KR102026284B1 - the polymer waterproof agent for repairing concrete crack and the sonstruction method of waterproofing structure using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 콘크리트 크랙을 보수하기 위한 것으로, 방수성과 발수성이 향상된 자기 치유타입의 콘크리트 보수용 폴리머 방수재 및 이를 이용한 방수구조 시공방법에 관한 것이다.The present invention relates to repairing concrete cracks, and relates to a self-healing type polymer repair material for repairing concrete having improved waterproofness and water repellency, and a waterproof construction method using the same.
통상적으로 폴리머(POLYMER, 중합체(重合體))란 분자가 중합하여 생기는 화합물을 말한다.Usually, a polymer (POLYMER, polymer) means the compound which a molecule produces | polymerizes.
기존의 폴리머 방수제는 방수성, 내수성이 있는 아크릴류를 중합하여 제조하고 액체와 시멘트 등을 섞어서 사용하였다.The existing polymer waterproofing agent was prepared by polymerizing waterproof and water resistant acrylics, and used a mixture of liquid and cement.
일반적으로 폴리머 몰탈 보수는 중성화나 염해를 입은 부분의 콘크리트를 제거하여 단면복구하거나 균열부위에 주입하여 원래의 콘크리트 단면을 유지하는 방식으로 시행한다. In general, the repair of polymer mortar is carried out by removing the concrete from the neutralized or salted areas and recovering the section or injecting it into the crack to maintain the original concrete section.
기존의 공법은 원 부재와의 원활한 결합이 관건이기 때문에 고강도 무수축 몰탈이나 접합성, 건조수축 또는 강도 등이 훨씬 개선된 폴리머 계열을 사용하게 되는 데, In the conventional method, the smooth bonding with the original member is the key, and thus a polymer series having much improved high strength non-shrink mortar, bonding property, dry shrinkage or strength is used.
보수한 콘크리트 부위가 가혹한 환경조건에서 오래 동안 내구성을 유지하기 어려운 기술적인 한계가 있었고,Repaired concrete parts had technical limitations that were difficult to maintain for long periods of time in harsh environmental conditions.
여러 종류의 유기질 또는 무기질 폴리머 몰탈 재료를 사용하여 보수된 콘크리트 구조물에 누수가 발생할 시에 압축강도와 내구성 등과 같은 구체의 물성이 현저히 저하될 뿐만 아니라 동결융해로 치명적인 손실을 초래하는 문제점이 지적되어 왔다.When leakage occurs in concrete structures repaired using various kinds of organic or inorganic polymer mortar materials, problems such as compressive strength and durability not only decrease remarkably, but also cause a fatal loss due to freezing melting. .
이에 본 발명자는 저수조, 수로, 교각 등 콘크리트 구조체의 벽면이나 바닥면에 발생한 열화, 균열, 틈새를 보수하기 위한 것으로, 방수성과 발수성이 향상된 자기 치유타입의 콘크리트 보수용 폴리머 방수재 및 이를 이용한 방수구조 시공방법을 개발하기에 이르렀다.The present inventors to repair the degradation, cracks, gaps generated on the wall or floor surface of the concrete structure, such as water tanks, waterways, piers, self-healing polymer waterproofing material for waterproofing and water repellency and construction of the waterproof structure using the same To develop a method.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해서 제시되는 것이다. 그 목적은 기존의 보수용 폴리머 몰탈이 콘크리트 단면복구 등으로 사용되었으나 방수성능이 부족하여 구조체에 균열이나 틈새가 발생하는 경우 급격히 열화가 진행되는 것을 방지하기 위해 방수성을 강화하고자 하는 것이다.The present invention is proposed to solve the conventional problems as described above. Its purpose is to improve the waterproofness to prevent the rapid deterioration of the structure when the repairing polymer mortar is used as a concrete cross-sectional recovery, but the lack of waterproof performance and cracks or gaps in the structure.
그리고 콘크리트에 숙명적으로 발생되는 균열 부위에서 미반응으로 남아있던 각종 무기화합물이 수분과 반응하여 재수화반응을 통하여 조직이 치밀해지고 균열이 보수됨으로써 내구성이 강화된 콘크리트 보수용 폴리머 방수재 및 이를 이용한 방수구조 시공방법을 제공하고자 하며, 방수성과 내구성을 동시에 제공하고자 한다.In addition, various inorganic compounds that remained unreacted at the cracks that occur fatally in concrete react with moisture, and the structure is densely repaired through rehydration and the cracks are repaired. To provide a construction method, and to provide waterproof and durable at the same time.
또한 본 발명은 열화된 콘크리트 부위를 제거하고 구조체의 벽면이나 바닥에 도포하거나 폴리머 몰탈 제조시 조성물과 혼합하여 사용함으로써, 콘크리트 구조체가 영구적인 방수성능을 갖도록 하고, 콘크리트 구조체의 내구성을 유지시키는 역할을 하는 콘크리트 보수용 폴리머 방수재 및 이를 이용한 방수구조 시공방법을 제공하고자 한다. In addition, the present invention is to remove the deteriorated concrete parts and apply to the wall or floor of the structure or mixed with the composition used in the manufacture of the polymer mortar, so that the concrete structure has a permanent waterproof performance, and serves to maintain the durability of the concrete structure To provide a concrete waterproofing polymer waterproof material and a waterproof construction method using the same.
또한 본 발명은 콘크리트 구조체의 벽면이나 바닥에 균열이나 틈새가 발생한 경우, 본 발명의 방수제를 물과 교반하여 도포하고 추가로 방수 몰탈 시공을 함으로써 이중 구조의 방수막을 형성하여 하자를 방지하며 계속적 방수 성능을 발휘하여 공사비 및 유지관리비의 절감효과가 있는 방수시스템을 제공하고자 한다.In addition, in the present invention, when a crack or gap occurs in the wall or floor of a concrete structure, the waterproofing agent of the present invention is applied by stirring with water, and further waterproof mortar is used to form a waterproof structure of a double structure to prevent defects and continuously waterproof performance. To provide a waterproofing system that can reduce construction cost and maintenance cost.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 폴리머 몰탈;The present invention to solve the above technical problem is a polymer mortar;
소성제오라이트;Calcined zeolite;
고로슬래그;Blast furnace slag;
규사세분;Silica sand fraction;
바텀에쉬;Bottom ash;
벤토나이트; Bentonite;
황산알미늄; Aluminum sulfate;
를 포함하여 구성되는 기본 혼합물;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 보수용 폴리머 방수재를 이용한 방수구조 시공방법을 제공한다.It provides a waterproof construction method using a polymer waterproof material for repairing concrete, characterized in that comprises a; basic mixture is configured to include.
더불어 together
고급지방산 에스테르염;Higher fatty acid ester salts;
무수석고;Anhydrous gypsum;
알킬실록산 폴리머;Alkylsiloxane polymers;
를 포함하여 구성되는 발수성 혼합물;을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 보수용 폴리머 방수재를 이용한 방수구조 시공방법을 제공한다.It provides a waterproof construction method using a polymer waterproofing material for concrete repair, characterized in that further comprises a water-repellent mixture comprising a.
본 발명은 기존의 보수용 폴리머 몰탈이 콘크리트 단면복구 등으로 사용되었으나 방수성능이 부족하여 구조체에 균열이나 틈새가 발생하는 경우 급격히 열화가 진행되는 것을 방지하기 위해 방수성을 강화한다.The present invention has been used as a conventional repair mortar for repairing concrete cross-section, but the waterproof performance is enhanced to prevent the rapid deterioration in the case of cracks or crevices due to the lack of waterproof performance.
그리고 콘크리트에 많이 발생되는 균열 부위에서 미반응으로 남아있던 각종 무기화합물이 수분과 반응하여 재수화반응을 통하여 조직이 치밀해지고 균열이 보수됨으로써 내구성이 강화된 콘크리트 보수용 폴리머 방수재 및 이를 이용한 방수구조 시공방법을 제공하며, 방수성과 내구성을 동시에 제공한다.In addition, various inorganic compounds that remained unreacted at the cracks generated in the concrete react with moisture, and the structure is made dense and cracks are repaired through rehydration. It provides a method and provides waterproof and durability at the same time.
또한 본 발명은 열화된 콘크리트 부위를 제거하고 구조체의 벽면이나 바닥에 도포하거나 폴리머 몰탈 제조시 조성물과 혼합하여 사용함으로써, 콘크리트 구조체가 영구적인 방수성능을 갖도록 하고, 콘크리트 구조체의 내구성을 유지시키는 역할을 하는 콘크리트 보수용 폴리머 방수재 및 이를 이용한 방수구조 시공방법을 제공한다. In addition, the present invention is to remove the deteriorated concrete parts and apply to the wall or floor of the structure or mixed with the composition used in the manufacture of the polymer mortar, so that the concrete structure has a permanent waterproof performance, and serves to maintain the durability of the concrete structure It provides a concrete waterproofing polymer waterproofing material and waterproof construction method using the same.
또한 본 발명은 콘크리트 구조체의 벽면이나 바닥에 균열이나 틈새가 발생한 경우, 본 발명의 방수제를 액상으로 제조하여 도포하고 추가로 방수 몰탈 시공을 함으로써 이중 구조의 방수막을 형성하여 하자를 방지하며 계속적 방수 성능을 발휘하여 공사비 및 유지관리비의 절감효과가 있는 방수시스템을 제공한다.In addition, in the present invention, when cracks or gaps occur in the wall or floor of the concrete structure, the waterproofing agent of the present invention is manufactured and applied in a liquid state, and further waterproof mortar is used to form a waterproof structure of a double structure to prevent defects and continuously waterproof performance. Providing a waterproof system that can reduce construction cost and maintenance cost.
도 1은 본 발명의 콘크리트 보수용 폴리머 방수재의 방수 메커니즘을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 콘크리트 보수용 폴리머 방수재의 제조과정을 촬영한 것이다.
도 3 및 4는 본 발명의 콘크리트 보수용 폴리머 방수재가 크랙을 보수하는 과정을 촬영한 것이다.
도 5 내지 8은 본 발명의 콘크리트 보수용 폴리머 방수재를 이용한 방수구조 시공방법을 순서대로 개념을 도시한 것이다.
도 9는 일반 콘크리트내의 조직형태의 사진이다.
도 10은 본 발명의 방수제 혼입에 따른 결정 생성과정을 도시한 사진이다.
도 11은 본 발명에 의하여 나타나는 균열 자가치유 기능을 도시한 것이다.
도 12는 도 11에 따른 반응 메커니즘을 도시한 것이다.
도 13은 본 발명에서 시편양생 후 균열 발생형태를 도시한 것이다.
도 14 내지 17은 본 발명에 따른 변화 양상을 도시한 것이다.
도 18은 본 발명의 방수제의 유효성분의 조성표이다.
도 19는 본 발명의 방수제의 과립형태의 조성표이다. Figure 1 illustrates a waterproof mechanism of the polymer waterproof material for repairing concrete of the present invention.
Figure 2 is a photograph of the manufacturing process of the polymer waterproof material for repairing concrete of the present invention.
3 and 4 are photographed the process of repairing the crack of the polymer waterproofing material for repairing concrete of the present invention.
5 to 8 illustrate the concept of the waterproof structure construction method using the polymer waterproof material for repairing concrete of the present invention in order.
9 is a photograph of the structure of the structure in ordinary concrete.
10 is a photograph showing a crystal generation process according to the mixing of the waterproofing agent of the present invention.
11 illustrates the crack self-healing function exhibited by the present invention.
12 shows the reaction mechanism according to FIG. 11.
Figure 13 illustrates the crack generation form after the specimen curing in the present invention.
14-17 illustrate changes in accordance with the present invention.
18 is a composition table of the active ingredient of the waterproofing agent of the present invention.
19 is a composition table in the form of granules of the waterproofing agent of the present invention.
이하 첨부한 도면과 함께 상기와 같은 본 발명의 개념이 바람직하게 구현된 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
Ⅰ. 콘크리트 보수용 폴리머 방수재I. Polymer waterproofing material for concrete repair
본 발명의 콘크리트 보수용 폴리머 방수재(100)는,Concrete repair
폴리머 몰탈;Polymer mortars;
소성제오라이트;Calcined zeolite;
고로슬래그;Blast furnace slag;
규사세분;Silica sand fraction;
바텀에쉬;Bottom ash;
벤토나이트; Bentonite;
황산알미늄; Aluminum sulfate;
를 포함하여 구성되는 기본 혼합물;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Characterized in that comprises a; basic mixture is configured to include.
그리고 상기 기본 혼합물을 건식 혼합한 후,And after dry mixing the basic mixture,
물과 수용성 폴리머를 사용하여 외면을 코팅하여 과립형태로 제조한 것을 추가로 혼입하여 방수성을 강화한 것을 특징으로 한다.The outer surface is coated with water and a water-soluble polymer to be added in the form of granules to further enhance waterproofness.
구체적으로 Specifically
상기 폴리머 몰탈 100 중량부에 대하여 100 parts by weight of the polymer mortar
상기 소성제오라이트는 10~50 중량부,The calcined zeolite is 10 to 50 parts by weight,
고로슬래그는 20~100 중량부,Blast furnace slag is 20 to 100 parts by weight,
규사세분은 20~100 중량부,The silica sand powder is 20 to 100 parts by weight,
바텀에쉬는 10~50 중량부,Bottom ash is 10 to 50 parts by weight,
벤토나이트 5~15 중량부
무수석고와 황산알미늄 등 기타 구성요소는 5~20 중량부가 바람직하다Other components such as anhydrous gypsum and aluminum sulfate are preferably 5 to 20 parts by weight.
상기 소성 제오라이트는 500 ~ 700℃ 범위에서 1 ~ 10 시간 고온 소성한 것을 사용하는 경우, 조직내부의 기공에 수분, 유기물 등이 제거되어 그 기공 사이에 포졸란 반응을 일으키는 이온상의 물질을 담는 용기가 된다. When the calcined zeolite is subjected to high temperature calcining for 1 to 10 hours in the range of 500 to 700 ° C., water, organic matters, etc. are removed from the pores in the tissue to form a container containing an ionic substance causing a pozzolanic reaction between the pores. .
본 발명의 콘크리트 보수용 폴리머 방수재(100)는,Concrete repair
고급지방산 에스테르염;Higher fatty acid ester salts;
무수석고;Anhydrous gypsum;
알킬실록산 폴리머;Alkylsiloxane polymers;
를 포함하여 구성되는 발수성 혼합물;을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Characterized in that it further comprises; a water-repellent mixture comprising a.
구체적으로 Specifically
상기 고급지방산 에스테르염 100 중량부에 대하여 100 parts by weight of the higher fatty acid ester salt
무수석고 10~70 중량부,10-70 parts by weight of anhydrous gypsum,
알킬실록산 폴리머1~30 중량부가 혼합되는 것이 바람직하다.It is preferable that 1-30 weight part of alkylsiloxane polymers are mixed.
그리고 상기 기본 혼합물과 상기 발수성 혼합물을 건식 혼합한 후,And after dry mixing the base mixture and the water repellent mixture,
물과 수용성 폴리머를 사용하여 외면을 코팅하여 과립형태로 제조하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that the outer surface is coated with water and a water-soluble polymer to produce a granular form.
물론 본 발명의 콘크리트 보수용 폴리머 방수재(100)는 과립형 뿐만 아니라 분말형으로도 제조가 가능하며, 상호간에 혼합하여 사용할 수도 있다. 다만 과립형으로 제조한 후 혼합하여 사용하는 것이 방수성과 내구성의 물성을 효과적으로 나타낼 수 있으므로 바람직하다.Of course, the
또한 기성 폴리머 몰탈에 혼입된 형태로 제조하거나 각기 다른 포장으로 제조하여 현장에서 혼입 및 교반하여 사용이 가능한 형태로 생산할 수 있다.In addition, it can be produced in a form that can be mixed with a ready-made polymer mortar or used in different packaging to be mixed and stirred in the field.
도 1은 본 발명의 콘크리트 보수용 폴리머 방수재의 방수 메커니즘을 도시한 것이다.Figure 1 illustrates a waterproof mechanism of the polymer waterproof material for repairing concrete of the present invention.
도 2는 본 발명의 콘크리트 보수용 폴리머 방수재의 제조과정을 촬영한 것으로 구형의 입자를 형성하고 있다.Figure 2 is a photograph of the manufacturing process of the polymer waterproofing material for repairing concrete of the present invention to form spherical particles.
도 3 및 4는 본 발명의 콘크리트 보수용 폴리머 방수재가 크랙을 보수하는 과정을 촬영한 것이다.3 and 4 are photographed the process of repairing the crack of the polymer waterproofing material for repairing concrete of the present invention.
먼저 본 발명의 콘크리트 보수용 폴리머 방수재(100)를 ‘분말형’으로 제조하는 경우, First, when manufacturing the concrete waterproof
콘크리트 구조체의 벽면이나 바닥면에 도포되었을 시, 구조체 내부로 침투하여 존재하다가 누수되는 물을 만나면 빠르게 반응하여 불용성의 결정을 성장시킨다.When applied to the wall or floor of a concrete structure, it penetrates into the structure and encounters leaking water, which quickly reacts to grow insoluble crystals.
다음으로 본 발명의 콘크리트 보수용 폴리머 방수재(100)를 ‘과립형’으로 제조하는 경우, Next, when manufacturing the
콘크리트 구조체의 벽면이나 바닥면에 도포되어 미반응 상태로 남아 있다가 수분이 침투하면 각종 이온과 반응하여 내부의 물질이 용출되면서 시멘트 콘트리트 속의 성분(무기 시멘트계 광물질, 포졸란 등)과 만나서 수화작용으로 불용성의 결정을 성장시킨다. It is applied to the wall or floor of the concrete structure and remains unreacted. When moisture penetrates, it reacts with various ions to elute the substances inside, and it is insoluble by hydration by meeting the components in the cement concrete (inorganic cement-based minerals, pozzolane, etc.). Grow crystals.
이러한 반응은 누수가 발생한 부분에서만 결정을 성장시키는 반응을 진행하게 되며 콘크리트 구조체의 균열이나 틈새를 성장한 불용성의 결정들로 채우는 자가치유 성능을 발휘하여 구조체의 강도나 내구성을 향상시킨다.This reaction proceeds to grow the crystal only in the leaked portion, and exhibits self-healing performance by filling insoluble crystals with cracks or crevices of the concrete structure, thereby improving the strength and durability of the structure.
도 2는 본 발명의 콘크리트 보수용 폴리머 방수재의 제조과정을 촬영한 것으로, Figure 2 is taken with the manufacturing process of the polymer waterproofing material for repairing concrete of the present invention,
구체적으로 고급지방산 에스테르염, 무수석고 등의 조성물을 건식혼합한 후에, 물과 수용성 폴리머 혼합수를 분사하여 회전식 과립기를 이용하여 구형의 입자를 제조한 것을 나타내는 사진이다. Specifically, after dry mixing a composition such as a higher fatty acid ester salt or anhydrous gypsum, water and a water-soluble polymer mixed water are sprayed to show spherical particles using a rotary granulator.
Ⅱ. 콘크리트 보수용 폴리머 방수재를 이용한 방수구조 시공방법II. Construction method of waterproof structure using polymer waterproof material for concrete repair
도 5 내지 8은 본 발명의 콘크리트 보수용 폴리머 방수재를 이용한 방수구조 시공방법을 순서대로 개념을 도시한 것이다.5 to 8 illustrate the concept of the waterproof structure construction method using the polymer waterproof material for repairing concrete of the present invention in order.
본 발명의 콘크리트 보수용 폴리머 방수재를 이용한 방수구조 시공방법은 Waterproof structure construction method using the polymer waterproof material for repairing concrete of the present invention
상기 콘크리트 보수용 폴리머 방수재(100)를 이용한 것으로,By using the
(1) 크랙(CR)이 발생한 콘크리트 바탕면(10)에 톱니형상의 요철을 형성하는 바탕처리 단계;(1) a ground treatment step of forming sawtooth-shaped unevenness on the
(2) 상기 콘크리트 보수용 폴리머 방수재(100)에 물을 혼입하여 상기 크랙(CR)과 상기 바탕면(10)에 도포하는 방수재 도포 단계;(2) a waterproofing material applying step of mixing water into the concrete waterproofing
(3) 상기 물이 혼입된 상기 콘크리트 보수용 폴리머 방수재(100) 상부에 방수몰탈(20)을 도포하는 바탕층 형성 단계;(3) a base layer forming step of applying a
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Characterized in that comprises a.
이때 상기 (3)단계에서 발수층이 동시에 형성된다.At this time, in step (3), the water repellent layer is simultaneously formed.
상기 (1) 단계의 톱니형상은 콘크리트 바탕면(10)의 단면상 형상으로 평면상에서는 일자형 또는 격자형으로 형성되며, 상기 콘크리트 보수용 폴리머 방수재(100)가 상기 크랙(CR)과 상기 바탕면(10)에 도포되어 이탈하지 않고 상기 (3) 단계에서 방수몰탈(20)이 도포되기 까지 부착성능을 유지하기 위한 것이다.The sawtooth of step (1) is a cross-sectional shape of the
즉, 바탕면(10)을 톱니 형상으로 요철 가공하여 모세관 현상으로 도포한 콘크리트 보수용 폴리머 방수재(100)가 톱니 틈새까지 침투할 수 있도록 하여 방수성이 강화되고 바탕몰탈층을 형성할 방수몰탈(20)의 부착성이 강화된다. That is, the waterproofing mortar to enhance the waterproofing and to form the ground mortar layer by allowing the
그리고 본 시공방법으로 인하여,And because of this construction method,
콘크리트 균열 부위에서 미반응으로 남아있던 콘크리트 보수용 폴리머 방수재(100)의 각종 무기화합물이 균열을 통해 유입되는 수분과 반응하여 재수화 반응을 통하여 불용성 탄산화합물이 생성되어 조직이 치밀해지고 균열이 보수됨으로써 방수성과 내구성을 동시에 제공한다.Various inorganic compounds of the concrete repair
또한 본 발명은 콘크리트 구조체의 벽면이나 바닥에 균열이나 틈새가 발생한 경우, 본 발명의 콘크리트 보수용 폴리머 방수재(100)를 액상으로 제조하여 도포하고 추가로 상기 (3)단계에서 방수 몰탈 시공을 함으로써 2중 구조의 방수막을 형성하여 하자를 방지하며 계속적 방수 성능을 발휘하여 공사비 및 유지관리비의 절감효과가 있다.In addition, the present invention, if cracks or gaps in the wall surface or the bottom of the concrete structure, the
도 9는 일반 콘크리트내의 조직형태의 사진이다.9 is a photograph of the structure of the structure in ordinary concrete.
일반적인 콘크리트 조직의 미세구조를 살펴보면, 미수화시멘트 입자, 골재, 수산화칼슘, 규산질화합물 이외에 여러 가지 결정체가 존재하고 그 결정체들 사이에는 엔트랩트 에어(Entrapped Air) 엔트레인드 에어(Entrained Air), 모세관 공극, 겔 공극이 존재한다.In general microstructure of concrete, there are various crystals besides unhydrated cement particles, aggregates, calcium hydroxide, siliceous compounds, and entrapped air, entrained air, and capillary pores. , Gel pores are present.
여기서 전체 공극량 중에 모세관공극이 대부분을 차지하는데, 모세관공극은 콘크리트를 배합할 때 시멘트 입자사이에 남아있는 물이 모세관력을 가지게 되어 경화 후에도 그대로 남게 되는 공극이다. 그 크기는 약 1/500
또한 콘크리트의 강도 발현 및 수밀화는 주로 시멘트의 수화로 생성된 규산칼슘 수화물량에 의해 결정된다. 하지만 단위 시멘트량에 따라 규산칼슘 수화물의 생성량이 영향을 받게 되고 모세관 공극을 채우는 데는 한계가 있기 때문에 경화된 콘크리트의 공극을 통하여 물의 투수 및 누수현상이 발생하게 된다.In addition, strength development and water-densification of concrete are mainly determined by the amount of calcium silicate hydrate produced by hydration of cement. However, the amount of calcium silicate hydrate is affected by the amount of cement, and there is a limit to filling the capillary pores, so that water permeation and leakage occurs through the pores of the hardened concrete.
포트랜드 시멘트를 구성하고 있는 주요 화학성분은 산화칼슘(CaO), 이산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3) 및 산화제2철(Fe2O3), 마그네시아(MgO), 아황산(SO3) 등이다. 시멘트 주요 화합물 조성 광물질은 규산제3칼슘(alite,C3S), 규산제2칼슘(belite,C2S), 알루민산제3칼슘(aluminate,C3A) 및 알루민산제4칼슘(ferrite,C4AF)등으로 구성되어 있다. 이들 화합물은 각기 성질이 달라 빨리 굳는 성질의 것, 수화열을 많이 발생하는 것 등이 있으며, 이 화합물의 양에 따라 시멘트의 굳는 성질도 달라진다. 이들 화합물의 성질을 이용하면, 여러 가지 특성을 갖는 시멘트, 빨리 굳는 시멘트, 열을 조금 내는 시멘트 등을 만들 수 있다. aluminate 및 alite는 수화가 빠르고 belite는 비교적 느리다. 특히 aluminate는 수화가 아주 빨라 물과 급격히 반응하여 그대로 굳어지므로 급결제나 초속경 시멘트의 주요재료로 사용된다. 이때 석고가 존재하면 수화반응이 적절히 조절되며 aluminate와 반응하여 에트린자이트(ettringite)를 형성한다. 시멘트가 완전히 수화하는데 시멘트 무게의 약 25%의 수분이 필요하고, 이 외에도 입자간의 겔(gel)수로 시멘트 무게 15%의 수분이 더 필요하다. 즉 40%의 물이 강도발현에 관여한다. 물의 양이 너무 많으면 미 반응하여 결합하지 않고 남는 물이 증발하여 그 자리에 기공이 생겨 강도저하, 수축, 균열 등의 원인이 되기도 한다. The main chemicals that make up Portland cement are calcium oxide (CaO), silicon dioxide (SiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and ferric oxide (Fe2O3), magnesia (MgO) and sulfurous acid (SO 3 ). to be. Cement Major Compounds Composition Minerals include tricalcium silicate (alite, C 3 S), dicalcium silicate (belite, C 2 S), aluminate tricalcium (aluminate, C 3 A) and ferric calcium aluminate (ferrite). , C 4 AF), etc. Each of these compounds has different properties, such as ones that quickly harden and generate a lot of heat of hydration. The amount of these compounds also varies the cement hardening properties. By using the properties of these compounds, it is possible to make cements having various properties, cements which harden quickly, and cements which generate little heat. aluminate and alite are quick to hydrate and belite is relatively slow. In particular, aluminate is very hydrated and rapidly reacts with water to harden. As aluminate, it is used as a main material for fasteners or cemented carbide. If gypsum is present, the hydration reaction is properly controlled and reacts with aluminate to form ettringite. In order for the cement to fully hydrate, about 25% of the weight of the cement is needed. In addition, the number of gels between the particles requires 15% of the weight of the cement. That is, 40% of water is involved in strength development. If the amount of water is too large, unreacted water does not bind and the remaining water evaporates, causing pores in its place, which may cause a decrease in strength, shrinkage, and cracking.
도 10은 본 발명의 방수제 혼입에 따른 결정 생성과정을 도시한 사진이다.10 is a photograph showing a crystal generation process according to the mixing of the waterproofing agent of the present invention.
본 발명의 방수제는 규산질계 포졸란 물질, 고분자수지 및 결정성장형 복합화학물질로 구성되어 있다. 규산질계 포졸란 물질은 시멘트의 수화반응으로 생성된 수산화칼슘과 불용성인 금속산화물과 규산질칼슘을 생성하여 모세공극을 채운다. 불포화지방산 유도체인 스테아린산 금속염은 시멘트 수화반응의 생성물인 수산화칼슘가 미수화 시멘트와 반응하여 발수성의 고급지방산칼슘 생성으로 콘크리트 경화체의 수밀성을 증대 시킨다.The waterproofing agent of the present invention is composed of a siliceous pozzolanic material, a polymer resin, and a crystal growth complex chemical material. Silicate-based pozzolanic materials fill the capillary pores by producing calcium hydroxide, insoluble metal oxide and calcium silicate, produced by the hydration of cement. Stearic acid metal salts, which are unsaturated fatty acid derivatives, increase the water-tightness of hardened concrete by producing calcium hydroxide, which is a product of cement hydration reaction, with unhydrated cement.
규산질칼슘 생성(포졸란반응)의 화학식은 다음과 같다.The chemical formula of calcium silicate production (pozzolanic reaction) is as follows.
Ca(OH)2 + SiO2 → 3CaO·2SiO2·3H2OCa (OH) 2 + SiO 2 → 3 CaO 2 SiO 2 3H 2 O
Ca(OH)2 + Al2O3 → 3CaO·Al2O3·6H2O Ca (OH) 2 + Al 2 O 3 → 3CaO · Al 2 O 3 · 6H 2 O
도 11은 본 발명에 의하여 나타나는 균열 자가치유 기능을 도시한 것이다.11 illustrates the crack self-healing function exhibited by the present invention.
도 12는 도 11에 따른 반응 메커니즘을 도시한 것이다.12 shows the reaction mechanism according to FIG. 11.
구조체의 시공 후 균열이나 틈새가 발생하여 누수가 될 때에 콘크리트 속에 남아 있던 복합화합물로부터 2차 수화반응이 시작되어 불용성의 결정을 성장함으로써 균열이 자가치유 된다.After the construction of the structure, the cracks or crevices occur, and when the water leaks, the secondary hydration reaction starts from the complex compound remaining in the concrete, and the cracks self-heal by growing insoluble crystals.
신청기술의 콘크리트에 균열이 발생하여 물이 침투할 때 2차로 반응하여 콘크리트 균열부위를 자가치유하는 주요 메카니즘은 탄산칼슘(CaCO3) 의 생성, 에트린자이트의 생성, 포졸란 반응, 스테아르산의 침전반응이 있다.The main mechanism of self-healing concrete cracks by secondary reaction when water breaks in due to cracks in applied technology is the production of calcium carbonate (CaCO 3 ), the formation of ethrinite, pozzolanic reaction, stearic acid There is a precipitation reaction.
도 13은 본 발명에서 시편양생 후 균열 발생형태를 도시한 것이고,Figure 13 illustrates the crack generation form after the specimen curing in the present invention,
도 14 내지 17은 본 발명에 따른 변화 양상을 도시한 것이다.14-17 illustrate changes in accordance with the present invention.
<탄산칼슘(CaCO3)의 생성> <Production of Calcium Carbonate (CaCO 3 )>
콘크리트 수화반응에 의한 생성물인 수산화칼슘(Ca(OH)2)은 강한 알칼리성을 띄고 있으며, 철근 표면에 부동태 피막을 형성하여 철근부식을 방지한다. Calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ), a product of the concrete hydration reaction, has a strong alkalinity and prevents reinforcing corrosion by forming a passivation film on the surface of the rebar.
만일 콘크리트에 균열이 발생하여 물이 침투하게 되면 방수 혼화제 내부에 포함된 CaO의 수화에 의해 생성된 수산화칼슘(Ca(OH)2)으로부터 생성된 칼슘이온(Ca²+)이 물 내 소량 존재하는 탄산수소이온(HCO3-)이나 탄산이온(CO3²-)과 반응하여 물에 녹지 않는 CaCO3 결정을 형성한다.If a crack occurs in concrete and water penetrates, hydrogen carbonate in which a small amount of calcium ions (Ca² +) formed from calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) generated by hydration of CaO contained in the waterproof admixture exists in water. Reacts with ions (HCO 3- ) or carbonates (CO 3 ²-) to form CaCO 3 crystals that are insoluble in water.
자가치유가 일어나는 가장 중요한 반응 메카니즘은 탄산칼슘(CaCO3)의 결정 형성에 있다.” CaCO3 의 생성 화학반응식은 다음과 같다.The most important reaction mechanism for self-healing is the crystal formation of calcium carbonate (CaCO 3 ). ”Formation of CaCO 3 The chemical equation is shown below.
Ca² + CO3² ↔ CaCO3 ( pH > 8 )Ca² +
Ca² + HCO3 ↔ CaCO3 + H+ ( 7.5 < pH < 8 )Ca² + HCO 3 ↔ CaCO 3 + H + (7.5 <pH <8)
본 발명에서 분말형 방수혼화제의 성분 가운데 첨가된 중탄산나트륨(NaHCO3 )은 화학식 NaHCO3 무색의 결정성(結晶性) 분말로, 비중 2.20이다. 가열하면 이산화탄소 CO2와 물 H2O를 발생하고, 탄산나트륨 무수물(無水物) Na2CO3로 변한다. 2NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2 수용액은 가수분해에 의해서 약한 알칼리성을 보이는데, 여기서 발생된 CO2 는 콘크리트 속 Ca²+와 반응하여 탄산칼슘 생성을 촉진한다. 중탄산나트륨은 무색의 결정성 분말로 가열하면 이산화탄소와 물을 발생하고, 탄산나트륨(Na2CO3) 무수물로 변한다. Sodium bicarbonate (NaHCO 3 ) added among the components of the powder-type waterproof admixture in the present invention is a NaHCO 3 colorless crystalline powder, specific gravity 2.20. When heated, carbon dioxide CO 2 and water H 2 O are generated and converted to sodium carbonate anhydride Na 2 CO 3 . The aqueous solution of 2NaHCO 3 → Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2 shows weak alkalinity by hydrolysis, where the generated CO 2 reacts with Ca² + in concrete to promote the production of calcium carbonate. Sodium bicarbonate generates carbon dioxide and water when heated with a colorless crystalline powder, and turns into sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) anhydride.
2NaHCO3 --> Na2CO3 +H2O +CO2 2 NaHCO 3-> Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2
수용액은 가수분해에 의해서 약한 알칼리성을 보이는데, 여기서 발생된 CO2는 콘크리트 속 칼슘이온과 반응하여 탄산칼슘 생성을 촉진한다. 이는 중탄산소다라고도하며 수용액을 가열하면 65℃ 이상에서 탄산가스를 방출하며 탄산나트륨 용액으로 변한다. 염산, 황산 등의 산과 작용시켜도 이산화탄소가 발생한다. 이러한 탄산가스발생제로서의 역할이 탄산칼슘 결정 형성을 촉진시킨다.The aqueous solution is weakly alkaline due to hydrolysis, where the generated CO 2 reacts with calcium ions in concrete to promote calcium carbonate production. It is also called sodium bicarbonate, and when the aqueous solution is heated, it emits carbon dioxide gas above 65 ℃ and turns into sodium carbonate solution. Carbon dioxide is also generated when it is reacted with acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid. This role as a carbon dioxide gas generator promotes calcium carbonate crystal formation.
도 14(a)에서 고체상 흰색물질 덩어리가 생성된 CaCO3를 볼 수 있다. 고체상 덩어리 사이에 바늘과 같은 형태의 결정성 무기물과 다양한 형태의 결정이 서로 섞여있는 것을 볼 수 있다.In Figure 14 (a) can be seen CaCO 3 produced a solid white matter mass. It can be seen that crystalline minerals, such as needles, and various types of crystals are mixed between solid masses.
<에트린자이트의 생성(알루민산제3칼슘(3CaO·Al2O3)과 석고와의 2차반응)>Production of ethrinzite (secondary reaction of tricalcium aluminate (3CaOAl 2 O 3 ) with gypsum)
ASTM 콘크리트 팽창재의 분류기준에 의하면, K-type 팽창재는 C₄A3S, CaSO₄ 및 CaO의 세성분의 조합에 그 기준을 두고 있다. K-type 팽창재는 수화생성물로써 에트린자이트(ettringite)를 생성하여 시멘트, 콘크리트 경화체의 팽창특성을 증대 시킨다.According to the classification criteria of ASTM concrete expanders, K-type expanders are based on a combination of three components: C₄A 3 S, CaSO₄, and CaO. K-type expanders produce ettringite as a hydration product, which increases the expansion characteristics of cement and concrete hardening bodies.
본 개발된 기술은 분말형 규산질계 방수혼화제 주성분 가운데 수용성 폴리머로 결합된 석고(CaSO)와 칼슘 알루미네이트(알루민산제3칼슘) 성분은 콘크리트 속으로 침투된 물에 녹으면서 2차 반응으로 고형의 물질을 생성하여 팽창함으로써 균열부를 메꾼다. 만일 방수혼화제 성분가운데 C3A(3CaO·Al2O3)가 많으면 과팽창하여 콘크리트의 균열이나 침식을 일으킬 수 있지만 본 콘크리트 방수혼화제는 시멘트량의 2% 이하로 사용되며 알루민산제3칼슘과 석고는 방수혼화제 그 가운데서도 10% 이하로 구성되므로 과도한 팽창은 일어나지 않는다. 화학반응식은 다음과 같다.The developed technology is based on the secondary reaction of gypsum (CaSO) and calcium aluminate (tricalcium aluminate), which are combined with water-soluble polymer, among the main components of powder siliceous waterproof admixture. Creates and expands the material to fill the cracks. If there is a lot of C 3 A (3CaO · Al 2 O 3 ) in the waterproof admixture component, it may over-expand and cause cracking or erosion of concrete. However, this concrete waterproof admixture is used in less than 2% of the amount of cement. Gypsum is made up of less than 10% among waterproof admixtures, so no excessive expansion occurs. The chemical equation is:
3CaSO₄+ 3CaO·Al2O3·nH2O -> 3CaO·Al2O3·3CaSO₄·32H2O 3CaSO₄ + 3CaO · Al 2 O 3 · nH 2 O -> 3CaO · Al 2 O 3 · 3CaSO₄ · 32H 2 O
<포졸란반응에 의한 결정 생성>Crystal Formation by Pozzolanic Reaction
콘크리트 규산질계 방수 혼화제의 기본적인 방수 원리 가운데 하나는 수화반응으로 생성된 수산화칼슘(Ca(OH)2)과 방수 혼화제 속에 포함된 포졸란 활성재의 반응으로 불용성인 규산질 칼슘을 생성하여 콘크리트 내부의 모세공극을 채워 치밀하게 함으로써 방수성능을 나타낸다. One of the basic waterproofing principles of the concrete siliceous waterproof admixture is to form insoluble calcium silicate by the reaction of calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) produced by the hydration reaction and the pozzolanic active material contained in the waterproof admixture to fill the capillary pores in the concrete. By making it compact, waterproof performance is shown.
도 16은 포졸란 반응에 의한 결정체 형상을 도시한 것이다.Fig. 16 shows the crystal form by pozzolanic reaction.
Ca(OH)2 + SiO2 → 3CaO·2SiO2·3H2OCa (OH) 2 + SiO 2 → 3 CaO 2 SiO 2 3H 2 O
Ca(OH)2 + Al2O3→ 3CaO·Al2O3·6H2O Ca (OH) 2 + Al 2 O 3 → 3CaO · Al 2 O 3 · 6H 2 O
<스테아르산의 침전반응>Precipitation Reaction of Stearic Acid
지방산은 물에 잘 녹지 않으나 알칼리성 용액에서는 지방산의 카복시기가 이온화되어 강한 극성을 띠므로 수용성이 된다. 지방산에 나트륨과 칼륨염이 첨가되면 '비누'와 같은 계면활성제 역할을 하여 분산력· 기포력(起泡力) 등나타낸다. 지방산이 칼슘염을 만나면 물에 잘 녹지 않고 덩어리를 생성한다. 욕조 둘레에 띠가 생기는 것이나 경수에 머리를 감으면 머리털이 뻣뻣해지는 것 등이 그 예이다.Fatty acids are poorly soluble in water, but in alkaline solutions, the carboxyl groups of fatty acids are ionized and have strong polarity, making them water-soluble. When sodium and potassium salts are added to fatty acids, they act as surfactants such as 'soap', resulting in dispersing and foaming forces. When fatty acids meet calcium salts, they do not dissolve in water and form lumps. For example, a band is formed around the bathtub, or when the hair is wrapped in hard water, the hair becomes stiff.
방수 모르타르제 성분 가운데 수용성 폴리머로 코팅된 고급지방산계인 스테아르산은 콘크리트 균열로 물이 스며들 때 수산화칼슘의 용해로 생성된 강알칼리에서 녹아 카르복실 음이온을 띄게 되고, 여기에 콘크리트 속에 분포하고 있는 칼슘이온(Ca²+)과 만나게 되면 반응하여 흰색의 고체를 형성하게 된다. 원래 스테아르산의 카르복실 음이온의 짝이온으로 존재하는 것이 나트륨이온(Na+)인데 콘크리트 속에 있는 Ca²+이온과의 결합력이 더 강하므로 이 칼슘이온이 나트륨이온을 밀어내고 카르복실 이온과 결합을 하게 된다. 화학반응식은 다음과 같다.Stearic acid, a high-grade fatty acid coated with a water-soluble polymer among waterproof mortars, dissolves in strong alkali produced by dissolving calcium hydroxide when water penetrates into concrete cracks, resulting in carboxyl anions, and calcium ions (Ca² + distributed in concrete). ), It reacts to form a white solid. Sodium ions (Na +), which exist as the counter ions of the carboxyl anion of stearic acid, are more strongly bound to
Ca²+ 2C17H35COO → Ca(C17H35COO)2(S)Ca² + 2C 17 H 35 COO → Ca (C 17 H 35 COO) 2 (S)
도 17(a)와 같이 고체상 덩어리 내부는 공극이 많이 보이며, 공극의 형태가 뚜렷하지는 않으나 고체상 물질의 가장자리에는 실과 같은 섬유 모양의 물질들이 보인다. 도 17(a)와 도 17(b)에는 물에 용해되지 않는 고체상 덩어리 물질의 현미경 사진인데 이 덩어리의 가장자리에 가는 실과 같은 섬유상의 물질이 있는 것을 볼 수 있다. 특히 도면의 화살표 부근에는 섬유모양의 다발을 선명하게 볼 수 있다. 물을 가하기 전에는 이러한 섬유모양을 선명하게 볼 수 없으나 물을 가한 후에는 도면과 같이 섬유모양의 물질을 좀 더 자세히 볼 수 있다. 이 실모양의 섬유상 유기물이 그물과 같은 구조를 이루어서 내부에 다량의 물을 흡수하여 팽창하는 것으로 추정된다.As shown in FIG. 17 (a), the inside of the solid mass has many pores, and the shape of the pores is not clear, but the fiber-like substance is visible at the edge of the solid substance. 17 (a) and 17 (b) show microscopic photographs of solid lump mass insoluble in water, and it can be seen that there is a fibrous substance such as a thin thread at the edge of the lump. In particular, the fibrous bundle can be seen clearly near the arrow in the figure. Before adding water, these fiber shapes cannot be seen clearly, but after adding water, the fibrous material can be seen in more detail as shown in the drawing. It is estimated that this filamentous fibrous organic matter forms a net-like structure and absorbs a large amount of water inside and expands.
도 17(c)에서도 바늘과 같은 형태의 결정성 무기물과 무딘 덩어리 형태의 유기물이 서로 섞여있는 것을 볼 수 있다.In FIG. 17 (c), it can be seen that the crystalline inorganic material in the form of a needle and the organic material in the form of a dull mass are mixed with each other.
본 발명에 쓰인 방수제는 과립상, 분말상 또는 이들의 혼합형으로 사용가능하다. 여기서 과립상이라 함은 방수성능을 향상시키는 핵심 물질을 수용성 프라이머로 결합한 제품으로 모래 알갱이 크기의 형상을 하고 있는 제품으로, 분말상의 경우 콘크리트와 혼합 시 바로 그 물성이 발휘되며, 콘크리트 보수시 그 역할을 수행하지 않고 있다가 콘크리트에 균열이 발생하여 누수가 생길 때 물에 의해 수용성 폴리머로 결합된 유무기 복합화학물 펠렛이 용해되면서 결정이 성장하여 균열부위를 자가치유할 수 있도록 하는 것이다. The waterproofing agent used in the present invention can be used in granular form, powder form or a mixture thereof. Here, granular form refers to a product that combines the core material to improve the waterproofing performance with water-soluble primers. It is a product having the shape of sand grains. In the case of powder, the physical properties are exhibited when mixed with concrete. When water leaks due to cracks in concrete, organic-inorganic composite chemical pellets bound by water-soluble polymers are dissolved, and crystals grow to allow self-healing of cracks.
도 18은 본 발명의 방수제의 유효성분의 조성표이다.18 is a composition table of the active ingredient of the waterproofing agent of the present invention.
도 19는 본 발명의 방수제의 과립형태의 조성표이다. 19 is a composition table in the form of granules of the waterproofing agent of the present invention.
본 발명은 규산질계 포졸란 활성재, 고급지방산계 금속염(stearate), 수용성 폴리머 등을 주성분으로 한 분말형 제품으로 화학적 조성은 도 18의 표와 같다. The present invention is a powder-based product containing a siliceous pozzolanic active material, a higher fatty acid metal salt (stearate), a water-soluble polymer, and the like, and its chemical composition is shown in the table of FIG. 18.
본 발명은 황산알루미늄, 무수석고, 중탄산나트륨, 고급지방산, 벤토나이트, 제오라이트 등 분말을 각기 또는 혼합하여 수용성폴리머로 교반하여 건조 및 분쇄과정을 거쳐서 제조하였다. 상기 분말상 혼합물과 수용성폴리머를 이용하여 결합시킨 과립형태인 것이 특징인 혼화제의 유효성분 조성은 도 19의 표와 같다.In the present invention, aluminum sulfate, anhydrous gypsum, sodium bicarbonate, higher fatty acids, bentonite, zeolite, and the like are respectively mixed or mixed with a water-soluble polymer to prepare a drying and grinding process. The active ingredient composition of the admixture characterized in that it is in the form of granules bonded using the powdered mixture and the water-soluble polymer is shown in the table of FIG. 19.
* 상기 고급지방산 에스테르염은 스테아르산, 타르타르산, 에스테르기를 갖는 지방산염 및 이들의 유도체 화합물로써 하나 이상 복합으로 사용한다. * The higher fatty acid ester salts are stearic acid, tartaric acid, fatty acid salts having ester groups, and derivative compounds thereof.
** 상기 수용성폴리머는 폴리비닐알콜, 폴리비닐아세테이트, 폴리에틸렌옥시드, 폴리비닐파이롤리돈, 셀룰로즈수지, 수용성실리콘수지 등에서 선택되는 어느 하나 이상인 것으로써 수용성 폴리머 5 ~ 60 중량%와 물 10 ~ 90 중량%를 혼합한 것을 특징으로 한다.** The water-soluble polymer is any one or more selected from polyvinyl alcohol, polyvinylacetate, polyethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, cellulose resin, water-soluble silicone resin and the like 5 to 60% by weight of water-soluble polymer and
주요 성분별 성능을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The performance of each major component is described in detail as follows.
가) 이산화규소 A) silicon dioxide
콘크리트 구체의 내부와 표면의 균열이나 틈새로 누수가 발생할 때에 누수된 물과 반응하여 규산칼슘이 주성분인 불용성 결정체를 성장시키는데 있어서 반응물질인 규산을 제공하는 역할을 한다.When leakage occurs due to cracks or crevices in the interior and surface of concrete spheres, it reacts with the leaked water to provide silicic acid as a reactant in the growth of insoluble crystals, the main component of calcium silicate.
나) 제올라이트 B) zeolite
초기 누수 시 제올라이트 내부의 미세한 공극 사이로 물을 흡수하였다가 장기간 서서히 물을 조금씩 방출하여 결정성장 반응이 장기간 일어날 수 있도록 하는 역할을 한다.During the initial leakage, water is absorbed between the fine pores inside the zeolite and gradually releases water gradually for a long time to play a role of allowing the crystal growth reaction to occur for a long time.
다) 중탄산나트륨 C) sodium bicarbonate
콘크리트 구체의 내부와 표면의 균열이나 틈새로 누수가 발생할 때에 탄산 음이온을 생성시켜서 누수되는 물 속에 용해되어 있는 칼슘 이온 등의 이온성 물질과 반응하여 불용성의 탄산칼슘 등을 생성시켜 균열이나 틈새를 채우는 역할을 한다.When leakage occurs due to cracks or crevices in the interior and surface of concrete spheres, it generates carbonate anions and reacts with ionic substances such as calcium ions dissolved in the leaking water to form insoluble calcium carbonate to fill cracks and crevices. Play a role.
라) 황산알루미늄 D) aluminum sulfate
누수 발생 시 구체 내에서 불용성의 다양한 결정들의 생성을 촉진시키며 특히 에트린자이트 등의 침상 결정체를 생성한다. 과도하게 사용할 경우 불용성 결정 생성반응이 과도하게 진행되어 팽창균열을 일으킬 수 있다.When leakage occurs, it promotes the formation of various insoluble crystals in the sphere, and in particular, produces acicular crystals such as etrinzite. If used excessively, insoluble crystal formation reaction may proceed excessively and cause expansion cracks.
마) 벤토나이트 E) bentonite
물이나 습기를 흡수하여 팽윤하는 성능이 크며 물속의 여러 화합물과 반응하여 결정을 성장시키는 역할을 한다. Its ability to swell by absorbing water or moisture is great, and it reacts with various compounds in water to grow crystals.
바) 수용성 폴리머 F) water-soluble polymers
분말상의 방수제 구성성분들의 결합시키기 위해 사용되며, 콘크리트에 혼입 타설한 후 강력한 시멘트 수화작용 시 방수제 유효성분들이 완전히 반응하지 않고 콘크리트 내에 보호된 상태로 유지되도록 한다. It is used to combine the powder-based waterproofing components, and after incorporation and pouring into the concrete, it ensures that the waterproofing active ingredients do not react completely and remain protected in the concrete during strong cement hydration.
4) 과립 형태의 복합화합물의 제조 4) Preparation of complex compound in granule form
본 신청 기술은 상기 분말상 구성요소들을 일정 범위 내에서만 분말형태로 첨가하여 콘크리트 방수혼화제의 역할을 하도록 하였다. 상기 방수제의 구성성분은 콘크리트 타설시 적정 범위 내에서 사용되면 방수성능은 향상시킬 수 있으나, 각 재료의 특성에 따라서 콘크리트 수화반응시 예민하게 반응하여 원 배합설계의 물성을 변화시킬 수 있다. 특히 aluminate 성분은 수화가 빨라 물과 반응하여 그대로 굳어질 수 있으므로 벤토나이트, 제오라이트, 석고 등을 혼합하여 수용성 폴리머로 코팅막을 형성시킴으로 수화반응 시간을 조절할 필요가 있다. 따라서 본 신청 기술은 이 같은 물질들을 수용성 폴리머 용액과 혼합하여 경화한 펠렛 또는 상기 분말상 혼합물과 과립상의 혼합형인 상태로 제조함으로써 수화반응시 예민하게 작용하지 않으며, 콘크리트 방수성능을 제고함과 더불어 차후에 발생되는 균열에 보다 효과적으로 대응할 수 있도록 하였다. 상기 재료들은 수용성폴리머 용액과 함께 규정된 비율로 혼합하여 열풍건조 및 분쇄하였다.The present application technology is to add the powder components in the form of powder only within a certain range to act as a concrete waterproof admixture. The components of the waterproofing agent may improve the waterproofing performance when used within an appropriate range when placing concrete, but may react sensitively during the concrete hydration reaction according to the properties of each material to change the properties of the original blend design. In particular, since the aluminate component is rapidly hydrated and hardens as it reacts with water, it is necessary to control the hydration reaction time by mixing bentonite, zeolite and gypsum to form a coating film with a water-soluble polymer. Therefore, the present technology does not act sensitively during the hydration reaction by producing such pellets mixed with a water-soluble polymer solution in the form of a hardened pellet or a mixture of the powdered mixture and granular form, and improves the waterproof performance of the concrete and occurs later. It was possible to respond more effectively to cracks. The materials were mixed with a water soluble polymer solution in a prescribed ratio and hot air dried and pulverized.
본 발명은 상기에서 언급한 바와 같이 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하며, 다양한 분야에서 사용 가능하다. Although the present invention has been described in connection with the preferred embodiment as mentioned above, various modifications and variations are possible without departing from the gist of the present invention, and can be used in various fields.
따라서 본 발명의 청구범위는 이건 발명의 진정한 범위 내에 속하는 수정 및 변형을 포함한다.Therefore, the claims of the present invention include modifications and variations that fall within the true scope of the invention.
CR: 크랙
10: 바탕면
20: 방수몰탈
100: 콘크리트 보수용 폴리머 방수재CR: crack
10: ground plane
20: waterproof mortar
100: polymer waterproofing material for concrete repair
Claims (6)
(1) 크랙(CR)이 발생한 콘크리트 바탕면(10)에 톱니형상의 요철을 형성하는 바탕처리 단계;
(2) 상기 콘크리트 보수용 폴리머 방수재(100)에 물을 혼입하여 상기 크랙(CR)과 상기 바탕면(10)에 도포하는 방수재 도포 단계;
(3) 상기 물이 혼입된 상기 콘크리트 보수용 폴리머 방수재(100) 상부에 방수몰탈(20)을 도포하는 바탕층 형성 단계;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하되,
상기 폴리머 몰탈 100 중량부에 대하여 상기 소성제오라이트는 10~50 중량부, 상기 고로슬래그는 20~100 중량부, 상기 규사세분은 20~100 중량부, 상기 바텀에쉬는 10~50 중량부, 상기 벤토나이트 5~15 중량부이고,
상기 소성제오라이트는 500 ~ 700℃ 범위에서 1 ~ 10 시간 고온 소성한 것을 사용하여 조직내부의 기공에 수분, 유기물 등이 제거되어 그 기공 사이에 포졸란 반응을 일으키는 이온상의 물질을 담는 용기가 되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 보수용 폴리머 방수재를 이용한 방수구조 시공방법.
Polymer mortars; Calcined zeolite; Blast furnace slag; Silica sand fraction; Bottom ash; Bentonite; Aluminum sulfate; The base mixture is configured to include; to use the polymer waterproofing material 100 for repairing the concrete, characterized in that comprises a,
(1) a ground treatment step of forming sawtooth-shaped unevenness on the concrete base surface 10 on which cracks CR are generated;
(2) a waterproofing material applying step of mixing water into the concrete waterproofing polymer waterproofing material 100 and applying it to the crack CR and the base surface 10;
(3) a base layer forming step of applying a waterproof mortar 20 to the upper portion of the concrete waterproofing polymer waterproofing material 100 mixed with the water;
Characterized in that comprises a,
The calcined zeolite is 10 to 50 parts by weight, the blast furnace slag is 20 to 100 parts by weight, the silica sand is 20 to 100 parts by weight, the bottom ash is 10 to 50 parts by weight, and the bentonite based on 100 parts by weight of the polymer mortar. 5 to 15 parts by weight,
The calcined zeolite is a container containing an ionic substance causing a pozzolanic reaction between pores in the tissue by removing moisture, organic matters, etc. from the pores inside the tissue by using the calcined at a high temperature for 1 to 10 hours in the range of 500 to 700 ° C. Waterproof construction method using polymer waterproofing material for concrete repair.
상기 콘크리트 보수용 폴리머 방수재(100)는,
상기 기본 혼합물을 건식 혼합한 후,
물과 수용성 폴리머를 사용하여 외면을 코팅하여 과립형태로 제조한 것을 추가로 혼입하여 방수성을 강화한 것을 특징으로 하는 콘크리트 보수용 폴리머 방수재를 이용한 방수구조 시공방법.
In claim 1,
The concrete waterproof polymer 100 for repair,
After dry mixing the base mixture,
Waterproofing construction method using a polymer waterproofing material for concrete repair, characterized in that the water-soluble polymer is coated on the outer surface and further mixed in the form of granules to enhance the waterproofing.
상기 콘크리트 보수용 폴리머 방수재(100)는,
고급지방산 에스테르염;
무수석고;
알킬실록산 폴리머;
를 포함하여 구성되는 발수성 혼합물;을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 보수용 폴리머 방수재를 이용한 방수구조 시공방법.
In claim 1,
The concrete waterproof polymer 100 for repair,
Higher fatty acid ester salts;
Anhydrous gypsum;
Alkylsiloxane polymers;
Water-repellent mixture comprising a; waterproof construction method using a polymer waterproofing material for concrete repair, characterized in that comprises a further.
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