KR101980795B1 - 친환경 콘크리트 구조물 보수용 폴리머 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수공법 - Google Patents

친환경 콘크리트 구조물 보수용 폴리머 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 친환경 콘크리트 구조물 보수용 폴리머 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수공법에 관한 것으로, 폐기되는 자원을 재활용하여 자원 재활용에 따른 폐기물 감소에 기여하면서도 작업성이 우수하며, 시멘트 사용으로 인한 독성을 저감하고 공기정화 기능도 발휘하도록 한 것이다.
이러한 본 발명의 콘크리트 구조물 보수용 폴리머 모르타르 조성물의 경우, 1종 시멘트 34~40중량%, 규사 40~49중량%, 혼합 유리분말 8~10중량%, 수용성 에폭시 1중량%, 정화제 1~2중량%, 오일팜 섬유 1~4중량%, 팽창시멘트 2~4중량%, 폴리머 3중량%, 증점제 0.2중량%의 조성으로 이루어지며, 상기 혼합 유리분말은 재활용 유리가 파쇄되어 이루어진 불규칙 형상의 파쇄 유리분말을 포함하되, 건식상태에서 디스펜서에서 내부이동 및 분사시 유동성을 높이기 위하여 상기 파쇄 유리분말 평균입경보다 1/50 이하의 작은 평균입경을 갖고 구형으로 형성되어 상기 파쇄 유리분말의 표면과 접촉하면서 유동성 향상재로서 작용하는 구형 유리분말을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 물.

Description

친환경 콘크리트 구조물 보수용 폴리머 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수공법{ECO-FRIENDLY POLYMER MORTAR COMPOSITION FOR REPAIR OF CONCRETE STRUCTURE AND REPAIR METHOD OF CONCRETE STRUCTURE USING THE SAME}
본 발명은 친환경 콘크리트 구조물 보수용 폴리머 모르타르 조성물에 관한 것으로, 특히 폐기되는 자원을 재활용하여 자원 재활용에 따른 폐기물 감소에 기여하면서도 작업성이 우수하며, 시멘트 사용으로 인한 독성을 저감하고 공기정화 기능도 발휘하도록 한 친환경 콘크리트 구조물 보수용 폴리머 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수공법에 관한 것이다.
일반적으로 보수용 폴리머 모르타르는 시멘트, 모래, 폴리머, 섬유 등을 일정한 비율로 배합하여 제조하고 있으며, 모르타르의 양생 전후에 발생하는 균열을 방지하고자 유기질 섬유, 주로 폴리프로필렌 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 나이론 섬유 등을 혼합하여 사용한다.
통상의 보수용 폴리머 모르타르에서 포틀랜드 시멘트가 차지하는 함량비가 40~60%에 달할 정도로 절대적인 비중을 차지하고 있는데 이같은 포틀랜드 시멘트의 경우 공정 진행 중에 인공적인 유해물질인 6가 크롬(Cr6+)을 발생시켜 암, 아토피 등을 발생시키는 원인으로 제기되는 등 이슈가 되고 있다.
이에 따라 한국등록특허 제10-0702471호(2007.03.27)에서는 포틀랜드 시멘트를 대신하여 고로슬래그 시멘트를 사용하는 방안을 제시하기도 하였으나 고로슬래그 시멘트를 사용하는 경우 포틀랜드 시멘트를 사용하는 경우에 비해 경화가 느리고 초기 강도가 약하다는 단점이 있었다.
그러므로 기존 포틀랜드 시멘트의 사용량을 대폭 줄이면서도 경화시간과 초기강도 조건의 손실이 없고, 가능하다면 폐기되는 자원을 재활용하는 것도 가능한 새로운 폴리머 모르타르 조성물과 보수공법의 개발이 요구되었다.
한국등록특허 제10-0702471호(2007.03.27)
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 폐기되는 자원을 재활용하여 자원 재활용에 따른 폐기물 감소에 기여하면서도 작업성이 우수하며, 시멘트 사용으로 인한 독성을 저감하고 공기정화 기능도 발휘하도록 한 친환경 콘크리트 구조물 보수용 폴리머 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수공법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 콘크리트 구조물 보수용 폴리머 모르타르는, 손상된 콘크리트 구조물을 보수하기 위한 것으로 1종 시멘트 34~40중량%, 규사 40~49중량%, 혼합 유리분말 8~10중량%, 수용성 에폭시 1중량%, 정화제 1~2중량%, 오일팜 섬유 1~4중량%, 팽창시멘트 2~4중량%, 폴리머 3중량%, 증점제 0.2중량%의 조성으로 이루어지며, 상기 혼합 유리분말은 재활용 유리가 파쇄되어 이루어진 불규칙 형상의 파쇄 유리분말을 포함하되, 건식상태에서 디스펜서에서 내부이동 및 분사시 유동성을 높이기 위하여 상기 파쇄 유리분말 평균입경보다 1/50 이하의 작은 평균입경을 갖고 구형으로 형성되어 상기 파쇄 유리분말의 표면과 접촉하면서 유동성 향상재로서 작용하는 구형 유리분말을 포함하여 이루어진 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
여기서, 상기 파쇄 유리분말은 1 내지 500μm의 평균입경을 가지며, 상기 파쇄 유리분말에 대한 구형 유리분말의 혼합비는 1vol.% 내지 2vol.%인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 오일팜 섬유는 30~50mm 길이의 단섬유로 구비되고, 상기 오일팜 섬유로부터 전분을 제거하여 공극을 형성시킨 후 건조공정을 거쳐 액상의 물질이 침투 가능한 상태로 만들며, 상기 정화제는 초미립자 무상수로 변환된 상태의 광촉매 희석액에 피톤치드 오일을 분사하여 혼합한 후 액화시켜 액상의 상태로 만들며, 이렇게 만들어진 액상의 정화제는 상기 오일팜 섬유에 함침시킨 상태에서 첨가되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 광촉매 희석액과 피톤치드 오일의 균일한 혼합을 위하여 상변환 혼합기가 사용되며, 상기 상변환 혼합기는, 액상의 광촉매 희석액을 초미립자 상태의 무상수로 변환하여 분무하는 무상변환헤드와, 상기 무상변환헤드로부터 분무되면서 속도가 낮게 형성되는 무상수를 보다 높은 속도로 송출하는 원심송풍팬을 구비한 무상변환부재와; 선단부가 무상변환부재와 연통되어 상기 무상변환부재로부터 송출되는 무상수를 공급받으며 내부에는 내경을 점차 줄여주었다가 원상태로 넓히면서 중간 지점에 협소한 유로를 형성하는 돌출부가 구비되어 이송 중인 초미립자 상태의 무상수와 피톤치드 오일이 협소해진 유로에서 보다 증가된 속도로 접촉할 수 있도록 한 혼합유도관과; 피톤치드 오일탱크와 연결되어 피톤치드 오일을 공급받으며 상기 혼합유도관의 선단부 벽체를 관통한 상태에서 끝단부가 상기 혼합유도관의 중심선상에 위치하면서 상기 돌출부에 의해 협소하게 형성된 혼합유도관의 유로를 향해 공급받은 피톤치드 오일을 분사하는 오일분사노즐과; 상기 혼합유도관의 선단부 내부에 구비되어 상기 무상변환부재의 원심송풍팬으로부터 송출되는 무상수를 회오리바람의 형태로 송출함으로서 상기 혼합유도관 내부로 공급되는 피톤치드 오일과 원활한 혼합이 이루어질 수 있도록 한 프로펠러팬과; 피톤치드 오일탱크와 연결되어 피톤치드 오일을 공급받은 후 상기 혼합유도관으로 배출하는 내관과, 상기 내관을 이격되게 둘러싸서 보온하는 외관과, 상기 내관의 내부에서 내관의 중심축을 따라 봉 형상으로 길게 형성되고 히터를 내장하여 상기 내관의 내부를 경유하는 피톤치드 오일을 가열하는 가열봉과, 상기 가열봉의 외주면을 따라 나선형으로 형성되어 상기 내관의 내부를 나선 형태로 경유하도록 피톤치드 오일을 안내하면서 접촉하여 가열하는 가열핀으로 이루어진 히팅부재를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 의한 콘크리트 구조물 보수공법은, 콘크리트 구조물 표면을 평탄하게 다듬는 단계; 평탄하게 다듬어진 콘크리트 표면에 프라이머를 도포하는 단계; 전술된 보수용 폴리머 모르타르 조성물로 이루어진 모르타르를 콘크리트 구조물 표면에 1차, 2차 도포하는 단계; 상기 모르타르의 1차 도포가 완료된 콘크리트 구조물 표면에 대하여 모르타르의 침투가 가능하도록 다공성의 메시 형태로 형성되고 수축 및 팽창성을 갖는 수지를 소재로 이루어진 보강메시를 콘크리트 구조물 표면에 부착하는 단계를 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
여기서, 상기 보강메시는, 상기 보강메시에서 수지는 폴리염화비닐 60 내지 70중량부, 폴리에스터 30 내지 40중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보강메시에는 무독성의 무기난연제 분말을 첨가하되, 상기 무기난연제는 수산화알루미늄(Al(OH)3), 수산화마그네슘(Mg(OH)2), 탄산칼슘(CaCO3) 중 어느 한 종인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 보강메시는, 사각의 횡단면을 가지며 상면과 하면이 중앙으로 갈수록 볼록하게 엠보싱 형태로 형성된 제1사각부재가 제1사각형 홀과 교번하여 연속 배치되어 메시 형태를 이루며, 상기 제1사각부재의 상면과 하면에는 각각 상기 모르타르가 인입되도록 가로방향 홈이 형성된 제1보강메시와, 사각의 횡단면을 가지며 상면과 하면이 중앙으로 갈수록 볼록하게 엠보싱 형태로 형성된 제2사각부재가 제2사각형 홀과 교번하여 연속 배치되어 메시 형태를 이루며, 상기 제2사각부재의 상면과 하면에는 각각 상기 모르타르가 인입되도록 세로방향 홈이 형성된 제2보강메시를 다단 적층시킨 것이며, 상기 제1보강메시와 제2보강메시의 다단 적층시 상기 제1보강메시의 제1사각형 홀과 상기 제2보강메시의 제2사각형 홀이 일치하도록 적층하여 1차, 2차 도포된 모르타르가 상부와 하부에서 단절 없이 연결되도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 의한 친환경 콘크리트 구조물 보수용 폴리머 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수공법은 폐기되는 자원을 재활용하여 자원 재활용에 따른 폐기물 감소에 기여하면서도 작업성이 우수하며, 시멘트 사용으로 인한 독성을 저감하고 공기정화 기능도 발휘하도록 한 친환경 콘크리트 구조물 보수용 폴리머 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수공법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 콘크리트 구조물 보수용 폴리머 모르타르 조성물로 제조된 모르타르의 사용상태도
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 콘크리트 구조물 보수용 폴리머 모르타르 조성물에 포함되는 정화제를 제조하기 위한 상변환 혼합기의 사시도
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 콘크리트 구조물 보수용 폴리머 모르타르 조성물에 포함되는 정화제를 제조하기 위한 상변환 혼합기의 구성을 설명하기 위한 종단면도
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 콘크리트 구조물 보수용 폴리머 모르타르 조성물에 포함되는 정화제를 제조하기 위한 상변환 혼합기의 작용 및 동작을 설명하기 위한 일련의 참조도
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 콘크리트 구조물 보수공법을 설명하기 위한 흐름도
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 콘크리트 구조물 보수공법에 사용되는 제1보강메시의 구성을 설명하기 위한 부분 평면도
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 콘크리트 구조물 보수공법에 사용되는 제2보강메시의 구성을 설명하기 위한 부분 평면도
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 콘크리트 구조물 보수공법에서 제1보강메시와 제2보강메시가 적층 시공된 상태의 구성을 설명하기 위한 부분 단면도
첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 의한 친환경 콘크리트 구조물 보수용 폴리머 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수공법에 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. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.
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 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1도 본 발명의 실시예에 의한 콘크리트 구조물 보수용 폴리머 모르타르 조성물로 제조된 모르타르의 사용상태도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 폴리머 모르타르 조성물은 콘크리트 구조물 표면(C1)을 보수하는데 사용되는 모르타르(120)를 제조하는데 사용된다. 이같은 본 발명의 실시예에 의한 폴리머 모르타르 조성물은 고도의 복잡한 공정 없이 재활용 유리를 단순 파쇄하여 저렴한 가격으로 운용이 가능한 불규칙한 형상의 파쇄 유리분말로 시멘트의 상당량을 대체하면서도 파쇄 유리분말 특유의 비유동성 문제를 해소할 수 있도록 구성되어 과도한 시멘트 사용으로 인한 독성을 저감하고 폐기되는 유리를 재활용할 수 있도록 하였다. 그러면서도 지속적인 공기정화 기능도 발휘할 수 있도록 하였다.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 콘크리트 구조물 보수용 폴리머 모르타르 조성물에 대해 보다 자세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예에 의한 폴리머 모르타르 조성물은, 1종 시멘트, 규사, 파쇄 유리분말과 구형 유리분말이 혼합되어 이루어진 혼합 유리분말, 수용성 에폭시, 정화제, 오일팜 섬유, 팽창시멘트, 폴리머, 증점제의 조성으로 이루어진다.
이하, 상기 각 성분들을 중심으로 본 발명의 실시예에 의한 콘크리트 구조물 보수용 폴리머 모르타르 조성물에 대해 자세히 설명한다.
상기 혼합 유리분말은 파쇄 유리분말과 구형 유리분말이 혼합된 형태로 마련되며 폴리머 모르타르 조성물 전체 조성의 8~10중량%로 함유되어 1종 시멘트를 20% 이상 대체하는 역할을 한다. 이로써 1종 시멘트의 사용량을 대폭 축소하는 동시에 폐기되는 유리를 유용한 자원으로 재활용할 수 있게 된다. 여기서 파쇄 유리분말과 구형 유리분말은 SiO2, Y2O3, Al2O3, TiO2,ZrO, NiO, CoO, CeO2, MgO, CaO, WO3, CuO, Fe2O3 중 어느 하나를 소재로 하는 단일산화물을 소재로 하여 구비될 수 있다. 즉 통상의 유리를 구성하는 소재라면 어느 것이든 가능하다.
유리를 단순 파쇄하는 공정만으로 파쇄 유리분말을 마련하여 폴리머 모르타르 조성물의 일 성분으로 포함시키게 되면 폴리머 모르타르 조성물의 경화 속도는 오히려 빨라지고 초기 강도에도 문제가 되지 않으나 파쇄 유리분말 특유의 거칠고 불규칙한 형상으로 인해 유동성이 거의 없으므로 작업성을 전혀 기대할 수 없다는 치명적인 문제점을 갖게 된다.
하지만 본 발명에서는 이같은 파쇄 유리의 최대 난점인 유동성의 문제를 해소하기 위한 방안으로 파쇄 유리분말의 경우 단순 파쇄이기는 하지만 1차, 2차에 걸친 파쇄공정을 거쳐 500μm 이하의 평균입경을 갖는 파쇄 유리분말로 만든다. 그리고 중요한 것으로 상기 파쇄 유리분말 평균입경보다 1/50 이하의 작은 평균입경을 갖고 구형으로 형성된 구형 유리분말을 소량 혼합함으로써 상기 구형 유리분말이 파쇄 유리분말의 표면과 접촉하면서 유동성을 갖도록 유도하는 유동성 향상재로서 작용하도록 한다.
여기에 사용되는 구형 유리분말의 경우 평균 입경 100nm 이하의 것(바람직하게는 평균 입경 10nm의 것)을 시중에서 구입하여 사용할 수 있으며, 파쇄 유리분말에 대하여 1vol.% 내지 2vol.%의 혼합비로 혼합한다. 이같이 나노분말 수준의 구형 유리분말이 파쇄 유리분말에 1vol.% 내지 2vol.%의 혼합비로 혼합되면 파쇄 유리분말의 표면에 분산된 상태로 존재하면서 파쇄 유리분말 간 직접적인 접촉을 방지해주고 이들을 이격시켜 유동거리를 확보해준다. 그리고 파쇄 유리분말들을 유동시키려는 힘이 가해질 때 그 사이에서 구형 유리분말이 베어링 역할을 하여 파쇄 유리분말의 유동성을 향상시켜 준다. 이때 구형 유리분말이 파쇄 유리분말에 1vol.% 내지 2vol.%의 혼합비로 소량 혼합되더라도 파쇄 유리분말에 비해 평균입경이 1/50 이하 수준밖에 되지 않기 때문에 파쇄 유리분말 하나의 표면에 수치적으로 충분한 수준인 수십 내지 수백 개 정도가 분산된 상태로 존재하면서 파쇄 유리분말 간 직접적인 접촉을 방지하고 베어링과 같은 유동성 향상재로서의 역할을 수행할 수 있는 것이다.
이처럼 구형 유리분말에 의해 파쇄 유리분말의 유동성을 확보하게 되면 파쇄 유리분말과 구형 유리분말로 이루어진 혼합 유리분말을 자동화된 혼합공정에서 사용하는 디스펜서의 분사노즐을 통해 분사하는 것이 가능하기 때문에 폴리머 모르타르 조성물을 제조하기 위해 각 성분들을 혼합하는 공정을 진행할 때 수작업의 필요 없이 자동화된 공정만으로 진행하는 것이 가능해진다. 또한, 이렇게 제조된 폴리머 모르타르 조성물로 모르타르를 만들기 위해 믹서에서 교반하여 비빌 때에도 파쇄 유리분말로 인한 믹서기의 마모를 줄이고 유동성의 문제를 방지할 수 있고, 믹서기에서 모르타르를 분사할 때 분사기 노즐을 쉽게 마모시키는 문제와 분사성능이 저하되는 문제를 방지할 수 있게 된다.
참고로, 상기 파쇄 유리분말을 대신하여 파쇄 과정을 거치지 않고 처음부터 구형의 나노 크기를 갖는 유리입자를 생산하거나 구입하는 것도 생각할 수 있는 방법이지만, 이같은 방법으로는 원료를 고온에서 승화시켰다가 순간적으로 냉각하여 구형의 분말을 얻는 구형 유리분말의 제조공정 특성상 고정 수율이 떨어지므로 마이크로 단위의 크기를 갖는 유리분말을 대량으로 마련하는 것이 사실상 불가능하다고 볼 수 있고 비용이 증가하며 자원 재활용이라는 의미가 퇴색한다. 또한 파쇄 유리분말을 나노크기로 파쇄하게 되면 더욱 정밀한 파쇄공정 및 장비가 요구되고 제조시간이 증가하는데 실제 사용시 분말 간 응집력이 강하기 때문에 오히려 유동성 확보가 어려워지는 문제가 발생하게 된다.
상기 수용성 에폭시는 상기 구형 유리분말과 마찬가지로 파쇄 유리분말을 위한 전용의 보조재로서 사용되며 상기 구형 유리분말이 폴리머 모르타르 조성물 제조시 조성물의 혼합과정에서 사용되는 디스펜서에서 파쇄 유리분말의 유동성을 향상시키는 것이라면 상기 수용성 에폭시는 주로 모르타르 상태에서 파쇄 유리분말의 접착력과 레올로지를 증가시키는 역할을 한다. 상기 수용성 에폭시는 1중량%를 함유하는 것이 바람직하다. 상기 수용성 에폭시의 양이 1중량%를 초과하면 비용 증가의 문제가 있고, 1중량% 미만이면 접착력과 레올로지가 저하되어 파쇄 유리분말에 대하여 기대하는 접착력과 레올로지를 얻을 수 없다.
상기 정화제는 광촉매와 피톤치드 오일이 일대일로 균일하게 혼합된 형태로 이루어지며, 1~2중량%를 함유하는 것이 바람직하다. 정화제의 함유량이 1중량% 미만인 경우 정화제로서의 기능이 약해지기 때문에 그보다 많은 양으로 함유하는 것이 기능 측면에서 좋으나 2중량%를 초과하면서부터는 증가되는 함유량에 비해 효과는 미미하게 증가하므로 1~2중량%를 함유하는 것이 바람직하며, 2중량%를 함유하는 것이 더 바람직하다.
상기 정화제에 포함된 광촉매는 이산화티탄(TiO2) 단독으로 이루어진 것보다는 고활성을 갖도록 이산화규소(SiO2)가 함께 혼합된 것으로 구비되며 항균성, 항곰팡이성이 우수하고, 원적외선 방사 및 음이온방출에 따른 공기정화기능과 더불어 포름알데히드의 농도를 저감시키는 기능을 갖는 것으로 알려져 있다. 피톤치드 오일은 실내에서 살균 및 공기정화 기능을 가지며 라돈(radon), 6가크롬(Cr6+: Chromium), 암모니아(ammonia), 강알칼리(PH12)성 독성을 비롯하여 포름알데히드의 농도를 저감시키는 기능을 갖는 것으로 알려져 있다. 이같은 정화제를 폴리머 모르타르 조성물에 포함시키면 콘크리트 구조물 표면(C1)을 보수하는 것뿐만 아니라 1종 시멘트 사용으로 인해 새롭게 발생하는 독성을 저감하고 공기정화 기능을 갖도록 할 수 있는 장점이 있다.
다만, 광촉매의 경우 피톤치드와 비교하여 더 오랜 기간 동안 해당 기능을 유지할 수 있고 기능도 강력하다는 장점이 있으나 햇빛이나 실내 조명등으로부터 방출되는 충분한 양의 자외선을 받아야 제대로 기능을 발휘할 수 있다는 제한적인 이유 때문에 본 발명에서는 자외선 여부에 관계없이 상시적으로 기능을 발휘할 수 있도록 광촉매와 피톤치드 오일이 혼합된 복합적 형태로 정화제를 구비한 것이다.
하지만, 피톤치드 오일의 경우 오일 특성상 광촉매 희석액과 균일하게 혼합되기 어려운 관계로 고품질의 정화제를 만들지 못하며, 피톤치드 오일과 광촉매 희석액이 균일하게 혼합되지 못하고 분리된 상태에서는 오일팜 섬유에 원활하게 함침하기 어려운 난점이 있다. 이같은 문제를 해소하기 위한 방안으로 본 발명에서는 광촉매 희석액을 초미립자 무상수로 변환하고 그 상태에서 피톤치드 오일을 분사하여 혼합시킨 후 액화시키는 별도의 공정을 진행한다. 본 발명에서 피톤치드 오일과 광촉매 희석액을 상변환을 통해 균일하게 혼합하여 고품질의 정화제를 얻기 위한 목적으로 개발된 독창적인 형태의 상변환 혼합기를 사용하게 되는데 그 구체적인 구성 및 작용에 대해서는 차후에 자세히 설명하기로 한다.
상기 오일팜 섬유(Oil Palm Fiber)는 광촉매 희석액과 피톤치드 오일이 균일하게 혼합되어 고품질로 만들어진 정화제에 대하여 보존성을 높이기 위한 역할을 한다. 이를 위해 액상의 정화제를 곧바로 폴리머 모르타르 조성물의 일 성분으로 첨가하지 않고 오일팜 섬유에 함침시킨 상태로 첨가함으로써 정화제의 보존성을 높일 수 있도록 한다. 상기 오일팜 섬유는 30~50mm 길이의 단섬유로 구비하며, 오일팜 섬유로부터 전분을 제거하여 미세공극을 형성시킨 후 건조공정을 진행한다. 이렇게 전분이 제거되어 미세공극이 형성된 상태에서 건조과정까지 거친 오일팜 섬유는 강력한 흡습특성을 가지고 액상의 정화제를 흡수할 수 있는 상태가 되는데, 이때 액상의 정화제를 함침시켜준다.
여기서, 상기 오일팜 섬유로부터 전분을 제거하기 위해서는 오일팜 섬유의 0.2 내지 2%w/v의 양으로 베타글루카나제(β-glucanase)를 첨가한 후, 45℃, pH 5.5 내지 7.5 조건에서 1 내지 10시간 반응한 다음, 여과 및 세척 후 전분이 제거된 상태의 오일팜 섬유를 수득하면 된다. 오일팜 섬유로부터 전분이 제거되면 전분이 추출된 자리에 더 많은 양의 정화제를 흡수할 수 있는 미세공극이 자연스럽게 형성되며, 전분으로 인한 미생물과 곤충에 의한 침식의 우려 및 기능 저하의 우려도 사라지는 장점이 있다.
상기 오일팜 섬유는 전술된 것처럼 적당히 처리된 상태에서 강력한 흡습특성을 갖고 액상의 정화제를 흡수하여 보존하는 기능에 더해, 50%가 넘는 셀룰로오스와 리그닌, 헤미셀룰로오스를 보유하고 있으므로 압축강도 상승에 효과가 있고, 특히 인장, 굽힘 강도에도 긍정적인 영향을 미친다. 또한 오일팜 섬유는 콘크리트 구조물에 대하여 화재시 폭렬현상 방지에도 효과적인 것으로 알려져 있다는 점에 주목할 수 있다. 다만, 본 발명의 실시예에 의한 폴리머 모르타르 조성물에 의한 모르타르가 콘크리트 구조물의 내부를 구성하기보다는 보수용으로서 콘크리트 구조물 표면(C1)에 도포되는 용도로 사용되는 관계로 콘크리트 구조물에 대한 본격적인 폭렬방지 기능을 기대하는 것은 무리이지만 폭렬현상을 방지하도록 만들어진 콘크리트 구조물까지 보수대상에 포함시킬 수 있다는 장점을 갖는다.
상기 1종 시멘트는 34~40중량% 함유하는 것이 바람직하다. 만일 그 함유량이 40중량%를 초과하게 되면 모르타르의 강도는 증가하나 균열 발생의 가능성이 증가하며, 그 함유량이 34중량% 미만이면 균열의 가능성은 낮아지나 모르타르의 강도가 저하한다.
상기 규사는 40~49중량%를 함유하는 것이 좋으며, 만일 그 함유량이 49중량%를 초과하게 되면 모르타르의 분사가 빠르게 되어 작업성은 증가하나 분사할 때 분사기 노즐을 쉽게 마모시키게 되며, 그 함유량이 40중량% 미만이 되면 모르타르의 분사성능이 저하되어 작업시간이 늘어나게 된다.
상기 팽창시멘트는 건조수축에 의하여 일어나는 균열을 감소시킬 목적으로 사용되며, 2~4중량%를 함유하는 것이 바람직하다. 만일 4중량%를 초과하면 지나친 팽창으로 모르타르 강도가 저하되며, 2중량% 미만이면 모르타르의 수축에 대한 보상이 적어 균열을 발생시킬 수 있다. 본 발명에 사용된 팽창 시멘트는 CSA(Calcium Sulfo-Aluminate)계 시멘트로서, 빠른 응결 및 높은 초기강도 발현 등의 성능을 지니고 있다.
상기 폴리머는 모르타르의 접착력 증가와 레올로지 증가의 목적으로 3중량% 사용한다. 상기 폴리머의 함유량이 3중량%를 초과하면 접착력 및 레올로지는 증가하나 경제적으로 부담이 되며, 3중량% 미만일 경우 접착력이나 레올로지가 저하된다. 폴리머는 재분산성 분말 수지를 사용하며 EVA, 아크릴, SBR 등도 사용할 수 있다.
상기 증점제는 모르타르 분사 시 리바운드 저하에 의한 점착력 증가를 위해 0.2중량% 정도 사용하는데, 그 이상 사용하면 지나친 점착력 증가로 인해 작업성이 저하된다. 본 발명에서는 메틸셀룰로오스(methyl cellulose)와 옥수수 스타치(corn starch)를 각 50중량% 혼합한 증점제를 사용하였다.
계속해서 아래에서는 본 발명에서 피톤치드 오일과 광촉매 희석액을 상변환을 통해 균일하게 혼합하여 고품질의 정화제를 얻기 위한 목적으로 개발된 상변환 혼합기 및 그의 작용 및 효과에 대해 자세히 설명하기로 한다.
상기 상변환 혼합기는 도 2 및 도 3에 도시된 것처럼, 혼합유도관(10), 오일분사노즐(20), 무상변환부재(30), 적상변환부재(40), 히팅부재(50)를 포함하여 이루어진다.
상기 혼합유도관(10)은 무상변환부재(30)에서 초미세 입자화된 광촉매 희석액인 무상수와 피톤치드 오일을 함께 공급받아 강하게 접촉 및 혼합시키면서 1차 혼합하는 역할을 한다. 이를 위해 상기 혼합유도관(10)은 선단부가 무상변환부재(30)와 연통되어 상기 무상변환부재(30)로부터 송출되는 광촉매 희석액의 무상수를 공급받을 수 있도록 함과 동시에 피톤치드 오일탱크와 연결되어 상기 오일분사노즐(20)로부터 피톤치드 오일도 공급받는다. 배관 형태를 갖는 몸체 내부에는 내경을 점차 줄여주었다가 원상태로 넓히면서 중간 지점에 협소한 벤츄리관 형태의 유로를 형성하는 돌출부(11)가 구비된다. 이같은 돌출부(11)는 도 4에서 볼 수 있는 것처럼 광촉매 희석액의 무상수와 피톤치드 오일이 벤츄리 효과에 의해 상대적으로 협소해진 유로(10a)에서 보다 증가된 속도로 흐르면서 서로 강하게 접촉할 수 있도록 유도한다. 또한, 상기 돌출부(11) 내부에는 삼방밸브(60)의 제1공급관(62)을 통해 피톤치드 오일탱크와 연결되어 피톤치드 오일을 공급받아 임시 저장하는 챔버(11a,11b)가 형성되고, 상기 돌출부(11) 중 유로가 협소하게 형성된 지점에 대응하는 중간 지점의 내주면에는 상기 챔버(11a,11b)로부터 피톤치드 오일을 공급받아 분사하는 제1분사홀(11c)이 내주면 둘레방향을 따라 다수 형성되며, 상기 돌출부(11) 중 후단부 지점에는 상기 챔버(11a,11b)로부터 피톤치드 오일을 공급받아 분사하는 제2분사홀(11d)이 후단부 둘레방향을 따라 다수 형성된다. 이로써, 피톤치드 오일을 오일분사노즐(20)만 아니라 보다 다양한 지점에서 동시다발적으로 공급할 수 있게 되어 무상수와 보다 효과적으로 접촉할 수 있게 된다. 특히 돌출부(11) 중간 지점에 형성된 제1분사홀(11c)을 통해 분사되는 피톤치드 오일이 가장 빠른 속도로 흐르고 있는 무상수와 격렬하게 접촉할 수 있도록 하는 것에 반해, 돌출부(11) 후단부 지점에 형성된 제2분사홀(11d)을 통해 분사되는 피톤치드 오일은 상대적으로 느린 속도로 흐르고 있는 무상수와 차분하게 접촉할 수 있도록 하였다. 이같이 다양성이 공존하는 구성에 의하여 광촉매 희석액의 무상수와 피톤치드 오일의 혼합 및 접촉의 효과를 높이고 그에 따른 혼합 품질을 높은 수준으로 끌어올릴 수 있게 된다.
또한 상기 혼합유도관(10)의 선단부 내부에는 무상변환부재(30)의 원심송풍팬(32)으로부터 송출되는 광촉매 희석액의 무상수를 도 5와 같이 회오리바람의 형태로 송출하는 프로펠러팬(12)이 더 구비된다. 이같은 프로펠러팬(12)이 구비되어 작동하게 되면 도 4에서 볼 수 있는 것처럼 벤츄리 효과에 의해 무상수와 피톤치드 오일의 유동속도가 빠르게 형성되면서 서로 강력한 접촉이 이루어지는 것과 함께 도 5에서 볼 수 있는 것처럼 무상수가 강력한 회오리바람의 형태로 피톤치드 오일과 혼합되는 복합작용이 일어난다. 따라서 초미세 입자 상태의 광촉매 희석액인 무상수와 피톤치드 오일 간 접촉 및 혼합이 매우 신속하면서도 효과적으로 일어나게 된다. 참고로 상기 프로펠러팬(12)은 최근 가정에서 사용되고 있는 에어서큘레이터에 채용된 팬과 동일한 형태의 것으로 마련하면 충분하다.
상기 오일분사노즐(20)은 상기 혼합유도관(10) 내부에서 무상수의 흐름방향과 일치하게 피톤치드 오일을 공급하는 역할을 한다. 이를 위해 상기 오일분사노즐(20)은 삼방밸브(60)의 제2공급관(63)을 통해 피톤치드 오일탱크와 연결되어 액상의 피톤치드 오일을 공급받으며 혼합유도관(10)의 선단부 벽체를 관통한 상태에서 끝단부가 혼합유도관(10)의 중심선상에 위치하면서 상기 돌출부(11)에 의해 협소하게 형성된 유로를 향하도록 형성된다. 여기서 상기 오일분사노즐(20)은 도 3에서 볼 수 있는 것처럼 혼합유도관(10)의 벽체로부터 중심선까지 형성된 제1노즐부(21)와 상기 제1노즐부(21)로부터 혼합유도관(10)의 중심선을 따라 연장되어 그 끝단이 돌출부(11)에 의한 협소한 유로(10a)에 까지 근접하게 형성된 제2노즐부(22)로 이루어진다. 이같은 오일분사노즐(20)은 돌출부(11)에 의한 협소한 유로(10a) 인근에서 피톤치드 오일을 광촉매 희석액의 무상수 흐름방향으로 일치하게 분사하면서 무상수의 유동속도를 가속화하는데 도움을 주게 된다. 이로써 혼합유도관(10)의 돌출부(11) 중간 지점의 협소한 유로(10a)에서 보다 빠른 속도로 광촉매 희석액의 무상수와 피톤치드 오일이 접촉하는데 기여한다.
상기 무상변환부재(30)는 이송관(P1)을 통해 공급받은 광촉매 희석액을 초미세 입자 형태의 무상으로 변환하는 역할을 한다. 이를 위해 상기 무상변환부재(30)는 플랜지를 구비하여 상기 이송관(P1)과 혼합유도관(10) 중간에서 연통되는 배관 형태의 몸체를 갖고 내부에는 이송관(P1)을 통해 이송되는 광촉매 희석액을 무상수로 변환하여 분무하는 무상변환헤드(31)를 구비한다. 이같은 무상변환헤드(31)는 물분무 소화설비에 적용되는 무상변환헤드(31)(노즐)를 그대로 채용할 수 있으나, 내부식성 및 내구성을 강화한 소재로 개량하여 적용하는 것이 바람직하다. 이처럼 이송관(P1)으로부터 공급받은 광촉매 희석액을 그대로 사용하지 않고 초미세 입자 형태의 무상수로 변환하게 되면 분사되는 피톤치드 오일과 접촉할 수 있는 접촉면적을 획기적인 수준으로 넓게 확보할 수 있게 되어 고품질의 혼합이 가능하다는 점에서 매우 중요하다.
또한, 상기 무상변환부재(30) 내부에는 무상변환헤드(31)로부터 분무되면서 속도가 낮은 무상수를 보다 높은 속도로 송출하는 원심송풍팬(32)이 구비된다. 프로펠러팬(12)의 경우 무상수를 밀어 송출하는데 특화된 기능을 가지고 있다면 상기 원심송풍팬(32)은 무상변환헤드(31)의 설치로 인한 저항을 이겨내면서 속도가 낮아진 상태로 생성된 무상수를 끌어내어 상기 원심송풍팬(32)까지 송출하는데 적합하다고 할 수 있다. 본 발명에서는 이처럼 원심송풍팬(32)과 프로펠러팬(12)을 인근에 나란히 직렬 배치함으로써 양자 간 장점을 극대화할 수 있도록 하였다.
상기 적상변환부재(40)는 상기 혼합유도관(10)을 거치면서 1차 혼합이 이루어진 광촉매 희석액의 무상수와 피톤치드 오일이 혼합된 혼합액을 공급받아 물방울 형태의 적상으로 만들면서 서로 간의 혼합품질을 극대화하는 역할을 한다. 이를 위해 상기 적상변환부재(40)는 배관 형태의 몸체에 의해 혼합유도관(10)의 후단부에 연결되어 상기 혼합유도관(10)을 경유한 무상수와 피톤치드 오일이 혼합된 혼합액을 공급받으며, 내부에는 유로를 차단하는 형태로 다수의 미세공이 형성된 그릴(41,42,43)(grill)이 이격을 두고 직렬로 복수 배치된다. 도면에 따르면 세 개의 그릴(41,42,43)이 배치된 것으로 도시되었는데 이같은 구성에 의하면 혼합액이 상기 그릴(41,42,43)에 의해 형성된 그릴층을 통과할 때마다 수축 및 팽창을 반복하면서 광촉매 희석액에 대한 피톤치드 오일의 혼합품질을 점진적으로 높일 수 있게 되며, 혼합액이 각각의 그릴(41,42,43)을 통과할 때마다 그릴(41,42,43) 뒤쪽에 형성된 이격공간(44a,44b,44c)에서는 난류 형태의 유동까지 일어나면서 광촉매 희석액과 피톤치드 오일 간 혼합이 더욱 활발하게 이루어지게 된다.
상기 히팅부재(50)는 혼합유도관(10)에 공급되는 피톤치드 오일을 중간에서 신속히 가열하는 역할을 한다. 이를 위해 상기 히팅부재(50)는 인입구(52a)와 인출구(52b)를 구비하여 피톤치드 오일탱크로부터 피톤치드 오일을 공급받은 후 삼방밸브(60)의 인입배관(61)을 통해 혼합유도관(10)으로 배출하는 내관(51)과, 상기 내관(51)을 이격되게 둘러싸서 보온하는 외관(52)과, 상기 내관(51)의 내부에서 내관(51)의 중심축을 따라 봉 형상으로 길게 형성되고 히터를 내장하고 있어서 내관(51)의 내부를 경유하는 피톤치드 오일을 가열하는 가열봉(53)과, 상기 가열봉(53)의 외주면을 따라 나선형으로 형성되어 상기 내관(51)의 내부를 나선 형태로 경유하도록 피톤치드 오일을 안내하면서 접촉하여 가열시켜주는 가열핀(54)을 구비한다. 이같은 히팅부재(50)의 구성에 의하면 공급되는 피톤치드 오일의 온도를 신속히 높일 수 있게 되어 혼합유도관(10) 내부에서 광촉매 희석액의 무상수와 피톤치드 오일 간 혼합이 더 높은 온도 분위기에서 이루어질 수 있도록 한다.
계속해서 아래에서는 전술된 폴리머 모르타르 조성물에 의해 이루어진 모르타르(120)를 사용한 콘크리트 구조물 보수공법에 대해 설명한다.
본 발명의 실시예에 의한 콘크리트 구조물 보수공법은 도 6에 도시된 것처럼 표면 처리단계(S110), 프라이머 도포단계(S120), 모르타르 1차 도포단계(S130), 보강메시 부착단계(S140), 모르타르 2차 도포단계(S150)를 포함하여 이루어진다.
상기 표면 처리단계(S110)에서는 콘크리트 구조물 표면(C1)을 평탄하게 다듬는다. 이를 위해 콘크리트 구조물 표면(C1)에 대한 취핑 및 그라인딩 작업, 이물질 제거를 포함한 세정작업이 진행된다. 이때 콘크리트 구조물 표면(C1)에 현저한 결손이나 균열이 있는 경우 모르타르(120)로 결손된 부분을 미리 충진하여 복구해준다.
상기 프라이머 도포단계(S120)에서는 선택적으로 실시하는 것으로 콘크리트 표면이 평탄한 상태에서 청결하게 된 후, 계절 및 온도를 고려하여 프라이머(110) 종류를 선택하고, 그 선택된 프라이머(110)를 도포한다. 프라이머(110)의 경우 D-BOND 300 타입 중에서 계절에 맞게 종류를 선택하여 사용하며, 프라이머(110) 주제와 경화제를 2 대 1 중량비로 균일하게 혼합하여 도포한다. 도포량은 250g/m2 정도로 하고, 손으로 만져 끈적거림이 없는 상태가 되면 완전히 건조된 간주하여 다음 단계를 진행한다.
상기 모르타르 1차 도포단계(S130)에서는 본 발명의 실시예에 의한 폴리머 모르타르 조성물로 이루어진 모르타르(120)를 손상된 콘크리트 구조물 표면(C1) 전체에 넓게 도포한다.
상기 보강메시 부착단계(S140)에서는 모르타르(120)의 1차 도포가 진행되고 경화되지 않은 시점에서 모르타르(120)의 침투가 가능하도록 다공성의 메시 형태로 형성된 보강메시(FS)를 부착 시공한다. 여기서 상기 보강메시(FS)는 다공성의 메시 형태로 형성되고 상기 모르타르(120)보다 높은 신장률을 갖는 수축, 팽창성 소재로 이루어진 제1보강메시(130)와 제2보강메시(140)로 이루어지는데, 이들을 순차적으로 부착하여 다단 적층시켜주는 것이다. 상기 제1보강메시(130)와 제2보강메시(140)는 모두 폴리염화비닐 60 내지 70중량부, 폴리에스터 30 내지 40중량부를 포함하는 수축, 팽창성 소재로 이루어진다. 또한, 상기 제1보강메시(130)와 제2보강메시(140)에는 수산화알루미늄(Al(OH)3), 수산화마그네슘(Mg(OH)2), 탄산칼슘(CaCO3) 중 어느 한 종의 분말이 포함되어 난연성을 갖는다. 수산화알루미늄(Al(OH)3), 수산화마그네슘(Mg(OH)2), 탄산칼슘(CaCO3)의 경우 난연소재로 널리 알려진 것이므로 이들 소재에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
여기서 상기 제1보강메시(130)는 도 7에 도시된 것처럼 사각의 횡단면을 가지며 상면과 하면이 중앙으로 갈수록 볼록하게 엠보싱 형태로 형성된 제1사각부재(131)와 제1사각형 홀(132)이 교번하여 연속 배치된 메시 형태로 형성되고, 상기 제1사각부재(131)에는 상기 모르타르(120)가 인입되도록 가로방향 홈(131a)이 형성된다. 상기 제2보강메시(140)는 도 8에 도시된 것처럼 제1보강메시(130)와 마찬가지로 사각의 횡단면을 가지며 상면과 하면이 중앙으로 갈수록 볼록하게 엠보싱 형태로 형성된 제2사각부재(141)와 제2사각형 홀(142)이 교번하여 연속 배치된 메시 형태로 형성되고, 상기 제2사각부재(141)에는 상기 모르타르(120)가 인입되도록 세로방향 홈(141a)이 형성된다.
상기 보강메시 부착단계(S140)에서는 위와 같은 제1보강메시(130)와 제2보강메시(140)를 콘크리트 구조물 표면(C1)에 순차적으로 적층하여 덧붙이게 되는데, 중요한 것은 다단 적층시 상기 제1보강메시(130)의 제1사각형 홀(132)과 상기 제2보강메시(140)의 제2사각형 홀(142)이 일치하도록 적층시켜준다는 점에 있다. 이로써 도 9에 도시된 것처럼 1차, 2차 도포된 모르타르(120)가 상기 제1보강메시(130)의 제1사각형 홀(132)과 상기 제2보강메시(140)의 제2사각형 홀(142)을 통해 단절 없이 연결된다. 또한 도 9에 도시된 것처럼 제1보강메시(130)의 제1사각부재(131)와 제2보강메시(140)의 제2사각부재(141)가 볼록한 엠보싱 형태로 형성되었기 때문에 그 사이로 충분한 양의 모르타르(120)가 유입되며, 가로방향 홈(131a)과 세로방향 홈(141a)에 의해 모르타르(120)가 인입되어 제1보강메시(130)와 제2보강메시(140)에 대하여 매우 견고하게 고착되어 일체화된다.
이처럼 보강메시 부착단계(S140)를 통해 모르타르(120)의 침투가 가능한 다공성의 메시 형태이면서 모르타르(120)보다 높은 신장률을 갖는 수축, 팽창성 소재로 이루어진 제1보강메시(130)와 제2보강메시(140)를 시공하게 되면 상기 제1보강메시(130)와 제2보강메시(140)가 콘크리트 구조물의 표면에서 마치 철근과 같은 작용을 하면서 모르타르(120)에 의해 형성되는 모르타르층의 인장강도를 대폭 상승시켜주고 모르타르(120)와 기존 콘크리트 구조물 간에 안정적인 일체화를 이루도록 도와준다. 이에 따라 모르타르(120)로부터 형성되는 모르타르(120)층이 가혹한 조건에서도 콘크리트 구조물로부터 쉽게 박리되지 않으며 균열 발생 확률도 극소화된다.
상기 모르타르 2차 도포단계(S150)에서는 콘크리트 구조물 표면(C1)에 대하여 보강메시(FS) 부착이 완료된 상태 그대로 모르타르(120)를 2차로 도포하여 준다. 그러면 도 9에 도시된 것처럼 1차, 2차 도포된 모르타르(120)가 상기 제1보강메시(130)의 제1사각형 홀(132)과 상기 제2보강메시(140)의 제2사각형 홀(142)을 통해 단절 없이 연결된다.
이처럼 본 발명의 실시예에 의한 콘크리트 구조물 보수공법에서는 전술된 폴리머 모르타르 조성물을 단순 시공하는 것이 더해 독창적인 형태로 마련된 보강메시(FS)를 부가함으로써 모르타르층의 인장강도를 대폭 상승시켜주고 모르타르(120)와 기존 콘크리트 구조물 간에 안정적인 일체화를 이루도록 하며, 가혹한 조건에서도 콘크리트 구조물로부터 쉽게 박리되지 않으며 균열 발생 확률도 극소화할 수 있게 된다.
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.
110 : 프라이머 120 : 모르타르
130 : 제1보강메시 140 : 제2보강메시

Claims (8)

  1. 손상된 콘크리트 구조물을 보수하기 위한 콘크리트 구조물 보수용 폴리머 모르타르 조성물로서,
    1종 시멘트 34~40중량%, 규사 40~49중량%, 혼합 유리분말 8~10중량%, 수용성 에폭시 1중량%, 정화제 1~2중량%, 오일팜 섬유 1~4중량%, 팽창시멘트 2~4중량%, 폴리머 3중량%, 증점제 0.2중량%의 조성으로 이루어지며,
    상기 혼합 유리분말은 재활용 유리가 파쇄되어 이루어진 불규칙 형상의 파쇄 유리분말을 포함하되, 건식상태에서 디스펜서에서 내부이동 및 분사시 유동성을 높이기 위하여 상기 파쇄 유리분말 평균입경보다 1/50 이하의 작은 평균입경을 갖고 구형으로 형성되어 상기 파쇄 유리분말의 표면과 접촉하면서 유동성 향상재로서 작용하는 구형 유리분말을 포함하며,
    상기 오일팜 섬유는 30~50mm 길이의 단섬유로 구비되고, 상기 오일팜 섬유로부터 전분을 제거하여 공극을 형성시킨 후 건조공정을 거쳐 액상의 물질이 침투 가능한 상태로 만들며, 상기 정화제는 초미립자 무상수로 변환된 상태의 광촉매 희석액에 피톤치드 오일을 분사하여 혼합한 후 액화시켜 액상의 상태로 만들며, 이렇게 만들어진 액상의 정화제는 상기 오일팜 섬유에 함침시킨 상태에서 첨가되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보수용 폴리머 모르타르 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파쇄 유리분말은 1 내지 500μm의 평균입경을 가지며, 상기 파쇄 유리분말에 대한 구형 유리분말의 혼합비는 1vol.% 내지 2vol.%인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보수용 폴리머 모르타르 조성물.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    광촉매 희석액과 피톤치드 오일의 균일한 혼합을 위하여 상변환 혼합기가 사용되며, 상기 상변환 혼합기는,
    액상의 광촉매 희석액을 초미립자 상태의 무상수로 변환하여 분무하는 무상변환헤드와, 상기 무상변환헤드로부터 분무되면서 속도가 낮게 형성되는 무상수를 보다 높은 속도로 송출하는 원심송풍팬을 구비한 무상변환부재와;
    선단부가 무상변환부재와 연통되어 상기 무상변환부재로부터 송출되는 무상수를 공급받으며 내부에는 내경을 점차 줄여주었다가 원상태로 넓히면서 중간 지점에 협소한 유로를 형성하는 돌출부가 구비되어 이송 중인 초미립자 상태의 무상수와 피톤치드 오일이 협소해진 유로에서 보다 증가된 속도로 접촉할 수 있도록 한 혼합유도관과;
    피톤치드 오일탱크와 연결되어 피톤치드 오일을 공급받으며 상기 혼합유도관의 선단부 벽체를 관통한 상태에서 끝단부가 상기 혼합유도관의 중심선상에 위치하면서 상기 돌출부에 의해 협소하게 형성된 혼합유도관의 유로를 향해 공급받은 피톤치드 오일을 분사하는 오일분사노즐과;
    상기 혼합유도관의 선단부 내부에 구비되어 상기 무상변환부재의 원심송풍팬으로부터 송출되는 무상수를 회오리바람의 형태로 송출함으로서 상기 혼합유도관 내부로 공급되는 피톤치드 오일과 원활한 혼합이 이루어질 수 있도록 한 프로펠러팬과; 및
    피톤치드 오일탱크와 연결되어 피톤치드 오일을 공급받은 후 상기 혼합유도관으로 배출하는 내관과, 상기 내관을 이격되게 둘러싸서 보온하는 외관과, 상기 내관의 내부에서 내관의 중심축을 따라 봉 형상으로 길게 형성되고 히터를 내장하여 상기 내관의 내부를 경유하는 피톤치드 오일을 가열하는 가열봉과, 상기 가열봉의 외주면을 따라 나선형으로 형성되어 상기 내관의 내부를 나선 형태로 경유하도록 피톤치드 오일을 안내하면서 접촉하여 가열하는 가열핀으로 이루어진 히팅부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보수용 폴리머 모르타르 조성물.
  5. 손상된 콘크리트 구조물을 보수하기 위한 콘크리트 구조물 보수공법으로서,
    콘크리트 구조물 표면을 평탄하게 다듬는 단계;
    평탄하게 다듬어진 콘크리트 표면에 프라이머를 도포하는 단계;
    제1항의 보수용 폴리머 모르타르 조성물로 이루어진 모르타르를 콘크리트 구조물 표면에 1차, 2차 도포하는 단계;
    상기 모르타르의 1차 도포가 완료된 콘크리트 구조물 표면에 대하여 모르타르의 침투가 가능하도록 다공성의 메시 형태로 형성되고 수축 및 팽창성을 갖는 재질의 수지를 소재로 하여 이루어진 보강메시를 콘크리트 구조물 표면에 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보수공법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 보강메시는,
    상기 보강메시에서 수지는 폴리염화비닐 60 내지 70중량부, 폴리에스터 30 내지 40중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보수공법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 보강메시에는 무독성의 무기난연제 분말을 첨가하되, 상기 무기난연제는 수산화알루미늄(Al(OH)3), 수산화마그네슘(Mg(OH)2), 탄산칼슘(CaCO3) 중 어느 한 종인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보수공법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 보강메시는, 사각의 횡단면을 가지며 상면과 하면이 중앙으로 갈수록 볼록하게 엠보싱 형태로 형성된 제1사각부재가 제1사각형 홀과 교번하여 연속 배치되어 메시 형태를 이루며, 상기 제1사각부재의 상면과 하면에는 각각 상기 모르타르가 인입되도록 가로방향 홈이 형성된 제1보강메시와, 사각의 횡단면을 가지며 상면과 하면이 중앙으로 갈수록 볼록하게 엠보싱 형태로 형성된 제2사각부재가 제2사각형 홀과 교번하여 연속 배치되어 메시 형태를 이루며, 상기 제2사각부재의 상면과 하면에는 각각 상기 모르타르가 인입되도록 세로방향 홈이 형성된 제2보강메시를 다단 적층시킨 것이며,
    상기 제1보강메시와 제2보강메시의 다단 적층시 상기 제1보강메시의 제1사각형 홀과 상기 제2보강메시의 제2사각형 홀이 일치하도록 적층하여 1차, 2차 도포된 모르타르가 상부와 하부에서 단절 없이 연결되도록 한 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보수공법.
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