KR101977199B1 - 유리섬유를 포함하는 정착 frp 보강재용 접착제 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보강 공법 - Google Patents

유리섬유를 포함하는 정착 frp 보강재용 접착제 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보강 공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에폭시 수지 100중량부 기준으로, 유리섬유 5 내지 40중량부; 칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부; 폴리비닐 알코올 분말 1 내지 20중량부; 경화제 10 내지 40중량부; 저수축제 3 내지 15중량부; 옥틸트리에톡시실란 1 내지 5중량부; 나노세라믹 입자 10 내지 40중량부; 구아검 1 내지 10중량부; 숯가루 5 내지 20중량부; 박리방지제 1 내지 10중량부; 부착증진제 1 내지 5중량부; 변형방지제 1 내지 5중량부; 증점제 1 내지 5중량부; 및 산화방지제 1 내지 5중량부를 포함하는 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보강공법을 제공한다.
본 발명에 따른 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물은 접착제에 에폭시 수지, 특정적으로 휘발성유기화합물 정량이 1.0 g/L 이하인 에폭시 수지, 충진제, 경화제, 유리섬유 등을 포함시켜, FRP 보강재와 보강면의 접착성을 향상시키는 동시에, 우수한 방수성 및 장기 내구성을 증가시키도록 하는 효과가 있다.

Description

유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보강 공법{An Adhesive Composition for Reinforcement of FRP and Reinforcement Methods of Concrete Structure Using Thereof}
본 발명은 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보강공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 콘크리트 구조물 등의 단부를 보강하기 위한 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보강공법에 관한 것이다.
일반적으로 구조물은 시간이 지남에 따라 설계 및 시공 상의 하자, 사용 중의 구조변경, 환경변화에 따른 노후화 및 자연재해, 화재 등 각종 원인에 의해 내구성 및 내하력이 저하되며, 이러한 원인에 의해 구조적으로 영향을 받게 된 구조물들은 균열 등으로 인하여 붕괴로까지 이어질 수 있어 인명피해 등 대형 참사뿐만 아니라, 사회 기반인 주요시설 및 교통망이 장기간 마비되고 복구를 위해서는 막대한 공사비가 소요되어 사회적으로 큰 영향을 미친다.
한편, 구조적인 손상을 입은 구조물들은 안전성 확보를 위해 전면 또는 부분적인 보수/보강조치가 반드시 필요하며, 특히, 구조적인 손상을 유발하는 균열은 외부의 영향 다시 말해, 콘크리트 구조물과 이웃하는 토사에 빗물 등이 응축되어 있다가 구조물 표면으로 스며들면서 열화가 발생하게 되어 발생하는 것이 대부분이다.
특히, 콘크리트 구조물의 단부는 콘크리트의 건조와 수축, 온도변화, 누수, 진동 등 여러 요인에 의해 외부 또는 내부에 균열이 발생될 가능성이 매우 높으며, 차량이나 열차의 통행이 잦은 터널, 지하철의 차량 통로에는 진동 등의 여러 요인에 의해 균열이 빈번하게 발생된다.
이러한 콘크리트의 균열 부분은 외부의 수분 및 공기의 유입이 쉽게 이루어지므로 콘크리트의 풍화를 촉진하고, 철근의 부식을 초래하여 콘크리트 구조물의 수명 및 안전성에 치명적인 악영향을 미치게 된다.
한편, 이러한 구조물, 특정적으로 콘크리트 구조물을 보강하기 위한 방법으로 콘크리트 구조물의 균열 부위에 팩커(Packer) 및 보수보강제 등을 이용하여 보수/보강하는 것이 일반적이다.
이러한 균열을 보수하는 일례로서, 대한민국 특허 제1119232호에는 콘크리트 구조물의 균열부위에 레진을 주입하여 보강하는 콘크리트 균열 보강용 주입식 에폭시 조성물을 이용한 콘크리트 구조물 보강 공법이 개시되어 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 극복하기 위해 창출된 것으로서, 접착제 조성물에 에폭시 수지, 유리섬유, 경화제, 섬유 등을 포함시켜, 구조물과의 접착성을 향상시키는 동시에, 우수한 방수성 및 장기 내구성을 증가시키도록 하는 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명은
에폭시 수지 100중량부 기준으로,
유리섬유 5 내지 40중량부;
칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부;
폴리비닐 알코올 분말 1 내지 20중량부;
경화제 10 내지 40중량부;
저수축제 3 내지 15중량부;
옥틸트리에톡시실란 1 내지 5중량부;
나노세라믹 입자 10 내지 40중량부;
구아검 1 내지 10중량부;
숯가루 5 내지 20중량부;
박리방지제 1 내지 10중량부;
부착증진제 1 내지 5중량부;
변형방지제 1 내지 5중량부;
증점제 1 내지 5중량부; 및
산화방지제 1 내지 5중량부를 포함하는 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은
보강 대상표면 일측에 천공하는 천공형성단계;
상기 천공형성단계가 종료된 보강 대상표면을 에폭시 접착제로 도포하는 프라이머 도포단계;
상기 프라이머 도포단계가 종료된 후, 보강 대상 표면에 에폭시 수지 100중량부 기준으로, 유리섬유 5 내지 40중량부, 칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부, 폴리비닐 알코올 분말 1 내지 20중량부, 경화제 10 내지 40중량부, 저수축제 3 내지 15중량부, 옥틸트리에톡시실란 1 내지 5중량부, 나노세라믹 입자 10 내지 40중량부, 구아검 1 내지 10중량부, 숯가루 5 내지 20중량부, 박리방지제 1 내지 10중량부, 부착증진제 1 내지 5중량부, 변형방지제 1 내지 5중량부, 증점제 1 내지 5중량부, 및 산화방지제 1 내지 5중량부를 포함하는 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물을 1차로 도포하는 FRP 보강재용 접착제 조성물 1차 도포단계;
상기 FRP 보강재용 접착제 조성물이 도포된 보강 대상 표면에 격자형태의 FRP 메쉬망을 부착하는 FRP 메쉬망 부착단계;
상기 FRP 메쉬망이 부착된 표면에 상기 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물을 2차로 도포하는 FRP 보강재용 접착제 조성물 2차 도포단계;
상기 FRP 보강재용 접착제 조성물 2차 도포단계가 종료된 후, 보강 대상표면의 일측에 형성된 천공에 FRP 앵커를 삽입하여 고정하는 FRP 앵커 삽입단계; 및
상기 FRP 앵커 삽입단계가 종료된 후, 대상 표면에 FRP 보강재를 부착하여 양생시키는 양생단계를 포함하는 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물의 시공방법을 제공한다.
또한, 본 발명은
보강 대상표면을 깨끗하게 표면처리 하는 표면처리단계;
표면처리단계가 종료된 후 대상표면 일측에 적어도 하나 이상의 천공을 형성하는 천공형성단계;
섬유를 격자로 직조하여 스크림을 제조하는 스크림 제조단계;
상기 스크림 제조단계가 종료된 후 제조된 스크림이 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물의 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 40중량부가 되도록 하고, 상기 스크림에 에폭시 수지 100중량부 기준으로, 칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부, 폴리비닐 알코올 분말 1 내지 20중량부, 경화제 10 내지 40중량부, 저수축제 3 내지 15중량부, 옥틸트리에톡시실란 1 내지 5중량부, 나노세라믹 입자 10 내지 40중량부, 구아검 1 내지 10중량부, 숯가루 5 내지 20중량부, 박리방지제 1 내지 10중량부, 변형방지제 1 내지 5중량부, 증점제 1 내지 5중량부, 및 산화방지제 1 내지 5중량부를 포함하는 FRP 보강재용 접착제 조성물을 함침하는 함침단계;
상기 함침단계가 종료된 스크림을 보강 대상표면에 천공형성단계에서 형성된 천공을 덮도록 부착하는 스크림 부착단계;
상기 스크림 부착단계가 종료된 후 천공에 앵커를 삽입하여 고정하는 앵커 삽입단계; 및
상기 앵커 삽입단계가 종료된 후 접착제 조성물이 함침된 스크림을 양생시키는 양생단계를 포함하는 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물의 시공방법을 제공한다.
본 발명에 따른 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물은 접착제에 에폭시 수지, 특정적으로 휘발성유기화합물 정량이 1.0 g/L 이하인 에폭시 수지, 충진제, 경화제, 유리섬유 등을 포함시켜, FRP 보강재와 보강면의 접착성을 향상시키는 동시에, 우수한 방수성 및 장기 내구성을 증가시키도록 하는 효과가 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
한 가지 관점에서, 본 발명은 에폭시 수지 100중량부 기준으로, 유리섬유 5 내지 40중량부; 칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부; 폴리비닐 알코올 분말 1 내지 20중량부; 경화제 10 내지 40중량부; 저수축제 3 내지 15중량부; 옥틸트리에톡시실란 1 내지 5중량부; 나노세라믹 입자 10 내지 40중량부; 구아검 1 내지 10중량부; 숯가루 5 내지 20중량부; 박리방지제 1 내지 10중량부; 부착증진제 1 내지 5중량부; 변형방지제 1 내지 5중량부; 증점제 1 내지 5중량부; 및 산화방지제 1 내지 5중량부를 포함하는 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물을 제공한다.
다른 관점에서, 본 발명은 보강 대상표면 일측에 천공하는 천공형성단계; 상기 천공형성단계가 종료된 보강 대상표면을 에폭시 접착제로 도포하는 프라이머 도포단계; 상기 프라이머 도포단계가 종료된 후, 보강 대상 표면에 에폭시 수지 100중량부 기준으로, 유리섬유 5 내지 40중량부, 칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부, 폴리비닐 알코올 분말 1 내지 20중량부, 경화제 10 내지 40중량부, 저수축제 3 내지 15중량부, 옥틸트리에톡시실란 1 내지 5중량부, 나노세라믹 입자 10 내지 40중량부, 구아검 1 내지 10중량부, 숯가루 5 내지 20중량부, 박리방지제 1 내지 10중량부, 부착증진제 1 내지 5중량부, 변형방지제 1 내지 5중량부, 증점제 1 내지 5중량부, 및 산화방지제 1 내지 5중량부를 포함하는 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물을 1차로 도포하는 FRP 보강재용 접착제 조성물 1차 도포단계; 상기 FRP 보강재용 접착제 조성물이 도포된 보강 대상 표면에 격자형태의 FRP 메쉬망을 부착하는 FRP 메쉬망 부착단계; 상기 FRP 메쉬망이 부착된 표면에 상기 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물을 2차로 도포하는 FRP 보강재용 접착제 조성물 2차 도포단계; 상기 FRP 보강재용 접착제 조성물 2차 도포단계가 종료된 후, 보강 대상표면의 일측에 형성된 천공에 FRP 앵커를 삽입하여 고정하는 FRP 앵커 삽입단계; 및 상기 FRP 앵커 삽입단계가 종료된 후, 대상 표면에 FRP 보강재를 부착하여 양생시키는 양생단계를 포함하는 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물의 시공방법을 제공한다.
또 다른 관점에서, 본 발명은 보강 대상표면을 깨끗하게 표면처리 하는 표면처리단계; 표면처리단계가 종료된 후 대상표면 일측에 적어도 하나 이상의 천공을 형성하는 천공형성단계; 섬유를 격자로 직조하여 스크림을 제조하는 스크림 제조단계; 상기 스크림 제조단계가 종료된 후 제조된 스크림이 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물의 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 40중량부가 되도록 하고, 상기 스크림에 에폭시 수지 100중량부 기준으로, 칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부, 폴리비닐 알코올 분말 1 내지 20중량부, 경화제 10 내지 40중량부, 저수축제 3 내지 15중량부, 옥틸트리에톡시실란 1 내지 5중량부, 나노세라믹 입자 10 내지 40중량부, 구아검 1 내지 10중량부, 숯가루 5 내지 20중량부, 박리방지제 1 내지 10중량부, 부착증진제 1 내지 5중량부, 변형방지제 1 내지 5중량부, 증점제 1 내지 5중량부, 및 산화방지제 1 내지 5중량부를 포함하는 FRP 보강재용 접착제 조성물을 함침하는 함침단계; 상기 함침단계가 종료된 스크림을 보강 대상표면에 천공형성단계에서 형성된 천공을 덮도록 부착하는 스크림 부착단계; 상기 스크림 부착단계가 종료된 후 천공에 앵커를 삽입하여 고정하는 앵커 삽입단계; 및 상기 앵커 삽입단계가 종료된 후 접착제 조성물이 함침된 스크림을 양생시키는 양생단계를 포함하는 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물의 시공방법을 제공한다.
본 발명에 따른 보강재용 친환경 접착제 조성물, 특정적으로 유리섬유를 포함하는 장착 FRP(Fiber Reinforced Plastics) 보강재용 접착제 조성물은 구조물, 예를 들면 보, 슬래브, 기둥, 건물 등의 구조물, 특정적으로 콘크리트 구조물 등에 정착되도록 적용함으로써, 보강재와 보강 구조물 사이의 우수한 접착성, 장기 내구성 및/또는 강도 등을 증가시키도록 하는 것이라면 특별히 한정되지 않는다.
여기서, 상기 FRP 보강재는 유리섬유, 현무암섬유, 탄소섬유, 및/또는 아라미드 섬유 등으로 이루어진 보강재, 특정적으로 콘크리트 구조물 등의 보강에 사용되는 보강재이며, 상기 FRP 보강재는 구조물의 표면과 FRP 보강재 사이에 공간이 형성되도록 하거나, 보강 대상표면 및/또는 FRP 보강재를 천공하여 공간이 형성되도록 함으로써 상기 형성된 공간에 격자 형태의 메쉬망을 부착하거나 천공 홀에 FRP 다발을 묶어 앵커 형태로 보강함으로써 구조물과 FRP 보강재의 보강력을 증가시키는 것이다.
본 발명에 따른 에폭시 수지는 접착제 조성물, 특정적으로 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물에 포함되어 접착성, 내화학성, 방수성 등을 제공하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용되는 에폭시 수지라면 특별히 한정되지 않는다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 에폭시 수지는 친환경성을 향상시키기 위하여 휘발성유기화합물(VOCs) 정량이 1.0g/L 이하인 에폭시 수지를 사용하는 것이 좋다.
본 발명에 따른 접착제 조성물, 특정적으로 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물의 에폭시 수지 외 나머지 성분들의 함량은 에폭시 수지 100중량부를 기준으로 한다.
본 발명에 따른 유리섬유는 뛰어난 내약품성 등을 가질 뿐만 아니라, 인장강도, 인장계수 등의 물리적 성질이 높아, 강성을 제공하고, 필요에 따라 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물이 소정 형태를 갖도록 하기 위한 것이다.
바람직한 유리섬유의 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 40중량부인 것이 좋다.
또한, 본 발명에 따른 유리섬유는 FRP 보강재용 접착제 조성물, 특정적으로 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물에 혼합된 형태라면 어떠한 형태로 존재하여도 무방하지만, 바람직하게는 섬유를 3mm 내지 5mm 단위로 잘게 절단(Chopped)하여 접착제 조성물과 혼합사용하거나, 접착제 조성물을 구성하는 각각의 조성물이 섬유로 형상화한 소정 형태에 함침되어 전체 접착제 조성물이 소정 형상을 갖도록 구성할 수도 있다.
이때, 상기 유리섬유가 소정 형상으로 구성될 경우, 얇게 펴진 형태 또는 격자방식으로 직조된 직조섬유 형태로 구성될 수 있지만, 바람직하게는 스크림(scrim) 형태를 갖는 것을 추천한다.
상기 얇게 펴진 형태의 유리섬유는 그 형태가 특별히 한정되는 것을 아니지만, 상기 직조섬유는 위사와 경사방향의 섬유가 상하 맞물려서 직조되어 추후 늘어짐이나 올이 풀리는 경우를 최소화할 수 있도록 한다.
상기 직조섬유에 사용되는 원사의 두께는 적어도 10㎛ 이상의 섬유를 사용하는 것이 좋고, 마디의 두께도 5mm 내외 또는 그 이상으로 일정하게 유지되도록 직조하며, 직조 후 직물의 두께는 0.345 내지 0.38mm로 경량화된 고강도 직조섬유를 형성한다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 유리섬유는 10 내지 25mm를 갖도록 격자로 직조한 섬유 메쉬망 형태, 즉 메쉬섬유로 사용될 수도 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 유리섬유는 앵커 모양으로 형성되어 보강하고자 하는 대상표면에 형성되는 천공에 삽입되어 방사형으로 펼쳐 앵커로 사용할 수도 있다.
본 발명에 따른 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate)는 수축보상, 고강도, 예를 들면 높은 압축강도와 휨강도 및 속경성 등을 부여하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 칼슘설포알루미네이트라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하며, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 30중량부인 것을 추천한다.
여기서, 상기 칼슘설포알루미네이트의 사용량이 5중량부 미만이면 경화속도가 감소하고 30중량부 이상인 경우 체적이 팽창되는 문제점이 발생할 수 있다.
한편, 상기 칼슘설포알루미네이트는 물과 접촉할 경우 순식간에 반응하여 에트린가이트(Ettringite) 수화물을 생성함으로써, 접착제 조성물의 압축강도를 수분 내지 수 시간 안에 얻을 수 있도록 한다.
이때, 보다 신속한 수화반응을 위해 초미립 비정질 칼슘설포알루미네이트를 사용할 수도 있다.
상기 수화반응성 증대를 위해 사용되는 초미립 비정질 칼슘설포알루미네이트의 블레인 분말도는 5,000 내지 8,000㎠/g 정도인 것이 좋다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 칼슘설포알루미네이트는 28 내지 62중량%인 압연종말슬러지와, 19 내지 52중량%인 백운석슬러지와, 9 내지 20중량%인 부산석고가 포함되도록 구성되고, 상기 혼합물의 입도가 88㎛, 잔분이 5 내지 20중량%로 분쇄되어 이루어질 수 있다.
이후에, 상기 혼합물을 소성로에서 1,000 내지 1,300℃의 소성온도로 1시간 이상 유지한 후 공냉시켜, 칼슘설포알루미네이트를 제조하게 된다. 이때, 소성온도가 낮거나, 백운석슬러지의 함량이 높은 경우에는 미반응 석회의 양이 많아져 팽창성을 나타내므로 붕괴, 파괴의 염려가 있으며, 소성온도가 높거나 석회석 배합량이 적어도 칼슘설포알루미네이트의 생산이 적어져 소기의 목적을 달성할 수 없다.
본 발명에 따른 폴리비닐 알코올 분말은 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물의 경량성과 강성을 제공하기 위한 것으로서, 통상적인 폴리비닐 알코올 분말이라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 0.1 내지 10㎛인 기공을 0.05 내지 0.4cc/g의 범위로 포함하는 폴리비닐 알코올 분말을 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 20중량부인 것을 추천한다.
본 발명에 따른 경화제는 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물을 경화시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 경화제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 추천하기로는 파라 톨루엔 설포닉산[PTSA(Para Toluene Solfonic Acid)], 페놀술폰산, t-부틸페록식 벤조에이트(tert-Butylperoxy benzoate, TBPB), 무수프탈산(Phthalic acid anhydride), 방향족 폴리아민, 비스-(4-t -부틸사이클로헥산)페록시디카보네이트, 폴리메캅탄(Polymercaptan) 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 10 내지 40중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 저수축제는 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물이 균열부에 충진되거나, 특정 형태의 구조물을 형성할 경우 수축되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계에서 통상적으로 사용되는 저수축제라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 폴리비닐 아세테이트계 저수축제, 폴리에스터계 저수축제, 특정적으로 불포화 폴리에스터 수지로 이루어진 저수축제를 사용하는 것이 좋다.
바람직한 저수축제의 사용량은 사용자의 선택에 따라 변동 가능하지만, 추천하기로는 에폭시 수지 100중량부 기준으로 3 내지 15중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 옥틸트리에톡시실란은 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물의 접착성을 향상시키기 위한 것이다.
상기 옥틸트리에톡시실란은 단량체 형태로 사용 가능하며, 상기 단량체의 분자량은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 바람직하게는 150 내지 450Da인 것이 좋고, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부를 기준으로 1 내지 5중량부인 것을 추천한다.
본 발명에 따른 나노세라믹 입자는 접착제 조성물, 특정적으로 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물의 양생 중에 표면으로 부상하여 치밀하고 경도가 높은 표면을 형성하기 때문에, 수증기와 기타 기체, 액체의 투과를 방지함은 물론, 내습성, 내구성, 내후성, 내충격성, 내약품성이 향상된다.
상기 나노세라믹 입자의 사용량은 에폭시 수지 100중량부를 기준으로 10 내지 40중량부인 것이 좋다.
바람직한 나노세라믹 입자는 실리콘카바이드, 알루미나, 실리카, 지르코니아-실리카, ZnO, TiO2 및/또는 CaCO3가 포함된다.
이들 세라믹입자는 평균 입경이 나노 범위인 것이 바람직한데, 구체적으로 상기 실리콘카바이드의 평균 입경은 300 내지 500nm, 상기 알루미나의 평균 입경은 500 내지 1000nm, 상기 실리카의 평균 입경은 700 내지 1500nm, 상기 지르코니아-실리카의 평균 입경은 500 내지 1000nm, 상기 ZnO의 평균 입경은 500 내지 1000nm, 상기 TiO2의 평균 입경은 100 내지 300nm, 그리고 CaCO3의 평균 입경은 500 내지 1000nm인 것이 바람직하다.
이 중에서도 실리콘카바이드는 천연광물로 존재하지 않으므로 인공적으로 합성하며, 고온에서의 화학적 안정성 및 내식성이 뛰어나고 높은 경도를 갖는다.
본 발명에 따른 구아검은 수용성 고분자 물질인 천연수지로서, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부인 것을 추천한다.
이때, 상기 구아검은 수화반응에 의한 팽창 및 탈수에 의한 수축작용과, 조성물의 수화반응에 의한 고화시 팽창작용과의 상호작용으로 공극이 발생하며, 이러한 공극과 천연수지인 구아검 고유의 탄성력에 의해 충격흡수작용을 나타낼 수 있다.
본 발명에 따른 숯가루는 높은 공극율로 인하여 접착제 조성물의 분산성을 향상시키는 동시에 결합력을 향상시켜 인장강도를 증가시키도록 하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 숯가루라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하며, 바람직하게는 볼밀로 분말화한 숯가루를 사용하는 것이 좋다.
바람직한 숯가루의 사용량은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 추천하기로는 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 20중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 박리방지제는 접착제 조성물, 특정적으로 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물이 시공면으로부터 쉽게 박리되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 박리방지제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 폴리인산계, 아민계, 또는 인산 에스테르계 박리방지제를 사용하는 것이 좋다.
특정적으로, 상기 박리방지제는 액상형으로 비중이 1.0 이상이고 60℃ 점도가 110 cPs인 폴리인산계 박리방지제; 산가가 10 ㎎KOH/g 이하이고, 총 아민가가 140 내지 400㎎HCl/g인 아민계 박리방지제일 수 있다.
바람직한 박리방지제의 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부인 것을 추천한다.
본 발명에 따른 부착증진제는 접착제 조성물, 특정적으로 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물의 부착성을 향상시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위한 당업계의 통상적인 부착증진제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 하이드록시 에틸 아크릴로일 포스페이트, 하이드록시 에틸 메타 아크릴레이트 포스페이트 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있고, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부인 것을 추천한다.
본 발명에 따른 변형방지제는 접착제 조성물, 특정적으로 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물의 변형 또는 소성변형을 감소시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용하는 것이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하며, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부인 것이 좋다.
바림직한 변형방지제는 폴리에틸렌, 폴리뷰텐, 하임팩트폴리스티렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 추천한다.
본 발명에 따른 증점제는 접착제 조성물, 특정적으로 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물의 접착제 조성물의 점도를 조절하기 위한 것으로 이러한 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용하는 것이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하며, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부인 것이 좋다.
바람직한 증점제로는 하이드록시 에틸 셀룰로오즈(HydroxyEthyl Cellulose), 소수성 우레탄변성계 증점제 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것을 추천한다.
여기서, 상기 증점제로 사용되는 하이드록시 에틸 셀룰로오즈는 보수성을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 산화방지제는 접착제 조성물, 특정적으로 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물의 산화를 방지하기 위한 것으로 이러한 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용하는 것이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하며, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 산화방지제를 더 포함할 수 있다.
바람직한 산화방지제는 아민계, 비스페놀계, 모노페놀계 및 유황계 산화방지제가 사용될 수 있지만, 보다 구체적으로 2.2-메틸렌비스(4-메틸-6-t-부틸페놀)[2 . 2 - M e t h y l e n e b i s ( 4 - m e t h y l - 6 - t - b u t y l p h e n o l )], 2.6-디-t-부틸-4-메틸페놀(2.6-di -t-Butyl-4-methylphenol) 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것을 추천한다.
본 발명에 따른 접착제 조성물, 특정적으로 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물은 하기의 특정 양태에 따른 부가물을 1종 또는 1종 이상 더 포함할 수 있다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물은 점착성, 균열방지 등의 성능을 향상시키기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 20중량부의 석유수지를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 석유수지는 석유의 정제과정이나 석유화학공업의 부산물로서 생기는 유분으로 올레핀이나 디올레핀을 함유하는 것을 원료로 여러 가지 방법으로 중합시킨 수지라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 방향족계 석유수지, 지방족계 석유수지 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있지만, 추천하기로는 점도가 100 내지 150cps인 지방족 C-5석유수지를 사용하는 것이 좋다.
한 가지 양태로서, 상기 석유수지는 온도변화에 관계없이 강력한 점착성능을 발휘하도록 하기 위하여, 연화점이 낮거나 높은 석유수지를 서로 배합하여 사용할 수도 있다.
이때, 바람직한 석유수지의 배합으로서, 연화점이 90 내지 100℃ 정도로 작은 것과 연화점이 105 내지 120℃ 정도로 큰 것을 1:9 내지 9:1, 바람직하게는 6.5:3.5의 중량 비율로 배합함으로써, 목적하는 물성을 조절하여 얻을 수 있다.
또한, 상기 연화점이 낮은 석유수지는 초기 점착력을 좋게 하여 점착력을 향상시키며, 연화점이 높은 석유수지는 내열성을 상승시켜 흘러내림을 방지하고, 내후성을 증가시킬 뿐만 아니라 점착력도 향상시킬 수 있다.
다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물은 조성물을 자외선으로부터 보호하여 안정성을 제공하기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부의 안정제를 더 포함할 수 있다.
바람직한 안정제로는 아크릴 폴리올 수지, 무황변 폴리 우레아수지, 폴리이소시아네이트 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물은 충격강도, 신율, 인장강도 및/또는 탄성력 등을 향상시키기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 글리시딜 메타크릴레이트(GMA)계 수지 5 내지 30중량부를 더 포함할 수 있다.
바람직한 글리시딜 메타크릴레이트계 수지로는 에틸렌-글라시딜메타크릴레이트 코폴리머(EGMA), 에틸렌-부틸아크릴레이트-글라시딜메타크릴레이트 코폴리머(EBA-GMA) 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 사용하는 것이 좋다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물은 에폭시 수지의 점탄성을 높이기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 1중량부의 소듐벤조에이트(sodium benzoate)를 더 포함할 수 있는데, 상기 소듐벤조에이트가 0.1중량부 보다 적을 경우 효과가 미미하며, 1중량부를 초과할 경우 과량이 되어 물성을 저하시킬 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물은 박리 방지를 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부의 다이머산(Dimer acid)을 더 포함 할 수 있다.
상기 다이머산은 그 유래 및 형태가 크게 제한되지 않으나, 식물유 지방산의 이량체인 것이 바람직하고, 식물류 지방산은 올레익산, 리놀레익산, 스테아릭산 및 팔미틱산으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상으로 구성될 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물은 점도 조절 및 강도증진을 위하여 테트라에틸렌펜타민(Tetraethylenepentamine; TEPA)을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부 더 포함할 수 있는데, 테트라에틸렌펜타민이 1중량부 미만이면 그 효과가 미미하며, 10중량부를 초과하면 그 양이 과다하여 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물의 물성에 좋지 않은 영향을 줄 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물은 조성물의 압축강도 및 휨강도 향상을 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 메타규산나트륨(Na2SiO3)을 더 포함할 수 있는데, 에폭시 수지 100중량부에 대하여 함량이 1중량부 미만이면 유동성이 낮아지고 불규칙한 기포가 형성되며, 함량이 5중량부를 초과하면 유동성이 급격히 낮아져 경화시간 확보가 곤란하여 좋지 않다.
상기 메타큐산나트륨은 수화물도 있으나, 석영과 탄산나트륨의 혼합물을 1,000℃로 가열 융해하여 고체화시켜 만든 무수물도 사용될 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물은 조성물의 내구성 및 내알칼리성을 개선하기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부의 아크릴니트릴을 더 포함할 수 있는데, 그 사용량이 1중량부 보다 적을 경우에는 내구성 및 내알칼리성 개선 효과가 미미하며, 10중량부를 초과할 경우 점도가 높아져 작업성을 저하 시킬 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물은 분산성을 향상시키기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 15중량부의 이소보닐아크릴레이트를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물은 조성물이 접착되는 콘크리트 등의 피접착면에 존재하는 유해 성분들이 외부로 용출되는 것을 방지하여 환경오염을 유발하는 것을 방지하기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 15중량부의 디메틸 암모늄 클로라이드를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물은 조성물의 표면에 수분침투를 방지하면서 통기성을 확보하기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 소디윰스테아레이트를 더 포함할 수 있는데, 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1중량부 미만이면 목적한 수분침투 방지기능을 얻을 수 없고, 5중량부를 초과하면 조성물의 강도 저하현상을 나타내어 좋지 않다.
또 다른 양태로서, 본 발명에 따른 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물은 조성물의 겔타임 확보를 위하여 에폭시 수지 100중량부를 기준으로 0.1 내지 5중량부의 칼슘 플루오로 알루미네이트를 더 포함할 수 있는데, 칼슘 플루오로 알루미네이트는 C11A7CaF2가 주요 구성 화합물로서, 사용량이 0.1중량부 보다 적을 경우에는 조성물의 겔화 시간이 길어지기 때문에 소기의 성과를 얻을 수 없으며, 5중량부를 초과할 경우 과다하게 겔화되어 작업성에 문제를 초래할 수 있다.
또 다른 양태로서, 본 발명에 따른 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물은 접착제 조성물의 가공 및 사용시 발생할 수 있는 냄새의 원인물질들 및/또는 휘발성유기화합물(VOCs) 등을 포착하여 친환경성을 향상시키기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 10중량부의 소취제를 더 포함할 수 있다.
상기 소취제로는 다공성 칼슘포스페이트 화합물, 다공성 제올라이트, 다공성 실리카 화합물, 인산 알루미늄 화합물 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물, 바람직하게는 상기 혼합물 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 다공성 화합물에 휘발성유기화합물 포집물질, 예를 들어 금속 복합체를 통상의 방법에 따라 담지한 것을 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 칼슘포스페이트 화합물에 금속 복합체를 담지한 것을 사용할 수 있다.
또한, 상기 금속 복합체로는 망간, 백금, 니켈, 마그네슘, 코발트, 아연 및 은으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 금속일 수 있으며, 바람직하게는 망간, 아연 또는 은일 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물은 조성물의 수분산성 및 저장 안정성 향상시키기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부의 유화제를 더 포함할 수 있다.
바람직한 유화제로는 폴리글리세린 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 또는 이들의 혼합물인 것이 좋다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물은 접착되는 교면 및/또는 구조물 등에 적용되어 내수성을 개선하기 위하여 케이산 소다를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부 더 포함할 수 있다.
또 다른 양태로서, 본 발명에 따른 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물은 조성물의 초기 접착력을 유지하기 위하여 톨루엔 및 검로진이 1:1의 중량비로 혼합된 톨루엔-검로진 혼합물을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물은 조성물의 강도향상 및 방수성 향상을 위하여 소르비탄모노올레산에스테르를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물은 조성물의 내화화학성을 강화하고 경화시 치밀한 경화체의 조직을 형성하여 조성물의 고강도성을 발현하기 위하여 알루민산 나트륨을 더 포함할 수 있는데, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 3중량부가 좋다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물은 조성물의 초기작업 성능을 유지하고 강도를 향상시키기 위하여 피로인산칼슘을 더 포함할 수 있는데, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부가 좋다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물은 조성물의 분산성 향상 및 조성물의 혼합 후에도 다시 엉김현상이 발생하지 않도록 하기 위하여 로진산 나트륨을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물은 초기 반응을 지연시키며, 작업성과 품질 안정성을 높일 뿐만 아니라, 피접착면과의 계면 접착력을 증대하기 위하여 올레인산나트륨을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물은 조성물의 접착력 및 내구성을 향상시키기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 15중량부의 초산비닐-말레인산디에틸을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물은 조성물의 가소성 및 보수성을 향상시키고 균열방지와 강도증진을 위하여 코코베타인을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물은 조성물의 성분들 간의 비중차에 따른 재료의 분리 현상을 방지하기 위하여 웰란 검(welan gum)을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 3중량부 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물은 조성물의 반응속도 향상 및 내구성을 향상시키기 위하여 황산나트륨을 에폭시 수지 100중량부를 기준으로 0.1 내지 3중량부로 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물은 조성물이 도포되는 콘크리트 등의 내부에 매립된 철근의 부식을 방지하기 위하여 하이포아염소산나트륨을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부로 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물은 조성물의 수명 연장을 위하여 마그네슘 실리케이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부 더 포함할 수 있다.
상기, 마그네슘 실리케이트는 내화학성 및 내약품성과 풍화 저항성이 우수한 물성을 갖고 있으므로 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물에 포함되면 상기와 같은 특성에 의해 수명이 연장되는 것이다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물은 조성물의 경화를 촉진시키고 압축강도 및 휨강도를 향상시키기 위하여 리튬카르보네이트(Li2CO3)를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부 더 포함할 수 있다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 접착제 조성물, 특정적으로 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물을 이용한 시공방법을 설명하면 다음과 같다.
한 가지 양태로서, 본 발명에 따른 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물을 이용한 시공방법은 보강 대상표면 일측에 천공하는 천공형성단계;
상기 천공형성단계가 종료된 보강 대상표면을 에폭시 접착제로 도포하는 프라이머 도포단계;
상기 프라이머 도포단계가 종료된 후, 보강 대상 표면에 에폭시 수지 100중량부 기준으로, 유리섬유 5 내지 40중량부, 칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부, 폴리비닐 알코올 분말 1 내지 20중량부, 경화제 10 내지 40중량부, 저수축제 3 내지 15중량부, 옥틸트리에톡시실란 1 내지 5중량부, 나노세라믹 입자 10 내지 40중량부, 구아검 1 내지 10중량부, 숯가루 5 내지 20중량부, 박리방지제 1 내지 10중량부, 부착증진제 1 내지 5중량부, 변형방지제 1 내지 5중량부, 증점제 1 내지 5중량부, 및 산화방지제 1 내지 5중량부를 포함하는 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물을 1차로 도포하는 FRP 보강재용 접착제 조성물 1차 도포단계;
상기 FRP 보강재용 접착제 조성물이 도포된 보강 대상 표면에 격자형태의 FRP 메쉬망을 부착하는 FRP 메쉬망 부착단계;
상기 FRP 메쉬망이 부착된 표면에 상기 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물을 2차로 도포하는 FRP 보강재용 접착제 조성물 2차 도포단계;
상기 FRP 보강재용 접착제 조성물 2차 도포단계가 종료된 후, 보강 대상표면의 일측에 형성된 천공에 FRP 앵커를 삽입하여 고정하는 FRP 앵커 삽입단계; 및
상기 FRP 앵커 삽입단계가 종료된 후, 대상 표면에 FRP 보강재를 부착하여 양생시키는 양생단계를 포함한다.
여기서, 상기 프라이머 도포단계에 사용되는 프라이머는 에폭시 접착제를 사용하는 것을 추천하지만, 이에 한정되는 것이 아니라 당업계에서 통상적으로 사용하는 프라이머라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다.
또한, 본 발명에 따른 FRP 메쉬망, FRP 보강재 등은 FRP(Fiber Reinforced Plastics)로 이루어진 것, 예를 들면, 섬유, 특정적으로, 유리섬유, 바잘트섬유, 현무암섬유, 탄소섬유 및/또는 아라미드 섬유로 제조된 것을 지칭하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명에 따른 앵커 삽입단계의 앵커는 당업계의 통상적인 앵커를 사용할 수도 있지만, 추천하기로는 방사형 FRP 이루어진 앵커를 사용하는 것을 추천한다.
이때, 상기 방사형 FRP 앵커는 FRP의 말단의 묶음이 끝나는 부분부터 방사형으로 펼쳐서 방사형 앵커 형태로 사용되거나, FRP로 이루어진 스파이크 모양의 앵커를 사용하는 것이 좋다.
다른 양태로서, 본 발명에 따른 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물을 이용한 시공방법은 보강 대상표면을 깨끗하게 표면처리 하는 표면처리단계;
표면처리단계가 종료된 후 대상표면 일측에 적어도 하나 이상의 천공을 형성하는 천공형성단계;
섬유를 격자로 직조하여 스크림을 제조하는 스크림 제조단계;
상기 스크림 제조단계가 종료된 후 제조된 스크림이 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물의 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 40중량부가 되도록 하고, 상기 스크림에 에폭시 수지 100중량부 기준으로, 칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부, 폴리비닐 알코올 분말 1 내지 20중량부, 경화제 10 내지 40중량부, 저수축제 3 내지 15중량부, 옥틸트리에톡시실란 1 내지 5중량부, 나노세라믹 입자 10 내지 40중량부, 구아검 1 내지 10중량부, 숯가루 5 내지 20중량부, 박리방지제 1 내지 10중량부, 부착증진제 1 내지 5중량부, 변형방지제 1 내지 5중량부, 증점제 1 내지 5중량부, 및 산화방지제 1 내지 5중량부를 포함하는 FRP 보강재용 접착제 조성물을 함침하는 함침단계;
상기 함침단계가 종료된 스크림을 보강 대상표면에 천공형성단계에서 형성된 천공을 덮도록 부착하는 스크림 부착단계;
상기 스크림 부착단계가 종료된 후 천공에 앵커를 삽입하여 고정하는 앵커 삽입단계; 및
상기 앵커 삽입단계가 종료된 후 접착제 조성물이 함침된 스크림을 양생시키는 양생단계를 포함한다.
본 발명에 따른 앵커 삽입단계의 앵커는 당업계의 통상적인 앵커를 사용할 수도 있지만, 추천하기로는 방사형 FRP 이루어진 앵커를 사용하는 것을 추천한다.
이때, 상기 방사형 FRP 앵커는 그 말단의 묶음이 끝나는 부분부터 방사형으로 펼쳐서 방사형 앵커 형태로 사용된다.
이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 하기의 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
[실시예 1]
에폭시 수지 100g, 4mm로 절단된 유리섬유 20g, 블레인 분말도가 약 6,000㎠/g인 초미립 비정질 칼슘설포알루미네이트 15g, 기공이 약 5㎛이고, 상기 기공이 약 0.1cc/g의 범위로 포함하는 폴리비닐 알코올 분말 10g, 파라 톨루엔 설포닉산 25g, 불포화 폴리에스터 수지로 이루어진 저수축제 8g, 옥틸트리에톡시실란 3g, 평균 입경은 약 400nm인 실리콘카바이드 20g, 구아검 5g, 숯가루 16g, 액상형으로 비중이 1.0 이상이고 60℃ 점도가 약 110 cPs인 폴리인산계 박리방지제 5g, 하이드록시 에틸 아크릴로일 포스페이트 2g, 폴리에틸렌 2g, 하이드록시 에틸 셀룰로오즈 2g, 및 2.2-메틸렌비스(4-메틸-6-t-부틸페놀) 2g을 혼합하여 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물을 제조하였다.
[실시예 2]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 유리섬유 20g 대신 약 15mm를 갖도록 격자로 직조한 메쉬형태의 유리섬유 20g을 사용하고, 상기 메쉬형태의 유리섬유 외의 나머지 성분이 메쉬형태의 유리섬유 20g에 함침되도록 혼합하여 실시하였다.
[실시예 3]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 점도가 약 130cps인 지방족 C-5석유수지 10g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 4]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 무황변 폴리 우레아수지 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 5]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 에틸렌-글라시딜메타크릴레이트 코폴리머 15g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 6]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 소듐벤조에이트 0.5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 7]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 다이머산 1g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 8]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 테트라에틸렌펜타민 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 9]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 메타규산나트륨 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 10]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 아크릴니트릴 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 11]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 이소보닐아크릴레이트 10g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 12]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 디메틸 암모늄 클로라이드 10g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 13]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 소디윰스테아레이트 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 14]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 칼슘 플루오로 알루미네이트 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 15]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 다공성 칼슘포스페이트 화합물을 포함하는 소취제 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 16]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 폴리글리세린 지방산 에스테르 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 17]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 케이산 소다 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 18]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 톨루엔과 검로진이 1:1의 중량비율로 혼합된 톨루엔-검로진 혼합물 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 19]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 소르비탄모노올레산에스테르 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 20]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 알루민산 나트륨 1g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 21]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 피로인산칼슘 1g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 22]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 로진산 나트륨 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 23]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 올레인산나트륨 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 24]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 초산비닐-말레인산디에틸 7g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 25]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 코코베타인 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 26]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 웰란 검 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 27]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 황산나트륨 1g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 28]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 하이포아염소산나트륨 1g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 29]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 마그네슘 실리케이트 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 30]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 리튬카르보네이트 1g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 31]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 실시예 3 내지 실시예 30에 따라 부가된 부가물을 모두 부가하여 실시하였다.
[실 험]
실시예에 따라 제조된 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물을 콘크리트 구조물에 도포한 뒤 기계적 물성, 예를 들면 압축강도, 휨강도, 부착강도, 방수성 등을 측정하였다.
그 결과를 표 1로 나타냈다.
압축강도(N/mm2) 휨강도(N/mm2) 부착강도(N/mm2) 방수성(%)
실시예 1 53.7 16.5 7.40 99
실시예 2 53.1 15.7 7.69 99
실시예 3 54.3 16.7 7.32 99
실시예 4 52.7 16.5 7.37 99
실시예 5 52.4 17.2 7.01 98
실시예 6 56.2 16.1 7.32 99
실시예 7 53.9 18.4 7.76 98
실시예 8 53.4 16.8 8.19 99
실시예 9 52.1 16.7 7.52 99
실시예 10 53.8 15.9 7.58 99
실시예 11 52.7 16.6 6.51 98
실시예 12 54.8 16.7 7.34 99
실시예 13 53.7 16.4 7.45 99
실시예 14 53.8 15.4 7.41 98
실시예 15 51.9 15.8 7.31 98
실시예 16 53.2 15.5 7.39 98
실시예 17 53.4 17.3 6.98 99
실시예 18 54.6 16.0 8.01 99
실시예 19 53.4 16.8 7.65 99
실시예 20 53.3 15.3 8.14 98
실시예 21 55.4 16.2 7.51 99
실시예 22 53.7 16.3 7.54 98
실시예 23 52.8 15.1 7.56 98
실시예 24 52.3 16.6 7.51 99
실시예 25 53.6 15.8 7.59 99
실시예 26 54.8 16.5 6.34 98
실시예 27 53.5 16.8 7.44 99
실시예 28 53.6 15.8 7.59 99
실시예 29 54.7 16.7 6.35 99
실시예 30 53.4 16.8 7.44 99
실시예 31 53.6 16.7 7.45 99
표 1에 나타난 바와 같이, 실시예들에 따라 제조된 접착제 조성물은 압축강도와 휨강도가 좋고, 부착성 및 방수성이 우수한 것으로 나타났다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (5)

  1. 에폭시 수지 100중량부 기준으로,
    유리섬유 5 내지 40중량부;
    칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부;
    폴리비닐 알코올 분말 1 내지 20중량부;
    경화제 10 내지 40중량부;
    저수축제 3 내지 15중량부;
    옥틸트리에톡시실란 1 내지 5중량부;
    나노세라믹 입자 10 내지 40중량부;
    구아검 1 내지 10중량부;
    숯가루 5 내지 20중량부;
    박리방지제 1 내지 10중량부;
    부착증진제 1 내지 5중량부;
    변형방지제 1 내지 5중량부;
    증점제 1 내지 5중량부; 및
    산화방지제 1 내지 5중량부를 포함하는 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물에,
    소취제를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 10중량부로 더 포함하고,
    케이산 소다를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함하며,
    톨루엔 및 검로진이 1:1의 중량비로 혼합된 톨루엔-검로진 혼합물을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고,
    소르비탄모노올레산에스테르를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며,
    알루민산 나트륨을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 3중량부로 더 포함하고,
    피로인산칼슘을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부로 더 포함하며,
    로진산 나트륨을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함하고,
    올레인산나트륨을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며,
    초산비닐-말레인산디에틸을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 15중량부로 더 포함하고,
    코코베타인을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며,
    웰란 검을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 3중량부로 더 포함하고,
    황산나트륨을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 3중량부로 더 포함하며,
    하이포아염소산나트륨을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부로 더 포함하고,
    마그네슘 실리케이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며,
    리튬카르보네이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부로 더 포함하는 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물.

  2. 제1항에 있어서,
    상기 에폭시 수지는 휘발성유기화합물 정량이 1.0 g/L 이하인 것을 포함하는 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물.
  3. 삭제
  4. 보강 대상표면 일측에 천공하는 천공형성단계;
    상기 천공형성단계가 종료된 보강 대상표면을 에폭시 접착제로 도포하는 프라이머 도포단계;
    상기 프라이머 도포단계가 종료된 후, 보강 대상 표면에 에폭시 수지 100중량부 기준으로, 유리섬유 5 내지 40중량부, 칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부, 폴리비닐 알코올 분말 1 내지 20중량부, 경화제 10 내지 40중량부, 저수축제 3 내지 15중량부, 옥틸트리에톡시실란 1 내지 5중량부, 나노세라믹 입자 10 내지 40중량부, 구아검 1 내지 10중량부, 숯가루 5 내지 20중량부, 박리방지제 1 내지 10중량부, 부착증진제 1 내지 5중량부, 변형방지제 1 내지 5중량부, 증점제 1 내지 5중량부, 및 산화방지제 1 내지 5중량부를 포함하는 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물에, 소취제를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 10중량부로 더 포함하고, 케이산 소다를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함하며, 톨루엔 및 검로진이 1:1의 중량비로 혼합된 톨루엔-검로진 혼합물을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고, 소르비탄모노올레산에스테르를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 알루민산 나트륨을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 3중량부로 더 포함하고, 피로인산칼슘을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부로 더 포함하며, 로진산 나트륨을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함하고, 올레인산나트륨을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 초산비닐-말레인산디에틸을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 15중량부로 더 포함하고, 코코베타인을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 웰란 검을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 3중량부로 더 포함하고, 황산나트륨을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 3중량부로 더 포함하며, 하이포아염소산나트륨을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부로 더 포함하고, 마그네슘 실리케이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 리튬카르보네이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부로 더 포함하는 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물을 1차로 도포하는 FRP 보강재용 접착제 조성물 1차 도포단계;
    상기 FRP 보강재용 접착제 조성물이 도포된 보강 대상 표면에 격자형태의 FRP 메쉬망을 부착하는 FRP 메쉬망 부착단계;
    상기 FRP 메쉬망이 부착된 표면에 상기 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물을 2차로 도포하는 FRP 보강재용 접착제 조성물 2차 도포단계;
    상기 FRP 보강재용 접착제 조성물 2차 도포단계가 종료된 후, 보강 대상표면의 일측에 형성된 천공에 FRP 앵커를 삽입하여 고정하는 FRP 앵커 삽입단계; 및
    상기 FRP 앵커 삽입단계가 종료된 후, 대상 표면에 FRP 보강재를 부착하여 양생시키는 양생단계를 포함하는 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물의 시공방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 FRP 앵커 삽입단계의 앵커는 방사형 FRP 앵커로 이루어진 것을 포함하는 유리섬유를 포함하는 정착 FRP 보강재용 접착제 조성물의 시공방법.

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