KR102173957B1 - Mortar composition for reparing and reinforcing concrete structure using acid resistant microorganism and high-sulfate cement and method for reparing and reinforcing concrete structure - Google Patents

Mortar composition for reparing and reinforcing concrete structure using acid resistant microorganism and high-sulfate cement and method for reparing and reinforcing concrete structure Download PDF

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Abstract

The technology relates to a mortar composition for repairing and reinforcing a concrete structure and a construction method using the same. The composition comprises: a base composition including 40.0 to 51.0% by weight of high sulfate cement, 0.4 to 6.0% by weight of calcium oxide, 0.5 to 2.0% by weight of calcium aluminate cement, 1.0 to 2.0% by weight of calcined magnesium, 1.0 to 2.0% by weight of aluminum hydroxide, 0.5 to 2.0% by weight of lithium hydroxide, and 38.0 to 50.0% by weight of silica sand; and 3.0 to 5.0 parts by weight of a microorganism adsorption composite based on 100 parts by weight of the base composition, wherein the microorganism adsorption composite contains acid-resistant microorganisms adsorbed on an adsorbent. Accordingly, the construction can be done effectively even underwater.

Description

내산 기능을 가진 미생물과 고황산염 시멘트를 이용한 콘크리트 구조물 보수보강용 수중 불분리 모르타르 조성물 및 이를 이용한 시공방법{MORTAR COMPOSITION FOR REPARING AND REINFORCING CONCRETE STRUCTURE USING ACID RESISTANT MICROORGANISM AND HIGH-SULFATE CEMENT AND METHOD FOR REPARING AND REINFORCING CONCRETE STRUCTURE}An underwater non-separated mortar composition for repairing and reinforcing concrete structures using microorganisms with acid-resistant function and high sulfate cement, and construction method using the same. CONCRETE STRUCTURE}

본 발명은 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내산 기능을 가진 미생물 흡착재와 고황산염 시멘트를 이용하여 모르타르 내 미생물의 사멸을 방지하고 지속적인 미생물의 자가 생장환경을 조성함으로써 콘크리트 열화 요인에 대한 근본적인 치유가 가능하고, 수중에서도 효과적으로 시공이 이루어질 수 있는 내산 기능을 가진 미생물과 고황산염 시멘트를 이용한 콘크리트 구조물 보수보강용 수중 불분리 모르타르 조성물 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.The present invention relates to a mortar composition for repairing and reinforcing concrete structures and a construction method using the same, and more particularly, a microbial adsorbent having an acid-resistant function and a high-sulfate cement are used to prevent the death of microorganisms in the mortar and to continuously grow microorganisms. By creating a concrete structure, it is possible to fundamentally cure the deterioration factor of concrete, and to construct an underwater non-separated mortar composition for repairing and reinforcing concrete structures using high sulfate cement and microorganisms with acid resistance that can be effectively constructed even underwater will be.

철근 콘크리트는 여러 가지 열화 요인에 의해 열화되어 구조적인 안전상의 문제를 야기한다. 콘크리트 열화의 주요 요인으로는, 염화 이온의 침투에 의한 철근의 부식, 콘크리트의 중성화로 인한 철근 주변의 부동피막(passivate layer)의 손상에 따른 철근의 부식, 실리카-알칼리 반응에 의한 손상 등 다양한 요인이 있다.Reinforced concrete deteriorates due to various deterioration factors, causing structural safety problems. The main factors of concrete deterioration are various factors such as corrosion of reinforcing bars due to penetration of chloride ions, corrosion of reinforcing bars due to damage to the passivate layer around reinforcing bars due to neutralization of concrete, and damage by silica-alkali reaction. There is this.

최근, 하수관이나 폐수 처리 시설 등에서 황산염 환원 박테리아(sulfate-reducing bacteria)에 의한 황화수소 가스 발생과 황 산화 박테리아(sulfur-oxidizing bacteria)에 의한 콘크리트 부식 문제가 심각하게 대두되고 있다. 황산염 환원 박테리아와 황 산화 박테리아는 황 화합물과 상호 작용하는 박테리아로, 황산염 환원 박테리아는 산소가 거의 없거나 전혀 없는 곳에 서식하는 혐기성 미생물로, 황 화합물을 황화수소(H2S)로 변환시켜 악취를 발생시키고, 콘크리트 및 기타 재료를 부식시킨다. 수년 전 지방 도시 하수구에서 발생된 심한 악취의 원인이 황산염 환원 박테리아에 의한 것으로 추정되고 있다. 한편, 황 산화 박테리아는 산소가 있는 환경에서만 서식하는 호기성 미생물로, 콘크리트 부식을 일으킨다. 황화수소는 심각한 감각 이상 및 독성 문제를 야기할뿐 아니라, 콘크리트 및 강철 구조물의 부식을 일으키는 바이오 가스의 가장 바람직하지 않은 구성요소로 널리 알려져 있다.Recently, in sewage pipes or wastewater treatment facilities, hydrogen sulfide gas generation by sulfate-reducing bacteria and concrete corrosion problems by sulfur-oxidizing bacteria have been seriously raised. Sulfate reducing bacteria and sulfur oxidizing bacteria are bacteria that interact with sulfur compounds, while sulfate reducing bacteria are anaerobic microorganisms that live in places with little or no oxygen, and convert sulfur compounds into hydrogen sulfide (H 2 S) to generate odors. , Corrodes concrete and other materials. It is believed that the cause of the severe odor that occurred in municipal sewers several years ago was caused by sulfate reducing bacteria. On the other hand, sulfur oxidizing bacteria are aerobic microorganisms that live only in an oxygen-existing environment and cause concrete corrosion. Hydrogen sulfide is widely known as the most undesirable constituent of biogas, which causes severe sensory anomalies and toxicity problems, as well as corrosion of concrete and steel structures.

하수 암거 등 콘크리트 구조물 보수에 사용되는 모르타르의 대부분은 1종 시멘트를 주성분으로 사용하고 있어, 다양한 경로를 통하여 유입되는 열화 요인에 대하여 근본적인 치유보다는 전형적인 대체만 진행하는 실정이다. 크리트를 구성하는 시멘트는 강알칼리성으로 산에 노출되는 경우 중성화가 진행되며, 중성화 후 열화에 대한 보수재도 1종 시멘트를 사용하므로 동일한 산에 노출되는 경우 보수 모르타르도 콘크리트 구조물과 동일한 열화가 진행되므로, 효과적이고 적절한 보수가 이루어지지 못하고 있다.Most of the mortar used for repairing concrete structures such as sewage culverts uses type 1 cement as the main component, and therefore, only the typical replacement is proceeded rather than fundamental healing for deterioration factors introduced through various routes. Since the cement constituting the crete is strongly alkaline and undergoes neutralization when exposed to acid, class 1 cement is used as a repair material for deterioration after neutralization, so when exposed to the same acid, the repair mortar undergoes the same deterioration as the concrete structure. Effective and adequate repairs are not being made.

동절기 도로 위에 살포되는 제설염에 의한 염해와 토양 중의 황산염, 특히 지하수에 용해되어 있는 황산염 등에 의한 화학적 침식으로 인하여 콘크리트 보호에 대한 관심이 증가되면서 코팅재의 사용이 증가하고 있다. 황산염에 의한 콘크리트의 내구성 저하는 다른 화학적 침식에 의한 요인에 비하여 그 영향이 크지만, 콘크리트 보수에 대한 관심은 주로 염해 및 중성화에 의한 손상에 집중되어 있고 황산염에 의한 콘크리트 손상에 대해서는 관심이 적다. 콘크리트 열화 발생 요인 중 외부의 침투 요인을 차단하기 위하여 내투수성이 강한 에폭시, 우레탄, 아크릴과 같은 유기 수지를 이용한 유기계 코팅재가 일반적으로 사용되고 있으며, KS F 4936에 이와 관련한 제품 규격이 제정되어 있다. 이러한 코팅재에 필수적으로 요구되는 성능은 통기성으로, 통기성에 문제가 있는 재료는 콘크리트와 코팅재의 접착 면에 형성된 코팅막에 의해 콘크리트 내부에 존재하는 수분이 외부로 증발되기 어려워 콘크리트 내부 온도가 상승하게 되면 증기압에 커져 코팅막을 밀어내 들뜨게 하는 현상이 발생한다. 이로 인하여 콘크리트 균열 및 변형이 발생하고, 균열을 통하여 제2의 열화 요인이 침투하게 된다. 또한, 유기계 코팅재는 유해 물질이 다량 포함되어 있어 환경 오염 및 건강상의 위해를 일으킬 수 있어 전세계적으로 사용 원료 및 제조 공정에 의한 엄격한 규제가 이루어지고 있다.The use of coating materials is increasing as interest in concrete protection increases due to salt damage caused by snow removal salt sprayed on roads in winter and chemical erosion by sulfate salts in soil, especially sulfate dissolved in groundwater. The deterioration of the durability of concrete due to sulfate has a greater effect than other factors caused by chemical erosion, but interest in repairing concrete is mainly focused on damage due to salt damage and neutralization, and less interest in concrete damage due to sulfate. Organic coating materials using organic resins such as epoxy, urethane, and acrylic, which have strong water permeability, are generally used to block external infiltration factors among the causes of concrete deterioration, and related product standards are established in KS F 4936. The performance required for such coating materials is breathability, and materials with breathability problems are difficult to evaporate to the outside due to the coating film formed on the adhesion surface of the concrete and coating material. It becomes larger and pushes the coating film to lift. This causes concrete cracking and deformation, and a second deterioration factor penetrates through the crack. In addition, since organic coating materials contain a large amount of harmful substances, they can cause environmental pollution and health hazards, and thus strict regulations are made by raw materials used and manufacturing processes worldwide.

이러한 유기계 코팅재에 대한 대체 기술로 슬라임 형성 박테리아를 직접 콘크리트 구체에 적용하여 코팅재를 형성하는 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 박테리아를 이용하는 기술로는, 콘크리트 배합 과정에서 배합수의 일정 부분 또는 전체를 미생물 배양액으로 대체하여 투입하는 방법이 제안되었다. 그러나, 콘크리트의 경우 배치 플랜트에서 직접 미생물을 투여해 레디믹스트 차로 운송하여 현장에서 타설하지만, 모르타르의 경우에는 건조 상태의 프리팩으로 운송하여 현장에서 타설하게 되는 등 제조 공정이나 배합 비율 등에 있어서 콘크리트와 모르타르는 차이가 있다. 따라서, 콘크리트에 적용되는 이러한 방식을 그대로 모르타르에 적용하기에는 문제가 있다. 또한, 이러한 방법에 의할 경우, 배합 이후 경화 과정에서 시멘트 페이스트 수화에 따른 콘크리트 내 수분의 감소로 건조 환경이 되고 부피 팽창의 영향으로 미생물의 영양분 및 생장처가 감소하게 된다. 콘크리트나 모르타르는 경화 시 수화열에 의해 내부 온도가 40℃ 이상으로 되며, 시멘트의 수화생성물(Ca(OH)2)에 의해 pH 11-13의 강알칼리성 환경이 형성되므로, 미생물의 최적 생장 환경(pH 4-9) 조성에 있어 가장 큰 저해 요소로 작용한다. 이에 따라 콘크리트 내부에서 미생물의 생장 활동은 저해되고 약 30일 이후에는 콘크리트 내부에서 미생물들은 모두 사멸하게 된다. As an alternative technology to such organic coating materials, interest in a technique of forming a coating material by directly applying slime-forming bacteria to concrete spheres is increasing. As a technology using bacteria, a method of replacing a certain part or all of the mixed water with a microbial culture solution in the concrete mixing process has been proposed. However, in the case of concrete, microorganisms are administered directly from the batch plant and transported by ready-mix car to be poured on-site, but in the case of mortar, it is transported in a dry prepack and poured on-site. There is a difference. Therefore, there is a problem in applying this method to concrete as it is to mortar. In addition, in the case of this method, in the curing process after mixing, the moisture in the concrete is reduced due to the hydration of the cement paste, resulting in a drying environment, and the nutrients and growing areas of microorganisms are reduced due to the effect of volume expansion. When concrete or mortar is hardened, the internal temperature becomes higher than 40℃ due to the heat of hydration, and a strong alkaline environment with a pH of 11-13 is formed by the hydration product of cement (Ca(OH) 2 ), so the optimal growth environment for microorganisms (pH 4-9) It acts as the biggest inhibitory factor in composition. Accordingly, the growth activity of microorganisms in the concrete is inhibited, and after about 30 days, all microorganisms are killed in the concrete.

한편, 미생물 배양액을 포함하는 보수액을 콘크리트 균열부에 주입하는 방법 등도 제안되었다. 특허문헌 1은 콘크리트 구조체 균열 보수를 위한 미생물 보수액 주입 방법에 관한 것으로, 리시니바실러스 스파에리커스(Lysinibacillus sphaericus), 바실러스 리체니포미스(Bacillus licheniformis), 슈도모나스 푸티다(Pseudomonas putida) 및 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 미생물 배양액을 포함하는 보수액을 콘크리트 구조체 균열부에 주입하여 콘크리트 구조체를 보수하는 방법을 개시하고 있다. 그러나, 특허문헌 1의 방법에 의하더라도 콘크리트 내부에서 미생물의 생장 활동이 저해되고 일정 시간 경과후 사멸되는 문제점은 여전히 존재한다.On the other hand, a method of injecting a repair solution containing a microbial culture solution into a concrete crack has also been proposed. Patent Document 1 relates to a method of injecting a microbial repair solution for repairing cracks in concrete structures, Lysinibacillus sphaericus, Bacillus licheniformis, Pseudomonas putida, and Bacillus subtilis (Bacillus subtilis) discloses a method of repairing a concrete structure by injecting a repair solution containing at least one microorganism culture solution selected from the group consisting of a crack in the concrete structure. However, even by the method of Patent Document 1, there is still a problem in that the growth activity of microorganisms in the concrete is inhibited and die after a certain period of time.

대한민국 공개특허 제10-2019-0114167호(2019.10.10.)Korean Patent Application Publication No. 10-2019-0114167 (October 10, 2019)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 모르타르 내 미생물의 사멸을 방지하고 지속적인 미생물의 자가 생장환경을 조성함으로써 황화수소 등의 열화 요인으로부터 콘크리트의 표면 및 내부를 보호하고, 하수 암거 등 구조물의 손상된 부위를 보수하여 침적물을 보다 원활하게 흘러가게 하여 황산염 환원 박테리아나 황 산화 박테리아의 서식을 방지하여 콘크리트 열화 요인에 대한 근본적인 치유가 가능하고, 수중에서도 효과적으로 시공이 이루어질 수 있는 내산 기능을 가진 미생물 흡착재와 고황산염 시멘트를 이용한 콘크리트 구조물 보수보강용 수중 불분리 모르타르 조성물 및 이를 이용한 시공방법을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to protect the surface and interior of concrete from deterioration factors such as hydrogen sulfide by preventing the death of microorganisms in the mortar and creating a self-growing environment for the microorganisms, and repairing damaged parts of structures such as sewage culverts. By making the sediment flow more smoothly, it is possible to fundamentally heal the factors of deterioration of concrete by preventing the inhabitants of sulfate reducing bacteria or sulfur oxidizing bacteria, and using an acid-resistant microbial adsorbent and high sulfate cement that can be effectively constructed in water. It is to provide an underwater non-separated mortar composition for repairing and reinforcing concrete structures using and a construction method using the same.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예는 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물을 제공하며, 상기 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물은 고황산염 시멘트 40.0~51.0 중량%; 산화칼슘 4.0~6.0 중량%, 칼슘알루미네이트 시멘트 0.5~2.0 중량%; 하소 마그네슘 1.0~2.0 중량%; 수산화알루미늄 1.0~2.0 중량%; 수산화리튬 0.5~2.0 중량% 및 규사 38.0~50.0 중량%를 포함하는 기재 조성물; 및 상기 기재 조성물 100 중량부에 대하여 3.0~5.0 중량부의 미생물 흡착 복합재를 포함할 수 있으며, 상기 미생물 흡착 복합재는 흡착재에 흡착된 내산성 미생물을 포함할 수 있다.An embodiment of the present invention for solving the above problem provides a mortar composition for repairing and reinforcing concrete structures, wherein the mortar composition for repairing and reinforcing concrete structures is 40.0 to 51.0% by weight of high sulfate cement; Calcium oxide 4.0 to 6.0 wt%, calcium aluminate cement 0.5 to 2.0 wt%; 1.0-2.0% by weight of calcined magnesium; 1.0 to 2.0% by weight of aluminum hydroxide; A base composition comprising 0.5 to 2.0% by weight of lithium hydroxide and 38.0 to 50.0% by weight of silica sand; And 3.0 to 5.0 parts by weight of a microbial adsorption composite based on 100 parts by weight of the base composition, and the microbial adsorption composite may contain acid-resistant microorganisms adsorbed on the adsorbent.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 실시예는 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물의 시공 방법에 관한 것으로, 상기 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물의 시공 방법은 콘크리트 열화 부위를 절단 및 제거하는 단계; 부식된 철근을 교체하고, 녹을 제거하고, 방청하는 단계; 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물을 콘크리트 보수 대상 표면에 도포하는 단계를 포함할 수 있다.Another embodiment of the present invention for solving the above problem relates to a method of constructing a mortar composition for repairing and reinforcing concrete structures, the method of constructing a mortar composition for repairing and reinforcing concrete structures, comprising: cutting and removing deteriorated concrete parts; Replacing the corroded reinforcing bars, removing rust, and preventing rust; It may include the step of applying the mortar composition for repair and reinforcement of a concrete structure according to any one of claims 1 to 8 to the concrete repair target surface.

본 발명에 따른 콘크리트 구조물 보수보강용 수중 불분리 모르타르 조성물은 일반 시멘트 대신에 고황산염 시멘트를 사용하여 모르타르 시공 이후 미생물의 사멸을 방지하고 더 지속적인 생장 환경을 조성함으로써 미생물이 갖는 내산 작용, 특히 내 황산염 작용을 최대화시켜 황화수소 등의 열화 요인으로부터 콘크리트의 표면 및 내부를 보호하고, 콘크리트 열화 요인에 대한 근본적인 치유를 가능하게 할 수 있다.The underwater non-separated mortar composition for repairing and reinforcing concrete structures according to the present invention uses high sulfate cement instead of general cement to prevent the death of microorganisms after mortar construction and create a more sustainable growth environment, thereby preventing the acid resistance of microorganisms, especially sulfate resistance. By maximizing the action, the surface and interior of concrete can be protected from deterioration factors such as hydrogen sulfide, and fundamental healing of concrete deterioration factors can be enabled.

또한, 본 발명에 따르면, 모르타르 조성물의 배합을 최적화하여 조정함으로써 수중에서나 외부에서 모두 시공이 가능해지므로 황산염 환원 박테리아나 황 산화 박테리아에 의한 콘크리트의 열화 방지는 물론이고, 박테리아 서식처 제거에 의해 황화수소 발생 자체를 감소시킴으로써 콘크리트 열화 요인을 제거할 수 있다.In addition, according to the present invention, by optimizing and adjusting the blending of the mortar composition, it is possible to construct both underwater and outside, thus preventing deterioration of concrete by sulfate reducing bacteria or sulfur oxidizing bacteria, as well as the generation of hydrogen sulfide by removing the bacterial habitat. The cause of concrete deterioration can be eliminated by reducing

또한, 본 발명에 따르면, 1종 포틀랜드 시멘트의 사용을 최소화하여 지구 온난화의 주범인 이산화탄소 발생량을 감소시키고 환경 및 인체에의 위해한 영향을 최소화시켜 친환경성을 높일 수 있다. In addition, according to the present invention, by minimizing the use of the first type of Portland cement, it is possible to reduce the amount of carbon dioxide generated, which is the main cause of global warming, and to minimize harmful effects on the environment and human body, thereby increasing eco-friendliness.

도 1은 결합재의 설계 배합에 따른 모르타르 조성물의 압축 강도 시험결과를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물의 수중 불 분리 시험결과를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예 및 비교예에 따른 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물의 내산 시험결과를 나타낸다.
1 shows the compressive strength test results of the mortar composition according to the design blending of the binder.
2 shows the results of an underwater fire separation test of a mortar composition for repairing and reinforcing concrete structures according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 shows the acid resistance test results of the mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures according to an embodiment and a comparative example of the present invention.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다. 하기의 설명에서는 구체적인 구성요소 등과 같은 많은 특정사항들이 도시되어 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings in order to describe in detail enough to enable a person of ordinary skill in the art to easily implement the technical idea of the present invention. In the following description, there are many specific details such as specific elements, etc., which are provided to help a more general understanding of the present invention, but it is common knowledge in the art that the present invention can be practiced without these specific details. It is self-evident to those who have. Further, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 일 실시예는 고황산염 시멘트 40.0~51.0 중량%; 산화칼슘 4.0~6.0 중량%, 칼슘알루미네이트 시멘트 0.5~2.0 중량%; 하소 마그네슘 1.0~2.0 중량%; 수산화알루미늄 1.0~2.0 중량%; 수산화리튬 0.5~2.0 중량% 및 규사 38.0~50.0 중량%를 포함하는 기재 조성물; 및 상기 기재 조성물 100 중량부에 대하여 3.0~5.0 중량부의 미생물 흡착 복합재를 포함하며, 상기 미생물 흡착 복합재는 흡착재에 흡착된 내산성 미생물을 포함하는 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물을 제공한다.An embodiment of the present invention is a high sulfate cement 40.0-51.0% by weight; Calcium oxide 4.0 to 6.0 wt%, calcium aluminate cement 0.5 to 2.0 wt%; 1.0-2.0% by weight of calcined magnesium; 1.0 to 2.0% by weight of aluminum hydroxide; A base composition comprising 0.5 to 2.0% by weight of lithium hydroxide and 38.0 to 50.0% by weight of silica sand; And 3.0 to 5.0 parts by weight of a microbial adsorption composite based on 100 parts by weight of the base composition, wherein the microbial adsorption composite provides a mortar composition for repairing and reinforcing concrete structures containing acid-resistant microorganisms adsorbed on the adsorbent.

본 발명에 있어서는, 미생물의 내산 기능, 특히 내황산염 기능을 최적화하여 발휘할 수 있도록 미생물 자체가 아닌 미생물을 흡착시킨 흡착 복합재를 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물에 포함시키는 것과 동시에, 고황산염 시멘트를 결합재로 이용함으로써 미생물의 최적 생장 환경을 확보하여 미생물의 사멸을 방지하여, 콘크리트 열화 요인에 대한 근본적인 치유를 가능하게 할 수 있다.In the present invention, in order to optimize and exhibit the acid-resistant function of microorganisms, in particular, the sulfate-resistant function, an adsorption composite that adsorbs microorganisms rather than microorganisms itself is included in the mortar composition for repairing and reinforcing concrete structures, and at the same time, high sulfate cement is used as a binder. By using it, it is possible to prevent the death of microorganisms by securing an optimal growth environment for microorganisms, thereby enabling fundamental healing of concrete deterioration factors.

고황산염 시멘트는 삼칼슘 알루미네이트(C3A)의 양이 5% 미만으로 제한되고, 2C3A+C4AF의 양이 25% 미만을 제한되는 수경성 시멘트로서, 저발열성 및 우수한 화학저항성을 나타낼 수 있다. 특히, 고황산염 시멘트는 내황산염 특성을 갖고, 수화열이 낮으며, 일반 포틀랜드 시멘트보다 적은 에너지를 소비하게 되며, 슬래그 함량이 풍부하므로 황산염 및 염화물에 대한 저항성이 향상된다. 이는, 슬래그 함량의 증가로 삼칼슘 알루미네이트(C3A)의 감소에 기인한다. 또한, 모르타르에 슬래그를 첨가하면, 슬래그와의 반응에 의해 형성된 Ca(OH)2가 감소하여 CSH(tobermorite)가 추가적으로 형성되며, 이는 압축 강도를 향상시킬 수 있으며, 이 수화물이 열린 공극을 채우게 되고 보다 충실한 모체를 형성하게 되어 황산염 및 염화물에 대한 저항성을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 강알칼리성인 1종 시멘트가 매우 소량 첨가되는 고황산염 시멘트는 후기 단계에서는 pH 7-8의 중성을 나타낼 수 있어, 내산 기능을 갖는 미생물의 최적 생장 환경(pH 4-9)을 조성할 수 있고 미생물의 사멸을 방지할 수 있어, 미생물에 의한 내황산염 기능을 충분히 확보할 수 있다.High sulfate cement is a hydraulic cement is that the amount of tri calcium aluminate (C3A) is limited to less than 5%, limiting the 2C3A + C is less than 25% of the amount of 4 AF, can exhibit a low heat resistance and excellent chemical resistance . In particular, high sulfate cement has sulfuric acid resistance properties, has low heat of hydration, consumes less energy than general Portland cement, and has a rich slag content, thus improving resistance to sulfate and chloride. This is due to a decrease in tricalcium aluminate (C3A) due to an increase in the slag content. In addition, when slag is added to the mortar, Ca(OH) 2 formed by the reaction with the slag is reduced to additionally form CSH (tobermorite), which can improve the compressive strength, and this hydrate fills the open pores. The formation of a more fierce matrix can further improve resistance to sulfates and chlorides. In addition, high-sulfate cement, in which a very small amount of strongly alkaline type 1 cement is added, can exhibit a neutral pH of 7-8 in the later stage, thereby creating an optimal growth environment (pH 4-9) for microorganisms with acid resistance. It is possible to prevent the death of microorganisms, it is possible to sufficiently secure the sulfate resistance function by the microorganisms.

본 실시예에 있어서, 고황산염 시멘트는 고로슬래그, 무수 석고 또는 반수 석고 및 1종 시멘트를 포함할 수 있다.In this embodiment, the high sulfate cement may include blast furnace slag, anhydrous gypsum or hemihydrate gypsum, and type 1 cement.

고로슬래그는 제철 산업에서 발생되는 철 이외의 불순물로 이루어진 산업 부산물로서, 알루미노실리케이트 성분을 풍부하게 함유하고 있어 잠재 수경성 재료로 이용될 수 있어, 고황산염 시멘트의 주 결합재로서 기능할 수 있다.Blast furnace slag is an industrial by-product composed of impurities other than iron generated in the iron making industry, and it contains an aluminosilicate component abundantly, so it can be used as a latent hydraulic material, and can function as a main binder of high sulfate cement.

일 실시예에서, 고로슬래그로서, 비표면적이 5,000~7,000 ㎠/g인 고로슬래그 미분말을 이용할 수 있다.In one embodiment, as the blast furnace slag, a fine blast furnace slag powder having a specific surface area of 5,000 to 7,000 cm2/g may be used.

본 실시예에 따른 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물에 포함되는 고로슬래그의 함량은 기재 조성물 총 중량을 기준으로 30.0~34.0 중량%일 수 있다. 고로슬래그의 함량이 30.0 중량% 미만인 경우에는 강도가 저하되어 경화 후 구조체의 안정성이 약해질 수 있으며, 34.0 중량%를 초과하는 경우에는 응결이 늦어지면서 작업성은 좋아지나 초기 강도가 저하될 수 있다.The content of the blast furnace slag included in the mortar composition for repairing and reinforcing concrete structures according to the present embodiment may be 30.0 to 34.0% by weight based on the total weight of the base composition. If the content of blast furnace slag is less than 30.0% by weight, the strength decreases and the stability of the structure after curing may be weakened, and if it exceeds 34.0% by weight, condensation is delayed and workability is improved, but initial strength may decrease.

무수 석고 또는 반수 석고는 고로슬래그의 잠재 수경성을 촉진시키기 위한 활성제 역할을 할 수 있다.Anhydrous gypsum or hemihydrate gypsum can act as an activator to promote the latent hydraulicity of blast furnace slag.

본 실시예에 따른 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물에 포함되는 무수 석고 또는 반수 석고의 함량은 기재 조성물 총 중량을 기준으로 2.0~4.0 중량%일 수 있다. 무수 석고 또는 반수 석고의 함량이 2.0 중량% 미만인 경우에는 고로슬래그 활성도가 저하되어 강도가 낮아지고 양생이 늦어질 수 있으며, 4.0 중량%를 초과하는 경우에는 작업성이 저하될 수 있다.The content of anhydrous gypsum or hemihydrate gypsum contained in the mortar composition for repairing and reinforcing concrete structures according to the present embodiment may be 2.0 to 4.0% by weight based on the total weight of the base composition. When the content of anhydrous gypsum or hemihydrate gypsum is less than 2.0% by weight, the blast furnace slag activity decreases, resulting in lower strength and delayed curing, and when it exceeds 4.0% by weight, workability may be deteriorated.

1종 시멘트는 고로슬래그의 반응을 위한 활성제 역할을 할 수 있다.Class 1 cement can act as an activator for the reaction of blast furnace slag.

본 실시예에 따른 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물에 포함되는 1종 시멘트의 함량은 기재 조성물 총 중량을 기준으로 4.0~7.0 중량%일 수 있다. 1종 시멘트의 함량이 4.0 중량% 미만인 경우에는 양생이 느려지고 강도 발현이 저하될 수 있으며, 7.0 중량%를 초과하는 경우에는 양생 및 강도 발현은 좋아지나 양생시에 균열 발생의 위험이 있다.The content of the type 1 cement contained in the mortar composition for repairing and reinforcing concrete structures according to the present embodiment may be 4.0 to 7.0% by weight based on the total weight of the base composition. When the content of type 1 cement is less than 4.0% by weight, curing may be slowed down and strength development may be reduced. When it exceeds 7.0% by weight, curing and strength development are improved, but there is a risk of cracking during curing.

산화칼슘은 고로슬래그의 반응을 위한 활성제 역할을 할 수 있다.Calcium oxide can act as an activator for the reaction of blast furnace slag.

본 실시예에 따른 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물에 포함되는 산화칼슘의 함량은 기재 조성물 총 중량을 기준으로 4.0~6.0 중량%일 수 있다. 산화칼슘의 함량이 4.0 중량% 미만인 경우에는 경화가 느려질 수 있으며, 6 중량%를 초과하는 경우에는 작업성이 저하될 수 있다.The content of calcium oxide contained in the mortar composition for repairing and reinforcing concrete structures according to the present embodiment may be 4.0 to 6.0% by weight based on the total weight of the base composition. When the content of calcium oxide is less than 4.0% by weight, curing may be slow, and when it exceeds 6% by weight, workability may be deteriorated.

칼슘알루미네이트 시멘트는 고로슬래그의 화학 조성 중 Al2O3의 불균일한 함량을 완충시키기 위한 Al2O3 공급원으로 작용할 수 있다.Calcium aluminate cement can act as a source of Al 2 O 3 to buffer the non-uniform content of Al 2 O 3 in the chemical composition of the blast furnace slag.

본 실시예에 따른 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물에 포함되는 칼슘알루미네이트 시멘트의 함량은 기재 조성물 총 중량을 기준으로 2.0~4.0 중량%일 수 있다. 칼슘알루미네이트 시멘트의 함량이 2.0 중량% 미만인 경우에는 완충 역할이 불충분하여 물성이 불안전해질 수 있으며, 4.0 중량%를 초과하는 경우에는 응결 시간이 빨라져 작업성이 저하될 수 있다.The content of calcium aluminate cement included in the mortar composition for repairing and reinforcing concrete structures according to the present embodiment may be 2.0 to 4.0% by weight based on the total weight of the base composition. When the content of calcium aluminate cement is less than 2.0% by weight, the buffering role may be insufficient and physical properties may become unstable, and when it exceeds 4.0% by weight, the setting time may be accelerated and workability may be deteriorated.

하소 마그네슘은 고황산염 시멘트의 수축을 보상하기 위하여 사용될 수 있다.Calcined magnesium can be used to compensate for the shrinkage of high sulfate cements.

본 실시예에 따른 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물에 포함되는 하소 마그네슘의 함량은 기재 조성물 총 중량을 기준으로 1.0~2.0 중량%일 수 있다. 하소 마그네슘의 함량이 1.0 중량% 미만인 경우에는 고황산염 시멘트의 수축으로 인하여 균열이 발생할 수 있으며, 2.0 중량%를 초과하는 경우에는 고황산염 시멘트의 과팽창으로 인하여 강도가 저하될 수 있다.The content of calcined magnesium contained in the mortar composition for repairing and reinforcing concrete structures according to the present embodiment may be 1.0 to 2.0% by weight based on the total weight of the base composition. When the calcined magnesium content is less than 1.0% by weight, cracks may occur due to shrinkage of the high sulfate cement, and when it exceeds 2.0% by weight, the strength may decrease due to overexpansion of the high sulfate cement.

수산화알루미늄은 몰 질량 78 g/mol의 백색 비정질 분말로, 시멘트의 Ca(OH)2 및 석고와 반응하여 팽창 구조의 에트링자이트를 형성함으로써 고황산염 시멘트의 수축을 보상하는 역할을 할 수 있다.Aluminum hydroxide is a white amorphous powder with a molar mass of 78 g/mol, and reacts with Ca(OH) 2 of cement and gypsum to form ethringite of an expanded structure, thereby compensating for the shrinkage of high sulfate cement. .

본 실시예에 따른 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물에 포함되는 수산화알루미늄의 함량은 기재 조성물 총 중량을 기준으로 1.0~2.0 중량%일 수 있다. 수산화알루미늄의 함량이 1.0 중량% 미만인 경우에는 고황산염 시멘트의 수축 발생 가능성이 높아지며, 2.0 중량%를 초과하는 경우에는 고황산염 시멘트의 과팽창으로 인하여 강도가 저하될 수 있다.The content of aluminum hydroxide included in the mortar composition for repairing and reinforcing concrete structures according to the present embodiment may be 1.0 to 2.0% by weight based on the total weight of the base composition. When the content of aluminum hydroxide is less than 1.0% by weight, the possibility of shrinkage of the high sulfate cement increases, and when it exceeds 2.0% by weight, the strength may decrease due to over-expansion of the high sulfate cement.

수산화리튬은 백색 분말로, 고로슬래그의 반응을 위한 활성화제로 사용될 수 있다.Lithium hydroxide is a white powder and can be used as an activator for the reaction of blast furnace slag.

본 실시예에 따른 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물에 포함되는 수산화리튬의 함량은 기재 조성물 총 중량을 기준으로 0.5~2.0 중량%일 수 있다. 수산화리튬의 함량이 0.5 중량% 미만인 경우에는 경화 속도가 느리고 강도 발현이 지연될 수 있으며, 2.0 중량%를 초과하는 경우에는 경화 속도가 빨라지고 강도는 증가할 수 있으나 모르타르의 가격이 크게 상승하여 비효율적이다.The amount of lithium hydroxide contained in the mortar composition for repairing and reinforcing concrete structures according to the present embodiment may be 0.5 to 2.0% by weight based on the total weight of the base composition. If the content of lithium hydroxide is less than 0.5% by weight, the curing speed is slow and the strength development may be delayed, and if it exceeds 2.0% by weight, the curing speed may increase and the strength may increase, but the mortar price is greatly increased, which is inefficient. .

규사는 모르타르 조성물의 뼈대를 이루는 골재로서, 0 초과 2.5 mm 이하의 입자 직경을 가질 수 있다.The silica sand is an aggregate that forms the backbone of the mortar composition, and may have a particle diameter of more than 0 and not more than 2.5 mm.

본 실시예에 따른 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물에 포함되는 규사의 함량은 기재 조성물 총 중량을 기준으로 38.0~50.0 중량%일 수 있다. 규사의 함량이 38.0 중량% 미만인 경우에는 모르타르의 점착력 증가로 작업성이 저하될 수 있으며, 50.0 중량%를 초과하는 경우에는 작업성은 높아질 수 있으나, 콘크리트 보수 표면이 거칠게 형성되는 문제가 있다.The content of silica sand contained in the mortar composition for repairing and reinforcing concrete structures according to the present embodiment may be 38.0 to 50.0% by weight based on the total weight of the base composition. When the silica sand content is less than 38.0% by weight, workability may be deteriorated due to an increase in the adhesive strength of the mortar, and when it exceeds 50.0% by weight, workability may be increased, but there is a problem that the concrete repair surface is roughly formed.

본 실시예에 따른 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물은 물성 및 작업성 향상을 위하여 추가적인 성분을 더 포함할 수 있다. The mortar composition for repairing and reinforcing concrete structures according to the present embodiment may further include additional components to improve physical properties and workability.

일 실시예에서, 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물은 증점제, 유동화제, 재분산성 수지, 보강 섬유 및 그 조합을 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the mortar composition for repairing and reinforcing concrete structures may further include a thickener, a fluidizing agent, a redispersible resin, reinforcing fibers, and combinations thereof.

황산염 환원 박테리아 또는 황 산화 박테리아 등에 의한 콘크리트 부식 문제는 특히 하수 암거, 하수관, 폐수 처리 시설 등에서 심각하게 발생할 수 있으며, 이러한 구조물은 물과 접촉하는 환경에 배치되므로 이러한 환경에서 보수보강에 이용되는 모르타르 조성물은 수중에서 타설 가능해야 하고, 물에 분말 입자들이 씻겨 내려가는 것을 방지할 필요가 있다.Concrete corrosion problems caused by sulfate reducing bacteria or sulfur oxidizing bacteria can be particularly serious in sewage culverts, sewage pipes, and wastewater treatment facilities, and since these structures are placed in an environment in contact with water, a mortar composition used for repair and reinforcement in such environments It must be able to be poured in water, and it is necessary to prevent the powder particles from washing away in the water.

이를 위하여, 본 실시예에서는 증점제(thickner)를 이용할 수 있다. 증점제는 물과 접촉하는 환경에 있는 경우 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물의 수중 타설을 가능하게 하고, 물과 접촉하더라도 구성성분들이 씻겨 내려가는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 피착체가 천장이나 벽체인 경우에는 증점제를 사용하지 않을 수 있으며, 바닥에 시공되는 경우에는 증점제를 사용할 필요가 있다.To this end, a thickener may be used in this embodiment. When the thickener is in an environment in contact with water, it enables the pouring of the mortar composition for repairing and reinforcing concrete structures in water, and prevents the components from being washed away even when contacted with water. For example, if the adherend is a ceiling or wall, a thickener may not be used, and if it is installed on a floor, it is necessary to use a thickener.

일 실시예에서, 증점제는 1% 용액 점도가 7,500~10,000 cP인 폴리에틸렌글리콜을 포함할 수 있다.In one embodiment, the thickener may include polyethylene glycol having a 1% solution viscosity of 7,500 to 10,000 cP.

본 실시예에 따른 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물에 포함되는 증점제의 함량은 기재 조성물 총 중량을 기준으로 0.1~1.0 중량%일 수 있다. 증점제의 함량이 0.1 중량% 미만인 경우에는 수중에서의 타설이 불가능해질 수 있으며, 1.0 중량%를 초과하는 경우에는 작업성이 지나치게 저하될 수 있다.The content of the thickener contained in the mortar composition for repairing and reinforcing concrete structures according to the present embodiment may be 0.1 to 1.0% by weight based on the total weight of the base composition. When the content of the thickener is less than 0.1% by weight, pouring in water may become impossible, and when it exceeds 1.0% by weight, workability may be excessively deteriorated.

수중 타설이 요구되는 환경에 있는 콘크리트 구조물에 이용되기 위하여 증점제를 사용할 수 있으나, 증점제를 사용할 경우 작업성이 저하된다는 문제점이 있다. 본 실시예에 있어서는 증점제 사용에 따른 저하된 작업성을 보완하기 위하여 증점제와 함께 유동화제를 사용할 수 있다.Although a thickener can be used for use in concrete structures in an environment requiring underwater pouring, there is a problem in that workability is deteriorated when the thickener is used. In this embodiment, a fluidizing agent may be used together with a thickener to compensate for the deteriorated workability due to the use of the thickener.

일 실시예에서, 유동화제는 설포네이티드 멜라민 포름알데히드(sulfonated melamine formaldehyde)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the fluidizing agent may include sulfonated melamine formaldehyde.

본 실시예에 따른 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물에 포함되는 유동화제의 함량은 기재 조성물 총 중량을 기준으로 0.1~0.8 중량%일 수 있다. 유동화제의 함량이 0.1 중량% 미만인 경우에는 증점제 사용에 따른 저하된 작업성을 보완하기 어렵고, 0.8 중량%를 초과하는 경우에는 모르타르의 유동성이 크게 높아져 모르타르가 흘러내리게 된다.The content of the fluidizing agent included in the mortar composition for repairing and reinforcing concrete structures according to the present embodiment may be 0.1 to 0.8% by weight based on the total weight of the base composition. When the content of the fluidizing agent is less than 0.1% by weight, it is difficult to compensate for the deteriorated workability due to the use of the thickener, and when it exceeds 0.8% by weight, the fluidity of the mortar is greatly increased and the mortar flows down.

재분산성 수지는 모르타르의 레올로지를 향상시키고, 피착체와의 부착력을 증강시키는 역할을 할 수 있다.The redispersible resin may serve to improve the rheology of the mortar and enhance adhesion to the adherend.

일 실시예에서, 재분산성 수지는 비닐아세테이트와 에틸렌을 기반으로 조성된 수용성 재분산 폴리머를 포함할 수 있다.In one embodiment, the redispersible resin may include a water-soluble redispersion polymer based on vinyl acetate and ethylene.

본 실시예에 따른 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물에 포함되는 재분산성 수지의 함량은 기재 조성물 총 중량을 기준으로 1.0~3.0 중량%일 수 있다. 재분산성 수지의 함량이 1.0 중량% 미만인 경우에는 모르타르의 레올로지 개선 효과가 미미하고, 부착력이 저하될 수 있으며, 3.0 중량%를 초과하는 경우에는 지나친 점도 상승으로 작업성이 저하되며, 제품 가격이 상승되어 비효율적이다.The content of the redispersible resin included in the mortar composition for repairing and reinforcing concrete structures according to the present embodiment may be 1.0 to 3.0% by weight based on the total weight of the base composition. If the content of the redispersible resin is less than 1.0% by weight, the effect of improving the rheology of the mortar is insignificant, and the adhesion may be reduced. If it exceeds 3.0% by weight, the workability decreases due to excessive viscosity increase, and the product price decreases. It is elevated and inefficient.

보강 섬유는 모르타르의 균열 방지 및 입자 분리를 방지하는 역할을 할 수 있다.The reinforcing fibers may serve to prevent cracking and particle separation of the mortar.

일 실시예에서, 보강 섬유는 폴리프로필렌 섬유를 포함할 수 있다.In one embodiment, the reinforcing fibers may include polypropylene fibers.

본 실시예에 따른 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물에 포함되는 보강 섬유의 함량은 기재 조성물 총 중량을 기준으로 0.1~0.3 중량%일 수 있다. 보강 섬유의 함량이 0.1 중량% 미만인 경우에는 모르타르의 균열 방지 효과가 미미하며, 0.3 중량%를 초과하는 경우에는 균열 발생은 감소하나 공장에서 모르타르 생산 시 기계에 간섭을 주어 생산이 어렵게 된다.The content of the reinforcing fibers included in the mortar composition for repairing and reinforcing concrete structures according to the present embodiment may be 0.1 to 0.3% by weight based on the total weight of the base composition. When the content of the reinforcing fiber is less than 0.1% by weight, the effect of preventing the cracking of the mortar is insignificant, and when it exceeds 0.3% by weight, the occurrence of cracking decreases, but the production becomes difficult due to interference with the machine when the mortar is produced in the factory.

본 실시예에 따른 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물은 상기와 같이 재 조성물과, 미생물 흡착 복합재를 포함하는 것을 특징으로 한다.The mortar composition for repairing and reinforcing concrete structures according to the present embodiment is characterized in that it comprises a material composition and a microbial adsorption composite as described above.

미생물 흡착 복합재는 흡착재에 흡착된 내산성 미생물을 포함할 수 있다. 이와 같이, 내산성 미생물 자체가 아닌 흡착재에 내산성 미생물이 흡착된 미생물 흡착 복합재를 모르타르 조성물 배합 시공 시 혼합하여 포함시킴으로써 모르타르 조성물이 경화한 이후에도 미생물의 사멸을 방지하고 지속적인 생장 환경을 조성할 수 있다. 내산성 미생물을 이용한 모르타르 제조 시 미생물을 그대로 단순 투입하게 되면, 모르타르가 경화한 후 수분이 없기 때문에 미생물의 생장이 둔화되거나 사멸하게 된다. 본 실시예에서는 이러한 문제점을 방지하고, 경화된 모르타르 내부에서도 미생물이 효화적으로 생장할 수 있는 환경을 조성하기 위하여 무수한 기공에 의한 다공질 구조를 가져 뛰어난 수분 흡수력과 보습력을 지닌 재료를 이용하여 모르타르에의 투입 전에 미생물을 흡착시켜 형성된 미생물 흡착 복합재를 이용한다.The microbial adsorption composite may contain acid-resistant microbes adsorbed on the adsorbent. In this way, by mixing and including the microbial adsorption composite with acid-resistant microbes adsorbed on the adsorbent, not the acid-resistant microbes themselves, when mixing and constructing the mortar composition, it is possible to prevent the death of microorganisms even after the mortar composition is cured and create a sustainable growth environment. If the microorganisms are simply added as they are during mortar production using acid-resistant microorganisms, the growth of microorganisms is slowed or killed because there is no moisture after the mortar is cured. In this embodiment, in order to prevent such problems and to create an environment in which microorganisms can efficaciously grow even inside the cured mortar, a material having excellent moisture absorption and moisturizing power is used as a material having a porous structure by countless pores. A microbial adsorption composite formed by adsorbing microorganisms prior to the addition of is used.

미생물 흡착 복합재는 흡착재에 흡착된 내산성 미생물을 포함할 수 있다. 내산성 미생물은 내산 기능을 발휘할 수 있는 미생물로 당업계에 다양한 미생물들이 알려져 있으며, 이들 미생물은 공지 균주로 시판되거나 공인기관에서 분양이 가능하다. 본 실시예에 있어서는 미생물이 내산 기능을 발휘하는 한 특별한 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 로도블라스터스 아시도필러스(Rhodoblastus acidophilus)를 이용할 수 있다.The microbial adsorption composite may contain acid-resistant microbes adsorbed on the adsorbent. Acid-resistant microorganisms are microorganisms capable of exerting an acid-resistant function, and various microorganisms are known in the art, and these microorganisms are commercially available as known strains or can be sold at an authorized institution. In this embodiment, as long as the microorganism exhibits acid-resistant function, it can be used without particular limitation, and preferably, Rhodoblastus acidophilus may be used.

로도블라스터스 아시도필러스(Rhodoblastus acidophilus)는 그램 음성 홍색 비유황 박테리아(gram-negative purple non-sulfur bacteria)로서, 이전에는 로도슈도모나스 아니도필리아(Rhodopseudomonas acidophila)로도 알려진 공지의 미생물이다. 이러한 미생물은 국가지정 연구소재 미생물 거점 센터에 보유되어 있으며,공지 균주로 시판되거나 공인기관에서 분양이 가능하며, 예를 들어, 대한민국 등록특허 제10-1859211호에 개시된 바와 같이 수탁번호 KEMB(Korea Environmetal Microorganisms Bank) 9000-009로 이용될 수 있다. 이 미생물의 세포는 막대형 또는 난형이며, 폭이 1.0 내지 1.3 ㎛이고 길이가 2 내지 5 ㎛이다. 극모를 통하여 운동성을 가지며, 출아에 의해 번식하며, 모든 균주는 광 혐기성 조건 또는 암 호기성 조건에서 성장할 수 있다. 로도블라스터스 아시도필러스(Rhodoblastus acidophilus)는 우수한 내산 특성, 특히 내황산염 특성을 나타낼 수 있는 것으로 알려져 있다. Rhodoblastus acidophilus is a gram-negative purple non-sulfur bacteria, formerly known as Rhodopseudomonas acidophila , a known microorganism. These microorganisms are held in the National Research Institute's Microbial Base Center, and are marketed as known strains or can be sold at an authorized institution. For example, as disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1859211, accession number KEMB (Korea Environmetal Microorganisms Bank) 9000-009. The cells of this microorganism are rod-shaped or ovate, with a width of 1.0 to 1.3 µm and a length of 2 to 5 µm. It has motility through cirri, and propagates by germination, and all strains can grow under photo-anaerobic conditions or dark aerobic conditions. Rhodoblastus acidophilus is known to exhibit excellent acid resistance, particularly sulfate resistance.

미생물 흡착에 이용되는 흡착재는 재료 표면에 존재하는 교환성 양이온(Mg2+, Ca2+ 등)에 의해 유기물을 흡착하는 성질이 있어, 미생물 및 미생물 생장에 필요한 유기성 영양분(배지 성분)을 흡수할 수 있다. The adsorbent used for microbial adsorption has the property of adsorbing organic matter by exchangeable cations (Mg 2+ , Ca 2+, etc.) present on the surface of the material, so it can absorb organic nutrients (media components) necessary for the growth of microorganisms and microorganisms. I can.

일 실시예에서, 흡착재는 팽창질석, 규조토 및 고흡수성 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종일 수 있다.In one embodiment, the adsorbent may be one selected from the group consisting of expanded vermiculite, diatomaceous earth, and super absorbent polymer.

내산성 미생물을 흡착재에 흡착시키는 방법은 당업계에 공지된 방법 중 현장 상황, 제조 조건 등을 고려하여 적절한 방법을 선택하여 이용할 수 있다.The method of adsorbing acid-resistant microorganisms on the adsorbent may be used by selecting an appropriate method in consideration of the field situation and manufacturing conditions among methods known in the art.

예를 들어 미생물 배양액 100 중량부에 흡착재 1~30 중량부를 침지시킨 후 습도 40~80% 및 온도 5~40℃ 조건에서 1~10일 동안 보관하거나, 흡착재를 미생물 배양액 중에 부유시키는 방법을 이용할 수 있다. 구체적으로, 본 실시예에 있어서, 내산성 미생물 흡착은 대한민국 등록특허 제10-1859211호에 개시된 방법을 이용할 수 있다. 대한민국 등록특허 제10-1859211호에 개시된 내용은 전체적으로 참조로 본 명세서에 병합된다.For example, after immersing 1 to 30 parts by weight of the adsorbent in 100 parts by weight of the microbial culture solution, it can be stored for 1 to 10 days at a humidity of 40 to 80% and a temperature of 5 to 40°C, or the adsorbent may be suspended in the microbial culture solution. have. Specifically, in this embodiment, the adsorption of acid-resistant microorganisms may use the method disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1859211. The contents disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1859211 are incorporated herein by reference in their entirety.

본 실시예에 따른 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물에 포함되는 미생물 흡착 복합재의 함량은 기재 조성물 100 중량부에 대하여 3.0~5.0 중량부일 수 있다. 미생물 흡착 복합재의 함량이 3.0 중량부 미만인 경우에는 내산 기능이 불충분하여 화학적 침식에 대한 보수 및 보호 효과를 발휘하기 어렵고, 5.0 중량부를 초과하는 경우에는 흡착재의 함량 증가에 따라 모르타르의 강도 저하가 발생할 수 있다.The content of the microbial adsorption composite included in the mortar composition for repairing and reinforcing concrete structures according to the present embodiment may be 3.0 to 5.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the base composition. If the content of the microbial adsorbing composite is less than 3.0 parts by weight, the acid resistance function is insufficient and it is difficult to exhibit the repair and protection effect against chemical erosion, and if the content of the microbial adsorbent is greater than 5.0 parts by weight, the strength of the mortar may decrease as the content of the adsorbent increases. have.

미생물 흡착 복합재는 수분을 포함하고 있으므로 프리팩트(pre-packed) 모르타르에 같이 포장할 수 없고, 모르타르 구성성분을 혼합하여 슬러리를 형성할 때 투입되어야 한다.Since the microbial adsorption composite contains moisture, it cannot be packaged in a pre-packed mortar, and must be added when forming a slurry by mixing mortar components.

이와 같은 본 실시예에 따른 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물은 내산 기능을 갖는 미생물을 흡착재에 흡착시킨 미생물 흡착 복합재를 모르타르 조성물에 포함시켜 종래 기술에 비하여 다량의 미생물을 용이하고 경제적인 방법으로 높은 효율로 흡착시켜 이용할 수 있으며, 고황산염 시멘트를 결합재로 이용함으로써 내산성 미생물의 최적 생장 환경을 조성하고 미생물의 사멸을 방지하여 콘크리트 열화 요인에 대한 근본적인 치유가 가능하다. 또한, 물과 접촉하는 환경의 구조물에 적용되는 경우에도 모르타르 조성물의 수중 타설이 가능하고, 구성성분들이 물에 씻겨 내려가지 않아 효과적으로 콘크리트 보수보강 및 보호 효과를 발휘할 수 있다.The mortar composition for repairing and reinforcing concrete structures according to the present embodiment contains a microbial adsorbing composite in which microorganisms having an acid-resistant function are adsorbed on the adsorbent in the mortar composition, so that a large amount of microorganisms is easily and economically compared to the prior art. It can be adsorbed and used as a binder, and by using high sulfate cement as a binder, it is possible to create an optimal growth environment for acid-resistant microorganisms and prevent the death of microorganisms, thereby enabling fundamental healing of concrete deterioration factors. In addition, even when it is applied to a structure in an environment in contact with water, it is possible to pour the mortar composition underwater, and the constituents are not washed down by water, so that concrete repair, reinforcement and protection effects can be effectively exhibited.

본 발명의 다른 일 실시예는 콘크리트 열화 부위를 절단 및 제거하는 단계; 부식된 철근을 교체하고, 녹을 제거하고, 방청하는 단계; 전술한 실시예에 따른 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물을 콘크리트 보수 대상 표면에 도포하는 단계를 포함하는 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물의 시공 방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention comprises the steps of cutting and removing deteriorated concrete areas; Replacing the corroded reinforcing bars, removing rust, and preventing rust; It provides a construction method of a concrete structure repair and reinforcement mortar composition comprising the step of applying the concrete structure repair and reinforcement mortar composition according to the above-described embodiment to the concrete repair target surface.

먼저, 보수가 필요한 콘크리트 열화 부위를 측정 파악한 후, 콘크리트 열화 부위를 절단 및 제거할 수 있다.First, after measuring and grasping the concrete deterioration area that needs repair, the concrete deterioration area can be cut and removed.

보수 대상 부위의 측정 파악은, 예를 들면 비파괴 전기화학적 방법을 이용하여 철근 부식 정도를 측정하고, 페놀프탈레인을 이용하여 콘크리트의 중성화 정도를 측정함으로써 이루어질 수 있다.The measurement and grasp of the area to be repaired may be accomplished by measuring the degree of corrosion of the reinforcing bar using, for example, a non-destructive electrochemical method, and measuring the degree of neutralization of the concrete using phenolphthalein.

콘크리트의 열화 부위의 제거는 치핑 또는 연삭에 의해 이루어질 수 있으며, 보수 대상 부위의 측정 결과에 기초하여 치핑할 부위 및 연삭할 부위를 결정할 수 있다.The removal of the deteriorated part of the concrete may be accomplished by chipping or grinding, and the part to be chipped and the part to be ground may be determined based on the measurement result of the part to be repaired.

콘크리트 치핑 방법은, 전기 해머, 공기타격식 해머 등의 장비를 이용하여 열화 부위를 완전히 제거함으로써 이루어질 수 있다.The concrete chipping method may be achieved by completely removing the deteriorated portion using equipment such as an electric hammer or an air hammer.

연삭은 통상적인 연삭기를 이용하여 이루어질 수 있다.Grinding can be done using a conventional grinding machine.

이어서, 부식된 철근을 교체하고, 녹을 제거하고, 방청 처리할 수 있다.Subsequently, the corroded reinforcing bars can be replaced, rust removed, and rust prevented.

구체적으로, 철근의 부식 정도에 따라 부식이 심할 경우에는 절단하여 새로운 철근을 용접 연결할 수 있다. 녹 제거는 노출된 철근에 대하여 금속 브러쉬나 연마기 등을 이용하여 물리적으로 이루어질 수 있으며, 필요에 따라 녹환원제를 이용하여 이루어질 수도 있다.Specifically, if the corrosion is severe depending on the degree of corrosion of the reinforcing bar, the new reinforcing bar may be welded by cutting. Rust removal may be performed physically with respect to the exposed reinforcement using a metal brush or a grinder, and may be performed using a rust reducing agent if necessary.

녹환원제는 산화철을 환원시켜 철근 주변에 겔 형태를 막을 형성함으로써 녹 진행이 매우 느려지는 안정된 구조를 갖게 할 수 있다.The rust reducing agent can reduce the iron oxide to form a gel-like film around the reinforcing bar, thereby having a stable structure in which rust progress is very slow.

녹환원제의 예는 탄닌산(tannic acid), 오르토인산(orthophosphoric acid) 등을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다.Examples of the rust reducing agent include, but are not limited to, tannic acid, orthophosphoric acid.

이어서, 녹의 재발생을 방지하기 위하여 철근에 방청 코팅제를 도포하여 방청할 수 있다.Subsequently, in order to prevent the re-occurrence of rust, rust prevention may be performed by applying a rust prevention coating agent to the reinforcing bar.

방청 단계 후에, 이물질 제거를 위하여 고압살수세척할 수 있다. 고압살수세척은 예를 들어, 4 bar 이상의 압력의 고압 세척기를 이용하여 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.After the anti-rust step, it can be washed under high pressure to remove foreign matter. High-pressure sprinkling cleaning may be performed using, for example, a high-pressure washer having a pressure of 4 bar or more, but is not limited thereto.

이와 같이 물을 이용하는 보수면 청소에 의해 치핑 또는 연삭된 보수면의 이물질을 제거하는 것과 동시에 콘크리트에 수분을 공급할 수 있다. 이 때, 수분은 콘크리트의 수분이 포화 상태가 되도록 공급할 수 있다.Moisture can be supplied to concrete at the same time as removing foreign substances from the chipped or ground repair surface by cleaning the repair surface using water in this way. At this time, the moisture can be supplied so that the moisture of the concrete becomes saturated.

이어서, 콘크리트 보수 대상 표면에 접착 증강제를 도포할 수 있다.Subsequently, an adhesion enhancer may be applied to the surface to be repaired in concrete.

접착 증강제는 카복실레이트 스타이렌 부타디엔 공중합 라텍스를 포함할 수 있다.The adhesion enhancer may include a carboxylate styrene butadiene copolymer latex.

이어서, 전술한 실시예에 따른 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물을 콘크리트 보수 대상 표면에 도포할 수 있다.Subsequently, the mortar composition for repairing and reinforcing concrete structures according to the above-described embodiment may be applied to the surface to be repaired concrete.

본 실시예에 따른 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물의 시공 방법은 모르타르 시공 이후 미생물의 사멸을 방지하고 더 지속적인 생장 환경을 조성함으로써 미생물이 갖는 내산 작용, 특히 내 황산염 작용을 최대화시켜 황화수소 등의 열화 요인으로부터 콘크리트의 표면 및 내부를 보호하고, 콘크리트 열화 요인에 대한 근본적인 치유를 가능하게 할 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 시공 방법은 모르타르 조성물의 배합을 최적화하여 조정함으로써 수중에서나 외부에서 모두 시공이 가능해지므로 황산염 환원 박테리아나 황 산화 박테리아에 의한 콘크리트의 열화 방지는 물론이고, 박테리아 서식처 제거에 의해 황화수소 발생 자체를 감소시킴으로써 콘크리트 열화 요인을 제거할 수 있다.The construction method of the mortar composition for repair and reinforcement of a concrete structure according to the present embodiment prevents the death of microorganisms after mortar construction and creates a more sustainable growth environment, thereby maximizing the acid resistance of microorganisms, especially the sulfate resistance, and deterioration factors such as hydrogen sulfide. It protects the surface and interior of concrete from heat and can enable fundamental healing of concrete deterioration factors. In addition, since the construction method according to the present embodiment can be constructed both underwater and outside by optimizing and adjusting the formulation of the mortar composition, it is possible to prevent deterioration of concrete by sulfate reducing bacteria or sulfur oxidizing bacteria, as well as by removing bacterial habitats. By reducing the generation of hydrogen sulfide itself, the cause of concrete deterioration can be eliminated.

이하, 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by examples. However, the following examples are only illustrative of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.

[실시예][Example]

1. 결합재 설계 배합에 다른 압축 강도 시험1. Compressive strength test for different combinations of binder design

본 실시예에 이용된 고황산염 시멘트의 주요 원료의 화학 조성은 하기 표 1에 나타내어진 바와 같다.The chemical composition of the main raw materials for the high sulfate cement used in this example is as shown in Table 1 below.

SiO2SiO2 Al2O3Al2O3 K2OK2O Na2ONa2O Fe2O3Fe2O3 CaOCaO MgOMgO SO3SO3 기타Other 고로슬래그Blast Furnace Slag 36.3436.34 15.2115.21 0.470.47 0.100.10 0.770.77 44.7644.76 1.821.82 0.470.47 0.060.06 반수석고Semi-hydrite 0.940.94 39.7039.70 0.580.58 51.6951.69 7.097.09 무수석고Anhydrite 1.111.11 0.560.56 0.020.02 0.010.01 0.010.01 38.4138.41 0.310.31 56.7956.79 1.651.65 1종 시멘트Class 1 cement 21.521.5 5.25.2 0.470.47 0.260.26 2.92.9 64.064.0 1.61.6 2.02.0 2.072.07 산화칼슘Calcium oxide 87.6887.68 0.350.35 0.830.83 11.1411.14

고로슬래그는 KS F 2563-1997에 분류된 미분말 2종 슬래그를 사용하였다. 고로슬래그 미분말은 비표면적이 5,000~7,000 ㎠/g이고, 활성도 지수(SAI) 28일 110% 정도를 갖는다.As the blast furnace slag, two kinds of fine powder slag classified in KS F 2563-1997 were used. The blast furnace slag powder has a specific surface area of 5,000 to 7,000 ㎠/g and an activity index (SAI) of about 110% for 28 days.

결합재의 설계 배합에 따른 모르타르 조성물의 강도 등 물리적 특성을 살펴보기 위하여 상기 표 1에 나타내어진 재료를 이용하여 하기 표 2에 나타내어진 배합비율에 따라 모르타르 조성물을 제조하였다. 표 2에 나타내어진 배합비율은 중량%로 표시된다.In order to examine the physical properties such as strength of the mortar composition according to the design blending of the binder, a mortar composition was prepared according to the blending ratio shown in Table 2 by using the materials shown in Table 1 above. The blending ratios shown in Table 2 are expressed in weight percent.

시료명Sample name 고슬래그High slag 반수석고Semi-hydrite 무수석고Anhydrite 1종 시멘트Class 1 cement 산화칼슘Calcium oxide 규사Silica sand #1#One 33.733.7 2.32.3 -- 99 -- 5555 #2#2 29.329.3 6.76.7 -- 4.54.5 4.54.5 5555 #3#3 33.733.7 -- 2.32.3 4.54.5 4.54.5 5555 #4#4 29.329.3 -- 6.76.7 -- 99 5555 PlainPlain -- -- -- 4545 -- 5555

상기 표 2에 나타내어진 배합비율을 이용하여 물/모르타르 비를 0.35로 하여 모르타르를 만들고 4×4×16 cm 몰드에 붓고, 20℃ 대기 중에서 24시간 동안 건조시킨 후, 탈형하여 25℃ 수중에서 7일간 양생시켰다. 양생된 모르타르를 다시 포화된 황산칼슘용액(용해도:2.3~3.5%)에 침적시키고, 28일, 90일 및 180일 압축 강도(KS F 4042)를 측정하였다. 각 시료 중 일부는 황산칼슘용액에 침적시키고, 나머지 일부는 대기에서 양생시켰다.Using the mixing ratio shown in Table 2, a mortar was made with a water/mortar ratio of 0.35, poured into a 4×4×16 cm mold, dried for 24 hours at 20°C, and demolded to 7 in water at 25°C. Cured for days. The cured mortar was again immersed in a saturated calcium sulfate solution (solubility: 2.3-3.5%), and the compressive strengths (KS F 4042) on 28, 90 and 180 days were measured. Some of each sample was immersed in calcium sulfate solution, and the rest was cured in the atmosphere.

압축 강도 측정 결과를 도 1에 나타낸다.Fig. 1 shows the compressive strength measurement results.

도 1을 참조하면, 대부분의 시료에서 압축 강도의 값이 Plain과 비교할 때, 초기 28일 강도에서는 낮게 발현되었지만, 후기로 갈수록 Plain 보다 강도 발현이 높게 나타났다. 특히 #3 시료를 3.5% 황산칼슘용액에 침적시킨 시료에서 가장 큰 강도가 발현되었다.Referring to FIG. 1, in most of the samples, when compared to Plain, the compressive strength was lowered in the initial 28-day strength, but the later was higher than Plain. In particular, the greatest strength was exhibited in the sample #3 immersed in a 3.5% calcium sulfate solution.

일반적으로, 화학적 조성 및 초기 경화는 강도 발현에 영향을 미친 것으로 관찰되었다. 이러한 인자는 매트릭스의 밀도화에 유리하게 영향을 주어 황산칼슘에 대한 내성을 제공한다. 그러나, 고황산염 시멘트 모르타르의 강도 발현은 초기에 수화 과정이 느리기 때문에 일반 시멘트를 사용한 모르타르에 비하여 느리나, 후기 압축 강도가 급격히 증가하게 된다. 28일 이후 압축 강도의 증가는 형성된 모르타르 플라스터의 형태와 생성된 수화물의 수화 속도와 관련된 것으로 보인다.In general, it was observed that the chemical composition and initial hardening influenced the strength development. These factors favorably influence the densification of the matrix, providing resistance to calcium sulfate. However, the strength development of high sulfate cement mortar is slower than that of mortar using general cement because the hydration process is slow in the early stage, but the compressive strength in the late stage increases rapidly. The increase in compressive strength after 28 days appears to be related to the morphology of the mortar plaster formed and the rate of hydration of the resulting hydrate.

본 발명에서는 국내산 고로슬래그의 성분의 불안정성과 저온에서의 낮은 반응속도를 고려하여, 이를 보상 및 완충하기 위하여 칼슘알루미네이트 시멘트; 하소 마그네슘; 수산화알루미늄; 수산화리튬을 추가적으로 첨가하여, 고로슬래그 30.0~34.0 중량%; 무수 석고 또는 반수 석고 2.0~4.0 중량%; 1종 시멘트 4.0~7.0 중량%; 산화칼슘 4.0~6.0 중량%, 칼슘알루미네이트 시멘트 0.5~2.0 중량%; 하소 마그네슘 1.0~2.0 중량%; 수산화알루미늄 1.0~2.0 중량%; 수산화리튬 0.5~2.0 중량% 및 규사 38.0~50.0 중량%을 포함하는 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물을 제조하였다.In the present invention, in consideration of the instability of the components of the domestic blast furnace slag and the low reaction rate at low temperatures, calcium aluminate cement to compensate and buffer this; Calcined magnesium; Aluminum hydroxide; By additionally adding lithium hydroxide, 30.0 to 34.0% by weight of blast furnace slag; 2.0-4.0% by weight of anhydrous or hemihydrate; Type 1 cement 4.0-7.0 wt%; Calcium oxide 4.0 to 6.0 wt%, calcium aluminate cement 0.5 to 2.0 wt%; 1.0-2.0% by weight of calcined magnesium; 1.0 to 2.0% by weight of aluminum hydroxide; A mortar composition for repairing and reinforcing concrete structures containing 0.5 to 2.0% by weight of lithium hydroxide and 38.0 to 50.0% by weight of silica sand was prepared.

2. 수중 불 분리 시험2. Underwater fire separation test

상기 1의 배합 시험 결과를 고려하여, #3 시료 배합을 기초로 추가적인 성분을 첨가하여, 고로슬래그 33.7 중량%, 무수 석고 2.3 중량%, 1종 시멘트 4.5 중량%, 산화칼슘 4.5 중량%, 칼슘알루미네이트 시멘트 1.0 중량%; 하소 마그네슘 1.5 중량%; 수산화알루미늄 1.0 중량%; 수산화리튬 1.0 중량%; 증점제 0.5 중량%; 유동화제 0.4 중량%; 및 규사 49.6 중량%를 배합하여 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물을 제조하였다.In consideration of the result of the blending test in 1 above, an additional component was added based on the blending of #3 sample, and blast furnace slag 33.7% by weight, anhydrous gypsum 2.3% by weight, type 1 cement 4.5% by weight, calcium oxide 4.5% by weight, calcium aluminum 1.0% by weight of nate cement; 1.5% by weight of calcined magnesium; 1.0% by weight of aluminum hydroxide; 1.0% by weight of lithium hydroxide; 0.5% by weight thickener; 0.4% by weight of a fluidizing agent; And 49.6% by weight of silica sand to prepare a mortar composition for repairing and reinforcing concrete structures.

상기 시료를 W/O ratio 18 중량%로 하여 혼합기에서 3분간 혼합한 후 비이커에 옮겨 담았다. 또 다른 비이커에 물을 담고 모르타르 조성물을 위에서 붓고 모르타르 슬러리가 물에 분산되는 정도 및 물이 현탁되는 정도를 육안으로 측정하였다. 도 2에 수중 불 분리 시험결과를 나타낸다.The sample was mixed with a W/O ratio of 18% by weight for 3 minutes in a mixer, and then transferred to a beaker. Water was added to another beaker, and the mortar composition was poured from above, and the degree to which the mortar slurry was dispersed in water and the degree to which water was suspended were visually measured. Figure 2 shows the results of the fire separation test in water.

도 2를 참조하면, 물이 담긴 비이커에 떨어지는 모르타르 슬러리는 온전하게 형태를 유지하고 있었으며, 비이커에 담긴 물의 탁도도 매우 맑아 수중에서 모르타르 조성물의 구성성분 입자들이 분리되지 않아 수중 불 분리 모르타르로 적절한 것으로 판정되었다.Referring to FIG. 2, the mortar slurry falling into the beaker containing water was intact, and the turbidity of the water contained in the beaker was very clear, so the constituent particles of the mortar composition were not separated from the water, so it was suitable as an underwater fire-separating mortar. Was determined.

3. 내산 시험3. Acid resistance test

고로슬래그 33.7 중량%, 무수 석고 2.3 중량%, 1종 시멘트 4.5 중량%, 산화칼슘 4.5 중량%, 칼슘알루미네이트 시멘트 1.0 중량%; 하소 마그네슘 1.5 중량%; 수산화알루미늄 1.0 중량%; 수산화리튬 1.0 중량%; 증점제 0.5 중량%; 유동화제 0.4 중량%; 및 규사 49.6 중량%를 배합하고, 배합 시에 미생물 흡착 복합재를 기재 조성물 100 중량부에 대하여 3.8 중량부 첨가하여 함께 배합하였다. 미생물 흡착 복합재는 대한민국 등록특허 제10-1859211호에 개시된 바에 따라 미생물(로도블라스터스 아시도필러스(Rhodoblastus acidophilus)) 배양액 100 중량부에 흡착재(질석) 1~30 중량부를 침지시킨 후 습도 40~80% 및 온도 5~40℃ 조건에서 1~10일 동안 보관하여 형성하였다. 비교를 위하여, 본 발명에 따른 고황산염 시멘트 및 미생물 흡착 복합재를 포함하는 시료(c)와 함께, 시중에 판매되는 일반 1종 시멘트를 사용한 모르타르 조성물만을 포함하는 시료(a), 상기 일반 1종 시멘트를 사용한 모르타르 조성물(a)에 상기 미생물 흡착 복합재를 첨가한 시료(b)를 이용하였다.Blast furnace slag 33.7% by weight, anhydrous gypsum 2.3% by weight, type 1 cement 4.5% by weight, calcium oxide 4.5% by weight, calcium aluminate cement 1.0% by weight; 1.5% by weight of calcined magnesium; 1.0% by weight of aluminum hydroxide; 1.0% by weight of lithium hydroxide; 0.5% by weight thickener; 0.4% by weight of a fluidizing agent; And 49.6% by weight of silica sand, and 3.8 parts by weight of the microbial adsorbing composite material were added to 100 parts by weight of the base composition, and then mixed together. As disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1859211, the microbial adsorption composite is immersed in 100 parts by weight of the culture medium of microorganisms ( Rhodoblastus acidophilus ) and 1 to 30 parts by weight of the adsorbent (vermiculite) is immersed and the humidity is 40 to It was formed by storing for 1-10 days at 80% and temperature 5-40°C. For comparison, a sample (a) containing only a mortar composition using a commercially available general type 1 cement, along with a sample (c) containing the high sulfate cement and the microorganism adsorption composite according to the present invention, the general type 1 cement A sample (b) in which the microorganism adsorption composite was added to the mortar composition (a) was used.

내산성 시험을 위하여 각 시료를 일정 크리로 만들어 10% 황산 용액에 저촉시켜 모르타르 표면의 변화를 육안으로 측정하였다. 측정 결과를 도 3에 나타낸다.For the acid resistance test, each sample was made to a certain level, and the change of the surface of the mortar was visually measured by contacting it with a 10% sulfuric acid solution. The measurement results are shown in FIG. 3.

도 3을 참조하면, 10% 황산 용액에의 노출 결과, 일반 1종 시멘트를 이용한 모르타르 조성물을 포함하는 시료(a)에서 부식이 가장 심하게 발생하였으며, 상기 일반 1종 시멘트를 사용한 모르타르 조성물에 상기 미생물 흡착 복합재를 첨가한 시료(b)의 경우 부식 정도가 비교적 양호하게 나타났으며, 본 발명에 따른 고황산염 시멘트 및 미생물 흡착 복합재를 포함하는 시료(c)의 경우 황산 용액에 대하여 가장 우수한 저항성을 발휘하는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 3, as a result of exposure to a 10% sulfuric acid solution, corrosion occurred most severely in a sample (a) containing a mortar composition using a general type 1 cement, and the microorganism in the mortar composition using the general type 1 cement. In the case of the sample (b) to which the adsorption composite was added, the degree of corrosion was relatively good, and the sample (c) containing the high sulfate cement and the microbial adsorption composite according to the present invention exhibited the best resistance to sulfuric acid solution. I can confirm that.

본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.The present invention is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, and it is common knowledge in the technical field to which the present invention pertains that various substitutions, modifications and changes are possible within the scope of the technical spirit of the present invention. It will be obvious to those who have.

Claims (11)

고황산염 시멘트 40.0~51.0 중량%; 산화칼슘 4.0~6.0 중량%, 칼슘알루미네이트 시멘트 0.5~2.0 중량%; 하소 마그네슘 1.0~2.0 중량%; 수산화알루미늄 1.0~2.0 중량%; 수산화리튬 0.5~2.0 중량% 및 규사 38.0~50.0 중량%를 포함하는 기재 조성물; 및
상기 기재 조성물 100 중량부에 대하여 3.0~5.0 중량부의 미생물 흡착 복합재를 포함하며,
상기 미생물 흡착 복합재는 흡착재에 흡착된 내산성 미생물을 포함하고,
상기 흡착재는 팽창질석, 규조토 및 고흡수성 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종이며, 상기 내산성 미생물은 로도블라스터스 아시도필러스(Rhodoblastus acidophilus)를 포함하는
콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물.
40.0-51.0 wt% of high sulfate cement; Calcium oxide 4.0 to 6.0 wt%, calcium aluminate cement 0.5 to 2.0 wt%; 1.0-2.0% by weight of calcined magnesium; 1.0 to 2.0% by weight of aluminum hydroxide; A base composition comprising 0.5 to 2.0% by weight of lithium hydroxide and 38.0 to 50.0% by weight of silica sand; And
It contains 3.0 to 5.0 parts by weight of a microbial adsorption composite material based on 100 parts by weight of the base composition,
The microbial adsorption composite comprises acid-resistant microorganisms adsorbed on the adsorbent,
The adsorbent is one selected from the group consisting of expanded vermiculite, diatomaceous earth, and superabsorbent resin, and the acid-resistant microorganism is Rhodoblastus acidophilus .
Mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures.
제1항에 있어서,
상기 고황산염 시멘트는, 상기 기재 조성물 총 중량을 기준으로, 고로슬래그 30.0~34.0 중량%, 무수 석고 또는 반수 석고 2.0~4.0 중량% 및 1종 시멘트 4.0~7.0 중량%를 포함하는
콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물.
The method of claim 1,
The high sulfate cement, based on the total weight of the base composition, containing 30.0 to 34.0% by weight of blast furnace slag, 2.0 to 4.0% by weight of anhydrous or hemihydrate gypsum, and 4.0 to 7.0% by weight of type 1 cement
Mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures.
제1항에 있어서,
상기 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물의 수중 타설을 가능하게 하는 증점제 및 상기 증점제 사용에 의한 작업성 저하를 보완하기 위한 유동화제의 조합을 더 포함하는
콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물.
The method of claim 1,
Further comprising a combination of a thickener that enables the pouring of the mortar composition for repair and reinforcement of the concrete structure in water and a fluidizing agent to compensate for the decrease in workability due to the use of the thickener
Mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures.
제3항에 있어서,
상기 기재 조성물 총 중량을 기준으로, 상기 증점제는 0.1~1.0 중량%로 포함되고, 상기 유동화제는 0.1~0.8 중량%로 포함되는
콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물.
The method of claim 3,
Based on the total weight of the base composition, the thickener is included in an amount of 0.1 to 1.0% by weight, and the fluidizing agent is included in an amount of 0.1 to 0.8% by weight.
Mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures.
제3항에 있어서,
상기 증점제는 1% 용액 점도가 7,500~10,000 cP인 폴리에틸렌글리콜을 포함하고, 상기 유동화제는 설포네이티드 멜라민 포름알데히드(sulfonated melamine formaldehyde)를 포함하는
콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물.
The method of claim 3,
The thickener includes polyethylene glycol having a 1% solution viscosity of 7,500 to 10,000 cP, and the fluidizing agent includes sulfonated melamine formaldehyde.
Mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures.
제1항에 있어서,
상기 기재 조성물 총 중량을 기준으로, 1.0~3.0 중량%의 재분산성 수지, 0.1~0.3 중량%의 보강 섬유, 또는 그 조합을 더 포함하는
콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물.
The method of claim 1,
Based on the total weight of the base composition, 1.0 to 3.0% by weight of the redispersible resin, 0.1 to 0.3% by weight of reinforcing fibers, or a combination thereof
Mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures.
제1항에 있어서,
상기 고황산염 시멘트는 pH 7~8을 나타내는
콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물.
The method of claim 1,
The high sulfate cement has a pH of 7 to 8
Mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures.
콘크리트 열화 부위를 절단 및 제거하는 단계;
부식된 철근을 교체하고, 녹을 제거하고, 방청하는 단계;
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물을 콘크리트 보수 대상 표면에 도포하는 단계를 포함하는
콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물의 시공 방법.
Cutting and removing the deteriorated concrete area;
Replacing the corroded reinforcing bars, removing rust, and preventing rust;
Comprising the step of applying the mortar composition for repairing and reinforcing concrete structures according to any one of claims 1 to 7 to a surface to be repaired concrete
Construction method of mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures.
제8항에 있어서,
상기 부식된 철근을 교체하고, 녹을 제거하고, 방청하는 단계 후에,
열화 부위가 제거된 콘크리트 단면을 고압 세척하는 단계를 더 포함하는
콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물의 시공 방법.
The method of claim 8,
After the steps of replacing the corroded reinforcing bar, removing rust, and preventing rust,
Further comprising the step of high pressure washing the concrete section from which the deteriorated portion has been removed
Construction method of mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures.
제8항에 있어서,
상기 콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물을 콘크리트 보수 대상 표면에 도포하는 단계 전에, 카복실레이트 스타이렌 부타디엔 공중합 라텍스를 포함하는 접착증강제를 콘크리트 보수 대상 표면에 도포하는 단계를 더 포함하는
콘크리트 구조물 보수보강용 모르타르 조성물의 시공 방법.
The method of claim 8,
Prior to the step of applying the mortar composition for repairing and reinforcing the concrete structure to the surface of the concrete repair object, further comprising the step of applying an adhesion enhancer containing a carboxylate styrene butadiene copolymer latex to the surface of the concrete repair object
Construction method of mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures.
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