KR102128967B1 - 친환경 레진 모르타르 조성물을 이용한 초속경 도로 포장 보수 공법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 친환경 레진 모르타르 조성물을 이용한 초속경 도로 포장 보수 공법에 관한 것으로서, 기존의 도로 보수 시공 방법에 있어서는 손상이 발생한 일부 부분을 보수하기 위하여 손상 부분의 주변부까지 상당한 정도로 넓게 절단 내지 파쇄하고 그 부분에 보수재를 도포하여 시공하였는데 이 경우 절단 내지 파쇄 작업으로 인해 미손상 부분도 손상을 입게 되고 파손 부분이 연장되는 문제가 있었다. 본 발명에 따른 방법을 사용하면 손상된 도로 포장을 보수함에 있어서 파손 부분의 절단이나 파쇄 없이 바로 작업이 이루어질 수 있어 도로의 약화 및 파손의 연장을 원천적으로 방지할 수 있고, 보수재 도포 및 미장 후 단 30초~5분 만으로 경화가 이루어지고 충분한 강도가 확보할 수 있으므로 교통 차단 시간을 최소화할 수 있으며, 기존 도로 포장과의 접합이 우수하여 일체화가 가능하고 이럼으로써 재파손이나 차량에 의한 밀림을 방지할 수 있고, 특히 기존 보수 공법의 경우 교량의 연결 부위에 하자가 많이 발생했는데, 본 발명에 따른 공법은 금속과의 접착력(결합력)도 매우 우수하므로 교량 연결 부분에서의 하자가 획기적으로 줄어들 수 있으며, 주변 온도에 관계없이 폭열을 가하여 단 30초 내지 5분 만에 경화가 완료될 수 있으므로 동절기에도 도로 보수 작업이 가능하고, 한번 시공하면 기존 도로 구체 부분과의 접착력 및 일체성이 우수하여 장기 강도 및 내구성이 우수하므로 도로 보수 효과가 장기간 유지될 수 있는 도로 보수 공법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 친환경 레진 모르타르 조성물을 이용한 초속경 도로 포장 보수 공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 완전한 친환경성과 유성 및 수성 양성의 멀티 기능을 갖는 초고강도 친환경 레진 모르타르제를 이용하여 콘크리트 도로 및 아스팔트 도로를 보수함으로써, 손상된 도로 포장의 보수시 파손 부분의 절단이나 파쇄 없이 바로 작업이 이루어질 수 있어 도로의 약화 및 파손의 연장을 원천적으로 방지하고 단 30초~3분 정도의 시간만으로 경화가 이루어지고 충분한 강도가 확보할 수 있으므로 교통 차단 시간을 최소화할 수 있으며, 특히 동절기에도 시공이 원활할 뿐만 아니라, 기존 도로 포장과의 접합이 우수하여 일체화가 가능하고 이럼으로써 재파손이나 차량에 의한 밀림을 방지할 수 있는 동시에, 장기 강도 및 내구성이 우수하여 도로 보수 효과가 장기간 유지될 수 있는 도로 포장 보수 공법에 관한 것이다.
아스팔트 콘크리트 도로는 비교적 작업이 쉽고 빠른 교통 개방과 주행시 쾌적한 승차감을 주는 등 많은 장점으로 인해 많이 이용되고 있다. 그런데 상기 아스팔트 콘크리트 도로는 기후에 민감한 특성을 가지고 있어 균열 발생이 많이 일어나고 물에 취약하여 포트홀 등이 많이 발생하여 차량의 안전 주행과 원활한 교통 소통에 지장을 초래하는 경우가 종종 발생한다. 또한, 시멘트 콘크리트 도로의 경우에는 도로 특성상 줄눈 커팅부로부터 야기되는 도로 파손이 많이 일어나는 상황이다.
이러한 도로 포장의 파손은 주로 강설이나 강우시 일어나며 이로 인한 평탄성 저하로 운전 중 사고로 이어질 수 있기 때문에 긴급한 보수가 이루어져야 한다.
특히, 교량의 경우에 있어서는 중차량 통행에 따른 소성 변형과 충격에 따른 파손, 지역적 특성에 따른 기후 변화, 동결 융해에 대한 영향, 장대 교량의 경우 처짐 진동에 따른 영향, 우수 및 염소 이온 등의 침투로 인한 철근의 부식 및 이에 따른 교량 상판 콘크리트의 손상 촉진 등의 원인에 의해 손상이 일어나기 쉽다.
이와 같이 도로 포장에 손상이 발생하는 경우, 기존의 보수 방법은 파손된 부분의 둘레를 일부 파쇄하고 파쇄된 부분에 아스팔트 또는 콘크리트 덧씌우기 또는 되메우기 등의 보수 공사를 실시하였다. 이 경우 파손 부분이 작을 경우에는 보수가 어려우므로 파손 부분이 커질때까지 기다렸다가 보수를 실시해야 하므로 파손 부분의 초기 보수가 되지 않는 문제가 있었고, 또한 파손 부분을 보수할 때에는 파손 부분만 보수하는 것이 아니라 파손 부분의 바깥부분까지 절단한 후에 아스팔트나 콘크리트로 절단된 부분을 덧씌우는 방법으로 보수하였다. 이럴 경우 절단 과정에서 기존 파손되지 않은 부분까지 손상을 받게 되므로 파손의 연장이 발생되는 문제가 있었으며, 아스팔트 또는 콘크리트의 경화까지 시간이 오래 걸려 교통 통제 시간이 길어지는 문제가 있었고, 또한, 덧씌워진 아스팔트나 콘크리트가 기존 도로 부분과 일체화가 되지 않아 덧씌워진 자리가 다시 파손되거나, 지속적인 차량의 이동에 의해 덧씌워진 아스팔트나 콘크리트가 들고 일어나서 차량의 진행시 차량에 충격을 가하는 등의 문제로 완전하고 안전한 보수공사는 어렵고 일시적으로 땜질식 보수공사만 실시되는 실정이었다.
따라서 이러한 종래의 도로 포장 보수 방법에 있어서의 한계점 및 문제점에 대한 해결이 필요한 상황이다.
<관련 선행기술 문헌>
1. 대한민국 등록특허 제10-0806849호
2. 대한민국 등록특허 제10-0403979호
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하기 위하여 개발된 것으로, 완전한 친환경성과 유성 및 수성 양성의 멀티 기능을 갖는 초고강도 레진 모르타르제를 이용하여 콘크리트 도로 및 아스팔트 도로를 보수함으로써 손상된 도로 포장을 보수함에 있어서 파손 부분의 절단이나 파쇄 없이 바로 작업이 이루어질 수 있어 도로의 약화 및 파손의 연장을 원천적으로 방지하고 단 30초~3분 정도의 시간만으로 경화가 이루어지고 충분한 강도가 확보할 수 있으므로 교통 차단 시간을 최소화할 수 있으며, 특히 동절기에도 시공이 원활할 뿐만 아니라, 기존 도로 포장과의 접합이 우수하여 일체화가 가능하고 이럼으로써 재파손이나 차량에 의한 밀림을 방지할 수 있는 동시에, 장기 강도 및 내구성이 우수하여 도로 보수 효과가 장기간 유지될 수 있는 도로 포장 보수 공법을 제공하고자 한다.
상기와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명은
(1) 도로 포장 보수용 레진 모르타르 조성물을 준비하는 단계로서, 상기 도로 포장 보수용 레진 모르타르 조성물은
폴리글리시딜 에테르(Polyglycidyl ether), 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에테르 중에서 선택된 1종 이상의 수지 주성분 70~90중량%, 에폭시 수지 보조성분 5~20중량%, 응집제 1~5중량% 및 난연제 1~20중량%를 포함하는 수지 주재 성분 및
폴리옥시프로필렌 디아민 40~60중량%, 폴리아미드 아민 20~40중량%, 트리에틸렌테트라아민, 디에틸렌트리아민 중 선택된 하나 이상의 아민 1~10중량% 및 경화촉진제 1~10중량%를 포함하는 경화성분으로 이루어진 수지액 성분에 시멘트 및 규사를 포함하는 무기물 성분을 혼합하여 레진 모르타르 조성물을 준비하는 단계;
(2) 도로 포장의 파손된 부분을 절단 또는 파쇄하지 않고 고압 에어로써 파손면에 존재하는 이물질을 제거 작업하는 단계;
(3) 상기 이물질이 제거된 파손면에 상기 (1)의 수지액 성분을 바탕제로써 도포함과 동시에 상기 (1)에서 준비된 도로 포장 보수용 레진 모르타르 조성물을 타설하고 미장하는 단계; 및
(4) 상기 타설 및 미장된 도로 포장 보수용 레진 모르타르 조성물의 상면에 폭열을 균일하게 가하여 경화시키는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 친환경 레진 모르타르 조성물을 이용한 친환경 도로 포장 보수 공법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 레진 모르타르 조성물을 형성함에 있어서, 상기 주재성분과 경화성분을 현장에서 혼합하여 얻어지는 수지액 성분 100중량부를 기준으로 무기물 성분 150~1000 중량부를 혼합하여 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 레진 모르타르 조성물을 형성함에 있어서, 상기 경화성분에 유화제를 예비하는 것으로 현장에서 주재성분과 혼합한 후 물을 희석제로 사용하고 상기 경화성분 100중량부를 기준으로 유화제 0.1~3 중량부 및 반응수지 3~5부를 더 포함하여 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 (4)에서 폭열을 가하는 것은 토치를 이용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 (4)에서 폭열을 가하는 시간은 30초~5분인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 친환경 레진 모르타르 조성물을 이용한 초고속 도로 포장 보수 공법을 이용하면 하기와 같은 장점이 있다.
먼저, 기존의 도로 보수 시공 방법에 있어서는 손상이 발생한 일부 부분을 보수하기 위하여 손상 부분의 주변부까지 상당한 정도로 넓게 절단 내지 파쇄하고 그 부분에 보수재를 도포하여 시공하였는데 이 경우 절단 내지 파쇄 작업으로 인해 미손상 부분도 손상을 입게 되고 파손 부분이 연장되는 문제가 있었다. 본 발명에 따른 방법을 사용하면 손상된 도로 포장을 보수함에 있어서 파손 부분의 절단이나 파쇄 없이 바로 작업이 이루어질 수 있어 도로의 약화 및 파손의 연장을 원천적으로 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 보수재 도포 및 미장 후 단 30초~5분 만으로 경화가 이루어지고 충분한 강도가 확보할 수 있으므로 교통 차단 시간을 최소화할 수 있으며, 기존 도로 포장과의 접합이 우수하여 일체화가 가능하고 이럼으로써 재파손이나 차량에 의한 밀림을 방지할 수 있다. 특히 기존 보수 공법의 경우 교량의 연결 부위에 하자가 많이 발생했는데, 본 발명에 따른 공법은 금속과의 접착력(결합력)도 매우 우수하므로 교량 연결 부분에서의 하자가 획기적으로 줄어들 수 있다.
또한, 기존 보수 공법의 경우 동절기에는 거의 작업이 어려운 문제가 있었는데, 본 발명에 따른 공법은 주변 온도에 관계없이 폭열을 가하여 단 30초 내지 5분 만에 경화가 완료될 수 있으므로 동절기에도 도로 보수 작업이 가능하다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 보수 공법은 한번 시공하면 기존 도로 구체 부분과의 접착력 및 일체성이 우수하여 장기 강도 및 내구성이 우수하므로 도로 보수 효과가 장기간 유지될 수 있는 장점이 있다.
이하, 본 발명에 관하여 더욱 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 도로 포장 보수 공법은 하기의 단계를 포함하여 구성된다. 즉,
제1단계: 도로 포장 보수용 모르타르 조성물 준비단계
제2단계: 고압 에어 작업 단계
제3단계: 바탕제 및 도로 포장 보수용 모르타르 조성물 타설 및 미장 단계
제4단계: 폭열 시행 및 경화 단계
이하에서는 상기 각 단계에 관하여 구체적으로 설명한다.
먼저, 상기 제1단계에서의 도로 포장 보수용 모르타르 조성물의 준비는 하기의 성분을 혼합하여 보수제를 준비한다. 즉,
본 발명에 따른 상기 도로 포장 보수용 레진 모르타르 조성물은
폴리글리시딜 에테르(Polyglycidyl ether), 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에테르 중에서 선택된 1종 이상의 수지 주성분 70~90중량%, 에폭시 수지 보조성분 5~20중량%, 응집제 1~5중량% 및 난연제 1~20중량%를 포함하는 주재 성분 및
폴리옥시프로필렌 디아민 40~60중량%, 폴리아미드 아민 20~40중량%, 트리에틸렌테트라아민, 디에틸렌트리아민 중 선택된 하나 이상의 아민 1~10중량% 및 경화촉진제 1~10중량%를 포함하는 경화성분으로 이루어진 수지액 성분에 현장에서 시멘트 및 규사를 포함하는 무기물 성분을 혼합한다.
상기 무기물 성분에는 반응 촉진을 위해 알루미나를 추가로 넣을 수 잇고, 그물망의 막을 두껍고 강화하기 위해서는 세라믹분말(규조토분말)을 추가로 넣어서 혼합할 수 있다. 이때, 그물망의 막을 형성하는 원리는 실라놀 그룹의 흡착에너지가 엉겅퀴 형태의 네트워크 구조로 형성되므로 그물망 구조를 형성하여 막을 형성하며, 이로 인해 그물망 형태로 무기물을 감싸 막을 형성하여 직접적인 폭열에도 내부에 있는 수지가 타지 않고 반응이 촉진되어 단시간에 경화가 일어날 수 있다.
구체적으로 주재성분은 폴리글리시딜 에테르(Polyglycidyl ether), 트리 메틸올프로판 트리글리시딜 에테르 중에서 선택된 1종 이상의 수지 주성분 70~90중량%, 에폭시 수지 보조성분 5~20중량%, 응집제 1~5중량% 및 난연제 1~20중량%를 포함하여 구성되며, 이와 같이 조성되는 주재성분 100중량부에 대하여 폴리옥시프로필렌 디아민 40~60중량%, 폴리아미드 아민 20~40중량%, 트리에틸렌테트라아민, 디에틸렌트리아민 중 선택된 하나 이상의 아민 1~10중량% 및 경화촉진제 1~10중량%를 포함하는 경화성분 10~50 중량부를 현장에서 혼합하여 얻어지는 수지액 성분을 형성하고 상기 수지액 성분 100중량부를 기준으로 규사 및 시멘트를 포함한 무기물 150~1000 중량부를 더 혼합하여 레진 모르타르 조성물을 구성한다.
본 발명의 레진 모르타르 조성에서 각종의 반응성 희석제, 각종의 비반응성 희석제 등의 추가 성분이 더 포함될 수는 있으나, 이들은 각종의 기능을 위한 첨가제들로서 예를 들어 도막 또는 박막층을 갖는 조성에서 별도로 추가될 수는 있으나, 이들이 필수적으로 요구되는 성분은 아니다.
더욱 구제적으로, 본 발명에서 상기 레진 모르타르 조성물은 폴리글리시딜 에테르 수지 또는 트리 메티롤프로펜 트리글리시딜 에테르는 3관능으로 이를 포함하는 주재 성분과 아민계 경화성분을 포함하여 구성된다.
구체적으로, 폴리글리시딜 에테르(Polyglycidyl ether), 트리 메틸올프로판 트리글리시딜 에테르 중에서 선택된 1종 이상의 수지 주성분 70~90중량% 에폭시 수지 보조성분 5~20중량%, 응집제 1~5중량% 및 난연제 1~20중량%를 포함하여 구성되는 주재성분과 폴리옥시프로필렌 디아민 40~60중량%, 폴리아미드 아민 20~40중량%, 트리에틸렌테트라아민, 디에틸렌트리아민 중 선택된 하나 이상의 아민 1~10중량% 및 경화촉진제 1~5중량%를 포함하는 경화성분으로 이루어진다.
본 발명에서 상기 주재성분과 경화성분은 각각 100 중량부 : 10~50 중량부를 포함하여 혼합 성분을 구성한다.
상기 수지 주성분을 포함하는 주재성분과 경화성분을 현장에서 혼합하여 얻어지는 혼합성분 100중량부를 기준으로 규사, 시멘트 등을 포함하는 무기물 성분 150~1000 중량부를 혼합하여 얻어진 레진 모르타르를 사용한다.
본 발명에서 경화성분에 유화제를 예비하는 것으로 현장에서 주재성분과 혼합한 후 물을 희석제로 사용하여 수화반응을 촉진시킬 수 있는 것으로, 상기 경화성분 100중량부를 기준으로 유화제 0.1~3 중량부, 반응수지 3~5중량부를 포함하고 이를 중합 반응 또는 상기 경화성분 100중량부를 기준으로 국도화학 상품 규격명 KH-700, KH-701, H-23 중 하나 이상을 1~10중량%의 범위로 혼성 중합하여 경화성분을 구성한다.
본 발명에서 사용될 수 있는 유화제로는 본 발명자가 선출원하여 등록된 대한민국 등록특허 제10-0989942호에 개시된 유화제, 예를 들어 폴리옥시에틸렌 및 폴리옥시프로필렌의 공중합체, 폴리옥시에틸렌 및 폴리옥틸페닐에테르의 공중합체, 소디움도데실벤젠설파이드 등을 사용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 유성 및 수성의 양성 특성을 부여할 수 있는 성질의 유화제이면 제한없이 사용 가능하다.
이와 같이, 본 발명에서 유성 및 수성 양성의 기능을 갖는 특성으로 경화 성분에 극소량의 유화 중합으로도 주재성분과의 혼합에서 경화 반응의 활성화에 의해 계면에 흡착에너지 증가와 함께 실라놀 구룹이 물을 포획하여 보다 안정적으로 기능을 수행할 수 있게 되는 것이다.
본 발명에서 상기 반응수지로는 아크릴계 수지를 이용할 수 있다.
상기 혼합 성분에는 상기 구성되는 주재 성분 100 중량부를 기준으로 나노 금속 분말 및 나노 금속 산화물 분말의 단독 또는 혼합물을 1~50 중량부를 포함하고, 상기 구성되는 주재성분 100 중량부를 기준으로 무기 첨가제 1~80 중량부를 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 레진 모르타르 조성물을 타설하기 위하여 상기 얻어지는 혼합 성분 100 중량부를 기준으로 현장에서 규사, 시멘트 등의 무기물 150~1000 중량부를 혼합하여 모르타르 혼합하여 사용할 수 있다.
또한, 상기 규사 외에 일부 쇄석을 포함할 수 있다.
부수적으로, 본 발명에서 상기 구성의 수지 주성분 외 Polyethylene glycol diglycidyl ether, Resorcinol diglycidyl ether, Thio-Diphenyl diglycidyl ether, Glycerol polyglycidyl ether,Pentaerythritol polyglycidyl ether, Castor oil polyglycidyl ether, Sorbitol polyglycidyl ether수지들을 더 추가하여 구성할 수 있다.
본 발명에서 상기 구성의 수지 주성분 외 N,N-Diglycidyl Aniline, N,N-Diglycidyl -o-toluidine, Triglycidyl-p-Aminophenol, Tetraglycidyl-diamino diphenyl methane, Tetraglycidyl-m-Xylenediamine, Triglycidyl-m-aminophenol 등의 고기능성 에폭시 수지들을 더 추가하여 구성할 수 있다
또한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적으로 사용되는 에폭시 수지를 사용할 수 있으며, 일반적인 에폭시 수지, 염소를 포함하는 에폭시 수지, 또는 3, 4관능 에폭시수지, 사이클로로 수지, 페놀 노블락수지, 크레졸 노블락 에폭시 수지 또는 화합물을 이용한 변성 타입으로 휘발성 유기화합물을 함유하지 않는 것들을 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 규사 외에 또는 규사와 함께(또는 선택적으로) 무기물 충전제를 사용할 수 있으며, 이러한 무기물 충전제로는 탄산칼슘, 탈크, 중탄, 실리카, 마그마 실리카 복합물, 세라믹 등의 분말로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니다.
본 발명에서 상기 난연제는 할로겐계 난연제, 비할로겐계 난연제, 인계 난연제, 안티몬계 난연제, 브롬계 난연제 등을 사용할 수 있으며, 구체적으로는 국도화학 제품 KDP 555 MC시리즈 중 난-할로겐 에폭시 수지를 기본 수지 중량으로 대체할 수 있고, 기본수지100중량부에 난-할로겐 무기물(제품 APP-263) 약 20% 내외 또는 난-할로겐 무기물 10~30% 중 삼산안티몬을 5~10% 내외를 혼합 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 주재 성분에는 선택적으로 응집제, 촉진제 등의 첨가제를 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 응집제는 실리콘 디옥시드, 셀룰로오스, 실리카 겔, 가레마이트 경질 무수규산, 벤토나이트, 화이트카본 및 아소베스트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니다.
본 발명에서 상기 촉진제는 경화를 촉진하는 것으로서 페놀, 노닐 페놀, 국도화학 상품 규격명 KH-30, KH-3001 A-399 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
이어서, 상기 경화성분은 폴리옥시프로필렌 디아민 40~650중량%, 폴리아미드 아민20~40중량%, 트리에틸렌테트라아민 및 디에틸트리아민 중 선택된 하나 또는 하나이상의 아민 화합물 1~10중량%, 경화촉진제 1~10중량%를 포함하여 이루어진다.
상기 경화성분의 조성에 있어 폴리옥시프로필렌 디아민에 이소포론 디아민, 메틸렌디아닐린, 메타크실렌 디아민, 트리에틸렌 펜타민, N-아미노에틸 피페라진, 디에틸렌아미노프로필 아민, M-페닐렌 디아민, 디아미노디페닐 설폰, 이소시아네이트 중 선택된 하나 또는 하나 이상을 혼성중합 또는 모노머, 다이머, 트리머 유기 지방산과 지방족 아민의 가열 가압 축합반응 결과물인 폴리아미드 아민 외 에폭시를 첨가한 아닥트물을 혼합하여 사용할 수 있으며, 폴리아미드 아민에 이소포론 디아민, 메틸렌 디아닐린, 메타크실렌 디아민을 혼합 변성시킨 타입으로 폴리옥시프로필렌 디아민과 혼합시켜 사용하는 것도 가능하다.
또한, 산무수물계 지방족3급아민, 폴리아미드 아민 또는 폴리프로필렌아민, 이소포론 디아민, 메타크실렌 디아민, 디아미노 디페닐렌 펄폰, 4,4-디아미노 디페닐 메탄 중에서 선택된 하나 또는 하나 이상을 혼합하거나 또는 에폭시를 이용하여 아닥트시켜 트리에틸렌 테트라아민, 디에틸렌 트리아민을 후첨가하여 이를 상기 경화제 조성에서 폴리옥시프로필렌 디아민을 대체하거나 일부분 혼합하여 사용하는 것도 가능하다.
또한, 이관능 방향족 글리시딜 에스테르 이관능 글리시딜 아민, 지환식 에폭시 수지, N,N-디글리시딜 아닐린, N,N-디글리시딜-o-톨루이딘, 트리글리시딜-p-아미노폐놀, 테트라글리시딜-디아미노 디페닐메탄, 테트라글리시딜-m-키실렌 디아민, 트리글리시딜-m-아미노폐놀로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 1종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
상기 경화성분으로 사용될 수 있는 아민 종류를 구분하여 설명하면 다음과 같다.
1. 지환족 아민 베이스: 폴리옥시 프로필렌 디아민, 이소포론 디아민, 메틸렌 디아닐린, 메타 크실렌 디아민, 트리에틸렌 펜타민, N-아미노에틸 피페라진, 디에틸렌아미노프로필 아민, M-페닐렌 디아민, 디아미노디페닐 설폰 등의 지환족 아민의 혼성중합 또는 아닥트물
2. 지방족 아민 베이스: 디에틸렌 트리아민, 트리에틸렌 테트라민, 테트라에틸렌 펜타민 등의 화학적 변성 아닥트물
3. 방향족 아민 베이스: 화학적변성 Adduct 물 : 디아미노 디페닐렌 설폰(Diamino diphenylene fulfone), 4,4'-디아미노 디페닐 메탄 등의 화학적 변성 아닥트물
4. 폴리아미드 아민: 모노머, 다이머, 트리머 유기지방산과 지방족 Amine의 가열 가압 축합반응 결과물인 폴리아미드 경화제 및 Epoxy 첨가 아닥트물
5. 산무수물: 프탈릭 안히드리드, 헥사히드로 프탈릭 안히드리드, 메틸 테트라히드로 프탈릭 안히드리드의 아닥트물
이러한 본 발명의 주재성분에 응집제, 난연제, 촉진제 등을 포함하는 수지 조성물로서 초저점도의 유동 상태에서 혼합되어 활성 반응이 큰 아민에 의하여 계면에 흡착에너지의 증가로 안정적인 부동성을 유지하며, 이러한 조성물을 현장에서 규사 또는 쇄석과 혼합한 후 기계를 이용하여 거푸집 내에 타설한다. 이때, 타설과 동시 진동시켜 수밀성을 증대시킬 수 있고, 압착미장 및 벌집 또는 브러쉬 형태의 로울러를 이용한 수작업 롤링에 의하여 표면층이 평활면을 갖도록 시공될 수 있다.
또한, 각종 피도면에 있어 적정량의 시멘트와 규사를 포함한 각종 무기물을 혼합하여 포설, 압착 미장 또는 흘려 부어 도막을 형성하는 방법으로 시공될 수도 있다.
본 발명에서 상기 경화성분은 크게 4가지로 구분할 수 있다. 즉 아민계, 폴리아민계, 산무수물계 및 잠재성계, 이미다졸이 그것이다. 여기에 각종 특성에 맞도록 변성타입을 적용하기도 한다. 또한, 모르타르제의 경우 기본수지 성분(주재성분)과 경화성분을 현장에서 혼합시 적정의 부동성을 안정적으로 유지시켜 주어야 모르타르제로서의 특성을 발휘할 수 있다.
여기서 부동성을 안정적으로 유지시킬 수 있는 핵심요인은 기본 수지 성분과 경화 성분의 혼합에서 오는 활성 반응이다. 일반적인 무용제형 조성에서는 에어로질 등의 응집제를 다량 사용하여야만 흐름성이 제어된다. 이렇게 다량의 응집제를 사용하게 되면 작업성이 불량해지며, 모르타르제로서의 기능을 할 수 없다. 이러한 문제점을 해소하기 위하여 에어로질 등의 응집제를 적정량 기본수지 성분에 투입하고, 아민계 중 활성 산소에 대한 반응성이 큰 트리에틸렌테트라아민, 디에틸렌트리아민 중 선택된 하나 이상을 혼성중합 또는 아닥트 방식으로 중합반응하여 얻어진 경화제를 기 조성된 수지 성분과 현장에서 혼합하는 방법을 사용할 수 있다. 이러한 경우 수지 성분 내에 함유된 수분으로 계면에서 흡착에너지가 증가하여 팽윤현상이 나타나며 강력하게 흐름성이 제어되고, 반응에 의한 가교결합에서도 상기 흐름성이 지속적으로 유지되어 골조와 규사 사이 공극에서 단절된 계체의 형태로 이루어져 반응으로 인한 발열이 제어될 수 있으며, 규사, 기타 무기물, 금속 알갱이와 혼합시 공극에서 균일하게 자리한다.
본 발명에 따른 기본 수지 성분과 경화 성분 및 무기물 성분을 포함하는 레진 모르타르는 에어로겔의 내면에 수지액 성분이 흡수되고 표면에는 무기물이 흡착되어 그물 형태의 막을 형성함으로써 구조적으로 강력한 구조를 형성할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에서 상기 레진 모르타르 조성물에는 브롬계 난연제, 난-할로겐계 난연제, 인계 난연제 등을 추가로 포함할 수 있다.
상기 성분들은 화재 발생시 난연 또는 불연 기능을 부여할 수 있도록 하는 역할을 한다.
또한, 상기 레진 모르타르 조성물에는 금속의 수산화물 또는 탄산화물 등의 염이 더 포함될 수 있으며, 예를 들어 수산화칼슘, 탄산칼슘, 수산화마그네슘, 탄산마그네슘, 염화바륨 및 황산바륨, 세라믹, 규조토 등의 분말로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 이외 분말 상태의 모든 무기물의 혼용이 가능하다.
본 발명에서 상기 첨가제들은 주재성분 100 중량부를 기준으로 약 1~80 중량부의 범위로 포함되는 것이 성능의 최적화를 위하여 바람직하다.
또한, 본 발명에서 상기 레진 모르타르 조성물을 형성하기 위하여 규사를 일정 비율로 포함한다. 상기 규사는 인조규사, 자연규사 또는 칼라규사 등으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 규사를 사용할 수 있으며, 상기 주재성분 100 중량부에 대하여 150 ~ 1000 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.
또한, 구조물에 사용되는 것이므로 규사 외에 일반 쇄석이나 골재, 목재조각도 포함될 수 있으며 그 크기는 0.5~30mm까지 사용할 수 있다.
또한 규사, 쇄석, 골재, 목재조각 외 금속조각, 유리조각, 구슬 형태의 것을 포함할 수 있으며 그 크기는 0.5~30mm까지 사용할 수 있다
본 발명에서는 또한, 상기 레진 모르타르 조성물 내에 시멘트를 더 포함할 수 있으며, 상기 시멘트로 내화성 시멘트를 사용하는 것이 바람직하나 이에 한정하는 것을 아니다.
본 발명에서 상기 내화성 시멘트는 상기 주재성분 100 중량부를 기준으로 50 ~ 300 중량부의 범위까지 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 내화성 시멘트는 흑연 산화물과 혼합한 상태에서 자외선 처리를 실시하여 시멘트의 표면을 흑연 산화물로 코팅한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 내화성 시멘트 분말과 흑연 산화물을 일정 비율로 섞고 소량의 물을 가하여 슬러리 형태로 형성한 후 자외선을 조사하여 상기 흑연 산화물이 상기 내화성 시멘트 분말과 결합되도록 하여 표면에 코팅층을 형성하도록 하는 방법에 의해 얻어진 것을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 상기 레진 모르타르 조성물을 인장강도 및 충격강도 등의 물성을 더욱 강화하기 위하여 기능성 섬유를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 기능성 섬유는 유리섬유, 아라미드 섬유 및 탄소 섬유 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 기능성 섬유는 길이가 약 2~10mm 범위에 드는 섬유 칩을 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 기능성 섬유는 상기 주재성분 100 중량부를 기준으로 약 1~20 중량부를 추가로 포함되는 것이 바람직하다.
이어서, 상기 레진모르타르 조성물을 형성함에 있어 상기 주재성분의 구성에서 각종의 열경화성 수지, 열가소성 수지를 더 추가하여 특정기능의 목적을 달성하기 위한 수단으로 단독 또는 화합물을 이용한 변성타입 액상으로 휘발성 유기화합물을 함유하지 않는 것을 이용할 수 있다.
기타, 본 발명에서 구체적으로 예시되지 않은 성분들에 대해서는 본 발명자의 선등록특허 제10-0989942호, 제10-1811350호를 참조할 수 있으며, 참조에 의해 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석될 수 있다.
이어서, 상기 제조된 도로 포장 보수용 모르타르 조성물을 이용하여 도로 포장을 보수 시공한다.
먼저, 도로 포장의 파손된 부분을 정리하는데, 고압 에어 장비를 이용하여 파손 부분을 정리한다.
이어서 파손면을 청소하고 이물질을 제거한다. 청소 및 이물질 제거는 진공 흡입 차량을 이용하여 도로의 길이방향으로 이동하면서 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. 이 때 별도의 표면 건조 작업을 동시에 수행할 수도 있다.
이어서, 이물질이 제거된 파손면에 상기 제조된 바탕제와 도로 포장 보수용 모르타르 조성물을 타설한다.
이때, 본 발명에서 상기 이물질이 제거된 파손면에 상기에서 제조된 상기 (1)의 주재 성분 및 경화성분으로 이루어진 수지액 성분을 바탕제로서 도포함과 거의 동시에 도로 포장 보수용 모르타르 조성물을 타설한다. 이때, 기존 방법과 같이 파손 부분 주변을 넓게 절삭하거나 파쇄하지 않아도 되므로 파손의 연쇄 이동을 방지할 수 있고 절삭이나 파쇄 작업에 드는 시공 시간을 줄일 수 있는 장점이 있으며, 파손 부분이 작은 경우에도 작업이 가능하다는 장점이 있다.
이어서, 타설된 도로 포장 보수용 레진 모르타르 조성물을 경화, 양생한다.
모르타르의 경화는 고열의 예를 들어 토치 등을 이용하여 폭열을 가함으로써 수행한다. 구체적으로 상기 타설 및 미장된 도로 포장 보수용 레진 모르타르 조성물의 상면에 토치 등을 이용하여 폭열을 균일하게 가하여 경화시킨다. 이때 토치를 이용한 폭열 시공은 약 30초 내지 5분 동안 수행하는데, 폭열을 가하는 시간은 보수면의 넓이에 따라 달라질 수 있다. 이와 같이 짧은 시간만 시공해도 에어로젤의 표면에는 시멘트 및 무기질 성분이 흡착되어 있고 에어로젤의 내부 공극에는 수지액 성분이 충진되어 있으므로 외부에서 가하는 폭열에 의해 내부 수지액 성분에 불이 붙지 않으며 고온으로 인해 반응이 촉진됨으로써 수지 성분의 경화가 일어나서 전체적으로 단시간에 경화가 완료될 수 있는 것이다.
이렇게 함으로써 작은 부분의 파손부도 손쉽게 보수가 가능하며, 파손부가 커질 때까지 기다리지 않고 보수를 실시하므로 보수 효율을 높이고 보수에 따라 시간과 비용을 줄일 수 있어 경제성도 향상될 수 있다.
이와 같은 방법으로, 상기 타설된 도로 포장 보수용 레진 모르타르 조성물이 경화, 양생되면 도로의 보수 시공이 완료된다.
본 발명에 따라 형성되는 친환경 레진 모르타르 조성물을 이용한 도로 보수 공법에 의하면 도로 파손부에 적용시 일체성이 우수한 성능을 확보할 수 있으며, 크랙 안정성, 수축/팽창 안정성 등의 기존 콘크리트 보수제의 문제점을 완전히 해결하여 대체할 수 있는 장점도 있다.
Claims (5)
- (1) 도로 포장 보수용 레진 모르타르 조성물을 준비하는 단계로서, 상기 도로 포장 보수용 레진 모르타르 조성물은
폴리글리시딜 에테르(Polyglycidyl ether), 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에테르 중에서 선택된 1종 이상의 수지 주성분 70~90중량%, 에폭시 수지 보조성분 5~20중량%, 응집제 1~5중량% 및 난연제 1~20중량%를 포함하는 수지 주재 성분 및
폴리옥시프로필렌 디아민 40~60중량%, 폴리아미드 아민 20~40중량%, 트리에틸렌테트라아민, 디에틸렌트리아민 중 선택된 하나 이상의 아민 1~10중량% 및 경화촉진제 1~10중량%를 포함하는 경화성분으로 이루어진 수지액 성분에 시멘트 및 규사를 포함하는 무기물 성분을 혼합하여 레진 모르타르 조성물을 준비하되,
상기 무기물 성분에는 알루미나를 추가로 포함하고 규조토분말을 혼합하여 실라놀 그룹의 흡착 에너지에 의한 네트워크 구조의 형성으로 그물망 구조의 무기물 막을 형성함으로써 폭열에 의해 내부 수지가 타지 않도록 하는 단계;
(2) 도로 포장의 파손된 부분을 절단 또는 파쇄하지 않고 고압 에어로써 파손면에 존재하는 이물질을 제거 작업하는 단계;
(3) 상기 이물질이 제거된 파손면에 상기 (1)의 수지액 성분을 바탕제로써 도포함과 동시에 상기 (1)에서 준비된 도로 포장 보수용 레진 모르타르 조성물을 타설하고 미장하는 단계; 및
(4) 상기 타설 및 미장된 도로 포장 보수용 레진 모르타르 조성물의 상면에 폭열을 균일하게 가하여 경화시키는 단계;를 포함하여 구성되며,
상기 레진 모르타르 조성물을 형성함에 있어서, 상기 주재성분과 경화성분을 현장에서 혼합하여 얻어지는 수지액 성분 100중량부를 기준으로 무기물 성분 150~1000 중량부를 혼합하여 형성하고,
상기 경화성분에 유화제를 예비하는 것으로 현장에서 주재성분과 혼합한 후 물을 희석제로 사용하고 상기 경화성분 100중량부를 기준으로 유화제 0.1~3 중량부 및 반응수지 3~5부를 더 포함하여 형성하는 것을 특징으로 하며,
상기 주재 성분 100 중량부를 기준으로 50~300 중량부의 범위로 내화성 시멘트를 더 포함하되, 상기 내화성 시멘트는 흑연 산화물과 혼합된 상태에서 자외선 처리를 실시하여 시멘트의 표면을 흑연 산화물로 코팅한 것을 사용하는 것을 특징으로 하며, 상기 주재 성분 100 중량부를 기준으로 1~20 중량부의 범위로 기능성 섬유를 더 포함하되, 상기 기능성 섬유는 유리섬유, 아라미드 섬유, 탄소 섬유 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용하는 것을 특징으로 하고,
상기 (4)에서 폭열을 가하는 것은 토치를 이용하고 폭열을 가하는 시간은 1~5분인 것을 특징으로 하되 상기 폭열에 의해 표면 시멘트 및 무기질 성분의 내부 수지액은 불이 붙지 않고 고온에 의해 반응이 촉진됨으로써 수지 성분의 경화가 일어나도록 하는 것을 특징으로 하는
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