KR102024036B1 - 광물질 섬유를 포함하는 보수용 모르타르 조성물 - Google Patents

광물질 섬유를 포함하는 보수용 모르타르 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광물질 섬유를 포함하는 보수용 모르타르 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 광물질 섬유를 포함하는 보수용 모르타르 조성물은 초속경 시멘트, 물, 규사 및 광물질 섬유를 포함한다.
상기한 구성에 의해 본 발명은 콘크리트의 내부에서 균등하게 분산될 수 있어 분산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 휨성능을 향상시킬 수 있다.

Description

광물질 섬유를 포함하는 보수용 모르타르 조성물{COMPOSITION FOR REPAIR MORTAR COMPRISING MINERAL FIBER}
본 발명은 콘크리트 구조물 보수용 모르타르 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 석면 또는 유리섬유 등의 대체재로 사용되는 광물질 섬유를 사용함으로써 마이크로 섬유를 생성하게 되어 휨 성능을 향상시킬 수 있는 보수용 모르타르(Repair Mortar)를 제조할 수 있는 광물질 섬유를 포함하는 보수용 모르타르 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 콘크리트 구조물은 장기간 사용됨에 따라 콘크리트의 균열 또는 박리와 같은 열화 현상이 발생하는데, 이를 방치하는 경우 사용성을 해할 뿐만 아니라, 구조물 전체의 안정성을 저해하는 결과를 가져올 수 있으므로, 적절한 시기에 보수를 가하는 것이 필수적이다.
여기서, 콘크리트 구조물을 보수한다 함은, 그 표면에 형성된 열화부(균열, 박리 등에 의해 파손된 콘크리트 조각 등)를 제거한 후, 그 부분에 새롭게 콘크리트를 타설함으로써, 기존의 콘크리트와 보수에 의해 타설된 콘크리트가 안정적인 부착을 이루도록 하는 것을 의미한다.
한편, 시멘트 모르타르 및 콘크리트의 취성파괴를 방지하기 위해 보강용 섬유를 시멘트 모르타르, 콘크리트에 균일하게 혼입시켜 인장강도, 휨강도 및 전단강도 등 역학적 성능과 균열저항 성능을 향상시킨 섬유보강 시멘트 모르타르 및 콘크리트가 활용되고 있다.
섬유보강 시멘트 모르타르 및 콘크리트는 성능을 높이기 위해 섬유 등 다량으로 함유하면서, 콘크리트의 내부에 이들을 균등하게 분산시키는 것이 매우 중요하다. 그러나 섬유 사용시 섬유의 뭉침 현상으로 인해 유동성 저하 및 표면 마감시 헤어 노출, 또한 다짐이 과도할 경우에는 비중이 큰 섬유는 침하되고 비중이 작은 섬유는 표면으로 떠오르는 등의 현상이 발생해 섬유를 혼입한 효과가 저하되는 일이 발생하고 있다.
따라서, 이에 따른 대책이 필요한 실정이며, 이러한 문제를 해결할 수 있는 보수용 모르타르에 대한 필요성이 커지고 있다.
국내등록특허 제10-1270727호(2013년 05월 28일 등록) 국내공개특허 제10-2017-0121564호(2017년 11월 02일 공개) 국내등록특허 제10-1073969호(2011년 10월 10일 등록)
본 발명은 광물질 섬유를 사용함으로써 휨 성능 및 분산성이 향상되고 콘크리트 구조물의 보수공사에 활용할 수 있는 보수용 모르타르를 제조할 수 있는 광물질 섬유를 포함하는 보수용 모르타르 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 광물질 섬유를 포함하는 보수용 모르타르 조성물은 초속경 시멘트, 물, 규사 및 광물질 섬유를 포함한다.
상기 광물질 섬유는 월러스토나이트 섬유(Wollastonite fiber) 또는 세피올라이트 섬유(Sepiolite fiber) 중에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
상기 초속경 시멘트 및 규사가 4:6 또는 6:4의 중량 비율로 혼합되고, 상기 광물질 섬유는 초속경 시멘트 및 광물질 섬유의 총 함량 중에서 20중량% 이하로 포함될 수 있다.
상기 초속경 시멘트 및 규사가 5:5의 중량 비율로 혼합되고, 상기 광물질 섬유는 초속경 시멘트 및 광물질 섬유의 총 함량 중에서 15중량%로 포함될 수 있다.
상기 초속경 시멘트 및 규사가 6:4의 중량 비율로 혼합되고, 상기 광물질 섬유 중 월러스토나이트 섬유가 초속경 시멘트 및 광물질 섬유의 총 함량 중에서 20중량%로 포함되는 경우 10일 압축강도 45MPa을 만족시킬 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 광물질 섬유를 포함하는 보수용 모르타르 조성물은 강섬유 또는 탄소 미세 섬유에 비해 경제적인 이점이 있으며, 수화된 시멘트-실리카 매트릭스에 안정한 상태를 유지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광물질 섬유를 포함하는 보수용 모르타르 조성물은 콘크리트의 내부에서 균등하게 분산될 수 있어 분산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 휨성능도 향상시킬 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 실시예는, 구체적으로 언급되지 않은 다양한 효과를 제공할 수 있다는 것이 충분히 이해될 수 있을 것이다.
도 1a는 본 발명에 따른 보수용 모르타르 조성물의 압축강도를 측정하는 시험 장비를 보여주는 사진이고, 도 1b는 본 발명에 따른 보수용 모르타르 조성물의 휨강도를 측정하는 시험 장비를 보여주는 사진이다.
도 2a는 본 발명에 따른 보수용 모르타르에서 초속경 시멘트 및 규사의 배합비에 따라 초속경 시멘트를 월러스토나이트 섬유로 대체하여 보수용 모르타르를 제조한 경우, 1일이 경과한 후 보수용 모르타르의 압축강도 시험 결과를 보여주는 그래프이며, 도 2b는 본 발명에 따른 보수용 모르타르에서 초속경 시멘트 및 규사의 배합비에 따라 초속경 시멘트를 월러스토나이트 섬유로 대체하여 보수용 모르타르를 제조한 경우, 10일이 경과한 후 보수용 모르타르의 압축강도 시험 결과를 보여주는 그래프이다.
도 3a는 본 발명에 따른 보수용 모르타르에서 초속경 시멘트 및 규사의 배합비에 따라 초속경 시멘트를 월러스토나이트 섬유로 대체하여 보수용 모르타르를 제조한 경우, 1일이 경과한 후 보수용 모르타르의 휨강도 시험 결과를 보여주는 그래프이며, 도 3b는 본 발명에 따른 보수용 모르타르에서 초속경 시멘트 및 규사의 배합비에 따라 초속경 시멘트를 월러스토나이트 섬유로 대체하여 보수용 모르타르를 제조한 경우, 10일이 경과한 후 보수용 모르타르의 휨강도 시험 결과를 보여주는 그래프이다.
도 4a는 본 발명에 따른 보수용 모르타르에서 초속경 시멘트 및 규사의 배합비에 따라 초속경 시멘트를 세피올나이트 섬유로 대체하여 보수용 모르타르를 제조한 경우, 1일이 경과한 후 보수용 모르타르의 압축강도 시험 결과를 보여주는 그래프이며, 도 4b는 본 발명에 따른 보수용 모르타르에서 초속경 시멘트 및 규사의 배합비에 따라 초속경 시멘트를 세피올나이트 섬유로 대체하여 보수용 모르타르를 제조한 경우, 10일이 경과한 후 보수용 모르타르의 압축강도 시험 결과를 보여주는 그래프이다.
도 5a는 본 발명에 따른 보수용 모르타르에서 초속경 시멘트 및 규사의 배합비에 따라 초속경 시멘트를 세피올나이트 섬유로 대체하여 보수용 모르타르를 제조한 경우, 1일이 경과한 후 보수용 모르타르의 휨강도 시험 결과를 보여주는 그래프이며, 도 5b는 본 발명에 따른 보수용 모르타르에서 초속경 시멘트 및 규사의 배합비에 따라 초속경 시멘트를 세피올나이트 섬유로 대체하여 보수용 모르타르를 제조한 경우, 10일이 경과한 후 보수용 모르타르의 휨강도 시험 결과를 보여주는 그래프이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 광물질 섬유를 포함하는 보수용 모르타르 조성물에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 광물질 섬유를 포함하는 보수용 모르타르 조성물은 초속경 시멘트, 물, 규사 및 광물질 섬유를 포함한다.
또한, 본 발명에서 상기 광물질 섬유는 월러스토나이트 섬유(Wollastonite fiber) 또는 세피올라이트 섬유(Sepiolite fiber) 중에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 초속경 시멘트 및 규사가 4:6 또는 6:4의 중량 비율로 혼합되고, 상기 광물질 섬유는 초속경 시멘트 및 광물질 섬유의 총 함량 중에서 20중량% 이하로 포함될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 초속경 시멘트 및 규사가 5:5의 중량 비율로 혼합되고, 상기 광물질 섬유는 초속경 시멘트 및 광물질 섬유의 총 함량 중에서 15중량%로 포함될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 초속경 시멘트 및 규사가 6:4의 중량 비율로 혼합되고, 상기 광물질 섬유 중 월러스토나이트 섬유가 초속경 시멘트 및 광물질 섬유의 총 함량 중에서 20중량%로 포함되는 경우 10일 압축강도 45MPa을 만족시킬 수 있다.
본 발명에서 상기 광물질 섬유는 보수용 모르타르의 휨 성능 및 분산성을 향상시킬 수 있는데, 이로 인해 보수용 모르타르의 우수한 역학적 성능 및 내구성을 확보할 수 있다.
상기 광물질 섬유로 이용되는 월러스토나이트 섬유와 세피올라이트 섬유는 천연 광물질 섬유로 최근 들어 석면 섬유를 대체하여 적용이 증가하고 있는 섬유로, 상기 섬유의 특성은 하기의 [표 1]에 나타낸 바와 같다.
상기 월러스토나이트 섬유는 해외에서 콘크리트 및 시멘트 제품에 적용하여 우수한 역학적 성능 및 내구성을 확보할 수 있다는 많은 연구 결과를 가지고 있는데, 상기 월러스토나이트 섬유의 주요 화학적 구성은 하기의 [표 2]에 나타낸 바와 같다.
상기 세피올라이트는 섬유상, 토상의 결정이 모여 가죽과 같은 집합체를 이루고 있으며 괴상의 것은 가볍고 분말로 만들기가 어려우며 또한, 건조한 것은 물에 뜨므로 해포석이라고도 한다. 상기 세피올라이트는 굳기 2~2.5, 비중 2이고 백색, 회색, 담갈색, 담녹색 등을 띠며, 조흔색은 백색이고 토상 광택 또는 견사광택이 있는데, 상기 세피올라이트 섬유의 주요 화학적 구성은 하기의 [표 3]에 나타낸 바와 같다.
광물질 섬유의 특성
구분 월러스토나이트 섬유 세피올라이트 섬유
길이(mm) < 10 4~5
직경(㎛) 25~40 30~80
밀도(g/mm3) 2.9 2.0
월러스토나이트 섬유의 주요 화학적 구성
성분 SiO2 CaO MgO Al2O3 Fe2O3 K2O
혼합비(%) 40~55 40~50 3~5 < 1.0 < 1.0 < 1.0
세피올라이트 섬유의 주요 화학적 구성
성분 SiO2 CaO MgO Al2O3 Fe2O3 FeO
혼합비(%) 48.51 17.60 20.33 0.35 0.36 0.01
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 광물질 섬유를 포함하는 보수용 모르타르 조성물에 대하여 실험예를 들어 구체적으로 설명하기로 한다.
일반적으로 보수용 모르타르는 하기의 [표 4]와 같은 물성을 만족시키는 것이 바람직하다.
보수용 모르타르의 목표 물성
구분 목표성능 기준
압축강도 20MPa/1 day, 45MPa/10 days
휨강도 5MPa/10 days
1. 배합 설계
본 발명에 따른 실시예에서는 광물질 섬유를 포함하는 보수용 모르타르 조성물의 최적의 배합비를 설정하기 위하여, 하기와 같은 배합비로 설계하여 실험을 수행하였다.
하기의 [표 5] 내지 [표 7]은 초속경 시멘트를 광물질 섬유로 대체(치환)하는 혼화재료의 개념으로 배합하여 적용하였고, 하기의 [표 8] 내지 [표 10]은 초속경 시멘트에 광물질 섬유를 추가하는 보강섬유의 개념으로 배합하여 적용하였다.
(1) 초속경 시멘트를 광물질 섬유로 대체(치환)하여 배합한 경우
초속경 시멘트(C) 및 규사(S)를 4:6의 중량비로 배합한 경우
　배합 시멘트(Kg) 물(Kg) 규사(Kg) 광물질섬유(Kg)
월러스토나이트 세피올라이트
1 309.84 124.00 464.76 0.00 -
2 294.35 124.00 464.76 15.49 -
3 278.86 124.00 464.76 30.98 -
4 263.37 124.00 464.76 46.48 -
5 247.87 124.00 464.76 61.97 -
6 294.35 124.00 464.76 - 15.49
7 278.86 124.00 464.76 - 30.98
8 263.37 124.00 464.76 - 46.48
9 247.87 124.00 464.76 - 61.97
참고로, [표 5]의 배합 2의 경우는 광섬유 물질 중 월러스토나이트로 초속경 시멘트의 일부를 대체(치환)한 배합을 의미한다.
또한, [표 5]의 경우, 월러스토나이트의 초속경 시멘트 치환율(이하 "치환율"이라 함)은 {월러스토나이트(Kg)/{시멘트(Kg)+월러스토나이트(Kg)}}*100 (단위: 중량%)의 수식으로부터 산출될 수 있다. 예를 들어, [표 5]의 배합 2의 경우, 월러스토나이트의 치환율은 (15.49/(294.35+15.49))*100 = 5 중량% 이다. 이하 [표 6] 내지 [표 10]의 배합의 경우도 동일한 방식으로 치환율(단위: 중량%)을 구하면 된다.
초속경 시멘트(C) 및 규사(S)를 5:5의 중량비로 배합한 경우
　배합 시멘트(Kg) 물(Kg) 규사(Kg) 광물질섬유(Kg)
월러스토나이트 세피올라이트
1 387.30 155.00 387.30 0.00 -
2 367.94 155.00 387.30 19.37 -
3 348.57 155.00 387.30 38.73 -
4 329.21 155.00 387.30 58.10 -
5 309.84 155.00 387.30 77.46 -
6 367.94 155.00 387.30 - 19.37
7 348.57 155.00 387.30 - 38.73
8 329.21 155.00 387.30 - 58.10
9 309.84 155.00 387.30 - 77.46
초속경 시멘트(C) 및 규사(S)를 6:4의 중량비로 배합한 경우
　배합 시멘트(Kg) 물(Kg) 규사(Kg) 광물질섬유(Kg)
월러스토나이트 세피올라이트
1 464.76 185.00 309.84 0.00 -
2 441.52 185.00 309.84 23.24 -
3 418.29 185.00 309.84 46.48 -
4 395.05 185.00 309.84 69.71 -
5 371.81 185.00 309.84 92.95 -
6 441.52 185.00 309.84 - 23.24
7 418.29 185.00 309.84 - 46.48
8 395.05 185.00 309.84 - 69.71
9 371.81 185.00 309.84 - 92.95
(2) 초속경 시멘트에 광물질 섬유를 추가하여 배합한 경우
초속경 시멘트(C) 및 규사(S)를 4:6의 중량비로 배합한 경우
　배합 시멘트(Kg) 물(Kg) 규사(Kg) 광물질섬유(Kg)
월러스토나이트 세피올라이트
1 309.84 124.00 464.76 0.00 -
2 309.84 124.00 464.76 15.49 -
3 309.84 124.00 464.76 30.98 -
4 309.84 124.00 464.76 46.48 -
5 309.84 124.00 464.76 61.97 -
6 309.84 124.00 464.76 - 15.49
7 309.84 124.00 464.76 - 30.98
8 309.84 124.00 464.76 - 46.48
9 309.84 124.00 464.76 - 61.97
초속경 시멘트(C) 및 규사(S)를 5:5의 중량비로 배합한 경우
　배합 시멘트(Kg) 물(Kg) 규사(Kg) 광물질섬유(Kg)
월러스토나이트 세피올라이트
1 387.30 155.00 387.30 0.00 -
2 387.30 155.00 387.30 19.37 -
3 387.30 155.00 387.30 38.73 -
4 387.30 155.00 387.30 58.10 -
5 387.30 155.00 387.30 77.46 -
6 387.30 155.00 387.30 - 19.37
7 387.30 155.00 387.30 - 38.73
8 387.30 155.00 387.30 - 58.10
9 387.30 155.00 387.30 - 77.46
초속경 시멘트(C) 및 규사(S)를 6:4의 중량비로 배합한 경우
　배합 시멘트(Kg) 물(Kg) 규사(Kg) 광물질섬유(Kg)
월러스토나이트 세피올라이트
1 464.76 185.00 309.84 0.00 -
2 464.76 185.00 309.84 23.24 -
3 464.76 185.00 309.84 46.48 -
4 464.76 185.00 309.84 69.71 -
5 464.76 185.00 309.84 92.95 -
6 464.76 185.00 309.84 - 23.24
7 464.76 185.00 309.84 - 46.48
8 464.76 185.00 309.84 - 69.71
9 464.76 185.00 309.84 - 92.95
2. 실험 방법
(1) 압축강도 및 휨강도
본 발명에 따른 광물질 섬유를 포함하는 보수용 모르타르 조성물의 최적의 배합비를 설정하기 위하여, KS F 4042 콘크리트 구조물 보수용 폴리머 시멘트 모르타르의 규정에 따라 압축강도 및 휨강도를 측정하였다.
도 1a는 본 발명에 따른 보수용 모르타르 조성물의 압축강도를 측정하는 시험 장비를 보여주는 사진이고, 도 1b는 본 발명에 따른 보수용 모르타르 조성물의 휨강도를 측정하는 시험 장비를 보여주는 사진이다.
본 발명에 따른 보수용 모르타르에서 상기 압축강도 및 휨강도는 도 1a 및 도 1b에 나타낸 바와 같은 공지의 장비를 이용하여 수행하였다.
3. 결과
(1) 월러스토나이트 섬유 치환에 따른 결과
도 2a는 본 발명에 따른 보수용 모르타르에서 초속경 시멘트 및 규사의 배합비에 따라 초속경 시멘트를 월러스토나이트 섬유로 대체하여 보수용 모르타르를 제조한 경우, 1일이 경과한 후 보수용 모르타르의 압축강도 시험 결과를 보여주는 그래프이며, 도 2b는 본 발명에 따른 보수용 모르타르에서 초속경 시멘트 및 규사의 배합비에 따라 초속경 시멘트를 월러스토나이트 섬유로 대체하여 보수용 모르타르를 제조한 경우, 10일이 경과한 후 보수용 모르타르의 압축강도 시험 결과를 보여주는 그래프이다.
이때, 도 2a 및 도 2b에서 C는 초속경 시멘트를 의미하고, S는 규사(6호사)를 의미하는 것으로, 이하, 동일하게 적용하여 설명하기로 한다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명에 따른 보수용 모르타르에서 월러스토나이트 섬유는 치환율이 증가할수록 압축강도는 감소하고 있다. 이는 초속경 시멘트는 초기 강도발현을 하는 특성을 가지고 있는데, 이를 다른 재료로 치환하면 압축강도가 감소하게 된다.
그러나 1일 강도 목표 20MPa은 모든 배합에서 만족하였다. 이와 같은 결과는 상대적으로 초속경 시멘트의 양이 많기 때문에 일부를 치환하여 적용하여도 강도 발현에는 큰 문제가 없는 것으로 보인다.
10일 목표 강도 45MPa은 월러스토나이트 섬유의 치환율 10중량%는 만족하였으나 15중량% 이상이 되면 부분적으로 만족하지 못하는 결과를 보였다. 15중량% 치환율에서는 초속경 시멘트와 규사의 비가 4:6은 만족하지 못하였고 나머지 배합은 목표강도를 만족하였다. 치환율 20중량% 배합에서는 초속경 시멘트와 규사의 중량비가 4:6 및 5:5는 만족하지 못하였고 6:4 배합에서만 만족하였다. 이와 같은 결과로 볼 때, 보수용 모르타르의 압축강도는 초속경 바인더의 함량에 영향을 받는 것으로 나타났다.
도 3a는 본 발명에 따른 보수용 모르타르에서 초속경 시멘트 및 규사의 배합비에 따라 초속경 시멘트를 월러스토나이트 섬유로 대체하여 보수용 모르타르를 제조한 경우, 1일이 경과한 후 보수용 모르타르의 휨강도 시험 결과를 보여주는 그래프이며, 도 3b는 본 발명에 따른 보수용 모르타르에서 초속경 시멘트 및 규사의 배합비에 따라 초속경 시멘트를 월러스토나이트 섬유로 대체하여 보수용 모르타르를 제조한 경우, 10일이 경과한 후 보수용 모르타르의 휨강도 시험 결과를 보여주는 그래프이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명에 따른 보수용 모르타르에서 모든 배합에서 월러스토나이트 섬유의 치환율에 따른 결과를 보면 치환율이 증가할수록 휨강도는 증가하는 결과를 보였다. 이와 같은 결과는 보강섬유의 첨가는 일반적으로 콘크리트의 압축강도 보다는 휨강도의 증가에 효과적이며 이와 같은 시멘트 매트릭스 내에서 섬유의 작용은 섬유의 가교작용, 섬유의 인발작용, 섬유의 파괴작용 및 섬유의 분리작용이 복합적으로 발생하기 때문이며, 이와 같은 작용으로 인하여 보수용 모르타르 내에 발생하는 미세균열의 발생 및 성장을 억제하기 때문이다.
(2) 세피올나이트 섬유 치환에 따른 결과
도 4a는 본 발명에 따른 보수용 모르타르에서 초속경 시멘트 및 규사의 배합비에 따라 초속경 시멘트를 세피올나이트 섬유로 대체하여 보수용 모르타르를 제조한 경우, 1일이 경과한 후 보수용 모르타르의 압축강도 시험 결과를 보여주는 그래프이며, 도 4b는 본 발명에 따른 보수용 모르타르에서 초속경 시멘트 및 규사의 배합비에 따라 초속경 시멘트를 세피올나이트 섬유로 대체하여 보수용 모르타르를 제조한 경우, 10일이 경과한 후 보수용 모르타르의 압축강도 시험 결과를 보여주는 그래프이다.
또한, 도 5a는 본 발명에 따른 보수용 모르타르에서 초속경 시멘트 및 규사의 배합비에 따라 초속경 시멘트를 세피올나이트 섬유로 대체하여 보수용 모르타르를 제조한 경우, 1일이 경과한 후 보수용 모르타르의 휨강도 시험 결과를 보여주는 그래프이며, 도 5b는 본 발명에 따른 보수용 모르타르에서 초속경 시멘트 및 규사의 배합비에 따라 초속경 시멘트를 세피올나이트 섬유로 대체하여 보수용 모르타르를 제조한 경우, 10일이 경과한 후 보수용 모르타르의 휨강도 시험 결과를 보여주는 그래프이다.
도 4a 내지 도 5b를 참조하면, 시험 결과 세피올라이트 섬유의 치환율이 증가할수록 압축강도는 감소하였다.
1일 강도 목표 강도인 20MPa는 모든 배합에서 만족하였으나 10일 목표 강도인 45MPa는 세피올라이트 섬유는 15중량% 치환율에서는 모두 만족하지 못하였으며, C:S= 5:5에서는 치환율 5중량%까지만 만족하였고, C:S=4:6 배합은 세피올라이트 섬유를 치환하면 목표 강도를 전체적으로 만족하지 못하는 결과를 보였다.
그러나 휨강도 시험결과는 모든 배합에서 목표 강도인 10일 5MPa 이상을 만족하는 결과를 보여주었다. 이와 같은 결과는 세피올라이트 섬유의 첨가로 조기에 강도를 발현하는 현상이 감소하여 10일 강도를 만족하지 못한 것으로 보인다.
그러나 휨강도는 세피올라이트 섬유가 섬유의 작용인 섬유의 인발, 파괴, 분리 및 가교 작용에 의하여 보수용 모르타르의 휨강도를 증진시키는 것으로 나타냈다. 초속경 시멘트와 규사 사용비에 따른 강도 시험 결과를 보면 초속경 시멘트의 사용량이 클수록 압축강도 및 휨강도가 증가하는 것으로 나타났다.
이와 같은 결과는 초속경 시멘트가 초기 강도 발현 효과가 크기 때문이다. 다만, 10일 목표 압축강도인 45 MPa를 만족시키는 배합에서는 세피올라이트섬유를 적용하는 경우는 초속경 바인더와 규사비가 6:4를 사용할 때 세피올라이트섬유 첨가량 10%까지 이므로 이와 같은 결과를 고려하여야 한다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (5)

  1. 초속경 시멘트, 물, 규사 및 광물질 섬유를 포함하되,
    상기 광물질 섬유는 월러스토나이트 섬유(Wollastonite fiber)가 사용되며,
    상기 초속경 시멘트와 상기 월러스토나이트 섬유를 합한 중량 및 상기 규사의 중량이 6:4의 비율로 혼합되고, 상기 월러스토나이트 섬유는 상기 초속경 시멘트 및 상기 월러스토나이트 섬유의 총 함량 중에서 20중량% 이하로 포함되되 상기 월러스토나이트 섬유는 상기 초속경 시멘트에 대해 치환율 5중량%, 10중량%, 15중량% 또는 20중량%로 포함되는 경우 1일 목표 압축강도 20MPa을 만족시키며,
    상기 초속경 시멘트와 상기 월러스토나이트 섬유를 합한 중량 및 상기 규사의 중량이 6:4의 비율로 혼합되고 상기 월러스토나이트 섬유가 상기 초속경 시멘트에 대해 치환율 20중량%로 포함되는 경우, 10일 목표 압축강도 45MPa을 만족시키는 것을 특징으로 하는 광물질 섬유를 포함하는 보수용 모르타르 조성물.
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