KR102004215B1 - 세라믹 몰탈 방수·방식 재료를 이용한 구조물 단면복구공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 증류수 100중량부에 대해 S.B.R 라텍스 30 내지 60중량부, E.V.A 접착제 20 내지 40중량부, 소디움벤조나이트 5 내지 10중량부, 아크릴계점착제 4 내지 8중량부, 유산소다 10 내지 20중량부를 포함하는 경화재를 이용하여 복구될 단면의 균열부위에 침투도장을 하는 단계(S10); 상기 경화재를 이용하여 복구될 단면을 도장하여 프라이머층을 형성하는 단계(S20); 포틀랜드 시멘트 100중량부에 대해 옥 파우더 80 내지 120중량부, 규사 150 내지 250중량부, 규석분 40 내지 60중량부, 유리질 3 내지 10중량부, 회토류 1 내지 3중량부, 메틸셀룰로오스 3 내지 10중량부, 마이크로섬유 3 내지 10중량부, 스틸슬래그 5 내지 15중량부, 안료 0.1 내지 0.5중량부를 포함하는 파우더주재와 상기 경화재를 혼합한 혼합몰탈을 이용하여 상기 프라이머층 상부에 복구층을 형성하는 단계(S30); 상기 복구층의 상부에 상기 경화재를 도포하여 마감층을 형성하는 단계(S40);를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 몰탈 방수·방식 재료를 이용한 구조물 단면복구공법에 관한 것이다.

Description

세라믹 몰탈 방수·방식 재료를 이용한 구조물 단면복구공법{Reconstruction of Structural Section Using Waterproofing and Polishing Material of Ceramic Mortar}

본 발명은 원적외선 방출물질과 무독성 물질이 혼합된 재료를 토목, 건축, 상수도, 하수도, 폐수, 정수처리시설 등의 단면복구공법에 사용되어 방수 및 방식기능은 물론 항균작용 등에 의해 구조물의 부식을 방지할 수 있는 단면복구공법에 관한 것이다.

일반적으로 콘크리트 구조물은 환경적 요인과 사용재료의 내구성 저하 등 복합적인 영향으로 중성화, 동해, 염해 등 콘크리트의 열화현상이 진행되어 구조물의 내하력 및 내구성이 저하되고 안전성이 떨어져 콘크리트 구조물의 유지관리를 위한 열화된 콘크리트의 단면복구가 요구되고 있는 실정이다.

기존에 단면복구를 위한 몰탈은 복구될 콘크리트 구조물과의 신축·팽창율을 보정하지 못해 복구된 몰탈이 탈락하는 문제가 있다. 또한 하수·폐수·오수처리장 용도의 콘크리트 구조물의 경우 담수된 하수 등을 뺏을 때 방수·방식성능 수명이 다된 상태에서 구조물의 표면에 부식상태가 심하고 철근이 노출되어 부식된 상태가 되어 구조물 자체의 안전성에 문제가 있고 이에 담수되는 하수 등에 더욱 오염도를 부가하는 문제가 있다.

이에 다양한 기술이 제시되고 있는데 일 예로 대한민국 특허등록 제814962호에서는 포틀랜드 시멘트 15∼35중량%, 알루미나시멘트 또는 칼슘설퍼알루미네이트 시멘트 2∼10중량%, 석고 1∼5중량%, 실리카흄 1∼5중량%, 슬래그 또는 플라이애쉬 3∼15중량%, 운모 0.1∼2중량%, 감수제 0.05∼0.5중량%, 분말수지 1∼5중량%, 규회석 0.5∼5중량%, 합성섬유 0.1∼0.5중량%, 기능성 혼화제 1∼5중량%, 규사 30∼60중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 단면복구용 모르타르를 제시하고 있다.

그러나 상기 기술의 경우 균열 등의 제어를 통해 물리적으로 내부식성 등을 향상시키도록 하는 것인데 구조물이 하,폐수 등에 장시간 노출되는 경우 세균에 의한 부식에는 노출될 가능성이 많은 문제가 있다.

대한민국 특허등록 제814962호

이에, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 원적외선 방출물질과 무독성 물질로 혼합된 재료를 토목, 건축, 상수도, 하수도, 폐수, 정수처리시설의 콘크리트 구조물에 있어 복구공법에 사용됨으로써 방수 및 방식은 물론 항균작용과 세균의 번식을 방지하는 작용에 의해 내부식성 등 내구성을 증대시킬 수 있는 복구공법을 제공하고자 함이다.

본 발명의 세라믹 몰탈 방수·방식 재료를 이용한 구조물 단면복구공법(이하 "본 발명의 공법"이라함)은 증류수 100중량부에 대해 S.B.R 라텍스 30 내지 60중량부, E.V.A 접착제 20 내지 40중량부, 소디움벤조나이트 5 내지 10중량부, 아크릴계점착제 4 내지 8중량부, 유산소다 10 내지 20중량부를 포함하는 경화재를 이용하여 복구될 단면의 균열부위에 침투도장을 하는 단계(S10); 상기 경화재를 이용하여 복구될 단면을 도장하여 프라이머층을 형성하는 단계(S20); 포틀랜드 시멘트 100중량부에 대해 옥 파우더 80 내지 120중량부, 규사 150 내지 250중량부, 규석분 40 내지 60중량부, 유리질 3 내지 10중량부, 회토류 1 내지 3중량부, 메틸셀룰로오스 3 내지 10중량부, 마이크로섬유 3 내지 10중량부, 스틸슬래그 5 내지 15중량부, 안료 0.1 내지 0.5중량부를 포함하는 파우더주재와 상기 경화재를 혼합한 혼합몰탈을 이용하여 상기 프라이머층 상부에 복구층을 형성하는 단계(S30); 상기 복구층의 상부에 상기 경화재를 도포하여 마감층을 형성하는 단계(S40);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 혼합몰탈은 상기 파우더주재 100중량부에 대해 상기 경화재 40 내지 60중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 경화재에는 증류수 100중량부에 대해 에틸헥실글리세린 3 내지 5중량부가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 경화재에는 증류수 100중량부에 대해 수산화리튬 1 내지 3중량부, 베타카로틴 1 내지 3중량부가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 공법은 방수·방식 성능 등이 우수한 재료를 사용함에 따라 복구될 구조물과의 부착강도, 압축강도, 내잔갈림성, 내충격성, 내염수성, 내약품성, 오존저항성 등을 향상시켜 내구성이 우수한 장점이 있다.

또한 본 발명의 공법은 원적외선 방출 등의 기능이 발현되는 재료를 사용함에 따라 유해균, 부패균의 발생을 제어할 수 있으며 황산염을 저감시킬 수 있고 악취를 저감시킬 수 있어 상수도시설의 음용수, 하수·폐수·오수시설 등의 복구 등에 적합한 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 공법을 나타내는 블록도이고,
도 2는 본 발명의 공법에 의해 형성되는 구조물 복구구조를 나타내는 측단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다.

본 발명의 공법은 증류수 100중량부에 대해 S.B.R 라텍스 30 내지 60중량부, E.V.A 접착제 20 내지 40중량부, 소디움벤조나이트 5 내지 10중량부, 아크릴계점착제 4 내지 8중량부, 유산소다 10 내지 20중량부를 포함하는 경화재를 이용하여 복구될 단면의 균열부위에 침투도장을 하는 단계(S10); 상기 경화재를 이용하여 복구될 단면을 도장하여 프라이머층을 형성하는 단계(S20); 포틀랜드 시멘트 100중량부에 대해 옥 파우더 80 내지 120중량부, 규사 150 내지 250중량부, 규석분 40 내지 60중량부, 유리질 3 내지 10중량부, 회토류 1 내지 3중량부, 메틸셀룰로오스 3 내지 10중량부, 마이크로섬유 3 내지 10중량부, 스틸슬래그 5 내지 15중량부, 안료 0.1 내지 0.5중량부를 포함하는 파우더주재와 상기 경화재를 혼합한 혼합몰탈을 이용하여 상기 프라이머층 상부에 복구층을 형성하는 단계(S30); 상기 복구층의 상부에 상기 경화재를 도포하여 마감층을 형성하는 단계(S40);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

즉 상기와 같은 본 발명의 공법에 의해 도 2에서 보는 바와 같이 구조물 복구구조(1)가 시공되는데, 복구구조(1)는 콘크리트 구조물(c)의 복구면에 침투도장층(2)과 이어서 순차적으로 프라이머층(3), 복구층(4), 마감층(5)으로 구성되며, 부가적인 콘크리트의 배합이나 이음새가 없이 일체로 형성된다.

이러한 구조를 갖도록 본 발명의 공법에 사용되는 재료를 개략적으로 설명하면, 파우더주재와 경화재의 2가지 재료로 이루어지며, 재료의 구성에 있어서 주재는 무기질계로 옥파우더, 규사, 규석분, 유리질, 회토류 등을 혼합하여 이루어지고, 경화재는 수용성의 액상형으로 S.B.R 라텍스와 E.V.A접착제, 소디움벤조나이트 등과 증류수를 혼합하여 이루어진다. 본 발명의 공법에 사용되는 재료는 상기와 같은 구성성분을 갖는 주재와 경화재를 혼합하여 콘크리트의 구조물 등의 복구될 단면에 도포되어 방식 및 방수효과와 원적외선 방출로 인하여 무균, 무취, 무독성 등의 작용을 할 수 있게 된다.

상기 파우더주재의 구성성분인 옥파우더는 40℃의 분광방사율을 기준으로 할 때 전방사율이 약 0.9 내지 0.93이 되고, 규사의 전방사율은 0.7 내지 0.75가 된다.

상기 파우더주재의 구성성분인 회토류의 경우도 원적외선을 방출하면서 탈취기능이 발현되도록 하여 특히 하,폐수 시설물 등에서 항균 및 악취제거가 가능하도록 하는 것이다.

상기 스틸슬래그는 전로슬래그와 전기로슬래그로 나눌 수 있는데, 전로슬래그는 원강석을 녹여서 제조할 때 나오는 슬래그로, 고철을 녹일 때 나오는 전기로 슬래그와는 달리 성상이 균일하며 철의 함유량이 높아 철의 산화를 통한 CAHs의 직접 환원이나 수소 이온의 환원을 기대할 수 있다. 스틸슬래그는 본질적으로 철보다 가벼운 것이 비중 차에 의해 분리된 것이므로 중금속을 거의 함유하지 않고 있어 환경유해성이 낮다. 특히 구형율이 높아서 실적율이 크기 때문으로 밀실한 페이스트가 유도되도록 하여 방수 및 방식기능이 발현되도록 하는 것이다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 공법에 의해 형성되는 복구구조(1)는 방수 및 방식기능을 주목적으로 시공되는 기존의 재료와는 달리 원적외선을 방출함에 따라 상수는 물론 폐수, 하수, 오수, 해수시설 등에서 방수 및 방식은 물론 항균작용 및 세균번식을 억제할 수 있는 작용이 발현되도록 하며 콘크리트의 노화방지, 그리고 부유물질의 침투로 인한 철근의 부식을 억제하는 작용을 하게 된다.

우선 본 발명의 공법은 상기 경화재를 이용하여 복구될 단면의 균열부위에 침투도장을 하는 단계(S10)를 갖는다.

본 단계(S10)에서는 우선 복구가 필요한 구조물 표면의 불순물을 제거하여 상기 경화재에 의해 균열부위에 침투도장이 용이하도록 하여야 한다. 복구를 필요로 하는 구조물(콘크리트(c))의 표면에 먼지나 기름, 또는 레이턴스 등의 불순물을 제거한 후에 구조물의 표면 균열부위에 상기 경화재를 도장하여 침투도장층(2)이 형성되도록 하는 것이다.

그 다음으로 상기 경화재를 이용하여 복구될 단면을 도장하여 프라이머층을 형성하는 단계(S20)를 갖는다.

상기 프라이머층(3)은 상기 경화재만 이용하여 형성되게 되며, 이후 형성되는 복구층(4)이 완전하게 도포되어 구조물로부터 들뜨는 현상이 발생되지 않도록 하기 위함이다. 이와 같은 프라이머층(3)은 S.B.R 라텍스, E.V.A 접합재, 소디움벤조나이트, 증류수 등으로 구성되는 경화재를 붓이나 롤러를 이용하여 침투도장층(2)의 표면에 고르게 도포 되도록 형성된다.

한편 상기 경화재는 상기 S10단계에서 보는 바와 같이 복구가 필요한 구조물의 균열부위에 충진되도록 하여 침투도장층(2)이 형성되도록 하여야 하는데 상기 경화재의 일 구성요소로 아크릴계점착제는 규칙적으로 반복된 곧은 사슬 모양으로 조성 간에 점도를 증가시키되 시간이 지남에 따른 점도유지력이 높아 겔네트워크의 형성시간이 길게 가져가도록 하여 경화재가 구조물 표면의 미세균열에도 충진성을 좋게 하면서 부착력을 높이 가져갈 수 있게 한다.

그런데 상기 아크릴계점착제만을 첨가하는 경우 경화재의 경화과정 등에서 열이 발생되는 경우 아크릴계점착제의 겔네트워크가 약화되는 단점이 있는데 이를 보강하기 위해 경화재에는 베타카로틴이 더 포함되도록 하는 예를 제시한다. 상기 베타카로틴은 내열성이 우수하여 온도가 올라가는 경우에도 겔네트워크가 파괴되지 않도록 하여 경화재의 겔네트워크의 유지성을 높이도록 하는 것이다. 즉 고온하에서도 균열에 충진성을 향상시키게 되는 것이다.

또한 경화재의 경우 충진성을 향상시키기 위해 상기에서 언급된 바는 없으나 소량의 공기연행제가 첨가되도록 한다. 그런데 이렇게 연행된 공기는 배합, 도포 및 시공후 연행된 기포가 터짐에 의해 기포내부에 존재하는 공기가 페이스트로 유출이 되는데 특히 이산화탄소가 유출되는 경우 구조물 표면과 상기 침투도장층(2) 및 상기 프라이머층(3) 사이에서 이산화탄소 막이 형성되어 콘크리트의 중성화를 야기시킬 수 있는 포인트가 될 수 있는 문제가 있다. 이에 수산화리튬이 더 포함되도록 하는데 이와 같이 수산화리튬이 첨가됨에 따라 기포의 터짐에 의해 유출되는 이산화탄소의 경우 상기 수산화리튬이 이를 고정시킴으로써 콘크리트의 중성화 원인을 제어할 수 있게 되는 것이다.

바람직하게 상기 경화재에는 증류수 100중량부에 대해 수산화리튬 1 내지 3중량부, 베타카로틴 1 내지 3중량부가 더 포함되는 것이 바람직하다.

그 다음으로 상기 파우더주재와 상기 경화재를 혼합한 혼합몰탈을 이용하여 상기 프라이머층 상부에 복구층을 형성하는 단계(S30)를 갖는다.

상기 경화재는 합성고분자수지를 공중합에 의해 만들어진 수지미립자를 수중에 분산한 것으로서 이러한 경화재를 상기 파우더주재와 혼합함에 의해 복구될 콘크리트 구조물과 강한 부착력이 형성되며 종래 일반 복구몰탈의 결함인 충격 또는 수축에 의한 균열을 방지할 수 있고 경화재가 갖는 강인한 방수막은 상기 파우더주재와 결합으로 연행공기층의 모세관을 막아주어 화학적인 내약품성과 물리적인 내마모성으로 인해 상수시설은 물론 하,폐수 등의 시설에도 다양하게 적용될 수 있는 것이다.

그 다음으로 상기 복구층의 상부에 상기 경화재를 도포하여 마감층을 형성하는 단계(S40)를 갖는다.

한편 상기 마감층(5)은 상기 경화재만을 상기 복구층(4) 상부에 도포하여 형성되는 것으로 상기 마감층(5)은 외부와 노출되는 면으로 상기 마감층(5)은 특히 내부식성을 가져야 한다. 상기 마감층(5)의 경우 특히 하,폐수 등과 노출되어 유기물 등이 침적되어 부식환경에 노출되기 쉬우며 이러한 유기물의 침적은 마감층(5)의 경화과정 등에 형성되는 미세균열에 의해 더욱 노출되기 쉬운 경향이 있다.

이에 본 발명에서는 상기 경화재에 증류수 100중량부에 대해 상기에서 언급한 조성들 외에도 에틸헥실글리세린 3 내지 5중량부가 더 포함되도록 하는 예를 제시하고 있다.

상기 에틸헥실글리세린은 식물성 글리세린의 일종으로 항균력이 뛰어나고 보습효과가 우수한 것으로 알려져 있다. 즉 상기 경화재에 에틸헥실글리세린이 더 첨가되도록 하여 상기 마감층(5)에 침적되는 유기물에서 생장할 수 있는 각종 균에 대한 항균기능이 발현되도록 하여 마감층(5)의 내부식성을 향상시키게 되는 것이며 마감층(5)의 경화과정 및 시공후 모세관현상으로 수분이 증발에 의해 형성되는 미세균열의 경우도 상기에서 언급한 보습기능에 의해 이러한 수분증발을 방지하여 미세균열을 제어함으로써 물리적으로도 내부식성에 대한 저항성을 향상시키게 되는 것이며 미세균열을 통한 외기에 노출에 의해 내구성이 저하되는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.

그리고 이들 본 발명의 공법을 시공하기 위하여 사용되는 상기 재료들의 전체 사용량은 파우더주재에 대해 다음 표 1 및 경화재에 대해 표 2와 같이 구성될 수 있다. 상기 표 1 및 상기 표 2는 T.H.K 10m/m기준에 의거한 조성표이다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.

1 : 복구구조 2 : 침투 도장층
3 : 프라이머층 4 : 복구층
5 : 마감층

Claims (4)

1. 증류수 100중량부에 대해 S.B.R 라텍스 30 내지 60중량부, E.V.A 접착제 20 내지 40중량부, 소디움벤조나이트 5 내지 10중량부, 아크릴계점착제 4 내지 8중량부, 유산소다 10 내지 20중량부를 포함하는 경화재를 이용하여 복구될 단면의 균열부위에 침투도장을 하는 단계(S10);
   상기 경화재를 이용하여 복구될 단면을 도장하여 프라이머층을 형성하는 단계(S20);
   포틀랜드 시멘트 100중량부에 대해 옥 파우더 80 내지 120중량부, 규사 150 내지 250중량부, 규석분 40 내지 60중량부, 유리질 3 내지 10중량부, 회토류 1 내지 3중량부, 메틸셀룰로오스 3 내지 10중량부, 마이크로섬유 3 내지 10중량부, 스틸슬래그 5 내지 15중량부, 안료 0.1 내지 0.5중량부를 포함하는 파우더주재와 상기 경화재를 혼합한 혼합몰탈을 이용하여 상기 프라이머층 상부에 복구층을 형성하는 단계(S30);
   상기 복구층의 상부에 상기 경화재를 도포하여 마감층을 형성하는 단계(S40);
   를 포함하되,
   상기 경화재에는 증류수 100중량부에 대해 항균기능이 발현됨과 동시에 미세균열을 제어할 수 있는 에틸헥실글리세린 3 내지 5중량부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 세라믹 몰탈 방수·방식 재료를 이용한 구조물 단면복구공법.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 혼합몰탈은 상기 파우더주재 100중량부에 대해 상기 경화재 40 내지 60중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 몰탈 방수·방식 재료를 이용한 구조물 단면복구공법.
   
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 경화재에는 증류수 100중량부에 대해 수산화리튬 1 내지 3중량부, 베타카로틴 1 내지 3중량부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 세라믹 몰탈 방수·방식 재료를 이용한 구조물 단면복구공법.

Images