KR101863591B1 - 콘크리트 구조물 보수방법 - Google Patents

콘크리트 구조물 보수방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 콘크리트 구조물 보수방법에 관한 것이다. 구체예에서 상기 콘크리트 구조물 보수방법은 콘크리트 구조물의 보수 대상 부위에 프라이머 코팅제를 도포 및 건조하여 프라이머층을 형성하는 단계; 및 상기 프라이머층의 표면에 제1 모르타르 코팅제를 도포 및 건조하여 제1 모르타르층을 형성하는 단계;를 포함한다.

Description

콘크리트 구조물 보수방법 {REPAIRING METHOD FOR CONCRETE STRUCTURE}
본 발명은 콘크리트 구조물 보수방법에 관한 것이다.
콘크리트 구조물의 내구성은 시간이 경과함에 따라 환경적 요인 등으로 인하여 서서히 노후화되면서 그 성능이 저하하게 된다. 이러한 콘크리트 구조물의 수분에 의한 부식이나 파손 등을 방지하기 위해서는 콘크리트 구조물 표면에 방수 또는 방식 처리를 하는 것이 요구된다. 이러한 방수 처리는 일반적으로 방수용 수지를 콘크리트 구조물의 표면에 도포함으로서 이루어진다.
방수용 수지로 에폭시 수지를 포함하는 수지 조성물을 적용하고 있다. 상기 에폭시 수지 조성물은, 얻어지는 경화물의 기계적 성질, 내식성, 밀착성 등이 뛰어나기 때문에 도료, 접착제, 적층판, 전자 부품 용도 등의 각 분야에서 널리 사용되고 있다. 한편, 상기 에폭시 수지는, 계면활성제 등을 이용하여 호모 믹서로 고속 교반하여 제조되는 에폭시 수지 에멀젼 형태로 사용되고 있다.
본 발명과 관련한 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2017-0116935호(2017.10.20. 공개, 발명의 명칭: 콘크리트 구조물 보수방법)에 개시되어 있다.
본 발명의 하나의 목적은 내구성, 방청성, 내부식성 및 내화학성이 우수한 콘크리트 구조물 보수방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 항균성, 내수성, 내광성이 우수한 콘크리트 구조물 보수방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 도막의 탄성 및 유연성이 우수하고, 기재 및 도막층 사이의 부착성이 우수하며, 작업성이 우수한 콘크리트 구조물 보수방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 내열성, 난연성과 강성 등의 기계적 물성이 우수한 콘크리트 구조물 보수방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 콘크리트 구조물 보수방법에 관한 것이다. 일 구체예에서 상기 콘크리트 구조물 보수방법은 콘크리트 구조물의 보수 대상 부위에 프라이머 코팅제를 도포 및 건조하여 프라이머층을 형성하는 단계; 및 상기 프라이머층의 표면에 제1 모르타르 코팅제를 도포 및 건조하여 제1 모르타르층을 형성하는 단계;를 포함하며, 상기 프라이머 코팅제는 제1 에폭시 수지 30~60 중량%, 제1 아크릴 수지 10~40 중량%, 규산염 화합물 3~10 중량%, 실란 커플링제 1~8 중량%, 난연제 3~15 중량% 및 첨가제 0.1~8 중량%를 포함하는 주제 100 중량부; 아민계 경화제 10~50 중량부; 및 물 50~500 중량부;를 포함하고, 상기 제1 모르타르 코팅제는 제2 에폭시 수지 30~50 중량%, 제2 아크릴 수지 10~30 중량%, 규산염 화합물 3~10 중량%, 실란 커플링제 1~8 중량%, 금속혼합물 3~10 중량%, 난연제 5~25 중량% 및 첨가제 0.1~8 중량%를 포함하는 주제 100 중량부; 아민계 경화제 15~60 중량부; 포틀랜드 시멘트 25~55 중량%, 알루미나 시멘트 5~15 중량%, 규사 20~45 중량%, 알루미나 1~10 중량% 및 팽창제 0.1~5 중량%를 포함하는 보강제 100~450 중량부; 및 물 100~500 중량부;를 포함하며, 상기 금속혼합물은 나노실버(nanosilver), 산화몰리브덴 및 산화게르마늄을 포함한다.
일 구체예에서 상기 제1 에폭시 수지 및 제2 에폭시 수지는 각각 에폭시 당량이 150~200g/eq인 노볼락형 에폭시수지 및 에폭시 당량이 150~200g/eq인 비스페놀형 에폭시수지를 1:0.8~1:2 중량비로 포함할 수 있다.
일 구체예에서 상기 첨가제는 가교제, 소포제, 안료, 광안정제 및 산화방지제 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
일 구체예에서 상기 금속혼합물은 나노실버(nanosilver), 산화몰리브덴 및 산화게르마늄을 1:3~10:5~20 중량비로 포함할 수 있다.
일 구체예에서 상기 난연제는 인계 난연제, 브롬계 난연제 및 금속 수산화물계 난연제 중 하나 이상 포함할 수 있다.
일 구체예에서 상기 프라이머 코팅제를 도포하기 전, 상기 콘크리트 구조물의 보수 대상 부위의 이물질을 제거한 다음, 그라인딩(grinding), 치핑(chipping) 및 500bar 이상의 고압수 세척하여 전처리하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 중성화 및 염해 등의 각종 열화요인에 의하여 소정 깊이까지 콘크리트 구조물의 내구성 저하가 발생되었으나, 상기 콘크리트 구조물의 단면 내부에 존재하는 철근까지는 열화가 진행되지 않은 상태의 기설 콘크리트 구조물에 대한 보수방법으로, 콘크리트 구조물의 보수 대상 부위의 이물질을 제거한 다음, 그라인딩(grinding), 치핑(chipping) 및 500bar 이상의 고압수 세척하여 전처리하는 단계; 상기 전처리된 콘크리트 구조물의 보수 대상 부위에 제1 혼합물을 도포 및 건조하여 표면강화층을 형성하는 단계; 및 상기 표면강화층의 표면에 제2 혼합물을 도포 및 건조하여 염해방지층;을 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 제1 혼합물은 제1 에폭시 수지 30~60 중량%, 제1 아크릴 수지 10~40 중량%, 규산염 화합물 3~10 중량%, 실란 커플링제 1~8 중량%, 난연제 3~15 중량% 및 첨가제 0.1~8 중량%를 포함하는 주제 100 중량부; 아민계 경화제 100 중량부; 및 물 200 중량부;를 포함하고, 상기 제2 혼합물은 제2 에폭시 수지 30~50 중량%, 제2 아크릴 수지 10~30 중량%, 규산염 화합물 3~10 중량%, 실란 커플링제 1~8 중량%, 금속혼합물 3~10 중량%, 난연제 5~25 중량% 및 첨가제 0.1~8 중량%를 포함하는 주제 100 중량부; 아민계 경화제 100 중량부; 포틀랜드 시멘트 25~50 중량%, 알루미나 시멘트 5~15 중량%, 규사 20~45 중량%, 알루미나 1~10 중량% 및 팽창제 0.1~5 중량%를 포함하는 보강제 600 중량부; 및 물 200 중량부;를 포함하며, 상기 금속혼합물은 나노실버(nanosilver), 산화몰리브덴 및 산화게르마늄을 포함한다.
본 발명의 콘크리트 구조물 보수방법을 적용시 도막의 내구성, 방청성, 내부식성 및 내염수성 등 내화학성이 우수하고, 항균성, 내수성, 내광성이 우수하며, 도막의 탄성 및 유연성이 우수하고, 기재 및 도막층 사이의 부착성이 우수하며, 작업성이 우수하며, 내열성, 난연성과 강성 등의 기계적 물성이 우수할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 콘크리트 구조물 보수방법을 나타낸 것이다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 명세서에서, 콘크리트 구조물의 “보수 대상 부위”는, 콘크리트 구조물의 열화 또는 균열이 발생한 부위일 수 있다.
콘크리트 구조물 보수방법
본 발명의 하나의 관점은 콘크리트 구조물 보수방법에 관한 것이다. 도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 콘크리트 구조물 보수방법을 나타낸 것이다. 상기 도 1을 참조하면, 상기 콘크리트 구조물 보수방법은 (S10) 프라이머층 형성단계; 및 (S20) 제1 모르타르층 형성단계;를 포함한다. 더욱 구체적으로, 상기 콘크리트 구조물 보수방법은 (S10) 콘크리트 구조물의 보수 대상 부위에 프라이머 코팅제를 도포 및 건조하여 프라이머층을 형성하는 단계; 및 (S20) 상기 프라이머층의 표면에 제1 모르타르 코팅제를 도포 및 건조하여 제1 모르타르층을 형성하는 단계;를 포함한다.
일 구체예에서 상기 프라이머 코팅제는 제1 에폭시 수지 30~60 중량%, 제1 아크릴 수지 10~40 중량%, 규산염 화합물 3~10 중량%, 실란 커플링제 1~8 중량%, 난연제 3~15 중량% 및 첨가제 0.1~8 중량%를 포함하는 주제 100 중량부; 아민계 경화제 10~50 중량부; 및 물 50~500 중량부;를 포함하고, 상기 제1 모르타르 코팅제는 제2 에폭시 수지 30~50 중량%, 제2 아크릴 수지 10~30 중량%, 규산염 화합물 3~10 중량%, 실란 커플링제 1~8 중량%, 금속혼합물 3~10 중량%, 난연제 5~25 중량% 및 첨가제 0.1~8 중량%를 포함하는 주제 100 중량부; 아민계 경화제 15~60 중량부; 포틀랜드 시멘트 25~50 중량%, 알루미나 시멘트 5~15 중량%, 규사 20~45 중량%, 알루미나 1~10 중량% 및 팽창제 0.1~5 중량%를 포함하는 보강제 100~450 중량부; 및 물 100~500 중량부;를 포함하며, 상기 금속혼합물은 나노실버(nanosilver), 산화몰리브덴 및 산화게르마늄을 포함한다.
이하, 상기 콘크리트 구조물 보수방법을 단계별로 상세히 설명하도록 한다.
(S10) 프라이머층 형성단계
상기 단계는 콘크리트 구조물의 보수 대상 부위에 프라이머 코팅제를 도포 및 건조하여 프라이머층을 형성하는 단계이다. 일 구체예에서 상기 프라이머 코팅제는 제1 에폭시 수지, 제1 아크릴 수지, 규산염 화합물, 실란 커플링제, 금속혼합물, 난연제 및 첨가제를 포함하는 주제 100 중량부; 아민계 경화제 10~50 중량부; 및 물 50~500 중량부;를 포함한다. 상기 프라이머층은, 콘크리트 구조물의 보수 대상 부위를 외부의 수분, 염소 이온과 이산화탄소 등을 차단하여 열화현상을 억제하는 역할을 하면서, 기재와 제1 모르타르층과의 부착성을 확보하기 위한 목적으로 포함된다. 예를 들면, 상기 프라이머 코팅제를 보수 대상 부위에 도포한 다음, 20~60℃에서 1~24시간 동안 건조하여 프라이머층을 형성할 수 있다.
일 구체예에서 상기 프라이머 코팅제를 도포하기 전, 상기 콘크리트 구조물의 보수 대상 부위의 이물질을 제거한 다음, 그라인딩(grinding), 치핑(chipping) 및 500bar 이상의 고압수 세척하여 전처리하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 상기 조건으로 전처리시, 프라이머 코팅제와 콘크리트 구조물의 보수 대상 부위와의 부착성이 우수할 수 있다.
또한, 상기 전처리 단계시 콘크리트 구조물의 단면 기준, 보수 대상 부위의 깊이가 내부 철근의 깊이를 초과하거여 철근의 부식이 발생한 경우, 상기 철근의 녹을 제거하고, 철근을 방청 처리할 수 있다.
프라이머 코팅제
주제
제1 에폭시 수지
상기 제1 에폭시 수지는 중량평균 분자량(Mw)이 5,000~50,000g/mol일 수 있다. 상기 중량평균 분자량 범위에서 상기 방식도료 조성물의 기계적 강도와 기재와의 부착성이 우수할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 에폭시 수지의 중량평균 분자량은 겔 투과 크로마토그래피(GPC) 법에 의해 측정한 표준 폴리스티렌 환산 값일 수 있다.
일 구체예에서 상기 제1 에폭시 수지는 1 분자 중에 적어도 2개 이상의 에폭시기를 가지며, 에폭시 당량이 150~500 g/eq 일 수 있다. 상기 에폭시 당량 조건에서 기계적 강도 및 기재와의 부착성이 우수할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 제1 에폭시 수지는 노볼락형 에폭시수지 및 비스페놀형 에폭시수지를 1:0.8~1:2 중량비로 포함할 수 있다. 상기 함량범위로 포함시, 상기 프라이머층의 기재와의 부착성, 내열성 및 내화학성이 우수할 수 있다.
예를 들면, 비스페놀형 에폭시 수지로, 비스페놀 F형의 에폭시 수지를 포함할 수 있다. 상기 비스페놀 F형 에폭시 수지를 포함시, 상기 프라이머층 코팅제 구성 성분들과 상용성이 우수하며, 내구성 등의 기계적 강도 및 기재와의 부착성이 우수할 수 있다. 예를 들면 상기 비스페놀 F형 에폭시 수지는 에폭시 당량이 150~200g/eq이고, 25℃에서 측정된 점도가 1,500~6,000cps 일 수 있다. 상기 에폭시 당량 및 점도 조건에서 상기 프라이머층의 기계적 강도가 우수하고, 작업성 및 가공성이 우수할 수 있다.
예를 들면 상기 노볼락 에폭시 수지는 페놀노볼락형 에폭시 수지를 포함할 수 있다. 상기 페놀 노블락 에폭시 수지는 에폭시 당량이 150~200g/eq이고, 25℃에서 측정된 점도가 1,500~6,000cps 일 수 있다. 상기 에폭시 당량 및 점도 조건에서 상기 프라이머층의 기계적 강도가 우수하고, 작업성 및 가공성이 우수할 수 있다.
상기 제1 에폭시 수지는 상기 주제 전체중량에 대하여 30~60 중량% 포함된다. 상기 제1 에폭시 수지를 30 중량% 미만으로 포함시 본 발명의 내화학성 및 기계적 강도가 저하되며, 60 중량%를 초과하여 포함시 본 발명의 층간 부착성이 저하될 수 있다.
제1 아크릴 수지
상기 제1 아크릴 수지는 본 발명의 프라이머층의 가교밀도를 향상시켜, 내수성, 방식성 및 내식성을 향상시키는 목적으로 포함된다. 상기 제1 아크릴 수지는, 아크릴계 단량체를 공지된 방법으로 중합하여 제조할 수 있다. 예를 들면 상기 제1 아크릴 수지는, 아크릴계 단량체를 유기용제에 투입하고, 중합개시제를 첨가하여, 2~5시간 동안 중합 반응시켜 제조할 수 있다.
상기 아크릴계 단량체로는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 이소프로필 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, t-부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, t-부틸 메타크릴레이트, 매크로 니트릴, 메타크로 니트릴, 사이클로헥실 메타크릴레이트, 아크릴산, 타크릴산, 하이드록실 메타크릴레이트, 하이드록실 에틸 아크릴레이트,하이드록실 프로필 메타크릴레이트 및 하이드록실 프로필 아크릴레이트 중 하나 이상 포함할 수 있다.
상기 유기용제는 n-헵탄, 톨루엔, 크실렌, 석유계 화합물 및 n-헥산 등의 비극성 용제, 에틸 아세테이트, n-부틸아세테이트, 이소부틸 아세테이트, 에틸렌글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 디베이직 에스테르, 3-메톡시 부틸 아세테이트, 아밀 아세테이트, 부틸글리콜 아세테이트, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 아세톤 중 하나 이상 포함할 수 있다.
상기의 중합반응을 수행하기 위해서는 중합개시제가 사용되는데, 중합개시제로는 아조비스 이소부틸로니트릴, 벤조일 퍼옥사이드, 디-t-부틸 퍼옥사이드, t-부틸 퍼벤조에이트, 메틸 에틸 케톤 퍼옥사이드, p-메탄 하이드로퍼옥사이드, 디-t-부틸 퍼옥사이드, 1,1-비스(t-부틸 퍼옥시)-3,3,5-트리메틸 사이클로헥산, 라우로일 퍼옥사이드, 디이소프로필 퍼옥시디카보네이트, 3,5,5-트리메틸 헥사노일 퍼옥사이드, 디-2-에틸헥실 퍼옥시디카보네이트, t-부틸 퍼옥시아세테이트, t-부틸 퍼옥시피바레이트, t-부틸 퍼옥시아세테이트, 큐밀 퍼옥시네오디카보네이트, t-부틸 퍼옥실 2-에틸 헥사노에이트 및 t-부틸 퍼옥시벤조에이트 중 하나 이상 사용할 수 있다.
일 구체예에서 상기 제1 아크릴 수지는 중량평균분자량(Mw)이 3,000 내지 80,000 g/mol일 수 있다. 상기 중량평균분자량 조건에서 내식성, 내구성 및 내화학성이 우수할 수 있다. 일 구체예에서 상기 제1 아크릴 수지의 산가는, 40~60mgKOH/g일 수 있다. 상기 산가 범위에서 본 발명의 내화학성과, 프라이머 코팅제의 혼합성 및 작업성이 우수할 수 있다.
상기 제1 아크릴 수지는 상기 주제 전체중량에 대하여 10~40 중량% 포함된다. 상기 제1 아크릴 수지를 10 중량% 미만으로 포함시 프라이머층의 내수성 및 내식성이 저하되며, 상기 제1 아크릴 수지를 40 중량% 초과하여 포함시 상용성 및 혼합성이 저하되어, 프라이머층의 내구성 및 기계적 강도가 저하될 수 있다.
규산염 화합물
상기 규산염 화합물은 프라이머층의 부착성 및 기계적 강도를 확보하며, 본 발명의 조성물 구성 성분의 바인딩 역할을 할 수 있다. 상기 규산염 화합물은 소듐실리케이트(sodium silicate), 포타슘실리케이트(potassium silicate) 및 리튬실리케이트(lithium silicate) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 규산염 화합물은 상기 주제 전체중량에 대하여 3~10 중량% 포함된다. 상기 규산염 화합물을 3 중량% 미만 포함시 프라이머층의 혼합성 및 밀착성이 저하되고, 10 중량%를 초과하여 포함시 방식성 및 내수성이 저하될 수 있다.
실란 커플링제
상기 실란 커플링제는 상기 프라이머층의 구성 성분을 배합시, 혼합성을 향상시키고 기재와 도막 사이의 부착성을 증진시키는 목적으로 포함된다.
일 구체예에서 상기 실란커플링제로는 에폭시 함유 실란, 아민기 함유 실란, 및 머캅토 함유 실란 등을 사용할 수 있다. 에폭시 함유 실란으로는 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)-에틸트리메톡시실란, γ-글리시독시트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란 및 γ-글리시독시프로필트리에톡시실란 등을 포함할 수 있다. 상기 아민기 함유 실란으로는 N-2-(아미노에틸)-3-아미토프로필메틸디메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-트리에톡시실리-N-(1,3-디메틸뷰틸리덴)프로필아민, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란 등을 사용할 수 있다. 상기 머캅토 함유 실란으로는 3-머캅토프로필메틸디메톡시실란 및 3-머캅토프로필트리에톡시실란 등을 포함할 수 있다.
상기 실란커플링제는 상기 주제 전체중량에 대하여 1~8 중량% 포함된다. 상기 실란커플링제를 1 중량% 미만으로 포함시 기재와의 밀착성이 저하되고, 프라이머 코팅제 성분의 상용성 및 혼합성이 저하되어 내구성 등 기계적 강도가 저하되며, 8 중량%를 초과하여 포함시 상기 프라이머층의 내구성이 저하될 수 있다.
난연제
상기 난연제는 내열성 및 난연성을 확보하기 위해 포함된다. 상기 난연제는 인계 난연제, 브롬계 난연제 및 금속 수산화물계 난연제 중 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 인계 난연제는 트리페닐포스페이트(triphenyl phosphate), 트리알킬페닐포스페이트(trialkylphenyl phosphate), 트리크레실포스페이트(tricrecylphosphate), 프로필레이티드트리페닐포스페이트(propylated triphenylphosphate), 부틸레이티드트리페닐포스페이트(butylated triphenyl phosphate), 트리에틸포스페이트(triethylphosphate), 트리부틸포스페이트(tributyl phosphate), 레소시놀디포스페이트(resorcinoldiphosphate), 비스페놀디포스페이트(bisphenoldiphosphate), 디메틸메틸포스포네이트(dimethyl methyl phosphonate), 폴리포스페이트에스터(polyphosphate ester), 올리고머릭오가노포스페이트(oligomeric organophosphate), 에틸피로카데콜포스페이트, 디피로카데콜바이포스페이트, 폴에틸에틸렌옥시포스페이트(polyethylene ethyleneoxy phosphate), 메틸네오펜틸포스페이트(methylneopentylphosphate), 펜타에리스리톨디에틸포스페이트(pentaeritritoldiethylphosphate), 펜타에리스리톨 디페닐포스페이트(pentaeritritoldiphenylphosphate), 메틸네오펜틸포스포네이트(methylneopentylphosphonate), 및 디사이크로펜틸디포스페이트 (dicyclopentyldiphosphate) 중 하나 이상 포함할 수 있다.
상기 브롬계 난연제로는 헥사브로모디페닐 옥사이드(hexabromodiphenyl oxide), 펜타브로모디페닐 옥사이드(pentabromodiphenyl oxide), 테트라브로모디페닐옥사이드(tetrabromodiphenyl oxide), 트리브로모디페닐 옥사이드(tribromodiphenyl oxide), 트리브로모페녹시 에탄(tribromophenoxy ethane), 테트라브로모비스페놀 에이(tetrabromobisphenol A, TBBA), 옥타브로모디페닐 에테르(octabromodiphenyl ether, OBDPE), 데클로란 플러스(Dechlorane Plus®) 등을 포함할 수 있다.
상기 금속 수산화물계 난연제는 수산화 마그네슘(Mg(OH)2), 수산화 알루미늄(Al(OH)3) 및 수산화 칼슘(Ca(OH)2) 중 하나 이상 포함할 수 있다.
상기 난연제는 상기 주제 전체중량에 대하여 3~15 중량% 포함될 수 있다. 상기 난연제를 3 중량% 미만으로 포함시 프라이머층의 난연성이 저하되며, 15 중량%를 초과하여 포함시 상기 프라이머층의 내구성 및 기계적 강도가 저하될 수 있다.
첨가제
상기 첨가제는 가교제, 소포제, 안료, 광안정제 및 산화방지제 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 상기 주제 전체중량에 대하여 0.1~8 중량% 포함된다. 상기 첨가제를 8 중량% 초과하여 포함시 프라이머층의 기계적 물성이 저하될 수 있다.
아민계 경화제
상기 아민계 경화제로는 지환족 아민계 경화제, 방향족 아민계 경화제 및 지방족 아민계 경화제 등을 포함할 수 있다.
상기 지환족 아민계 경화제는 4,4‘-메틸렌비스시클로헥산아민(4,4’-methylenebiscyclohexanamine), 1,2-디아미노시클로헥산(1,2-diaminocyclohexane, DACH) 및 이소포론디아민(isophoronediamine, IPDA) 중 하나 이상 포함할 수 있다.
구체예에서 상기 지환족 아민계 경화제는 활성수소 당량이 65g/eq 내지 95/eq이고, 25℃에서 점도가 30cps 내지 3,000cps이고, 아민가는 200mgKOH/g 내지 550mgKOH/g일 수 있다. 상기 점도, 아민가 및 활성 수소당량 조건을 적용시, 에폭시 수지의 용이한 경화가 가능하여, 프라이머층의 내구성 등의 기계적 강도가 우수할 수 있다.
상기 지방족 아민계 경화제는 디에틸트리아민(diethyltriamine, DETA), 트리에틸테트라민(triethyltetramine, TETA), 테트라에틸렌 펜타민(tetraethylene pentamine, TEPA), 펜타에틸렌 헥사민(pentaethylene hexamine, PEHA), 에틸렌 디아민(ethylene diamine, EDA), 디에틸아미노 프로필 아민(diethylamino propyl amine, DEAPA) 및 아미노에틸피페라진(aminoethyl piperazine, AEP) 중 하나 이상 포함할 수 있다.
지방족 아민계 경화제는 활성수소 당량이 65g/eq 내지 80g/eq이고, 25℃에서 점도가 30cps 내지 3,000cps이고, 아민가는 380mgKOH/g 내지 550mgKOH/g일 수 있다. 상기 점도, 아민가 및 활성 수소당량 조건을 적용시, 에폭시 수지의 용이한 경화가 가능하여, 프라이머층의 내구성 등의 기계적 강도가 우수할 수 있다.
상기 방향족 아민계 경화제는 메틸렌 디아닐린(methylene dianiline, MDA), 메타-페닐렌디아민(meta-phenylenediamine, MPDA) 및 디아미노 디페닐 술폰(diamino diphenyl sulfone,DDS) 등을 포함할 수 있다.
구체예에서 상기 아민계 경화제는 상기 주제 100 중량부에 대하여 10~50 중량부 포함된다. 상기 아민계 경화제를 10 중량부 미만으로 포함시, 상기 에폭시 수지의 경화가 용이하게 이루어지지 않아 프라이머층의 기계적 물성이 저하되며, 50 중량부를 초과하여 포함시, 본 발명의 프라이머층과 기재와의 부착성과, 내구성 등의 기계적 물성이 오히려 저하될 수 있다. 예를 들면 10~20 중량부 포함될 수 있다. 다른 예를 들면 15~20 중량부 포함될 수 있다.
물
상기 물은 본 발명에서 프라이머 코팅제 구성 성분의 혼합성 및 작업성을 부여하는 목적으로 포함된다. 상기 물은 탈이온수를 사용할 수 있다. 상기 물은 상기 주제 100 중량부에 대하여 50~500 중량부 포함된다. 상기 물을 50 중량부 미만으로 포함시 혼합성 및 성형성이 저하되며, 500 중량부를 초과하여 포함시 프라이머 코팅제의 경화 시간이 지나치게 지연되어 작업성이 저하되며, 프라이머층의 내구성 또는 부착성이 저하될 수 있다.
(S20) 제1 모르타르층 형성단계
상기 단계는 프라이머층의 표면에 제1 모르타르 코팅제를 도포 및 건조하여 제1 모르타르층을 형성하는 단계이다. 상기 제1 모르타르 코팅제는 제2 에폭시 수지 30~50 중량%, 제2 아크릴 수지 10~30 중량%, 규산염 화합물 3~10 중량%, 실란 커플링제 1~8 중량%, 금속혼합물 3~10 중량%, 난연제 5~25 중량% 및 첨가제 0.1~8 중량%를 포함하는 주제 100 중량부; 아민계 경화제 15~60 중량부; 시멘트 25~40 중량%, 알루미나(Al2O3) 10~30 중량%, 규사 20~40 중량%, 실리카(silica) 1~5 중량%, 팽창제 0.1~5 중량% 및 첨가제 0.1~8 중량%를 포함하는 보강제 100~450 중량부; 및 물 100~500 중량부;를 포함한다. 예를 들면, 상기 제1 모르타르 코팅제를 상기 프라이머층의 표면에 도포한 다음, 20~60℃에서 1~24시간 동안 건조하여 제1 모르타르층을 형성할 수 있다.
제1 모르타르 코팅제
주제
제2 에폭시 수지
상기 제2 에폭시 수지는 전술한 제1 에폭시 수지와 동일한 성분을 사용할 수 있다. 일 구체예에서 상기 제2 에폭시 수지는 1 분자 중에 적어도 2개 이상의 에폭시기를 가지며, 에폭시 당량이 150~500 g/eq 일 수 있다. 상기 에폭시 당량 조건에서 기계적 강도 및 기재와의 부착성이 우수할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 제2 에폭시 수지는 노볼락형 에폭시수지 및 비스페놀형 에폭시수지를 1:0.8~1:2 중량비로 포함할 수 있다. 상기 함량범위로 포함시, 상기 프라이머층, 우레탄 코팅층과 제1 모르타르층 사이의 부착성, 내열성 및 내화학성이 우수할 수 있다.
상기 제2 에폭시 수지는 상기 주제 전체중량에 대하여 30~50 중량% 포함된다. 상기 제2 에폭시 수지를 30 중량% 미만으로 포함시 본 발명의 내화학성 및 기계적 강도가 저하되며, 50 중량%를 초과하여 포함시 본 발명의 층간 부착성이 저하될 수 있다.
제2 아크릴 수지
상기 제2 아크릴 수지는 전술한 제1 에폭시 수지와 동일한 성분을 사용할 수 있다.
상기 제2 아크릴 수지는 상기 주제 전체중량에 대하여 10~30 중량% 포함된다. 상기 제2 아크릴 수지를 10 중량% 미만으로 포함시 제1 모르타르층의 내수성 및 내식성이 저하되며, 상기 제2 아크릴 수지를 30 중량% 초과하여 포함시 상용성 및 혼합성이 저하되어, 제1 모르타르층의 내구성 및 기계적 강도가 저하될 수 있다.
규산염 화합물
상기 규산염 화합물은 프라이머층의 부착성 및 기계적 강도를 확보하며, 본 발명의 금속 성분 등 조성물 구성 성분의 바인딩 역할을 할 수 있다. 상기 규산염 화합물은, 전술한 프라이머층 성분과 동일한 것을 사용할 수 있다.
상기 규산염 화합물은 상기 주제 전체중량에 대하여 3~10 중량% 포함된다. 상기 규산염 화합물을 3 중량% 미만 포함시 제1 모르타르층의 혼합성 및 밀착성이 저하되고, 10 중량%를 초과하여 포함시 방식성 및 내수성이 저하될 수 있다.
실란 커플링제
상기 실란 커플링제는 상기 제1 모르타르층의 수지 성분과, 금속혼합물 등의 성분을 배합시, 혼합성을 향상시키고 프라이머층과 제1 모르타르층 사이의 부착성을 증진시키는 목적으로 포함된다. 상기 실란 커플링제는 전술한 프라이머층의 구성 성분과 동일한 것을 사용할 수 있다.
상기 실란커플링제는 상기 주제 전체중량에 대하여 1~8 중량% 포함된다. 상기 실란커플링제를 1 중량% 미만 포함시 제1 모르타르층의 혼합성 및 밀착성이 저하되고, 8 중량%를 초과하여 포함시 제1 모르타르층의 내구성 및 기계적 강도가 저하될 수 있다.
금속혼합물
상기 금속혼합물은 본 발명의 방식성, 부착성을 향상시키면서, 항균성을 확보하기 위한 목적으로 포함된다. 상기 금속혼합물은 나노실버(nanosilver), 산화몰리브덴(MoO3) 및 산화게르마늄(GeO2)을 포함한다.
상기 나노실버는 본 발명의 방식성 및 항균성을 확보하기 위한 목적으로 포함된다. 상기 나노실버는 0.1~500nm 크기의 실버 입자를 사용할 수 있다. 또한, 상기 산화몰리브덴 및 산화게르마늄의 크기는 1~200㎛일 수 있다. 상기 범위에서 본 발명의 혼합성 및 방식성과, 도막 밀착성이 우수할 수 있다. 한편, 상기 “크기”는, 상기 금속혼합물 구성 성분의 최대 길이이다.
상기 금속혼합물은 상기 주제 전체중량에 대하여 3~10 중량% 포함된다. 상기 금속혼합물을 3 중량% 미만으로 포함시 항균성을 확보하기 어려우며, 10 중량%를 초과하여 포함시 상기 제1 모르타르층의 기계적 강도가 저하되며, 제1 모르타르 코팅제의 혼합성 및 작업성이 저하될 수 있다.
일 구체예에서 상기 금속혼합물은 나노실버(nanosilver), 산화몰리브덴 및 산화게르마늄을 1:3~10:5~20 중량비로 포함할 수 있다. 상기 범위로 포함시 상기 금속혼합물 구성 성분 사이의 예측할 수 없는 상승효과가 발생하여 항균성, 작업성, 방청성 및 부착성이 모두 우수할 수 있다.
난연제
상기 난연제는 내열성 및 난연성을 확보하기 위해 포함된다. 상기 난연제는 인계 난연제, 브롬계 난연제 및 금속 수산화물계 난연제 중 하나 이상 포함할 수 있다.
상기 난연제는 상기 주제 전체중량에 대하여 5~25 중량% 포함될 수 있다. 상기 난연제를 5 중량% 미만으로 포함시 제1 모르타르층의 내열성 및 난연성이 저하되며, 25 중량%를 초과하여 포함시 상기 제1 모르타르층의 내구성 및 기계적 강도가 저하될 수 있다.
첨가제
상기 첨가제는 가교제, 소포제, 안료, 광안정제 및 산화방지제 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 상기 주제 전체중량에 대하여 0.1~8 중량% 포함된다. 상기 첨가제를 8 중량% 초과하여 포함시 제1 모르타르층의 기계적 물성이 저하될 수 있다.
보강제
상기 보강재는 포틀랜드 시멘트 25~55 중량%, 알루미나 시멘트 5~15 중량%, 규사 20~45 중량%, 알루미나 1~10 중량% 및 팽창제 0.1~5 중량%를 포함한다.
포틀랜드 시멘트
상기 포틀랜드 시멘트는 상기 보강제 전체중량에 대하여 25~50 중량% 포함된다. 상기 포틀랜드 시멘트를 25 중량% 미만으로 포함시 상기 제1 모르타르층 형성시, 초기강도 발현이 어렵고, 내염수성 및 내부식성이 저하되며, 50 중량%를 초과하여 포함시 작업성 및 기계적 강도가 저하될 수 있다.
알루미나 시멘트
상기 알루미나 시멘트는 상기 제1 모르타르층 형성시 초기 강도를 발현하기 위한 목적으로 포함된다. 상기 알루미나 시멘트는 상기 보강제 전체중량에 대하여 5~15중량% 포함된다. 상기 알루미나 시멘트를 5 중량% 미만으로 포함시 초기 강도 발현 및 내구성능 발현이 미미하며, 15 중량%를 초과하는 경우 작업성 및 내화학성이 저하될 수 있다.
규사
상기 규사는 실리카(Silia) 성분을 90 중량% 이상으로 포함하는 모래이며, 상기 규사는 평균크기가 0.1~3mm인 것을 사용할 수 있다. 상기 규사는 상기 보강제 전체중량에 대하여 20~45 중량% 포함된다. 상기 규사를 20 중량% 미만으로 포함시 제1 모르타르층의 내구성이 저하되며, 45 중량%를 초과하여 포함시 제1 모르타르층의 혼합성 및 작업성이 저하될 수 있다.
알루미나
상기 알루미나(Al2O3)는 강도 및 내마모성을 개선하기 위해 포함된다. 상기 알루미나는 상기 보강제 전체중량에 대하여 1~10 중량% 포함된다. 상기 알루미나를 1 중량% 미만으로 포함시 강도 및 내마모성 개선효과가 미미하고, 10 중량%를 초과하여 포함시 상기 제1 모르타르층 형성시 혼합성 및 내화학성이 저하될 수 있다.
팽창제
상기 팽창제는 상기 제1 모르타르층의 수축 및 균열을 방지하고, 경화속도를 향상시키는 목적으로 포함된다. 상기 팽창제는, 마그네슘 설포알루미네이트 및 칼슘 설포알루미네이트 중 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 팽창제는 상기 보강제 전체중량에 대하여 0.1~5 중량% 포함된다. 상기 팽창제를 0.1 중량% 미만으로 포함시 상기 제1 모르타르층의 내균열성이 저하되고, 5 중량%를 초과하여 포함시, 경화속도 조절이 어려워 작업성이 저하되며, 상기 제1 모르타르층의 강도가 저하될 수 있다.
상기 보강제는 상기 주제 100 중량부에 대하여, 100~450 중량부 포함된다. 상기 보강제를 100 중량부 미만으로 포함시 상기 제1 모르타르층의 내구성을 확보하기 어려우며, 450 중량부를 초과하여 포함시 도막 부착성 및 내화학성이 저하될 수 있다.
아민계 경화제
상기 아민계 경화제로는 지환족 아민계 경화제, 방향족 아민계 경화제 및 지방족 아민계 경화제 등을 포함할 수 있다. 상기 아민계 경화제는 전술한 바와 동일한 종류의 것을 사용할 수 있다.
구체예에서 상기 아민계 경화제는 상기 주제 100 중량부에 대하여 15~60 중량부 포함된다. 상기 아민계 경화제를 15 중량부 미만으로 포함시, 상기 제1 모르타르 코팅제 중 에폭시 수지의 경화가 용이하게 이루어지지 않아 제1 모르타르층의 기계적 물성이 저하되며, 50 중량부를 초과하여 포함시, 본 발명 도막 사이의 부착성과, 내구성 등의 기계적 물성이 오히려 저하될 수 있다. 예를 들면 10~20 중량부 포함될 수 있다. 다른 예를 들면 15~20 중량부 포함될 수 있다.
물
상기 물은 본 발명에서 제1 모르타르 코팅제 구성 성분의 혼합성 및 작업성을 부여하는 목적으로 포함된다. 상기 물은 탈이온수를 사용할 수 있다. 상기 물은 상기 주제 100 중량부에 대하여 100~500 중량부 포함된다. 상기 물을 100 중량부 미만으로 포함시 혼합성 및 성형성이 저하되며, 500 중량부를 초과하여 포함시 제1 모르타르 코팅제의 경화 시간이 지나치게 지연되어 작업성이 저하되며, 제1 모르타르층의 내구성 또는 부착성이 저하될 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 중성화 및 염해 등의 각종 열화요인에 의하여 소정 깊이까지 콘크리트 구조물의 내구성 저하가 발생되었으나, 상기 콘크리트 구조물의 단면 내부에 존재하는 철근까지는 열화가 진행되지 않은 상태의 기설 콘크리트 구조물에 대한 보수방법에 관한 것이다.
상기 보수방법은 (S11) 콘크리트 구조물의 보수 대상 부위의 이물질을 제거한 다음, 그라인딩(grinding), 치핑(chipping) 및 500bar 이상의 고압수 세척하여 전처리하는 단계; (S21) 상기 전처리된 콘크리트 구조물의 보수 대상 부위에 제1 혼합물을 도포 및 건조하여 표면강화층을 형성하는 단계; 및 (S31) 상기 표면강화층의 표면에 제2 혼합물을 도포 및 건조하여 염해방지층;을 형성하는 단계;를 포함한다.
상기 제1 혼합물은 제1 에폭시 수지 30~60 중량%, 제1 아크릴 수지 10~40 중량%, 규산염 화합물 3~10 중량%, 실란 커플링제 1~8 중량%, 난연제 3~15 중량% 및 첨가제 0.1~8 중량%를 포함하는 주제 100 중량부; 아민계 경화제 100 중량부; 및 물 200 중량부;를 포함한다. 상기 제1 혼합물에 포함되는 주제, 경화제 및 물은 전술한 프라이머 코팅제와 동일한 성분을 사용할 수 있다. 상기 주제, 경화제 및 물 함량으로 적용시, 작업성이 우수하고 콘크리트 구조물 표면의 중성화 및 내염해성이 우수하고, 상기 콘크리트 구조물의 보수 대상 부위와, 상기 표면강화층 및 상기 염해방지층 사이의 부착강도가 우수할 수 있다.
상기 제2 혼합물은 제2 에폭시 수지 30~50 중량%, 제2 아크릴 수지 10~30 중량%, 규산염 화합물 3~10 중량%, 실란 커플링제 1~8 중량%, 금속혼합물 3~10 중량%, 난연제 5~25 중량% 및 첨가제 0.1~8 중량%를 포함하는 주제 100 중량부; 아민계 경화제 100 중량부; 포틀랜드 시멘트 25~50 중량%, 알루미나 시멘트 5~15 중량%, 규사 20~45 중량%, 알루미나 1~10 중량% 및 팽창제 0.1~5 중량%를 포함하는 보강제 600 중량부; 및 물 200 중량부;를 포함하며, 상기 금속혼합물은 나노실버(nanosilver), 산화몰리브덴 및 산화게르마늄을 포함한다. 상기 제2 혼합물에 포함되는 주제, 경화제 및 물과 보장제는, 전술한 제1 모르타르 코팅제와 동일한 성분을 사용할 수 있다. 상기 함량의 제2 혼합물을 적용시, 작업성이 우수하고 콘크리트 구조물 표면의 중성화 및 내염해성과 기계적 강도가 우수할 수 있다.
본 발명의 콘크리트 구조물 보수방법을 적용시 도막의 내구성, 방청성, 내부식성 및 내화학성이 우수하고, 항균성, 내수성, 내광성이 우수하며, 도막의 탄성 및 유연성이 우수하고, 기재 및 도막층 사이의 부착성이 우수하며, 작업성이 우수하며, 내열성, 난연성과 강성 등의 기계적 물성이 우수할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
실시예 및 비교예
상기 실시예 및 비교예에 사용된 성분은 하기와 같다.
(1) 프라이머 코팅제
(A) 제1 에폭시 수지: 에폭시 당량이 185g/eq인 노볼락형 에폭시수지 및 에폭시 당량이 160g/eq인 비스페놀형 에폭시수지를 1:1 중량비로 포함하는 에폭시 수지를 사용하였다.
(B) 제1 아크릴 수지: 중량평균 분자량: 20,000g/mol이며, 산가 40~60mgKOH/g인 아크릴계 수지를 사용하였다.
(C) 규산염 화합물: 리튬실리케이트 및 소듐실리케이트를 포함하는 규산염 화합물을 사용하였다.
(D) 실란 커플링제: γ-글리시독시프로필트리메톡시실란을 사용하였다.
(E) 난연제: (E1) 인계 난연제(트리페닐포스페이트(triphenyl phosphate))를 사용하였다. (E2) 브롬계 난연제(에탄-1,2-비스(펜타브로모페닐))를 사용하였다.
(F) 첨가제: (F1) 산화방지제를 사용하였다. (F2) 소포제를 사용하였다. (F3) 광안정제를 사용하였다.
(G) 아민계 경화제: 트리메틸헥사메틸렌디아민을 사용하였다.
(H) 물: 탈이온수를 사용하였다.
(2) 제1 모르타르 코팅제
(A) 제2 에폭시 수지: 에폭시 당량이 185g/eq인 노볼락형 에폭시수지 및 에폭시 당량이 160g/eq인 비스페놀형 에폭시수지를 1:1 중량비로 포함하는 에폭시 수지를 사용하였다.
(B) 제2 아크릴 수지: 중량평균 분자량: 20,000g/mol이며, 산가 40~60mgKOH/g인 아크릴계 수지를 사용하였다.
(C) 규산염 화합물: 리튬실리케이트 및 소듐실리케이트를 포함하는 규산염 화합물을 사용하였다.
(D) 실란 커플링제: γ-글리시독시프로필트리메톡시실란을 사용하였다.
(E) 금속혼합물: (E1) 평균 크기가 100nm인 나노실버(nanosilver)를 사용하였다. (E2) 평균 크기가 300㎛인 산화몰리브덴(MoO3)을 사용하였다. (E3) 평균 크기가 300㎛인 산화게르마늄(GeO2)을 사용하였다.
(F) 난연제: (F1) 인계 난연제(트리페닐포스페이트(triphenyl phosphate))를 사용하였다. (F2) 브롬계 난연제(에탄-1,2-비스(펜타브로모페닐))를 사용하였다.
(G) 첨가제: (G1) 산화방지제를 사용하였다. (G2) 소포제를 사용하였다. (G3) 광안정제를 사용하였다.
(H) 아민계 경화제: 트리메틸헥사메틸렌디아민을 사용하였다.
(I) 보강제: 포틀랜드 시멘트 43 중량%, 알루미나 시멘트 10 중량%, 규사 40 중량%, 알루미나(Al2O3) 6 중량% 및 팽창제 1 중량%를 포함하는 보강제를 사용하였다.
(J) 물: 탈이온수를 사용하였다.
실시예 1~2
열화 및 균열이 발생하여, 철근이 외부로 노출된 콘크리트 구조물의 보수 대상 부위에 대하여 보수 작업을 실시하였다.
(1) 전처리: 상기 보수 대상 부위의 이물질을 제거한 다음, 그라인딩(grinding), 치핑(chipping) 및 500bar 이상의 고압수로 세척하여 절단면을 형성하였고, 노출된 철근의 녹을 제거한 다음, 방청코팅제를 도포하여 전처리하였다.
(2) 프라이머층 형성: 하기 표 1과 같은 성분 및 함량의 주제, 아민계 경화제 및 물을 포함하는 프라이머 코팅제를 상기 보수 대상 부위에 도포하고, 상온에서 건조하여 프라이머층을 형성하였다.
(3) 제1 모르타르층 형성: 하기 표 2와 같은 성분 및 함량의 주제, 아민계 경화제, 보강제 및 물을 포함하는 제1 모르타르 코팅제를 상기 프라이머층의 표면에 도포하고, 상온에서 건조하여 제1 모르타르층을 형성하였다.
비교예 1~4
열화 및 균열이 발생하여, 철근이 외부로 노출된 콘크리트 구조물의 보수 대상 부위에 대하여 보수 작업을 실시하였다.
(1) 전처리: 상기 보수 대상 부위의 이물질을 제거한 다음, 그라인딩(grinding), 치핑(chipping) 및 500bar 이상의 고압수로 세척하여 절단면을 형성하였고, 노출된 철근의 녹을 제거한 다음, 방청코팅제를 도포하여 전처리하였다.
(2) 프라이머층 형성: 하기 표 1과 같은 성분 및 함량의 주제, 아민계 경화제 및 물을 포함하는 프라이머 코팅제를 상기 보수 대상 부위에 도포하고, 상온에서 건조하여 프라이머층을 형성하였다.
(3) 제1 모르타르층 형성: 상기 실시예 1과 동일한 제1 모르타르 코팅제를 상기 프라이머층의 표면에 도포하고, 상온에서 건조하여 제1 모르타르층을 형성하였다.
비교예 5~8
열화 및 균열이 발생하여, 철근이 외부로 노출된 콘크리트 구조물의 보수 대상 부위에 대하여 보수 작업을 실시하였다.
(1) 전처리: 상기 보수 대상 부위의 이물질을 제거한 다음, 그라인딩(grinding), 치핑(chipping) 및 500bar 이상의 고압수로 세척하여 절단면을 형성하였고, 노출된 철근의 녹을 제거한 다음, 방청코팅제를 도포하여 전처리하였다.
(2) 프라이머층 형성: 상기 실시예 1과 동일한 프라이머 코팅제를 상기 보수 대상 부위에 도포하고, 상온에서 건조하여 프라이머층을 형성하였다.
(3) 제1 모르타르층 형성: 하기 표 2의 성분 및 함량을 적용한 제1 모르타르 코팅제를 상기 프라이머층의 표면에 도포하고, 상온에서 건조하여 제1 모르타르층을 형성하였다.
Figure 112018023319517-pat00001
(상기 표 1에서 상기 (G) 및 (H)는, 상기 (A) 내지 (F) 성분의 합 100 중량부에 대한 함량(중량부)임).
Figure 112018023319517-pat00002
(상기 표 2에서 상기 (H), (I) 및 (J)는, 상기 (A) 내지 (G) 성분의 합 100 중량부에 대한 함량(중량부)임).
물성평가
상기 실시예 1~2 및 비교예 1~8에 의해 보수된 콘크리트 구조물의 물성을 하기와 같이 평가하였다.
(1) 방식성 시험(염수분무 폭로시험): 상기 실시예 1~2 및 비교예 1~8의 시편을 KS D 9502에 따라 5 중량% 농도의 NaCl 수용액이 35℃로 분사되는 솔트스프레이에 넣어 폭로시켜 1,000 시간이 경과하는 동안의 프라이머층 및 제1 모르타르층의 도막 상태를 조사하여, 발청 여부를 평가하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
(2) 압축강도, 휨강도 및 부착강도 시험: KS F 4042 규격에 의거하여, 상기 실시예 1~2 및 비교예 5~8의 콘크리트 기재와 프라이머층 및 제1 모르타르층의 압축강도, 휨강도 및 부착강도를 측정하여 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
(3) 항균성 시험: KICM-FIR-1002법에 의거하여, 상기 실시예 1~2 및 비교예 1~8에 대하여 항균성 시험을 실시하였다. 실시예 및 비교예 시편을 20 X 30 X 3mm로 준비하고, 대장균(Escherichia coli) ATCC 25922과 녹농균(Pseudomonas aeruginosa) ATCC 15442에 대한 항균성을 평가하였다. 이때, 세균 감소율을 KICM-FIR-1002 시험방법에 의해 측정하여 하기 표 5에 나타내었다(◎: 우수 ○: 양호 △: 보통 ×: 불량).
(4) 내화학성(내산성) 시험: 상기 실시예 1~2 및 비교예 1~8의 제1 모르타르층 형성 28일 경과 후, 내산성 시험을 실시하였다. 30% 농도의 황산 용액을 실시예 및 비교예 시편에 매일 1시간 동안 처리한 다음, 상기 제1 모르타르층의 손상 여부를 60일 동안 관찰하여 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다. 표면 손상이 발생하기 시작한 경과일을 나타내었으며, 60일이 경과한 후에도 제1 모르타르층이 손상되지 않은 경우 “없음”으로 나타내었다.
(5) 내연성: KS F 2271 규정에 근거하여, 실시예 및 비교예 시편의 불연성 여부를 판정하여 합격, 불합격으로 판정하였다.
Figure 112018023319517-pat00003
Figure 112018023319517-pat00004
Figure 112018023319517-pat00005
상기 표 3 내지 표 5의 결과를 참조하면, 본 발명의 실시예 1~2의 경우, 방식성, 내화학성이 우수하였으며, 제1 모르타르층의 초기강도가 우수하고, 기계적 강도, 항균성 및 내연성이 우수함을 알 수 있었다. 반면, 본 발명의 프라이머층 조성을 벗어난 비교예 1~4 및 본 발명의 제1 모르타르층 조성을 벗어난 비교예 5~8의 경우, 상기 실시예 1, 2보다 방식성이 저하되었으며, 제1 모르타르층의 초기강도를 확보하기 어려웠으며, 압축강도, 휨강도 및 부착강도 등의 기계적 강도 및 내화학성이 저하됨을 알 수 있었다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (4)

  1. 콘크리트 구조물의 보수 대상 부위에 프라이머 코팅제를 도포 및 건조하여 프라이머층을 형성하는 단계; 및
    상기 프라이머층의 표면에 제1 모르타르 코팅제를 도포 및 건조하여 제1 모르타르층을 형성하는 단계;를 포함하며,
    상기 프라이머 코팅제는 제1 에폭시 수지 30~60 중량%, 제1 아크릴 수지 10~40 중량%, 규산염 화합물 3~10 중량%, 실란 커플링제 1~8 중량%, 난연제 3~15 중량% 및 첨가제 0.1~8 중량%를 포함하는 주제 100 중량부; 아민계 경화제 10~50 중량부; 및 물 50~500 중량부;를 포함하고,
    상기 제1 모르타르 코팅제는 제2 에폭시 수지 30~50 중량%, 제2 아크릴 수지 10~30 중량%, 규산염 화합물 3~10 중량%, 실란 커플링제 1~8 중량%, 금속혼합물 3~10 중량%, 난연제 5~25 중량% 및 첨가제 0.1~8 중량%를 포함하는 주제 100 중량부; 아민계 경화제 15~60 중량부; 포틀랜드 시멘트 25~50 중량%, 알루미나 시멘트 5~15 중량%, 규사 20~45 중량%, 알루미나 1~10 중량% 및 팽창제 0.1~5 중량%를 포함하는 보강제 100~450 중량부; 및 물 100~500 중량부;를 포함하며,
    상기 금속혼합물은 나노실버(nanosilver), 산화몰리브덴 및 산화게르마늄을 포함하고,
    상기 제1 에폭시 수지 및 제2 에폭시 수지는, 각각 에폭시 당량이 150~200g/eq인 노볼락형 에폭시수지 및 에폭시 당량이 150~200g/eq인 비스페놀형 에폭시수지를 1:0.8~1:2 중량비로 포함하며,
    상기 첨가제는 가교제, 소포제, 안료, 광안정제 및 산화방지제 중 하나 이상을 포함하고,
    상기 금속혼합물은 나노실버(nanosilver), 산화몰리브덴 및 산화게르마늄을 1:3~10:5~20 중량비로 포함하며,
    상기 난연제는 인계 난연제, 브롬계 난연제 및 금속 수산화물계 난연제 중 하나 이상 포함하되, 인계 난연제 및 브롬계 난연제를 1:2~1:4 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보수방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 프라이머 코팅제를 도포하기 전, 상기 콘크리트 구조물의 보수 대상 부위의 이물질을 제거한 다음, 그라인딩(grinding), 치핑(chipping) 및 500bar 이상의 고압수 세척하여 전처리하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보수방법.
  4. 중성화 및 염해 등의 각종 열화요인에 의하여 소정 깊이까지 콘크리트 구조물의 내구성 저하가 발생되었으나, 상기 콘크리트 구조물의 단면 내부에 존재하는 철근까지는 열화가 진행되지 않은 상태의 기설 콘크리트 구조물에 대한 보수방법으로,
    콘크리트 구조물의 보수 대상 부위의 이물질을 제거한 다음, 그라인딩(grinding), 치핑(chipping) 및 500bar 이상의 고압수 세척하여 전처리하는 단계;
    상기 전처리된 콘크리트 구조물의 보수 대상 부위에 제1 혼합물을 도포 및 건조하여 표면강화층을 형성하는 단계; 및
    상기 표면강화층의 표면에 제2 혼합물을 도포 및 건조하여 염해방지층;을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 제1 혼합물은 제1 에폭시 수지 30~60 중량%, 제1 아크릴 수지 10~40 중량%, 규산염 화합물 3~10 중량%, 실란 커플링제 1~8 중량%, 난연제 3~15 중량% 및 첨가제 0.1~8 중량%를 포함하는 주제 100 중량부; 아민계 경화제 100 중량부; 및 물 200 중량부;를 포함하고,
    상기 제2 혼합물은 제2 에폭시 수지 30~50 중량%, 제2 아크릴 수지 10~30 중량%, 규산염 화합물 3~10 중량%, 실란 커플링제 1~8 중량%, 금속혼합물 3~10 중량%, 난연제 5~25 중량% 및 첨가제 0.1~8 중량%를 포함하는 주제 100 중량부; 아민계 경화제 100 중량부; 포틀랜드 시멘트 25~50 중량%, 알루미나 시멘트 5~15 중량%, 규사 20~45 중량%, 알루미나 1~10 중량% 및 팽창제 0.1~5 중량%를 포함하는 보강제 600 중량부; 및 물 200 중량부;를 포함하며,
    상기 금속혼합물은 나노실버(nanosilver), 산화몰리브덴 및 산화게르마늄을 포함하고,
    상기 제1 에폭시 수지 및 제2 에폭시 수지는, 각각 에폭시 당량이 150~200g/eq인 노볼락형 에폭시수지 및 에폭시 당량이 150~200g/eq인 비스페놀형 에폭시수지를 1:0.8~1:2 중량비로 포함하며,
    상기 첨가제는 가교제, 소포제, 안료, 광안정제 및 산화방지제 중 하나 이상을 포함하고,
    상기 금속혼합물은 나노실버(nanosilver), 산화몰리브덴 및 산화게르마늄을 1:3~10:5~20 중량비로 포함하며,
    상기 난연제는 인계 난연제, 브롬계 난연제 및 금속 수산화물계 난연제 중 하나 이상 포함하되, 인계 난연제 및 브롬계 난연제를 1:2~1:4 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보수방법.
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