KR101974081B1 - 콘크리트 및 강 구조물의 중성화와 염해방지용 조성물 및 이를 이용한 시공방법 - Google Patents
콘크리트 및 강 구조물의 중성화와 염해방지용 조성물 및 이를 이용한 시공방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 불포화 폴리에스테르수지 25 내지 52 중량%, 비스페놀 F계 에폭시수지 5 내지 8 중량%, 단섬유 3 내지 5 중량%, 세라믹 분말 3 내지 5 중량%, 디메틸폴리실록산 1 내지 2 중량%, 자외선 안정제 0.5 내지 1 중량%, 실리콘 카바이드 분말 2 내지 4 중량%, 알루미나 분말 2 내지 4 중량%, 이산화티타늄 1 내지 5 중량%, 환상 지방족 폴리아민 15 내지 17 중량%, 변성 지방족 아민 5 내지 8 중량%, 소듐벤조에이트 0.5 내지 1 중량%, 탄산칼슘 10 내지 15 중량%로 이루어지는 콘크리트 및 강 구조물의 중성화와 염해방지용 조성물 및 콘크리트의 염해 부분 또는 강 구조물의 부식 부분을 제거하는 표면 처리단계; 상기 표면 처리된 콘크리트 또는 강 구조물의 표면을 청소하는 이물질 청소단계; 상기 이물질 청소된 콘크리트 표면에 구체 강화제 또는 이물질 청소된 강 구조물의 표면에 방청제를 도포하는 도포단계; 상기 도포 표면에 단면복구용 모르타르를 이용하여 충진하는 단면 복구단계; 상기 단면 복구된 표면에 불포화 폴리에스테르수지 25 내지 52 중량%, 비스페놀 F계 에폭시수지 5 내지 8 중량%, 단섬유 3 내지 5 중량%, 세라믹 분말 3 내지 5 중량%, 디메틸폴리실록산 1 내지 2 중량%, 자외선 안정제 0.5 내지 1 중량%, 실리콘 카바이드 분말 2 내지 4 중량%, 알루미나 분말 2 내지 4 중량%, 이산화티타늄 1 내지 5 중량%, 환상 지방족 폴리아민 15 내지 17 중량%, 변성 지방족 아민 5 내지 8 중량%, 소듐벤조에이트 0.5 내지 1 중량%, 탄산칼슘 10 내지 15 중량%로 이루어지는 콘크리트 및 강 구조물의 중성화와 염해방지용 조성물을 도포기를 이용하여 도포하는 조성물 도포단계;로 이루어지는 콘크리트 및 강 구조물의 중성화와 염해방지용 조성물을 이용한 시공방법을 제공하기 위한 것으로, 본 발명은 콘크리트 및 강 구조물의 중성화 및 염해를 방지하여 내구성 및 사용수명을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다. 특히 본 발명은 염해 부위를 단면 복구하여 건조수축에 의한 균열을 억제하며 내구성을 증가시킴에 따라 콘크리트 및 강 구조물의 수명 연장을 증대시킬 수 있는 효과를 갖는다. 또한, 본 발명은 도포기의 막힘 현상을 방지하여 작업효율을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
Description
본 발명은 콘크리트 및 강 구조물의 중성화와 염해방지용 조성물 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 콘크리트 및 강 구조물의 염해 및 중성화를 방지하여 내마모성, 내식성, 내화학성을 향상시킬 수 있도록 하는 콘크리트 및 강 구조물의 중성화와 염해방지용 조성물 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 교량이나 고가차도, 터널, 각종 건축구조물 등은 콘크리트를 주재료로 하는 구조물로서, 그 강성이 우수하여 반영구적이기는 하지만 시공 후 여러 요건에 의한 부작용이 발생한다.
즉, 재질의 중성화, 철근의 녹 발생 및 팽창으로 인한 균열, 콘크리트 표층부의 박리현상, 구조적인 결함, 저급 콘크리트 및 불량자재의 사용, 낮은 시공품질, 차량통행량의 증대 등에 기인하는 구조물의 과부하 및 반복부하의 누적, 공사기간 중의 염분과 오염물질로 인한 화학적 변화 등에 의한 부작용이 발생한다.
또한, 콘크리트 구조물과 더불어 강 구조물 또한 여러 요건에 의한 부작용이 나타나고 있는데, 이러한 콘크리트 구조물과 강 구조물은 사회적 요구가 늘어감에 따라 구조적인 안전성과 함께 내구성 문제가 중요한 문제로 인식되고 있다.
특히 해안가에 건설된 구조물이나 자동차가 많은 해안 도시 등에서 콘크리트 구조물에 더욱 많이 침투하게 되며, 이로 인해 콘크리트의 염해 및 중성화가 진행되어 콘크리트 구조물의 강도유지를 위해 내부에 매설한 철근 등과 같은 강 구조물이 부식된다.
여기서 강 구조물이 부식되면 그 체적이 증가하는데, 이는 구조물 표면에 인장력으로 작용하여 표면에 발생한 균열을 더욱 성장시킴으로써 구조물의 강도를 약화시켜 구조물의 수명을 단축하는 결과를 초래한다.
한편, 건설 구조물들은 시간의 경과에 따라 상기한 여러 외부 요인 및 자체 노후화에 따라 염해가 진행되어 구조적 안전성이 사회적 문제점으로 부각되어 이에 대한 대처 방안이 요구되고 있으며, 이에 최근에는 건축물의 경우 재개발 등을 통한 재건축을 강구하였으나 재건축의 경우 비용 부담 및 많은 사회적 문제점을 야기하고 있는 실정이다.
아울러 최근 국내에서도 일부 적용하고 있는 침투형 발수제는 초기 방수성능이 뛰어나서 강 구조물의 부식요인인 염분과 수분의 침투를 억제하는데 효과적이나, 이와 달리 시간이 지남에 따라 발수제의 주성분이 유실되므로 성능이 저하될 뿐만 아니라 콘크리트 구조물에 자연적으로 발생하는 미세 균열에 대응하지 못하는 한계를 갖게 되었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위해 안출한 것으로서,
본 발명은 콘크리트 및 강 구조물의 내마모성, 내식성, 내화학성은 물론 중성화 및 염해에 대한 저항성을 향상시킬 수 있는 콘크리트 및 강 구조물의 중성화와 염해방지용 조성물 및 이를 이용한 시공방법을 제공함에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 콘크리트 및 강 구조물의 중성화와 염해방지용 조성물은,
불포화 폴리에스테르수지 25 내지 52 중량%, 비스페놀 F계 에폭시수지 5 내지 8 중량%, 단섬유 3 내지 5 중량%, 세라믹 분말 3 내지 5 중량%, 디메틸폴리실록산 1 내지 2 중량%, 자외선 안정제 0.5 내지 1 중량%, 실리콘 카바이드 분말 2 내지 4 중량%, 알루미나 분말 2 내지 4 중량%, 이산화티타늄 1 내지 5 중량%, 환상 지방족 폴리아민 15 내지 17 중량%, 변성 지방족 아민 5 내지 8 중량%, 소듐벤조에이트 0.5 내지 1 중량%, 탄산칼슘 10 내지 15 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러 본 발명 콘크리트 및 강 구조물의 중성화와 염해방지용 조성물을 이용한 시공방법은,
콘크리트의 염해 부분 또는 강 구조물의 부식 부분을 제거하는 표면 처리단계;
상기 표면 처리된 콘크리트 또는 강 구조물의 표면을 청소하는 이물질 청소단계;
상기 이물질 청소된 콘크리트 표면에 구체 강화제 또는 이물질 청소된 강 구조물의 표면에 방청제를 도포하는 도포단계;
상기 도포 표면에 단면복구용 모르타르를 이용하여 충진하는 단면 복구단계;
상기 단면 복구된 표면에 불포화 폴리에스테르수지 25 내지 52 중량%, 비스페놀 F계 에폭시수지 5 내지 8 중량%, 단섬유 3 내지 5 중량%, 세라믹 분말 3 내지 5 중량%, 디메틸폴리실록산 1 내지 2 중량%, 자외선 안정제 0.5 내지 1 중량%, 실리콘 카바이드 분말 2 내지 4 중량%, 알루미나 분말 2 내지 4 중량%, 이산화티타늄 1 내지 5 중량%, 환상 지방족 폴리아민 15 내지 17 중량%, 변성 지방족 아민 5 내지 8 중량%, 소듐벤조에이트 0.5 내지 1 중량%, 탄산칼슘 10 내지 15 중량%를 포함하는 콘크리트 및 강 구조물의 중성화와 염해방지용 조성물을 도포기를 이용하여 도포하는 조성물 도포단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 단면복구용 모르타르는 조강형 포틀랜드 시멘트 35 내지 70 중량%, 4호사 규사 10 내지 20 중량%, 7호사 규사 10 내지 18 중량%, 실리콘계 소포제 5 내지 10 중량%, 유리섬유 0.5 내지 3 중량%, 실리카 퓸 3 내지 10 중량%, 멜멘트(melment) F-10 1.5 내지 4 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
특히 상기 도포기에 노즐 개폐기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 콘크리트 및 강 구조물의 중성화 및 염해를 방지하여 내구성 및 사용수명을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
특히 본 발명은 염해 부위를 단면 복구하여 건조수축에 의한 균열을 억제하며 내구성을 증가시킴에 따라 콘크리트 및 강 구조물의 수명 연장을 증대시킬 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 도포기의 막힘 현상을 방지하여 작업효율을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 콘크리트 및 강 구조물의 중성화와 염해방지용 조성물을 이용한 시공방법을 나타내기 위한 순서도.
도 2는 콘크리트 및 강 구조물의 중성화와 염해방지용 조성물을 이용한 시공방법을 나타내기 위한 개념도.
도 3은 본 발명에서 도포기의 구성을 나타내기 위한 측면도.
도 2는 콘크리트 및 강 구조물의 중성화와 염해방지용 조성물을 이용한 시공방법을 나타내기 위한 개념도.
도 3은 본 발명에서 도포기의 구성을 나타내기 위한 측면도.
이하에서는 본 발명 콘크리트 및 강 구조물의 중성화와 염해방지용 조성물을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명 콘크리트 및 강 구조물의 중성화와 염해방지용 조성물은,
불포화 폴리에스테르수지 25 내지 52 중량%, 비스페놀 F계 에폭시수지 5 내지 8 중량%, 단섬유 3 내지 5 중량%, 세라믹 분말 3 내지 5 중량%, 디메틸폴리실록산 1 내지 2 중량%, 자외선 안정제 0.5 내지 1 중량%, 실리콘 카바이드 분말 2 내지 4 중량%, 알루미나 분말 2 내지 4 중량%, 이산화티타늄 1 내지 5 중량%, 환상 지방족 폴리아민 15 내지 17 중량%, 변성 지방족 아민 5 내지 8 중량%, 소듐벤조에이트 0.5 내지 1 중량%, 탄산칼슘 10 내지 15 중량%를 포함한다.
본 발명에서 상기 불포화 폴리에스테르수지는 열경화성수지로서 성형성이 우수하고 무엇보다도 비중이 작아 경량화가 가능하며 인장강도를 향상시킬 수 있다.
여기서 상기 불포화 폴리에스테르수지는 25 내지 52 중량%를 사용함이 바람직한데, 이러한 이유는 25 중량% 미만일 경우 경화시킨 경화물의 접착성이 저해되는 경향이 있고, 반대로 52 중량% 초과할 경우 다른 부자재 첨가 저하로 인해 충분한 강도를 가지기가 힘들며 조성물이 결정화되는 문제를 갖는다.
본 발명에서 상기 비스페놀 F계 에폭시수지는 재질에 대한 밀착성과 도료의 내구성 및 내약품성(염해방지)을 제공하고 상기 불포화 폴리에스테르수지와 조화를 통해서 더욱 조밀한 압축강도를 발휘할 수 있다.
여기서 상기 비스페놀 F계 에폭시수지는 5 내지 8 중량%를 사용함이 바람직한데, 이러한 이유는 5 중량% 미만일 경우 그 역할이 미미하고, 반대로 8 중량% 초과할 경우 조성물의 가사시간이 길어지며 더 이상 효과를 발휘하기가 힘들어지는 문제를 갖는다.
본 발명에서 상기 단섬유는 조성물의 굴곡강도 및 인장강도를 향상시키고 표면의 균열을 방지하는 역할을 수행한다.
이때 상기 단섬유의 종류로는 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드섬유, 바잘트섬유, pp섬유, 나일론섬유 중에서 어느 하나를 사용할 수 있다.
여기서 상기 단섬유는 3 내지 5 중량%를 사용함이 바람직한데, 이러한 이유는 3 중량% 미만일 경우 조성물의 인장강도 발현이 지연되고 균열이 쉽게 발생하며, 반대로 5 중량% 초과할 경우 조성물의 탈락현상이 발생한다.
본 발명에서 상기 세라믹 분말은 수축에 대한 저항성이 우수하여 조성물의 균열현상을 억제하며 항균효과를 기대할 수 있다.
여기서 상기 세라믹 분말은 3 내지 5 중량%를 사용함이 바람직한데, 이러한 이유는 3 중량% 미만일 경우 내구성 증대에 기여하지 못하고, 반대로 5 중량% 초과할 경우 도포에 적합한 점도를 유지할 수 없다.
본 발명에서 상기 디메틸폴리실록산은 조성물 내에 기포를 제거하여 조성물의 결합강도 및 인장강도의 저하를 방지하고 기포로 인한 부실 시공을 최소화할 수 있다.
여기서 상기 디메틸폴리실록산은 1 내지 2 중량%를 사용함이 바람직한데, 이러한 이유는 1 중량% 미만일 경우 기포의 제거 개선효과가 미흡하게 되고, 반대로 2 중량% 초과할 경우 강도 및 작업성이 저하된다.
본 발명에서 상기 자외선 안정제는 자외선 차단 내지 산란 효과를 부여하기 위해서 사용한다.
여기서 상기 자외선 안정제는 0.5 내지 1 중량%를 사용함이 바람직한데, 이러한 이유는 0.5 중량% 미만일 경우 자외선 차단 효과를 충분히 기대하기 어려우며, 반대로 1 중량% 초과할 경우 경제성이 떨어질 뿐만 아니라 도막 물성에도 나쁜 영향을 유발한다.
본 발명에서 상기 실리콘 카바이드 분말은 조성물의 안정성과 내구성 및 내약품성(염해방지)을 제공한다.
여기서 상기 실리콘 카바이드 분말은 2 내지 4 중량%를 사용함이 바람직한데, 이러한 이유는 2 중량% 미만일 경우 내약품성 및 제 특성을 발휘하지 못하고, 반대로 4 중량% 초과할 경우 점도 증가로 인하여 작업성이 떨어지며 도막의 경도가 지나치게 증가하여 취성 파괴를 유발한다.
본 발명에서 상기 알루미나 분말은 높은 경도를 가지며 강도 및 내식성을 향상시키는 역할을 수행한다.
여기서 상기 알루미나 분말은 2 내지 4 중량%를 사용함이 바람직한데, 이러한 이유는 2 중량% 미만일 경우 자외선반사 및 부식방지 등의 기능을 발휘하지 못하고, 반대로 4 중량% 초과할 경우 점도 및 비중 증가로 인하여 작업성이 떨어진다.
본 발명에서 상기 이산화티타늄은 조성물의 내화학성 및 자외선에 대한 저항성을 향상시키는 기능을 수행한다.
여기서 상기 이산화티타늄은 1 내지 5 중량%를 사용함이 바람직한데, 이러한 이유는 1 중량% 미만일 경우 조성물의 탄성을 저해시킬 수 있는 원인이 될 수 있고, 반대로 5 중량% 초과할 경우 조성물의 내화학성 및 자외선에 대한 저항성이 떨어진다.
본 발명에서 상기 환상 지방족 폴리아민은 상온에서 경화성을 부여하는 역할을 수행한다.
여기서 상기 환상 지방족 폴리아민은 15 내지 17 중량%를 사용함이 바람직한데, 이러한 이유는 15 중량% 미만일 경우 조성물의 경화성이 저하될 수 있고, 반대로 17 중량% 초과할 경우 조성물의 균열을 유발할 수 있다.
본 발명에서 상기 변성 지방족 아민은 조성물의 경화시간을 단축하는 역할을 수행한다.
여기서 상기 변성 지방족 아민은 5 내지 8 중량%를 사용함이 바람직한데, 이러한 이유는 5 중량% 미만일 경우 경화성이 저하되어 경화시간의 단축이 어렵고, 반대로 8 중량% 초과할 경우 점도가 상승하는 문제가 발생한다.
본 발명에서 상기 소듐벤조에이트는 무독성으로 방부제로 사용하며 초기 방청성을 향상시키는 역할을 수행한다.
여기서 상기 소듐벤조에이트는 0.5 내지 1 중량%를 사용함이 바람직한데, 이러한 이유는 0.5 중량% 미만일 경우 초기 방청 효과가 저하될 수 있으며, 반대로 1 중량% 초과할 경우 내수성이 저하될 수 있다.
본 발명에서 상기 탄산칼슘은 충전제 역할을 수행한다.
특히 상기 탄산칼슘을 대신하여 산화알루미늄(AlO3), 산화철(Fe2O3), 산화규소(SiO2), 산화칼슘(CaO), 탄산마그네슘(MgCO3), 산화마그네슘(MgO) 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
여기서 상기 탄산칼슘은 10 내지 15 중량%를 사용함이 바람직한데, 이러한 이유는 10 중량% 미만일 경우 충진 밀도가 저하되고, 반대로 15 중량% 초과할 경우 충진 밀도는 증가하나 탄산칼슘이 과잉혼합되어 상대적으로 다른 재료의 투입량이 줄어들어 다른 재료가 가지는 특정 기능 저하의 문제가 발생할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예1, 2를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예일 뿐, 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아님을 밝혀둔다.
본 발명에 따른 콘크리트 및 강 구조물의 중성화와 염해방지용 조성물을 표 1에 나타낸 함량으로 혼합하여 제조하였다.
<비교예 1>
에폭시수지 100 중량%
<비교예 2>
무처리
<실험예 1(염해방지성능실험)>
염소 이온 침투 저항성을 시험하기 위하여 재령 28일 이 된 모르타르를 5cm두께로 절단한 시험편 3개를 구비하고, 제1시험편에 실시예 1에 따른 도료 조성물과, 제2시험편에 비교예 1에 따른 도료 조성물을 도포하였고, 제3시험편은 무처리하였다.
이와 같이 시험편 3개를 제작하고, 제작된 각 시험편들에 확산셀을 구성하여 60V의 직류전원을 6시간 동안 통전한 조건에서 매 30분마다 측정한 전류를 시간에 대해 적분하여 구한 통과전하량은 아래의 표 2와 같이 나타났다.
위의 표 2에서와 같이, 본 발명에 따른 도료 조성물인 실시예 1을 도포한 제1시험편에서는 통과 전하량이 측정되지 않았는바, 본 발명에 따른 도료 조성물이 도포된 콘크리트 및 강 구조물의 피막은 염소 이온 침투저항성이 우수함을 확인할 수 있었다.
<실험예 2(균열 대응성 시험)>
정확한 비교실험을 위하여 하기와 같이 4개의 시험편을 제작하였다.
(1) 재령이 28일 된 모르타르 한면에 실시예 1에 따른 도료 조성물을 기포가 없도록 균일하게 도포한 후, 7일간 양생하여 제1시험편을 제작하였다.
(2) 철재 시편 한면에 실시예 1에 따른 도료 조성물을 기포가 없도록 균일하게 도포한 후 7일간 양생하여 제2시험편을 제작하였다.
(3) 재령이 28일 된 모르타르 한면에 비교예 1에 따른 도료 조성물을 기포가 없도록 균일하게 도포한 후, 7일간 양생하여 제3시험편을 제작하였다.
(4) 철재 시편 한면에 비교예 1에 따른 도료 조성물을 기포가 없도록 균일하게 도포한 후 7일간 양생하여 제4시험편을 제작하였다.
이와 같이 제작된 각각의 시험편들을 온도 -20 내지 2° 및 20 내지 2°에서 1시간 이상 보관하고, 홈 깊이는 4mm로 하여 2등분 한 다음, 인장시험기를 이용하여 각 시험편들을 5mm/min으로 신장한 후, 육안으로 각 시험편들에 잔갈림 또는 파단이 발생하였는지를 확인하였으며, 그 확인결과는 아래의 표 3과 같이 나타났다.
위의 표 3에서와 같이, 본 발명에 따른 도료 조성물이 도포된 시험편들은 모르타르나 철재에 관계없이 모두 잔갈림이나 파단 등의 균열이 발생하지 않음을 확인하게 되었다.
<실험예 3(내굴곡성/휨강도 평가)>
본 발명에 따른 도료 조성물의 내굴곡성을 시험하기 위하여 철재 시편에 실시예 1에 따른 도료 조성물을 이용하여 피막을 성형시킨 후, 콘크리트 구조물에서는 발생할 수 없는 극단의 조건인 Ø10mm 환봉에 상기 철재 시편을 120°로 굴곡한 후, KS M 5000 규격에 준용하는 방법으로 시험을 실시하였다.
시험결과, 상기와 같은 극단의 조건에도 본 발명에 따른 도료 조성물에 의해 형성된 피막은 이상이 없는 것으로 나타나 충분한 내굴곡성 및 휨강도가 있음을 확인하게 되었다.
<실험예 4(내약품성 시험)>
실시예 1에 따른 도료 조성물로서 철재 시편에 피막을 형성한 후, 이 철재 시편을 하기의 표 4에 따른 약품에 각각 168시간씩 담가 그 표면을 육안으로 관찰하였다.
위의 표 4에서와 같이, 본 발명에 따른 도료 조성물이 도포된 시편들은 산, 알칼리, 염류, 석유류의 모든 약품에 일정시간 동안 노출되더라도 그 표면이 벗겨지거나 녹아내리는 등의 표면변화는 물론 색상의 변화도 발생하지 않음을 확인하게 되었다.
<실험예 5>
실시예 1 따라 제조된 조성물의 물리적 특성을 확인하기 위하여, 상기에서 설명한 실시예 1 따라 제조된 조성물을 KS M 5000에 의한 용기 내 상태, 건조시간시험을 수행하였고, KS M 5037에 의한 도포 작업성을 실시하였으며, KS F4936에 의한 중성화촉진시험을 수행하였고, KS M 2274에 의하여 촉진내후성 시험을 수행하였으며, KS F 4936에 의하여 부착강도, 내투수성, 염화물 이온 침투 저항성 수행하였고, KS D 6711에 의하여 내충격성 시험을 수행하였으며, 내오염성 시험을 수행하였고, 먹는 물 수질공정 시험법에 의하여 음용수용출 46개 항목 시험을 수행하여 각각의 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 콘크리트 및 강 구조물의 중성화와 염해방지용 조성물을 이용한 시공방법을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 콘크리트 및 강 구조물의 중성화와 염해방지용 조성물을 이용한 시공방법을 나타내기 위한 순서도이고, 도 2는 콘크리트 및 강 구조물의 중성화와 염해방지용 조성물을 이용한 시공방법을 나타내기 위한 개념도이며, 도 3은 본 발명에서 도포기의 구성을 나타내기 위한 측면도를 도시한 것이다.
본 발명은 콘크리트의 염해 부분 또는 강 구조물의 부식 부분을 제거하는 표면 처리단계;
상기 표면 처리된 콘크리트 또는 강 구조물의 표면을 청소하는 이물질 청소단계;
상기 이물질 청소된 콘크리트 표면에 구체 강화제 또는 이물질 청소된 강 구조물의 표면에 방청제를 도포하는 도포단계;
상기 도포 표면에 조강형 포틀랜드 시멘트 35 내지 70 중량%, 4호사 규사 10 내지 20 중량%, 7호사 규사 10 내지 18 중량%, 실리콘계 소포제 5 내지 10 중량%, 유리섬유 0.5 내지 3 중량%, 실리카 퓸 3 내지 10 중량%, 멜멘트(melment) F-10 1.5 내지 4 중량%로 이루어지는 단면복구용 모르타르를 이용하여 단면을 복구하는 단면 복구단계;
상기 단면 복구된 표면에 불포화 폴리에스테르수지 25 내지 52 중량%, 비스페놀 F계 에폭시수지 5 내지 8 중량%, 단섬유 3 내지 5 중량%, 세라믹 분말 3 내지 5 중량%, 디메틸폴리실록산 1 내지 2 중량%, 자외선 안정제 0.5 내지 1 중량%, 실리콘 카바이드 분말 2 내지 4 중량%, 알루미나 분말 2 내지 4 중량%, 이산화티타늄 1 내지 5 중량%, 환상 지방족 폴리아민 15 내지 17 중량%, 변성 지방족 아민 5 내지 8 중량%, 소듐벤조에이트 0.5 내지 1 중량%, 탄산칼슘 10 내지 15 중량%로 이루어지는 콘크리트 및 강 구조물의 중성화와 염해방지용 조성물을 도포기를 이용하여 도포하는 조성물 도포단계;로 이루어진다.
특히 상기 표면 처리단계는 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이 콘크리트의 염해 부분 또는 강 구조물의 부식 부분을 진동 해머 또는 치핑기 등을 사용하여 완전히 제거한다.
또한, 상기 이물질 청소단계는 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이 상기 표면 처리된 콘크리트 또는 강 구조물의 표면에 고압수를 분사하여 이물질을 청소할 수 있다.
이때 고압수의 압력은 콘크리트 또는 강 구조물의 상태에 따라 조절할 수 있음은 당연하다.
한편, 상기 도포단계는 도 2의 (c)에 도시한 바와 같이 콘크리트의 표면 균열을 치유하고 유해물질의 침투를 차단하기 위해 구체 강화제를 도포하고, 강 구조물의 표면에 산화방지 및 염해방지를 위해 방청제를 도포하여 피막을 형성한다.
다음으로, 상기 단면 복구단계는 도 2의 (d)에 도시한 바와 같이 단면복구용 모르타르를 이용하여 단면을 복구한다.
여기서 상기 단면복구용 모르타르는 총량 100 중량%에 대하여,
조강형 포틀랜드 시멘트 35 내지 70 중량%, 4호사 규사 10 내지 20 중량%, 7호사 규사 10 내지 18 중량%, 실리콘계 소포제 5 내지 10 중량%, 유리섬유 0.5 내지 3 중량%, 실리카 퓸 3 내지 10 중량%, 멜멘트(melment) F-10 1.5 내지 4 중량%로 이루어진다.
본 발명에서 상기 조강형 포틀랜드 시멘트는 모르타르의 강도를 향상시키고 공사기간을 단축하는 역할을 수행하며, KS에 규정된 것을 사용하는 것이 바람직하다.
특히 상기 조강형 포틀랜드 시멘트는 보통 포틀랜드 시멘트와 비교하여 단기 강도에 효과적인 알라이트(Alite, C3S)의 함량이 높아 3일 강도를 1일 만에 발현하므로 긴급공사에 효과적이며 거푸집 탈형 시기를 앞당겨 공기단축이 가능한 용도로 사용한다.
여기서 상기 조강형 포틀랜드 시멘트는 35 내지 70 중량%를 사용함이 바람직한데, 이러한 이유는 35 중량% 미만일 경우 열악한 경화조건(시멘트의 함량이 낮아 모르타르의 경화가 어려워짐)에서 안정한 강도발현이 어려우며, 반대로 70 중량% 초과할 경우 다른 혼합물질의 첨가량이 줄어들게 되어 부착강도 및 장기압축강도를 저하시키는 문제를 갖는다.
본 발명에서 상기 4호사 규사는 콘크리트 구조를 치밀하게 하여 강도를 향상시키기 위한 역할을 수행한다.
이때 상기 4호사 규사는 1.8 내지 1.6mm 입도로 분급하여 사용한다.
여기서 상기 4호사 규사는 10 내지 20 중량%를 사용함이 바람직한데, 이러한 이유는 10 중량% 미만일 경우 모르타르의 강도를 내는 골재의 함량이 낮아지기 때문에 강도가 저하되는 원인이 되고, 반대로 20 중량% 초과할 경우 다른 혼합물질의 첨가량이 줄어들어 적절한 모르타르 혼화제 함량비율을 맞출 수 없는 문제를 갖는다.
본 발명에서 상기 7호사 규사는 모르타르의 강도를 향상시킴은 물론 상기 4호사 규사보다 입도가 더 작으므로 4호사 규사의 공극 사이를 채워서 강도를 증가시키는 역할을 수행한다.
여기서 상기 7호사 규사는 10 내지 18 중량%를 사용함이 바람직한데, 이러한 이유는 10 중량% 미만일 경우 4호사 규사의 공극을 충분히 채울 수 없어 강도가 저하되는 원인이 되고, 반대로 18 중량% 초과할 경우 제조비용이 많이 소요되고 현장에서 작업 시에 많은 양의 재료를 사용해야 하는 문제를 갖는다.
본 발명에서 상기 실리콘계 소포제는 모르타르의 혼합효율을 향상시키고 모르타르 내부에 존재하는 기포를 제거하여 강도를 증가시키는 역할을 수행한다.
특히 상기 실리콘계 소포제는 기포 또는 거품이 쉽게 소멸시켜 모르타르 전반에 걸쳐 빠른 소포 성능을 발휘하고 이후 모르타르가 건조되기 전에 기포가 소멸하여 균질하고 연속적인 피막을 얻을 수 있도록 실리카를 사용함이 바람직하다.
여기서 상기 실리콘계 소포제는 5 내지 10 중량%를 사용함이 바람직한데, 이러한 이유는 5 중량% 미만일 경우 공기량이 저하되어 효과가 미미하고, 반대로 10 중량% 초과할 경우 모르타르의 물리적 물성의 저하를 초래할 수 있다.
본 발명에서 상기 유리섬유는 모르타르의 균열방지는 물론 모르타르의 도포두께를 증가시키는 역할을 수행한다.
여기서 상기 유리섬유는 0.5 내지 3 중량%를 사용함이 바람직한데, 이러한 이유는 0.5 중량% 미만일 경우 작업시 흐름성이 높아 시공두께 증가에 한계가 있게 되고, 반대로 3 중량% 초과할 경우 혼합 재료의 균일한 분산성 저하로 뭉침 현상과 함께 기포를 다량 함유하게 되어 강도 저하가 발생한다.
본 발명에서 상기 실리카 퓸은 금속 실리콘 또는 규소 합금을 제조할 때에 발생하는 부산물로써 분말도가 150,000 내지 250,000 ㎠/g 정도로 시멘트의 30 내지 50배에 이른다.
이러한 실리카 퓸은 큰 비표면적으로 인하여 수산화칼슘과 매우 짧은 시간에 반응을 하여 갤 형태의 물질을 생성하여 점성을 높인다.
이로 인해 모르타르의 부착성을 향상시키고 조직을 치밀하게 하여 염소 이온과 같은 물질의 침투를 억제할 수 있는 기능을 갖는다.
여기서 상기 실리카 퓸은 3 내지 10 중량%를 사용함이 바람직한데, 이러한 이유는 3 중량% 미만일 경우 장기 강도 증가의 효과가 발생하기 어렵게 되고, 반대로 10 중량% 초과할 경우 내구성이 떨어질 수 있다.
본 발명에서 상기 멜멘트(melment) F-10은 동일 단위수량에서 슬럼프의 증대효과를 발휘하는 화합물로서 이는 계면활성제와 같은 역할을 수행한다.
특히 상기 멜멘트(melment) F-10은 시멘트 입자표면에 흡착하여 입자표면에 전하를 주어 입자들끼리 상호 반발력을 일으키므로, 응집된 입자를 분산시켜 시멘트 입자의 유동을 증가시켜 물과 시멘트비의 감수효과로 인한 강도 증진 및 내구성을 개선한다.
또한, 상기 멜멘트(melment) F-10은 수분의 이동 경로인 모세관의 수를 감소시켜 더욱 치밀한 구조의 콘크리트를 만들 수 있으며 이 치밀한 구조의 콘크리트는 표면에서의 수분의 침투를 억제하는데 크게 도움이 된다.
여기서 상기 멜멘트(melment) F-10은 1.5 내지 4 중량%를 사용함이 바람직한데, 이러한 이유는 1.5 중량% 미만일 경우 유동성이 저하되어 성능발현이 이루어지지 않으며, 반대로 4 중량% 초과할 경우 모르타르의 점성을 떨어뜨려서 재료가 분리되는 골재 분리 현상이 나타나 단면복구 모르타르의 강도를 저하할 수 있다.
마지막으로 상기 조성물 도포단계는 도 2의 (e)에 도시한 바와 같이 콘크리트 및 강 구조물의 중성화와 염해방지용 조성물을 도포기를 이용하여 단면 복구된 표면에 도포하여 마무리한다.
아울러 상기 도포기는 도 3에 도시한 바와 같이 도포기 노즐(10)의 토출공을 개폐하기 위한 노즐 개폐기(20)를 포함하여 조성물을 도포하는 과정에서 발생할 수 있는 막힘 현상을 방지할 수 있다.
여기서 상기 노즐 개폐기(20)는 도포기 노즐(10)의 내부 토출공을 차단 또는 개방하기 위한 개폐구(21); 상기 개폐구를 상하로 이동시키기 위한 구동수단으로 구성한다.
이때 상기 구동수단은 실린더 또는 스크류잭 등을 사용할 수 있다.
이처럼 상기와 같이 본 발명의 실시한 예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시한 예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 포함되는 것은 당연하다.
10: 도포기 노즐
20: 노즐 개폐기
21: 개폐구
20: 노즐 개폐기
21: 개폐구
Claims (4)
- 삭제
- 콘크리트의 염해 부분 또는 강 구조물의 부식 부분을 제거하는 표면 처리단계;
상기 표면 처리된 콘크리트 또는 강 구조물의 표면을 청소하는 이물질 청소단계;
상기 이물질 청소된 콘크리트 표면에 구체 강화제 또는 이물질 청소된 강 구조물의 표면에 방청제를 도포하는 도포단계;
상기 도포 표면에 단면복구용 모르타르를 이용하여 충진하는 단면 복구단계;
상기 단면 복구된 표면에 불포화 폴리에스테르수지 25 내지 52 중량%, 비스페놀 F계 에폭시수지 5 내지 8 중량%, 단섬유 3 내지 5 중량%, 세라믹 분말 3 내지 5 중량%, 디메틸폴리실록산 1 내지 2 중량%, 자외선 안정제 0.5 내지 1 중량%, 실리콘 카바이드 분말 2 내지 4 중량%, 알루미나 분말 2 내지 4 중량%, 이산화티타늄 1 내지 5 중량%, 환상 지방족 폴리아민 15 내지 17 중량%, 변성 지방족 아민 5 내지 8 중량%, 소듐벤조에이트 0.5 내지 1 중량%, 탄산칼슘 10 내지 15 중량%를 포함하는 콘크리트 및 강 구조물의 중성화와 염해방지용 조성물을 도포기를 이용하여 도포하는 조성물 도포단계;로 이루어지되, 상기 단면복구용 모르타르는 조강형 포틀랜드 시멘트 35 내지 70 중량%, 4호사 규사 10 내지 20 중량%, 7호사 규사 10 내지 18 중량%, 실리콘계 소포제 5 내지 10 중량%, 유리섬유 0.5 내지 3 중량%, 실리카 퓸 3 내지 10 중량%, 멜멘트(melment) F-10 1.5 내지 4 중량%를 포함하고, 상기 도포기에 노즐 개폐기(20)를 포함하되, 상기 노즐 개폐기(20)는 도포기 노즐(10)의 내부 토출공을 차단 또는 개방하기 위한 개폐구(21); 상기 개폐구(21)를 상하로 이동시키기 위한 실린더 또는 스크류잭로 구성하는 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 및 강 구조물의 중성화와 염해방지용 조성물을 이용한 시공방법. - 삭제
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