KR101911313B1 - 콘크리트 구조물 바닥 보수·보강용 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법 - Google Patents

콘크리트 구조물 바닥 보수·보강용 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 무기계 결합재 3∼70중량%, 잔골재 10∼95중량%, 기능성 개선제 0.01∼30중량% 및 물 1∼45중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 바닥보수·보강용 수중 불분리용 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 기존 시멘트 모르타르 제품보다 탁월한 유동성, 응집력 및 재료분리 방지성을 부여하여 수중에서의 안정적인 콘크리트 구조체를 형성할 수 있으며, 부수적으로는 탁월한 응집력에 의한 수중 오염방지, 수중 구조물의 철근 보호 등의 부수적인 효과를 거둘 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 산성 물질이 많은 하수시설, 물에 접해 있는 콘크리트 지수구조물뿐만 아니라, 기존의 각종 공법에도 용이하게 적용할 수 있으며, 뿜칠 시공 등 기계화 시공이 가능하고, 재료분리저항성이 우수하여 재료손실을 방지함으로써 시공상의 경제성을 구비하는 등 많은 효과가 있다.

Description

콘크리트 구조물 바닥 보수·보강용 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법{ANTI-WASH CONCRETE MORTAR COMPOSITION FOR REPAIRING FLOOR OF CONCRETE STRUCTURE AND METHOD FOR REPAIRING CONCRETE STRUCTURE THEREWITH}
본 발명은 콘크리트 구조물 바닥 보수·보강용 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수중의 콘크리트 구조물 바닥에 대한 열화, 쇄굴 등에 의한 파손된 부위에 타설하는 모르타르 조성물로, 유동성 및 고점성을 발현하여 구성 원료가 수중에서도 재료가 분리되는 재료 분리성이 억제되고 일정한 경화 구조체를 형성시킬 수 있는 콘크리트 구조물 바닥 보수·보강용 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법에 관한 것이다.
일반적인 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, 해양환경에 위치하는 철근 콘크리트 구조물의 염해에 의해 콘크리트 구조물이 부식되는 경우가 대부분이다. 화학적 부식을 받는 구조물로는 해양 콘크리트, 화학공장, 식품공장, 축사 바닥 등의 관련 구조물, 토양 오염 및 온천 지대의 지하 구조물, 하수도 관련 하수관거 및 복개 구조물 등을 들 수 있다. 따라서, 이와 같이 일반적인 환경이 아니라 특수하게 열악한 환경에 적합한 향상된 기능을 추가한 콘크리트 모르타르 조성물에 대한 요구는 여전히 존재한다.
한편, 수중에 건설되는 교량의 기초와 대형 수중 콘크리트 구조물의 현장시공사례가 늘어나면서 수중 불분리 콘크리트에 대한 관심이 늘어나고 있다. 이러한 수중 불분리 콘크리트는 일반적으로 수중에 직접 타설하기 때문에 콘크리트 타설 중 수중에서 콘크리트 내의 시멘트와 골재가 점착되어 물에 의해 분리되지 않도록 수중 불분리 혼화제(증점제)를 사용하고 타설 후, 콘크리트의 자중에 의해 퍼지는 유동성을 보유하도록 고성능 감수제를 사용하여 제조된다. 그러나 수중에서 콘크리트의 재료분리를 막기 위해 사용하는 수중 불분리 혼화제는 콘크리트의 점성을 부여하여 유동성 저하시키고 이와 반대로 고성능 감수제는 콘크리트가 잘 퍼지게 하도록 유동성을 증가시키는 물질이므로 이들의 조합이 적절해야 콘크리트의 분리저항성을 부여하면서 자중에 의해 퍼질 수 있는 유동성을 갖게 되므로 수중 불분리 콘크리트를 구성하는 결합재 및 혼화재료의 구성에 대한 노하우(know-how)가 반드시 필요하다.
따라서, 수중 콘크리트 구조물을 보수·보강하기 위해서는 수중에서 재료가 분리되지 않는 수중 불분리성이 요구된다. 수중 불분리성을 위해서는 자체 유동성에 의해 다짐이 가능한 소요의 워커빌러티(workability)와 재료의 흩어짐 방지를 위한 점성 및 재료분리 저항성이 요구되고 있다.
대한민국 특허등록번호 제10-1366294호 (2014년 02월 21일 공고) 대한민국 특허등록번호 제10-1720037호 (2017년 03월 27일 공고)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 유동성 및 고점성을 발현하여 구성 원료가 수중에서도 재료가 분리되는 재료 분리성이 억제되고 일정한 경화 구조체를 형성시킬 수 있는 콘크리트 구조물 보수·보강용 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물을 제공함에 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 수중에서도 재료가 분리되는 재료 분리성이 억제되고 일정한 경화 구조체를 형성시킬 수 있는 콘크리트 구조물 보수·보강용 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물을 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법을 제공함에 있다.
본 발명은, 무기계 결합재 3∼70 중량%, 잔골재 10∼95 중량%, 기능성 개선제 0.01∼30중량% 및 물 1∼45중량%를 포함하며, 상기 기능성 개선제는 에틸렌-아크릴산 공중합체 35∼98중량%, 폴리비닐아세탈 1∼30 중량%, 시아노아크릴레이트 0.1∼25중량%, 에틸렌-비닐알코올 공중합체 0.1∼25중량% 및 γ-메르캅토프로필트리메톡시실란 0.01∼20중량%를 포함하고, 상기 무기계 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트 5∼90중량%, 트리 칼슘알루미네이트 시멘트 5∼45중량%, 고로슬래그 미분말 4∼40중량%, 석고 0.1∼20중량%, 카올린 0.1∼20중량%, 벤토나이트 0.1∼20중량%, 소듐마그네슘실리케이트 0.01∼15중량% 및 파인 세라믹 0.01∼15중량%을 포함하는 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물을 제공한다.
상기 기능성 개선제는 퍼플루오로알킬에틸아크릴레이트 0.01∼10중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 기능성 개선제는 에틸디글리콜아크릴레이트 0.01∼10중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 기능성 개선제는 감수제 0.01∼10 중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 기능성 개선제는 소포제 0.01∼10 중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 무기계 결합재는 아질산형 하이드로 칼루마이트 0.01∼10중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 무기계 결합재는 질산셀룰로오스(nitro-cellulose) 0.01∼10중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 무기계 결합재는 친수성 나일론 섬유, 폴리비닐클로라이드(PVC) 섬유, 폴리에틸렌(PE) 섬유, 폴리프로필렌(PP) 섬유 중 어느 하나 또는 혼합한 친수성 섬유를 0.01∼10중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 무기계 결합재는 감수제 0.01∼10중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 무기계 결합재는 지연제 0.01∼10중량%를 더 포함할 수 있다.
상기 잔골재는 4호 규사와 6호 규사가 중량비 1:0.1~0.6로 혼합된 실리카질 규사 70∼99중량% 및 마그네사이트 0.1∼30중량%를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 콘크리트 구조물의 불순물, 레이탄스, 열화된 부분을 그라인더, 평삭기, 숏블라스트, 핸드워터젯, 고압세척기 등으로 치핑하여 제거하는 단계와, 제거된 부위에 물, 염소이온, 유해물질 등의 침투를 방지하고 부착력을 개선하기 위하여 표면 보호·강화제로 프라이머층을 형성하는 단계와, 상기 프라이머층이 형성된 상부에 상기 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물을 뿜칠 기계 등으로 타설하여 단면을 복구하는 단계 및 복구된 결과물을 표면 마무리하고 내구성능 개선제를 도포하여 마무리 처리하는 단계; 및 양생하는 단계를 포함하는 콘크리트 구조물의 보수방법을 제공한다.
이때, 콘크리트 구조물에 물이 흐르는 경우에는 상기 프라이머 층을 형성하는 단계 및 내구성능 개선제를 도포하여 마무리하는 처리 공정이 불필요하다.
또한, 상기 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물은 방청효과를 가짐으로 별도의 방청 처리가 불필요하다.
상기 표면 보호·강화제는 스티렌-부타디엔 라텍스, 아크릴 에멀젼, 에틸 비닐 아세테이트, 아크릴-우레탄 에멀젼 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 사용할 수 있다.
상기 내구성능 개선제는 아크릴-우레탄 에멀젼, 스티렌-부타디엔 라텍스, 아크릴 에멀젼, 에틸 비닐 아세테이트, 수성 실리카 졸 및 실란계 화합물 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 사용할 수 있다.
본 발명의 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물에 의하면, 기존 시멘트 모르타르 제품보다 탁월한 유동성, 응집력 및 재료분리 방지성을 부여하여 수중에서의 안정적인 콘크리트 구조체를 형성할 수 있으며, 부수적으로는 탁월한 응집력에 의한 수중 오염방지, 수중 구조물의 철근 보호 등의 부수적인 효과를 거둘 수 있다.
또한, 강도, 내구성, 내염해성, 방오성, 내산성 등이 우수한 무기계 결합재와, 접착력, 내염해성, 중성화 저항성, 내구성, 수밀성, 동결융해 저항성 등이 우수한 기능성 개선제와, 내화성, 내마모성 등이 우수한 잔골재를 사용함으로써 강도 및 내구성, 특히 방오성, 내산성 및 수밀성이 우수하여 하수관거, 하수암거, 맨홀 등의 지하구조물, 하수종말처리장 구조물, 수리구조물, 지수구조물, 지중구조물, 도수터널, 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 산성 물질이 많은 하수시설, 물에 접해 있는 콘크리트 지수구조물뿐만 아니라, 기존의 각종 공법에도 용이하게 적용할 수 있으며, 뿜칠 시공 등 기계화 시공이 가능하고, 재료분리저항성이 우수하여 재료손실을 방지함으로써 시공상의 경제성을 구비하는 등 많은 효과가 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다. 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 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물은, 무기계 결합재 3∼70중량%, 잔골재 10∼95중량%, 기능성 개선제 0.01∼30중량% 및 물 1∼45중량%를 포함한다.
내구성이 우수한 상기 무기계 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트 5∼90중량%, 트리 칼슘알루미네이트 시멘트 5∼45중량%, 고로슬래그 미분말 4∼40중량%, 석고 0.1∼20중량%, 카올린 0.1∼20중량%, 벤토나이트 0.1∼20중량%, 소듐마그네슘실리케이트 0.01∼15중량% 및 파인 세라믹 0.01∼15중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 보통 포틀랜드 시멘트는 KS규격에 맞는 시멘트를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 보통 포틀랜드 시멘트는 상기 무기계 결합재에 대하여 5∼90중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 트리 칼슘알루미네이트 시멘트는 조기 강도, 내약품성, 특히 내산성을 개선하기 위해 사용된다. 상기 트리 칼슘알루미네이트 시멘트는 상기 무기계 결합재에 대하여 5∼45중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 트리 칼슘알루미네이트 시멘트의 중량비가 증가하면 빠른 경화특성을 나타내며, 상기 트리 칼슘알루미네이트 시멘트의 함량이 5중량% 미만일 경우 조기 강도 발현, 내약품성 및 내산성 개선 효과가 미약할 수 있고, 상기 트리 칼슘알루미네이트 시멘트의 함량이 45중량%를 초과할 경우에는 빠른 경화 특성으로 인해 좋은 물성을 얻을 수 있으나 제조 원가가 높아져 경제적이지 못하다.
상기 고로슬래그 미분말은 잠재 수경성 특성, 장기 강도 발현 및 내구성 증진을 위하여 사용한다. 상기 고로슬래그 미분말 분말의 중량비가 증가하면 조기 강도는 저하되나, 장기 강도 발현 및 내구성이 증가한다. 또한, 상기 고로슬래그 미분말의 분말도는 4,000∼8,500cm2/g인 것이 바람직하다. 상기 고로슬래그 미분말은 상기 무기계 결합재에 대하여 4∼40중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 고로슬래그 미분말의 함량이 40중량%를 초과할 경우 내구성은 개선되나 조기 강도 발현이 저하되고, 상기 고로슬래그 미분말의 함량이 4중량%미만일 경우 장기 강도 및 내구성 개선효과가 미흡하게 된다.
상기 석고는 에트린자이트가 초기부터 충분히 생성되어 시멘트의 구조를 치밀화시킴으로써 초기 재령에서 염화물 이온에 대한 침투저항성을 증가시키고 건조수축에 의한 균열을 방지하기 위하여 사용된다. 상기 석고는 상기 무기계 결합재에 대하여 0.1∼20중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 석고의 함량이 0.1중량% 미만일 경우 내구성 개선 및 균열 저감 효과가 미약할 수 있고, 상기 석고의 함량이 20중량%를 초과할 경우에는 반응성이 저하되어 조기 강도 발현 및 내수성이 저하된다.
상기 카올린은 천연 포졸란 재료로, 포졸란 반응성이 높아 강도, 방수성, 내염해성, 동결융해저항성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 카올린은 상기 무기계 결합재에 대하여 0.1∼20중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 카올린의 함량이 0.1중량% 미만일 경우 방수성, 내염해성, 동결융해저항성 개선 효과가 미약할 수 있고, 상기 카올린의 함량이 20중량%를 초과할 경우에는 조기 강도 발현이 저하된다.
상기 벤토나이트는 점토광물의 일종으로 수분을 흡수하여 7∼10배 부피가 팽윤하는 성질을 가지고 있어 흡착재 역할을 수행한다. 상기 벤토나이트는 상기 무기계 결합재에 대하여 0.1∼20중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 벤토나이트의 중량비가 증가하면 점도 개선 성능을 나타내며, 상기 벤토나이트의 함량이 0.1중량% 미만일 경우 점도 개선 효과가 미약할 수 있고, 상기 벤토나이트의 함량이 20중량%를 초과할 경우에는 작업성이 저하되고 제조 원가가 높아져 경제적이지 못하다.
상기 소듐마그네슘실리케이트는 점도를 조절하여 작업성 및 흡습성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 소듐마그네슘실리케이트의 중량비가 증가하면 조기 강도는 저하되나, 점도 및 흡습성이 개선된다. 상기 소듐마그네슘실리케이트는 상기 무기계 결합재에 대하여 0.01∼15중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 소듐마그네슘실리케이트의 함량이 0.01중량% 미만일 경우 작업성, 흡습성 개선 효과가 미약할 수 있고, 상기 소듐마그네슘실리케이트의 함량이 15중량%를 초과할 경우에는 흡습성이 좋아지나 점도가 높아져 작업성 및 강도가 저하된다.
상기 파인 세라믹은 강도, 경도, 내열성, 내식성 및 내마모성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 파인 세라믹은 상기 무기계 결합재에 대하여 0.01∼15중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 파인 세라믹의 함량이 0.01중량% 미만이면 성능 개선 효과가 미흡하게 되고, 상기 파인 세라믹의 함량이 15중량%를 초과하면 성능 개선효과는 뚜렷하나 경제성이 떨어진다.
상기 무기계 결합재는 아질산형 하이드로 칼루마이트를 더 포함할 수 있다. 상기 아질산형 하이드로 칼루마이트는 콘크리트의 방청 효과를 부여하기 위하여 사용하다. 상기 아질산형 하이드로 칼루마이트는 상기 무기계 결합재에 대하여 0.01∼10중량%함유되는 것이 바람직하다. 상기 아질산형 하이드로 칼루마이트의 함량이 0.01 중량% 미만이면 성능 개선 효과가 미흡하게 되고, 상기 아질산형 하이드로 칼루마이트의 함량이 10중량%를 초과하면 성능은 개선되나 강도 및 경제성이 저하된다.
상기 무기계 결합재는 질산셀룰로오스를 더 포함할 수 있다. 상기 질산셀룰로오스는 친수성, 점도 조절 및 분산성을 개선하기 위하여 사용할 수 있다. 상기 질산셀룰로오스는 상기 무기계 결합재에 대하여 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 질산셀룰로오스의 중량비가 증가하면 친수성 및 분산 성능이 개선된다. 상기 질산셀룰로오스의 함량이 0.01중량% 미만일 경우 친수성, 점도 개선 및 분산 성능 효과가 미약할 수 있고, 상기 질산셀룰로오스의 함량이 10중량%를 초과할 경우에는 작업성 및 강도가 저하되고 제조 원가가 높아져 경제적이지 못하다.
상기 무기계 결합재는 친수성 나일론 섬유, 폴리비닐클로라이드(PVC) 섬유, 폴리에틸렌(PE) 섬유 및 폴리프로필렌(PP) 섬유 중 어느 하나 또는 혼합한 친수성 섬유를 더 포함할 수 있다. 상기 친수성 섬유는 소성 균열 방지, 휨인성을 개선하기 위하여 사용할 수 있다. 상기 친수성 섬유는 상기 무기계 결합재에 대하여 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 친수성 섬유의 함량이 0.01중량% 미만일 경우 소성 균열 방지 및 휨인성 개선 효과가 미약할 수 있고, 상기 친수성 섬유의 함량이 10중량%를 초과할 경우에는 작업성이 저하되고 제조 원가가 높아져 경제적이지 못하다.
상기 무기계 결합재는 감수제를 더 포함할 수 있다. 상기 감수제는 무기계 결합재의 물-시멘트비를 감소시켜 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 감수제는 폴리카본산계, 멜라민계 또는 나프탈렌계 감수제를 사용할 수 있다. 멜라민계 또는 나프탈렌계 감수제는 폴리카본산계 감수제에 비하여 강도 및 내구성의 개선 효과가 미약하고, 물-시멘트비의 저감 효과가 크지 않으며, 기능성 개선제와 혼합되는 경우 거품 현상이 발생하여 혼화성이 나쁘다는 단점이 있다. 따라서, 상기 감수제는 폴리카본산계 감수제를 사용하는 것이 바람직하고, 상기 무기계 결합재에 대하여 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 무기계 결합재는 지연제를 더 포함할 수 있다. 상기 지연제는 일정 시간 동안 작업성을 확보하고 급격하게 경화되는 것을 지연하기 위하여 사용될 수 있다. 상기 지연제는 상기 무기계 결합재에 대하여 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.
상기 잔골재는 4호 규사와 6호 규사가 중량비 1:0.1~0.6로 혼합된 실리카질 규사 70∼99중량% 및 마그네사이트 0.1∼30중량%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. 내화성 및 내마모성이 우수한 마그네사이트가 혼입된 잔골재를 사용함으로써, 내화성 및 내마모성이 우수한 장점이 있다.
상기 실리카질 규사는 4호 규사와 6호 규사가 중량비 1:0.1~0.6로 혼합된 것이 바람직하다. 실리카질 규사의 입자 크기가 이보다 클 경우에는 재료분리 발생, 성형성이 저하될 우려가 있고, 이보다 작을 경우에는 작업성을 저하시킬 수 있다. 실리카질 규사는 상기 잔골재에 대하여 70~99중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 마그네사이트는 내화성 및 내마모성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 마그네사이트는 상기 잔골재에 대하여 0.1∼30중량% 함유하는 것이 바람직하다.
상기 기능성 개선제는 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물에 대하여 0.01∼30중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 기능성 개선제의 함량이 30중량%를 초과하면 점도가 높아져 작업성이 저하되기 쉽고, 수화반응을 지연시켜 조기 압축강도 발현을 저하시킴과 동시에 가격경쟁력이 저하될 수 있다. 그리고, 상기 기능성 개선제의 함량이 0.01중량% 미만이면 가사시간, 작업성, 유동성, 강도, 접착력, 내산성, 내열성 및 내구성 개선 효과가 미약할 수 있다.
상기 기능성 개선제는 가사시간, 작업성, 탄성, 유동성, 강도, 접착력, 내산성, 내열성 및 내구성을 개선시키기 위하여 사용하는 것으로, 에틸렌-아크릴산 공중합체 35∼98중량%, 폴리비닐아세탈 1∼30 중량%, 시아노아크릴레이트 0.1∼25중량%, 에틸렌-비닐알코올 공중합체 0.1∼25중량% 및 γ-메르캅토프로필트리메톡시실란 0.01∼20중량%을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 에틸렌-아크릴산 공중합체는 보습성, 보수성 및 부착력을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 에틸렌-아크릴산 공중합체는 상기 기능성 개선제에 대하여 35∼98중량% 함유되는 것이 바람직한데, 상기 에틸렌-아크릴산 공중합체의 함량이 35중량% 미만일 경우에는 보습성, 보수성, 부착력 및 내구성 개선의 효과가 미약하고, 상기 에틸렌-아크릴산 공중합체의 함량이 98중량%를 초과하는 경우에는 더 이상의 보수성, 보습성, 부착력 및 내구성 개선 효과를 기대하기 어렵다.
상기 폴리비닐아세탈은 접착력 및 내수성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 폴리비닐아세탈은 상기 기능성 개선제에 대하여 1∼30중량% 함유되는 것이 바람직한데, 상기 폴리비닐아세탈의 함량이 30중량%를 초과하면 성능은 개선되나 가격경쟁력이 떨어질 수 있으며, 상기 폴리비닐아세탈의 함량이 1중량% 미만이면 접착력 및 내수성 개선 효과가 미약할 수 있다.
상기 시아노아크릴레이트는 습기 경화성, 접착성 등을 개선하기 위해 사용된다. 상기 시아노아크릴레이트는 상기 기능성 개선제에 대하여 0.1∼25중량% 함유되는 것이 바람직한데, 상기 시아노아크릴레이트의 함량이 25중량%를 초과하면 성능은 개선되나 반응성이 높아 작업성이 저하될 수 있으며, 상기 시아노아크릴레이트의 함량이 0.1중량% 미만이면 성능 개선효과가 미약할 수 있다.
상기 에틸렌-비닐알코올 공중합체는 보수성 및 내수성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 에틸렌-비닐알코올 공중합체는 상기 기능성 개선제에 대하여 0.1∼25중량%가 혼입되는 것이 바람직한데, 상기 에틸렌-비닐알코올 공중합체의 함량이 25중량%를 초과하면 성능은 개선되나 점도가 높아져 작업성이 저하될 수 있으며, 상기 에틸렌-비닐알코올 공중합체의 함량이 0.1중량% 미만이면 보수성 및 내수성 개선 효과가 미약할 수 있다.
상기 γ-메르캅토프로필트리메톡시실란은 유무기 결합재의 반응성을 개선하여 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 γ-메르캅토프로필트리메톡시실란은 상기 기능성 개선제에 대하여 0.01∼20 중량%함유되는 것이 바람직하다. 상기 γ-메르캅토프로필트리메톡시실란 의 함량이 20중량%를 초과하면 반응성이 빨라져 작업성이 저하되고 더 이상의 성능개선효과를 기대할 수 없고, 상기 γ-메르캅토프로필트리메톡시실란의 함량이 0.01중량%미만이면 성능개선효과가 미흡하게 된다.
상기 기능성 개선제는 퍼플루오로알킬에틸아크릴레이트를 더 포함할 수 있다. 상기 퍼플루오로알킬에틸아크릴레이트는 평활성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 퍼플루오로알킬에틸아크릴레이트는 상기 기능성 개선제에 대하여 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직한데, 상기 퍼플루오로알킬에틸아크릴레이트의 함량이 10중량%를 초과하면 평활성은 개선되나 재료분리가 발생하기 쉽고, 상기 퍼플루오로알킬에틸아크릴레이트의 함량이 0.01중량% 미만이면 평활성 개선 효과가 미약할 수 있다.
또한, 상기 에틸디글리콜아크릴레이트는 강도 및 내구성을 개선하기 위해 사용된다. 상기 에틸디글리콜아크릴레이트는 상기 기능성 개선제에 대하여 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직한데, 상기 에틸디글리콜아크릴레이트의 함량이 10중량%를 초과하면 성능은 개선되나 점도가 낮아져 재료분리가 발생하기 쉬우며, 상기 에틸디글리콜아크릴레이트의 함량이 0.01중량% 미만이면 성능 개선 효과가 미약할 수 있다.
또한, 상기 기능성 개선제는 물-시멘트비를 감소시켜 유동성, 강도 및 내구성을 개선하기 위한 감수제를 더 포함할 수 있다. 상기 감수제는 물-시멘트비를 감소시켜 강도 및 내구성을 개선하고 기능성 개선제의 유동성을 확보하기 위하여 사용한다. 상기 기능성 개선제에 감수제가 첨가되면 물-시멘트비가 저감된다. 상기 감수제는 상기 기능성 개선제에 대하여 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 감수제는 폴리카본산계, 멜라민계 또는 나프탈렌계 감수제를 사용할 수 있으나, 나프탈렌계와 멜라민계는 폴리카본산계에 비하여 조성물의 강도가 떨어지고 작업성 및 가사시간을 저하시킬 수 있으므로 조성물의 강도, 작업성 및 가사시간을 저하시키지 않는 폴리카본산계 감수제를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 기능성 개선제는 기능성 개선제 내의 기포를 제거하여 강도 및 내구성을 높이기 위한 소포제를 더 포함할 수 있다. 상기 소포제는 상기 기능성 개선제내의 기포를 제거하여 강도 및 내구성을 높이기 위하여 사용한다. 또한, 상기 소포제가 기능성 개선제에 첨가되면 공기연행 효과를 부여하여 작업성 및 가사시간을 향상시킬 수 있다. 상기 소포제는 상기 기능성 개선제에 대하여 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.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물의 제조방법을 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물은, 상기 무기계 결합재 3∼70중량%, 잔골재 10∼95중량%, 상기 기능성 개선제 0.01∼30중량%를 진공형 강제식 믹서에서 프리믹싱한 후, 물 1∼40중량% 첨가하여 강제식 믹서나 연속식 믹서로 소정시간(예컨대, 1∼10분) 동안 믹싱하여 제조할 수 있다.
이하에서, 상술한 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물을 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법을 제시한다. 이하에서, 콘크리트 구조물이라 함은, 하수관거, 하수암거 및 하수맨홀 등의 관련 지하구조물, 화학공장, 식품공장, 축사 바닥 등의 관련 구조물, 해양콘크리트 구조물, 수중콘크리트 구조물, 도로의 노면, 교량 교면, 교량의 콘크리트 슬래브, 교량 신축이음부 등의 구조물로서 콘크리트로 이루어진 구조물을 포함하는 의미로 사용한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 콘크리트 구조물의 보수방법은, 콘크리트 구조물의 불순물, 레이탄스, 열화된 부분을 그라인더, 평삭기, 숏블라스트, 핸드워터젯, 고압세척기 등으로 치핑하여 제거하는 단계와, 제거된 부위에 물, 염소이온, 유해물질 등의 침투를 방지하고 부착력을 개선하기 위하여 표면 보호·강화제로 프라이머층을 형성하는 단계와, 상기 프라이머층이 형성된 상부에 상기 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물을 뿜칠 기계 등으로 타설하여 단면을 복구하는 단계 및 복구된 결과물을 표면 마무리하고 내구성능 개선제를 도포하여 마무리 처리하는 단계; 및 양생하는 단계를 포함하는 콘크리트 구조물의 보수방법을 제공한다.
이때, 콘크리트 구조물에 물이 흐르는 경우에는 상기 프라이머 층을 형성하는 단계 및 내구성능 개선제를 도포하여 마무리하는 처리 공정이 불필요하다.
또한, 상기 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물은 방청효과를 가짐으로 별도의 방청 처리가 불필요하다.
상기 표면 보호·강화제는 스티렌-부타디엔 라텍스, 아크릴 에멀젼, 에틸 비닐 아세테이트, 아크릴-우레탄 에멀젼 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 사용할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 내구성능 개선제는 아크릴-우레탄 에멀젼, 스티렌-부타디엔 라텍스, 아크릴 에멀젼, 에틸 비닐 아세테이트, 수성 실리카 졸 및 실란계 화합물 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 사용할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하에서, 본 발명에 따른 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물의 실시예들을 더욱 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실시예들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
무기계 결합재 43중량%, 잔골재 46중량% 및 기능성 개선제 4중량%를 진공형 강제식 믹서에서 프리믹싱한 후, 물 7중량%을 첨가하여 2분간 강제식 믹서로 교반하여 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물을 제조하였다.
이때, 상기 무기계 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트 45중량%, 트리 칼슘알루미네이트 시멘트 20중량%, 고로슬래그 미분말 10중량%, 석고 5중량%, 카올린 5중량%, 벤토나이트 5중량%, 소듐마그네슘실리케이트 5중량%, 파인 세라믹 1 중량%, 아질산형 하이드로 칼루마이트 1중량%, 질산 셀룰로오스 1중량%, 나일론 섬유 1중량%, 고성능 감수제 0.5중량% 및 지연제 0.5중량% 및 를 혼합하여 사용하였다. 상기 고성능 감수제는 폴리카본산계 고성능 감수제를 사용하였다. 상기 지연제로는 시트릭산을 사용하였다.
상기 잔골재는 실리카질 규사 90중량% 및 마그네사이트 10중량%를 혼합하여 사용하였다. 이 때, 실리카질 규사는 4호 규사와 6호 규사를 중량비 1 : 0.4로 혼합한 것을 사용하였다.
상기 기능성 개선제는 에틸렌-아크릴산 공중합체 89중량%, 폴리비닐아세탈 2중량%, 시아노아크릴레이트 2중량%, 에틸렌-비닐알코올 공중합체 2중량%, γ-메르캅토프로필트리메톡시실란 2중량%, 퍼플루오로알킬에틸아크릴레이트 1중량%, 에틸디글리콜아크릴레이트 1중량%, 감수제 0.5 중량% 및 소포제 0.5 중량%를 혼합하여 사용하였다. 상기 감수제는 폴리카본산계 감수제를 사용하였다. 상기 소포제는 실리콘계 소포제를 사용하였다.
<실시예 2>
무기계 결합재 43중량%, 잔골재 46중량% 및 기능성 개선제 4중량%를 진공형 강제식 믹서에서 프리믹싱한 후, 물 7중량%을 첨가하여 2분간 강제식 믹서로 교반하여 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물을 제조하였다.
이때, 상기 무기계 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트 45중량%, 트리 칼슘알루미네이트 시멘트 20중량%, 고로슬래그 미분말 10중량%, 석고 5중량%, 카올린 5중량%, 벤토나이트 5중량%, 소듐마그네슘실리케이트 5중량%, 파인 세라믹 1중량%, 아질산형 하이드로 칼루마이트 1중량%, 질산 셀룰로오스 1중량%, 나일론 섬유 1중량%, 고성능 감수제 0.5중량% 및 지연제 0.5중량% 및 를 혼합하여 사용하였다. 상기 고성능 감수제는 폴리카본산계 고성능 감수제를 사용하였다. 상기 지연제로는 시트릭산을 사용하였다.
상기 잔골재는 실리카질 규사 90중량% 및 마그네사이트 10중량%를 혼합하여 사용하였다. 이 때, 실리카질 규사는 4호 규사와 6호 규사를 중량비 1 : 0.4로 혼합한 것을 사용하였다.
상기 기능성 개선제는 에틸렌-아크릴산 공중합체 83중량%, 폴리비닐아세탈 3중량%, 시아노아크릴레이트 3중량%, 에틸렌-비닐알코올 공중합체 3중량%, γ-메르캅토프로필트리메톡시실란 3중량%, 퍼플루오로알킬에틸아크릴레이트 2중량%, 에틸디글리콜아크릴레이트 2중량%, 감수제 0.5 중량% 및 소포제 0.5 중량%를 혼합하여 사용하였다. 상기 감수제는 폴리카본산계 감수제를 사용하였다. 상기 소포제는 실리콘계 소포제를 사용하였다.
<실시예 3>
무기계 결합재 43중량%, 잔골재 46중량% 및 기능성 개선제 4중량%를 진공형 강제식 믹서에서 프리믹싱한 후, 물 7중량%을 첨가하여 2분간 강제식 믹서로 교반하여 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물을 제조하였다.
이때, 상기 무기계 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트 45중량%, 트리 칼슘알루미네이트 시멘트 20중량%, 고로슬래그 미분말 10중량%, 석고 5중량%, 카올린 5중량%, 벤토나이트 5중량%, 소듐마그네슘실리케이트 5중량%, 파인 세라믹 1중량%, 아질산형 하이드로 칼루마이트 1중량%, 질산 셀룰로오스 1중량%, 나일론 섬유 1중량%, 고성능 감수제 0.5중량% 및 지연제 0.5중량% 및 를 혼합하여 사용하였다. 상기 고성능 감수제는 폴리카본산계 고성능 감수제를 사용하였다. 상기 지연제로는 시트릭산을 사용하였다.
상기 잔골재는 실리카질 규사 90중량% 및 마그네사이트 10중량%를 혼합하여 사용하였다. 이 때, 실리카질 규사는 4호 규사와 6호 규사를 중량비 1 : 0.4로 혼합한 것을 사용하였다.
상기 기능성 개선제는 에틸렌-아크릴산 공중합체 77중량%, 폴리비닐아세탈 4중량%, 시아노아크릴레이트 4중량%, 에틸렌-비닐알코올 공중합체 4중량%, γ-메르캅토프로필트리메톡시실란 4중량%, 퍼플루오로알킬에틸아크릴레이트 3중량%, 에틸디글리콜아크릴레이트 3중량%, 감수제 0.5중량% 및 소포제 0.5중량%를 혼합하여 사용하였다. 상기 감수제는 폴리카본산계 감수제를 사용하였다. 상기 소포제는 실리콘계 소포제를 사용하였다.
상기의 실시예 1 내지 실시예 3의 특성을 보다 용이하게 파악할 수 있도록 본 발명의 실시예들과 비교할 수 있는 비교예들을 제시하며, 후술할 비교예 1 및 2는 현재 일반적으로 널리 사용되고 있는 보통 시멘트 모르타르 조성물 및 폴리머 시멘트 모르타르 조성물을 제시한 것이다.
<비교예 1>
보통 포틀랜드 시멘트 43중량%, 잔골재 46중량% 및 에틸렌-아크릴산 공중합체 4중량%를 진공형 강제식 믹서로 프리믹싱한 후, 물 7중량%를 첨가하여 강제식 믹서로 2분간 교반하여 폴리머 시멘트 모르타르 조성물을 제조하였다.
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>
상기 실시예 1 내지 3에서 제조한 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1에서 제조한 폴리머 시멘트 모르타르 조성물을 KS L 5220에 규정한 방법에 따라 플로우 시험(비타격 시의 흐름성)을 측정하였다.
재료분리는 모르타르 슬러리를 손으로 저어 보아 판단하였으며, 수중 제작 공시체는 수면아래 10cm 몰드를 설치 후 자유 낙하하여 제작하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
플로우(㎜) 195 199 207 141
재료분리 없음 없음 없음 발생
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물의 비타격 시의 흐름성은 비교예 1보다 매우 높은 흐름성을 보여 유동성이 우수함을 알 수 있었다. 또한, 비교예 1에서는 재료분리가 발생하였으나, 실시예 1 내지 실시예 3에서는 재료분리가 발생하지 않아 수중 불분리성이 우수함을 알 수 있었다.
<시험예 2>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1에서 제조한 폴리머 시멘트 모르타르 조성물의 물리적 특성을 비교하기 위하여, 상기에서 설명한 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1에 의하여 제조된 폴리머 시멘트 모르타르 조성물을 KS F 4042(콘크리트 구조물 보수용 폴리머 시멘트 모르타르)에 의한 압축강도, 휨강도 및 접착강도 시험을 수행하였고, 그 결과를 각각 하기 표 2, 표 3 및 표 4에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
압축강도
(MPa)		 기중 3일 33.0 34.1 36.6 31.5
기중 28일 57.0 58.2 60.2 52.2
수중 3일 31.8 33.1 34.6 25.7
수중 28일 54.5 56.3 58.0 45.5
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
휨강도
(MPa)		 기중 3일 6.5 7.2 7.8 5.5
기중 28일 11.1 12.3 13.0 10.0
수중 3일 5.6 6.8 7.2 4.0
수중 28일 10.3 11.3 12.0 8.0
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
접착강도
(MPa)		 기중 3일 1.7 1.8 1.9 1.4
기중 28일 2.3 2.4 2.6 2.0
수중 3일 1.5 1.6 1.7 1.1
수중 28일 2.15 2.3 2.5 1.6
상기 표 2 내지 표 4에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물의 압축, 휨 및 접착강도는 비교예 1에 따라 제조된 폴리머 시멘트 모르타르 조성물에 비하여 월등히 높았다.
<시험예 3>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1에 따라 제조된 폴리머 시멘트 모르타르 조성물을 KS F 4042에 의하여 길이변화율을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
구 분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
길이변화율(%) 0.033 0.022 0.015 0.055
위의 표 5에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1에 따라 제조된 폴리머 시멘트 모르타르 조성물에 비하여 길이변화율이 적게 나타나 수축 저감 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
<시험예 4>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1에 따라 제조된 폴리머 시멘트 모르타르 조성물을 KS F 2476에 규정한 방법에 따라 흡수율의 측정 결과를 아래의 표 6에 나타내었다. 흡수율이 높으면 불순물이나 물이 콘크리트의 내부로 침투하게 되면 콘크리트의 내부에 기공률이 증가하게 되어 구조물의 파손을 초래하는 문제가 발생한다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
흡수율(%) 0.28 0.26 0.21 0.41
위의 표 6에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물은 비교예 1에 따라 제조된 폴리머 시멘트 모르타르 조성물에 비하여 흡수율이 낮았다.
<시험예 5>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1에 따라 제조된 폴리머 시멘트 모르타르 조성물을 KS F 4042에 의한 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 7에 나타내었다.
구 분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
염화물 이온 침투 저항성(Coulombs) 650 580 490 850
위의 표 7에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1에 따라 제조된 폴리머 시멘트 모르타르 조성물에 비하여 염화물 이온 침투 저항성이 적게 나타나 염해에 대한 저항성이 높음을 확인할 수 있었다.
<시험예 6>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물을 KS F 4042에 의한 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 8에 나타내었다.
구 분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 2
중성화 깊이(mm) 0.5 0.3 0.2 0.7
위의 표 8에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 12에 따라 제조된 폴리머 시멘트 모르타르 조성물에 비하여 중성화 침투 깊이가 적게 나타나 중성화에 대한 저항성이 높음을 확인할 수 있었다.
<시험예 7>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1에 따라 제조된 폴리머 시멘트 모르타르 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 9에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 2
중량변화율
(%)		 염산 -0.9 -0.7 -0.6 -1.3
황산 -0.09 -0.04 0 -0.5
수산화나트륨 +0.7 +1.1 +1.5 +0.45
위의 표 9에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1에 따라 제조된 폴리머 시멘트 모르타르 조성물에 비하여 내약품성에 대한 중량변화율이 적게 나타나 내약품성에 대한 저항성이 높음을 확인할 수 있었다.
<시험예 8>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물을 KS F 4042에 규정한 방법에 따라 동결융해저항성 시험의 측정 결과를 아래의 표 10에 나타내었다. 동결융해는 콘크리트에 모세관 내에 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 비교예들의 내구성 지수를 표시한 것이다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
내구성 지수 93 93 94 90
위의 표 10에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1에 따라 제조된 폴리머 시멘트 모르타르 조성물에 비하여 내구성 지수가 월등히 높으므로, 내구성이 향상된 것을 알 수 있다.
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 (12)

  1. 콘크리트 구조물 바닥 보수·보강을 위한 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물로서,
    무기계 결합재 3∼70중량%, 잔골재 10∼95중량%, 기능성 개선제 0.01∼30중량% 및 물 1∼45중량%를 포함하며,
    상기 기능성 개선제는 에틸렌-아크릴산 공중합체 35∼98중량%, 폴리비닐아세탈 1∼30중량%, 시아노아크릴레이트 0.1∼25중량%, 에틸렌-비닐알코올 공중합체 0.1∼25중량%, γ-메르캅토프로필트리메톡시실란 0.01∼20중량%, 아질산형 하이드로 칼루마이트 0.01∼10중량%, 질산셀룰로오스(nitro-cellulose) 0.01∼10중량%, 친수성 나일론 섬유, 폴리비닐클로라이드(PVC) 섬유, 폴리에틸렌(PE) 섬유, 폴리프로필렌(PP) 섬유 중 어느 하나 또는 혼합한 친수성 섬유를 0.01∼10중량%, 감수제 0.01∼10중량% 및 지연제 0.01∼10중량%를 포함하고,
    상기 무기계 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트 5∼90중량%, 트리 칼슘알루미네이트 시멘트 5∼45중량%, 고로슬래그 미분말 4∼40중량%, 석고 0.1∼20중량%, 카올린 0.1∼20중량%, 벤토나이트 0.1∼20중량%, 소듐마그네슘실리케이트 0.01∼15중량%, 파인 세라믹 0.01∼15중량%, 퍼플루오로알킬에틸아크릴레이트 0.01∼10중량%, 에틸디글리콜아크릴레이트 0.01∼10중량%, 감수제 0.01∼10중량% 및 소포제 0.01∼10중량%를 포함하며,
    상기 잔골재는 4호 규사와 6호 규사가 중량비 1:0.1~0.6로 혼합된 실리카질 규사 70∼99중량% 및 마그네사이트 0.1∼30중량%를 포함하고,
    KS L 5220에 따른 플로우(mm)(비타격시의 흐름성)는 195 ~ 207이고,
    KS F 4042(콘크리트 구조물 보수용 폴리머 시멘트 모르타르)의한 압축강도(MPa)는 기중 3일에 33.0 ~ 36.6, 기중 28일에 57.0 ~ 60.2, 수중 3일에 31.8 ~ 34.6, 수중 28일에 54.5 ~ 58.0이고, 휨강도(MPa)는 기중 3일에 6.5 ~ 7.8, 기중 28일에 11.1 ~ 13.0, 수중 3일에 5.6 ~ 7.2, 수중 28일에 10.3 ~ 12.0이고, 부착강도(N/mm2)는 기중 3일에 1.7 ~ 1.9, 기중 28일에 2.3 ~ 2.6, 수중 3일에 1.5 ~ 1.7, 수중 28일에 2.15 ~ 2.5이고, 길이변화율(%)은 0.015 ~ 0.033이고, 염화물이온침투저항성 (Coulombs)은 490 ~ 650이고, 중성화 깊이(mm)는 0.2 ~ 0.5이고, 동결융해 저항성 시험에 따른 내구성 지수는 93 ~ 94인
    것을 특징으로 하는 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물.
  2. 삭제
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  10. 제 1항에 기재된 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물을 이용하는 콘크리트 구조물의 보수공법으로서,
    콘크리트 구조물의 불순물, 레이탄스, 열화된 부분을 치핑하여 제거하는 단계;
    제거된 부위에 표면 보호·강화제로 프라이머층을 형성하는 단계;
    상기 프라이머층이 형성된 상부에 상기 수중 불분리 시멘트 모르타르 조성물을 타설하여 단면을 복구하는 단계;
    복구된 결과물을 표면 마무리하고 내구성능 개선제를 도포하여 마무리 처리하는 단계; 및
    양생하는 단계를
    포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수공법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 표면 보호·강화제는 스티렌-부타디엔 라텍스, 아크릴 에멀젼, 에틸 비닐 아세테이트, 아크릴-우레탄 에멀젼 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수공법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 내구성능 개선제는 아크릴-우레탄 에멀젼, 스티렌-부타디엔 라텍스, 아크릴 에멀젼, 에틸 비닐 아세테이트, 수성 실리카 졸 및 실란계 화합물 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수공법.
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