KR101942425B1 - Environmentally friendly polymer mortar composition for repairing concrete structure without portland cement and method for repairing concrete structure using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 콘크리트 구조물 보수용 모르타르 조성물에 관한 것으로, 특히 고로슬래그 사용으로 제조원가를 크게 낮추면서도 경화가 빠르고 초기 강도 및 장기 강도가 높으며, 포틀랜드 시멘트를 배제하여 유해물질인 6가 크롬(Cr6+)의 발생을 극소화한 콘크리트 구조물 보수용 친환경 무시멘트 폴리머 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법에 관한 것이다.The present invention, in particular blast furnace slag, while significantly lowering the manufacturing cost by using a high early strength and fast cure is long-term strength, by excluding the Portland cement of hexavalent chromium harmful substances on the mortar composition for repairing concrete structures (Cr 6+) Cement-based polymer mortar composition for repairing concrete structures and a method of repairing concrete structures using the same.
시멘트는 건축재료로 사용되는 결합재로서, 인류는 수천 년 전부터 시멘트를 사용하여 왔는데, 피라미드에 사용된 시멘트는 석회와 석고를 혼합한 것이고, 로마시대에는 석회와 화산재를 혼합한 것이다. 이들 시멘트들은 기경성(氣硬性) 시멘트로서 18세기경까지 사용되었으며, 수경성(水硬性) 시멘트가 나온 것은 1756 - 1759년경이며, 그 후 석회석과 점토를 혼합한 원료를 구워서 시멘트를 만들었는데, 겉모양, 빛깔 등이 포틀랜드 섬의 천연석과 비슷하다고 하여 포틀랜드 시멘트라 명명하였다. Cement is a bonding material used as building material. Humans have been using cement for thousands of years. The cement used in the pyramid is a mixture of lime and gypsum. In Roman times it is a mixture of lime and ash. These cements were used as cement hardened cement until about the 18th century. Hydraulic cement came out about 1756 - 1759, and after that, the mixture of limestone and clay was baked to make cement. Shape, and color are similar to the natural stone of Portland Island.
오늘날 흔히 시멘트로 불리는 것은 포틀랜드 시멘트이다. 포틀랜드 시멘트는 주성분으로 석회, 실리카, 알루미나, 산화철을 함유하는 원료를 적당한 비율로 충분히 혼합하여 그 일부가 용융하여, 소성(燒成)된 클링커(clinker)에 적당량의 석고를 가하여 분말로 한 것이다. 포틀랜드 시멘트는 주로 석회질 원료와 점토질 원료를 적당한 비율로 혼합하여(성분을 조절하기 위하여 규산질 원료와 산화철 원료를 첨가하기도 한다) 미분쇄하고 그 일부가 용융할 때까지(약 1,450℃) 소성하여 얻어지는 클링커에 응결조절제(凝結調節劑)로서 약간의 석고를 가하여 미분쇄하여 만든다. Portland cement is often called cement today. The Portland cement is a mixture of a raw material containing lime, silica, alumina and iron oxide as main components in an appropriate ratio, melting a part thereof, and adding a proper amount of gypsum to a calcined clinker to form a powder. The Portland cement is mainly produced by mixing the calcareous raw material and the clayey raw material in an appropriate ratio (adding the siliceous raw material and the iron oxide raw material to adjust the component) and finely crushing the calcined raw material and the clay raw material until the part is melted (about 1,450 ° C.) By adding a small amount of gypsum as a coagulation controlling agent.
포틀랜드 시멘트를 물로 반죽하면 얼마 후 유동성을 잃고 굳어지는데 이 과정을 응결(setting)이라 하며, 그 후 강도를 가지게 되는 과정을 경화라고 한다. 시멘트의 구성화합물 중 규산삼석회는 수화(水和)가 빠르며 강도 발현도 좋아 조기강도에 기여한다. 규산이석회는 수화속도가 늦고 장기에 걸쳐 강도를 증진시킨다. 알루민산삼석회는 다른 구성화합물보다 수화속도가 빨라 물과 급격히 반응하여 굳는다. 이때 석고가 있으면 석고와의 반응으로 응결시간이 조절된다. 시멘트의 구성화합물은 수화시 수화열을 발생한다. 수화열은 알루민산삼석회가 가장 크며 규산삼석회가 그 다음이다. 따라서 조기강도를 요하는 조강(早强) 시멘트에는 규산삼석회의 양이 많은 것이 요구되며, 댐과 같은 대형 구조물에 쓰이는 시멘트에는 알루민산삼석회나 규산삼석회의 양이 제한된다. When Portland cement is kneaded with water, it looses its fluidity and solidifies. This process is called setting, and the process of getting strength after that is called hardening. Among the constituent compounds of cement, ginseng lime lime is fast hydrated and also exhibits strength and contributes to early strength. Silicate This lime is slow in hydration and improves strength over the long term. Aluminous ginseng lime reacts rapidly with water because it has a higher hydration rate than other compounds. At this time, if there is gypsum, the condensation time is controlled by reaction with gypsum. The constituent compounds of cement generate hydration heat during hydration. The highest heat of hydration is alumine ginseng lime, followed by ginseng ginseng lime. Therefore, the amount of lime gypsum is required to be high in early strength cement which requires early strength, and the amount of alumina ginseng lime and lime ginseng lime is limited in cement used for large structures such as dams.
이러한 포틀랜드 시멘트에 다른 성분들을 혼합하여 새로운 특성을 발현시킨 혼합 시멘트로서 고로슬래그 시멘트, 실리카 시멘트, 플라이애쉬 시멘트, 알루미나 시멘트 등이 있다. The blended cement, which mixes other components with the portland cement to develop new properties, is blast furnace slag cement, silica cement, fly ash cement, and alumina cement.
이 중에서 고로슬래그 시멘트는 제철소의 고로에서 부산되는 고로슬래그(고로수재)를 사용한 시멘트로서, 내화학성을 가지며, 단기 보다는 장기 강도가 우수하여 폐수로, 항만, 하천 등의 토목공사에 주로 이용되고 있다. Among them, blast furnace slag cement is a cement using blast furnace slag (blast furnace slag) which is pumped from the blast furnace of the steel mill. It has chemical resistance and is superior in long-term strength than short-term so it is mainly used in civil engineering works such as wastewater, harbor and river .
고로슬래그 시멘트는 포틀랜드 시멘트(또는 클링커), 석고, 고로슬래그를 혼합하고 분쇄하여 제조되는데, 이렇게 제조된 고로슬래그 시멘트는 보통의 시멘트에 비하여 경화가 느리고 초기 강도가 약한 단점이 있었다.The blast furnace slag cement is manufactured by mixing and pulverizing Portland cement (or clinker), gypsum and blast furnace slag. The blast furnace slag cement thus produced has a disadvantage that it is harder to cure and weak in initial strength than ordinary cement.
이에 따라 본 출원인은 이같은 문제를 개선하여 고로슬래그를 다량으로 함유하면서도 경화가 빠르고 초기 강도가 우수한 고로슬래그 시멘트를 등록특허 제10-0702471호(2007.03.27)를 통해 개시한 바 있다. Accordingly, the present applicant has improved the above problems and disclosed a blast furnace slag cement which contains a large amount of blast furnace slag and has a high initial hardness and a high initial strength, through Registration No. 10-0702471 (Mar. 27, 2007).
하지만, 이같은 본 출원인의 기술은 고로슬래그 시멘트의 단점인 초기강도가 낮은 문제점을 해결하고 조기 경화에 고강도 특성을 발휘하여 제품의 품질이 우수하며, 고로슬래그를 다량으로 함유할 수 있어 제조원가를 크게 낮출 수 있다는 장점에도 불구하고, 포틀랜드 시멘트가 높은 비중으로 포함되어 있는 관계로 유해물질인 6가 크롬(Cr6+)이 다량으로 검출되는 문제점이 있었다. 6가 크롬의 경우 천연이 아닌 공정 중에 발생하는 인공적인 물질로서 일본이나 덴마크에서는 이미 오래전부터 발암물질로 규정되어 있고 최근 국내에서도 아토피 등의 원인으로 제기되는 등 이슈가 되고 있는 물질이다. However, the present applicant's technique solves the problem of low initial strength, which is a disadvantage of blast furnace slag cement, exhibits high strength properties in early curing and has excellent product quality, and can contain a large amount of blast furnace slag, However, there is a problem that a large amount of hexavalent chromium (Cr 6+ ) is detected due to the fact that the portland cement is contained in a high specific gravity. In the case of hexavalent chromium, it is an artificial substance that occurs during a process that is not natural, and has been prescribed as a carcinogen in Japan and Denmark for a long time.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 고로슬래그 사용으로 제조원가를 크게 낮추면서도 경화가 빠르고 초기 강도 및 장기 강도가 높으며, 포틀랜드 시멘트를 배제하여 유해물질인 6가 크롬(Cr6+)의 발생을 극소화한 콘크리트 구조물 보수용 친환경 무시멘트 폴리머 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention has been made to overcome the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a cement mortar composition and a cement mortar composition, And a method for repairing a concrete structure using the same. The present invention provides an eco-friendly cement-based polymer mortar composition for repairing a concrete structure that minimizes the generation of hexavalent chromium (Cr 6+ ).
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 콘크리트 구조물 보수용 친환경 무시멘트 폴리머 모르타르 조성물은, 고로슬래그 시멘트 49~55중량%, 섬유 0.05~0.2중량%, 폴리머 0.2~1.5중량%, 증점제 0.02~0.1중량%, 기포제 0.05~0.2중량% 및 잔골재 40~50중량%를 포함하며, 상기 고로슬래그 시멘트는 중량 기준으로 고로슬래그를 최대 성분으로 포함하고, 수화반응을 통하여 에트린자이트(3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O)를 생성할 수 있도록 아우인, 석회, 무수석고를 더 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a green cement polymer mortar composition for repairing concrete structures, which comprises 49 to 55% by weight of blast furnace slag cement, 0.05 to 0.2% by weight of fibers, 0.2 to 1.5% Wherein the blast furnace slag cement contains blast furnace slag as a maximum component and the amount of the blast furnace slag cement contained in the blast furnace slag cement is 0.02 to 0.1 wt.%, The foaming agent is 0.05 to 0.2 wt.% And the fine aggregate is 40 to 50 wt. 3CaO · Al 2 O 3 · 3CaSO 4 · 32H and a brother to generate O 2), further comprising the lime, anhydrite characterized in that on the technical configuration.
여기서, 상기 아우인, 석회, 무수석고의 수화반응을 통한 에트린자이트의 생성은, 3CaO·4Al2O3·SO3 + 6CaO + 8CaSO4 + 32H2O --> 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2에 따른 것을 특징으로 할 수 있다. The formation of etyne zite through the hydration reaction of the above-mentioned subunit, lime and anhydrite can be performed by the following reaction: 3CaO 4Al 2 O 3 .SO 3 + 6CaO + 8CaSO 4 + 32H 2 O -> 3CaO.Al 2 O 3 · 3CaSO 4 · 32H 2 .
또한, 고로슬래그 시멘트는, 고로슬래그 50~70중량%, 석고 5~15중량%, 아우인 6~20중량%, 감수제 또는 고유동화제 0.3~2.5중량%, 및 포틀랜드 시멘트 13중량% 미만으로 포함되어 상기 콘크리트 구조물 보수용 친환경 폴리머 모르타르 조성물 전체 대비 8중량% 미만이 되도록 한 것을 특징으로 할 수 있다. Also, the blast furnace slag cement contains 50 to 70% by weight of blast furnace slag, 5 to 15% by weight of gypsum, 6 to 20% by weight of austenite, 0.3 to 2.5% by weight of a water reducing agent or a high dynamic massing agent and less than 13% by weight of Portland cement And is less than 8% by weight based on the total amount of the eco-friendly polymer mortar composition for repairing the concrete structure.
또한, 상기 아우인(칼슘설포알루미네이트, 4CaO·3Al2O3·SO3)은 CaO 성분으로서 석회석, Al2O3 성분으로서 보크사이트 또는 Al2O3 성분을 가진 무기재료, 및 SO3 성분으로서 석고를 포함하되, Cm(석회포화비 = C-0.7(F+T+S')/1.87S+0.55A)가 0.60 이상이고, A/S'(알루미나무수황산비)가 2.0~4.5 범위가 되도록 배합된 원료를 1,350℃의 온도에서 소성하여 제조된 것을 특징으로 한다. (여기서, C: CaO중량%, F: Fe2O3중량%, T: TiO2중량%, S': SO3중량%, S: SiO2중량%, A: Al2O3중량%임)In addition, the brother of (calcium sulfo aluminate, 4CaO · 3Al 2 O 3 · SO 3) is an inorganic material, and the SO 3 component with bauxite or Al 2 O 3 component as limestone, Al 2 O 3 component as CaO component Wherein the ratio of Cm (lime saturation ratio = C-0.7 (F + T + S ') / 1.87S + 0.55A) is not less than 0.60 and A / S' (alumina anhydrous sulfuric acid ratio) is in the range of 2.0 to 4.5 By weight of the raw material is fired at a temperature of 1,350 캜. (Where C: CaO% by weight, F: 3 % by weight of Fe 2 O, T: 2 % by weight of TiO 2 , S ': 3 % by weight of SO 3 , 2 % by weight of S: SiO 2 and 3 % by weight of Al 2 O 3 )
한편 본 발명에 의한 콘크리트 구조물의 보수방법은, 콘크리트 구조물의 손상 부위에 대하여 불순물, 레이턴스 또는 열화된 부위를 제거하는 단계; 콘크리트 구조물에 프라이머를 도포하는 단계; 프라이머 도포된 상태의 콘크리트 구조물에 상기 친환경 폴리머 모르타르 조성물을 도포하여 손상 부위의 단면을 복구하는 단계; 복구된 단면을 표면 마무리 후 양생하는 단계; 및, 내구성 개선 표면코팅제를 도포하는 단계;를 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다. Meanwhile, a method of repairing a concrete structure according to the present invention includes the steps of removing impurities, latency, or deteriorated portions of a damaged portion of a concrete structure; Applying a primer to the concrete structure; Applying the environmentally-friendly polymer mortar composition to a concrete structure coated with a primer to restore a cross-section of the damaged portion; Curing the recovered section after surface finishing; And applying a durability-improving surface coating agent to the surface of the substrate.
여기서, 상기 콘크리트 구조물에서 열화된 부위의 경우 철근 하부까지 제거하고, 노출된 철근을 방청처리하며, 탄산화된 콘크리트에 침투성 알칼리 환원제를 도포하여 콘크리트의 알칼리성을 회복시키도록 한 것을 특징으로 할 수 있다. Here, in the case of a portion deteriorated in the concrete structure, the bottom portion of the reinforcing bar is removed, the exposed reinforcing bars are rust-proofed, and the alkaline reducing agent is applied to the carbonated concrete to restore the alkalinity of the concrete.
또한, 상기 프라이머는 바인더로서 수용성 규산염 무기화합물 10∼50중량%에 희석제로 증류수 10~50중량%, 시멘트 또는 콘크리트의 표면에 침투 반응하여 강한 결합을 형성하는 특성에 의해 중성화 방지, 표면 강화를 수행하는 리튬 화합물 20~50중량%, 조성물의 내수성을 증진시키고 조성물의 경화시간을 단축시키며 콘크리트 표면의 내화학성을 증진시키기 위한 졸 상태의 금속 산화물 10~50중량%, 침투력을 증진시키고 상기 화합물의 양호한 분산을 유도하기 위한 실란 커플링제 5~20중량%, 습윤제 0.1~5중량%로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the primer is used as a binder to prevent the neutralization and strengthen the surface by 10 to 50% by weight of the water-soluble silicate inorganic compound, 10 to 50% by weight of distilled water as a diluent, and penetrating the surface of the cement or concrete to form a strong bond. 20 to 50% by weight of a lithium compound, 10 to 50% by weight of a metal oxide in a sol state for improving the water resistance of the composition, shortening the curing time of the composition and improving the chemical resistance of the concrete surface, 5 to 20% by weight of a silane coupling agent for inducing dispersion, and 0.1 to 5% by weight of a wetting agent.
또한, 상기 수용성 규산염 무기화합물은 비중 1.38, SiO2/Na2O 몰비 3.10~3.30의 물성을 가진 규산 나트륨, 비중 1.30, SiO2/K2O 몰비 3.3~3.6의 물성을 가진 규산 칼륨 중 1종 또는 그 이상의 혼합물로 이루어진 것을 사용하며, 상기 리튬 화합물은 비중 1.15~1.20, SiO2/Li2O 몰비 4.5~5.0의 물성을 가진 리튬실리케이트, 99% 이상의 순도를 가진 아질산 리튬 1종 또는 그 이상의 혼합물로 이루어진 것을 사용하며, 상기 금속 산화물은 10~20nm의 입자 크기의 수분산 형태를 보이는 실리카 졸, 알루미나 졸, 산화티탄 졸, 지르코니아 졸 중 1종 또는 그 이상의 혼합물로 이루어진 것을 사용하며, 상기 실란 커플링제는 유기 금속 알콕시 실란 화합물로서 MPTMS(3-Methacryloxypropyltrimethoxysilane), GPTMS(3-Glycidoxypropyltrimetho-The water-soluble silicate inorganic compound has a specific gravity of 1.38, a sodium silicate having a physical property of SiO 2 / Na 2 O ratio of 3.10 to 3.30, a specific gravity of 1.30, and a kind of potassium silicate having a physical property of 3.3 to 3.6 of SiO 2 / K 2 O Wherein the lithium compound is selected from the group consisting of lithium silicate having a specific gravity of 1.15 to 1.20, SiO 2 / Li 2 O molar ratio of 4.5 to 5.0, one or more lithium nitrite having a purity of 99% And the metal oxide is composed of a mixture of at least one of silica sol, alumina sol, titanium oxide sol, and zirconia sol having a particle size of 10 to 20 nm in water distribution, and the silane couples (3-Methacryloxypropyltrimethoxysilane), GPTMS (3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane) as an organometallic alkoxysilane compound,
xysilane), APTES( 3-Aminopropyltriethoxysilane), Acryloxypropyltrimethoxysilane, Vinyltriethoxysilane, (Methacryloxymethyl)phenyldimethylsilane 중 1종 또는 그 이상의 혼합물로 이루어진 것을 사용하는 것을 특징으로 할 수 있다. xylylene, xylylene, xylylene, xylylene, xylylene, xylylene, xylylene, xylylene, xylylene, xylylene, xylylene, xylylene, xylylene,
또한, 상기 침투성 알칼리 환원제는, 바인더로서 수용성 규산염 무기화합물 10~50중량%에 희석제로 증류수 10~50중량%를 첨가하고 30℃ 온도를 유지하며 150~200rpm으로 60분간 교반하여 가수분해하는 단계; 전단계에서 가수분해된 혼합물에 리튬 화합물 20~50중량%를 적하하고 30℃ 온도를 유지하며 150~200rpm으로 30분간 교반하는 단계; 전단계에서 리튬 화합물이 혼합된 혼합물에 졸 상태의 금속 산화물 10~50중량%를 적하하고 50℃ 온도를 유지하며 150~200rpm으로 60분간 교반하는 단계; 전단계에서 금속 산화물이 혼합된 혼합물을 50℃ 온도를 유지하며 150~200rpm으로 교반한 상태에서 실란 커플링제 5~20중량%를 30분에 걸쳐 서서히 적하하고 2시간 동안 교반하는 단계; 전단계에서 실란 커플링제가 혼합된 혼합물에 습윤제를 0.1~5중량% 첨가하여 10분간 교반하여 완성하는 것을 특징으로 할 수 있다. The permeable alkali reducing agent may be prepared by adding 10 to 50% by weight of distilled water as a binder to 10 to 50% by weight of a water-soluble silicate inorganic compound as a binder, stirring the mixture at 150 to 200 rpm for 60 minutes while maintaining the temperature at 30 DEG C, Adding 20 to 50% by weight of a lithium compound to the mixture hydrolyzed in the previous stage, stirring the mixture at 150 to 200 rpm for 30 minutes while maintaining the temperature at 30 占 폚; Adding 10 to 50% by weight of a metal oxide in a sol state to a mixture of lithium compounds in the previous stage, stirring the mixture at a temperature of 50 ° C and a temperature of 150 to 200 rpm for 60 minutes; Slowly adding a silane coupling agent in an amount of 5 to 20% by weight over a period of 30 minutes while stirring at 150 to 200 rpm while maintaining the mixture at a temperature of 50 캜, and stirring for 2 hours; The wetting agent is added in an amount of 0.1 to 5% by weight to the mixture in which the silane coupling agent is mixed in the previous stage, and the mixture is stirred for 10 minutes.
또한, 상기 표면코팅제는, 에멀션 수지 20∼70중량%에 희석제로 증류수 10~30중량%, 무기 충진재와의 크로스링킹, 침투성, 내화학성, 내마모성 증진을 위해 유기 금속 알콕시 실란 화합물 10~20중량%, 촉매로서 질산(HNO3) 0.5~5중량%, pH조절제로서 암모니아(NH4OH, 28%) 0.5~5중량%, 분산제로서 폴리인산나트륨 0.5~5중량%, 무기 충진재로서 아나타제 타입의 이산화티탄 분말 5~40중량%, 발색제로서 산화철(Fe3O4) 안료 1~5중량%, 증점제 0.5~5중량%, 습윤 분산제 0.1~5중량%, 소포제 0.5~5중량%로 이루어진 유·무기 복합 1액형의 표면코팅제를 사용하는 것을 특징으로 할 수 있다. The surface coating agent may be prepared by adding 10 to 30% by weight of distilled water as a diluent to 20 to 70% by weight of an emulsion resin, 10 to 20% by weight of an organometallic alkoxysilane compound in order to improve crosslinking, permeability, chemical resistance and abrasion resistance with an inorganic filler, nitrate as a catalyst (HNO 3) 0.5 ~ 5 wt%, ammonia as a pH adjusting agent (NH 4 OH, 28%) 0.5 ~ 5 wt%, 0.5 to 5% by weight of sodium polyphosphate as a dispersant, dioxide of the anatase type as the inorganic filler (5 to 40 wt% of titanium powder, 5 to 40 wt% of titanium powder, 1 to 5 wt% of iron oxide (Fe 3 O 4 ) pigment, 0.5 to 5 wt% of a thickener, 0.1 to 5 wt% of a wet dispersant and 0.5 to 5 wt% A composite one-pack type surface coating agent may be used.
또한, 상기 에멀션 수지는, 고형분이 40~50중량%, pH 8~10, 점도 1,000~3,000, 유리전이온도(Tg) -10℃의 특성을 가진 음이온성 망상구조이며, 상기 유기 금속 알콕시 실란 화합물은 유기 금속 알콕시 실란 화합물로서 MPTMS(3-Methacryloxypropyltrimethoxysilane), GPTMS(3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane), APTES( 3-Aminopropyltriethoxysilane), Acryloxypropyltrimethoxysilane, Vinyltriethoxysilane, (Methacryloxymethyl)phenyldimethylsilane 중 1종 또는 그 이상의 혼합물이며, 상기 증점제는 에틸셀룰로스계, 메틸셀룰로스계, 아크릴계 중 1종인 것을 특징으로 할 수 있다. The emulsion resin is an anionic network structure having a solid content of 40 to 50 wt%, a pH of 8 to 10, a viscosity of 1,000 to 3,000, and a glass transition temperature (Tg) of -10 DEG C, and the organometallic alkoxysilane compound Is an organometallic alkoxysilane compound which is a mixture of one or more of MPTMS (3-Methacryloxypropyltrimethoxysilane), GPTMS (3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane), APTES (3-Aminopropyltriethoxysilane), Acryloxypropyltrimethoxysilane, Vinyltriethoxysilane, (Methacryloxymethyl) phenyldimethylsilane, Based, methylcellulose-based, or acrylic-based.
또한, 상기 유·무기 복합 1액형의 표면코팅제는, 아크릴 에멀션 수지 20~70중량%에 증류수 10~30중량%를 첨가하고 30℃ 온도를 유지하며 200~250rpm으로 10분간 교반하는 단계; 전단계에서 증류수가 혼합된 혼합물에 유기 금속 알콕시 실란 2종 이상의 혼합물 10~20중량%를 1시간에 걸쳐 적하하고 50℃ 온도를 유지하며 100~150rpm으로 1시간 동안 교반하여 축합 반응을 일으키는 단계; 전단계에서 유기 금속 알콕시 실란 2종 이상의 혼합물이 혼합된 혼합물에 질산 0.5~5중량%를 적하하고 50℃ 온도를 유지하며 100~150rpm으로 2시간 동안 교반하여 축합 반응을 완료하는 단계; 전단계에서 질산이 혼합된 혼합물에 암모니아수 0.5~5중량%를 적하하고 30℃ 온도를 유지하며 100~150rpm으로 2시간 동안 교반하여 pH를 조절하는 단계; 전단계에서 암모니아수가 혼합된 혼합물에 폴리인산나트륨 0.5~5중량% 첨가하여 100~150rpm으로 상온으로 자연 냉각시까지 교반하여 안정화하는 단계; 전단계에서 폴리인산나트륨이 혼합된 혼합물에 이산화티탄 분말 5~40중량%, 산화철(Fe3O4) 안료 1~5중량%, 하드록시프로필메틸셀룰로스(HPMC) 0.5~5중량%, 습윤 분산제 0.1~5중량%, 소포제 0.5~5중량%를 호모 믹서를 이용하여 2,000rpm으로 30분간 혼합하는 단계;를 거쳐 제조하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the organic / inorganic composite one-part type surface coating agent may be prepared by adding 10 to 30% by weight of distilled water to 20 to 70% by weight of an acrylic emulsion resin and stirring at 200 to 250 rpm for 10 minutes while maintaining the temperature at 30 캜. Adding 10 to 20% by weight of a mixture of two or more organometallic alkoxysilanes to the mixture of distilled water in the previous stage over 1 hour, stirring the mixture at 100 to 150 rpm for 1 hour while maintaining the temperature at 50 캜, and causing a condensation reaction; Adding 0.5 to 5% by weight of nitric acid to the mixture of two or more organometallic alkoxysilanes in the previous stage, stirring the mixture at 100 to 150 rpm for 2 hours while maintaining the temperature at 50 캜, and completing the condensation reaction; Adding 0.5 to 5% by weight of ammonia water to the mixture of nitric acid in the previous step, adjusting the pH by stirring at 100 to 150 rpm for 2 hours while maintaining the temperature at 30 캜; 0.5 to 5% by weight of sodium polyphosphate is added to the mixture of ammonia water in the previous stage, and the mixture is stirred at 100 to 150 rpm at room temperature until natural cooling and stabilized; 5 to 40% by weight of titanium dioxide powder, 1 to 5% by weight of iron oxide (Fe3O4) pigment, 0.5 to 5% by weight of hardoxypropyl methylcellulose (HPMC), 0.1 to 5% by weight of wet dispersant % Of the antifoaming agent and 0.5 to 5% by weight of the antifoaming agent using a homomixer at 2,000 rpm for 30 minutes.
본 발명에 의한 콘크리트 구조물 보수용 친환경 무시멘트 폴리머 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법은, 인체 및 환경에 유해한 6가 크롬을 다량 함유한 포틀랜드 시멘트를 대부분 수재 고로슬래그와 아우인을 첨가한 무시멘트로 치환함으로써 매우 친환경적이며 기존 제품보다 월등한 초기 및 후기강도를 발현하고, 제품 수화반응시 에트린자이트를 생성하여 기존 제품의 가장 큰 문제인 건조수축에 의한 균열 발생을 억제하며 내구성을 극대화할 수 있다The eco-friendly cement polymer mortar composition for repairing a concrete structure according to the present invention and the repair method of a concrete structure using the same are characterized in that portland cement containing a large amount of hexavalent chromium harmful to the human body and the environment is mostly ignored by adding blast furnace slag and crown It is very eco-friendly by replacing it with menth. It exhibits superior early and late strength than conventional products. It produces etlinite during product hydration reaction, which suppresses cracking due to drying shrinkage, which is the biggest problem of conventional products, and maximizes durability Can
또한, 본 발명에 의한 콘크리트 구조물의 보수방법에서 사용되는 침투성 알칼리환원제는 중성화된 콘크리트에 침투하여 알칼리 회복성을 극대화하고 콘크리트의 표면 강도를 증진시키는 효과가 있다. In addition, the permeable alkali reducing agent used in the repair method of the concrete structure according to the present invention penetrates into the neutralized concrete, thereby maximizing the alkaline recovery and enhancing the surface strength of the concrete.
또한, 본 발명에 의한 콘크리트 구조물의 보수방법에서 사용되는 표면코팅제는 선형 구조인 아크릴 에멀션을 재가교화를 통해 3차원 망상 구조로 개질시켜 내화학성, 내마모도를 증진시킨 망상구조 아크릴 에멀션을 바인더로 사용하고 서브 마이크로 크기의 입자를 가진 무기 충진재 및 각종 혼화제를 적용하여 외부의 열화 환경에 대한 내구성을 더욱 증진시켰으며 1액형으로 제조되어 사용 전 별도의 혼합 공정이 필요 없고 건조시간 및 경화시간을 획기적으로 단축함으로써 공사 기간을 대폭 단축할 수 있는 효과가 있다. In addition, the surface coating agent used in the method of repairing concrete structures according to the present invention may be prepared by modifying acrylic emulsion as a linear structure into a three-dimensional network structure through ashing, and using a network-structured acrylic emulsion enhancing chemical resistance and abrasion resistance as a binder Application of inorganic filler with sub-micron sized particles and various admixture improves the durability against external deterioration environment. It is manufactured in one liquid form, eliminating the need for separate mixing process before use, dramatically shortening drying time and curing time So that the construction period can be drastically shortened.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 모르타르 조성물을 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법을 설명하기 위한 흐름도1 is a flowchart illustrating a method of repairing a concrete structure using a mortar composition according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예들에 의한 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. The mortar composition according to the embodiments of the present invention and a method for repairing concrete structures using the same will be described in detail. The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Also, the terms first and second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. On the other hand, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
본 발명에 의한 콘크리트 구조물 보수용 모르타르 조성물은, 인체 및 환경에 유해한 6가 크롬(Cr6+)을 다량 함유하고 있는 포틀랜드 시멘트를 수재 고로슬래그와 아우인을 주성분으로 하는 고로슬래그 시멘트로 치환하도록 구성된다. The mortar composition for repairing concrete structures according to the present invention is configured to replace portland cement containing a large amount of hexavalent chrome (Cr 6+ ) harmful to the human body and the environment by blast furnace slag and blast furnace slag cement comprising the main component do.
이로써, 본 발명은 6가 크롬의 발생을 극소화하여 친환경적이면서, 기존 제품보다 월등한 초기 및 후기강도를 발현하고, 제품 수화반응시 에트린자이트를 생성하여 기존 제품의 가장 큰 문제인 건조수축에 의한 균열 발생을 억제하며 내구성을 극대화할 수 있는 것이다. 또한 고로슬래그는 수산화칼슘이 적기 때문에 각종 산, 염분 및 동결방지제 등의 화학물질에 의한 부식에 대해 높은 저항성을 가지고 있다.Thus, the present invention minimizes the generation of hexavalent chromium and is environmentally friendly, exhibits excellent early and late strengths compared to conventional products, and produces a nitrile in the hydration reaction of the product, It is possible to suppress the occurrence of cracks and to maximize durability. The blast furnace slag has a low resistance to corrosion due to chemicals such as various acids, salts and cryoprotectants because of low calcium hydroxide.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 콘크리트 구조물 보수용 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, a mortar composition for repairing a concrete structure and a repair method for a concrete structure using the mortar composition according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
본 발명의 실시예에 의한 모르타르 조성물의 경우, 고로슬래그 시멘트 49~55중량%, 섬유 0.05~0.2중량%, 폴리머 0.2~1.5중량%, 증점제 0.02~0.1중량%, 기포제 0.05~0.2중량% 및 잔골재 40~50중량%를 포함하여 이루어진다. In the mortar composition according to the embodiment of the present invention, blast furnace slag cement 49 to 55 wt%, fibers 0.05 to 0.2 wt%, polymer 0.2 to 1.5 wt%, thickener 0.02 to 0.1 wt%, foaming agent 0.05 to 0.2 wt% By weight and 40 to 50% by weight.
여기서 상기 고로슬래그 시멘트의 경우 중량 기준으로 고로슬래그를 최대 성분으로 포함하고 있으며, 수화반응을 통하여 에트린자이트(3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O)를 생성할 수 있도록 아우인, 석회, 무수석고를 필수성분으로 포함하고 있다. Wherein the brother to generate eth- Lin ZUID (3CaO · Al 2 O 3 · 3CaSO 4 · 32H 2 O) via the blast furnace for the slag cement contains a maximum of components of blast furnace slag by weight, hydration , Lime, and anhydrous gypsum.
상기 고로슬래그 시멘트의 성분을 구체적으로 살펴보면, 고로슬래그 50~70중량%, 석고 5~15중량%, 아우인 6~20중량%, 감수제 또는 고유동화제 0.3~2.5중량%, 및 포틀랜드 시멘트 13중량% 미만으로 포함시켜 모르타르 조성물 전체 대비 8중량% 미만이 되도록 함으로써 포틀랜드 시멘트의 실직적인 무시멘트화를 달성할 수 있도록 한다. In detail, the blast furnace slag cement comprises 50 to 70% by weight of blast furnace slag, 5 to 15% by weight of gypsum, 6 to 20% by weight of austenitic stainless steel, 0.3 to 2.5% % To less than 8% by weight relative to the total mortar composition, thereby achieving practical cementation of the Portland cement.
본 발명의 실시예에 의한 모르타르 조성물의 구체적인 성분 및 그에 따른 특성과 역할을 사례를 통해 살펴보면 다음과 같다. The concrete components of the mortar composition according to the embodiments of the present invention, and the characteristics and the role thereof, will be described below by way of examples.
본 발명의 실시예에 의한 모르타르 조성물의 근간이 되는 고로슬래그 시멘트의 경우 수재 고로슬래그, 아우인(칼슘설포알루미네이트), 무수석고, 석회(또는 생석회), 유동화제, 보통시멘트를 포함하여 구성된다. 여기서 고로슬래그, 아우인, 무수석고, 석회 유동화제의 함량은 전체 혼합물 총량의 70% 이상이며, 보통시멘트의 함량은 혼합물 총 중량의 30% 이하이다. 이로써, 위의 표 1에서와 같이 고로슬래그 시멘트 중의 6가 크롬 함량은 보통시멘트 대비 20% 정도로 거의 검출되지 않는다. 이같은 고로슬래그 시멘트의 경우 6가 크롬을 발생시키는 포틀랜드 시멘트가 일부 포함되기는 하지만 모르타르 조성물 전체 대비 8중량% 미만으로 조절 가능하기 때문에 실질적으로는 포틀랜드 시멘트의 무시멘트가 가능하며 6가 크롬의 검출량은 거의 없다고 볼 수 있다.In the case of the blast furnace slag cement to be the basis of the mortar composition according to the embodiment of the present invention, it comprises a blast furnace slag, a phosphorus (calcium sulfoaluminate), anhydrous gypsum, lime (or quick lime), a fluidizing agent and ordinary cement . Here, the content of the blast furnace slag, the phosphorus anhydride, the anhydrite and the lime fluidizing agent is 70% or more of the total mixture amount, and the content of the cement is usually 30% or less of the total mixture weight. Thus, as shown in Table 1 above, the hexavalent chromium content in the blast furnace slag cement is almost not detected to the extent of about 20% of the cement. In the case of blast furnace slag cement, portland cement that generates hexavalent chromium is partially contained but can be adjusted to less than 8% by weight based on the whole mortar composition, so that the cement of portland cement can be substantially cemented and the detection amount of hexavalent chromium is almost It can be said that there is no.
한편, 잠재 수경성인 고로슬래그는 자극제인 무수석고(CaSO4)나 소석회(Ca(OH)2) 또는 생석회(CaO)를 첨가하면 수화가 진행된다. 본 발명의 실시예에서는 수화를 더욱 적극적으로 촉진시키기 위해 아우인(칼슘설포알루미네이트(3CaO·4Al2O3·SO3)를 첨가하여 경화를 촉진하고 초기강도를 대폭 증진시키도록 한다. 이때 아우인-석회-무수석고 혼합물은 고로슬래그의 강도 발현 촉진뿐만 아니라 수화 초기에 에트린자이트 수화물(3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O)을 생성하여 건조에 의한 수축을 보상하고 균열을 방지하게 된다. 이는 친환경 무시멘트 폴리머 모르타르의 주요성능을 발현시키는 역할을 하며, 이의 화학 반응식은 아래와 같다.On the other hand, the potential hydroponic adult blast furnace slag are hydrated and proceeds with the addition of the irritant anhydrite (CaSO 4) and calcium hydroxide (Ca (OH) 2) or calcium oxide (CaO). In the embodiment of the present invention, in order to more aggressively promote hydration, a crown sulphoaluminate (3CaO 4Al 2 O 3 .SO 3 ) is added to accelerate curing and greatly increase initial strength. The phosphorus-lime-anhydrous gypsum mixture not only accelerates the development of the strength of the blast furnace slag but also produces the nitrite hydrate (3CaO · Al 2 O 3 · 3CaSO 4 · 32H 2 O) at the beginning of hydration to compensate for shrinkage by drying, , Which plays a role in expressing the main performance of environment friendly cement polymer mortar, and its chemical reaction formula is as follows.
3CaO·4Al2O3·SO3 + 6CaO + 8CaSO4 + 32H2O --> 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O 3CaO · 4Al 2 O 3 · SO 3 + 6CaO + 8CaSO 4 + 32H 2 O -> 3CaO · Al 2 O 3 · 3CaSO 4 · 32H 2 O
본 발명의 실시예에서 사용되는 아우인(3CaO·4Al2O3·SO3)은 CaO 성분으로서 석회석을 포함하고, Al2O3 성분으로서 보크사이트 또는 알루미나 성분을 포함하는 무기재료를 포함하며, SO3 성분으로서 석고를 다음과 같은 범위의 배합비가 되도록 조합한 원료를 1,350℃의 온도에서 소성하여 얻는다. (3CaO · 4Al 2 O 3 · SO 3) of Au is used in the embodiment of the present invention includes an inorganic material comprising bauxite or alumina as the component, Al 2 O 3 component includes lime as CaO component, A raw material obtained by combining gypsum as an SO 3 component so as to have a blending ratio in the following range is fired at a temperature of 1,350 ° C.
Cm(석회포화비 = C-0.7(F+T+S')/1.87S+0.55A)가 0.60 이상,Cm (lime saturation ratio = C-0.7 (F + T + S ') / 1.87S + 0.55A)
A/S'(알루미나무수황산비) = 2.0~4.5A / S '(alumina anhydrous sulfuric acid ratio) = 2.0 to 4.5
(여기서, C: CaO중량%, F: Fe2O3중량%, T: TiO2중량%, S': SO3중량%, S: SiO2중량%, A: Al2O3중량%임)(Where C: CaO% by weight, F: 3 % by weight of Fe 2 O, T: 2 % by weight of TiO 2 , S ': 3 % by weight of SO 3 , 2 % by weight of S: SiO 2 and 3 % by weight of Al 2 O 3 )
이같은 본 발명의 실시예에 의한 모르타르 조성물을 이용한 콘크리트 구조물을 이용하여 보수하는 경우 전술된 것처럼 6가 크롬의 검출이 거의 나타나지 않을 뿐만 아니라 전반적인 구조성능에서도 비약적인 개선을 이루게 된다. In the case of repairing the concrete structure using the mortar composition according to the embodiment of the present invention, the hexavalent chrome is hardly detected as described above, and the overall structural performance is greatly improved.
아래 표 2 및 표 3은 본 발명의 실시예들에 의한 모르타르 조성물의 실험예들과 그에 따라 발현된 결과들을 확인하여 정리한 것이다. Tables 2 and 3 below show the experimental examples of the mortar composition according to the embodiments of the present invention and the results thus expressed.
위 표에서 볼 수 있는 것처럼 실험예 1 내지 4를 통해 제조된 모르타르 조성물의 경우 종래제품과 비교하여 휨강도, 압축강도, 부착강도, 내알칼리성, 염화물이온침투저항성, 중성화 저항성, 길이 변화율에서 우수한 성능을 갖는 것으로 나타났으며, 고로슬래그의 조성비가 60중량%를 넘지 않는 범위에서는 고로슬래그의 조성비가 높을수록 더 높은 성능을 보이는 것으로 나타났다. 이는 전술된 것처럼 아우인-석회-무수석고 혼합물이 고로슬래그의 강도 발현 촉진뿐만 아니라 수화 초기에 에트린자이트 수화물(3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O)을 원활하게 생성하여 건조에 의한 수축을 보상하고 균열을 방지하기 때문인 것으로 판단된다. As can be seen from the above table, the mortar compositions prepared in Experimental Examples 1 to 4 exhibited superior performance in terms of bending strength, compressive strength, adhesion strength, alkali resistance, chloride penetration resistance, neutralization resistance and length change ratio And the higher the composition ratio of the blast furnace slag than the blast furnace slag composition ratio not exceeding 60 wt%, the higher the performance was shown. This is because, as described above, the austenite-lime-anhydrite mixture accelerates the development of the strength of the blast furnace slag, as well as smoothly produces the nitrate hydrate (3CaO · Al 2 O 3 · 3CaSO 4 · 32H 2 O) To compensate for shrinkage due to cracks and to prevent cracking.
한편, 본 발명의 실시예에 의한 모르타르 조성물을 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법은, 도 1에 도시된 바와 같이, 콘크리트 구조물의 손상 부위에 대하여 불순물, 레이턴스 또는 열화된 부위를 제거하는 제1단계; 콘크리트 구조물에 프라이머를 도포하는 제2단계; 프라이머 도포된 상태의 콘크리트 구조물에 상기 모르타르 조성물을 도포하여 손상 부위의 단면을 복구하는 제3단계; 복구된 단면을 표면 마무리 후 양생하는 제4단계; 및, 내구성 개선 표면코팅제를 도포하는 제5단계;의 공정으로 순차 진행된다. As shown in FIG. 1, the method of repairing a concrete structure using a mortar composition according to an embodiment of the present invention may include a first step of removing impurities, latency, or deteriorated parts of a damaged structure of a concrete structure; A second step of applying a primer to the concrete structure; A third step of applying the mortar composition to the concrete structure coated with the primer to restore the section of the damaged part; A fourth step of curing the recovered cross section after surface finishing; And a fifth step of applying a durability-improving surface coating agent.
상기 제1단계에서 콘크리트 구조물로부터 열화된 부위를 제거할 때 철근 하부까지 제거하고, 노출된 철근을 방청처리하며, 탄산화된 콘크리트에 침투성 알칼리 환원제를 도포하여 콘크리트의 알칼리성을 회복시키도록 한다. In the first step, when the deteriorated portion is removed from the concrete structure, the lower portion of the reinforcing bar is removed, the exposed reinforcing bar is rust-proofed, and the alkaline concrete of the concrete is restored by applying a permeable alkali reducing agent to the carbonated concrete.
이를 위해, 상기 침투성 알칼리 환원제는, 바인더로서 수용성 규산염 무기화합물 10~50중량%에 희석제로 증류수 10~50중량%를 첨가하고 30℃ 온도를 유지하며 150~200rpm으로 60분간 교반하여 가수분해하는 단계; 전단계에서 가수분해된 혼합물에 리튬 화합물 20~50중량%를 적하하고 30℃ 온도를 유지하며 150~200rpm으로 30분간 교반하는 단계; 전단계에서 리튬 화합물이 혼합된 혼합물에 졸 상태의 금속 산화물 10~50중량%를 적하하고 50℃ 온도를 유지하며 150~200rpm으로 60분간 교반하는 단계; 전단계에서 금속 산화물이 혼합된 혼합물을 50℃ 온도를 유지하며 150~200rpm으로 교반한 상태에서 실란 커플링제 5~20중량%를 30분에 걸쳐 서서히 적하하고 2시간 동안 교반하는 단계; 전단계에서 실란 커플링제가 혼합된 혼합물에 습윤제를 0.1~5중량% 첨가하여 10분간 교반하여 완성한다. To this end, the permeable alkali reducing agent is prepared by adding 10 to 50% by weight of distilled water as a binder to 10 to 50% by weight of a water-soluble silicate inorganic compound as a binder, stirring the mixture at 150 to 200 rpm for 60 minutes while maintaining the temperature at 30 캜, ; Adding 20 to 50% by weight of a lithium compound to the mixture hydrolyzed in the previous stage, stirring the mixture at 150 to 200 rpm for 30 minutes while maintaining the temperature at 30 占 폚; Adding 10 to 50% by weight of a metal oxide in a sol state to a mixture of lithium compounds in the previous stage, stirring the mixture at a temperature of 50 ° C and a temperature of 150 to 200 rpm for 60 minutes; Slowly adding a silane coupling agent in an amount of 5 to 20% by weight over a period of 30 minutes while stirring at 150 to 200 rpm while maintaining the mixture at a temperature of 50 캜, and stirring for 2 hours; 0.1 to 5% by weight of a wetting agent is added to the mixture in which the silane coupling agent is mixed in the former stage, and the mixture is stirred for 10 minutes.
이같은 침투성 알칼리 환원제는 중성화된 콘크리트에 침투하여 알칼리 회복성을 극대화하고 콘크리트의 표면 강도를 증진시키게 된다. This permeable alkali reducing agent permeates the neutralized concrete to maximize the alkali recovery and increase the surface strength of the concrete.
상기 제2단계에서 사용하는 프라이머는, 바인더로서 수용성 규산염 무기화합물 10∼50중량%에 희석제로 증류수 10~50중량%, 시멘트 또는 콘크리트의 표면에 침투 반응하여 강한 결합을 형성하는 특성에 의해 중성화 방지, 표면 강화를 수행하는 리튬 화합물 20~50중량%, 조성물의 내수성을 증진시키고 조성물의 경화시간을 단축시키며 콘크리트 표면의 내화학성을 증진시키기 위한 졸 상태의 금속 산화물 10~50중량%, 침투력을 증진시키고 상기 화합물의 양호한 분산을 유도하기 위한 실란 커플링제 5~20중량%, 습윤제 0.1~5중량%로 이루어진다. The primer used in the second step is a binder which is a binder containing 10 to 50% by weight of a water-soluble silicate inorganic compound and 10 to 50% by weight of distilled water as a diluent. The primer penetrates the surface of cement or concrete to form a strong bond, 20 to 50% by weight of a lithium compound for surface strengthening, 10 to 50% by weight of a metal oxide in a sol state for improving the water resistance of the composition, shortening the curing time of the composition and improving the chemical resistance of the concrete surface, 5 to 20% by weight of a silane coupling agent for inducing good dispersion of the compound, and 0.1 to 5% by weight of a wetting agent.
이같은 상기 프라이머에서, 수용성 규산염 무기화합물은 비중 1.38, SiO2/Na2O 몰비 3.10~3.30의 물성을 가진 규산 나트륨, 비중 1.30, SiO2/K2O 몰비 3.3~3.6의 물성을 가진 규산 칼륨 중 1종 또는 그 이상의 혼합물로 이루어진 것을 사용하며, 리튬 화합물은 비중 1.15~1.20, SiO2/Li2O 몰비 4.5~5.0의 물성을 가진 리튬실리케이트, 99% 이상의 순도를 가진 아질산 리튬 1종 또는 그 이상의 혼합물로 이루어진 것을 사용하며, 금속 산화물은 10~20nm의 입자 크기의 수분산 형태를 보이는 실리카 졸, 알루미나 졸, 산화티탄 졸, 지르코니아 졸 중 1종 또는 그 이상의 혼합물로 이루어진 것을 사용하며, 실란 커플링제는 유기 금속 알콕시 실란 화합물로서 MPTMS(3-Methacryloxypropyltrimethoxysilane), GPTMS(3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane), APTES( 3-Aminopropyltriethoxysilane), Acryloxypropyltrimethoxysilane, Vinyltriethoxysilane, (Methacryloxymethyl)phenyldimethylsilane 중 1종 또는 그 이상의 혼합물로 이루어진 것을 사용한다. In this primer, the water-soluble silicate inorganic compound is sodium silicate having a specific gravity of 1.38, a SiO 2 / Na 2 O molar ratio of 3.10 to 3.30, a specific gravity of 1.30, and a potassium silicate having a physical property of 3.3 to 3.6 in molar ratio SiO 2 / K 2 O Wherein the lithium compound is lithium silicate having a specific gravity of 1.15 to 1.20, a SiO 2 / Li 2 O molar ratio of 4.5 to 5.0, a lithium nitrite having a purity of 99% or more, or a mixture of one or more And the metal oxide is composed of a mixture of at least one of silica sol, alumina sol, titanium oxide sol, and zirconia sol having a particle size of 10 to 20 nm in water distribution, and a silane coupling agent (3-Methacryloxypropyltrimethoxysilane), GPTMS (3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane), APTES (3-Aminopropyltriethoxysilane), Acryloxypropyltrimethoxysilane, Vinylt riethoxysilane, (Methacryloxymethyl) phenyldimethylsilane, or a mixture thereof.
상기 제5단계에서 사용하는 내구성 개선 표면코팅제는, 에멀션 수지 20∼70중량%에 희석제로 증류수 10~30중량%, 무기 충진재와의 크로스링킹, 침투성, 내화학성, 내마모성 증진을 위해 유기 금속 알콕시 실란 화합물 10~20중량%, 촉매로서 질산(HNO3) 0.5~5중량%, pH조절제로서 암모니아(NH4OH, 28%) 0.5~5중량%, 분산제로서 폴리인산나트륨 0.5~5중량%, 무기 충진재로서 아나타제 타입의 이산화티탄 분말 5~40중량%, 발색제로서 산화철(Fe3O4) 안료 1~5중량%, 증점제 0.5~5중량%, 습윤 분산제 0.1~5중량%, 소포제 0.5~5중량%로 이루어진 유·무기 복합 1액형의 표면코팅제를 사용한다. The durability-improving surface coating agent used in the fifth step is prepared by adding 10 to 30% by weight of distilled water as a diluent to 20 to 70% by weight of the emulsion resin, adding an organometallic alkoxysilane to enhance crosslinking, permeability, chemical resistance and abrasion resistance with inorganic filler compound 10 to 20% by weight, nitric acid (HNO 3) 0.5 ~ 5 wt%, ammonia (NH 4 OH, 28%) 0.5 ~ 5 wt%, 0.5 to 5% by weight of sodium polyphosphate as a dispersing agent as a pH adjusting agent, as a catalyst, an inorganic 5 to 40 wt% of an anatase type titanium dioxide powder as a filler, 1 to 5 wt% of iron oxide (Fe 3 O 4 ) pigment as a coloring agent, 0.5 to 5 wt% of a thickener, 0.1 to 5 wt% of a wet dispersant, % Based on the total weight of the composition.
이같은 내구성 개선 표면코팅제로 사용되는 유·무기 복합 1액형의 표면코팅제에서 에멀션 수지는, 고형분이 40~50중량%, pH 8~10, 점도 1,000~3,000, 유리전이온도(Tg) -10℃의 특성을 가진 음이온성이며, 상기 유기 금속 알콕시 실란 화합물은 유기 금속 알콕시 실란 화합물로서 MPTMS(3-Methacryloxypropyltrimethoxysilane), GPTMS(3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane), APTES( 3-Aminopropyltriethoxysilane), Acryloxypropyltrimethoxysilane, Vinyltriethoxysilane, (Methacryloxymethyl)phenyldimethylsilane 중 1종 또는 그 이상의 혼합물이며, 상기 증점제는 에틸셀룰로스계, 메틸셀룰로스계, 아크릴계 중 1종인 것이 바람직하다. In the one-component organic / inorganic composite surface coating agent used as such a durability improving surface coating agent, the emulsion resin preferably has a solid content of 40 to 50 wt%, a pH of 8 to 10, a viscosity of 1,000 to 3,000, and a glass transition temperature (Tg) (3-Methacryloxypropyltrimethoxysilane), 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTMS), 3-Aminopropyltriethoxysilane (APTES), Acryloxypropyltrimethoxysilane, Vinyltriethoxysilane, and (Methacryloxymethyl) phenyldimethylsilane as an organometallic alkoxysilane compound. It is preferable that the thickener is one of ethyl cellulose, methyl cellulose, and acrylic.
이처럼 본 발명에서는 콘크리트 표면 보호용 코팅제를 선형 구조인 아크릴 에멀션을 재가교화를 통해 3차원 망상 구조로 개질시켜 내화학성, 내마모도를 증진시킨 망상구조 아크릴 에멀션을 바인더로 사용하고 서브 마이크로 크기의 입자를 가진 무기 충진재 및 각종 혼화제를 적용함으로써, 외부의 열화 환경에 대한 내구성을 더욱 증진시켰다. 그리고 1액형으로 제조하기 때문에 사용 전 별도의 혼합 공정이 필요 없고 건조시간 및 완전 경화시간을 획기적으로 단축함으로써 공사 기간을 대폭 단축할 수 있다. As described above, in the present invention, the acrylic emulsion, which is a linear structure, is modified into a three-dimensional network structure through ashing to improve the chemical resistance and abrasion resistance, so that the acrylic emulsion having a sub- By applying fillers and various admixtures, the durability against the external deterioration environment was further improved. Since it is manufactured in one-component form, no separate mixing process is required before use, and the construction period can be drastically shortened by drastically shortening the drying time and complete curing time.
여기서 내구성 개선 표면코팅제로 사용되는 유·무기 복합 1액형의 표면코팅제는, 아크릴 에멀션 수지 20~70중량%에 증류수 10~30중량%를 첨가하고 30℃ 온도를 유지하며 200~250rpm으로 10분간 교반하는 단계; 전단계에서 증류수가 혼합된 혼합물에 유기 금속 알콕시 실란 2종 이상의 혼합물 10~20중량%를 1시간에 걸쳐 적하하고 50℃ 온도를 유지하며 100~150rpm으로 1시간 동안 교반하여 축합 반응을 일으키는 단계; 전단계에서 유기 금속 알콕시 실란 2종 이상의 혼합물이 혼합된 혼합물에 질산 0.5~5중량%를 적하하고 50℃ 온도를 유지하며 100~150rpm으로 2시간 동안 교반하여 축합 반응을 완료하는 단계; 전단계에서 질산이 혼합된 혼합물에 암모니아수 0.5~5중량%를 적하하고 30℃ 온도를 유지하며 100~150rpm으로 2시간 동안 교반하여 pH를 조절하는 단계; 전단계에서 암모니아수가 혼합된 혼합물에 폴리인산나트륨 0.5~5중량% 첨가하여 100~150rpm으로 상온으로 자연 냉각시까지 교반하여 안정화하는 단계; 전단계에서 폴리인산나트륨이 혼합된 혼합물에 이산화티탄 분말 5~40중량%, 산화철(Fe3O4) 안료 1~5중량%, 하드록시프로필메틸셀룰로스(HPMC) 0.5~5중량%, 습윤 분산제 0.1~5중량%, 소포제 0.5~5중량%를 호모 믹서를 이용하여 2,000rpm으로 30분간 혼합하는 단계;를 거쳐 제조한다. Here, 10 to 30% by weight of distilled water is added to 20 to 70% by weight of acrylic emulsion resin, and the mixture is stirred at 200 to 250 rpm for 10 minutes while maintaining the temperature at 30 캜. ; Adding 10 to 20% by weight of a mixture of two or more organometallic alkoxysilanes to the mixture of distilled water in the previous stage over 1 hour, stirring the mixture at 100 to 150 rpm for 1 hour while maintaining the temperature at 50 캜, and causing a condensation reaction; Adding 0.5 to 5% by weight of nitric acid to the mixture of two or more organometallic alkoxysilanes in the previous stage, stirring the mixture at 100 to 150 rpm for 2 hours while maintaining the temperature at 50 캜, and completing the condensation reaction; Adding 0.5 to 5% by weight of ammonia water to the mixture of nitric acid in the previous step, adjusting the pH by stirring at 100 to 150 rpm for 2 hours while maintaining the temperature at 30 캜; 0.5 to 5% by weight of sodium polyphosphate is added to the mixture of ammonia water in the previous stage, and the mixture is stirred at 100 to 150 rpm at room temperature until natural cooling and stabilized; 5 to 40% by weight of titanium dioxide powder, 1 to 5% by weight of iron oxide (Fe3O4) pigment, 0.5 to 5% by weight of hardoxypropyl methylcellulose (HPMC), 0.1 to 5% by weight of wet dispersant %, And 0.5 to 5% by weight of an antifoaming agent by a homomixer at 2,000 rpm for 30 minutes.
아래에서는 본 발명의 실시예에 의한 콘크리트 구조물의 보수방법과 관련하여, 공정 중 사용되는 보수재료들이 가져오는 성능개선 결과를 살펴보고자 한다. Hereinafter, the performance improvement results of the repair materials used in the process will be described with reference to the concrete structure repair method according to the embodiment of the present invention.
<실험예 5><Experimental Example 5>
본 실험예 5에서는 본 발명의 실시예에 의한 콘크리트 구조물의 보수방법 중 제1단계에서 사용되는 침투성 알칼리 환원제를 제조하였다. 이를 위해 ㈜에스켐텍사의 규산 칼륨(POSIL35) 13.3중량%에 증류수 35.3중량%를 첨가하여 60분간 교반하고, 규산 리튬(L 타입) 26.5중량%를 첨가하여 30분간 교반하며, 콜로이달 실리카(SS SOL 30)를 17.7중량% 첨가하여 60분간 교반하고, GPTMS 7.1중량%를 적하하여 2시간 동안 교반한 후, DISPERBYK 191, 0.2중량%를 첨가하여 10분간 교반하였다. In Experimental Example 5, the permeable alkali reducing agent used in the first step of the concrete structure repairing method according to the embodiment of the present invention was prepared. To this, 35.3% by weight of distilled water was added to 13.3% by weight of potassium silicate (POSIL35) manufactured by Eskemec Co., Ltd., and stirred for 60 minutes. 26.5% by weight of lithium silicate (L type) was added and stirred for 30 minutes. 30) was added in an amount of 17.7% by weight. The mixture was stirred for 60 minutes, and 7.1% by weight of GPTMS was added thereto. The mixture was stirred for 2 hours and then 0.2% by weight of DISPERBYK 191 was added and stirred for 10 minutes.
<실험예 6><Experimental Example 6>
본 실험예 6에서는 실험예 5와 비교하여 규산 칼륨(POSIL35) 13.1중량%에 증류수 37.3중량%를 첨가하여 교반하고, 99% 순도의 시약급 아질산 리튬 23.3중량%를 첨가하여 교반하고, 콜로이달 실리카(SS SOL 30)를 18.7중량%를 첨가하여 교반하며, GPTMS 7.5중량%를 적하하여 교반한 후, DISPERBYK 191 0.2중량%를 첨가하여 10분간 교반하여 침투성 알칼리 환원제를 제조하였다. In Experimental Example 6, 37.3% by weight of distilled water was added to 13.1% by weight of potassium silicate (POSIL35) and stirred, 23.3% by weight of reagent grade lithium nitrite with a purity of 99% was added and stirred, and colloidal silica 18.7% by weight of SS SOL 30 was added and stirred. 7.5 wt% of GPTMS was added dropwise and stirred. Then, 0.2 wt% of DISPERBYK 191 was added and stirred for 10 minutes to prepare a permeable alkali reducing agent.
이후, 실험예 5와 실험예 6을 통해 제조된 침투성 알칼리 환원제의 성능을 확인하기 위하여 시중에 판매되고 있는 H사의 제품(비교예 1)과 비교하여 표 4와 같이 pH, 비중, 점도를 측정하였다. Then, in order to confirm the performance of the permeable alkaline reducing agent prepared through Experimental Example 5 and Experimental Example 6, pH, specific gravity and viscosity were measured as shown in Table 4 as compared with the products of Company H (Comparative Example 1) .
위 결과를 통해 확인할 수 있듯이 실험예 5와 실험예 6을 통해 제조된 침투성 알칼리 환원제의 경우 시중에서 판매되는 H사의 제품(비교예 1)보다 우수한 성능을 나타내었다. 이는 낮은 비중 및 금속 알콕시 실란으로 인하여 콘크리트 표면에 도포하면 수분 평형 및 모세관 현상에 의해 콘크리트 내 철근 위치까지 충분히 침투 가능하기 때문인 것으로 판단된다. As can be seen from the above results, the permeable alkaline reducing agent prepared through Experimental Example 5 and Experimental Example 6 showed better performance than the product of Company H sold by the market (Comparative Example 1). It is believed that this is because when it is applied to the concrete surface due to low specific gravity and metal alkoxysilane, it can penetrate sufficiently into the position of reinforcing steel in concrete by moisture balance and capillary phenomenon.
위 표 5는 실험예 5와 실험예 6을 통해 제조된 침투성 알칼리 환원제가 도포된 콘크리트와 시중에서 판매되는 H사의 제품(비교예 1)이 도포된 콘크리트, 알칼리 환원제가 도포되지 않은 콘크리트에 대하여 각각 KS F 2584 : 2010 방법을 통해 중성화 촉진 실험을 진행한 결과이다. 설정된 시간 경과시마다 표면으로부터 중성화된 깊이(mm)를 측정하였으며 표 5의 결과로 확인되는 것처럼 실험예 5와 실험예 6을 통해 제조된 침투성 알칼리 환원제의 성능이 상대적으로 우수함을 알 수 있었다. The results are shown in Table 5. The results are shown in Table 5. The results are shown in Table 5. The results are shown in Table 5. The results are shown in Table 5. The results are shown in Tables 5 and 6, It is the result of carrying out the neutralization promotion experiment through KS F 2584: 2010 method. The neutralized depth (mm) from the surface was measured at each set time, and as shown in Table 5, the performance of the permeable alkali reducing agent prepared through Experimental Example 5 and Experimental Example 6 was relatively excellent.
<실험예 7><Experimental Example 7>
본 실험예 7에서는 본 발명의 실시예에 의한 콘크리트 구조물의 보수방법 중 제5단계에서 사용되는 내구성 개선 표면코팅제로 이용되는 유·무기 복합 1액형의 표면코팅제를 제조하였다. 이를 위해 ㈜아팩사의 아크릴 에멀션 50중량%에 증류수 10중량%를 첨가하여 10분간 교반하고 시그마알드리치사의 MPTMS 5중량%, GPTMS 5중량% 질산 0.5 중량%, 암모니아수 1중량%, 폴리인산나트륨 1중량%를 단계별로 첨가하여 유·무기 복합 혼합물을 만들고 무기 충진재로 아나타제 이산화티탄 COTIOX KA-100 22.5중량%, 안료로 산화철 3중량%, 증점제로 HPMC 0.8중량%, 습윤 분산제로 BYK 347 0.2 중량%, 소포제로 BYK 015 1중량%를 첨가하여 호모 믹서를 이용, 30분간 혼합하는 공정을 진행하여 유·무기 복합 1액형의 표면코팅제를 완성하였다.In Experimental Example 7, a one-component organic / inorganic composite surface coating agent used as a durability improving surface coating agent used in the fifth step of the concrete structure repair method according to the present invention was prepared. To this end, 10% by weight of distilled water was added to 50% by weight of acrylic acid emulsion of Apac Co., Ltd., stirred for 10 minutes, 5% by weight of MPTMS by Sigma Aldrich, 0.5% by weight of GPTMS 5% by weight nitric acid, 1% by weight of ammonia water, Inorganic composite mixture was prepared by adding 22.5 wt% of anatase titanium dioxide COTIOX KA-100, 3 wt% of iron oxide as a pigment, 0.8 wt% of HPMC as a thickener, 0.2 wt% of BYK 347 as a wetting and dispersing agent, 1 wt% of BYK 015 was added to the mixture, followed by mixing for 30 minutes using a homomixer, thereby completing a one-component organic / inorganic composite surface coating agent.
<실험예 8><Experimental Example 8>
본 실험예 8에서는 실험예 7과 비교하여 유기 금속 알콕시 실란을 MPTMS, APTES로 대체하여 표면코팅제를 제조하였다. In Experimental Example 8, a surface coating agent was prepared by replacing the organometallic alkoxysilane with MPTMS and APTES in comparison with Experimental Example 7.
<비교예 2>≪ Comparative Example 2 &
비교에 2에서는 유기 금속 알콕시 실란 축합 반응 없이 망상구조 아크릴 에멀션을 이용하여 코팅제를 제조하였다.In Comparative Example 2, a coating agent was prepared using a network-structured acrylic emulsion without the organometallic alkoxysilane condensation reaction.
이후, 실험예 7과 실험예 8을 통해 제조된 표면코팅제의 성능을 확인하기 위하여 비교예 2를 통해 제조된 코팅제와 다양한 항목으로 비교하였다. 그 결과는 아래 표 6과 같다.Then, in order to confirm the performance of the surface coating agent prepared in Experimental Example 7 and Experimental Example 8, the coating agent prepared in Comparative Example 2 was compared with various items. The results are shown in Table 6 below.
외관상태 (300시간)After accelerated weathering test
Appearance (300 hours)
비교 결과 실험예 7, 8에 의해 제조된 표면코팅제가 비교예 2에 의해 제조된 일반 망상구조 아크릴 에멀션 코팅제와 비교하여 모든 항목에서 우수한 성능을 보임을 확인할 수 있었다. As a result of the comparison, it was confirmed that the surface coating agent prepared in Experimental Examples 7 and 8 showed excellent performance in all items compared with the general emulsion coating agent prepared in Comparative Example 2.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is clear that the present invention can be suitably modified and applied in the same manner. Therefore, the above description does not limit the scope of the present invention, which is defined by the limitations of the following claims.
Claims (12)
콘크리트 구조물의 손상 부위에 대하여 불순물, 레이턴스 또는 열화된 부위를 제거하는 단계;
콘크리트 구조물에 프라이머를 도포하는 단계;
프라이머 도포된 상태의 콘크리트 구조물에 상기 친환경 폴리머 모르타르 조성물을 도포하여 손상 부위의 단면을 복구하는 단계;
복구된 단면을 표면 마무리 후 양생하는 단계; 및
내구성 개선 표면코팅제를 도포하는 단계;를 포함하며,
상기 프라이머는, 바인더로서 수용성 규산염 무기화합물 10∼50중량%에 희석제로 증류수 10~50중량%, 시멘트 또는 콘크리트의 표면에 침투 반응하여 강한 결합을 형성하는 특성에 의해 중성화 방지, 표면 강화를 수행하는 리튬 화합물 20~50중량%, 조성물의 내수성을 증진시키고 조성물의 경화시간을 단축시키며 콘크리트 표면의 내화학성을 증진시키기 위한 졸 상태의 금속 산화물 10~50중량%, 침투력을 증진시키고 상기 화합물의 양호한 분산을 유도하기 위한 실란 커플링제 5~20중량%, 습윤제 0.1~5중량%로 이루어지며, 상기 수용성 규산염 무기화합물은 비중 1.38, SiO2/Na2O 몰비 3.10~3.30의 물성을 가진 규산 나트륨, 비중 1.30, SiO2/K2O 몰비 3.3~3.6의 물성을 가진 규산 칼륨 중 1종 또는 그 이상의 혼합물로 이루어진 것을 사용하며, 상기 리튬 화합물은 비중 1.15~1.20, SiO2/Li2O 몰비 4.5~5.0의 물성을 가진 리튬실리케이트, 99% 이상의 순도를 가진 아질산 리튬 1종 또는 그 이상의 혼합물로 이루어진 것을 사용하며, 상기 금속 산화물은 10~20nm의 입자 크기의 수분산 형태를 보이는 실리카 졸, 알루미나 졸, 산화티탄 졸, 지르코니아 졸 중 1종 또는 그 이상의 혼합물로 이루어진 것을 사용하며, 상기 실란 커플링제는 유기 금속 알콕시 실란 화합물로서 MPTMS(3-Methacryloxypropyltrimethoxysilane), GPTMS(3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane), APTES( 3-Aminopropyltriethoxysilane), Acryloxypropyltrimethoxysilane, Vinyltriethoxysilane, (Methacryloxymethyl)phenyldimethylsilane 중 1종 또는 그 이상의 혼합물로 이루어진 것을 사용하며,
상기 친환경 폴리머 모르타르 조성물은, 고로슬래그 시멘트 49~55중량%, 섬유 0.05~0.2중량%, 폴리머 0.2~1.5중량%, 증점제 0.02~0.1중량%, 기포제 0.05~0.2중량% 및 잔골재 40~50중량%를 포함하되, 상기 고로슬래그 시멘트는 중량 기준으로 고로슬래그를 최대 성분으로 포함하고, 수화반응을 통하여 에트린자이트(3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O)를 생성할 수 있도록 아우인, 석회, 무수석고를 더 포함하며, 상기 아우인, 석회, 무수석고의 수화반응을 통한 에트린자이트의 생성은,
3CaO·4Al2O3·SO3 + 6CaO + 8CaSO4 + 32H2O --> 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O에 따른 것이며,
상기 친환경 폴리머 모르타르 조성물의 고로슬래그 시멘트는, 고로슬래그 50~70중량%, 석고 5~15중량%, 아우인 6~20중량%, 감수제 또는 고유동화제 0.3~2.5중량%, 및 잔부인 포틀랜드 시멘트로 이루어지며, 상기 아우인은 CaO 성분으로서 석회석을 포함하고, Al2O3 성분으로서 보크사이트 또는 Al2O3 성분을 가진 무기재료를 포함하며, SO3 성분으로서 석고를 포함하되, Cm(석회포화비 = C-0.7(F+T+S')/1.87S+0.55A)가 0.60 이상이고, A/S'(알루미나무수황산비)가 2.0~4.5 범위가 되도록 배합된 원료를 1,350℃의 온도에서 소성하여 제조된 것을 사용하며,
(여기서, C: CaO중량%, F: Fe2O3중량%, T: TiO2중량%, S': SO3중량%, S: SiO2중량%, A: Al2O3중량%임)
상기 표면코팅제는, 에멀션 수지 20∼70중량%에 희석제로 증류수 10~30중량%, 무기 충진재와의 크로스링킹, 침투성, 내화학성, 내마모성 증진을 위해 유기 금속 알콕시 실란 화합물 10~20중량%, 촉매로서 질산(HNO3) 0.5~5중량%, pH조절제로서 암모니아(NH4OH, 28%) 0.5~5중량%, 분산제로서 폴리인산나트륨 0.5~5중량%, 무기 충진재로서 아나타제 타입의 이산화티탄 분말 5~40중량%, 발색제로서 산화철(Fe3O4) 안료 1~5중량%, 증점제 0.5~5중량%, 습윤 분산제 0.1~5중량%, 소포제 0.5~5중량%로 이루어진 유·무기 복합 1액형의 표면코팅제를 사용하되,
상기 표면코팅제의 에멀션 수지는, 고형분이 40~50중량%, pH 8~10, 점도 1,000~3,000, 유리전이온도(Tg) -10℃의 특성을 가진 음이온성이며, 상기 유기 금속 알콕시 실란 화합물은 유기 금속 알콕시 실란 화합물로서 MPTMS(3-Methacryloxypropyltrimethoxysilane), GPTMS(3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane), APTES( 3-Aminopropyltriethoxysilane), Acryloxypropyltrimethoxysilane, Vinyltriethoxysilane, (Methacryloxymethyl)phenyldimethylsilane 중 1종 또는 그 이상의 혼합물이며, 상기 증점제는 에틸셀룰로스계, 메틸셀룰로스계, 아크릴계 중 1종이며,
상기 표면코팅제의 상기 유·무기 복합 1액형의 표면코팅제는, 아크릴 에멀션 수지 20~70중량%에 증류수 10~30중량%를 첨가하고 30℃ 온도를 유지하며 200~250rpm으로 10분간 교반하는 단계; 전단계에서 증류수가 혼합된 혼합물에 유기 금속 알콕시 실란 2종 이상의 혼합물 10~20중량%를 1시간에 걸쳐 적하하고 50℃ 온도를 유지하며 100~150rpm으로 1시간 동안 교반하여 축합 반응을 일으키는 단계; 전단계에서 유기 금속 알콕시 실란 2종 이상의 혼합물이 혼합된 혼합물에 질산 0.5~5중량%를 적하하고 50℃ 온도를 유지하며 100~150rpm으로 2시간 동안 교반하여 축합 반응을 완료하는 단계; 전단계에서 질산이 혼합된 혼합물에 암모니아수 0.5~5중량%를 적하하고 30℃ 온도를 유지하며 100~150rpm으로 2시간 동안 교반하여 pH를 조절하는 단계; 전단계에서 암모니아수가 혼합된 혼합물에 폴리인산나트륨 0.5~5중량% 첨가하여 100~150rpm으로 상온으로 자연 냉각시까지 교반하여 안정화하는 단계; 및 전단계에서 폴리인산나트륨이 혼합된 혼합물에 이산화티탄 분말 5~40중량%, 산화철(Fe3O4) 안료 1~5중량%, 하드록시프로필메틸셀룰로스(HPMC) 0.5~5중량%, 습윤 분산제 0.1~5중량%, 소포제 0.5~5중량%를 호모 믹서를 이용하여 2,000rpm으로 30분간 혼합하는 단계;를 거쳐 제조하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수방법.A method of repairing a concrete structure using an environmentally friendly polymer mortar composition,
Removing an impurity, a latent or a deteriorated portion against a damaged portion of the concrete structure;
Applying a primer to the concrete structure;
Applying the environmentally-friendly polymer mortar composition to a concrete structure coated with a primer to restore a cross-section of the damaged portion;
Curing the recovered section after surface finishing; And
Applying a durability-improving surface coating agent,
The primer is used as a binder in which 10 to 50% by weight of a water-soluble silicate inorganic compound is diluted with 10 to 50% by weight of distilled water as a binder, and the surface of the cement or concrete is penetrated to form a strong bond, 20 to 50% by weight of a lithium compound, 10 to 50% by weight of a metal oxide in a sol state for improving the water resistance of the composition, shortening the curing time of the composition and improving the chemical resistance of the concrete surface, Wherein the water-soluble silicate inorganic compound has a specific gravity of 1.38, a sodium silicate having a physical property of 3.10 to 3.30 molar ratio of SiO 2 / Na 2 O, a specific gravity 1.30, and a mixture of one or more of potassium silicate having a physical property of SiO 2 / K 2 O molar ratio of 3.3 to 3.6, and the lithium compound has a specific gravity of 1.15 to 1. 20, a lithium silicate having a physical property of SiO 2 / Li 2 O molar ratio of 4.5 to 5.0, and a mixture of one or more lithium nitrite having a purity of 99% or more, and the metal oxide has a particle size of 10 to 20 nm (3-methacryloxypropyltrimethoxysilane), GPTMS (3-methacryloxypropyltrimethoxysilane), and the like. The silane coupling agent may be a mixture of one or more of silica sol, alumina sol, titanium oxide sol and zirconia sol. 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, APTES (3-Aminopropyltriethoxysilane), Acryloxypropyltrimethoxysilane, Vinyltriethoxysilane, (Methacryloxymethyl) phenyldimethylsilane,
The environmentally friendly polymer mortar composition comprises 49 to 55% by weight of blast furnace slag cement, 0.05 to 0.2% by weight of fibers, 0.2 to 1.5% by weight of a polymer, 0.02 to 0.1% by weight of a thickener, 0.05 to 0.2% include, but, the blast-furnace slag cement is brother to generate eth- Lin ZUID (3CaO · Al 2 O 3 · 3CaSO 4 · 32H 2 O) via the blast furnace comprises a slag to a maximum component, and the hydration reaction by weight Phosphorus, lime, anhydrous gypsum, and the production of etyne zite through the hydration reaction of the said gum, lime, anhydrite,
3CaO · 4Al 2 O 3 · SO 3 + 6CaO + 8CaSO 4 + 32H 2 O -> 3CaO · Al 2 O 3 · 3CaSO 4 · 32H 2 O,
The blast furnace slag cement of the eco-friendly polymer mortar composition comprises 50 to 70% by weight of a blast furnace slag, 5 to 15% by weight of gypsum, 6 to 20% by weight of an olefin, 0.3 to 2.5% by weight of a water reducing agent or a high- made by the brother-in comprises an inorganic material having a bauxite or Al 2 O 3 as the component, Al 2 O 3 component includes lime as CaO component, comprising: a plaster as a SO 3 component, Cm (lime (Alumina anhydrous sulfuric acid) in the range of 2.0 to 4.5, and a ratio of A / S '(alumina anhydrous sulfuric acid) in the range of 2.0 to 4.5 is set to 1,350 占 폚 And then calcined at a temperature,
(Where C: CaO% by weight, F: 3 % by weight of Fe 2 O, T: 2 % by weight of TiO 2 , S ': 3 % by weight of SO 3 , 2 % by weight of S: SiO 2 and 3 % by weight of Al 2 O 3 )
10 to 20% by weight of an organometallic alkoxysilane compound is added to 20 to 70% by weight of an emulsion resin, 10 to 30% by weight of distilled water as a diluent, cross-linking with an inorganic filler, permeability, chemical resistance, as nitric acid (HNO 3) 0.5 to 5%, ammonia as a pH control agent by weight of (NH 4 OH, 28%) 0.5 ~ 5 wt%, poly 0.5 to 5% by weight of sodium phosphate, as the inorganic fillers titanium dioxide powder of the anatase-type as a dispersant Inorganic composite 1 comprising 5 to 40% by weight of a colorant, 1 to 5% by weight of iron oxide (Fe 3 O 4 ) pigment, 0.5 to 5% by weight of a thickener, 0.1 to 5% by weight of a wet dispersant, and 0.5 to 5% A liquid surface coating agent is used,
The emulsion resin of the surface coating agent is anionic having characteristics of a solid content of 40 to 50 wt%, a pH of 8 to 10, a viscosity of 1,000 to 3,000, and a glass transition temperature (Tg) of -10 DEG C. The organometallic alkoxysilane compound As the organometallic alkoxysilane compound, one or a mixture of at least one of MPTMS (3-Methacryloxypropyltrimethoxysilane), GPTMS (3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane), APTES (3-Aminopropyltriethoxysilane), Acryloxypropyltrimethoxysilane, Vinyltriethoxysilane, (Methacryloxymethyl) phenyldimethylsilane, , A methyl cellulose-based or an acrylic-based one,
Wherein the organic / inorganic composite one-part type surface coating agent of the surface coating agent is prepared by adding 10 to 30% by weight of distilled water to 20 to 70% by weight of acrylic emulsion resin and stirring at 200 to 250 rpm for 10 minutes while maintaining the temperature at 30 캜. Adding 10 to 20% by weight of a mixture of two or more organometallic alkoxysilanes to the mixture of distilled water in the previous stage over 1 hour, stirring the mixture at 100 to 150 rpm for 1 hour while maintaining the temperature at 50 캜, and causing a condensation reaction; Adding 0.5 to 5% by weight of nitric acid to the mixture of two or more organometallic alkoxysilanes in the previous stage, stirring the mixture at 100 to 150 rpm for 2 hours while maintaining the temperature at 50 캜, and completing the condensation reaction; Adding 0.5 to 5% by weight of ammonia water to the mixture of nitric acid in the previous step, adjusting the pH by stirring at 100 to 150 rpm for 2 hours while maintaining the temperature at 30 캜; 0.5 to 5% by weight of sodium polyphosphate is added to the mixture of ammonia water in the previous stage, and the mixture is stirred at 100 to 150 rpm at room temperature until natural cooling and stabilized; 5 to 40% by weight of titanium dioxide powder, 1 to 5% by weight of iron oxide (Fe3O4) pigment, 0.5 to 5% by weight of hardoxypropyl methylcellulose (HPMC), 0.1 to 5% by weight of wet dispersant And 0.5 to 5% by weight of an antifoaming agent are mixed in a homomixer at 2,000 rpm for 30 minutes.
상기 콘크리트 구조물에서 열화된 부위의 경우 철근 하부까지 제거하고, 노출된 철근을 방청처리하며, 탄산화된 콘크리트에 침투성 알칼리 환원제를 도포하여 콘크리트의 알칼리성을 회복시키도록 한 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수방법.The method according to claim 1,
A repairing method of a concrete structure is disclosed in which the lower portion of the rebar is removed in the case of the deteriorated portion of the concrete structure, the exposed reinforcing bar is rust-proofed, and the alkaline reducing agent is applied to the carbonated concrete to apply the alkali- .
바인더로서 수용성 규산염 무기화합물 10~50중량%에 희석제로 증류수 10~50중량%를 첨가하고 30℃ 온도를 유지하며 150~200rpm으로 60분간 교반하여 가수분해하는 단계;
전단계에서 가수분해된 혼합물에 리튬 화합물 20~50중량%를 적하하고 30℃ 온도를 유지하며 150~200rpm으로 30분간 교반하는 단계;
전단계에서 리튬 화합물이 혼합된 혼합물에 졸 상태의 금속 산화물 10~50중량%를 적하하고 50℃ 온도를 유지하며 150~200rpm으로 60분간 교반하는 단계;
전단계에서 금속 산화물이 혼합된 혼합물을 50℃ 온도를 유지하며 150~200rpm으로 교반한 상태에서 실란 커플링제 5~20중량%를 30분에 걸쳐 서서히 적하하고 2시간 동안 교반하는 단계;
전단계에서 실란 커플링제가 혼합된 혼합물에 습윤제를 0.1~5중량% 첨가하여 10분간 교반하여 완성하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수방법.7. The method according to claim 6, wherein the permeable alkali reducing agent comprises:
10 to 50% by weight of distilled water as a binder is added to 10 to 50% by weight of a water-soluble silicate inorganic compound as a binder, and the mixture is hydrolyzed by stirring at 150 to 200 rpm for 60 minutes while maintaining the temperature at 30 캜.
Adding 20 to 50% by weight of a lithium compound to the mixture hydrolyzed in the previous stage, stirring the mixture at 150 to 200 rpm for 30 minutes while maintaining the temperature at 30 占 폚;
Adding 10 to 50% by weight of a metal oxide in a sol state to a mixture of lithium compounds in the previous stage, stirring the mixture at a temperature of 50 ° C and a temperature of 150 to 200 rpm for 60 minutes;
Slowly adding a silane coupling agent in an amount of 5 to 20% by weight over a period of 30 minutes while stirring at 150 to 200 rpm while maintaining the mixture at a temperature of 50 캜, and stirring for 2 hours;
Wherein a wetting agent is added in an amount of 0.1 to 5% by weight to the mixture containing the silane coupling agent in the previous step, and the mixture is stirred for 10 minutes to complete the repairing of the concrete structure.
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