KR102008856B1 - 강도 및 내구성이 개선된 자기 충전형 콘크리트 포장체 보수공법 - Google Patents

강도 및 내구성이 개선된 자기 충전형 콘크리트 포장체 보수공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물과 자기 충전형 조성물을 연속적으로 포설하여 얻어지는 자기 충전형 콘크리트 포장체 조성물로서, 상기 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물이 조강형 결합재 8∼35 중량%, 잔골재 8∼20 중량%, 굵은골재 30∼80 중량% 및 물 4∼20 중량%를 포함하고; 그리고 상기 자기 충전형 조성물이 상온 속경성 결합재 5∼45 중량%, 잔골재 20∼30 중량%, 개질 혼화제 20∼40 중량% 및 물 15∼30 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 충전형 콘크리트 포장체 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 아스팔트 콘크리트의 문제점인 소성변형, 포장층내 체류수발생, 기존 콘크리트 층 보호 및 보강방법으로 공용기간을 연장하고, 건조수축에 의한 균열 등을 방지할 수 있고, 강도 및 내구성이 우수하여 콘크리트 포장, 교량 교면포장, 주차장 등에 적용이 가능한 콘크리트 포장체를 얻을 수 있다. 또한, 기존 콘크리트 포장과 비교하여 워터젯 작업이 불필요하고, 종방형 포설로 평탄성이 우수하고 재료비 절감효과를 얻을 수 있다. 또한, 기존 콘크리트와의 부착력이 한번에 타설되던 종래의 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물에 비하여 특히 우수하다. 특히, 숏블라스트를 이용하여 표면을 정리함으로써, 불규칙한 표면 요철을 형성하여 차량 주행시 소음저감 및 마찰계수 증대 효과로 미끄럼 저항성을 확보할 수 있다.

Description

강도 및 내구성이 개선된 자기 충전형 콘크리트 포장체 보수공법{SELF-FILLING CONCRETE PAVEMENT REPAIR METHOD WITH IMPROVED STRENGTH AND DURABILITY}
본 발명은 강도 및 내구성이 개선된 자기 충전형 콘크리트 포장체 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 포장체의 보수공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소성변형, 줄눈부 반사균열, 건조수축에 의한 균열 등을 방지하고, 강도 및 내구성이 우수하여 콘크리트 포장, 교량 교면포장, 주차장 등에 적용이 가능한 자기 충전형 콘크리트 포장체 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 포장체의 보수공법에 관한 것이다.
콘크리트 포장의 전면 개량공법으로는 아스콘 덧씌우기 포장과 접착식 또는 비접착식 콘크리트 덧씌우기 포장이 있다. 일반적으로 콘크리트 포장의 일정 두께를 절삭하고, 절삭된 단면 위에 아스콘을 덧씌우기 하는 방법의 포장개량공법을 주로 시행하고 있다. 그러나 아스콘 덧씌우기 포장 시공이음부의 균열, 아스콘 포장과 기존 콘크리트 포장 사이에 체류수 존재, 아스콘 포장의 소성변형, 줄눈부위를 따라 발생하는 반사균열, 기존 콘크리트 포장의 동결융해 및 염해 촉진 등의 문제가 발생하고 있다.
반면에 콘크리트 접착식 덧씌우기는 내구성이 우수한 장점이 있으나, 긴 양생기간으로 일반 시멘트 콘크리트를 사용하지 못하고 조기 교통개방이 가능한 속경형 시멘트를 사용하며, 아울러 기존 콘크리트 포장면과 부착력을 높이기 위해 폴리머 개질재를 사용하고 있어 시공 재료비가 고가이고, 기존 콘크리트 바닥면과, 덧씌우기 포장재의 부착력 향상을 위해 고압의 워터젯 치핑장치를 이용한 치핑, 진공흡입청소 등의 복작합 과정을 통해 공사가 진행되므로 경제성이 낮아 실제로 보수공사에서는 콘크리트 포장의 부분 보수, 소규모 공사에 국한하여 사용하고 있고, 전면 개량공사에는 적용하지 못하고 있다.
하지만 콘크리트 포장도로의 공용수명이 20∼30년에 이르는 구간이 늘어남에 따라 콘크리트 포장도로의 전면 개량이 요구되어 새로운 개념의 포장 개량공법 개발이 절실하다.
본 발명이 해결하려는 과제는, 조강시멘트를 바인더로 하는 조강형 투수성 시멘트 콘크리트를 RCC 공법으로 1차 포설하고, 2시간 양생 후 접착력과 침투력이 우수한 자기 충전형 조성물을 충전하여 자기 충전형 콘크리트 포장체를 완성함으로써 아스콘 포장의 문제점인 소성변형, 줄눈부 반사균열, 아스콘 포장층과, 콘크리트 포장층의 체류수로 인한 바닥 콘크리트의 열화를 해소할 수 있으며, 기존 시멘트 콘크리트 포장이 가지고 있는 시공성 저하와, 고가의 재료비 및 공사비 문제를 해결하였다. 기존 콘크리트 포장의 보수공법에 사용되는 재료의 단점으로 지적되고 있는 건조수축에 의한 균열 등을 방지하고, 강도 및 내구성이 우수하여 콘크리트 포장, 교량 교면포장, 주차장 등에 적용이 가능한 자기 충전형 콘크리트 포장체 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 포장체 보수공법을 제공함에 있다.
본 발명은 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물과 자기 충전형 조성물을 연속적으로 포설하여 얻어지는 자기 충전형 콘크리트 포장체 조성물로서, 상기 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물이 조강형 결합재 8∼35 중량%, 잔골재 8∼20 중량%, 굵은골재 30∼80 중량% 및 물 4∼20 중량%를 포함하고; 그리고 상기 자기 충전형 조성물이 상온 속경성 결합재 5∼45 중량%, 잔골재 20∼30 중량%, 개질 혼화제 20∼40 중량% 및 물 15∼30 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 충전형 콘크리트 포장체 조성물을 제공한다.
상기 조강형 결합재는, 조강형 결합제의 총 100 중량% 기준으로, 조강 포틀랜드 시멘트 40∼93 중량%, 알루미나 시멘트 1∼25 중량%, 메타카올린 1∼25 중량%, 고로슬래그 미분말 1∼20 중량%, 석고 1∼20 중량%, 파인세라믹 분말 0.5∼15 중량%, 초산비닐-염화비닐 공중합체 0.5∼10 중량%, 초산비닐-말레인산디에틸 공중합체 0.5∼10 중량%, 감수제 0.5∼10 중량%, 소포제 0.5∼10 중량%, 및 지연제 0.5∼10 중량%를 포함한다.
상기 상온 속경성 결합재는, 상온 속경성 결합재의 총 100 중량% 기준으로, 조강 포틀랜드 시멘트 50∼90 중량%, 칼슘설포알루미네이트 2∼30 중량%, 비정질 트리칼슘알루미네이트 2∼20 중량%, 메타카올린 2∼20 중량%, 고로슬래그 미분말 1∼15 중량%, 질화규소 1∼15 중량%, 산화지르코늄 0.5∼15 중량%, 감수제 0.5∼10 중량%, 소포제 0.5∼10 중량% 및 지연제 0.5∼10 중량%를 포함한다.
상기 상온 속경성 결합재는 적색 산화철, 황색 산화철, 산화크롬, 자색 산화철 및 흑색 산화철 중에서 선택된 1종 이상의 무기질 안료를 속경성 결합재의 총 100 중량% 기준으로 0.01∼10 중량%를 더 포함할 수 있다.
상기 개질 혼화제는, 개질 혼화제의 총 100 중량% 기준으로, 스티렌-메틸메타크릴레이트 공중합체 35∼95 중량%, 스티렌-염화비닐리덴 공중합체 1∼30 중량%, 폴리에스테르아크릴레이트 1∼25 중량%, 페놀-니트릴고무 1∼20 중량%, 올리고시아노아크릴레이트 1∼20 중량% 및 하이드로퍼옥사이드 1∼20 중량%를 포함한다.
상기 개질 혼화제는 평활성, 색얼룩 등의 결함을 개선하기 위하여 개질 혼화제의 총 100 중량% 기준으로 폴리비닐에테르 0.1∼10 중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 개질 혼화제는 강도, 내구성 및 전기적 성질을 개선하기 위하여 개질 혼화제의 총 100 중량% 기준으로 3-메르캅토프로필트리메톡시실란 0.1∼10 중량%를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 또한 하기 단계(S10) 내지 (S60)을 포함하는 콘크리트 포장체 보수공법을 제공한다:
- 콘크리트 포장을 보수하기 위하여 파쇄기를 이용하여 포장층을 제거하는 단계(S10),
- 평삭기 등을 이용하여 요철부 및 방수층을 제거하여 표층을 표면을 정리하는 단계(S20),
- 솔과 흡입기를 이용하여 표면을 청소하는 단계(S30),
- 청소된 표층에 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물을 진동 전압 다짐과 타이어 롤러 다짐으로 포설하는 단계(S40),
- 연속적으로 자기 충전형 조성물을 주입하여 마무리 양생하는 단계(S50), 및
- 자기 충전형 조성물이 양생된 후 미끄럼 저항을 높이기 위하여 숏블라스트를 이용하여 표면을 정리하는 단계(S60).
또한, 본 발명에서는, 상기 표면을 정리하는 단계(S60) 후에, 5∼20㎜의 간격으로 이격된 줄눈을 시공하는 단계(S70)를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 아스팔트 콘크리트의 문제점인 소성변형, 포장층내 체류수발생, 기존 콘크리트 층 보호 및 보강방법으로 공용기간을 연장하고, 건조수축에 의한 균열 등을 방지할 수 있고, 강도 및 내구성이 우수하여 콘크리트 포장, 교량 교면포장, 주차장 등에 적용이 가능한 콘크리트 포장체를 얻을 수 있다.
또한, 기존 콘크리트 포장과 비교하여 워터젯 작업이 불필요하고, 종방향 포설로 평탄성이 우수하고 재료비 절감효과를 얻을 수 있다.
또한, 기존 콘크리트와의 부착력이 한번에 타설되던 종래의 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물에 비하여 특히 우수하다. 특히, 숏블라스트를 이용하여 표면을 정리함으로써, 불규칙한 표면 요철을 형성하여 차량 주행시 소음저감 및 마찰계수 증대 효과로 미끄럼 저항성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 콘크리트 포장체 보수공법을 설명하기 위하여 도시한 시공 순서도이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자기 충전형 콘크리트 포장체 조성물은 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물을 콘크리트 포장면에 포설한 후에 연속적으로 개질 혼화제가 혼입된 자기 충전형 조성물을 주입하여 콘크리트 포장체를 얻기 위한 조성물이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자기 충전형 콘크리트 포장체 조성물은 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물과 자기 충전형 조성물을 포함한다. 상기 자기 충전형 조성물은 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물이 포설된 표면 상부에 포설되어 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물에 의해 형성된 공극으로 침투되어 경화됨으로써 성능을 발휘하게 된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물은 조강형 결합재 8∼35 중량%, 잔골재 8∼20 중량%, 굵은골재 30∼80 중량% 및 물 4∼20 중량%를 포함한다.
상기 잔골재는 입경이 2∼5mm인 골재로서, 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물에 대하여 8∼20 중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 굵은골재는 입경이 19mm 이하인 골재로서 상기 잔골재보다 입자의 크기가 굵은 골재로 구성되며, 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물에 대하여 30∼80 중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 조강형 결합재는, 조강형 결합제의 총 100 중량% 기준으로 조강 포틀랜드 시멘트 40∼93 중량%, 알루미나 시멘트 1∼25 중량%, 메타카올린 1∼25 중량%, 고로슬래그 미분말 1∼20 중량%, 석고 1∼20 중량%, 파인세라믹 분말 0.5∼15 중량%, 초산비닐-염화비닐 공중합체 0.5∼10 중량%, 초산비닐-말레인산디에틸 공중합체 0.5∼10 중량%, 감수제 0.5∼10 중량%, 소포제 0.5∼10 중량% 및 지연제 0.5∼10 중량%가 혼합되어 있는 것이 바람직하다.
상기 조강 포틀랜드 시멘트는 KS에 규정된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 조강 포틀랜드 시멘트는 상기 조강형 결합재에 대하여 40∼93 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 조강 포틀랜드 시멘트의 함량이 93중량%를 초과하면 반응성이 저하되어 초기강도 발현성이 저하되고, 상기 조강 포틀랜드 시멘트의 함량이 40중량% 미만이면 반응성이 높아져 작업성이 저하된다.
상기 알루미나 시멘트는 시멘트와 접촉시 생성되는 에트린가이트 수화물의 생성이 약 1∼3일 이내에 완료되어 안정화하므로 조강 포틀랜드 시멘트에 일부 소량 첨가 시 시멘트 경화체의 수축을 보상하여 시멘트 경화체의 자기수축 및 건조수축으로 인하여 발생하는 균열과 내구성능 저하를 방지한다.
상기 알루미나 시멘트는 상기 조강형 결합재에 대하여 1∼25 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 알루미나 시멘트의 중량비가 증가하면 빠른 경화특성을 나타내며, 그 함량이 1 중량% 미만일 경우 강도 및 균열 발생 억제 효과가 미약하고, 그 함량이 25 중량%를 초과할 경우에는 빠른 경화 특성으로 인해 좋은 물성을 얻을 수 있으나 제조 원가가 높아져 경제적이지 못하다.
상기 메타카올린 및 상기 고로슬래그 미분말은 포졸란 및 잠재 수경성 특성으로 장기 강도 발현 및 내구성 증진을 위하여 사용한다. 상기 메타카올린 및 상기 고로슬래그 미분말의 중량비가 증가하면 초기 강도는 저하되나, 장기 강도 발현 및 내구성이 증가한다. 상기 메타카올린은 상기 조강형 결합재에 대하여 1∼25 중량% 함유되는 것이 바람직하며, 상기 고로슬래그 미분말은 상기 조강형 결합재에 대하여 1∼20 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 메타카올린 및 상기 고로슬래그 미분말 대신에 플라이애시 및 실리카흄을 사용할 수도 있다. 상기 메타카올린 및 고로슬래그 미분말의 함량의 합이 2 중량% 미만이면 장기 강도 발현 및 내구성 증진 효과가 미흡하게 되고, 그 함량의 합이 45 중량%를 초과하면 장기 강도 및 내구성은 개선되나 초기 강도 발현이 늦어지게 된다.
상기 석고는 초기강도 발현 및 작업성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 석고는 무수석고를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 석고의 함량은 상기 조강형 결합재에 대하여 1∼20 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 석고의 함량이 증가하면 빠른 경화특성을 나타내며, 그 함량이 1 중량% 미만일 경우 초기강도 개선 효과가 미약하고, 그 함량이 20 중량%를 초과할 경우에는 빠른 경화 특성으로 인해 좋은 물성을 얻을 수 있으나 작업성이 저하된다.
상기 파인세라믹 분말은 고강도, 고경도, 내식성, 내마모성, 경량성, 내열성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 파인세라믹 분말의 함량은 상기 조강형 결합재에 대하여 0.5∼15 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 파인세라믹 분말의 함량이 0.5 중량% 미만일 경우 성능 개선 효과가 미약하고, 그 함량이 15 중량%를 초과할 경우에는 성능은 개선되나, 작업성 및 경제성이 저하된다.
상기 초산비닐-염화비닐 공중합체는 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 초산비닐-염화비닐 공중합체는 상기 조강형 결합재에 대하여 0.5∼10 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 초산비닐-염화비닐 공중합체의 함량이 0.5 중량% 미만이면 성능 개선효과가 미흡하게 되고, 그 함량이 10 중량%를 초과하면 성능은 개선되나 점도가 높아져 작업성이 저하된다.
상기 초산비닐-말레인산디에틸 공중합체는 휨강도, 부착강도 및 내구성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 초산비닐-말레이산디에틸 공중합체는 상기 조강형 결합재에 대하여 0.5∼10 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 초산비닐-말레인산디에틸 공중합체의 함량이 0.5 중량% 미만이면 성능 개선효과가 미흡하게 되고, 그 함량이 10 중량%를 초과하면 성능은 개선되나 점도가 높아져 작업성이 저하된다.
상기 감수제는 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물의 물-시멘트비를 감소시켜 강도 및 내구성을 개선한다. 감수제의 종류에는, 폴리카본산계, 멜라민계, 나프탈렌계 등이 있는데, 멜라민계 또는 나프탈렌계 감수제는 폴리카본산계 감수제에 비하여 강도 및 내구성의 개선 효과가 미약하고, 물-시멘트비의 저감 효과가 크지 않으며, 폴리머와의 혼화성이 나쁘다는 단점이 있다. 따라서, 본 발명에 의한 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물에는 폴리카본산계 감수제를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 감수제는 상기 조강형 결합재에 대하여 0.5∼10 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 감수제의 함량이 10 중량%를 초과하면 재료분리가 발생하기 쉽고, 그 함량이 0.5 중량% 미만이면 성능 개선효과가 미흡하게 된다.
상기 소포제는 연행공기의 발생으로 인한 공기량의 증가를 감소시켜 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 소포제는 상기 조강형 결합재에 대하여 0.5∼10 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 소포제로는 폴리에테르계, 실리콘계, 에틸알콜 및 에틸렌 글리콜 중에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있으나, 실리콘계 소포제를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 지연제는 일정시간 동안 작업성을 확보하고 급격하게 경화되는 것을 지연하기 위하여 사용될 수 있다. 상기 지연제는 조강형 결합재에 0.5∼10 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 지연제로는 일반적으로 잘 알려진 물질을 사용할 수 있는데, 예컨대 포도당, 글루코오스, 텍스트린, 덱스트란과 같은 당류, 글루콘산, 사과산, 구연산(citric acid)과 같은 산류 또는 그의 염, 아미노카복실산 또는 그의 염, 포스폰산 또는 그의 유도체, 글리세린과 같은 다가알코올 등을 사용할 수 있다.
상기 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물은, 조강형 결합재 8∼35 중량%, 잔골재 8∼20 중량% 및 굵은골재 30∼80 중량%를 혼합하여 강제 믹서에서 교반하고, 물 4∼20 중량%를 추가로 혼합하여 소정 시간(예컨대, 1∼3분) 동안 교반하여 제조할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자기 충전형 조성물은 상온 속경성 결합재 5∼45 중량%, 잔골재 20∼30 중량%, 개질 혼화제 20∼40 중량% 및 물 15∼30 중량%을 포함한다.
상기 상온 속경성 결합재는, 상온 속경성 결합재의 100 중량% 기준으로, 조강 포틀랜드 시멘트 50∼90 중량%, 칼슘설포알루미네이트 2∼30 중량%, 비정질 트리칼슘알루미네이트 2∼20 중량%, 메타카올린 2∼20 중량%, 고로슬래그 미분말 1∼15 중량%, 질화규소 1∼15 중량%, 산화지르코늄 0.5∼15 중량%, 감수제 0.5∼10 중량%, 소포제 0.5∼10 중량% 및 지연제 0.5∼10 중량%가 혼합되어 있는 것이 바람직하다.
상기 조강 포틀랜드 시멘트는 KS에 규정된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 조강 포틀랜드 시멘트는 상기 상온 속경성 결합재에 대하여 50∼90 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 조강 포틀랜드 시멘트의 함량이 90 중량%를 초과하면 반응성이 저하되어 초기강도 발현성이 저하되고, 상기 조강 포틀랜드 시멘트의 함량이 50 중량% 미만이면 반응성이 높아져 작업성이 저하된다.
상기 칼슘설포알루미네이트는 초기 강도 발현 및 수축 방지를 위하여 사용되는 것으로서, 조직을 치밀하게 하여 콘크리트의 균열을 방지하고 콘크리트의 수축을 방지하기 위하여 첨가한다. 상기 칼슘설포알루미네이트는 상기 상온 속경성 결합재에 대하여 2∼30 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 칼슘설포알루미네이트의 함량이 30 중량%를 초과하면 반응성이 높아져 빠른 경화로 작업성이 저하되고, 그 함량이 2 중량% 미만이면 초기 강도 발현 및 수축 방지 효과가 미흡하게 된다.
상기 비정질 트리칼슘알루미네이트는 초기 강도 발현을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 비정질 트리칼슘알루미네이트의 함량은 상기 상온 속경성 결합재에 대하여 2∼20 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 비정질 트리칼슘알루미네이트의 함량이 20 중량%를 초과하면 초기 강도 발현 효과는 개선되나 작업성이 저하되기 쉽고, 그 함량이 2 중량% 미만이면 초기 강도 발현 효과가 저하된다.
상기 메타카올린 및 상기 고로슬래그 미분말은 포졸란 및 잠재 수경성 특성으로 장기 강도 발현 및 내구성 증진을 위하여 사용한다. 상기 메타카올린 및 상기 고로슬래그 미분말의 중량비가 증가하면 초기 강도는 저하되나, 장기 강도 발현 및 내구성이 증가한다. 상기 메타카올린은 상기 상온 속경성 결합재에 2∼20 중량% 함유되는 것이 바람직하며, 상기 고로슬래그 미분말은 상기 상온 속경성 결합재에 1∼15 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 메타카올린 및 상기 고로슬래그 미분말 대신에 플라이애시 및 실리카흄을 사용할 수도 있다. 상기 메타카올린 및 고로슬래그 미분말의 함량이 상기 하한치 미만이면 장기 강도 발현 및 내구성 증진 효과가 미흡하게 되고, 그 함량이 상한치를 초과하면 장기 강도 및 내구성은 개선되나 초기 강도 발현이 늦어지게 된다.
상기 질화규소는 경도, 내식성, 내마모성, 내열성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 질화규소의 함량은 상기 상온 속경성 결합재에 대하여 1∼15 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 질화규소의 함량이 1 중량% 미만일 경우 성능 개선 효과가 미약하고, 그 함량이 15 중량%를 초과할 경우에는 성능은 개선되나, 작업성 및 경제성이 저하된다.
상기 산화지르코늄은 강도, 내마모성, 내화성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 산화지르코늄의 함량은 상기 상온 속경성 결합재에 대하여 0.5∼15 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 산화지르코늄의 함량이 0.5 중량% 미만일 경우 성능 개선 효과가 미약하고, 그 함량이 15 중량%를 초과할 경우에는 성능은 개선되나, 작업성 및 경제성이 저하된다.
상기 감수제는 자기 충전형 조성물의 물-시멘트비를 감소시켜 강도 및 내구성을 개선한다. 감수제의 종류에는, 폴리카본산계, 멜라민계, 나프탈렌계 등이 있는데, 멜라민계 또는 나프탈렌계 감수제는 폴리카본산계 감수제에 비하여 강도 및 내구성의 개선 효과가 미약하고, 물-시멘트비의 저감 효과가 크지 않으며, 폴리머와의 혼화성이 나쁘다는 단점이 있다. 따라서, 본 발명에 의한 자기 충전형 조성물에는 폴리카본산계 감수제를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 감수제는 상기 상온 속경성 결합재에 대하여 0.5∼10 중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 소포제는 연행공기의 발생으로 인한 공기량의 증가를 감소시켜 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 소포제는 상기 상온 속경성 결합재에 대하여 0.5∼10 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 소포제로는 폴리에테르계, 실리콘계, 에틸알콜 및 에틸렌 글리콜 중에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있으나, 실리콘계 소포제를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 지연제는 일정 시간 동안 작업성을 확보하고 급격하게 경화되는 것을 지연하기 위하여 사용될 수 있다. 상기 지연제는 상온 속경성 결합재에 대하여 0.5∼10 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 지연제로는 일반적으로 잘 알려진 물질을 사용할 수 있는데, 예컨대 포도당, 글루코오스, 텍스트린, 덱스트란과 같은 당류, 글루콘산, 사과산, 구연산(citric acid)과 같은 산류 또는 그의 염, 아미노카복실산 또는 그의 염, 포스폰산 또는 그의 유도체, 글리세린과 같은 다가알코올 등을 사용할 수 있다.
상기 상온 속경성 결합재에 첨가되는 무기질 안료는 안정적으로 원하는 색상을 발현하고 미관을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 무기질 안료는 상기 상온 속경성 결합재에 대하여 0.01∼10 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 무기질 안료는 적색 산화철, 황색 산화철, 산화크롬 (CrO3), 자색 산화철 및 흑색 산화철(카본 블랙) 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 물질을 사용할 수 있으며, 이에 의해 적색, 녹색, 황색, 흑색, 청색, 흰색 등 다양한 색상을 구현할 수 있다.
상기 개질 혼화제는 자기 충전형 조성물의 가사시간, 작업성, 강도, 내구성 등을 개선시키기 위하여 사용하는 것으로, 상기 개질 혼화제는 상기 자기 충전형 조성물에 대하여 20∼40 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 개질 혼화제의 함량이 40 중량%를 초과하면 자기 충전형 조성물의 점도가 너무 높아져 작업성(슬럼프)이 떨어지고, 수화반응을 지연시켜 조기 강도 발현을 저하시킴과 동시에 가격경쟁력이 저하될 수 있고, 상기 개질 혼화제의 함량이 20 중량% 미만이면 만족할만한 성능 개선효과가 미흡하게 된다.
상기 개질 혼화제는, 개질 혼화제의 총 100 중량% 기준으로, 스티렌-메틸메타크릴레이트 공중합체 35∼95 중량%, 스티렌-염화비닐리덴 공중합체 1∼30 중량%, 폴리에스테르아크릴레이트 1∼25 중량%, 페놀-니트릴고무 1∼20 중량%, 올리고시아노아크릴레이트 1∼20 중량% 및 하이드로퍼옥사이드 1∼20 중량%를 포함한다.
상기 스티렌-메틸메타크릴레이트 공중합체는 시멘트를 비롯한 골재들과의 혼합시 접착제로서의 성능뿐만 아니라 감수 효과가 탁월하여 고강도의 성능발현 및 레벨링성과 크렉방지 효과가 있다. 특히 경화된 후의 접착강도 및 파괴강도를 증가시키며, 시멘트의 강도를 높여주고, 자기 충전형 조성물의 주입 후의 탈착을 방지함과 동시에 내구성을 좋게 한다. 상기 스티렌-메틸메타크릴레이트 공중합체는 상기 개질 혼화제에 대하여 35∼95 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 스티렌-메틸메타크릴레이트 공중합체의 함량이 35 중량% 미만이면 성능 개선효과가 미흡하게 되고, 그 함량이 95 중량%를 초과하면 더 이상의 성능 개선효과를 얻기 어려우며 점도가 낮아져 재료분리가 발생하기 쉽고 경제성이 떨어진다.
상기 스티렌-염화비닐리덴 공중합체는 콘크리트의 연성과 휨, 인장강도 개선 및 내구성 개선을 위하여 사용된다. 상기 스티렌-염화비닐리덴 공중합체는 상기 개질 혼화제에 대하여 1∼30 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 스티렌-염화비닐리덴 공중합체의 함량이 1 중량% 미만이면 성능 개선효과가 미흡하게 되고, 그 함량이 30 중량%를 초과하면 점도가 높아져 작업성이 저하되고 경제성이 떨어진다.
상기 폴리에스테르아크릴레이트는 폴리머의 점성 저하와 부착 및 인장 개선을 위하여 사용된다. 상기 폴리에스테르아크릴레이트는 상기 개질 혼화제에 대하여 1∼25 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 폴리에스테르아크릴레이트의 함량이 1 중량% 미만이면 성능 개선효과가 미흡하게 되고, 그 함량이 25 중량%를 초과하면 점도가 낮아져 재료분리가 발생하기 쉽다.
상기 페놀-니트릴고무는 접착력, 내유성, 내마모성, 내한성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 페놀-니트릴고무는 상기 개질 혼화제에 대하여 1∼20 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 페놀-니트릴고무의 함량이 1 중량% 미만이면 성능 개선효과가 미흡하게 되고, 그 함량이 20 중량%를 초과하면 점도가 높아져 작업성이 저하된다.
상기 올리고시아노아크릴레이트는 점성조절, 접착력, 내구성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 올리고시아노아크릴레이트는 상기 개질 혼화제에 대하여 1∼20 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 올리고시아노아크릴레이트의 함량이 1 중량% 미만이면 성능 개선효과가 미흡하게 되고, 그 함량이 20 중량%를 초과하면 점도가 낮아져 작업성 및 경제성이 저하된다.
상기 하이드로퍼옥사이드는 반응성을 개선하여 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 하이드로퍼옥사이드는 상기 개질 혼화제에 대하여 1∼20 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 하이드로퍼옥사이드의 함량이 1 중량% 미만이면 반응성이 저하되어 강도 및 내구성능 개선효과가 미흡하게 되고, 그 함량이 20 중량%를 초과하면 반응성이 높아져 작업성이 저하된다.
상기 개질 혼화제는 평활성, 색얼룩 등의 결함을 개선하기 위하여 폴리비닐에테르를 더 포함할 수 있다. 상기 폴리비닐에테르는 상기 개질 혼화제에 대하여 0.1∼10 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 폴리비닐에테르의 함량이 0.1 중량% 미만이면 성능 개선효과가 미흡하게 되고, 그 함량이 10 중량%를 초과하면 성능 개선효과는 있으나 재료 분리 현상 및 경제성이 저하된다.
또한, 상기 개질 혼화제는 강도, 내구성 및 전기적 성질을 개선하기 위하여 3-메르캅토프로필 트리메톡시실란을 더 포함할 수 있다. 상기 3-메르캅토프로필 트리메톡시실란은 상기 개질 혼화제에 대하여 0.1∼10 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 3-메르캅토프로필트리메톡시실란의 함량이 0.1 중량% 미만이면 성능 개선효과가 미흡하게 되고, 그 함량이 10 중량%를 초과하면 반응성이 높아져 작업성이 저하된다.
상기 자기 충전형 조성물은, 상온 속경성 결합재 5∼45 중량% 및 잔골재 20∼30 중량%를 진공형 믹서기로 프리믹싱한 후, 개질 혼화제 20∼40 중량% 및 물 15∼30 중량%을 추가로 혼합하고 강제식 또는 연속식 믹서를 이용하여 소정시간 (예컨대, 1∼5분) 교반하여 제조할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물과 자기 충전형 조성물을 이용한 콘크리트 포장체 보수공법은 다음과 같은 공정에 의해 시공될 수 있다. 도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 콘크리트 포장체 보수공법을 설명하기 위하여 도시한 시공 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 콘크리트 포장체 보수공법은, 콘크리트 포장을 보수하기 위하여 파쇄기를 이용하여 포장층을 제거하는 단계(S10); 평삭기 등을 이용하여 요철부 및 방수층을 제거하여 표층을 표면을 정리하는 단계(S20); 솔과 흡입기를 이용하여 표면을 청소하는 단계(S30); 청소된 표층에 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물을 진동 전압 다짐과 타이어 롤러 다짐으로 포설하는 단계(S40); 연속적으로 자기 충전형 조성물을 주입하여 마무리 양생하는 단계(S50); 및 자기 충전형 조성물이 양생된 후 미끄럼 저항을 높이기 위하여 숏블라스트를 이용하여 표면을 정리하는 단계(S60)를 포함한다.
상기 자기 충전형 조성물은 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물이 포설된 표면 상부에 포설되어 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물에 의해 형성된 공극으로 침투되어 경화됨으로써 성능을 발휘하게 된다. 상기 숏블라스트를 이용하여 표면을 정리함으로써, 불규칙한 표면 요철을 형성하여 차량 주행시 소음저감 및 마찰계수 증대 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태의 콘크리트 포장체 보수공법은, 상기 표면을 정리하는 단계(S60) 후에, 5∼20㎜의 간격으로 이격된 줄눈을 시공하는 단계(S70)를 더 포함할 수도 있다.
(실시예)
이하, 본 발명에 따른 실시예들을 더욱 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실시예들에 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
(1-1. 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물의 제조)
조강 포틀랜드 시멘트 50 kg, 알루미나 시멘트 15 kg, 메타카올린 10 kg, 고로슬래그 미분말 10 kg, 석고 6 kg, 파인세라믹 분말 6 kg, 초산비닐-염화비닐 공중합체 1 kg, 초산비닐-말레인산디에틸 공중합체 0.5 kg, 폴리카본산계 감수제 0.5 kg, 실리콘계 소포제 0.5 kg 및 지연제로서 구연산 0.5 kg를 혼합하여 하여 조강형 결합재 100 kg을 얻었다.
상기에서 얻어진 조강형 결합재 17 kg, 잔골재 8 kg, 굵은골재 70 kg를 강제 믹서에서 교반시킨 후, 물 5 kg를 더 혼합하고 3분간 교반하여 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물 100kg을 제조하였다.
(1-2. 자기 충전형 조성물의 제조)
조강 포틀랜드 시멘트 80 kg, 칼슘설포알루미네이트 4 kg, 비정질 트리칼슘알루미네이트 4 kg, 메타카올린 4 kg, 고로슬래그 미분말 4 kg, 질화규소 1 kg, 산화지르코늄 0.5 kg, 폴리카본산계 감수제 0.5 kg, 실리콘계 소포제 0.5 kg, 지연제로서 구연산 0.5 kg 및 백색안료 1 kg를 혼합하여 상온 속경성 결합재 100 kg을 얻었다.
이와는 별도로, 스티렌-메틸메타크릴레이트 공중합체 93 kg, 스티렌-염화비닐리덴 공중합체 1 kg, 폴리에스테르아크릴레이트 1 kg, 페놀-니트릴고무 1 kg, 올리고시아노아크릴레이트 1 kg, 하이드로퍼옥사이드 1 kg, 폴리비닐에테르 1 kg 및 3-메르캅토프로필 트리메톡시실란 1 kg를 혼합하여 개질 혼화제 100 kg을 얻었다.
상기에서 얻어진 상온 속경성 결합재 45 kg, 잔골재 20 kg를 진공형 믹서에서 교반시킨 후, 상기에서 얻어진 개질 혼화제 20 kg 및 물 15 kg로 하여 추가로 혼합하고 강제식 믹서에서 3분간 교반하여 자기 충전형 조성물 100 kg을 얻었다.
(1-3. 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물과 자기 충전형 조성물을 이용한 콘크리트 포장체 조성물의 제조)
상기에서 얻어진 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물과 상기에서 얻어진 자기 충전형 조성물을 1:1의 중량비로 10cm×10cm×40cm 크기의 각주형 몰드에 순차적으로 포설하여 포장 두께가 10cm인 콘크리트 포장체 조성물 시험체를 제조하였다.
<실시예 2>
(2-1. 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물의 제조)
조강 포틀랜드 시멘트 48 kg, 알루미나 시멘트 15 kg, 메타카올린 10 kg, 고로슬래그 미분말 10 kg, 석고 7 kg, 파인세라믹 분말 6 kg, 초산비닐-염화비닐 공중합체 2 kg, 초산비닐-말레인산디에틸 공중합체 0.5 kg, 폴리카본산계 감수제 0.5 kg, 실리콘계 소포제 0.5 kg 및 지연제로서 구연산 0.5 kg를 혼합하여 하여 조강형 결합재 100 kg을 얻었다.
상기에서 얻어진 조강형 결합재 15 kg, 잔골재 10 kg, 굵은골재 70 kg를 강제 믹서에서 교반시킨 후, 물 5 kg를 더 혼합하고 3분간 교반하여 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물 100 kg을 제조하였다.
(2-2. 자기 충전형 조성물의 제조)
조강 포틀랜드 시멘트 80 kg, 칼슘설포알루미네이트 5 kg, 비정질 트리칼슘알루미네이트 5 kg, 메타카올린 2 kg, 고로슬래그 미분말 1 kg, 질화규소 1 kg, 산화지르코늄 2 kg, 감수제 1 kg, 소포제 1 kg, 지연제 1 kg 및 백색안료 1 kg를 혼합하여 상온 속경성 결합재 100 kg을 얻었다.
이와는 별도로, 스티렌-메틸메타크릴레이트 공중합체 86 kg, 스티렌-염화비닐리덴 공중합체 2 kg, 폴리에스테르아크릴레이트 2 kg, 페놀-니트릴고무 2 kg, 올리고시아노아크릴레이트 2 kg, 하이드로퍼옥사이드 2 kg, 폴리비닐에테르 2 kg 및 3-메르캅토프로필 트리메톡시실란 2 kg를 혼합하여 개질 혼화제 100 kg을 얻었다.
상기에서 얻어진 상온 속경성 결합재 40 kg, 잔골재 20 kg를 진공형 믹서에서 교반시킨 후, 상기에서 얻어진 개질 혼화제 25 kg 및 물 5 kg로 하여 추가로 혼합하고 강제식 믹서에서 3분간 교반하여 자기 충전형 조성물을 제조하였다.
(2-3. 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물과 자기 충전형 조성물을 이용한 콘크리트 포장체 조성물의 제조)
상기에서 얻어진 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물과 상기에서 얻어진 자기 충전형 조성물을 1:1의 중량비로 10cm×10cm×40cm의 각주형 몰드에 순차적으로 포설하여 포장 두께가 10cm인 콘크리트 포장체 조성물 시험체를 제조하였다.
<실시예 3>
(3-1. 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물의 제조)
조강 포틀랜드 시멘트 51 kg, 알루미나 시멘트 10 kg, 메타카올린 10 kg, 고로슬래그 미분말 10 kg, 석고 6 kg, 파인세라믹 분말 6 kg, 초산비닐-염화비닐 공중합체 3 kg, 초산비닐-말레인산디에틸 공중합체 1 kg, 폴리카본산계 감수제 1 kg, 실리콘계 소포제 1 kg 및 지연제로서 구연산 1 kg를 혼합하여 하여 조강형 결합재 100 kg을 얻었다.
상기에서 얻어진 조강형 결합재 25 kg, 잔골재 10 kg, 굵은골재 60 kg를 강제 믹서에서 교반시킨 후, 물 5 kg를 더 혼합하고 3분간 교반하여 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물 100 kg을 제조하였다.
(3-2. 자기 충전형 조성물의 제조)
조강 포틀랜드 시멘트 60 kg, 칼슘설포알루미네이트 5 kg, 비정질 트리칼슘알루미네이트 8 kg, 메타카올린 8 kg, 고로슬래그 미분말 5 kg, 질화규소 5 kg, 산화지르코늄 5 kg, 폴리카본산계 감수제 1 kg, 실리콘계 소포제 1 kg, 지연제로서 구연산 1 kg 및 백색안료 1 kg를 혼합하여 상온 속경성 결합재 100 kg을 제조하였다.
이와는 별도로, 스티렌-메틸메타크릴레이트 공중합체 79 kg, 스티렌-염화비닐리덴 공중합체 3 kg, 폴리에스테르아크릴레이트 3 kg, 페놀-니트릴고무 3 kg, 올리고시아노아크릴레이트 3 kg, 하이드로퍼옥사이드 3 kg, 폴리비닐에테르 3 kg 및 3-메르캅토프로필트리메톡시실란 3 kg를 혼합하여 개질 혼화제 100 kg을 얻었다.
상기에서 얻어진 상온 속경성 결합재 45 kg 및 잔골재 20 kg를 진공형 믹서에서 교반시킨 후, 상기에서 얻어진 개질 혼화제 20 kg 및 물 15 kg로 하여 추가로 혼합하고 강제식 믹서에서 3분간 교반하여 자기 충전형 조성물 100 kg을 제조하였다.
(3-3. 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물과 자기 충전형 조성물을 이용한 콘크리트 포장체 조성물의 제조)
상기에서 얻어진 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물과 상기에서 얻어진 자기 충전형 조성물을 1;1의 중량비로 10cm×10cm×40cm의 각주형 몰드에 순차적으로 포설하여 포장 두께가 10cm인 콘크리트 포장체 조성물 시험체를 제조하였다.
(비교예)
본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3의 특성을 보다 용이하게 파악할 수 있도록 비교예들을 제시하며, 후술할 비교예 1 및 2는 현재 일반적으로 널리 사용되고 있는 조강 포틀랜드 시멘트 콘크리트 조성물 및 폴리머 시멘트 모르타르 조성물을 제시한 것이다.
<비교예 1>
보통 포틀랜드 시멘트 20 kg, 잔골재 5 kg, 굵은골재 70 kg 및 물 5 kg를 강제믹서에 투입하여 교반하여 조강 포틀랜드 투수성 시멘트 콘크리트 조성물 100 kg을 제조하였다.
<비교예 2>
보통 포틀랜드 시멘트 65 kg, 잔골재 5 kg를 진공형 믹서에서 교반시킨 후, 스티렌-메틸메타크릴레이트 공중합체 25 kg 및 물 5 kg로 하여 추가로 혼합하고 강제식 믹서에서 3분간 교반하여 폴리머 시멘트 모르타르를 제조하였다.
<비교예 3>
비교예 1에 따라 제조된 조강 포틀랜드 투수성 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 2에 따라 제조된 폴리머 시멘트 모르타르 조성물을 1:1의 중량비로 10cm×10cm×40cm의 각주형 몰드에 순차적으로 포설하여 포장 두께가 10cm인 시험체를 제조하였다.
(시험예)
아래의 시험예들은 본 발명에 따른 실시예 1 내지 실시예 3의 특성을 보다 용이하게 파악할 수 있도록 본 발명에 따른 실시예들과 비교예 1 및 비교예 2의 특성을 비교한 시험결과들을 나타낸 것이다.
<시험예 1>
본 발명에 따라 제조된 조성물과 비교예에서 제조한 시멘트 콘크리트 조성물의 물리적 특성을 비교하기 위하여, 상기 본 실시예 1 내지 실시예 3의 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 의하여 제조된 시멘트 콘크리트 조성물 각각의 강도를 시험하여 표 1과 같은 결과를 얻었다. 또한, 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물과 자기 충전형 조성물을 연속적으로 포설하여 각각의 강도를 시험하여 표 2에 나타냈다.
각각 KS F 2405, KS F 2408 및 KS F 2762에 규정한 방법에 따라 시험을 실시하였다. 아래의 표 1에서 1-1은 실시예 1에 따라 제조된 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물에 대한 것이고, 1-2는 실시예 1에 따라 제조된 자기 충전형 조성물에 대한 것을 나타낸다. 또한, 아래의 표 1에서 2-1은 실시예 2에 따라 제조된 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물에 대한 것이고, 2-2는 실시예 2에 따라 제조된 자기 충전형 조성물에 대한 것을 나타낸다. 또한, 아래의 표 1에서 3-1은 실시예 3에 따라 제조된 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물에 대한 것이고, 3-2는 실시예 3에 따라 제조된 자기 충전형 조성물에 대한 것을 나타낸다.
구분 재령 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
1-1 1-2 2-1 2-2 3-1 3-2
휨강도
(N/mm2)		 1일 4.6 6.5 4.8 6.6 4.9 6.8 2.1 2.8
3일 4.8 7.1 5.0 7.3 5.1 7.5 2.8 3.8
7일 5.0 8.0 5.3 8.3 5.4 8.5 3.0 5.1
28일 5.2 9.5 5.5 10.3 5.7 10.5 3.8 6.5
압축강도
(N/mm2)		 1일 22.5 20.0 23.8 22.3 24.8 23.0 8.0 7.3
3일 28.5 23.5 28.9 25.5 29.5 26.8 17.1 16.2
7일 32.2 27.1 32.5 29.5 32.9 30.0 22.8 20.5
28일 35.3 33.5 36.3 35.5 36.8 36.1 29.0 28.0
부착강도
(N/mm2)		 1일 1.0 1.4 1.1 1.5 1.2 1.7 - -
3일 1.1 1.6 1.3 1.7 1.5 1.9 - -
7일 1.3 1.9 1.5 2.0 1.7 2.1 0.8 1.3
28일 1.5 2.1 1.8 2.2 1.9 2.3 1.0 1.9
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 실시예 3의 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물 및 자기 충전형 조성물은 비교예 1 및 비교예 2보다 우수한 강도 특성을 나타냈다.
아래의 표 2에서 1-3은 실시예 1에 따라 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물과 자기 충전형 조성물을 이용하여 제조된 콘크리트 포장체에 대한 것이고, 2-3은 실시예 2에 따라 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물과 자기 충전형 조성물을 이용하여 제조된 콘크리트 포장체에 대한 것이며, 3-3은 실시예 1에 따라 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물과 자기 충전형 조성물을 이용하여 제조된 콘크리트 포장체에 대한 것을 나타낸다.
구분 재령 강도(N/mm2)
휨 압축 부착
실시예 1
(1-3)		 1일 5.2 21.0 1.2
3일 5.5 23.5 1.3
7일 5.8 25.8 1.4
28일 6.0 33.0 1.6
실시예 2
(2-3)		 1일 5.3 22.1 1.3
3일 5.7 24.5 1.4
7일 6.1 26.3 1.6
28일 6.4 35.2 1.8
실시예 3
(3-3)		 1일 5.4 25.6 1.3
3일 5.9 28.0 1.5
7일 6.3 30.3 1.7
28일 6.8 36.5 1.9
비교예
3		 1일 2.5 8.5 -
3일 3.3 17.5 -
7일 3.8 23.5 1.1
28일 4.6 31.8 1.5
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물과 자기 충전형 조성물을 이용하여 제조된 콘크리트 포장체 조성물의 휨, 압축, 인장 및 부착강도는 비교예 3에서 제조한 것보다 월등히 높았다.
즉, 본 발명에 따라 제조된 투수성 폴리머 시멘트 콘크리트 및 자기 충전형 조성물이 비교예에서 제조한 시멘트 콘크리트 조성물과 비교하여 강도 면에서 월등히 우수함을 확인할 수 있었다.
<시험예 2>
본 발명에 따른 실시예 1 내지 실시예 3의 조성물과 비교예 1 내지 비교예 3에 의하여 제조된 조성물을 KS F 2424(콘크리트의 길이변화 시험방법)에 의하여 건조수축율을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타냈다.
구분 실시예1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예
2		 비교예
3
1-1 1-2 1-3 2-1 2-2 2-3 3-1 3-2 3-3
길이변화율
(%)		 0.09 0.07 0.07 0.08 0.06 0.06 0.07 0.04 0.51 0.09 0.08 0.08
표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 실시예 3이 비교예 1 내지 비교예 3에 비하여 길이변화율이 감소되어 수축 저감 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
<시험예 3>
표 4는 실시예 1, 실시예 2 및 실시예 3에 따른 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물과 자기 충전형 조성물을 이용하여 제조된 콘크리트 포장체와 비교예 3의 시험체에 대하여 JIS A 1171에 규정한 방법에 따라 염화물 이온침투 깊이의 측정결과를 나타낸 것이다.
구분 실시예 1
(1-3)		 실시예 2
(2-3)		 실시예 3
(3-3)		 비교예 3
염화물 이온침투
깊이(%)		 1.6 1.5 1.4 2.0
위의 표 4에서와 같이 본 발명에 따라 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물과 자기 충전형 조성물을 이용하여 제조된 콘크리트 포장체가 비교예 3에 비하여 염화물 이온침투 깊이가 적게 나타나 염해에 대한 저항성이 높음을 확인할 수 있었다.
<시험예 4>
상기에서 설명한 본 발명의 실시예 1, 실시예 2 및 실시예 3에 따라 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물과 자기 충전형 조성물을 이용하여 제조된 콘크리트 포장체와 비교예 3의 시험체에 대하여 KS F 4042에 규정한 방법에 따라 중성화 침투깊이의 측정결과를 표 5에 나타내었다.
구분 실시예 1(1-3) 실시예 2(2-3) 실시예 3(3-3) 비교예 3
중성화 깊이(mm) 0.7 0.6 0.6 1.0
위의 표 5에서 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예 1, 실시예 2 및 실시예 3에 따라 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물과 자기 충전형 조성물을 이용하여 제조된 콘크리트 포장체가 비교예 3에 비하여 중성화 침투 깊이가 적게 나타나 중성화에 대한 저항성이 높음을 확인할 수 있었다.
<시험예 5>
본 발명의 실시예 1, 실시예 2 및 실시예 3에 따라 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물과 자기 충전형 조성물을 이용하여 제조된 자기충전형 콘크리트 포장체 조성물과 비교예 3의 시험체에 대하여 KS F 2375에 규정한 방법에 따라 노면의 미끄럼 저항성 시험의 측정결과를 표 6에 나타냈다. 이 때, 실시예 1내지 3의 시험체는 표면을 숏블라스트를 이용하여 표면처리한 것을 사용하였다.
구분 실시예 1(1-3) 실시예 2(2-3) 실시예 3(3-3) 비교예 3
미끄럼 저항성 (BPN) 75 77 78 65
상기 표 6에서 나타낸 바와 같이, 실시예 1, 실시예 2 및 실시예 3에 따라 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물과 자기 충전형 조성물을 이용하여 제조된 콘크리트 포장체가 비교예 3에 비하여 마찰계수가 높게 나타나 미끄럼 저항성이 우수함을 알 수 있었다.
<시험예 6>
하기 표 7은 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3의 조성물과 비교예 1 내지 비교예 3에 의하여 제조된 조성물에 대하여, KS F 2456에 규정한 방법에 따라 동결융해저항성시험의 측정 결과를 나타낸 것이다.
동결융해는 콘크리트에 흡수된 수분이 결빙되고 녹는 것을 말하는 것으로, 동결융해가 반복되면 콘크리트 조직에 미세한 균열이 발생하게 되어 내구성이 저하되는 문제가 발생하게 된다.
구분 실시예1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3
1-1 1-2 1-3 2-1 2-2 2-3 3-1 3-2 3-3
내구성 지수 84 92 89 85 93 90 86 93 91 68 90 80
상기 표 7에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3이 비교예 1 내지 비교예 3에 비하여 내구성 지수가 월등히 높으므로, 내구성이 향상된 것을 알 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims (9)

  1. 콘크리트 포장을 보수하기 위하여 파쇄기를 이용하여 포장층을 제거하는 단계(S10),
    평삭기를 이용하여 요철부 및 방수층을 제거하여 표층을 표면을 정리하는 단계(S20),
    솔과 흡입기를 이용하여 표면을 청소하는 단계(S30),
    청소된 표층에 조강형 결합재 8∼35 중량%, 잔골재 8∼20 중량%, 굵은골재 30∼80 중량% 및 물 4∼20 중량%를 포함하는 조강형 투수성 시멘트 콘크리트 조성물을 진동 전압 다짐과 타이어 롤러 다짐으로 종방향 포설 및 양생하는 단계(S40),
    연속적으로 자기 충전형 조성물이 상온 속경성 결합재 5∼45 중량%, 잔골재 20∼30 중량%, 개질 혼화제 20∼40중량% 및 물 15∼30 중량%를 포함하는 자기 충전형 조성물을 주입하여 마무리 양생하는 단계(S50),
    자기 충전형 조성물이 양생된 후 미끄럼 저항을 높이기 위하여 숏블라스트를 이용하여 표면을 정리하는 단계(S60) 및
    5∼20㎜의 간격으로 이격된 줄눈을 시공하는 단계(S70)를 포함하며,
    조강형 결합재는 조강 포틀랜드 시멘트 40∼93 중량%, 알루미나 시멘트 1∼25 중량%, 메타카올린 1∼25 중량%, 고로슬래그 미분말 1∼20 중량%, 석고 1∼20 중량%, 파인세라믹 분말 0.5∼15 중량%, 초산비닐-염화비닐 공중합체 0.5∼10 중량%, 초산비닐-말레인산디에틸 공중합체 0.5∼10 중량%, 감수제 0.5∼10 중량%, 소포제 0.5∼10 중량%, 및 지연제 0.5∼10중량%를 포함하고;
    상온 속경성 결합재는 조강 포틀랜드 시멘트 50∼90 중량%, 칼슘설포알루미네이트 2∼30 중량%, 비정질 트리칼슘알루미네이트 2∼20 중량%, 메타카올린 2∼20 중량%, 고로슬래그 미분말 1∼15 중량%, 질화규소 1∼15 중량%, 산화지르코늄 0.5∼15 중량%, 감수제 0.5∼10 중량%, 소포제 0.5∼10 중량% 및 지연제 0.5∼10 중량%를 포함하며;
    개질 혼화제는 스티렌-메틸메타크릴레이트 공중합체 35∼93 중량%, 스티렌-염화비닐리덴 공중합체 1∼30 중량%, 폴리에스테르아크릴레이트 1∼25 중량%, 페놀-니트릴고무 1∼20 중량%, 올리고시아노아크릴레이트 1∼20 중량%, 하이드로퍼옥사이드 1∼20 중량%, 폴리비닐에테르 0.1∼10 중량% 및 3-메르캅토프로필트리메톡시실란 0.1∼10 중량%를 포함하고;
    소성변형 및 줄눈부 반사균열을 방지하며, 포장층 내의 체류수로 인한 바닥 콘크리트의 열화를 해소하고,
    중성화 깊이 0.6 내지 0.7mm이고, 미끄럼 저항성이 75 내지 78BPN인 것을 특징으로 하는, 콘크리트 포장체 보수공법.
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