KR101968135B1 - 콘크리트 구조물의 균열 보수제, 그 제조방법 및 이를 이용한 균열보수공법 - Google Patents

Abstract

발명에 의하면, 올레익에시드 에멀전, 고형분이 30중량%인 메틸아민 에멀전 및 2-페닐-2-프로판올 에멀전이 혼합된 복합 에멀전 100 중량부에, 질석퍼라이트 70~90 중량부, 1,3-다이페닐프로판 60~80 중량부, 우레탄 증점제 20~40 중량부, 실리콘 소포제 10~30 중량부가 첨가되고 교반되는 콘크리트 균열 보수제가 제공된다.

Description

콘크리트 구조물의 균열 보수제, 그 제조방법 및 이를 이용한 균열보수공법{Crack repairing agent for concrete structure and manufacturing method thereof and crack repairing method using thereof}

본 발명은 콘크리트 구조물의 균열 보수제, 그 제조방법 및 이를 이용한 균열보수공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 올레익에시드 에멀전과 메틸아민 에멀전 및 2-페닐-2-프로판올 에멀전을 혼합한 복합 에멀전에 질석퍼라이트, 1,3-다이페닐프로판, 우레탄 증점제, 실리콘 소포제 등을 첨가 교반하여 최종적으로 제조되는 균열 보수제를 통하여 내수성 및 내알칼리성이 뛰어나고 접착강도 및 내균열 추종성이 우수한 균열 보수를 가능하게 할 수 있는 콘크리트 구조물의 균열 보수제, 그 제조방법 및 이를 이용한 균열보수공법에 관한 것이다.

일반적으로 해상의 교량이나 잔교 등 각종 건축 토목 구조물은 내구 연한의 도래, 외부의 환경 변화, 충격 및 열화현상에 의한 철재 및 콘트리트 표면이 부식되어 균열이 유발된다. 이와 같이 구조물의 내력이 심각한 손상이 야기되어 이를 방지하기 위한 수단으로서 아크릴 에멀전을 이용하는 보수, 보강 공법이 등록특허 제10-0365126호 등에 개시되었다.

그러나 상기와 같은 아크릴 에멀전을 이용하여 콘크리트 구조물의 보수나 보강이 실시되는 경우에는, 상기 아크릴 에멀전의 내수성이 약하여 약간의 습기에도 접착력이 크게 저하 되고, 건조 후에도 물에 대한 저항성이 매우 약하여 적은 양의 물을 흡수하여도 균열 보수제의 성능이 저하되어 크랙 및 들뜸 현상이 발생된다.

따라서 이러한 문제점을 감안하여 아크릴 에멀전은 건조한 장소와 마지막 형성시에만 제한적으로 사용되고 있다. 또한, 아크릴 에멀전은 석유계 용제, 휘발성 용제 등에 용해하여 사용하므로 흐름 저항성은 우수하지만 아크릴 에멀전과의 상용성이 떨어지고, 작업시 냄새가 심해서 밀폐 공간이나 환기가 잘 안 되는 장소에서는 작업하기가 곤란하다는 문제점이 있다.

이러한 문제점으로 인하여 아크릴 에멀전의 고유 특성인 모체와의 접착력, 크랙 저항성, 무해성 및 환경친화적인 장점이 부각되지 못하는 실정이다.

이에, 최근에는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 내수성이 개선되고 습기면에서도 사용이 가능할 뿐만 아니라 접착력이 우수한 콘크리트 구조물의 균열 보수제, 그 제조방법 및 이를 이용한 균열보수공법이 대두되고 있다.

따라서 본 발명의 목적은 올레익에시드 에멀전과 메틸아민 에멀전 및 2-페닐-2-프로판올 에멀전을 혼합한 복합 에멀전에 질석퍼라이트, 1,3-다이페닐프로판, 우레탄 증점제, 실리콘 소포제 등을 첨가 교반하여 최종적으로 제조되는 균열 보수제를 통하여 내수성 및 내알칼리성이 뛰어나고 접착강도 및 내균열 추종성이 우수한 균열 보수를 가능하게 할 수 있는 콘크리트 구조물의 균열 보수제, 그 제조방법 및 이를 이용한 균열보수공법을 제공하는 것이다.

한편, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이를 위하여, 본 발명에 의하면, 올레익에시드 에멀전, 고형분이 30중량%인 메틸아민 에멀전 및 2-페닐-2-프로판올 에멀전이 혼합된 복합 에멀전 100 중량부에, 질석퍼라이트 70~90 중량부, 1,3-다이페닐프로판 60~80 중량부, 우레탄 증점제 20~40 중량부, 실리콘 소포제 10~30 중량부가 첨가되고 교반되는 콘크리트 균열 보수제가 제공된다.

또한, 본 발명에 의하면, 올레익에시드 에멀전, 고형분이 30중량%인 메틸아민 에멀전 및 2-페닐-2-프로판올 에멀전이 3:2:1로 혼합된 복합 에멀전이 제조되는 단계와; 상기 복합 에멀전 100 중량부에, 질석퍼라이트 70~90 중량부, 1,3-다이페닐프로판 60~80 중량부, 우레탄 증점제 20~40 중량부, 실리콘 소포제 10~30 중량부가 첨가되고 50~60℃에서 15~17시간 균일하게 교반되어 균열 보수제가 제조되는 단계를 포함하는 콘크리트 구조물의 균열 보수제 제조방법이 제공된다.

따라서 본 발명에 의하면, 올레익에시드 에멀전과 메틸아민 에멀전 및 2-페닐-2-프로판올 에멀전을 혼합한 복합 에멀전에 질석퍼라이트, 1,3-다이페닐프로판, 우레탄 증점제, 실리콘 소포제 등을 첨가 교반하여 최종적으로 제조되는 균열 보수제를 통하여 내수성 및 내알칼리성이 뛰어나고 접착강도 및 내균열 추종성이 우수한 균열 보수를 가능하게 할 수 있다.

한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 콘크리트 구조물의 균열 보수제는, 기본적으로 올레익에시드 에멀전과 메틸아민 에멀전 및 2-페닐-2-프로판올 에멀전을 혼합한 복합 에멀전에 질석퍼라이트, 1,3-다이페닐프로판, 우레탄 증점제, 실리콘 소포제 등이 첨가 교반된 후 소정의 점도를 가지면서 제조된다.

구체적으로, 본 발명의 콘크리트 구조물의 균열 보수제는, 올레익에시드 에멀전, 고형분이 30중량%인 메틸아민 에멀전 및 2-페닐-2-프로판올 에멀전이 3:2:1로 혼합된 복합 에멀전 100 중량부에, 질석퍼라이트 70~90 중량부, 1,3-다이페닐프로판 60~80 중량부, 우레탄 증점제 20~40 중량부, 실리콘 소포제 10~30 중량부가 첨가되고 교반되어 90,000~100,000 cps(25℃)의 점도를 가지면서 제조된다.

여기서, 질석퍼라이트, 1,3-다이페닐프로판, 우레탄 증점제 및 실리콘 소포제의 중량부는, 상기 복합 에멀전 100 중량부를 기준으로 한다.

한편, 본 발명의 콘크리트 구조물의 균열 보수제 제조방법은, 올레익에시드 에멀전, 고형분이 30중량%인 메틸아민 에멀전 및 2-페닐-2-프로판올 에멀전이 3:2:1로 혼합된 복합 에멀전이 제조되는 단계와, 상기 복합 에멀전 100 중량부에, 질석퍼라이트 70~90 중량부, 1,3-다이페닐프로판 60~80 중량부, 우레탄 증점제 20~40 중량부, 실리콘 소포제 10~30 중량부가 첨가되고 50~60℃에서 15~17시간 균일하게 교반되어 90,000~100,000 cps(25℃)의 점도를 가지면서 제조되는 단계 등을 포함한다.

여기서, 질석퍼라이트, 1,3-다이페닐프로판, 우레탄 증점제 및 실리콘 소포제의 중량부는, 상기 복합 에멀전 100 중량부를 기준으로 한다.

올레익에시드(Oleic Acid) 에멀전은, 액상의 지방산으로, 계면활성제, 착향제 등의 용도로 사용되며, 보다 바람직하게는, 1,3-비스(디부틸디티오)카바모일-2-프로파노일 올레이트(C4-DTC-OE), 1,3-비스(디옥틸디티오)카바모일-2-프로파노일 올레이트(C8-DTC-OE), 1,3-비스(디피롤리딘디티오카바모일-2-프로파노일 올레이트(Pyrro-DTC-OE) 및 1,3-비스디머캅토벤조티아졸일-2-프로파노일 올레이트(Benz-thia-OE) 등의 혼합으로 제조되어, 생분해성이 우수하여 환경 오염적인 문제를 해소하면서, 열안정성 및 내마모성을 제공한다.

메틸아민(Methyl Amine) 에멀전은, 불균일 촉매의 존재 하에 메탄올 또는 디메틸 에테르와 암모니아를 반응시켜 메틸아민이 연속적으로 합성되도록 한 것으로서, 상기 촉매는 미공성 재료 및 하나 이상의 결합제를 포함하는 고형분이고, 결합제는 유기규소 결합제로서 적합한 화합물들은 단량체, 올리고머 또는 중합체성 실란, 알콕시실란, 아실옥시실란, 옥심이노실란, 할로실란, 아미녹시실란, 아미노실란, 아미도실란, 실라잔 또는 실리콘 등을 포함하며, 콘크리트 구조물의 신축변화에 대응하여 내수성 및 내알칼리성을 제공한다.

여기서, 메틸아민 에멀전은, 고형분이 30중량%를 가지는데, 이를 통하여, 콘크리트 구조물의 균열 부분에 상기와 같은 균열 보수제가 도포 또는 주입되는 경우 균열 공간이 충전되도록 하는 것이 좋다.

2-페닐-2-프로판올 에멀전은, 용제 기능 및 변질 유발 억제 기능을 제공하여, 콘크리트 구조물에 응력 균열 저항성을 제공한다.

한편, 본 발명에 있어서, 상기 올레익에시드 에멀전, 메틸아민 에멀전 및 2-페닐-2-프로판올 에멀전이 혼합되는 복합 에멀전은, 상기 올레익에시드 에멀전, 메틸아민 에멀전 및 2-페닐-2-프로판올 에멀전이 각각 3:2:1의 부피비율로 혼합되는데, 상기 부피비율을 벗어나는 경우 고형분의 중량비에 따라 침투력, 충전도 및 점도 등의 특성이 변화되어 시공성 및 내알칼리성과 내수성 등이 저하되는 문제점이 있으므로, 상기와 같은 한정된 범위의 부피비의 임계적 의의를 가지는 것이 바람직하다.

질석퍼라이트는, 운모 또는 화산암 등의 결정 구조를 가지고 산에 쉽게 분해되고 양이온 교환능력이 크며 가열시 팽창되는 성질을 가지는 점도 광물로서, 상기와 같은 조성물질과 혼합시 소정의 점도 기능을 제공하여 본 발명의 균열 보수제가 균열 내부에 주입되는 시간 등을 조절한다.

여기서, 질석퍼라이트는, 상기 복합 에멀전 100 중량부에 대하여, 70~90 중량부가 혼합되는데, 상기 중량부를 초과하는 경우에는 상기 균열 보수제의 점도가 너무 높아 균열의 크기가 미세한 경우에는 침투가 진행되지 않아 보수가 불가능하고, 상기 중량부를 미만하는 경우에는 상기 균열 보수제의 점도가 너무 낮아 균열의 미세 공극으로 상기 고형분들이 흡수되어 큰 크기의 균열 내부가 충전되지 않아 보수 기능이 저하되는 문제점이 있으므로, 상기와 같은 한정된 범위의 중량부가 유지되는 것이 바람직하다.

1,3-다이페닐프로판은, 상기 혼합 조성물들과 반응하여 코팅 기능을 제공하는 물질로서, 상기 복합 에멀전 100 중량부에 대하여, 60~80 중량부가 혼합되는데, 상기 중량부를 초과하는 경우에는 상기 균열 보수제의 코팅도가 너무 커지게 되어 시공성이 저하되고, 상기 중량부를 미만하는 경우에는 상기 균열 보수제의 코팅도가 너무 작어지게 되는 문제점이 있으므로, 상기와 같은 한정된 범위의 중량부가 유지되는 것이 바람직하다.

우레탄 증점제는, 상기 혼합 조성물들과 반응 시간을 결정하고 흡착 기능을 제공하는 물질로서, 상기 복합 에멀전 100 중량부에 대하여, 20~40 중량부가 혼합되는데, 상기 중량부를 초과하는 경우에는 상기 조성물들의 반응속도가 너무 빨라지게 되어 교반성 및 시공성이 저하되고, 상기 중량부를 미만하는 경우에는 상기 조성물들의 반응속도가 너무 느려지게 되어 작업 시간이 증가하게 되는 문제점이 있으므로, 상기와 같은 한정된 범위의 중량부가 유지되는 것이 바람직하다.

실리콘 소포제는, 상기 혼합 조성물들의 교반시 발생되는 거품을 억제하여 교반성이 향상되도록 하는 물질로서, 상기 복합 에멀전 100 중량부에 대하여, 10~30 중량부가 혼합되는데, 상기 중량부를 초과하는 경우에는 상기 혼합 조성물들의 반응이 억제되고, 상기 중량부를 미만하는 경우에는 거품의 억제 기능이 저하되어 결국 교반 효율이 저하되는 문제점이 있으므로, 상기와 같은 한정된 범위의 중량부가 유지되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 있어서, 상기 복합 에멀전에, 상기 질석퍼라이트, 1,3-다이페닐프로판, 우레탄 증점제, 실리콘 소포제 등의 첨가물이 첨가 교반되는 과정은, 50~60℃에서 15~17시간 동안 이루어지도록 하고 있다.

여기서, 상기 복합 에멀전에 상기 첨가물들이 교반되는 온도를 50~60℃로 한정하는 것은, 교반온도가 상기 온도보다 낮으면 팽윤율이 저하되고, 교반온도가 상기 온도보다 높으면 과팽윤이 발생되므로, 상기와 같은 한정된 범위의 교반온도가 유지되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 복합 에멀전에 상기 첨가물들이 교반되는 시간을 15~17시간으로 한정하는 것은, 교반시간이 상기 시간보다 짧으면 팽윤이 잘 안되고, 교반시간이 상기 시간보다 길면 고증점이 되는 문제점이 있으므로, 상기와 같은 한정된 범위의 교반시간이 유지되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 있어서, 상기 복합 에멀전에 상기 첨가물이 50~60℃에서 15~17시간 동안 첨가 교반된 후 90,000~100,000 cps(25℃)의 점도를 가지도록 하고 있다.

여기서, 상기 복합 에멀전에 상기 첨가물 첨가되어 50~60℃에서 15~17시간 동안 교반된 후 90,000~100,000 cps(25℃)의 점도를 가지도록 한정하는 것은, 점도가 상기 점도 보다 낮은 경우에는 균열의 부피가 큰 경우에는 상기 균열 보수제가 위치되지 못하고 미세한 공극으로 모두 침두되어 충전이 이루어지지 않게 되고, 점도가 상기 점도 보다 높은 경우에는 균열이 부피가 작은 경우 상기 균열 보수제가 흐르지 못하고 균열의 입구 또는 표면에만 겔화되어 균열이 보수되지 못하게 되는 문제점이 있으므로, 상기와 같은 한정된 범위의 점도가 유지되는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 콘크리트 구조물의 균열 보수제의 효과를 구체적인 실시예를 통해 설명하기로 한다.

올레익에시드 에멀전, 고형분이 30중량%인 메틸아민 에멀전 및 2-페닐-2-프로판올 에멀전이 3:2:1로 혼합한 복합 에멀전이 제조되고, 상기 복합 에멀전 100 중량부에, 질석퍼라이트 70 중량부, 1,3-다이페닐프로판 60 중량부, 우레탄 증점제 20 중량부 및 실리콘 소포제 10 중량부가 첨가된 후, 50~60℃에서 15~17시간 균일하게 교반되어 90,000~100,000 cps(25℃)의 점도를 가지면서 균열 보수제가 제조된 후, 보수 시공된다.

올레익에시드 에멀전, 고형분이 30중량%인 메틸아민 에멀전 및 2-페닐-2-프로판올 에멀전이 3:2:1로 혼합한 복합 에멀전이 제조되고, 상기 복합 에멀전 100 중량부에, 질석퍼라이트 80 중량부, 1,3-다이페닐프로판 70 중량부, 우레탄 증점제 30 중량부 및 실리콘 소포제 20 중량부가 첨가된 후, 50~60℃에서 15~17시간 균일하게 교반되어 90,000~100,000 cps(25℃)의 점도를 가지면서 균열 보수제가 제조된 후, 보수 시공된다.

올레익에시드 에멀전, 고형분이 30중량%인 메틸아민 에멀전 및 2-페닐-2-프로판올 에멀전이 3:2:1로 혼합한 복합 에멀전이 제조되고, 상기 복합 에멀전 100 중량부에, 질석퍼라이트 90 중량부, 1,3-다이페닐프로판 80 중량부, 우레탄 증점제 40 중량부 및 실리콘 소포제 30 중량부가 첨가된 후, 50~60℃에서 15~17시간 균일하게 교반되어 90,000~100,000 cps(25℃)의 점도를 가지면서 균열 보수제가 제조된 후 보수 시공된다.

한편, 상기 각각의 실시예의 콘크리트 구조물의 균열 보수제의 성능을 평가하기 위하여, KS 품질 기준에 의거하여 시험편을 상기와 같이 제조한 다음 시제품 A사와 비교하여 물성을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

따라서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 콘크리트 구조물의 균열 보수제는, 상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 높은 접착강도, 저장안정성, 내균열안정성 및 미끄럼저항성을 가지는 것을 통하여 내수성 및 내알칼리성이 뛰어나고 접착강도 및 내균열 추종성이 우수한 균열 보수를 가능하게 할 수 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 콘크리트 구조물의 균열 보수제를 이용한 균열보수공법은 다음과 같다.

먼저, 작업자에 의해 상기와 같이 조성되는 균열 보수제가 시공되기 위한 콘크리트 표면이 청소 및 처리된다. 여기서, 콘크리트 표면의 청소는, 콘크리트 표면에 붙어 있는 먼지, 오염물, 또는 오일을 제거하고 시공될 표면의 돌출부가 매끄럽게 처리되는 것을 포함한다.

이후, 상기 실시예1 내지 실시예3들에 대응되는 균열 보수제가 제조된다.

이후, 도포수단에 의해 상기 표면 처리된 시공표면에 소정의 두께로 상기 균열 보수제가 도포 및 침투된 후 건조 또는 경화되어 보수 시공이 완료된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (4)

1. 올레익에시드 에멀전, 고형분이 30중량%인 메틸아민 에멀전 및 2-페닐-2-프로판올 에멀전이 3:2:1의 부피비로 혼합된 복합 에멀전 100 중량부에,
   질석퍼라이트 70~90 중량부, 1,3-다이페닐프로판 60~80 중량부, 우레탄 증점제 20~40 중량부, 실리콘 소포제 10~30 중량부가 첨가되고 교반되며,
   상기 메틸아민 에멀전은,
   불균일 촉매의 존재 하에 메탄올 또는 디메틸 에테르와 암모니아를 반응시켜 메틸아민이 연속적으로 합성되도록 하며,
   상기 촉매는 미공성 재료 및 하나 이상의 결합제를 포함하는 고형분이고,
   상기 결합제는 유기규소 결합제로서 단량체, 올리고머 또는 중합체성 실란, 알콕시실란, 아실옥시실란, 옥심이노실란, 할로실란, 아미녹시실란, 아미노실란, 아미도실란, 실라잔 또는 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 균열 보수제.
2. 올레익에시드 에멀전, 고형분이 30중량%인 메틸아민 에멀전 및 2-페닐-2-프로판올 에멀전이 3:2:1의 부피비로 혼합된 복합 에멀전이 제조되는 단계와;
   상기 복합 에멀전 100 중량부에, 질석퍼라이트 70~90 중량부, 1,3-다이페닐프로판 60~80 중량부, 우레탄 증점제 20~40 중량부, 실리콘 소포제 10~30 중량부가 첨가되고 50~60℃에서 15~17시간 균일하게 교반되어 균열 보수제가 제조되는 단계를 포함하며,
   상기 메틸아민 에멀전은,
   불균일 촉매의 존재 하에 메탄올 또는 디메틸 에테르와 암모니아를 반응시켜 메틸아민이 연속적으로 합성되도록 하며,
   상기 촉매는 미공성 재료 및 하나 이상의 결합제를 포함하는 고형분이고,
   상기 결합제는 유기규소 결합제로서 단량체, 올리고머 또는 중합체성 실란, 알콕시실란, 아실옥시실란, 옥심이노실란, 할로실란, 아미녹시실란, 아미노실란, 아미도실란, 실라잔 또는 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 균열 보수제 제조방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 균열 보수제는,
   90,000~100,000 cps(25℃)의 점도를 가지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 균열 보수제 제조방법.
4. 콘크리트 표면이 청소되는 단계와;
   제2항 또는 제3항에 따른 균열 보수제 제조방법에 의해 균열 보수제가 제조되는 단계와;
   상기 균열 보수제가 콘크리트 표면에 도포 또는 침투되어 보수 시공이 실시되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 균열 보수제를 이용한 균열보수공법.