KR101952152B1 - 휨인성 및 내구성이 우수한 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로 포장체 보수·보강 공법 - Google Patents

휨인성 및 내구성이 우수한 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로 포장체 보수·보강 공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 휨인성 및 내구성이 우수한 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로 포장체 보수·보강 공법에 관한 것으로, 초속경 결합재 3∼45중량%, 잔골재 5∼85중량%, 굵은골재 5∼70중량%, 기능성 혼화제 0.01∼30 중량% 및 물 0.1∼30 중량%를 포함한다. 상기 초속경 결합재는 조강 포틀랜드 시멘트 5∼65중량%, 마그네슘 또는 칼슘 설포알루미네이트 3∼55중량%, 트리 칼슘알루미네이트 시멘트 1∼45중량%, 비트리파이드 0.5∼30중량%, 파인세라믹 0.5∼30중량%, 석고 0.1∼25중량%, 알런덤 0.01~10중량%, 소듐마그네슘실리케이트 0.01∼10중량, 리튬카보네이트 0.01~10 중량% 및 탄소섬유애시 0.01∼10중량%를 포함하고, 상기 기능성 혼화제는 메틸메타크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 30∼96중량%, 폴리부틸렌테레프탈레이트 1∼30중량%, 디메틸아미노에틸아크릴레이트 1∼25중량%, 아크릴산에틸-부틸렌 공중합체 1~25중량%, 옥타데실트리메톡시실란 0.01∼10중량%, 그래핀 분산액 0.001∼10중량%, 감수제 0.01~10중량% 및 소포제 0.01~10중량%를 포함한다. 이에 따라 콘크리트 강도, 특히 휨 및 인장 강도를 개선하며, 건조수축에 의한 균열저항성을 개선하고, 방수성, 내식성, 내마모성, 내화학성 등의 내구성을 크게 향상시키고, 시멘트의 초기 수화 및 조직의 치밀화를 촉진하여 밀실한 콘크리트를 만들 수 있어 콘크리트의 강도 및 내구성, 특히 휨 및 인장강도, 방수성, 내식성, 내마모성, 내화학성 등을 개선하며, 또 팽창재와 수축저감제를 사용함으로써 건조수축에 의한 표면균열 및 팽창파괴현상을 방지하는 효과가 있다.

Description

휨인성 및 내구성이 우수한 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로 포장체 보수·보강 공법 {QUICK-HARDENING POLYMER CEMENT CONCRETE COMPOSITION HAVING IMPROVED FLEXURAL TOUGHNESS AND DURABILITY AND REPAIRING METHOD FOR ROAD PAVEMENT THEREWITH}
본 발명은 휨인성 및 내구성이 우수한 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로 포장체 보수·보강 공법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 교량 오버레이 포장, 콘크리트 포장체 증설 공사, 콘크리트 포장 보수·보강 공사 등의 시멘트 콘크리트로 제조된 토목 구조물 보수·보강 공사에 사용되는 휨인성 및 내구성이 우수한 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로 포장체 보수·보강 공법에 관한 것이다.
일반적으로, 콘크리트 구조물을 제작하거나 포장할 때에는 건조수축에 의한 균열이 발생하며, 표면에 블리이딩으로 인한 레이탄스(laitance)가 발생하여 표면 강도가 약하고 내구성이 떨어진다는 단점이 있다.
한편, 산업 및 경제규모가 확대됨에 따라 수송수단인 차량이 점차 대형화 및 중량화 되었고, 이는 포장수명의 급격한 단축을 가져왔다. 이와 더불어 거듭된 유류 파동에 따른 포장 공사비의 상대적 상승과 부존자원의 활용차원에서 시멘트 콘크리트포장(이하 '콘크리트포장'이라 함)에 대한 관심을 갖게 되었으며, 1980년대 이후로 콘크리트포장의 시공이 점차 확대되고 있는 추세이다.
한편, 콘크리트의 균열은 염해, 열화와 같은 외적 환경원인, 설계하중, 소성수축 또는 건조수축과 같은 재료 특성, 배합조건, 시공적인 요인 등의 여러 가지 요인에 의하여 많이 발생한다.
이와 같은 여러 가지 요인에 의해 콘크리트 구조물에 균열이 발생하게 되면 콘크리트 구조물은 하중을 견디지 못하고 붕괴될 수도 있으므로 균열이 발생된 콘크리트 구조물에 대해서는 방수성, 내구성 등을 회복하기 위하여 혹은 구조물의 안정성, 미관성 등을 고려하여 보수가 필요하다. 이러한 부식이나 침식이 많이 일어나는 부위를 보수 및 보강하기 위한 보수공사에는 폴리머 시멘트 모르타르가 널리 사용되고 있다.
한편, 교량 슬래브, 포장의 노면 및 콘크리트 구조물의 외벽과 같이 부식이나 침식이 많이 일어나는 부위를 보수 또는 보강하기 위한 보수공사에는 조강 포틀랜드 시멘트(3종 시멘트)가 널리 사용되고 있다. 하지만, 조강 포틀랜드 시멘트는 일반 시멘트에 비하여 시공성이 우수한 장점이 있으나, 투수성이 높아 염화물이나 수분의 침투가 발생하여 콘크리트가 부식되는 문제가 있다.
특히, 조강 포틀랜드 시멘트는 그 특성상 콘크리트가 경화되는 양생 시간(2∼3시간)이 오래 소요되기 때문에 작업의 특성상 짧은 시간 내에 마무리를 요하는 긴급 보수공사에 사용하기에는 더욱 곤란한 문제점을 내포하고 있다.
따라서, 최근의 긴급 보수공사에서는 조강 포틀랜드 시멘트의 단점을 보완하기 위하여 콘크리트에 폴리머 에멀젼을 첨가한 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트의 사용이 점차 증가하고 있다.
대한민국 등록특허 제10-1355400호 (2014년01월20일 등록) 대한민국 등록특허 제10-1672714호 (2016년10월31일 등록
따라서, 본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 휨인성 및 내구성이 우수한 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명에서 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 휨인성 및 내구성이 우수한 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물을 이용한 도로 포장체 보수·보강 공법을 제공하기 위한 것이다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 초속경 결합재 3∼45중량%, 잔골재 5∼85중량%, 굵은골재 5∼70중량%, 기능성 혼화제 0.01∼30 중량% 및 물 0.1∼30 중량%를 포함하며, 상기 초속경 결합재는 조강 포틀랜드 시멘트 5∼65중량%, 마그네슘 또는 칼슘 설포알루미네이트 3∼55중량%, 트리 칼슘알루미네이트 시멘트 1∼45중량%, 비트리파이드 0.5∼30중량%, 파인세라믹 0.5∼30중량%, 석고 0.1∼25중량%, 알런덤 0.01~10중량%, 소듐마그네슘실리케이트 0.01∼10중량, 리튬카보네이트 0.01~10 중량% 및 탄소섬유애시 0.01∼10중량%를 포함하고, 상기 기능성 혼화제는 메틸메타크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 30∼96중량%, 폴리부틸렌테레프탈레이트 1∼30중량%, 디메틸아미노에틸아크릴레이트 1∼25중량%, 아크릴산에틸-부틸렌 공중합체 1~25중량%, 옥타데실트리메톡시실란 0.01∼10중량%, 그래핀 분산액 0.001∼10중량%, 감수제 0.01~10중량% 및 소포제 0.01~10중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물을 제공한다.
상기 초속경 결합재는 헥사플루오로규산나트륨 0.01∼10중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 초속경 결합재는 재료분리방지 및 내수성을 개선하기 위하여 알긴산칼슘 0.01∼10중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 초속경 결합재는 규산삼석회 0.01∼10중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 초속경 결합재는 감수제 0.01∼10중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 초속경 결합재는 경화조절제 0.01∼10중량%를 더 포함할 수 있다.
상기 기능성 혼화제는 폴리카르보실란 0.01∼10중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 기능성 혼화제는 폴리에틸렌글리콜 0.01∼10중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 상기한 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 하기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물을 이용한 도로 포장체 보수·보강 공법을 제공한다.
콘크리트가 열화된 부위 및 아스팔트 콘크리트를 노면 파쇄기를 이용하여 제거하는 단계와, 제거된 부위를 워터젯, 고압세척기, 핸드 워터젯 등으로 열화된 부위 하부까지 제거한 후 진공흡입차량으로 청소하는 단계와, 구체 콘크리트에 부착되기 용이하게 하고 표층강화, 유해물질, 물, 염소이온 등의 침투를 억제하고 내수성을 개선하기 위하여 상기 기능성 혼화제를 도포하거나 블루밍 처리하는 단계와, 상기 기능성 혼화제가 도포 또는 블루밍 처리된 상부에 상기 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물을 타설하여 열화된 부위의 단면을 증설하여 보수·보강하는 단계와, 타설된 상기 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물 표면에 미끄럼 저항성을 개선하기 위하여 종·횡방향의 타이닝을 실시하는 단계; 및 상기 타이닝을 실시한 상부에 수분 증발을 방지하여 소성균열을 억제하기 위하여 피막 양생제를 도포하여 양생하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 기능성 혼화제와 초속경 결합재를 사용함으로써 콘크리트의 작업성을 향상시킬 수 있고, 콘크리트의 강도, 특히 휨 및 인장 강도를 개선하며, 건조수축에 의한 균열저항성을 개선하고, 방수성, 내식성, 내마모성, 내화학성 등의 내구성을 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 시멘트의 초기 수화 및 조직의 치밀화를 촉진하여 밀실한 콘크리트를 만들 수 있어 콘크리트의 강도 및 내구성, 특히 휨 및 인장강도, 방수성, 내식성, 내마모성, 내화학성 등을 개선할 수 있다. 또한, 팽창재와 수축저감제를 사용함으로써 건조수축에 의한 표면균열 및 팽창파괴현상을 방지하는 효과를 발휘할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
따라서, 포장에 요구되는 제반 특성, 즉 수밀성, 부착성, 내구성 및 균열 저항성 등을 모두 만족할 수 있다.
본 발명의 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물은 초속경 결합재 3∼45중량%, 잔골재 5∼85중량%, 굵은골재 5∼70중량%, 기능성 혼화제 0.01∼30 중량% 및 물 0.1∼30 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 사용하는 골재는 잔골재와 굵은 골재로 구분되며, 입경이 5mm 이하인 것을 잔골재라 하고 입경이 5mm 보다 큰 것을 굵은 골재로 구분한다. 잔골재는 본 발명의 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물에 대하여 5∼85중량% 함유되는 것이 바람직하고, 굵은 골재는 본 발명의 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물에 대하여 5∼70중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 초속경 결합재는 조강 포틀랜드 시멘트 5∼65중량%, 마그네슘 또는 칼슘 설포알루미네이트 3∼55중량%, 트리 칼슘알루미네이트 시멘트 1∼45중량%, 비트리파이드 0.5∼30중량%, 파인세라믹 0.5∼30중량%, 석고 0.1∼25중량%, 알런덤 0.01~10중량%, 소듐마그네슘실리케이트 0.01∼10중량, 리튬카보네이트 0.01~10 중량% 및 탄소섬유애시 0.01∼10중량%를 포함할 수 있다.
상기 조강 포틀랜드 시멘트는 KS에 규정된 것을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 초속경 결합재에 대하여 5∼65중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 조강 포틀랜드 시멘트의 함량이 5중량% 미만일 경우에는 콘크리트 강도 개선 효과 및 균열발생 억제 효과가 미약할 수 있고, 상기 조강 포틀랜드 시멘트의 함량이 65중량%를 초과할 경우에는 조기강도 발현은 우수하나 작업성 및 경제성이 저하된다.
상기 마그네슘 또는 칼슘 설포알루미네이트의 중량비가 증가하면 빠른 경화특성을 나타낸다. 상기 마그네슘 또는 칼슘 설포알루미네이트는 상기 초속경 결합재에 대하여 3∼55중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 마그네슘 또는 칼슘 설포알루미네이트의 함량이 3중량% 미만일 경우에는 콘크리트 강도 개선 효과 및 균열발생 억제 효과가 미약할 수 있고, 상기 마그네슘 또는 칼슘 설포알루미네이트의 함량이 55중량%를 초과할 경우에는 조기강도 발현은 우수하나 작업성 불량 및 제조원가가 높아져 경제적이지 못하다.
상기 트리 칼슘알루미네이트 시멘트는 초기 강도 발현 및 수축 방지를 위하여 사용한다. 상기 트리 칼슘알루미네이트 시멘트는 조직을 치밀하게 하여 콘크리트의 균열을 방지하고 콘크리트의 수축을 방지하기 위하여 사용한다. 상기 트리 칼슘알루미네이트 시멘트는 상기 초속경 결합재에 대하여 1∼45중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 트리 칼슘알루미네이트 시멘트는 중량비가 증가하면 빠른 경화 특성을 나타내며, 상기 트리 칼슘알루미네이트 시멘트의 함량이 상기 초속경 결합재에 대하여 1중량% 미만일 경우 콘크리트 초기 강도 및 균열 발생 억제 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 비트리파이드는 점토, 장석으로 이루어져, 장기 강도 발현 및 내구성 개선뿐만 아니라 내마모성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 비트리파이드는 상기 초속경 결합재에 대하여 0.5∼30중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 비트리파이드의 함량이 0.5중량%미만이면 성능개선효과가 미흡하게 되고, 그 함량이 30중량%를 초과하면 초기 강도 발현이 저하될 수 있다.
상기 파인세라믹은 강도, 경도, 내식성, 내마모성, 내열성을 개선하기 위하여 위하여 사용한다. 상기 파인세라믹은 상기 초속경 결합재에 대하여 0.5∼30중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 파인세라믹의 함량이 0.5중량% 미만이면 강도, 경도, 내식성, 내마모성 등의 개선효과가 미흡하게 되고, 상기 파인세라믹의 함량이 30중량%를 초과하면 작업성 및 경제성이 저하된다.
상기 석고는 초기 강도 발현 및 수축 방지를 위하여 사용한다. 상기 석고는 조직을 치밀하게 하여 콘크리트의 균열을 방지하고 콘크리트의 수축을 방지하기 위하여 사용한다. 상기 석고는 상기 초속경 결합재에 대하여 0.1∼25중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 석고의 함량이 상기 초속경 결합재에 대하여 0.1중량% 미만일 경우 콘크리트 강도 및 균열 발생 억제 효과가 미약할 수 있고, 상기 석고의 함량이 25중량%를 초과할 경우에는 빠른 경화 특성으로 인해 좋은 물성을 얻을 수 있으나 과 팽창 및 내수성이 저하된다.
상기 알런덤은 흰색, 갈색 등을 띠며, 강도, 내마모성 및 내화성이 우수하여 강도, 내마모성 및 내화성을 높이기 위하여 사용한다. 상기 알런덤은 상기 초속경 결합재에 대하여 0.01~10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 알런덤의 함량이 0.01중량% 미만이면 작업성은 개선되나, 성능 개선 효과가 미흡하고, 상기 알런덤의 함량이 10중량%를 초과하면 성능은 개선되나 가격경쟁력이 저하된다.
상기 소듐마그네슘실리케이트는 강도, 내식성, 방수성 등을 개선하기 위해 사용된다. 상기 소듐마그네슘실리케이트는 상기 초속경 결합재에 대하여 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 소듐마그네슘실리케이트의 중량비가 증가하면 강도, 내식성, 방수성 등을 나타내며, 상기 소듐마그네슘실리케이트의 함량이 0.01중량% 미만일 경우 강도, 내식성, 방수성 개선 효과가 미약할 수 있고, 상기 소듐마그네슘실리케이트의 함량이 10중량%를 초과할 경우에는 더 이상의 성능개선 효과를 얻을 수 없고 반응성이 높아져 작업성이 저하된다.
상기 리튬카보네이트는 초기 경화 속도를 조절하기 위하여 사용한다. 상기 리튬카보네이트는 상기 초속경 결합재에 대하여 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 리튬카보네이트의 함량이 0.01중량% 미만일 경우 초기 강도 발현이 늦어지고, 상기 리튬카보네이트의 함량이 10중량%를 초과하면 반응성이 높아져 작업성이 저하되고 가격경쟁력이 저하된다.
상기 탄소섬유애시는 휨강도, 인장강도, 변형저항성을 개선하기 위해 사용한다. 상기 탄소섬유애시는 상기 초속경 결합재에 대하여 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 탄소섬유애시의 함량이 0.01중량% 미만일 경우 휨강도, 인장강도 및 변형저항성 개선 효과가 떨어질 수 있으며, 상기 탄소섬유애시의 함량이 10중량%를 초과하면 작업성이 저하되고 가격경쟁력이 저하된다.
상기 초속경 결합재는 헥사플루오로규산나트륨을 더 포함할 수 있다. 상기 헥사플루오로규산나트륨은 방수, 방청 성능 및 수축 저감 효과를 개선하기 위하여 사용한다. 상기 헥사플루오로규산나트륨은 상기 초속경 결합재에 대하여 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 헥사플루오로규산나트륨의 함량이 0.01중량% 미만일 경우 성능개선 효과가 미약할 수 있고, 상기 헥사플루오로규산나트륨의 함량이 10중량%를 초과할 경우에는 성능 개선효과가 우수하나 작업성 및 가격경쟁력이 저하된다.
상기 초속경 결합재는 재료분리방지 및 내수성을 개선하기 위하여 알긴산칼슘을 더 포함할 수 있다. 상기 알긴산칼슘은 상기 초속경 결합재에 대하여 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 알긴산칼슘의 함량이 0.01중량% 미만일 경우 재료분리방지 및 내수성능 개선 효과가 미약할 수 있고, 상기 알긴산칼슘의 함량이 10중량%를 초과할 경우에는 점도가 높아져 작업성이 저하되고 초기 강도 발현이 저하된다.
상기 초속경 결합재는 초기강도 발현 및 수축저감 효과를 얻기 위해 규산삼석회를 더 포함할 수 있다. 상기 규산삼석회는 상기 초속경 결합재에 대하여 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 규산삼석회의 함량이 0.01중량% 미만이면 초기강도 발현효과 및 수축저감효과가 미흡하고, 상기 규산삼석회는 함량이 10중량%를 초과하면 경화가 촉진되어 작업성이 저하되고 경제성이 떨어진다.
상기 초속경 결합재는 감수제를 더 포함할 수 있다. 상기 감수제는 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물의 물-시멘트비를 감소시켜 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 감수제는 폴리카본산계, 멜라민계 또는 나프탈렌계 감수제를 사용할 수 있다. 상기 감수제는 강도 및 내구성의 개선 효과가 우수하고, 물-시멘트비의 저감 효과가 우수한 나프탈렌계 감수제를 사용하는 것이 바람직하고, 상기 초속경 결합재에 대하여 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 초속경 결합재는 경화조절제를 더 포함할 수 있다. 상기 경화조절제는 일정 시간 동안 작업성을 확보하고 급격하게 경화되는 것을 지연하기 위하여 사용될 수 있다. 상기 경화조절제는 상기 초속경 결합재에 대하여 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 경화조절제로는 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 기능성 혼화제는 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물의 작업성, 강도 및 내구성을 개선시키기 위하여 사용하는 것으로, 메틸메타크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 30∼96중량%, 폴리부틸렌테레프탈레이트 1∼30중량%, 디메틸아미노에틸아크릴레이트 1∼25중량%, 아크릴산에틸-부틸렌 공중합체 1~25중량%, 옥타데실트리메톡시실란 0.01∼10중량%, 그래핀 분산액 0.001∼10중량%, 감수제 0.01~10중량% 및 소포제 0.01~10중량%를 포함할 수 있다.
상기 기능성 혼화제는 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물에 0.01∼30중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 기능성 혼화제의 함량이 30중량%를 초과하면 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물의 점도가 낮아져 작업성(슬럼프)이 좋아지나, 수화반응을 지연시켜 초기 압축강도 발현을 저하시킴과 동시에 가격 경쟁력이 저하될 수 있다. 그리고 기능성 혼화제의 함량이 0.01중량% 미만이면 경화시간, 작업성, 강도 및 내구성 개선 효과가 미약할 수 있다.
상기 메틸메타크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체는 결합력, 강도 및 내구성능을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 메틸메타크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체는 상기 기능성 혼화제에 대하여 30∼96중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 메틸메타크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체의 함량이 96중량%를 초과하면 작업성은 향상되지만, 초기 강도 발현이 저하될 수 있으며, 상기 메틸메타크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체의 함량이 30중량% 미만이면 콘크리트의 초기 강도 발현은 향상되지만, 작업성이 현저하게 저하된다.
상기 폴리부틸렌테레프탈레이트는 인성, 부착강도 및 내구성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 폴리부틸렌테레프탈레이트는 상기 기능성 혼화제에 대하여 1∼30중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 폴리부틸렌테레프탈레이트의 함량이 30중량%를 초과하면 성능은 개선되나, 점도가 높아져 작업성(슬럼프)이 떨어질 수 있고, 상기 폴리부틸렌테레프탈레이트의 함량이 1중량% 미만이면 인성, 부착강도 및 내구성 개선 효과가 미약할 수 있다.
상기 디메틸아미노에틸아크릴레이트는 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 디메틸아미노에틸아크릴레이트는 상기 기능성 혼화제에 대하여 1∼25중량% 함유되는 것이 바람직한데, 상기 디메틸아미노에틸아크릴레이트의 함량이 25중량%를 초과하면 성능은 개선되나 가격경쟁력이 떨어질 수 있으며, 상기 디메틸아미노에틸아크릴레이트의 함량이 1중량% 미만이면 강도 및 내구성 개선 효과가 미약할 수 있다.
상기 아크릴산에틸-부틸렌 공중합체는 보수성, 재료분리 저항성 및 내수성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 아크릴산에틸-부틸렌 공중합체는 상기 기능성 혼화제에 대하여 1~25중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 아크릴산에틸-부틸렌 공중합체의 함량이 25중량%를 초과하면 보수성, 재료분리 저항성 및 내수성 개선 효과가 더 이상 발현되지 않고 점도가 높아져 작업성 및 경제성이 저하될 수 있으며, 상기 아크릴산에틸-부틸렌 공중합체의 함량이 1중량% 미만이면 보수성, 재료분리 저항성 및 내수성 개선 효과가 미흡할 수 있다.
상기 옥타데실트리메톡시실란은 반응성을 개선하여 강도, 부착력, 내구성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 옥타데실트리메톡시실란은 상기 기능성 혼화제에 대하여 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 옥타데실트리메톡시실란의 함량이 10중량%를 초과하면 강도, 부착력 및 내구성 개선 효과가 더 이상 발현되지 않고 가격경쟁력이 저하될 수 있으며, 상기 옥타데실트리메톡시실란의 함량이 0.01중량% 미만이면 작업성, 강도, 부착력 및 내구성 개선 효과가 미흡할 수 있다.
일반적으로 그래핀은 탄소원자들이 2차원 상에서 sp2결합에 의한 육각형 벌집모양의 배열로 구성되어 있으며 원자 한 층의 두께를 가진 반금속성 물질로, 구조적, 화학적으로 매우 안정할 뿐만 아니라, 우수한 기계적 물성과 뛰어난 전기, 열 전도체로서의 특징을 가지고 있다. 또한, 그래핀은 비표면적이 2,000~3,000㎡/g으로 매우 넓으며, 철의 100배 정도의 인장강도, 수소나 헬륨 원소도 차단하는 높은 기밀성을 가져 내구성이 우수하다. 상기 그래핀 분산액은 그래핀 분말과 물을 중량비 1:100 정도로 혼합하여 제조된 것으로 물-시멘트비를 저감하여 강도, 특히 휨 및 인장강도를 개선함과 동시에 방수성, 내식성, 내마모성 등의 내구성능을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 그래핀 분산액은 상기 기능성 혼화제에 대하여 0.001∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 그래핀 분산액의 함량이 0.001중량% 미만이면 성능 개선 효과가 저하되고, 그 함량이 10중량%를 초과하면 성능은 개선되나 경제성이 저하된다.
상기 감수제는 물-시멘트비를 감소시킴으로써 강도 및 내구성이 개선됨과 동시에 조강 시멘트의 수화반응을 지연시켜 초기 작업성을 향상시킬 수 있는 역할을 한다. 상기 감수제는 폴리카르본산계, 멜라민계, 아미노슬폰산계 또는 나프탈렌계 유동화제를 사용할 수 있다. 멜라민계 또는 나프탈렌계 감수제는 폴리카르본산계 감수제에 비하여 강도 및 내구성의 개선 효과가 미약하고, 물-개질 결합재 비의 저감 효과가 크지 않으며, 개질 결합재와 혼합되는 경우 거품 현상이 발생하여 혼화성이 나쁘다는 단점이 있다. 따라서, 상기 감수제는 폴리카르본산계 감수제를 사용하는 것이 바람직하고, 상기 기능성 혼화제에 대하여 0.01∼10중량%함유되는 것이 바람직하다.
상기 소포제는 공기량을 저하시키고, 공극을 저하시켜 강도 및 내구성을 개선하기 위해 사용된다. 상기 실리콘계 소포제는 상기 기능성 혼화제에 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.
또한, 상기 기능성 혼화제는 폴리카르보실란을 더 포함할 수 있다. 상기 폴리카르보실란은 강도, 내마모성 및 방수성 개선을 위해 사용된다. 상기 폴리카르보실란은 상기 기능성 혼화제에 대하여 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 폴리카르보실란의 함량이 10중량%를 초과하면 성능은 개선되나 점도가 낮아져 재료분리가 발생할 수 있고, 상기 폴리카르보실란의 함량이 0.01중량% 미만이면 성능 개선 효과가 미약할 수 있다.
또한, 상기 기능성 혼화제는 폴리에틸렌글리콜을 더 포함할 수 있다. 상기 폴리에틸렌글리콜은 건조수축을 저감하여 균열발생을 저하시키기 위하여 사용된다. 상기 폴리에틸렌글리콜은 상기 기능성 혼화제에 대하여 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직한데, 상기 폴리에틸렌글리콜의 함량이 10중량%를 초과하면 건조수축 저감효과는 개선되나 강도가 저하되고, 상기 폴리에틸렌글리콜의 함량이 0.01중량% 미만이면 수축저감효과가 미흡하게 된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 내구성이 개선된 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물은 초속경 결합재 3∼45중량%, 잔골재 5∼85중량% 및 굵은골재 5∼70중량%를 강제 믹서에서 교반시킨 후, 기능성 혼화제 0.01∼30 중량% 및 물 0.1∼30 중량%를 더 혼합하여 소정시간(예컨대, 1∼10분) 동안 교반하여 제조할 수 있다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도로 포장체 보수·보강 공법을 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물을 이용한 도로 포장체 보수·보강 공법은, 콘크리트가 열화된 부위 및 아스팔트 콘크리트를 노면 파쇄기를 이용하여 제거하는 단계와, 제거된 부위를 워터젯, 고압세척기, 핸드 워터젯 등으로 열화된 부위 하부까지 제거한 후 진공흡입차량으로 청소하는 단계와, 구체 콘크리트에 부착되기 용이하게 하고 표층강화, 유해물질, 물, 염소이온 등의 침투를 억제하고 내수성을 개선하기 위하여 상기 기능성 혼화제를 도포하거나 블루밍 처리하는 단계와, 상기 기능성 혼화제가 도포 또는 블루밍 처리된 상부에 상기 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물을 타설하여 열화된 부위의 단면을 증설하여 보수·보강하는 단계와, 타설된 상기 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물 표면에 미끄럼 저항성을 개선하기 위하여 종·횡방향의 타이닝을 실시하는 단계; 및 상기 타이닝을 실시한 상부에 수분 증발을 방지하여 소성균열을 억제하기 위하여 피막 양생제를 도포하여 양생하는 단계를 포함한다.
상기 열화 부위는 철근 하부까지 제거하고, 상기 기능성 혼화제를 도포하는 단계 전에 노출된 철근의 녹을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 파쇄기 및 워터젯을 이용하여 치핑하는 경우에 정상적인 경우에는 콘크리트 구조물의 철근이 노출되지 않지만 열화가 심한 경우에는 열화된 부위에서 철근이 노출될 수도 있는데, 이렇게 철근이 노출되는 경우에는 방청 처리하여야 하나 본 발명에 의하면, 별도의 철근 방청 처리는 하지 않아도 된다.
본 발명에 의하면, 기능성 혼화제와 초속경 결합재를 사용함으로써 콘크리트의 작업성을 향상시킬 수 있고, 콘크리트의 강도, 특히 휨강도, 인장강도 및 부착강도를 개선되고, 건조수축량을 저감시켜 균열발생을 억제할 수 있으며, 내구성, 특히 방수·방청 효과를 크게 개선시킬 수 있다.
이하에서, 본 발명에 따른 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물의 실시예들을 더욱 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실시예들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
초속경 결합재 20중량%, 잔골재 40중량%, 굵은 골재 30중량%를 강제식 믹서에 투입하여 교반한 후, 기능성 혼화제 5중량%와 물 5중량%를 더 혼합하여 다시 2분간 교반하여 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물을 제조하였다.
이때, 초속경 결합재는 조강 포틀랜드 시멘트 30중량%, 마그네슘 또는 칼슘 설포알루미네이트 25중량%, 트리 칼슘알루미네이트 시멘트 10중량%, 비트리파이드 10중량%, 파인세라믹 10중량%, 석고 5중량%, 알런덤 5중량%, 소듐마그네슘실리케이트 1중량%, 리튬카보네이트 1중량%, 탄소섬유애시 0.5중량%, 헥사플루오로규산나트륨 0.5중량%, 알긴산칼슘 0.5중량%, 규산삼석회 0.5중량%, 감수제 0.5중량% 및 경화조절제 0.5중량%를 혼합하여 사용하였다. 이때, 상기 감수제는 폴리칼본산계 감수제를, 상기 경화조절제는 구연산계 경화조절제를 사용하였다.
상기 기능성 혼화제는 메틸메타크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 92중량%, 폴리부틸렌테레프탈레이트 1중량%, 디메틸아미노에틸아크릴레이트 1중량%, 아크릴산에틸-부틸렌 공중합체 1중량%, 옥타데실트리메톡시실란 1중량%, 그래핀 분산액 1중량%, 폴리카르보실란 1중량%, 폴리에틸렌글리콜 1중량%, 감수제 0.5중량% 및 소포제 0.5중량%를 포함하는 것을 사용하였다. 이때, 상기 감수제는 폴리카르본산계 감수제를, 상기 소포제는 실리콘계 소포제를 사용하였다.
<실시예 2>
초속경 결합재 20중량%, 잔골재 40중량%, 굵은 골재 30중량%를 강제식 믹서에 투입하여 교반한 후, 기능성 혼화제 5중량%와 물 5중량%를 더 혼합하여 다시 2분간 교반하여 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물을 제조하였다.
이때, 초속경 결합재는 조강 포틀랜드 시멘트 30중량%, 마그네슘 또는 칼슘 설포알루미네이트 25중량%, 트리 칼슘알루미네이트 시멘트 10중량%, 비트리파이드 10중량%, 파인세라믹 10중량%, 석고 5중량%, 알런덤 5중량%, 소듐마그네슘실리케이트 1중량%, 리튬카보네이트 1중량%, 탄소섬유애시 0.5중량%, 헥사플루오로규산나트륨 0.5중량%, 알긴산칼슘 0.5중량%, 규산삼석회 0.5중량%, 감수제 0.5중량% 및 경화조절제 0.5중량%를 혼합하여 사용하였다. 이때, 상기 감수제는 폴리칼본산계 감수제를, 상기 경화조절제는 구연산계 경화조절제를 사용하였다.
상기 기능성 혼화제는 메틸메타크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 87중량%, 폴리부틸렌테레프탈레이트 2중량%, 디메틸아미노에틸아크릴레이트 2중량%, 아크릴산에틸-부틸렌 공중합체 2중량%, 옥타데실트리메톡시실란 2중량%, 그래핀 분산액 2중량%, 폴리카르보실란 1중량%, 폴리에틸렌글리콜 1중량%, 감수제 0.5중량% 및 소포제 0.5중량%를 포함하는 것을 사용하였다. 이때, 상기 감수제는 폴리카르본산계 감수제를, 상기 소포제는 실리콘계 소포제를 사용하였다.
<실시예 3>
초속경 결합재 20중량%, 잔골재 40중량%, 굵은 골재 30중량%를 강제식 믹서에 투입하여 교반한 후, 기능성 혼화제 5중량%와 물 5중량%를 더 혼합하여 다시 2분간 교반하여 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물을 제조하였다.
이때, 초속경 결합재는 조강 포틀랜드 시멘트 30중량%, 마그네슘 또는 칼슘 설포알루미네이트 25중량%, 트리 칼슘알루미네이트 시멘트 10중량%, 비트리파이드 10중량%, 파인세라믹 10중량%, 석고 5중량%, 알런덤 5중량%, 소듐마그네슘실리케이트 1중량%, 리튬카보네이트 1중량%, 탄소섬유애시 0.5중량%, 헥사플루오로규산나트륨 0.5중량%, 알긴산칼슘 0.5중량%, 규산삼석회 0.5중량%, 감수제 0.5중량% 및 경화조절제 0.5중량%를 혼합하여 사용하였다. 이때, 상기 감수제는 폴리칼본산계 감수제를, 상기 경화조절제는 구연산계 경화조절제를 사용하였다.
상기 기능성 혼화제는 메틸메타크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 82중량%, 폴리부틸렌테레프탈레이트 3중량%, 디메틸아미노에틸아크릴레이트 3중량%, 아크릴산에틸-부틸렌 공중합체 3중량%, 옥타데실트리메톡시실란 3중량%, 그래핀 분산액 3중량%, 폴리카르보실란 1중량%, 폴리에틸렌글리콜 1중량%, 감수제 0.5중량% 및 소포제 0.5중량%를 포함하는 것을 사용하였다. 이때, 상기 감수제는 폴리카르본산계 감수제를, 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 1은 현재 일반적으로 널리 사용되고 있는 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물을 제시한 것이다.
<비교예 1>
초속경 시멘트 20중량%, 잔골재 40중량% 및 굵은 골재 30중량%를 강제식 믹서에 투입하여 교반한 후, 메틸메타크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 5중량%와 물 5중량%를 더 혼합하여 다시 2분간 교반하여 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물을 제조하였다. 이때 구연산계 경화조절제를 초속경 시멘트에 대하여 0.5중량%를 첨가하여 사용하였다.
하기 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>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1 따라 제조된 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물을 KS F 2402에 규정한 방법에 따라 슬럼프시험(반죽의 정도)을 한 결과를 나타낸 것이다. 슬럼프시험은 콘크리트의 연도 및 점조성 등과 같은 반죽의 질기를 시험하는 것으로, 수치가 클수록 워커빌리티(Workability) 즉, 콘크리트의 타설시 작업성이 우수하다는 것을 의미한다.
하기 표 1은 시간 경과에 따른 슬럼프의 변화이다.
구 분 슬럼프(cm)
교반 직후 20분 경과 후 30분 경과 후 40분 경과 후
실시예 1 19 17 14 11
실시예 2 20 19 15 13
실시예 3 20 19 17 15
비교예 1 19 15 9 4
상기 표 1에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물이 비교예 1에 따라 제조된 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물에 비하여 작업성이 우수하며 특히, 실시예 3에 따라 제조된 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물은 시간이 경과하여도 슬럼프의 변화가 크지 않아 작업성이 매우 우수하다.
<시험예 2>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1에 따라 제조된 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물을 KS F 2405에 규정한 방법에 따라 압축강도시험을 한 결과를 나타낸 것이다.
하기 표 2는 시간 경과에 따른 압축강도의 변화이다.
구 분 압축강도(MPa)
4시간 후 1일 후 7일 후 28일 후
실시예 1 30.0 37.0 41.0 44.3
실시예 2 31.0 38.5 42.0 46.5
실시예 3 32.2 39.6 44.2 48.6
비교예 1 27.2 33.5 37.0 41.5
상기 표 2에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물이 비교예 1에 따라 제조된 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물에 비하여 압축강도가 월등히 높았다.
<시험예 3>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1에 따라 제조된 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물을 KS F 2408에 규정한 방법에 따라 휨강도를 측정한 결과를 나타낸 것이다.
하기 표 3은 시간 경과에 따른 휨강도의 변화이다.
구 분 휨강도(MPa)
4시간 후 1일 후 7일 후 28일 후
실시예 1 5.8 6.9 7.8 8.3
실시예 2 6.2 7.3 8.2 8.9
실시예 3 6.5 8.0 8.8 9.3
비교예 1 4.8 5.3 6.0 6.6
상기 표 3에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물이 비교예 1에 따라 제조된 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물에 비하여 휨강도가 월등히 높았다.
<시험예 4>
상기 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1에 따라 제조된 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물을 KS F 2762에 규정한 방법에 따라 접착강도를 측정하였고, 그 결과를 표 4에 나타내었다.
구 분 접착강도(MPa
4시간 후 1일 후 7일 후 28일 후
실시예 1 1.7 1.8 2.0 2.2
실시예 2 1.8 1.9 2.1 2.3
실시예 3 1.9 2.0 2.2 2.4
비교예 1 1.4 1.5 1.7 1.9
상기 표 4에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물은 비교예 1에 따라 제조된 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물에 비하여 접착강도가 월등히 높았다.
<시험예 5>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1에 따라 제조된 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물을 KS F 2424(콘크리트의 길이 변화 시험방법)에 의하여 길이변화율을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
길이변화율(%) 0.005 0.004 0.003 0.009
상기 표 5에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물이 비교예 1에 따라 제조된 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물에 비하여 길이변화율이 감소되어 수축 저감 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
<시험예 6>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1에 따라 제조된 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물을 KS F 4042에 의하여 중성화 저항성 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
중성화 깊이(mm) 0.2 0.1 0.08 0.38
상기 표 6에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물이 비교예 1에 따라 제조된 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물에 비하여 중성화 깊이가 적게 나타나 중성화에 대한 저항성이 높음을 확인할 수 있었다.
<시험예 7>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1에 따라 제조된 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물을 KS F 2711에 의하여 염분침투저항성 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 7에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
염분침투저항성(coulombs) 620 580 532 823
상기 표 7에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물이 비교예 1에 따라 제조된 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물에 비하여 염분 침투에 대한 저항성이 높음을 확인할 수 있었다.
<시험예 8>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1에 따라 제조된 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물을 KS F 2456에 규정한 방법에 따라 동결융해저항성 시험을 실시하였고, 그 결과를 하기 표 8에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
내구성 지수 90 91 92 87
상기 표 8에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물이 비교예 1에 따라 제조된 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물에 비하여 동결융해저항성이 우수함을 알 수 있었다.
<시험예 9>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1에 따라 제조된 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물을 ASTM C 779에 규정한 방법에 따라 마모저항성 시험을 실시하였고, 그 결과를 하기 표 9에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
마모저항성(mm) 0.05 0.04 0.03 0.09
상기 표 9에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물이 비교예 1에 따라 제조된 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물에 비하여 마모저항성이 우수함을 알 수 있었다.
<시험예 10>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1에 따라 제조된 폴리머 시멘트 콘크리트 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 10에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
중량변화율
(%)		 염산 -0.8 -0.6 -0.45 -1.4
황산 -0.06 0 0 -0.14
수산화나트륨 +0.5 +0.6 +1.0 +0.2
위의 표 10에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물이 비교예 1에 따라 제조된 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물에 비하여 내약품성에 대한 중량변화율이 적게 나타나 내약품성에 대한 저항성이 높음을 확인할 수 있었다.
<시험예 11>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1에 따라 제조된 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물의 특성을 비교하기 위하여, KS F 2561 (철근 콘크리트용 방청제)에 의하여 방청률시험을 수행하여 그 결과를 하기 표 11에 나타내었다.
시험항목 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
방청률 (%) 96.0 97.1 97.8 94.1
위의 표 11에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물이 비교예 1에 따라 제조된 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물에 비하여 방청률이 높게 나타나 방청효과가 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 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims (9)

  1. 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물로서,
    초속경 결합재 3∼45중량%, 잔골재 5∼85중량%, 굵은골재 5∼70중량%, 기능성 혼화제 0.01∼30 중량% 및 물 0.1∼30 중량%를 포함하며,
    상기 초속경 결합재는 조강 포틀랜드 시멘트 5∼65중량%, 마그네슘 또는 칼슘 설포알루미네이트 3∼55중량%, 트리 칼슘알루미네이트 시멘트 1∼45중량%, 비트리파이드 0.5∼30중량%, 파인세라믹 0.5∼30중량%, 석고 0.1∼25중량%, 알런덤 0.01~10중량%, 소듐마그네슘실리케이트 0.01∼10중량, 리튬카보네이트 0.01~10 중량%, 탄소섬유애시 0.01∼10중량%, 헥사플루오로규산나트륨 0.01∼10중량%, 알긴산칼슘 0.01∼10중량%, 규산삼석회 0.01∼10중량%, 감수제 0.01∼10중량% 및 경화조절제 0.01∼10중량%을 포함하고,
    상기 기능성 혼화제는 메틸메타크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 30∼96중량%, 폴리부틸렌테레프탈레이트 1∼30중량%, 디메틸아미노에틸아크릴레이트 1∼25중량%, 아크릴산에틸-부틸렌 공중합체 1~25중량%, 옥타데실트리메톡시실란 0.01∼10중량%, 그래핀 분산액 0.001∼10중량%, 감수제 0.01~10중량%, 소포제 0.01~10중량%, 폴리카르보실란 0.01∼10중량% 및 폴리에틸렌글리콜 0.01∼10중량%을 포함하고,
    KS F 2402에 규정한 방법에 따른 슬럼프(cm)는 교반 직후 19 ~ 20, 20분 경과후 17 ~ 19, 30분 경과후 14 ~ 17, 40분 경과후 11 ~ 15이고; KS F 2405에 규정한 방법에 따른 압축강도(MPa)는 4시간후 30.0 ~ 32.2, 1일 후 37.0 ~ 39.6, 7일 후 41.0 ~ 44.2, 28일 후 44.3 ~ 48.6이고; KS F 2408에 규정한 방법에 따른 휨강도(MPa)는 4시간후 5.8 ~ 6.5, 1일 후 6.9 ~ 8.0, 7일 후 7.8 ~ 8.8, 28일 후 8.3 ~ 9.3이고; KS F 2762에 규정한 방법에 따른 접착강도(MPa)는 4시간후 1.7 ~ 1.9, 1일 후 1.8 ~ 2.0, 7일 후 2.0 ~ 2.2, 28일 후 2.2 ~ 2.4이고; KS F 2424(콘크리트의 길이 변화 시험방법)에 의한 길이변화율(%)은 0.005 ~ 0.003이고; KS F 4042에 의하여 중성화 저항성 시험 결과 중성화 깊이(mm)는 0.08 ~ 0.2이고; KS F 2711에 의한 염분침투저항성(coulombs)은 532 ~ 620이고; KS F 2456에 규정한 동결융해저항성 시험 결과 내구성 지수는 90 ~ 92이고; ASTM C 779에 규정한 방법에 따른 마모저항성(mm)은 0.03 ~ 0.05이고; 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 측정결과 중량변화율(%)은 염산에 대하여 -0.8 ~ -0.45, 황산에 대하여 -0.06 ~ 0, 수산화나트륨에 대하여 +0.5 ~ +1.0이고; KS F 2561 (철근 콘크리트용 방청제)에 의한 방청률(%)은 96.0 ~ 97.8인
    것을 특징으로 하는 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
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  9. 제 1항에 기재된 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물을 이용하는 한 도로 포장체 보수·보강 공법으로서,
    콘크리트가 열화된 부위 또는 아스팔트 콘크리트를 노면 파쇄기를 이용하여 제거하는 단계;
    제거된 부위를 청소하는 단계;
    부착성 및 내수성을 개선하기 위하여 상기 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물을 제조하는데 사용되는 상기 기능성 혼화제를 도포하거나 블루밍 처리하는 단계;
    상기 기능성 혼화제가 도포 또는 블루밍 처리된 상부에 상기 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물을 타설하여 열화된 부위의 단면을 증설하여 보수·보강하는 단계;
    타설된 상기 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물 표면에 미끄럼 저항성을 개선하기 위하여 종·횡 방향의 타이닝을 실시하는 단계; 및
    상기 타이닝을 실시한 상부에 수분 증발을 방지하여 소성균열을 억제하기 위하여 피막 양생제를 도포하여 양생하는 단계를
    포함하는 것을 특징으로 하는 도로 포장체 보수·보강 공법.
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