KR102072787B1 - 세라믹골재를 이용한 콘크리트 단면보수용 몰탈 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 단면보수공사 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세라믹골재를 이용한 콘크리트 단면보수용 몰탈 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 단면보수공사 시공방법에 관한 것이다.
본 발명의 콘크리트 단면보수용 몰탈 조성물은, 시멘트계 혼합물 36 ~ 42중량%; 포졸란 물질 1.5 ~ 5중량%; 실리콘계 방수제 0.05 ~ 0.3중량%; 분말 폴리머 1.0 ~ 2.3중량%; 팽창재1.25 ~ 3.0중량%; 증점제 0.02 ~ 0.05중량%; 감수제 0.1 ~ 0.25중량%; 부유방지제 0.5 ~ 1.6중량%; 소포제 0.03 ~ 0.20중량%; 세골재 37 ~ 56중량%; 유리질계 세라믹골재 3.5 ~ 8.0중량%; 및 친수성 보강섬유 0.05 ~0.3중량%;로 이루어진다.
그리고 본 발명의 콘크리트 단면보수공사 시공방법은 콘크리트의 열화된 부위를 제거하고 물 세척을 한 후 건조하는 열화부 정리 단계(S10); 보수할 단면에 보강재를 고정하는 보강재 설치 단계(S20); 침투성 알칼리 회복제를 콘크리트 단면에 도포하고, 콘크리트 침투성 프라이머를 도포한 후 철근방청제를 철근에 도포하는 표면처리 단계(S30); 시멘트계 혼합물 36 ~ 42중량%, 포졸란 물질 1.5 ~ 5중량%, 실리콘계 방수제 0.05 ~ 0.3중량%, 분말 폴리머 1.0 ~ 2.3중량%, 팽창재 1.25 ~ 3.0중량%, 증점제 0.02 ~ 0.05중량%, 감수제 0.1 ~ 0.25중량%, 부유방지제 0.5 ~ 1.6중량%, 소포제 0.03 ~ 0.20중량%, 세골재 37 ~ 56중량%, 세라믹골재 3.5 ~ 8.0중량%, 친수성 보강섬유 0.05 ~ 0.3중량%로 이루어진 단면보수용 몰탈 조성물을 물과 혼합하여 보수면에 시공하는 단면보수몰탈 시공 단계(S40); 및 양생 후 시공을 마무리하는 양생 단계(S50);를 포함한다.

Description

세라믹골재를 이용한 콘크리트 단면보수용 몰탈 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 단면보수공사 시공방법{Mortar composition for repairing concrete section using ceramic aggregate, and concrete section repair method using the same}

본 발명은 단면보수몰탈을 구성하는 세골재의 일부를 세라믹골재로 치환 사용하여 콘크리트 열화부위를 제거한 후 시공되는 단면보수몰탈의 조성물 및 접착강도를 높인 보강재를 이용한 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비중이 낮고 피막강도가 우수하며 타 골재에 비해 흡수성이 현저히 낮고 표면접착강도가 우수한 세라믹골재를 사용하여 단면보수몰탈의 비중을 줄여서 기계장비를 이용한 시공 시 혼합수량의 변동폭에 의해 발생되는 재료분리를 방지하여 원활한 시공이 이루어지게 함과 단면보수몰탈과 접착력을 향상시킨 보강재를 사용하여 내진성을 향상시켜 기존에 많이 발생되는 콘크리트 보수단면의 수직부와 천정부의 균열 및 박리를 방지하여 시공품질을 향상시키는 것을 목적으로 하는 내진 단면보수몰탈의 조성물 및 접착강도를 높인 보강재를 이용한 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 콘크리트는 용도에 따라 설계치가 반영된 내구성이 우수한 재료로서, 가격, 사용량, 취급용이성 등을 고려하여 토목, 건축 재료에서 절대적으로 사용될 수밖에 없는 재료이지만 콘크리트를 구성하는 시멘트, 골재, 물, 혼화재 및 혼화제등 다양한 종류의 유기, 무기 재료가 혼합되어 이루어진 것으로 각 재료의 특성과 종류, 생산지 등에 따라서 품질이 언제든지 변할 수 있는 재료적 측면에서의 열화원인, 콘크리트의 생산, 운반, 타설하는 과정에서 발생될 수 있는 기후조건, 타설 시간 등의 변화로 인해 발생되는 열화원인, 콘크리트 피복 두께 및 시공환경에 미흡한 설계상 열화원인, 외부로부터 철근 부식을 일으킬 수 있는 열화인자가 균열 및 콘크리트 미세공극 내부로 침투함으로 발생하는데 이것은 분명한 열화 원인이다. 콘크리트에 발생하는 균열은 경화 전 발생되는 균열과 경화 후 발생되는 균열로 구별할 수 있다. 경화 전 균열에는 소성침하 균열과 소성수축 균열이 있으며 경화 후 균열에는 건조수축 균열, 온도차에 의한 균열, 수화열에 의한 균열, 동결융해 작용에 의한 균열, 철근부식에 따른 균열 및 각종 작용하중에 의한 균열 등이 있다. 이렇게 발생된 열화부위를 제거한 후 단면보수몰탈을 이용하여 보수, 보강하여 콘크리트 구조물의 내구연한을 증대시켜 기대수명을 연장하는 것을 목적으로 한다. 구체적으로, 종래기술은 알칼리골재반응에 의한 콘크리트 경화체의 파괴, 철근콘크리트의 균열과 열화된 콘크리트 경화체의 미세공극으로 염소이온의 침투로 인한 철근부식으로 철근의 부피팽창 후 콘크리트 피복의 박리에 의한 탈리, 콘크리트 내부로의 약산성의 탄산가스가 기체상태로 콘크리트 내부에 확산하거나 침투하여 콘크리트를 중성화하여 열화된 것을 제거하여 보수를 하는 것과, 공기단축, 조직의 치밀성, 균열 억제, 미장 마감성 향상을 위해 시공장비를 이용한 인력으로 시공을 하게 되는데, 혼합된 단면보수몰탈의 중량과 혼합수량의 변동으로 인해 시공장비의 호스에서 재료분리가 발생되어서 토출부의 노즐 막힘 현상으로 재료의 손실량도 많으며 기계 손상으로 인한 교체 및 수리에 따르는 경제적 손실과 공기 연장이 발생하게 되며, 콘크리트 수직부와 천정부에서는 뿜칠시공 후 단면보수몰탈의 자체 하중으로 들뜸과 처짐으로 인해 향후에는 균열이 발생되며 박리가 발생되어 재시공이 불가피하게 된다.

[문헌 1] 대한민국 등록특허공보 제10-1490869호(2015.02.02. 등록)

본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로 단면보수몰탈의 비중을 줄여서 기계장비를 이용한 시공 시 혼합수량의 변동폭에 의해 발생되는 재료분리를 방지하여 원활한 시공이 이루어지게 함과, 보강재와 단면보수몰탈과의 접착강도를 높여 내진성을 향상시켜 기존에 많이 발생되는 콘크리트 보수단면의 수직부와 천정부의 균열 및 박리를 방지하여 시공품질을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 언급한 과제로 제한되지 않는다. 언급하지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 의한 콘크리트 단면보수용 몰탈 조성물은, 시멘트계 혼합물 36 ~ 42중량%; 포졸란 물질 1.5 ~ 5중량%; 실리콘계 방수제 0.05 ~ 0.3중량%; 분말 폴리머 1.0 ~ 2.3중량%; 팽창재1.25 ~ 3.0중량%; 증점제 0.02 ~ 0.05중량%; 감수제 0.1 ~ 0.25중량%; 부유방지제 0.5 ~ 1.6중량%; 소포제 0.03 ~ 0.20중량%; 세골재 37 ~ 56중량%; 유리질계 세라믹골재 3.5 ~ 8.0중량%; 및 친수성 보강섬유 0.05 ~0.3중량%;로 이루어진다.

본 발명의 실시예에서, 상기 유리질계 세라믹골재는 1000℃ 이상에서 소성되고, 흡수율이 3~5%이며, 구형으로 이루어진다.

본 발명의 실시예에서, 상기 유리질계 세라믹골재는 표면에 미세하게 많은 돌기가 형성된다.

그리고 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 의한 콘크리트 단면보수공사 시공방법은, 콘크리트의 열화된 부위를 제거하고 물 세척을 한 후 건조하는 열화부 정리 단계(S10); 보수할 단면에 보강재를 고정하는 보강재 설치 단계(S20); 침투성 알칼리 회복제를 콘크리트 단면에 도포하고, 콘크리트 침투성 프라이머를 도포한 후 철근방청제를 철근에 도포하는 표면처리 단계(S30); 시멘트계 혼합물 36 ~ 42중량%, 포졸란 물질 1.5 ~ 5중량%, 실리콘계 방수제 0.05 ~ 0.3중량%, 분말 폴리머 1.0 ~ 2.3중량%, 팽창재 1.25 ~ 3.0중량%, 증점제 0.02 ~ 0.05중량%, 감수제 0.1 ~ 0.25중량%, 부유방지제 0.5 ~ 1.6중량%, 소포제 0.03 ~ 0.20중량%, 세골재 37 ~ 56중량%, 세라믹골재 3.5 ~ 8.0중량%, 친수성 보강섬유 0.05 ~ 0.3중량%로 이루어진 단면보수용 몰탈 조성물을 물과 혼합하여 보수면에 시공하는 단면보수몰탈 시공 단계(S40); 및 양생 후 시공을 마무리하는 양생 단계(S50);를 포함한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 보강재는 아연도금강을 이용한 와이어메쉬와 보강철근으로 이루어지고, 보강재의 표면에는 초속경 에폭시몰탈의 도포에 의한 미세돌기가 형성된다.

본 발명의 실시예에서, 상기 초속경 에폭시몰탈은 미세규사와 초속경에폭시를 6 : 1 비율로 혼합하여 이루어지고, 상기 미세규사는 0.1 ~ 0.6mm의 입경으로 되어있으며, 상기 초속경에폭시는 주제와 경화제의 비율이 1 : 1인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 콘크리트 침투성 프라이머는 퓨어 아크릴 에멀젼과 콘크리트에 침투력이 높은 실란의 합성물에 중성화방지 기능을 함유한 것을 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 양생 단계(S50)는 시공 후 1~2일이 지나면 수용성 에폭시계 표면보호제 또는 세라믹 우레탄계 표면보호제를 도포하는 과정을 포함한다.

본 발명의 세라믹골재를 이용한 콘크리트 단면보수용 몰탈 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 단면보수공사 시공방법에 의하면, 보수된 콘크리트 단면의 부착성 및 내진성이 우수하여 균열 억제 및 박리 억제 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 고품질의 세라믹골재를 사용하게 되어 단면보수몰탈의 비중을 줄임으로 부착성 및 공기단축을 위한 결합재인 고가의 폴리머 사용량을 감량시킴으로 인해 종래의 수반되는 문제점을 해결하였으며 단면보수몰탈의 생산 원가를 저감시킴으로 콘크리트 단면보수의 경제성 향상에 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 콘크리트 단면보수공사 시공방법의 블록도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 콘크리트 단면보수공사 시공방법의 블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 콘크리트 단면보수공사 시공방법은 크게 열화부 정리 단계(S10), 보강재 설치 단계(S20), 표면처리 단계(S30), 단면보수몰탈 시공 단계(S40) 및 양생 단계(S50)를 포함하여 이루어진다.

열화부 정리 단계(S10)는 콘크리트의 열화된 부위를 제거하고 물 세척을 한 후 건조하는 단계이다.

이 단계에서는 콘크리트가 중성화 또는 염화물에 의해 철근이 부식되어 열화된 부위를 치핑(chipping)기계를 이용하여 제거하게 된다.

보강재 설치 단계(S20)는 보수할 콘크리트 단면에 보강재를 고정하는 단계이다.

이 단계에서 사용되는 보강재는 아연도금강을 이용한 와이어메쉬와 보강철근으로 이루어진다. 이때 보강재의 표면에는 초속경 에폭시몰탈을 도포함으로써 미세돌기를 형성시킬 수 있다. 이 미세돌기는 보강재와 후술할 단면보수용 몰탈과의 접착력을 증대시키게 된다.

상기 초속경 에폭시몰탈은 미세규사와 초속경에폭시를 질량비 6 : 1 비율로 혼합하여 이루어진다. 이때 상기 미세규사는 0.1 ~ 0.6mm의 입경으로 되어있으며, 상기 초속경에폭시는 주제와 경화제의 질량비가 1 : 1 비율로 될 수 있다. 이에 의하면, 초속경 에폭시몰탈의 경화가 50분 이내로 급속하게 이루어진다. 따라서 상기 초속경 에폭시몰탈은 20분 이내에 사용할 만큼만 혼합하여 사용한다.

표면처리 단계(S30)는 침투성 알칼리 회복제를 보수할 콘크리트 단면에 도포하고, 콘크리트 침투성 프라이머를 도포한 후 철근방청제를 철근에 도포하는 단계이다.

이 단계에서 사용되는 콘크리트 침투성 프라이머는 퓨어 아크릴 에멀젼과 콘크리트에 침투력이 높은 실란의 합성물에 중성화방지 기능을 함유한 것이 사용된다. 상기 콘크리트 침투성 프라이머는 콘크리트에 충분히 침투될 수 있도록 50 ~ 100ｇ／㎡ 의 양을 1 ~ 2회 도포한다.

단면보수몰탈 시공 단계(S40)는 시멘트계 혼합물 36 ~ 42중량%, 포졸란 물질 1.5 ~ 5중량%, 실리콘계 방수제 0.05 ~ 0.3중량%, 분말 폴리머 1.0 ~ 2.3중량%, 팽창재 1.25 ~ 3.0중량%, 증점제 0.02 ~ 0.05중량%, 감수제 0.1 ~ 0.25중량%, 부유방지제 0.5 ~ 1.6중량%, 소포제 0.03 ~ 0.20중량%, 세골재 37 ~ 56중량%, 세라믹골재 3.5 ~ 8.0중량%, 친수성 보강섬유 0.05 ~ 0.3중량%로 이루어진 단면보수용 몰탈 조성물을 물과 혼합하여 보수면에 기계 및 도구를 이용하여 시공하는 단계이다.

상기 단면보수용 몰탈을 이루는 각 조성물에 대해서는 후술하기로 한다.

양생 단계(S50)는 상기 단면보수용 몰탈을 양생 후 시공을 마무리하는 단계이다.

이 단계에서는 단면보수용 몰탈의 시공 후 1 ~ 2일이 지나면 수용성 에폭시계 표면보호제 또는 세라믹 우레탄계 표면보호제를 도포하는 과정이 더 시행될 수 있다.

이하, 상기 단면보수용 몰탈을 이루는 각 조성물에 대해 상세하게 설명한다.

상기 시멘트계 혼합물은 보통포틀랜드시멘트, 슬래그시멘트, 저발열시멘트, 중용열시멘트, 황산염시멘트 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물로 이루어진다.

시멘트계 혼합물이 36.0중량% 미만이 되면 요구되는 인공경량골재 사용으로 강도가 발현되지 않고, 42.0중량%를 초과하면 점성증가로 인한 시공성이 감소되며 높은 수화열에 의해 균열이 발생되므로 그 배합비를 36.0 ~ 42.0중량%으로 하는 것이 바람직하다.

상기 포졸란 물질은 자체적으로는 물과 반응하여 경화하는 성질을 가지고 있지 않지만, 상온의 조건하에서 미분말의 상태로 수분의 존재하에서는 수산화칼슘과 반응하여 수경성을 가지는 규산염(silicate) 혹은 알루민산염(aluminate) 성분을 생성하는 물질을 지칭한다. 포졸란 물질이 가지는 위와 같은 반응을 포졸란 반응이라고 한다. 포졸란 물질의 효과는 상기 단면보수몰탈 조성물에 혼입하여 시멘트 경화체의 공극을 화학적 및 물리적으로 충진하여 치밀화시킨다.

포졸란 물질은 플라이애쉬, 슬래그, 실리카흄, 화산재, 응회암중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물로 이루어진다.

포졸란 물질이 1.5중량% 미만이 되면 인공경량골재 사용으로 수화 경화체의 조직이 치밀하지 못하여 강도가 하락하며, 5.0중량%을 초과하면 미반응물질이 발생하여 물리적 성질이 감소하므로 그 배합비를 1.5 ~ 5.0중량%로 하는 것이 바람직하다.

상기 실리콘계 방수제는 폴리머 사용량 감량으로 발생될 수 있는 투수저항성 저하를 향상시키기 위해 사용된다. 실리콘계 방수제는 시멘트의 수화반응시에 폴리머의 필름막 형성으로 보수몰탈의 기밀성을 유지하게 되어 투수저항성을 향상시키며, 수밀성에 의해 강도 증진의 효과도 있게 된다.

실리콘계 방수제가 0.05중량% 미만이 되면 방수효과를 볼 수 없으며, 0.3중량%를 초과하면 경화지연으로 인해 강도등의 물성저하가 일어나게 되므로 그 배합비를 0.05 ~ 0.3중량%로 하는 것이 바람직하다.

상기 분말 폴리머는 시멘트의 수화물과 세골재 및 인공경량골재의 접착면에 관여하여 단면보수몰탈의 접착력 향상, 균열 억제 효과, 내식성 및 내수성 향상 시키는 것으로서, EVA(ethylene-vinyl acetate copolymer), SBR(styrene-butadiene rubber), ACRYL, PVAc(polyvinyl acetate) 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 고분자화합물로 이루어진다.

분말 폴리머가 1.0중량% 미만이 되면 접착력 저하 및 균열 억제 효과가 미미하며, 2.3중량%를 초과하면 경제성이 떨어지며 강도 등의 물성이 저하되므로 그 배합비를 1.0 ~ 2.3중량%로 하는 것이 바람직하다.

상기 팽창재는 K형, S형, M형 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물로 이루어진다. 본 발명에서 팽창재는 수축에 대한 보상 팽창만을 하도록 하였다. 즉, 시멘트의 치명적인 단점인 수축을 고려하여, 팽창재를 사용함으로써 시멘트의 수축을 억제하여 과팽창 또는 팽창이 부족하지 않을 정도로만 하였다.

팽창재가 1.25중량% 미만이 되면 팽창효과가 미미하여 수축균열이 발생되며, 3.0중량%를 초과하면 과도한 팽창이 발생하여 경화체가 파괴되는 현상이 나타나 전체적인 물성이 급격하게 저하되므로 그 배합비를 1.25 ~ 3.0중량%로 하는 것이 바람직하다.

상기 증점제는 하절기에 고온으로 인해 수분이 급격하게 증발되어 지나치게 급속히 건조됨에 따라 시멘트와 세골재 및 세라믹골재의 결합성이 떨어지는 경우를 방지하기 위해 사용된다. 즉, 증점제는 보수면과의 부착력 증대를 위해 사용한다. 본 발명에서는 셀룰로오즈계 증점제를 사용한다.

증점제가 0.02중량% 미만이 되면 보수성이 부족하여 표면에 건조수축균열이 발생되며, 0.05중량%을 초과하면 과도한 점성증가로 인해 물성 및 기계 시공성이 현저하게 줄어들게 되므로 그 배합비를 0.02 ~ 0.05중량% 범위 내에서 조절 사용하는 것이 바람직하다.

상기 감수제는 시멘트계 조성물에서 비표면적으로 인한 점도의 증가로 과도한 혼합수를 사용하게 되는 것으로 인한 강도의 하락과 경화지연을 해결하기 위한 것이다. 감수제는 적은 양의 사용만으로도 효과를 볼 수 있는 나프탈렌계, 멜라민계, 폴리카르본산계 등의 감수제 또는 유동화제 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물로 이루어진다.

감수제가 0.1중량% 미만이 되면 혼합수 사용 증대로 압축강도, 휨강도가 저하되며, 0.25중량%를 초과하면 재료분리가 발생되며 흐름성 향상으로 천장, 벽면 시공시 흘러내리게 되어 시공성이 불량하게 되므로 그 배합비를 0.1 ~ 0.25중량%로 하는 것이 바람직하다.

상기 부유방지제는 비중이 낮은 세라믹골재를 사용하게 됨으로써 혼합기에서 물과 혼합시 표면에 세라믹골재가 부유할 수 있으며, 기계 시공 후 미장 마감시에 표면에 돌출되어 미장성 및 장기 내구성에도 영향을 끼칠 수 있어 인공경량골재의 부유를 방지하는 것을 목적으로 사용한다. 부유방지제는 마그네슘, 알루미늄의 염기성 함수 규산염 광물로 수성암 중의 휘석, 각섬석에서 변질되어 생성하는 아타풀자이트(attapulgite)계를 사용한다.

부유방지제가 0.5중량% 미만이 되면 점도 저하로 인해 세라믹골재가 표면에 부유하게 되며, 1.6중량%를 초과하면 급격한 점도 상승으로 혼합이 원활하지 않으며 뿜칠기계의 호스가 막히게 되므로 그 배합비를 0.5 ~ 1.6중량%로 하는 것이 바람직하다.

상기 소포제는 백색미분말로서 물에 쉽게 분산되는 분말용 소포제를 사용하여 기포 발생을 억제하고 수밀성을 증대하도록 한다.

분말용 소포제는 조성물에 0.03중량% 미만이 되면 분말 폴리머의 영향으로 발생되는 기포를 억제할 수 없으며, 0.2중량%를 초과하면 압축강도 저하가 발생되므로 그 배합비를 0.03 ~ 0.2중량%로 하는 것이 바람직하다.

상기 세골재는 내마모성이 강하고 불순물이 제거되어 있으며, 함수율은 보수몰탈조성물과 혼합 제조시 영향을 주게 되므로, 세골재의 입도 및 입형 관리가 잘된 건조 세골재를 사용하면 된다.

세골재의 사이즈는 시공 두께에 준하여 0.05mm~3mm까지 사용하며, 입형은 세골재와 시멘트 페이스트간의 접착 면적을 최대화하기 위해 면이 거친 것을 특징으로 한다.

세골재가 37.0중량% 미만이 되면 상대적 시멘트량 사용량이 많게 되어 높은 수화열 발생으로 균열이 발생될 수 있으며, 56.0중량%를 초과하면 상대적 시멘트량 감소로 내구성 저하가 발생되므로 세골재의 비중을 고려하여 그 배합비를 세골재 37.0 ~ 56.0중량%로 하는 것이 바람직하다.

상기 세라믹골재는 유리질계로 물에 대한 흡수율이 낮고 1000℃ 이상에서 소성하여 견고한 피막층을 형성하게 되어 표면강도가 높고 표면에 미세한 돌기가 형성되어서 시멘트계 혼합물, 세골재등과 접착면적이 증대되어서 표면접착강도가 우수하여 타 경량골재 사용으로 인해 발생되는 압축강도저하, 휨강도저하, 내투수성 저하등의 물성저하를 방지할 수 있으며 입형이 구형으로 기계시공 시 볼베어링 효과로 호스에서의 압손실을 최소화하여 펌핑성을 향상시키며, 혼합된 단면보수몰탈의 비중 감소로 수직부 및 천정부의 부착성이 향상되어 처짐으로 인해 발생되는 균열을 억제하며, 박리를 억제하는 효과가 있다.

또한, 타 경량골재에서의 진공구상 퍼라이트의 흡수율은 평균 질량의 40%이며, 진주암퍼라이트는 흡수율은 평균 질량의 90%로 높은 흡수율로 단면보수몰탈의 압축강도, 휨강도, 접착강도등의 물성을 현저하게 저하시킴으로 그 사용량이 극히 제한되어 있어 효용성이 떨어지나 본 발명에서의 유리질계 세라믹골재의 흡수율은 세골재의 흡수율과 유사한 질량의 3~5%로 단면보수몰탈의 경량화에 보다 유리하다.

세라믹골재의 사이즈는 시공 두께에 준하여 0.1mm~2mm까지 사용한다.

세라믹골재는 3.5중량% 미만이 되면 단면보수몰탈의 경량화에 크게 효과가 없으며, 8.0중량%를 초과하면 경량화에는 효과가 있으나 압축강도, 휨강도, 접착강도등의 물성이 현저하게 저하되므로 세라믹골재의 비중을 고려하여 그 배합비를 인공경량골재 3.5 ~ 8.0중량%로 하는 것이 바람직하다.

상기 보강섬유는 보수몰탈의 단점인 인장 및 동적하중하에서 급작스럽게 파괴를 일으키는 취성을 띄고 균열의 생성 및 성장을 억제하기 힘든 부분을 인장 저항능력의 증대, 국부적 균열의 생성 및 성장을 억제하는 등 역학적 성질을 개선, 보강하기 위해 보수몰탈에 불연속적이며 단상인 섬유질 재료를 분산시켜 섬유보강몰탈을 만들기 위해 단면보수몰탈조성물에 섬유질 재료를 사용하였다.

친수성 PVA계 마이크로섬유는 탄소를 함유한 솔벤트, 기름, 염분, 알칼리에 매우 높은 저항성을 나타내며 직사광선에 노출되어도 뛰어난 저항성을 가지고 있다. 섬유 표면이 수산기를 가지고 있는 친수성 구조로서 분산이 잘되고 높은 부착성능을 가지고 있으며, 비교적 작은 직경을 갖추고 있어 미소균열을 억제하고 안정화하며 섬유의 가교작용을 통하여 역학적 성질을 증대시키는데 매우 효과적이며 피로와 충격하중에 의해 발생하는 균열을 억제하는데 효과적이다. 또한, 표면에 노출이 되지 않아 마감성이 매우 우수하다.

친수성 PVA계 마이크로 섬유는 길이 3~8㎜인 것을 특징으로 한다.

친수성 PVA계 마이크로 섬유가 0.05중량% 미만이 되면 피로와 충격하중에 의해 발생하는 균열을 억제하는 효과가 감소하며, 0.3중량%를 초과하면 섬유볼이 발생하여 급격한 물성 저하가 발생되므로 그 배합비를 친수성 PVA섬유 0.05 ~ 0.3중량%로 하는 것이 바람직하다.

실시예

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해 표 1 내지 표 6을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예와 이에 대비되는 비교예를 설명한다.

[단면보수몰탈 배합비]

	실시예1	비교예1	비교예2
시멘트계 혼합물	39	39	39
포졸란 물질	3.6	3,6	3.6
실리콘계 방수제	0.17	0.17	0.17
분말 폴리머	2	2	2
팽창재	2.5	2.5	2.5
증점제	0.03	0.03	0.03
감수제	0.2	0.2	0.2
소포제	0.1	0.1	0.1
보강섬유	0.1	0.1	0.1
부유방지제	1.3	1.3	1.3
세골재	46	51	46
퍼라이트계 경량골재	-	-	5
유리질계 세라믹골재	5	-	-
단면보수몰탈 계	100	100	100
물( % )	21	21	21

[골재 종류에 따르는 물리적 성능]

시험항목		기준	실시예1	비교예1	비교예2
비중		-	2.52	2.95	2.49
압축강도(N/㎟)		20.0 이상	38.5	40.5	15.1
부착강도 (N/㎟)	표준 조건	1.0 이상	1.7	1.8	0.8
	온냉반복후	1.0 이상	1.5	14	0.7
휨강도(N/㎟)		6.0 이상	10.3	10.4	4.3
내알칼리성 압축강도 20.0N/㎟ 이상		20.0 이상	36.7	37.5	12.9
중성화저항성(mm)		2.0 이하	1.2	1.1	3.0
투수량(g)		20.0 이하	15.0	2.7	50.5
물흡수계수 〔kg/(㎡ㆍh0.5)〕		0.5 이하	0.3	0.25	2.5
습기투과저항성(Sd)		2m 이하	1.5	1.2	3.2
염화물이온침투저항성 (Coulombs)		1000 이하	568	633	2050
길이변화율(%)		±0.15 이내	+0.01	+0.012	-0.15

상기 결과에 의하면 유리질계 세라믹골재를 사용한 실시예1)과 세골재만 사용한 비교예1)의 물성은 유사하나 비중에서는 세골재만 사용한 비교예1)이 현저하게 높아 종래의 기술에서 나타나는 현장에서의 기후와 혼합수등의 변수에 의해 재료분리에 의한 펌핑성이 저하되며, 시공 후 높은 비중의 비교예1)의 균열이 발생되었으며 부분적 박리가 발생됨을 알 수가 있었다.

또한, 단면보수몰탈의 경량화를 목적으로 퍼라이트계 경량골재를 사용한 비교예2)는 거의 모든 물성의 기준치에 만족하지 못함을 알 수가 있었다. 이는 퍼라이트계 경량골재의 낮은 밀도와 흡수율이 높아 특히 압축강도, 휨강도, 부착강도에서 현저하게 떨어짐도 알 수 있었다. 퍼라이트계 경량골재를 사용하기 위해서는 시멘트 사용량이 증대되어야 하며 퍼라이트 표면도 개질해야 하는데 이는 비용 증대로 이어짐으로 바람직하지 않다.

[단면보수몰탈 배합비]

	실시예1	비교예1	비교예3
시멘트계 혼합물	39	39	39
포졸란 물질	3.6	3,6	3.6
실리콘계 방수제	0.17	0.17	0.17
분말 폴리머	2	2	2
팽창재	2.5	2.5	2.5
증점제	0.03	0.03	0.03
감수제	0.2	0.2	0.2
소포제	0.1	0.1	0.1
보강섬유	0.1	0.1	0.1
부유방지제	1.3	1.3	-
세골재	46	51	47.3
유리질계 세라믹골재	5	-	5
단면보수몰탈 계	100	100	100

[표 3의 혼합수 변동에 따르는 호스에서의 재료분리 및 미장마감성]

시공성		실시예 1	비교예 1	비교예 3
혼합수 20%	재료분리	미발생	미발생	미발생
	미장마감성	양호	양호	양호
혼합수 21%	재료분리	미발생	미발생	미발생
	미장마감성	양호	양호	양호
혼합수 22%	재료분리	미발생	발생	미발생
	미장마감성	양호	불량	양호
혼합수 23%	재료분리	미발생	측정불가	미발생
	미장마감성	양호	측정불가	불량

상기 결과에 의하면 실시예1)과 비교예1), 비교예3)은 혼합수량 21%까지는 호스에서의 재료분리가 발생되지 않아 펌핑성이 모두 양호하였으며 미장마감성도 양호한 상태이다.

상기 결과에 의하면 혼합수량 22%에서는 유리질계 세라믹골재를 사용하지 않은 비교예1)은 질게 혼합되면서 호스에서 재료분리가 발생되었고 펌핑성이 저하되어 시공 후 미장마감성도 불량한 상태이다. 이는 세골재만을 사용한 단면보수몰탈의 비중이 상대적으로 높아 혼합수량 증가에 따라 일부의 세골재가 호스안에서 침강하여서 발생되었다. 표 1의 비교예2)의 퍼라이트계를 사용한 단면보수몰탈의 재료분리 및 미장마감성 평가는 물성이 기준치 이하로 평가가 무의미하여 실시하지 않았다.

상기 결과에 의하면 혼합수량 23%에서는 실시예1)와 비교예3) 모두 호스에서의 재료분리는 발생하지 않아 펌핑성은 양호하였으나 부유방지제를 사용하지 않은 비교예3)은 보수면 표면에 경량골재가 돌출되어 미장마감성이 불량하게 나타났다.

이는 비중이 낮은 유리질계 세라믹골재를 사용시에는 혼합수량 변동시에 발생될 수 있는 표면에 경량골재가 돌출되는 현상을 방지하기 위해서는 부유방지제를 동시에 사용하는 것이 미장마감성에 양호하다.

[표 3의 시공 후 상태 평가]

	실시예 1	비교예 1	비교예 3
프라이머	변성아크릴계	변성아크릴계	변성아크릴계
비중	2.52	2.95	2.51
시공후 부착강도(MPa)-14일	1.54	1.12	1.48
박리면적(㎡)-6개월	없음	2.9	없음
균열길이(m)-6개월	없음	4.7	1.2

시공면적 : 수직부 20㎡ ×3개소 , 천정부 20㎡ ×2개소

1개소 5회 측정 평균값 (기준 부착강도 1.0 MPa이상)

상기 결과에 의하면 비중이 낮을수록 부착강도가 우수하며, 박리면적 및 균열 길이가 없거나 저하됨을 알 수가 있다. 이는 유리질계 세라믹골재를 사용함으로 단면보수몰탈의 자체하중을 줄이게 되어서 수직부와 천정부에서 발생되는 시공 후 처짐현상을 방지할 수 있었기 때문이다.

[보강재 종류와 보수몰탈 접착강도 비교]

		실시예 2	비교예 4	비교예 5
보강재 종류		에폭시 표면처리	무처리	우레탄 표면처리
시공후 부착강도(MPa)	14일	1.89	1.49	1.63
	28일	2.05	1.53	1.62

시공면적 : 수직부 20㎡ ×5개소 , 천정부 20㎡ ×5개소

1개소 20회 측정 평균값

상기 결과에 의하면 아연도금강을 이용한 와이어메쉬와 보강철근으로 이루어진 보강재에 우레탄몰탈을 도포한것과 처리가 되지않은 보강재에 비해 초속경에폭시몰탈이 표면 처리된 보강재가 시공후의 접착강도가 우레탄몰탈에 비해 16~27%가 증대되었고 무처리 보강재에 비해 27~34% 증대됨을 알 수가 있다. 이는 에폭시의 접착강도가 우레탄에 비해 높으며 무처리된 보강재는 매끄러운 단면으로 인해 접착강도가 저하됨을 알수가 있었다.

Claims (8)

1. 콘크리트의 열화된 부위를 제거하고 물 세척을 한 후 건조하는 열화부 정리 단계(S10);
   보수할 단면에 보강재를 고정하는 보강재 설치 단계(S20);
   침투성 알칼리 회복제를 콘크리트 단면에 도포하고, 콘크리트 침투성 프라이머를 도포한 후 철근방청제를 철근에 도포하는 표면처리 단계(S30);
   시멘트계 혼합물 36 ~ 42중량%, 포졸란 물질 1.5 ~ 5중량%, 실리콘계 방수제 0.05 ~ 0.3중량%, 분말 폴리머 1.0 ~ 2.3중량%, 팽창재 1.25 ~ 3.0중량%, 증점제 0.02 ~ 0.05중량%, 감수제 0.1 ~ 0.25중량%, 부유방지제 0.5 ~ 1.6중량%, 소포제 0.03 ~ 0.20중량%, 세골재 37 ~ 56중량%, 세라믹골재 3.5 ~ 8.0중량%, 친수성 보강섬유 0.05 ~ 0.3중량%로 이루어진 단면보수용 몰탈 조성물을 물과 혼합하여 보수면에 시공하는 단면보수몰탈 시공 단계(S40); 및
   양생 후 시공을 마무리하는 양생 단계(S50);를 포함하되,
   상기 보강재는 아연도금강을 이용한 와이어메쉬와 보강철근으로 이루어지고, 보강재의 표면에는 초속경 에폭시몰탈의 도포에 의한 미세돌기가 형성되며,
   상기 초속경 에폭시몰탈은 미세규사와 초속경에폭시를 질량비 6 : 1 비율로 혼합하여 이루어지고,
   상기 미세규사는 0.1 ~ 0.6mm의 입경으로 되어있으며,
   상기 초속경에폭시는 주제와 경화제의 질량비가 1 : 1인 것을 특징으로 하는 콘크리트 단면보수공사 시공방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 콘크리트 침투성 프라이머는 퓨어 아크릴 에멀젼과 콘크리트에 침투력이 높은 실란의 합성물에 중성화방지 기능을 함유한 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 단면보수공사 시공방법.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 양생 단계(S50)는 시공 후 1~2일이 지나면 수용성 에폭시계 표면보호제 또는 세라믹 우레탄계 표면보호제를 도포하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 단면보수공사 시공방법.
   
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