KR101864293B1

KR101864293B1 - 강도 및 내구성이 우수한 콘크리트 구조물 보강용 유무기 복합 조성물, 이를 이용한 보강 섬유 메쉬의 제조방법 및 보강 섬유 메쉬와 보수보강용 시멘트 모르타르를 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강공법

Info

Publication number: KR101864293B1
Application number: KR1020180000215A
Authority: KR
Inventors: 강상수
Original assignee: 강상수
Priority date: 2018-01-02
Filing date: 2018-01-02
Publication date: 2018-06-04

Abstract

본 발명은 강도 및 내구성이 우수한 콘크리트 구조물 보강용 유무기 복합 조성물, 이를 이용한 시공성이 우수한 보강 섬유 메쉬의 제조방법 및 콘크리트 구조물의 보수보강공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기능성 충전재와 내구성이 우수한 기능성 결합재를 사용함으로써 강도, 인성, 접착력 및 내구성이 우수하고, 특히 불연성이 우수한 유무기 복합 조성물, 이를 이용한 시공성이 우수한 보강 섬유 메쉬의 제조방법 및 보강 섬유 메쉬와 보수보강용 시멘트 모르타르를 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강공법에 관한 것이다.

Description

강도 및 내구성이 우수한 콘크리트 구조물 보강용 유무기 복합 조성물, 이를 이용한 보강 섬유 메쉬의 제조방법 및 보강 섬유 메쉬와 보수보강용 시멘트 모르타르를 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강공법{Organic-Inorganic Composite Composition For Reinforcing Concrete Structures Having Excellent Strength and Durability, Method For Manufacturing Reinforcing Fiber Mesh Using The Same, And Method For Repairing And Reinforcing Concrete Structures Using The Mesh and The Mortar}

본 발명에서 '콘크리트 구조물'이라 함은 터널, 교량, 공동구 등의 토목구조물, 지하구조물, 학교, 병원, 공공기관 등의 건축구조물, 철근 콘크리트 구조물을 포함하는 의미이다.

최근, 국내에서도 지진에 대한 경각심이 높아지고 있어, 주요 사회기반 시설(교량, 철도, 댐, 터널, 발전소 등)의 내진성능 확보 또는 내진성능 향상 방안이 주목받고 있다. 내진설계가 도입되기 이전에 시공되었거나, 내진설계가 반영되었더라도 그 성능을 향상시킬 목적으로 보수보강하고자 하는 구조물에 있어, 성능을 향상시키기 위해서는 축압축, 휨 및 전단강도 등 내력의 향상뿐만 아니라 휨연성, 전단강성 등과 같은 변형능력을 동시에 향상시켜야 한다.

한편, 우리나라는 이러한 상황을 고려하여 2005년 내진 관련 규정을 현실화함과 동시에 보다 강화된 내진 설계규정을 도입하여 신축 건축물이나 주요 신축 콘크리트 시설물 등에 대해 강제 적용토록 하고 있다. 그러나 강화된 내진 설계규정이 적용되지 않은 기존의 건축물이나 시설물 등은 지진에 대한 고려가 미흡할 뿐 아니라, 사용 년수의 증가로 인한 열화 손상이나 강도 저하 등으로 인해 내진 성능이 취약하여 예상치 못한 지진 등이 발생하는 경우에는 파손이나 붕괴로 인한 직접적인 피해뿐만 아니라, 재건축에 의한 사회, 경제적으로 막대한 손실을 입히게 된다. 특히 학교나 병원 등과 같은 다수사람들이 이용하는 건물의 경우에는 지진 발생시 건물의 붕괴로 인해 막대한 인명 피해가 발생할 우려가 높으며, 또한 주요 전력시설물이나 통신시설 또는 위험물 취급 시설물 등의 경우에는 막대한 경제적 손실은 물론 2차적인 화재 등에 의한 인명 및 재난 손실이 발생될 수 있는 것이다. 따라서 이러한 기존의 주요 건축물이나 콘크리트 시설물 등에 대해서는 내진 평가와 내진 보강 규정을 신설하여 내진 설계기준에 적합하도록 내진 보수 보강을 권장하고 있다.

한편, 내진 보강 공법은 신축 건물에 적용하는 내진 설계 방법과 달리 기존의 건축물 또는 시설물에 보강을 해야 하는 여건상 기존 시설물의 특수성이나 사용환경 또는 경제성을 고려하여 보강 공법의 단순화는 물론 시공 기간을 단축하는 것이 중요시되고 있다.

이와 같이 구조적인 손상을 입은 구조물들은 안전성 확보를 위해 전면 또는 부분적인 보수보강조치가 반드시 필요하며 이러한 문제점을 해결하기 위한 콘크리트 구조물의 보수보강공법으로는, 강재를 에폭시 수지 접착제로 콘크리트 구조물의 외측면에 접착하는 강판접착 보강공법, 일반 보수보강 모르타르, 탄소섬유나 유리섬유와 같은 섬유계열의 보강재를 시트형태, 판형태, 메쉬형태 등으로 제작하여 콘크리트 구조물에 접착하는 보강섬유 접착공법, 에폭시 수지를 저반으로 하여 소정의 첨가물을 선택적으로 첨가하여 제작된 에폭시 패널의 접착공법, 또는 균열부 내로 에폭시 수지를 압입하는 공법 등이 있다.

상기 강판접착 보강공법의 경우 재료 구입 및 확실한 보강 효과 발현 등을 기대할 수 있지만 재료 자체가 중량이므로 운반 및 취급이 용이하지 않고 용접 등 화기사용으로 인한 화재 위험 등의 단점을 가지고 있다.

또한, 상기 일반 보수보강 모르타르에 의한 공법은 구조물의 균일한 강성을 보장하기 어려운 문제가 있다.

또한, 보통의 에폭시 수지를 재료로 하는 에폭시 공법은 에폭시 수지 자체가 가지는 자외선에 대한 저항력이 약하여 외부에 장기간 노출 시 자체의 균열이 발생되며, 지속적인 충격하중이 가해지면 취성반응에 의해 파열되기도 하였다. 특히, 습기가 많은 건물의 지하 또는 유수가 지속적으로 접촉되는 교각과 같이 우수한 방수성을 요구하는 장소의 보수보강 시공에서는 우레탄 등의 재료를 이용하기도 하였으나, 이미 손상된 구조물의 강성을 회복하는 것은 불가하였다.

또한, 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드 섬유, 복합섬유 등을 이용한 보강공법들은 재료 자체의 높은 인장강도, 탄성계수, 재료의 경량에 따른 운반 및 취급이 용이하나, 내화성 및 내화성능이 미흡하여 화제에 취약하다는 문제점을 가지고 있다.

　본 발명은 상기 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 해결 과제는 기능성 충전재와 내구성이 우수한 기능성 결합재를 사용함으로써 강도, 인성, 접착력 및 내구성이 우수하고, 특히 불연성이 우수하여 콘크리트 구조물 내외벽, 고가도로, 교량 구조물, 터널 구조물, 건축 구조물 등의 화학적 침식, 지진, 화재로 인한 콘크리트 구조물의 손상을 방지할 수 있어 이에 사용되는 유지관리 비용을 현저히 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있으며, 유연성이 우수하여 어떠한 형태로도 시공이 가능한 콘크리트 구조물 보강용 유무기 복합 조성물, 이를 이용한 시공성이 우수한 보강 섬유 메쉬의 제조방법 및 콘크리트 구조물의 보수보강공법을 제공함에 있다.

본 발명은, 기능성 결합재 25∼98 중량% 및 기능성 충전재 2∼75 중량%를 포함하는 유무기 복합 조성물로서, 상기 기능성 결합재는, 기능성 결합재의 총 100 중량% 기준으로, 메틸아크릴레이트-아크릴로니트릴 공중합체 40∼96 중량%, 폴리에스테르 1∼20 중량%, 폴리카보네이트 1∼20 중량%, 폴리아미드 1∼20 중량%, 에틸아크릴레이트 0.5∼20 중량%, 및 실리콘 0.5∼20 중량%를 포함하고; 그리고

상기 기능성 충전재는, 기능성 충전재의 총 100 중량% 기준으로, 탄산칼슘 5∼94 중량%, 알루미나 분말 1∼30 중량%, 스텔라이트 1∼30 중량%, 운모 1∼20 중량%, 비트리파이드 1∼20 중량%, 마그네사이트 1∼20 중량%, 탄화규소 0.4∼10 중량%, 수산화알루미늄 0.4∼10 중량%, 및 지르코니아 0.2∼10 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 유무기 복합 조성물을 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시형태는 상기 기능성 결합재가, 기능성 결합재와의 중량 대비 1:0.01∼10의 비율로, 폴리에틸렌글리콜, 플루오르, 염화비닐-초산비닐 또는 폴리설폰 수지를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유무기 복합 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 바람직한 실시형태는 상기 기능성 결합재가 기능성 결합재와의 중량 대비 1:0.01∼5의 비율로 소포제를 더 포함하고, 소포제가 알콜계 소포제, 실리콘계 소포제, 지방산계 소포제, 오일계 소포제, 에스테르계 소포제, 또는 옥시알킬렌계 소포제인 것을 특징으로 하는 유무기 복합 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 실시형태는, 무기 혼화제 24∼60 중량%, 잔골재 5∼70 중량%, 성능 개질제 1∼20 중량% 및 물 5∼25 중량%를 포함하는 보수보강용 시멘트 모르타르 조성물로서, 상기 무기 혼화제는, 무기 혼화제의 총 100 중량% 기준으로, 조강 포틀랜드 시멘트 20∼80 중량%, 마그네슘설포알루미네이트 3∼40 중량%, 고로 슬래그 10∼35 중량%, 비트리파이드 1∼25 중량%, 마그네사이트 1∼25 중량%, 석고 1∼15 중량%, 탄화규소 1∼10 중량%, 황산마그네슘 1∼15 중량%, 벤토나이트 0.5∼10 중량%, 산화알루미늄 0.5∼10 중량%, 지르코니아 0.4∼10 중량%, 친수성 섬유 0.4∼10 중량%, 및 경화 지연제 0.2∼10 중량%를 포함하고; 그리고

상기 성능개질제는, 성능 개질제의 총 100 중량% 기준으로, 메틸메타크릴레이트-염화비닐 공중합체 35∼95 중량%, 메타크릴레이트-염화비닐리덴 4∼45 중량%, 에틸아크릴레이트 0.4∼35 중량%, 에틸렌-프로필렌 공중합체 0.4∼25 중량%, 및 에틸렌-디클로라이드 공중합체 0.2∼25 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 보수보강용 시멘트 모르타르 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 실시형태는 상기 성능 개질제가, 성능 개질제와의 중량 대비, 폴리에틸렌 글리콜 1:0.01∼10, 폴리비닐플루오라이드 1:0.01∼10, 소포제 1:0.01∼5, 또는 감수제 1:0.01∼5의 비율로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보수보강용 시멘트 모르타르 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 실시형태는 경화 지연제가 포도당, 글루코오스, 텍스트린, 덱스트란, 글루콘산, 사과산, 구연산 또는 그의 산염, 아미노카복실산 또는 그의 염, 포스폰산 또는 그의 유도체, 또는 글리세린인 것을 특징으로 하는 보수보강용 시멘트 모르타르 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 실시형태는 잔골재가 실리카질 규사 75∼99 중량% 및 보크사이트 1∼25 중량%로 구성되는 것을 특징으로 하는 보수보강용 시멘트 모르타르 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 실시형태는 하기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 보강 섬유 메쉬의 제조방법을 제공하는 것이다:

기능성 충전재 2∼75 중량% 및 기능성 결합재 25∼98 중량%을 첨가하여 강제식 믹서나 연속식 믹서로 믹싱하여 유무기 복합 조성물을 제조하는 단계,

상기 유무기 복합 조성물에 탄소 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 유리 섬유, 아라미드 섬유 중에서 선택된 2종 이상의 섬유를 함침하는 단계, 및

함침된 섬유를 교번으로 종방향과 횡방향으로 교차시켜 인장하면서 엮어 격자 또는 다이아몬드 형상의 보강 섬유 메쉬를 생산하는 단계.

본 발명의 또 다른 실시형태는 하기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수보강공법을 제공하는 것이다:

불순물, 레이턴스, 열화된 부위를 그라인딩, 워터젯 또는 고압수 세척기로 치핑하여 제거하고 청소하는 단계,

청소된 부위에 이물질, 물 등의 침투를 방지하고, 표층강화, 내구성 및 접착력을 부여하기 위하여 표층강화제를 도포하는 단계,

도포된 부위에 상기 보강 섬유 메쉬의 제조방법으로 제조된 보강 섬유 메쉬를 부착하기 위하여 앵커 홀을 천공하는 단계,

천공된 상기 앵커 홀을 이용하여 상기 보강 섬유 메쉬를 설치하는 단계,

부착된 상부에 보수보강용 시멘트 모르타르를 뿜칠하여 마감하는 단계, 및

마감된 상부에 물, 염소이온, 이산화탄소 등의 이물질을 침투를 방지하여 내구성을 개선하기 위한 표면마감제를 도포하는 단계.

본 발명의 또 다른 실시형태는 상기 보강 섬유 메쉬를 설치하는 단계에서 보강 섬유 메쉬에 상기 유무기 복합 조성물을 도포하고, 상기 표층강화제가 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 스티렌-부타디엔(SB) 에멀젼, 폴리아크릴에스테르(PAE), 아크릴 및 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 중에서 선택된 적어도 어느 하나이고, 상기 표면 마감제가 수성 실리카졸, 우레탄-아크릴 에멀젼, 아크릴 에멀젼, 스티렌-부타디엔 에멀젼, 실란계 화합물, 상기 유무기 복합 조성물 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수보강공법을 제공하는 것이다.

본 발명의 유무기 복합 조성물에 의하면, 강도, 내구성, 인성, 접착력, 인장강도 및 내구성이 크게 향상되는 효과가 있다.

또한, 강도 및 내구성이 우수한 보수보강용 시멘트 모르타르와 보강 섬유 메쉬를 이용하여 학교, 병원, 공공기관 등의 건축구조물, 교량, 터널, 암거, 공동구 등의 토목 구조물, 지하구조물, 지수구조물 등의 철근 콘크리트 구조물 등의 화학적 침식 및 화재로 인한 콘크리트의 손상을 방지할 수 있어 내구수명을 연장하여 이에 사용되는 유지관리 비용을 현저히 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 보수보강공법에 의하면, 보수 모르타르와 구체 콘크리트와 일체화되어 진동 및 충격 발생 시에도 구체 콘크리트와 보강 섬유 메쉬가 부착된 부위에 크랙(Crack)이 발생하지 않으며, 붕괴시간을 지연시켜 대피 시간을 연장하여 인명피해를 최소화할 수 있다. 또한, 무기 혼화재가 혼입된 보수보강용 시멘트 모르타르를 이용하여 철근콘크리트 구조물에 격자형 보강 메쉬를 부착시키기 때문에, 구체 콘크리트와의 일체 거동이 가능하고 친환경적이면서 내화성을 기대할 수 있다.

또한, 본 발명의 보강 섬유 메쉬는 구조물의 형상에 관계없이 시공이 가능하여 시공성이 우수하다. 또한, 보수보강용 시멘트 모르타르의 시공 후 표면마감제를 도포함으로써, 중성화, 염해, 방수, 동결융해 저항성 등 내구성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 유무기 복합 조성물은 크게 기능성 충전재 2∼75 중량%와 기능성 결합재 25∼98 중량%로 구성된다.

상기 기능성 결합재는 가사시간, 성형성, 탄성, 유동성, 인성 및 내구성을 개선시키는 기능을 한다.

본 발명의 기능성 결합재는 메틸아크릴레이트-아크릴로니트릴 공중합체, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 및 실리콘을 포함하는데, 메틸아크릴레이트-아크릴로니트릴 공중합체는 강도 및 내구성을 개선하는 기능을 갖고, 폴리에스테르는 연성이 우수하고 폭열을 방지하는 기능을 갖고, 폴리카보네이트는 내화성을 개선하는 기능을 갖고, 폴리아미드는 내약품성, 내유성, 및 내열성을 개선하는 기능을 갖고, 그리고 실리콘은 흡습성을 개선하는 기능을 갖는다.

상기 기능성 결합재는, 기능성 결합재의 총 100 중량% 기준으로, 메틸아크릴레이트-아크릴로니트릴 공중합체 40∼96 중량%, 폴리에스테르 1∼20 중량%, 폴리카보네이트 1∼20 중량%, 폴리아미드 1∼20 중량%, 에틸아크릴레이트 0.5∼20 중량% 및 실리콘 0.5∼20 중량%를 포함한다.

상기 기능성 충전재는 탄산칼슘, 알루미나 분말, 스텔라이트, 운모, 비트리파이드, 마그네사이트, 탄화규소, 수산화알루미늄 및 지르코니아를 포함한다.

상기 기능성 충전재는, 기능성 충전재의 총 100 중량% 기준으로, 탄산칼슘 5∼94 중량%, 알루미나 분말 1∼30 중량%, 스텔라이트 1∼30 중량%, 운모 1∼20 중량%, 비트리파이드 1∼20 중량%, 마그네사이트 1∼20 중량%, 탄화규소 0.4∼10 중량%, 수산화알루미늄 0.4∼10 중량% 및 지르코니아 0.2∼10 중량%를 포함한다.

상기 탄산칼슘은 충전성, 내충격성, 보온성 및 내화성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 탄산칼슘은 기능성 충전재의 총 100 중량% 기준으로 5∼94 중량% 함유되며, 그 함량이 94 중량%를 초과하면 성능은 개선되나 작업성이 저하되고, 그 함량이 5 중량% 미만이면 작업성은 개선되나 내충격성, 보온성 및 내화성 개선효과가 미약해진다.

상기 알루미나 분말은 내화성 및 내약품성을 개선하기 위해 사용한다. 상기 알루미나 분말은 기능성 충전재의 총 100 중량% 기준으로 1∼30 중량% 함유된다. 상기 알루미나 분말의 중량비가 증가할수록 빠른 경화특성을 나타내지만, 함량이 30 중량%를 초과할 경우에는 제조 원가가 높아져 경제적이지 못하고, 그 함량이 1 중량% 미만일 경우 내화성 및 내약품성 개선 효과가 미약해진다.

상기 스텔라이트는 강도, 내구성, 내마모성, 내산화성, 내화성 증진을 위하여 사용한다. 상기 스텔라이트는 기능성 충전재의 총 100 중량% 기준으로 1∼30 중량% 함유된다. 그 함량이 1 중량% 미만일 경우 성능 개선 효과가 미약해지고, 그 함량이 30 중량%를 초과할 경우에는 성능은 개선되나, 제조 원가가 높아져 경제적이지 못하다.

상기 운모는 흡착성능, 내구성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 운모는 기능성 충전재의 총 100 중량% 기준으로 1∼20 중량% 함유된다. 그 함량이 1 중량% 미만일 경우 성능 개선 효과가 미약해지고, 상기 운모의 함량이 20 중량%를 초과할 경우에는 성능은 개선되나 점도가 높아져 성형성이 저하된다.

상기 비트리파이드는 장석, 점토와 같이 무기재료를 혼합하여 1,300℃의 고온으로 소성하여 제조한 것으로, 내수성, 내약품성, 내화성, 내마모성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 비트리파이드는 기능성 충전재의 총 100 중량% 기준으로 1∼20 중량% 함유된다. 그 함량이 1 중량% 미만일 경우 성능 개선 효과가 미약해지고, 그 함량이 20 중량%를 초과할 경우에는 성능은 개선되나, 성형성 및 경제성이 저하된다.

상기 마그네사이트는 굳기는 3.5∼4.5, 비중은 3∼3.1의 삼방정계에 속하는 광물로 내화성, 강도를 개선하기 위하여 사용한다. 상기 마그네사이트는 기능성 충전재의 총 100 중량% 기준으로 1∼20 중량% 함유되는 것이 바람직하며, 그 함량이 20 중량%를 초과하면 난연성은 개선되나 작업성 및 강도가 저하되고, 그 함량이 1 중량% 미만이면 작업성 및 강도는 증가하나 난연 효과가 미약할 수 있다.

상기 탄화규소는 경도, 내마모성, 내화성을 개선하기 위해 사용한다. 상기 탄화규소는 기능성 충전재의 총 100 중량% 기준으로 0.4∼10 중량% 함유된다. 그 함량이 0.4 중량% 미만이면 경도, 내마모성, 내화성 개선 효과가 미약해지고, 그 함량이 10 중량%를 초과하면 성능은 개선되나 성형성 및 경제성이 떨어질 수 있다.

상기 수산화알루미늄은 산화 방지 및 부식 방지를 위해 사용한다. 상기 수산화알루미늄은 기능성 충전재의 총 100 중량% 기준으로 0.4∼10 중량% 함유된다. 그함량이 0.4 중량% 미만이면 산화 및 부식 방지 효과가 미약해지고, 그 함량이 10 중량%를 초과하면 경화가 빨라져 작업성이 저하될 수 있다.

상기 지르코니아는 강도, 내화성, 내마모성, 내부식성을 개선하기 위해 사용한다. 상기 지르코니아는 기능성 충전재의 총 100 중량% 기준으로 0.2∼10 중량% 함유된다. 상기 지르코니아의 함량이 0.2 중량% 미만이면 강도, 내화성, 내마모성, 내부식성 개선 효과가 미약해지고, 상기 지르코니아의 함량이 10 중량%를 초과하면 더 이상의 성능 개선효과는 기대되지 못하고 가격경쟁력이 떨어질 수 있다.

본 발명의 유무기 복합 조성물 중 기능성 결합재의 함량은 25∼98 중량%의 양으로 사용된다. 그 함량이 98 중량%를 초과하면 점도가 낮아져 재료 분리가 발생되기 쉽고, 가격경쟁력이 저하될 수 있다. 그리고, 상기 기능성 결합재의 함량이 25 중량% 미만이면 가사시간, 작업성, 탄성, 유동성, 난연성 및 내구성 개선 효과가 미약해진다.

상기 기능성 결합재는 메틸아크릴레이트-아크릴로니트릴 공중합체 40∼96 중량%, 폴리에스테르 1∼20 중량%, 폴리카보네이트 1∼20 중량%, 폴리아미드 1∼20 중량%, 에틸아크릴레이트 0.5∼20 중량% 및 실리콘 0.5∼20 중량%를 포함한다.

상기 메틸아크릴레이트-아크릴로니트릴 공중합체는 강도 및 내구성을 개선하기 위해 사용한다. 상기 메틸아크릴레이트-아크릴로니트릴 공중합체는 상기 기능성 결합재의 총 100 중량% 기준으로 40∼96 중량% 함유된다. 그 함량이 40 중량% 미만일 경우에는 강도 및 내구성 개선의 효과가 미약하고, 그 함량이 96 중량%를 초과하는 경우에는 더 이상의 강도 및 내구성 개선 효과를 기대하기 어렵다.

상기 폴리에스테르는 내약품성, 내수성을 개선하기 위해 사용한다. 상기 폴리에스테르는 상기 기능성 결합재의 총 100 중량% 기준으로 1∼20 중량% 함유되는데, 그 함량이 20 중량%를 초과하면 성능은 개선되나 가격경쟁력이 떨어질 수 있으며, 그 1 중량% 미만이면 성형성은 개선되나 내약품성 및 내수성 개선 효과가 미약해진다.

상기 폴리카보네이트는 강도, 내화성, 내구성을 개선하기 위해 사용한다. 상기 폴리카보네이트는 상기 기능성 결합재의 총 100 중량% 기준으로 1∼20 중량% 함유되는 것이 바람직한데, 그 함량이 20 중량%를 초과하면 성능은 개선되나 가격경쟁력이 떨어질 수 있으며, 그 함량이 1 중량% 미만이면 성형성은 개선되나 성능 개선 효과가 미약해진다.

상기 폴리아미드는 인장 강도, 내약품성, 내유성을 개선하기 위해 사용된다. 상기 폴리아미드는 상기 기능성 결합재의 총 100 중량% 기준으로 1∼20 중량% 함유되는 것이 바람직한데, 상기 폴리아미드의 함량이 20 중량%를 초과하면 성능 개선 효과는 뚜렷하나 성형성이 저하되고, 상기 폴리아미드의 함량이 1 중량% 미만이면 성능 개선 효과가 미약해진다.

상기 에틸아크릴레이트는 인성, 내구성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 에틸아크릴레이트는 상기 기능성 결합재의 총 100 중량% 기준으로 0.5∼20 중량% 함유되는 것이 바람직한데, 그 함량이 20 중량%를 초과하면 성능은 개선되나 점도가 낮아져 재료분리가 발생하고, 그 함량이 0.5 중량% 미만이면 성능 개선효과가 미흡하게 된다.

상기 실리콘은 내구성, 내화성, 내한성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 실리콘은 상기 기능성 결합재의 총 100 중량% 기준으로 0.5∼20 중량% 함유되는데, 그 함량이 20 중량%를 초과하면 내구성, 내화성, 내한성은 개선되나, 성형성이 저하될 수 있고, 상기 실리콘의 함량이 0.5 중량% 미만이면 성능 개선 효과가 미흡하게 된다.

상기 기능성 결합재는 수축저감을 위해 폴리에틸렌글리콜을 더 포함할 수 있다. 상기 폴리에틸렌글리콜은 상기 기능성 결합재와의 중량 대비 1:0.01∼10의 비율로 함유된다. 그 함량이 10 중량%를 초과하면 수축은 저감되나 강도 저하가 발생되기 쉽고, 그 함량이 0.01 중량% 미만이면 성능 개선 효과가 미약해진다.

또한 상기 기능성 결합재는 강도, 내마모성, 내약품성을 개선하기 위하여 플루오르를 더 포함할 수 있다. 상기 플루오르는 기능성 결합재와의 중량 대비 1:0.01∼10의 비율로 함유된다. 그 함량이 10 중량%를 초과하면 강도, 내마모성, 내약품성이 개선되나 경제성이 저하되고, 그 함량이 0.01 중량% 미만이면 강도, 내마모성, 내약품성 개선 효과가 미약해진다.

또한, 상기 기능성 결합재는 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 염화비닐-초산비닐 공중합체를 더 포함할 수 있다. 상기 염화비닐-초산비닐 공중합체는 기능성 결합재와의 중량 대비 1:0.01∼10의 비율로가 혼입되는데, 그 함량이 10 중량%를 초과하면 성능은 개선되나 성형성 및 가격경쟁력이 떨어질 수 있으며, 그 함량이 0.01 중량% 미만이면 강도 및 내구성 개선 효과가 미약해진다.

또한, 상기 기능성 결합재는 접착력 및 내화성을 개선하기 위하여 폴리설폰 수지를 더 포함할 수 있다. 상기 폴리설폰 수지는 기능성 결합재와의 중량 대비 1:0.01∼10의 비율로 함유되며, 그 함량이 10 중량%를 초과하면 성능은 개선되나 가격경쟁력이 떨어지며, 그 함량이 0.01 중량% 미만이면 유무기 복합 조성물의 작업성은 개선되나 접착력 및 내화성 개선 효과가 미약해진다.

또한, 상기 기능성 결합재는 소포제를 더 포함할 수 있다. 상기 소포제는 상기 기능성 결합재 내의 기포를 제거하여 강도 및 내구성을 높이기 위하여 사용한다. 또한, 상기 소포제가 상기 기능성 결합재에 첨가되면 공기연행 효과를 부여하여 작업성 및 가사시간을 향상시킬 수 있다. 상기 소포제는 기능성 결합재와의 중량 대비 1:0.01∼5의 비율로 함유된다.

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 등이 있다.

본 발명은 또한 본 발명의 유무기 복합 조성물을 이용하여 강도 및 내구성이 우수한 보강 섬유 메쉬를 제조하는 방법을 제공하는데, 그 방법은 다음 단계를 포함한다:

기능성 충전재 2∼75 중량% 및 기능성 결합재 25∼98 중량%을 첨가하여 강제식 믹서나 연속식 믹서로 소정시간(예컨대, 1∼5분간) 믹싱하여 본 발명의 유무기 복합 조성물을 제조하는 단계,

또한, 본 발명은 하기 단계를 포함하는 콘크리트 구조물의 보수보강공법을 제공한다:

상기 보강 섬유 메쉬를 설치하는 단계에서 보강 섬유 메쉬에 상기 유무기 복합 조성물을 도포하여 부착할 수 있다.

상기 표층강화제는 상기 보수보강용 시멘트 모르타르가 용이하게 부착되도록 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 스티렌-부타디엔(SB) 에멀젼, 폴리아크릴에스테르(PAE), 아크릴 및 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 중에서 선택된 적어도 어느 하나가 사용될 수 있다.

상기 표면 마감제는 수성 실리카졸, 우레탄-아크릴 에멀젼, 아크릴 에멀젼, 스티렌-부타디엔 에멀젼, 실란계 화합물, 상기 유무기 복합 조성물 중에서 선택된 적어도 하나가 사용될 수 있다.

본 발명은 또한 무기 혼화재 24∼60 중량%, 잔골재 5∼70 중량%, 성능개질제 1∼20 중량% 및 물 5∼25 중량%를 포함하는 보수보강용 시멘트 모르타르를 제공한다.

상기 성능 개질제는 가사시간, 작업성, 유동성, 휨강도, 인장강도, 내구성, 휨인성, 내염해성, 중성화 저항성, 동결융해 저항성 및 표면경도를 개선시키기 위하여 사용한다.

상기 성능 개질제는 보수보강용 시멘트 모르타르의 총 100 중량% 기준으로 1∼20 중량% 함유된다. 상기 성능 개질제의 함량이 20 중량%를 초과하면 점도가 높아져 작업성이 저하되고, 그 함량이 1 중량% 미만이면 유동 성능, 강도, 내구성, 인성, 내염해성, 중성화 저항성, 동결융해 저항성 및 표면경도 개선 효과가 미약해진다.

상기 성능 개질제는 성능 개질제의 총 100 중량% 기준으로 메틸메타크릴레이트-염화비닐 공중합체 35∼95 중량%, 메타크릴레이트-염화비닐리덴 4∼45 중량%, 에틸아크릴레이트 0.4∼35 중량%, 에틸렌-프로필렌 공중합체 0.4∼25 중량% 및 에틸렌-디클로라이드 공중합체 0.2∼25 중량%를 포함한다.

상기 성능 개질제는 성능 개질제와의 중량 대비, 폴리에틸렌글리콜을 1:0.01∼10의 비율로 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 성능 개질제는 성능 개질제와의 중량 대비, 폴리비닐플루오라이드를 1:0.01∼10의 비율로 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 성능 개질제는 성능 개질제와의 중량 대비 소포제를 1:0.01∼5의 비율로 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 성능 개질제는 성능 개질제와의 중량 대비 감수제를 1:0.01∼5의 비율로 더 포함할 수 있다.

상기 메틸메타크릴레이트-염화비닐 공중합체는 강도 및 내구성을 개선하기 휘하여 사용한다. 상기 메틸메타크릴레이트-염화비닐 공중합체는 성능 개질제의 총 100 중량% 기준으로 35∼95 중량% 함유된다. 상기 메틸메타크릴레이트-염화비닐 공중합체의 함량이 95 중량%를 초과하면 더 이상의 강도 및 내구성 향상 효과를 기대하기 어려우며, 그 함량이 35 중량% 미만이면 강도 및 내구성 성능 개선효과가 미흡하게 된다.

상기 메타크릴레이트-염화비닐리덴 공중합체는 내마모성, 내약품성, 내열성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 메타크릴레이트-염화비닐리덴 공중합체는 성능 개질제의 총 100 중량% 기준으로 4∼45 중량%함유된다. 상기 메타크릴레이트-염화비닐리덴의 함량이 45 중량%를 초과하면 더 이상의 내마모성, 내약품성, 내열성 향상 효과를 기대하기 어려우며, 그 함량이 4 중량% 미만이면 내마모성, 내약품성, 내열성 개선효과가 미흡하게 된다.

상기 에틸아크릴레이트는 인성, 내구성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 에틸아크릴레이트는 성능 개질제의 총 100 중량% 기준으로 0.4∼35 중량% 함유되는 것이 바람직한데, 그 함량이 35 중량%를 초과하면 성능은 개선되나 점도가 낮아져 재료분리가 발생할 수 있고, 그 함량이 0.4 중량% 미만이면 성능 개선효과가 미흡하게 된다.

상기 에틸렌-프로필렌 공중합체는 연성, 내구성 및 내후성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 에틸렌-프로필렌 공중합체는 성능 개질제의 총 100 중량% 기준으로 0.4∼25 중량% 함유되는 것이 바람직한데, 그 함량이 25 중량%를 초과하면 성능은 개선되나 점도가 높아져 작업성이 저하되고, 그 함량이 0.4 중량% 미만이면 성능 개선효과가 미흡하게 된다.

상기 에틸렌-디클로라이드 공중합체는 내약품성, 내유성, 연성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 에틸렌-디클로라이드 공중합체는 성능 개질제의 총 100 중량% 기준으로 0.2∼25 중량% 함유되는 것이 바람직한데, 그 함량이 25 중량%를 초과하면 성능은 개선되나 점도가 높아져 작업성이 저하되고, 그 함량이 0.2 중량% 미만이면 성능 개선효과가 미흡하게 된다.

상기 기능성 결합재는 수축저감을 위하여 폴리에틸렌글리콜을 더 포함할 수 있다. 상기 폴리에틸렌글리콜은 성능 개질제의 총 100 중량% 기준으로 0.01∼10 중량%함유된다. 그 함량이 10 중량%를 초과하면 수축은 저감되나 강도 저하가 발생되고, 그 함량이 0.01 중량% 미만이면 성능 개선 효과가 미약해진다.

상기 기능성 결합재는 강도, 내마모성, 내약품성을 개선하기 위하여 폴리비닐플루오라이드를 더 포함할 수 있다. 상기 폴리비닐플루오라이드는 성능 개질제의 총 100 중량% 기준으로 0.01∼10 중량% 함유된다. 그 함량이 10 중량%를 초과하면 강도, 내마모성, 내약품성이 개선되나 경제성이 저하되고, 그 함량이 0.01 중량% 미만이면 강도, 내마모성, 내약품성 개선 효과가 미약해진다.

상기 소포제는 성능 개질제 내의 기공을 제거하여 강도 및 내구성을 높이기 위하여 사용한다. 또한, 상기 소포제가 성능 개질제에 첨가되면 공기연행 효과를 부여하여 작업성 및 가사시간을 향상시킬 수 있다. 상기 소포제는 성능 개질제의 총 100 중량% 기준으로 0.01∼5 중량% 함유된다.

상기 감수제는 물-시멘트비를 감소시켜 강도 및 내구성을 개선하고 성능 개질제의 유동성을 확보하기 위하여 사용한다. 성능 개질제에 감수제가 첨가되면 고유동 성능이 개선된다. 상기 감수제는 성능 개질제의 총 100 중량% 기준으로 0.01∼5 중량% 함유된다.

상기 감수제는 폴리카르본산계, 멜라민계 또는 나프탈렌계 감수제를 사용할 수 있으나, 나프탈렌계와 멜라민계는 조성물의 강도를 저하시킬 수 있고 작업성(물-시멘트비)을 저하시킬 수 있으므로 조성물의 강도 및 작업성(물-시멘트비)을 저하시키지 않는 폴리카본산계 감수제를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 보수보강용 시멘트 모르타를 조성물에 사용되는 무기 혼화재는 초기 강도를 발현하며, 내구성을 증진하고, 온도 상승을 억제하며, 난연성을 개선하고, 마모성을 개선하는 등의 효과를 가지며, 상기 보수보강용 시멘트 모르타르의 총 100 중량% 기준으로 24∼60 중량% 함유되며, 그 함량이 60 중량%를 초과하면 강도 및 내구성은 개선되나 수축팽창효과에 의하여 균열이 발생하고, 그 함량이 24 중량% 미만이면 작업성 및 균열발생은 저하되나 강도 및 내구성 개선효과가 미흡해진다.

상기 무기 혼화재는 무기 혼화재의 총 100 중량% 기준으로 조강 포틀랜드 시멘트 20∼80 중량%, 마그네슘설포알루미네이트 3∼40 중량%, 고로 슬래그 10∼35 중량%, 비트리파이드 1∼25 중량%, 마그네사이트 1∼25 중량%, 석고 1∼15 중량%, 탄화규소 1∼10 중량%, 황산마그네슘 1∼15 중량%, 벤토나이트 0.5∼10 중량%, 산화알루미늄 0.5∼10 중량%, 지르코니아 0.4∼10 중량%, 친수성 섬유 0.4∼10 중량% 및 경화 지연제 0.2∼10 중량%를 포함한다.

상기 조강 포틀랜드 시멘트는 KS에 규정된 것을 사용하는 것이 바람직하며, 일반 시중에 유통되는 시멘트를 사용할 수 있다. 상기 조강 포틀랜드 시멘트는 무기 혼화제 100 중량% 기준으로 20∼80 중량% 함유된다.

상기 마그네슘설포알루미네이트는 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 마그네슘설포알루미네이트는 무기 혼화제 100 중량% 기준으로 3∼40 중량% 함유된다. 상기 마그네슘설포알루미네이트의 중량비가 증가하면 빠른 경화특성을 나타내지만 그 함량이 40 중량%를 초과할 경우에는 제조 원가가 높아져 경제적이지 못하며, 그 함량이 3 중량% 미만일 경우 강도 개선 효과 및 균열 발생 억제 효과가 미약해진다.

상기 고로슬래그는 잠재 수경성 특성, 장기 강도 발현 및 내구성 증진을 위하여 사용한다. 상기 고로슬래그의 중량비가 증가하면 조기 강도는 저하되나, 장기 강도 발현 및 내구성이 증가한다. 상기 고로슬래그는 무기 혼화제 100 중량% 기준으로 10∼35 중량% 함유된다. 그 함량이 35 중량%를 초과하면 초기 강도발현을 저하시키고, 그 함량이 10 중량% 미만이면 장기 강도 발현 및 내구성 개선효과가 미약해진다.

상기 비트리파이드는 장석, 점토와 같이 무기재료를 혼합하여 1,300의 고온으로 소성하여 제조한 것으로, 내수성, 내약품성, 내화성, 내마모성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 비트리파이드는 무기 혼화제 100 중량% 기준으로 1∼25 중량% 함유된다. 그 함량이 1 중량% 미만일 경우 성능 개선 효과가 미약해지고, 그 함량이 25 중량%를 초과할 경우에는 성능은 개선되나, 성형성 및 경제성이 저하된다.

상기 마그네사이트는 굳기는 3.5∼4.5, 비중은 3∼3.1의 삼방정계에 속하는 광물로 내화성, 강도를 개선하기 위하여 사용한다. 상기 마그네사이트는 무기 혼화제 100 중량% 기준으로 1∼25 중량% 함유되며, 그 함량이 25 중량%를 초과하면 난연성은 개선되나 작업성 및 강도가 저하되고, 그 함량이 1 중량% 미만이면 작업성 및 강도는 증가하나 난연 효과가 미약해진다.

상기 석고(CaSO₄)는 시멘트 중의 성분, 특히 C₃A(3CaOㆍAl₂O₃)와 반응하여 초기에 에트린자이트(AFt상, C₃A3ㆍCaSO₄ㆍ32H₂O)를 생성하게 되는데, 생성된 에트린자이트는 수화가 진행됨에 따라 그 양이 감소하거나 또는 그 일부가 모노 설페이트(AFm상, C₃AㆍCaSO₄ㆍ12H₂O)로 전이된다. 본 발명에서와 같이 다량의 무수석고가 첨가될 경우 에트린자이트가 초기부터 충분히 생성되어 시멘트의 구조를 치밀화시킴으로써 초기 재령에서 염화물 이온에 대한 침투저항성을 증가시키게 된다. 또한 일반 시멘트의 경우 생성된 에트린자이트가 초기에만 주로 존재하게 되지만, 석고량이 충분히 첨가되기 때문에 장기 재령에 있어서도 에트린자이트가 일정 부분 존재하게 되거나 또는 일부의 에트린자이트가 연속적으로 생성되기도 한다. 이와 같이 생성된 에트린자이트는 콘크리트 구조체 내의 공극을 치밀하게 채워줌으로써 장기 재령에 있어서도 염화물에 대한 침투 저항성을 증가시키게 된다.

상기 석고는 무기 혼화제 100 중량% 기준으로 1∼15 중량% 함유된다. 상기 석고의 중량비가 증가하면 빠른 경화특성을 나타내며, 상기 석고의 함량이 1 중량% 미만일 경우 강도 및 작업성이 떨어질 수 있고, 상기 석고의 함량이 15 중량%를 초과할 경우에는 빠른 경화 특성으로 인해 좋은 물성을 얻을 수 있으나 제조 원가가 높아져 경제적이지 못하다.

상기 탄화규소는 경도, 내마모성, 내화성을 개선하기 위해 사용한다. 상기 탄화규소는 무기 혼화제 100 중량% 기준으로 1∼10 중량% 함유된다. 상기 탄화규소의 함량이 1 중량% 미만이면 경도, 내마모성, 내화성 개선 효과가 미약해지고, 상기 탄화규소의 함량이 10 중량%를 초과하면 성능은 개선되나 성형성 및 경제성이 떨어진다.

상기 황산마그네슘(MgSO₄)은 무기질 난연 재료이다. 상기 황산마그네슘은 화학식량 1∼20.3으로서, 황마그라고도 한다. 황산마그네슘의 녹는점은 1,185℃이고, 비중은 2.66이며, 용해도는 26.9g/100g이다. 상기 황산마그네슘은 무기 혼화제 100 중량% 기준으로 1∼15 중량% 함유된다. 그 함량이 1 중량% 미만이면 작업성 및 강도는 증가하나 난연 효과가 저하될 수 있고, 그 함량이 15 중량%를 초과하면 난연성은 개선되나 작업성 및 강도가 저하될 수 있다.

상기 벤토나이트는 흡습제로서 재료분리 방지 및 점도를 조절하기 위해 사용한다. 상기 벤토나이트는 무기 혼화제 100 중량% 기준으로 0.5∼10 중량% 함유된다. 그 함량이 0.5 중량% 미만이면 작업성은 좋으나 재료분리 방지 효과가 미약해지고, 그 함량이 10 중량%를 초과하면 재료분리 현상은 발생하지 않으나 점성이 높아져 작업성이 저하된다.

상기 산화알루미늄은 산화 방지 및 부식 방지를 위해 사용한다. 상기 산화알루미늄은 무기 혼화제 100 중량% 기준으로 0.5∼10 중량% 함유된다. 그 함량이 0.5 중량% 미만이면 산화 및 부식 방지 효과가 미약해지고, 그 함량이 10 중량%를 초과하면 경화가 빨라져 작업성이 저하된다.

상기 지르코니아는 강도, 내화성, 내마모성, 내부식성을 개선하기 위해 사용한다. 상기 지르코니아는 무기 혼화제 100 중량% 기준으로 0.4∼10 중량% 함유된다. 상기 지르코니아의 함량이 0.4 중량% 미만이면 강도, 내화성, 내마모성, 내부식성 개선 효과가 미약해지고, 상기 지르코니아의 함량이 10 중량%를 초과하면 더 이상의 성능 개선효과는 기대되지 못하고 가격경쟁력이 떨어진다.

상기 친수성 섬유는 소성균열을 방지하고 인성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 친수성 섬유로는 나일론섬유, 폴리에틸렌섬유, 폴리프로필렌섬유, 폴리아라미드섬유 중에서 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다. 상기 친수성 섬유는 무기 혼화제 100 중량% 기준으로 0.4∼10 중량% 함유된다. 상기 친수성 섬유의 함량이 0.4 중량% 미만이면 균열 방지 및 인성 개선효과가 미약해지고, 상기 친수성 섬유의 함량이 10 중량%를 초과하면 작업성이 저하된다.

상기 경화 지연제는 일정 시간 동안 작업성을 확보하기 위해 급격하게 경화되는 것을 지연하기 위하여 사용되는 것으로서, 상기 무기 혼화재에 0.2∼10 중량% 함유된다. 상기 경화 지연제로는 일반적으로 잘 알려진 물질을 사용할 수 있는데, 예컨대 포도당, 글루코오스, 텍스트린, 덱스트란과 같은 당류, 글루콘산, 사과산, 구연산과 같은 산류 또는 그의 염, 아미노카복실산 또는 그의 염, 포스폰산 또는 그의 유도체, 글리세린과 같은 다가알코올 등을 사용할 수 있다.

본 발명의 보수보강용 시멘트 모르타르 조성물에 사용되는 잔골재는 실리카질 규사 및 보크사이트를 포함할 수 있다. 상기 잔골재는 실리카질 규사 75∼99 중량% 및 보크사이트 1∼25 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.

일반적으로 골재는 잔골재와 굵은 골재로 구분되며, 굵은골재는 입경 5mm를 초과하는 골재를 의미하고, 잔골재는 입경 5mm 이하의 골재를 의미한다. 본 발명에서는 보크사이트가 혼입된 잔골재를 사용함으로써, 강도, 내마모성, 내화성, 산성, 염해 등에 대한 내구성을 높였다.

상기 실리카질 규사는 입자 크기가 4호사 내지 6호사(0.05∼2.0mm)인 것이 바람직하다. 상기 실리카질 규사의 입자 크기가 2.0mm보다 클 경우에는 상기 보수보강용 시멘트 모르타르의 유동성이 저하되고, 0.05mm보다 작을 경우에는 상기 보수보강용 시멘트 모르타르의 작업성을 저하시킨다. 상기 실리카질 규사는 잔골재에 대해 75∼99 중량% 함유된다.

상기 보크사이트는 담회색, 회황갈색 등을 띠며, 강도, 내마모성 및 내화성이 우수하여 강도, 내마모성 및 내화성을 높이기 위하여 사용한다. 상기 보크사이트는 잔골재의 100 중량% 기준으로 1∼25 중량% 함유되며, 그 함량이 25 중량%를 초과하면 내마모성 및 내화성은 개선되나 작업성이 저하될 수 있고, 그 함량이 1 중량% 미만이면 작업성은 개선되나 내마모성 및 내화성 개선 효과가 미약해진다.

본 발명의 보수보강용 시멘트 모르타르는 무기 혼화재 24∼60 중량%, 잔골재 5∼70 중량% 및 성능개질제 1∼20 중량%를 강제식 믹서 또는 진공형 믹서에서 프리믹싱한 후, 물 5∼25 중량%을 첨가하여 강제식 믹서나 연속식 믹서로 소정 시간(예컨대, 15분) 동안 믹싱하여 제조할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 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.

[실시예]

(유무기 복합조성물의 제조)

실시예 1

탄산칼슘 75 kg, 알루미나 분말 4 kg, 스텔라이트 4 kg, 운모 4 kg, 비트리파이드 4 kg, 마그네사이트 4 kg, 탄화규소 2 kg, 수산화알루미늄 2 kg 및 지르코니아 1 kg를 혼합하여 기능성 충전재 100 kg을 얻었다.

이와는 별도로, 메틸아크릴레이트-아크릴로니트릴 공중합체 85 kg, 폴리에스테르 3 kg, 폴리카보네이트 3 kg, 폴리아미드 3 kg, 에틸아크릴레이트 1 kg, 실리콘 1 kg, 폴리에틸렌글리콜 1 kg, 플루오르 1 kg, 염화비닐-초산비닐 공중합체 1 kg, 폴리설폰 1 kg 및 소포제로서 디메틸실리콘유 1 kg를 혼합하여 기능성 결합재 100 kg을 얻었다.

상기에서 얻어진 기능성 충전재 10 kg과 기능성 결합재 90 kg을 첨가하여 강제식 믹서에 2분간 교반하여 유무기 복합 조성물 100 kg을 얻었다.

실시예 2

탄산칼슘 70 kg, 알루미나 분말 5 kg, 스텔라이트 5 kg, 운모 5 kg, 비트리파이드 5 kg, 마그네사이트 5 kg, 탄화규소 2 kg, 수산화알루미늄 2 kg 및 지르코니아 1 kg를 혼합하여 기능성 충전재 100 kg을 얻었다.

이와는 별도로, 메틸아크릴레이트-아크릴로니트릴 공중합체 80 kg, 폴리에스테르 4 kg, 폴리카보네이트 4 kg, 폴리아미드 4 kg, 에틸아크릴레이트 2 kg, 실리콘 1 kg, 폴리에틸렌글리콜 1 kg, 플루오르 1 kg, 염화비닐-초산비닐 공중합체 1 kg, 폴리설폰 1 kg 및 소포제로서 디메틸실리콘유 1 kg를 혼합하여 기능성 결합재 100 kg을 얻었다.

실시예 3

탄산칼슘 65 kg, 알루미나 분말 6 kg, 스텔라이트 6 kg, 운모 6 kg, 비트리파이드 6 kg, 마그네사이트 6 kg, 탄화규소 2 kg, 수산화알루미늄 2 kg 및 지르코니아 1 kg를 혼합하여 기능성 충전재 100 kg을 얻었다.

이와는 별도로, 메틸아크릴레이트-아크릴로니트릴 공중합체 75 kg, 폴리에스테르 5 kg, 폴리카보네이트 5 kg, 폴리아미드 5 kg, 에틸아크릴레이트 3 kg, 실리콘 2 kg, 폴리에틸렌글리콜 1 kg, 플루오르 1 kg, 염화비닐-초산비닐 공중합체 1 kg, 폴리설폰 1 kg 및 소포제로서 디메틸실리콘유 1 kg를 혼합하여 기능성 결합재 100 kg을 얻었다.

(보강섬유 메쉬의 제조방법)

실시예 4

상기 실시예 1에서 제조된 유무기 복합 조성물 10kg에 탄소섬유 메쉬 2kg 및 유리섬유 메쉬 2kg을 함침한 후, 교번으로 종방향과 횡방향으로 교차시켜 인장하면서 격자형 보강 섬유 메쉬를 제조하였다.

실시예 5

상기 실시예 2에 따라 제조된 유무기 복합 조성물 10kg에 탄소섬유 메쉬 2kg 및 유리섬유 메쉬 2kg을 함침한 후, 교번으로 종방향과 횡방향으로 교차시켜 인장하면서 격자형 보강 섬유 메쉬를 제조하였다.

실시예 6

상기 실시예 3에 따라 제조된 유무기 복합 조성물 10kg에 탄소섬유 메쉬 2kg 및 유리섬유 메쉬 2kg을 함침한 후, 교번으로 종방향과 횡방향으로 교차시켜 인장하면서 격자형 보강 섬유 메쉬를 제조하였다.

[비교예]

본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 유무기 복합조성물과 본 발명의 실시예 4 내지 6에 따라 제조된 보강 섬유 메쉬의 특성을 비교하기 위해서 본 발명의 기능성 충전재 중 한 성분과 기능성 결합재 중 한 성분만을 사용하여 대조용으로서 유무기 복합조성물과 보강섬유 메쉬를 제조하였다.

비교예 1 (대조용 유무기 복합 조성물의 제조)

탄산칼슘 10 kg 및 메틸아크릴레이트-아크릴로니트릴 공중합체 90 kg를 첨가하여 강제식 믹서에 2분간 교반하여 유무기 복합조성물 100 kg을 얻었다.

비교예 2 (대조용 보강섬유 메쉬의 제조)

상기 비교예 1에서 제조된 유무기 복합 조성물 10kg에 탄소섬유 2kg 및 유리섬유 메쉬 2kg을 함침한 후, 교번으로 종방향과 횡방향으로 교차시켜 인장하면서 격자형 보강 섬유 메쉬를 제조하였다.

[실험예]

아래의 시험예들은 본 발명에 따른 실시예 1 내지 실시예 6의 특성을 보다 용이하게 파악할 수 있도록 본 발명에 따른 실시예들과 비교예들의 특성을 비교한 실험결과들을 나타낸 것이다.

실험예 1 (강도 및 인장성능 시험)

본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 유무기 복합 조성물, 실시예 4 내지 실시예 6에 따라 제조된 보강 섬유 메쉬, 비교예 1에 따라 제조된 조성물 및 비교예 2에 따라 제조된 보강 섬유 메쉬의 물리적 특성을 비교하기 위하여, KS M 3015에 의하여 인장강도시험을 수행하였으며, KS M 3734에 의하여 압축강도, 휨강도 및 부착강도 시험을 수행하였고, KS M 3015에 의하여 난연성 시험을 실시하였으며, 보강 섬유 메쉬에 대해서는 KS M 3006에 의하여 인장강도, 인장탄성계수 및 신률을 측정하여 각각의 결과를 하기 표 1에 나타냈다.

		실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5	실시예 6	비교예 1	비교예 2
강도 (MPa)	인장강도	38.6	39.9	41.0	-	-	-	33.0	-
	압축강도	95.0	98.5	101.8	-	-	-	86.5	-
	휨강도	45.0	47.6	49.6	-	-	-	41.6	-
	부착강도	2.3	2.5	2.7	-	-	-	2.1	-
인장성능	인장(MPa)	-	-	-	4,010	4,080	4,150	-	3,980
	인장탄성계수(GPa)	-	-	-	235.0	248.2	252.3	-	203.0
	신률(%)	-	-	-	2.0	2.3	2.9	-	2.0
	전단응력 (MPa)	-	-	-	305.1	338.2	346.9	-	286.1

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 유무기 복합 조성물의 휨, 압축, 인장 및 접착강도는 비교예 1에 따라 제조된 대조용 조성물보다 월등히 높았다.

본 발명의 실시예 4 내지 실시예 6에 따라 제조된 보강 섬유 메쉬이 비교예 2에 따라 제조된 대조용 보강 섬유 메쉬과 비교하여 인장, 인장탄성계수 및 신률 면에서 월등히 우수함을 확인할 수 있었다.

실험예 2 (흡수율 시험)

본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 유무기 복합 조성물, 실시예 4 내지 실시예 6에 따라 제조된 보강 섬유 메쉬, 비교예 1에 따라 제조된 대조용 조성물 및 비교예 2에 따라 제조된 대조용 보강 섬유 메쉬를 KS M 3305에 규정한 방법에 따라 흡수율의 측정 결과를 아래의 표 2에 나타냈다.

구분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5	실시예 6	비교예 1	비교예 2
흡수율(%)	0.08	0.05	0.02	0.05	0.03	0.01	0.12	0.10

위의 표 2에서와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 유무기 복합 조성물은 비교예 1에 따라 제조된 대조용 조성물에 비하여 흡수율이 낮았다.

본 발명의 실시예 4 내지 실시예 6에 따라 제조된 보강 섬유 메쉬은 비교예 2에 따라 제조된 대조용 보강 섬유 메쉬에 비하여 흡수율이 낮았다.

실험예 3 (내약품성 시험)

본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 유무기 복합 조성물, 실시예 4 내지 실시예 6에 따라 제조된 보강 섬유 메쉬, 비교예 1에 따라 제조된 대조용 조성물 및 비교예 2에 따라 제조된 대조용 보강 섬유 메쉬를 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 3에 나타냈다.

구분		실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5	실시예 6	비교예 1	비교예 2
중량변화율 (%)	염산	-0.1	-0.1	-0.1	-	-	-	-0.7	-0.3
	황산	0	0.1	0.1	0	0.05	0.05	-0.2	-
	수산화나트륨	0.1	0.15	0.2	0.1	0.18	0.19	0	0.05

위의 표 3에서와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 유무기 복합 조성물은 비교예 1에 따라 제조된 대조용 조성물에 비하여 내약품성에 대한 중량변화율이 적게 나타나 내약품성에 대한 저항성이 높음을 확인할 수 있었다.

본 발명의 실시예 4 내지 실시예 6에 따라 제조된 보강 섬유 메쉬는 비교예 2에 따라 제조된 대조용 보강 섬유 메쉬에 비하여 내약품성에 대한 중량변화율이 적게 나타나 내약품성에 대한 저항성이 높음을 확인할 수 있었다.

실험예 4 (중량 변화율, 온도편차, 외관 시험)

본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 유무기 복합 조성물, 실시예 4 내지 실시예 6에 따라 제조된 보강 섬유 메쉬, 비교예 1에 따라 제조된 대조용 조성물 및 비교예 2에 따라 제조된 대조용 보강 섬유 메쉬를 KS F ISO 1182에 규정한 방법에 따라 불연성 시험의 측정 결과를 아래의 표 4에 나타냈다. 표 4는 불연성 시험에 따른 각각의 실시예들 및 비교예들의 중량변화율, 온도편차 및 시험 후 외관 상태를 관찰한 결과를 표시한 것이다. KS 규격의 기준은 중량변화율 30% 이하, 온도편차 20K 이하이다.

구분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5	실시예 6	비교예 1	비교예 2
중량변화율 (%)	8.6	8.0	7.5	7.5	7	6.5	13.0	10.6
온도편차(K)	2.0	1.8	1.7	1.9	1.6	1.5	10.1	6.9
시험 후 외관	변화없음	변화없음	변화없음	변화없음	변화없음	변화없음	변화없음	변화없음

위의 표 4에서와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 유무기 복합 조성물은 비교예 1에 따라 제조된 대조용 조성물에 비하여 불연성능이 월등히 높으므로 불연성이 향상된 것을 알 수 있었다.

본 발명의 실시예 4 내지 실시예 6에 따라 제조된 보강 섬유 메쉬는 비교예 2에 따라 제조된 대조용 보강 섬유 메쉬에 비하여 불연성능이 월등히 높으므로 불연성이 향상된 것을 알 수 있었다.

(보수보강용 시멘트 모르타르의 제조)

실시예 7

메틸메타크릴레이트-염화비닐 공중합체 93 kg, 메타크릴레이트-염화비닐리덴 1 kg, 에틸아크릴레이트 1 kg, 에틸렌-프로필렌 공중합체 1 kg, 에틸렌-디클로라이드 공중합체 1 kg, 폴리에틸렌글리콜 1 kg, 폴리비닐플루오라이드 1 kg, 소포제로서 디메틸실리콘유 0.5 kg 및 감수제로서 폴리에테르카르본산 고분자 화합물 0.5 kg를 혼합하여 성능 개질제 100 kg을 얻었다.

조강 포틀랜드 시멘트 75 kg, 마그네슘설포알루미네이트 5 kg, 고로 슬래그 10 kg, 비트리파이드 3 kg, 마그네사이트 2 kg, 석고 1 kg, 탄화규소 1 kg, 황산마그네슘 1 kg, 벤토나이트 0.5 kg, 산화알루미늄 0.5 kg, 지르코니아 0.4 kg, 친수성 섬유로서 나일론 섬유 0.4 kg 및 경화 지연제로서 구연산 0.2 kg를 혼합하여 무기 혼화제 100 kg을 얻었다.

상기에서 얻어진 무기 혼화재 42 kg, 잔골재로서 실리카질 규사와 보크사이트의 혼합물(혼합 중량비 8:2) 48 kg 및 성능 개질제 4 kg를 강제식 믹서에서 프리믹싱한 후, 물 6 kg를 첨가하여 다시 2분간 교반하여 보수보강용 시멘트 모르타르 100kg을 제조하였다.

실시예 8

메틸메타크릴레이트-염화비닐 공중합체 87 kg, 메타크릴레이트-염화비닐리덴 2 kg, 에틸아크릴레이트 2 kg, 에틸렌-프로필렌 공중합체 2 kg, 에틸렌-디클로라이드 공중합체 2 kg, 폴리에틸렌글리콜 2 kg, 폴리비닐플루오라이드 2 kg, 소포제로서 디메틸실리콘유 0.5 kg 및 감수제로서 폴리에테르카르본산 고분자 화합물 0.5 kg를 혼합하여 성능 개질제 100 kg을 얻었다.

조강 포틀랜드 시멘트 70 kg, 마그네슘설포알루미네이트 8 kg, 고로 슬래그 10 kg, 비트리파이드 5 kg, 마그네사이트 2 kg, 석고 1 kg, 탄화규소 1 kg, 황산마그네슘 1 kg, 벤토나이트 0.5 kg, 산화알루미늄 0.5 kg, 지르코니아 0.4 kg, 친수성 섬유로서 나일론 섬유 0.4 kg 및 경화 지연제로서 구연산 0.2 kg를 혼합하여 무기 혼화제 100 kg을 얻었다.

상기에서 얻어진 무기 혼화재 40 kg, 잔골재로서 실리카질 규사와 보크사이트의 혼합물(혼합 중량비 8:2) 50 kg 및 상기에서 얻어진 성능 개질제 4 kg를 강제식 믹서에서 프리믹싱한 후, 물 6 kg를 첨가하여 다시 2분간 교반하여 보수보강용 시멘트 모르타르 100kg을 제조하였다.

실시예 9

메틸메타크릴레이트-염화비닐 공중합체 81 kg, 메타크릴레이트-염화비닐리덴 3 kg, 에틸아크릴레이트 3 kg, 에틸렌-프로필렌 공중합체 3 kg, 에틸렌-디클로라이드 공중합체 3 kg, 폴리에틸렌글리콜 3 kg, 폴리비닐플루오라이드 3 kg, 소포제로서 디메틸실리콘유 0.5 kg 및 감수제로서 폴리에테르카르본산 고분자 화합물 0.5 kg를 혼합하여 성능 개질제 100 kg을 얻었다.

조강 포틀랜드 시멘트 65 kg, 마그네슘설포알루미네이트 10 kg, 고로 슬래그 10 kg, 비트리파이드 7 kg, 마그네사이트 3 kg, 석고 1 kg, 탄화규소 1 kg, 황산마그네슘 1 kg, 벤토나이트 0.5 kg, 산화알루미늄 0.5 kg, 지르코니아 0.4 kg, 친수성 섬유로서 나일론 섬유 0.4 kg 및 경화 지연제로서 구연산 0.2 kg를 혼합하여 무기 혼화제 100 kg을 얻었다.

상기에서 얻어진 무기 혼화재 50 kg, 잔골재로서 실리카질 규사와 보크사이트의 혼합물(혼합 중량비 8:2) 400 kg 및 상기에서 얻어진 성능 개질제 4 kg를 강제식 믹서에서 프리믹싱한 후, 물 6 kg를 첨가하여 다시 2분간 교반하여 보수보강용 시멘트 모르타르 100kg을 제조하였다.

비교예 3

보통 포틀랜드 시멘트 42 kg 및 잔골재 48 kg를 강제식 믹서에서 2분간 교반한 후, 물 10 kg를 첨가하여 다시 2분간 교반하여 대조용 시멘트 모르타르 조성물 100 kg을 제조하였다.

비교예 4

보통 포틀랜드 시멘트 42 kg, 잔골재 48 kg 및 메틸메타크릴레이트-염화비닐 공중합체 4 kg를 강제식 믹서에서 프리믹싱한 후, 물 6 kg를 첨가하여 다시 2분간 교반하여 폴리머 시멘트 모르타르 조성물 100 kg을 제조하였다.

실험예 6 (플로우 시험)

본 발명의 실시예 7 내지 실시예 9에 따라 제조된 보수보강용 시멘트 모르타르와 비교예 3 및 비교예 4에 따라 제조된 조성물을 KS F 2476에 규정한 방법에 따라 플로우 시험(반죽의 정도)을 실시하였다. 그 결과를 하기 표 6에 나타냈다. 플로우 시험은 조성물의 연도 및 점조성 등과 같은 반죽의 질기를 시험하는 것으로, 수치가 클수록 작업성(Workability), 즉 조성물의 타설시 작업성이 우수하다는 것을 의미한다.

구분	실시예 7	실시예 8	실시예 9	비교예 3	비교예 4
플로우(mm)	168	171	174	162	165

위의 표 5에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 7 내지 실시예 9에 따라 제조된 보수보강용 시멘트 모르타르가 비교예 3 및 비교예 4에 따라 제조된 대조용 조성물에 비하여 작업성이 우수하다는 것을 알 수 있다.

실험예 7 (압축, 휨, 접착강도 측정)

본 발명의 실시예 7 내지 실시예 9에 따라 제조된 보수보강용 시멘트 모르타르와 비교예 3 및 비교예 4에 따라 제조된 모르타르를 KS F 4042(콘크리트 구조물 보수용 폴리머 시멘트 모르타르)에 규정한 방법에 따라 압축, 휨 및 접착강도를 측정하고, 그 결과를 하기 표 6에 나타냈다.

구분	압축강도(N/mm²)	휨강도(N/mm²)	접착강도(N/mm²)
실시예 7	52.5	10.8	2.2
실시예 8	59.1	11.2	2.3
실시예 9	62.0	12.0	2.5
비교예 3	46.1	6.5	1.4
비교예 4	49.8	9.0	2.0

위의 표 6에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 7 내지 9에 따라 제조된 보수보강용 시멘트 모르타르가 비교예 3 및 비교예 4에 따라 제조된 대조용 모르타르에 비하여 압축강도가 월등히 높았다.

시험예 8 (길이변화율 측정)

본 발명의 실시예 7 내지 실시예 9에 따라 제조된 보수보강용 시멘트 모르타르와 비교예 3 및 비교예 4에 따라 제조된 대조용 모르타르를 KS F 4042(콘크리트 구조물 보수용 폴리머 시멘트 모르타르)에 의하여 길이변화율을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 7에 나타냈다.

구분	실시예 7	실시예 8	실시예 9	비교예 3	비교예 4
길이변화율(%)	0.03	0.02	0.01	0.12	0.08

위의 표 7에서와 같이, 본 발명의 실시예 7 내지 실시예 9에 따라 제조된 보수보강용 시멘트 모르타르가 비교예 3 및 비교예 4에 따라 제조된 대조용 모르타르에 비하여 길이변화율이 감소되어 수축저감 효과가 있음을 확인할 수 있었다.

실험예 9 (투수량)

본 발명의 실시예 7 내지 실시예 9에 따라 제조된 보수보강용 시멘트 모르타르와 비교예 3 및 비교예 4에 따라 제조된 대조용 모르타르를 KS F 4042(콘크리트 구조물 보수용 폴리머 시멘트 모르타르)에 규정한 방법에 따라 투수량 시험의 측정 결과를 표 8에 나타냈다.

구분	실시예 7	실시예 8	실시예 9	비교예 3	비교예 4
투수량(g)	2.2	1.8	1.3	9.7	3.2

위의 표 8에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 7 내지 실시예 9에 따라 제조된 보수보강용 시멘트 모르타르가 비교예 3 및 비교예 4에 따라 제조된 대조용 모르타르에 비하여 흡수율이 낮아 내수성이 우수함을 알 수 있었다.

실험예 10 (중성화 깊이)

본 발명의 실시예 7 내지 실시예 9에 따라 제조된 보수보강용 시멘트 모르타르와 비교예 3 및 비교예 4에 따라 제조된 대조용 모르타르를 KS F 4042(콘크리트 구조물 보수용 폴리머 시멘트 모르타르)에 의한 시험을 수행하고, 그 결과를 하기 표 9에 나타냈다.

구분	실시예 7	실시예 8	실시예 9	비교예 3	비교예 4
중성화 깊이(mm)	0.25	0.2	0.1	1.55	0.6

위의 표 9에서와 같이, 본 발명의 실시예 7 내지 실시예 9에 따라 제조된 보수보강용 시멘트 모르타르가 비교예 3 및 비교예 4에 따라 제조된 대조용 모르타르에 비하여 중성화 침투 깊이가 적게 나타나 중성화에 대한 저항성이 높음을 확인할 수 있었다.

실험예 11 (침투 저항성)

본 발명의 실시예 7 내지 실시예 9에 따라 제조된 보수보강용 시멘트 모르타르와 비교예 3 및 비교예 4에 따라 제조된 대조용 모르타르를 KS F 4042(콘크리트 구조물 보수용 폴리머 시멘트 모르타르)에 의한 염화물 이온의 침투 저항성 시험을 수행하고, 그 결과를 하기 표 10에 나타냈다.

구분	실시예 7	실시예 8	실시예 9	비교예 3	비교예 4
염화물 이온 침투 저항성(coulombs)	855	827	792	1,235	980

위의 표 10에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 7 내지 실시예 9에 따라 제조된 보수보강용 시멘트 모르타르가 비교예 3 및 비교예 4에 따라 제조된 대조용 모르타르에 비하여 염화물 이온 침투 저항성이 적게 나타나 염해에 대한 저항성이 높았음을 확인할 수 있었다.

실험예 12 (내알칼리성, 물흡수계수 및 습기투과저항성)

본 발명의 실시예 7 내지 실시예 9에 따라 제조된 보수보강용 시멘트 모르타르와 비교예 3 및 비교예 4에 따라 제조된 대조용 모르타르를 KS F 4042(콘크리트 구조물 보수용 폴리머 시멘트 모르타르)에 의한 내알칼리성, 물흡수계수 및 습기투과저항성 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 11에 나타냈다.

구분	실시예 7	실시예 8	실시예 9	비교예 3	비교예 4
내알칼리성 (MPa)	45.5	47.7	49.2	30.2	41.2
물흡수계수 (kg/m²ㆍh⁰ ^.5)	0.30	0.25	0.20	0.50	0.38
습기 투과저항성 (Sd, m)	1.3	1.1	1.0	2.1	1.8

위의 표 11에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 7 내지 실시예 9에 따라 제조된 보수보강용 시멘트 모르타르가 비교예 3 및 비교예 4에 따라 제조된 모르타르에 비하여 성능이 우수함을 알 수 있었다.

실험예 13 (내구성)

본 발명의 실시예 7 내지 실시예 9에 따라 제조된 보수보강용 시멘트 모르타르와 비교예 3 및 비교예 4에 따라 제조된 대조용 모르타르를 KS F 2456에 규정한 방법에 따라 동결융해 저항성 시험을 실시하고, 그 결과를 하기 표 12에 나타냈다. 동결융해는 콘크리트에 흡수된 수분이 결빙되고 녹는 것을 말하는 것으로, 동결융해가 반복되면 콘크리트 조직에 미세한 균열이 발생하게 되어 내구성이 저하되는 문제가 발생하게 된다.

구분	실시예 7	실시예 8	실시예 9	비교예 3	비교예 4
내구성 지수	93	94	94	70	90

위의 표 12에 나타난 바 같이, 본 발명의 실시예 7 내지 실시예 9에 따라 제조된 보수보강용 시멘트 모르타르가 비교예 3 및 비교예 4에 따라 제조된 모르타르에 비하여 내구성 지수가 월등히 높으므로 내구성이 향상된 것을 알 수 있다.

실험예 14 (중량 변화율)

본 발명의 실시예 7 내지 실시예 9에 따라 제조된 보수보강용 시멘트 모르타르와 비교예 3 및 비교예 4에 따라 제조된 대조용 모르타르를 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 13에 나타냈다.

구분		실시예 7	실시예 8	실시예 9	비교예 3	비교예 4
중량변화율 (%)	염산	-1.0	-0.8	-0.6	-4.1	-1.5
	황산	-0.05	0	0.1	-2.3	-0.3
	수산화나트륨	+0.6	+1.3	+1.8	0.1	0.3

위의 표 13에서와 같이, 본 발명의 실시예 7 내지 실시예 9에 따라 제조된 보수보강용 시멘트 모르타르가 비교예 3 및 비교예 4에 따라 제조된 모르타르에 비하여 내약품성에 대한 중량변화율이 적게 나타나 내약품성에 대한 저항성이 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

기능성 결합재 25∼98 중량% 및 기능성 충전재 2∼75 중량%를 포함하는 유무기 복합 조성물로서,
상기 기능성 결합재는, 기능성 결합재의 총 100 중량% 기준으로, 메틸아크릴레이트-아크릴로니트릴 공중합체 40∼96 중량%, 폴리에스테르 1∼20 중량%, 폴리카보네이트 1∼20 중량%, 폴리아미드 1∼20 중량%, 에틸아크릴레이트 0.5∼20 중량%, 및 실리콘 0.5∼20 중량%를 포함하고; 그리고
상기 기능성 충전재는, 기능성 충전재의 총 100 중량% 기준으로, 탄산칼슘 5∼94 중량%, 알루미나 분말 1∼30 중량%, 스텔라이트 1∼30 중량%, 운모 1∼20 중량%, 비트리파이드 1∼20 중량%, 마그네사이트 1∼20 중량%, 탄화규소 0.4∼10 중량%, 수산화알루미늄 0.4∼10 중량%, 및 지르코니아 0.2∼10 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 유무기 복합 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 기능성 결합재가, 기능성 결합재와의 중량 대비 1:0.01∼10의 비율로, 폴리에틸렌글리콜, 플루오르, 염화비닐-초산비닐 또는 폴리설폰 수지를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유무기 복합 조성물.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 기능성 결합재가, 기능성 결합재와의 중량 대비 1:0.01∼5의 비율로 소포제를 더 포함하고, 소포제가 알콜계 소포제, 실리콘계 소포제, 지방산계 소포제, 오일계 소포제, 에스테르계 소포제, 또는 옥시알킬렌계 소포제인 것을 특징으로 하는 유무기 복합 조성물.
무기 혼화제 24∼60 중량%, 잔골재 5∼70 중량%, 성능 개질제 1∼20 중량% 및 물 5∼25 중량%를 포함하는 보수보강용 시멘트 모르타르 조성물로서,
상기 무기 혼화제는, 무기 혼화제의 총 100 중량% 기준으로, 조강 포틀랜드 시멘트 20∼80 중량%, 마그네슘설포알루미네이트 3∼40 중량%, 고로 슬래그 10∼35 중량%, 비트리파이드 1∼25 중량%, 마그네사이트 1∼25 중량%, 석고 1∼15 중량%, 탄화규소 1∼10 중량%, 황산마그네슘 1∼15 중량%, 벤토나이트 0.5∼10 중량%, 산화알루미늄 0.5∼10 중량%, 지르코니아 0.4∼10 중량%, 친수성 섬유 0.4∼10 중량%, 및 경화 지연제 0.2∼10 중량%를 포함하고; 그리고
상기 성능개질제는, 성능 개질제의 총 100 중량% 기준으로, 메틸메타크릴레이트-염화비닐 공중합체 35∼95 중량%, 메타크릴레이트-염화비닐리덴 4∼45 중량%, 에틸아크릴레이트 0.4∼35 중량%, 에틸렌-프로필렌 공중합체 0.4∼25 중량%, 및 에틸렌-디클로라이드 공중합체 0.2∼25 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 보수보강용 시멘트 모르타르 조성물.
제 4항에 있어서, 상기 성능 개질제가, 성능 개질제와의 중량 대비, 폴리에틸렌 글리콜 1:0.01∼10, 폴리비닐플루오라이드 1:0.01∼10, 소포제 1:0.01∼5, 또는 감수제 1:0.01∼5의 비율로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보수보강용 시멘트 모르타르 조성물.
제 4항에 있어서, 경화 지연제가 포도당, 글루코오스, 텍스트린, 덱스트란,글루콘산, 사과산, 구연산 또는 그의 산염, 아미노카복실산 또는 그의 염, 포스폰산 또는 그의 유도체, 또는 글리세린인 것을 특징으로 하는 보수보강용 시멘트 모르타르 조성물.
제 4항에 있어서, 잔골재가 실리카질 규사 75∼99 중량% 및 보크사이트 1∼25 중량%로 구성되는 것을 특징으로 하는 보수보강용 시멘트 모르타르 조성물.
하기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 보강 섬유 메쉬의 제조방법:
제 1항에 따른 기능성 충전재 2∼75 중량% 및 기능성 결합재 25∼98 중량%을 첨가하여 강제식 믹서나 연속식 믹서로 믹싱하여 유무기 복합 조성물을 제조하는 단계,
상기 유무기 복합 조성물에 탄소 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 유리 섬유, 아라미드 섬유 중에서 선택된 2종 이상의 섬유를 함침하는 단계, 및
함침된 섬유를 교번으로 종방향과 횡방향으로 교차시켜 인장하면서 엮어 격자 또는 다이아몬드 형상의 보강 섬유 메쉬를 생산하는 단계.
하기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수보강공법:
불순물, 레이턴스, 열화된 부위를 그라인딩, 워터젯 또는 고압수 세척기로 치핑하여 제거하고 청소하는 단계,
청소된 부위에 이물질 또는 물의 침투를 방지하고, 표층강화, 내구성 및 접착력을 부여하기 위하여 표층강화제를 도포하는 단계,
도포된 부위에 제 8항에 따라 제조된 보강 섬유 메쉬를 부착하기 위하여 앵커 홀을 천공하는 단계,
천공된 상기 앵커 홀을 이용하여 상기 보강 섬유 메쉬를 설치하는 단계,
부착된 상부에 제 4항에 따른 보수보강용 시멘트 모르타르를 뿜칠하여 마감하는 단계, 및
마감된 상부에 이물질의 침투를 방지하여 내구성을 개선하기 위한 표면마감제를 도포하는 단계.
제 9항에 있어서, 상기 보강 섬유 메쉬를 설치하는 단계에서 보강 섬유 메쉬에 제 8항에 따른 유무기 복합 조성물을 도포하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 표층강화제가 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 스티렌-부타디엔(SB) 에멀젼, 폴리아크릴에스테르(PAE), 아크릴 및 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 중에서 선택된 적어도 어느 하나이고, 상기 표면 마감제가 수성 실리카졸, 우레탄-아크릴 에멀젼, 아크릴 에멀젼, 스티렌-부타디엔 에멀젼, 실란계 화합물, 상기 유무기 복합 조성물 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수보강공법.