을 도포한 부위는 경화시까지 양생하는데 Mock-up 시공에서는 외기 온도가 27~30℃로 범위로 2시간간 양생하였다. 마지막으로 연마기로 시공 돌출부를 연마하여 마무리한다. 이렇게 마무리하면 도 2와 같이 완성된다.
이하에서는 시험예에 의거하여 본 발명을 상세히 살펴본다. 다만, 아래의 시험예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 이로써 한정되는 것은 아니다.
[ 시험예1 ] 재료 준비
1. 세라믹 결합재
아래 [표 1]과 같은 재료 구성으로 세라믹 결합재를 준비하였다.
세라믹 결합재의 재료 조성(중량부)
구분 조성 비고
발수 마그네시아 100 마그네시아(MgO 97.5% 1300℃ 3H 소성) 97중량%와 발수제(칼슘스테아레이트) 3중량%의 조성물을 볼밀에서 30분 혼합 분쇄.
분말도 2,350cm2/g
인산염 35 인산2수소칼륨:인산2수소암모늄
= 8:2(중량비)
메타 인산나트륨 7 -
붕산염 11 붕사
반응성 증량제 28 석탄회(비중 2.23, 분말도 3450cm2/g)
필러 27 규사 미분(100mesh 95% 이상 통과분, 비중 2.57)
2. 혼합용액의 준비
아래 [표 2]와 같은 재료 구성으로 혼합용액을 준비하였다.
혼합용액의 조성(중량부)
구분 조성 비고
물 100 -
감수제 8.7 고형분 27중량%인 폴리카르본산계 감수제
네오펜틸 글리콜 1.75 화학식 C5H12O2, 비중 1.06, 순도 99.2 이상, 용해도 520g/H2O100g(20℃), 함수율 0.3% 이하
글리세린 6.7 점성이 있는 액체, 녹는점 17.8℃, 끓는점 290℃, 비중 1.2644(15℃), 화학식 C3H5(OH)3,
분자량 92.09382g/mol
3. 프라이머의 준비
아래 [표 3]과 같은 재료 구성으로 프라이머를 준비하였다.
프라이머의 조성(중량부)
구분 조성 비고
물 100 -
인산2수소칼륨 25 KH2PO4
소포제 0.65 실리콘계 소포제
글리세린 12 점성이 있는 액체, 녹는점 17.8℃, 끓는점 290℃, 비중 1.2644(15℃), 화학식 C3H5(OH)3,
분자량 92.09382g/mol
[ 시험예2 ] 세라믹 경화체 조성물의 성능시험
[시험예1]에서 준비한 재료들을 가지고 균열보수 성능에 대한 시험을 수행하였다. [시험예1]의 세라믹 결합재 100중량부에 물 21중량부를 조성한 세라믹 경화체 조성물을 비교예로 하고, [시험예1]의 세라믹 결합재 100중량부에 [시험예1]의 혼합용액 23중량부를 조성한 세라믹 경화체 조성물을 실시예로 하여 시험하였다. 시험에서 세라믹 경화체 조성물은 손비빔하여 교반하였다.
유동성 시험은 KS L 5105에 의한 플로우 시험으로 실시하여 원지름을 mm로 표시하였고, 압축강도 시험은 KS F 2403에 따라 시험체를 제작하여 KS F 2405에 따라 실시하였다.
부착강도 시험은 KS F 4042에 따라 시험하였으며, 실시예의 경우 부착강도시험체 제작 전에 모체 콘크리트에 [시험예1]의 프라이머를 붓을 이용하여 도포하고 약 20분 경과 후에, 부착강도 측정용 시험체를 그 윗면에 성형하였다.
길이변화 시험은 5mm 두께로, 70 ×250mm 크기의 직육면체를 제작하여, 시험체 제작 3시간 후 부착형 게이지를 이용하여 측정하였다.
시험 결과
구분 비교예 실시예
유동성(Flow)(mm) 175mm 195mm
경화시간(초결기준) 8분 9분
부착강도(MPa) 1일 0.7 1.6
7일 2.3 3.1
압축강도(MPa) 4시간 1.8 11.5
1일 17.6 17.8
7일 23.2 25.2
길이변화(28일) - 256 ×10-6 -143 ×10-6
위의 [표 4]에서와 같이 실시예는 비교예와 비교할 때 부착강도가 매우 우수하고, 부착면에 기포가 발생하지 않았다. 또한 실시예는 약간 함수상태인 것으로 관찰되었으며, 길이변화가 비교예보다 감소하고 표면이 매끄럽게 마무리되었다.

Claims (4)

  1. 콘크리트 구조물의 균열보수용 화학결합형 세라믹 경화체 조성물을 이용한 콘크리트 구조물의 균열 보수공법으로서,
    콘크리트 구조물의 균열부위에서 이물질을 제거하고 균열부위를 따라 소정의 폭과 깊이로 커팅한 후;
    커팅부위에, 물 100중량부에 인산2수소칼륨(KH2PO4) 15~45중량부, 소포제 0.5~2중량부, 글리세린 2~25중량부를 포함하여 조성한 프라이머를 도포하고;
    프라이머 위로, 세라믹 결합재 100중량부에 혼합용액 17~28중량부를 포함하여 조성한 화학결합형 세라믹 경화체 조성물을 도포하여 양생하면서 실시하되;
    상기 화학결합형 세라믹 경화체 조성물 중 세라믹 결합재는,
    발수 마그네시아 100중량부에 대하여, 인산2수소칼륨(KH2PO4), 인산2수소나트륨(NaH2PO4), 인산수소2암모늄((NH4)2HPO4), 인산2수소암모늄(NH4H2PO4) 중에서 하나 이상 선택된 인산염 15~45중량부, 메타인산나트륨(NaPO3)6 1~10중량부, 붕산(H3BO3), 붕사(Na2B4O7·10H2O) 중에서 하나 이상 선택된 붕산염 1~10중량부, 포졸란 분말, 광물성 분말 중에서 하나 이상 선택된 증량제 10~40중량부, 필러 10~70중량부를 포함하도록 조성한 것으로서, 상기 발수 마그네시아가 마그네시아 100중량부에 발수제 0.5~5중량부를 분쇄기에서 혼합 분쇄되어 1500~3000g/㎠의 분말도를 가지도록 처리된 것이며,
    상기 화학결합형 세라믹 경화체 조성물 중 혼합용액은,
    물 100중량부에 대하여 폴리카르본산계 감수제 5~15중량부, 네오펜틸 글리콜 0.5~3중량부, 글리세린 2~15중량부를 포함하도록 조성한 것임을 특징으로 하는,
    화학결합형 세라믹 경화체를 이용한 콘크리트 구조물의 균열 보수공법.
  2. 제1항에서,
    상기 화학결합형 세라믹 경화체 조성물 중 세라믹 결합재는,
    발수 마그네시아로, 탄산마그네슘(MgCO3)이나 돌로마이트(CaMg(CO3)2)를 1100~1350℃에서 소성한 마그네시아와 왁스에멀젼, 칼슘스테아레이트, 알루미늄스테아레이트 중에서 하나 이상 선택된 발수제를 이용하여 처리된 것이 선택되며,
    인산염으로, 인산2수소칼륨(KH2PO4)과 인산2수소나트륨(NaH2PO4) 중 하나 이상에 의한 제1인산염 70~90중량%; 인산수소2암모늄((NH4)2HPO4)과 인산2수소암모늄(NH4H2PO4) 중 하나 이상에 의한 제2인산염 10~30중량%;로 조성되는 것이 선택되는 것을 특징으로 하는,
    화학결합형 세라믹 경화체를 이용한 콘크리트 구조물의 균열 보수공법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108947586A (zh) * 2018-08-20 2018-12-07 合肥汉甲陶瓷科技有限公司 一种修复陶瓷烧成后釉面针孔和气泡的方法
KR102116577B1 (ko) * 2019-10-15 2020-05-28 서동규 혹한의 동절기 환경과 냉동창고 바닥 보수시공이 가능한 자기발열 세라믹 모르타르 조성물 및 이를 이용한 동절기 콘크리트 구조물의 시공 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101441949B1 (ko) * 2014-06-26 2014-09-23 주식회사 유성하이테크 친환경 경량 하이브리드 발수성 폴리머 모르타르 조성물 및 표면 보호제를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보호 공법
KR101580989B1 (ko) 2015-07-29 2015-12-29 (주)노블씨엔티 고내구성 콘크리트 단면보수 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 단면보수공법
KR101580991B1 (ko) 2015-07-29 2015-12-29 (주)노블씨엔티 초속경 세라믹 결합재 조성물
KR101627548B1 (ko) * 2016-01-25 2016-06-07 주식회사 유버스 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수 보강 공법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101441949B1 (ko) * 2014-06-26 2014-09-23 주식회사 유성하이테크 친환경 경량 하이브리드 발수성 폴리머 모르타르 조성물 및 표면 보호제를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보호 공법
KR101580989B1 (ko) 2015-07-29 2015-12-29 (주)노블씨엔티 고내구성 콘크리트 단면보수 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 단면보수공법
KR101580991B1 (ko) 2015-07-29 2015-12-29 (주)노블씨엔티 초속경 세라믹 결합재 조성물
KR101627548B1 (ko) * 2016-01-25 2016-06-07 주식회사 유버스 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수 보강 공법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108947586A (zh) * 2018-08-20 2018-12-07 合肥汉甲陶瓷科技有限公司 一种修复陶瓷烧成后釉面针孔和气泡的方法
KR102116577B1 (ko) * 2019-10-15 2020-05-28 서동규 혹한의 동절기 환경과 냉동창고 바닥 보수시공이 가능한 자기발열 세라믹 모르타르 조성물 및 이를 이용한 동절기 콘크리트 구조물의 시공 방법
WO2021075776A1 (ko) * 2019-10-15 2021-04-22 서동규 혹한의 동절기 환경과 냉동창고 바닥 보수시공이 가능한 자기발열 세라믹 모르타르 조성물 및 이를 이용한 동절기 콘크리트 구조물의 시공 방법

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