KR102196629B1 - 변형 억제부재를 활용한 콘크리트 단면 복구 공법, 그리고 이에 사용되는 변형 억제부재 및 콘크리트 단면 복구용 모르타르 조성물 - Google Patents

변형 억제부재를 활용한 콘크리트 단면 복구 공법, 그리고 이에 사용되는 변형 억제부재 및 콘크리트 단면 복구용 모르타르 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 변형 억제부재를 활용한 콘크리트 단면 복구 공법, 그리고 이에 사용되는 변형 억제부재 및 콘크리트 단면 복구용 모르타르 조성물에 관한 것이다. 본 발명은, 콘크리트 구조물의 열화된 부분을 제거하고 이물질을 제거한 후 고압 세정수를 이용하여 열화부 표면을 정리하는 제 1 단계; 표면 정리된 콘크리트 구조 중 철근에 대해서 변형 억제부재를 체결하는 제 2 단계; 및 상기 변형 억제부재가 철근의 상부에 이격되어 순차적으로 배치된 상태에서 콘크리트 구조물에 알칼리 회복제를 도포하고 상기 변형 억제부재가 부착된 상태의 철근에는 방청 코팅제를 도포하여 철근 코팅층을 형성하는 제 3 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 콘크리트 단면 복구 공법에 의하면, 열화된 콘크리트 구조물의 손상면이 크고, 특히 철근이 드러나는 경우에 대해서 노출된 철근을 활용하여 횡방향 및 종방향 변형을 억제하도록 하고 시공되는 면적에 상관없이 시공이 가능하고, 휨강도, 압축강도, 인장강도, 부착강도, 동결융해 저항성, 균열 저항성 및 건조수축 저항성이 우수하며, 부피변화율을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 방수성 및 내화학성에서 효과가 우수하다.

Description

변형 억제부재를 활용한 콘크리트 단면 복구 공법, 그리고 이에 사용되는 변형 억제부재 및 콘크리트 단면 복구용 모르타르 조성물{Method of repairing cross-section using member for restraining transformation, and member for restraining transformation and Mortar composition for repairing cross-section thereof}
본 발명은 변형 억제부재를 활용한 콘크리트 단면 복구 공법, 그리고 이에 사용되는 변형 억제부재 및 콘크리트 단면 복구용 모르타르 조성물에 관한 것으로, 열화된 콘크리트 구조물의 손상면이 크고, 특히 철근이 드러나는 경우에 대해서 노출된 철근을 활용하여 횡방향 및 종방향 변형을 억제하도록 하고 시공되는 면적에 상관없이 시공이 가능하도록 하기 위한 변형 억제부재를 활용한 콘크리트 단면 복구 공법, 그리고 이에 사용되는 변형 억제부재 및 콘크리트 단면 복구용 모르타르 조성물에 관한 것이다.
철근 콘크리트 구조물은 건설 후 염해나 중성화, 알칼리 골재 반응, 화학적 부식 외에 물의 침투에 의한 강재의 부식 팽창 등으로 구조물이 열화되면서 장기적으로 내구성 및 사용성이 저하된다. 이러한 구조물의 열화가 계속 진행되면 결국 구조물의 붕괴를 초래할 위험성이 있기 때문에 지속적으로 관리하고 보수할 필요가 있다.
구조물 표면의 박리 또는 초기 결함이나 균열의 발생은 열화 요인의 이동을 용이하게 하여 열화의 진행을 촉진시키므로 철근 콘크리트 구조물의 안정성 및 성능 확보를 위해서는 열화 초기에 보수를 실시하여 더 이상의 열화의 진행을 억제하고 내구성능을 향상시킬 필요가 있다.
따라서 콘크리트의 열화, 강재의 부식, 기타의 원인에 의해 구조물 단면의 박리나 탈락 등의 열화 인자를 포함하는 콘크리트 부분을 제거한 후 단면을 원래의 성능 및 형태로 복원하기 위해 단면 복구 재료를 충진 하거나 뿜칠 시공을 하여 보수를 실시하는 것이 일반적이다.
종래의 단면 복구를 위한 보수재는 주로 시멘트계 모르타르나 폴리머 시멘트 모르타르 등을 사용하였는데, 이러한 종래의 보수재는 기존 구조물의 열화를 억제하고 현재 이상의 내구 성능을 향상시키는 것을 목적으로 하여 강도를 높이거나 최초 시공 시 부착 성능을 향상시키는 것에만 초점을 맞춘 것이 대부분이므로 시공 후 얼마 되지 않아 표면이 다시 쉽게 손상되기 때문에 보수 공사를 자주 해야 하는 문제가 있었다.
예로서, 대한민국 공개특허 제10-2006-0079447호에서는 CSA(Calcium sulfoaluminate)와 소정의 고미분말 결합재를 첨가하여 모르타르 조성물을 제조하는 방법을 제안한다. 그러나, 상기 재료를 이용하여 제조된 모르타르 조성물은 고가의 아윈(Hauyne)계 시멘트를 사용하므로 시공 단가의 상승을 유발하고 초기 응결 시간 및 강도 면에서 충분한 결과를 얻지 못하였다.
또한, 기존의 보수 방법으로 시공할 경우 표면에서 수분과 산소가 미세한 틈으로 스며들기 때문에 산소에 의한 철근의 부식이 진행되고 수분에 의한 콘크리트의 열화가 발생하여 보수 효과가 오래 지속되기 어렵기 때문에 보수 공사를 자주 실시해야 하는 문제점이 있었다.
한편, 콘크리트 구조물의 표면을 보호하기 위한 표면보호제는 유동성의 물질로 구조물의 표면에 넓게 도포되어 얇은 피막층을 형성하고 시간의 경과에 따라 건조 경화됨으로써 구조물의 표면을 보호하고 미감을 증대시키는 기능을 하고 부식과 같은 손상을 방지하며 내구성을 향상시켜 주는 역할을 한다.
이러한 표면보호제는 기존에 수성 표면보호제, 유성 표면보호제, 에나멜 표면보호제 등이 사용되어져 왔으나 콘크리트로부터 발생되는 유해성분의 배출을 방지하는 효과는 크지 않았으며 또한 구조물 표면에 서식하는 각종 세균이나 곰팡이 등에 대한 방지 효과, 오염에 대한 방지 효과, 내부 콘크리트의 중성화 방지 효과 등은 크게 발휘되지 않고 있는 상황이다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 본 출원인은 등록특허(등록번호 제10-1814960호의 경성, 내구성 및 방수성을 갖는 콘크리트 단면 복구용 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면 복구 공법)에서는 열화된 콘크리트 구조물의 손상 부분을 보수함에 있어 내구성과 접착 강도를 향상시켜 보수 효과를 장기간 유지하는 동시에 단시간에 보수 공사를 안정적으로 완료할 수 있어 경제성도 우수하고 콘크리트의 중성화 방지 효과도 우수하며, 특히 수밀성을 강화하여 산성비와 같은 외부 대기 환경에 의한 영향을 최소화할 수 있고, 바인더와 제어제를 최적 비율로 혼합함으로써 응결 속도를 제어하고 속경성을 발휘할 수 있는 콘크리트 구조물의 단면 복구 공법을 제공한 바 있다.
그러나 이러한 기술에 의한 경우에도 열화된 콘크리트 구조물의 손상면이 크고, 특히 철근이 드러나는 경우에는 전체 박리가 일어나는 등의 한계점이 있어 왔다.
또한, 다른 종래의 기술인 대한민국 등록특허 등록번호 제10-1608018호 "콘크리트 구조물 표면의 보수 보호 공법"은 보수 공사가 필요한 콘크리트 구조물을 보수 시공함에 있어, 보수 공사 후 표면으로의 산소 및 수분의 투입을 차단함으로써 보수 효과를 장기간 유지할 수 있으며, 에폭시 프라이머제를 제조하는 과정에서 수성 에폭시 프라이머제를 제조하여 사용하므로 유기 용제의 사용을 배제하여 환경에 미치는 영향이 적고 또한 반응의 조절이 쉬운 특징을 갖는 에폭시 프라이머제를 이용하여 콘크리트 표면을 보수 및 보호할 수 있는 공법을 제공하고 있으며, 대한민국 등록특허 등록번호 제10-0837635호 "대형 수중 구조물 보수를 위한 섹터 케이슨"은 대형 수중 구조물의 보수를 위하여 대형 수중 구조물 전체를 감싸는 것이 아니라 부분적으로 감싼 상태로 작업을 진행할 수 있도록 하며, 또한 케이슨이 부체(FLOATING BODY)식으로 이동할 수 있도록 하여, 보수용 케이슨의 크기를 상당히 컴팩트하게 할 수 있으며, 대형 수중 구조물에의 접근성을 높이며, 또한 긴급 상황시 손쉽게 피난할 수 있는 새로운 구조의 건식 작업용 케이슨을 제공하고 있으나, 직접적으로 열화된 콘크리트 구조물의 손상면이 크고, 특히 철근이 드러나는 경우에 대한 기술을 제시하지 못하는 한계점이 있어 왔다.
1. 대한민국 공개특허 공개번호 제10-2006-0079447호 "콘크리트용 내황산성 보수 모르타르 조성물" 2. 대한민국 등록특허 등록번호 제10-1814960호 "경성, 내구성 및 방수성을 갖는 콘크리트 단면 복구용 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면 복구 공법" 3. 대한민국 등록특허 등록번호 제10-1608018호 "콘크리트 구조물 표면의 보수 보호 공법" 4. 대한민국 등록특허 등록번호 제10-0837635호 "대형 수중 구조물 보수를 위한 섹터 케이슨"
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 열화된 콘크리트 구조물의 손상면이 크고, 특히 철근이 드러나는 경우에 대해서 노출된 철근을 활용하여 횡방향 및 종방향 변형을 억제하도록 하고 시공되는 면적에 상관없이 시공이 가능하도록 하기 위한 변형 억제부재를 활용한 콘크리트 단면 복구 공법, 그리고 이에 사용되는 변형 억제부재 및 콘크리트 단면 복구용 모르타르 조성물을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 휨강도, 압축강도, 인장강도, 부착강도, 동결융해 저항성, 균열 저항성 및 건조수축 저항성이 우수하며, 부피변화율을 최소화할 수 있는 모르타르 조성물을 제공하도록 하기 위한 변형 억제부재를 활용한 콘크리트 단면 복구 공법, 그리고 이에 사용되는 변형 억제부재 및 콘크리트 단면 복구용 모르타르 조성물을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 방수성 및 내화학성에서 우수하도록 하기 위한 변형 억제부재를 활용한 콘크리트 단면 복구 공법, 그리고 이에 사용되는 변형 억제부재 및 콘크리트 단면 복구용 모르타르 조성물을 제공하기 위한 것이다.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 변형 억제부재를 활용한 콘크리트 단면 복구 공법은, 콘크리트 구조물의 열화된 부분을 제거하고 이물질을 제거한 후 고압 세정수를 이용하여 열화부 표면을 정리하는 제 1 단계; 표면 정리된 콘크리트 구조 중 철근에 대해서 변형 억제부재를 체결하는 제 2 단계; 및 상기 변형 억제부재가 철근의 상부에 이격되어 순차적으로 배치된 상태에서 콘크리트 구조물에 알칼리 회복제를 도포하고 상기 변형 억제부재가 부착된 상태의 철근에는 방청 코팅제를 도포하여 철근 코팅층을 형성하는 제 3 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 본 발명에 있어서, 상기 제 3 단계 이후, 알칼리 회복제가 도포된 콘크리트 구조물과 방청 코팅제가 도포된 철근 사이의 영역이 있는 경우 보강 직물 시트를 사이의 간격만큼 배열하는 제 4 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 제 3 단계의 보강 직물 시트는, 카본 직물 시트로, 다이아몬드 격자 형태로 배열되는 제 1 카본 프리프레그 시트, 다이아몬드 격자 형태로 배열되는 제 2 카본 프리프레그 시트 사이를 폴리에틸렌 기반의 부착 시트를 활용하여 열가압하여 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 3 단계의 보강 직물 시트는, 알칼리 회복제가 도포된 콘크리트 구조물 상부면에도 배열되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 단계의 알칼리 회복제는, 실리케이트계 알칼리 회복제를 사용하며, 상기 제 1 단계의 방청 코팅제는 인삼염계 방청제를 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 변형 억제부재를 활용한 콘크리트 단면 복구 공법, 그리고 이에 사용되는 변형 억제부재 및 콘크리트 단면 복구용 모르타르 조성물은, 열화된 콘크리트 구조물의 손상면이 크고, 특히 철근이 드러나는 경우에 대해서 노출된 철근을 활용하여 횡방향 및 종방향 변형을 억제하도록 하고 시공되는 면적에 상관없이 시공이 가능하도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 변형 억제부재를 활용한 콘크리트 단면 복구 공법, 그리고 이에 사용되는 변형 억제부재 및 콘크리트 단면 복구용 모르타르 조성물은, 휨강도, 압축강도, 인장강도, 부착강도, 동결융해 저항성, 균열 저항성 및 건조수축 저항성이 우수하며, 부피변화율을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 변형 억제부재를 활용한 콘크리트 단면 복구 공법, 그리고 이에 사용되는 변형 억제부재 및 콘크리트 단면 복구용 모르타르 조성물은, 방수성 및 내화학성에서 우수한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 변형 억제부재를 활용한 콘크리트 단면 복구 공법을 나타내는 흐름도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 변형 억제부재를 활용한 콘크리트 단면 복구 공법에 사용되는 변형 억제부재(110)의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 변형 억제부재를 활용한 콘크리트 단면 복구 공법의 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 변형 억제부재를 활용한 콘크리트 단면 복구 공법에 사용되는 변형 억제부재(110)의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 변형 억제부재를 활용한 콘크리트 단면 복구 공법을 나타내는 흐름도이다. 도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 변형 억제부재를 활용한 콘크리트 단면 복구 공법에 사용되는 변형 억제부재(110)의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 변형 억제부재를 활용한 콘크리트 단면 복구 공법의 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 변형 억제부재를 활용한 콘크리트 단면 복구 공법에 사용되는 변형 억제부재(110)의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 변형 억제부재를 활용한 콘크리트 단면 복구 공법은 하기의 순서로 진행된다. 즉, 콘크리트 구조물 표면 정리 과정(S11), 변형 억제부재 설치 과정(S12), 표면 정리된 콘크리트 구조물에 알칼리 회복제를 도포하고 노출된 철근에 방청 코팅제를 도포 과정(S13), 보강 직물 시트 배열 과정(S14), 단면복구용 모르타르 조성물을 도포 과정(S15), 하도형 방수층 형성 과정(S16) 및 상도형 방오층 형성 과정(S17)을 포함하여 이루어질 수 있다.
[콘크리트 구조물 표면 정리 과정(S11)]
단계(S11)에서는 콘크리트 구조물의 열화된 부분을 제거하고 이물질을 제거한 후 고압 세정수를 이용하여 열화부 표면을 정리한다.
즉, 콘크리트 구조물의 손상된 영역을 포함하는 보수 시공면을 면처리한 뒤 고압 세척하는 과정에 있어서는, 손상된 콘크리트 구조물의 보수 시공면에서 열화된 부분을 예컨대, 그라인더로 연마하거나 브레이커로 깨어 제거한다. 보다 구체적으로, 손상된 콘크리트 구조물의 열화된 부분을 치핑하여 손상되지 않은 부분이 나올 때까지 표면 또는 단면을 다듬는다. 즉, 알칼리 골재 반응, 동해, 염해 또는 중성화(탄산화) 등의 노후화 현상으로 발생한 철근 콘크리트 구조의 균열, 탈락, 철근 녹 발생, 들뜸, 부식 등을 치핑 작업을 하여 제거할 수 있다.
또한, 브레이커 사용 후에는 표면을 그라인더로 연마하는 것이 바람직하다. 또한, 연마 전후에 표면에 남아 있는 먼지, 이끼, 레이턴스, 페이트 박리부분, 백화, 황변 현상으로 얼룩진 부분, 이물질이나 부착물에 대해서 고압 체척기를 이용하여 제거하는 과정을 수행한다.
[변형 억제부재 설치 과정(S12)]
단계(S12)에서 표면 정리된 콘크리트 구조물(1) 중 철근(2)으로 원형 철근 또는 이형 철근에 대해서, 변형 억제부재(110)를 체결한다.
여기서, 변형 억제부재(110)는 수평 플레이트(111), 체결단(112), 보조 철근부재(113)를 포함할 수 있다.
수평 플레이트(111)는 철근(2)의 상부에 얹혀지는 구조물로 4곳의 모서리 영역에 보조 철근부재(113)가 관통되어 하부면 상에 납땜과 고정부재를 이용해 고정된 구조로 형성되며, 하부로는 양측으로 벌어져서 형성되는 하단부가 부분 절개된 형태의 링 형상의 체결단(112)이 연장된 형태로 형성됨으로써 철근(2)의 양 측부에 고정될 수 있다.
여기서, 보조 철근부재(113)는 철근(2)이 형성된 콘크리트 구조물(1)이 기둥인 경우 좌굴 방지 및 연직하중에 의한 횡방향 변형을 억제하고, 큰 축력을 받는 기둥의 연성확보 및 구조성능 향상에 크게 기여할 수 있는 횡보강 구조체로 작용함으로써, 좌굴 방지 및 연직하중에 의한 횡방향 변형을 억제하고, 큰 축력을 받는 기둥의 연성확보 및 구조성능 향상에 크게 기여할 수 있는 횡보강 구조체로 작용할 수 있다.
또한, 철근(2)이 형성된 콘크리트 구조물(1)이 수평면인 경우 도 6과 같이, 보조 철근부재(113)에 일체형 또는 별도 체결형으로 부착된 환형 구조체(114)의 제 1 환체(114a)를 활용하여 보조 철근부재(113) 상에서 미리 설정된 높이로 조절한 뒤, 수평면상의 X축 또는 Y축으로 평행한 보강 철근부재(115)를 환형 구조체(114)의 제 2 환체(114b)를 관통하도록 하는 방식으로 보강 구조를 형성할 수 있다.
이에 따라, 전체적으로, 여기서 환형 구조체(114)는 링 형상의 제 1 환체(114a)와 제 1 환체(114a)와 일체로 형성하는 일측단이 절개된 형태의 링 형상의 제 2 환체(11b)가 일체의 형상으로 제작될 수 있으며, 환형 구조체(114)의 제 1 환체(114a)로 보조 철근부재(113) 상의 높이로 고정시키기 위해 보조 철근부재(115)는 미세 철근부재의 다발로 형성된 뒤, 환형 구조체(114)를 체결하는 위치에서 미세 철근부재를 꼬아서 매듭을 형성하는 방식으로 활용될 수 있다.
이와 같이, 환형 구조체(114) 및 보조 철근부재(115)의 추가로 인해 철근(2)이 형성된 콘크리트 구조물(1)이 수평면인 경우, 보수면의 연직하중에 의한 횡방향 변형을 억제 뿐만 아니라, 횡압력에 의한 축방향 변형도 억제할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
[표면 정리된 콘크리트 구조물(1)에 알칼리 회복제를 도포하고 노출된 철근(2)에 방청 코팅제를 도포 과정(S13)]
단계(S13)에서 변형 억제부재(110)가 철근(2)의 상부에 이격되어 순차적으로 배치된 상태에서 콘크리트 구조물(1)에 알칼리 회복제를 도포하고 변형 억제부재(110)가 부착된 상태의 철근(2)에는 방청 코팅제를 도포함으로써 철근 코팅층(130)을 형성한다.
알칼리 회복제의 일 실시예로 실리케이트계 알칼리 회복제를 사용할 수 있으며, 더욱 구체적으로는 리튬실리케이트계 알칼리 회복제를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 방청 코팅제는 인삼염계 방청제를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[보강 직물 시트(120) 배열 과정(S14)]
단계(S14) 이후, 알칼리 회복제가 도포된 콘크리트 구조물(1)과 방청 코팅제가 도포된 철근(2) 사이의 영역이 있는 경우 보강 직물 시트(120)를 사이의 간격만큼 배열함으로써, 보강 직물 시트(120)는 카본 직물 시트로, 다이아몬드 격자 형태로 배열되는 제 1 카본 프리프레그 시트, 다이아몬드 격자 형태로 배열되는 제 2 카본 프리프레그 시트 사이를 폴리에틸렌 기반의 부착 시트를 활용하여 열가압하여 일체로 형성할 수 있다.
또한, 보강 직물 시트(120)는 알칼리 회복제가 도포된 콘크리트 구조물(1) 상부면에도 배열됨으로써, 단계(S15)에서의 단면복구용 모르타르 조성물이 스며들어서 변형 억제부재(110)가 형성되지 않은 콘크리트 구조물(1)에 대한 단면복구용 모르타르 조성물과의 결합력을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예로, 제 1 카본 프리프레그 시트 내의 카본 파이버의 배열 방향과, 제 2 카본 프리프레그 시트의 카본 파이버의 배열이 서로 45°회전된 배열을 가짐으로써, 최하부층을 형성하는 제 2 카본 프리프레그 시트와 최상부층을 형성하는 제 1 카본 프리프레그 시트 사이에 홀이 펀칭되어 형성되는 부착시트를 중심으로, 단면복구용 모르타르와의 접촉 면적이 극대화될 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
[단면복구용 모르타르 조성물을 도포 과정(S15)]
단계(S14)에서 보강 직물 시트(120)의 배열이 완료되면, 보강 직물 시트(120)의 배열이 완료된 알칼리 회복제가 도포된 콘크리트 구조물(1), 방청 코팅제가 도포된 철근(2)에 대해서 단면복구용 모르타르 조성물을 뿜칠 시공 또는 손미장 등을 이용하여 도포하는 것이 바람직하다.
본 발명에 사용되는 단면복구용 모르타르 조성물은 포틀랜드 시멘트 제 1-1 중량부(100 중량부)에 대해서 재생 폴리프로필렌 제 1-2 중량부(7 내지 15 중량부), PCM 캡슐 파우더 제 1-3 중량부(7 내지 15 중량부), 석고 제 1-4 중량부(25 내지 37 중량부) 및 알칼리 활성화제 제 1-5 중량부(1 내지 5 중량부)를 포함하여 열분산형 결합재를 제조하고, 제조된 열분산형 결합재 전체 중량인 제 2-1 중량부(100 중량부)를 기준으로 유리섬유 강화형 수지 제 2-2 중량부(2 내지 3 중량부), 난연제 제 2-3 중량부(5 내지 8 중량부), 각섬석 분말 제 2-4 중량부(15 내지 25 중량부), 칼슘설포알루미네이트(CSA)계 팽창제 제 2-5 중량부(1 내지 5 중량부), 미분말 충전재 제 2-6 중량부(7 내지 16 중량부), 무기계 경화 제어제 제 2-7 중량부(2 내지 5 중량부)를 포함하여 제조한 뒤, 세척된 단면에 도포한 뒤 경화시켜서 단면복구용 모르타르 조성물층(140)을 형성한다.
본 발명에서 포틀랜드 시멘트는 보통포틀랜드시멘트, 중용열포틀랜드시멘트, 조강포틀랜드시멘트, 저열포틀랜드시멘트, 내황산염포틀랜드시멘트으로 나누어진다. 본 발명에서는 보통포틀랜드시멘트가 사용되며, 보통포틀랜드시멘트는 공사용으로서 넓게 사용하고 있는 시멘트이며, 주요성분은 C3S 51%, C2S 25%, C3A 9%, C4AF 9%, CaSO4 4% 가량이며, 비표면적은 3,300cm2/g 전후이다.
재생 폴리프로필렌은 폐합성수지인 재생 폴리프로필렌에 탄소섬유를 첨가 혼합하여 탄소섬유 강화 플라스틱(CFRP, Garbon Fiber Reinforced Plastic)인 폴리프로필렌 수지를 수득하게 되는데, 탄소섬유 강화 폴리프로필렌 수지는 철보다 강하고 알루미늄보다 가벼우며 녹슬지 않고 가공성이 우수하다는 장점이 있다.
보다 구체적으로, 재생 폴리프로필렌 65 내지 78 중량비에 탄소섬유 22 내지 35 중량비가 첨가 혼합된 혼합물로, 인장강도가 우수한 폴리프로필렌에 파단강도가 우수한 탄소섬유를 첨가 혼합하여 보수용 모르타르 요구되는 파단강도를 갖추게 되고, 인화성 물질인 폴리프로필렌에 후술하는 난연제에 의해 난연성을 부가하여 건축 과정에서 발생할 수 있는 화재 등에 난연성을 갖추게 함으로써, 모르타르로서의 기능을 재생 폴리프로필렌 수지를 사용하여 가격 경쟁력이 높으면서도 난연성 등과 같은 기능성을 발휘할 수 있다.
여기서, 재생 폴리프로필렌의 함량이 7 중량부 미만이면, 압축강도가 떨어지고 15 중량부 초과하면 압축강도 및 작업성이 떨어지게 된다.
나노타입의 PCM 캡슐 파우더(nano type Phase Change Material capsul Powder)를 첨가하는데, 나노타입의 PCM 캡슐 파우더 상전이 물질로, 고체, 용융, 열에너지 흡수, 액체, 응결, 열에너지 방출, 고체로 반복적으로 변하는 재질로 형성된다. 그리고, 나노타입의 PCM 캡슐 파우더에 사용되는 PCM은 도 2에 나타난 것 중 PCM-16을 활용하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에서의 나노타입의 PCM 캡슐 파우더는 상변화물질, 사이즈 7/1000000mm(7nm), 이온반발성, 음이온수지, 대류, 열분산성/확산성 우수 등에 대한 특성을 가지며, 생성되는 모르타르 조성물이 도포된 반대면으로부터의 잠열에 대해서 나노타입의 PCM 캡슐 파우더에 의한 열확산과 열전달을 통해서 모르타르 층 전반에 걸쳐 열확산 및 열전달을 통해 보가 이루어진 콘크리트 구조물의 외벽 벽면으로의 열전달을 효과적으로 분산시킬 수 있다.
본 발명에서 나노타입의 PCM 캡슐 파우더의 함량이 7 중량부 미만인 경우 열분산효율이 떨어지며 15 중량부를 초과하면 생성되는 모르타르 조성물층(140)의 압축강도가 떨어지게 된다.
석고는 초기강도와 유동성에 관여하며, 인산 무수석고와 불산 무수석고에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.
모르타르 조성물층(140)에서 석고의 함량이 25 중량부 미만이면, 초기강도가 떨어지고 37 중량부 초과하면 유동성이 떨어지게 된다.
알칼리 활성화제는 강도발현에 영향을 미치는 요인으로, 알칼리 금속수산화물, 염화물, 황산화물 및 탄산화물에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용 할 수 있고, 바람직하게는 탄산나트륨 및 탄산수소나트륨을 사용하는 것이 강도발현 측면에서 가장 유리하다.
모르타르 조성물층(140)에서 알칼리 활성화제의 함량이 1 중량부 미만이거나 5 중량부를 초과하면 열분산형 결합재 분말의 강도가 저하될 수 있다.
이와 같이 생성되는 열분산형 결합재의 비표면적은 재생 폴리프로필렌과 나노타입의 PCM 캡슐 파우더의 활성에 기여하며, 열분산형 결합재의 비표면적은 5,000 내지 6,500 cm2/g인 것이 바람직하다.
열분산형 결합재의 비표면적이 5,000cm2/g 미만이면, 재생 폴리프로필렌과 나노타입의 PCM 캡슐 파우더의 활성이 상대적으로 낮아 부착 강도, 압축강도 및 열분산효율이 낮아질 수 있고, 6,500 cm2/g를 초과하면 재생 폴리프로필렌과 나노타입의 PCM 캡슐 파우더의 활성도가 큰 반면, 보수보강 작업에 있어서 작업성이 현저히 감소할 수 있다.
이렇게 제조된 열분산형 결합재 전체 중량인 제 2-1 중량부(100 중량부)를 기준으로 유리섬유 강화형 수지 제 2-2 중량부(2 내지 3 중량부), 난연제 제 2-3 중량부(5 내지 8 중량부), 각섬석 분말 제 2-4 중량부(15 내지 25 중량부), 칼슘설포알루미네이트(CSA)계 팽창제 제 2-5 중량부(1 내지 5 중량부), 미분말 충전재 제 2-6 중량부(7 내지 16 중량부), 무기계 경화 제어제 제 2-7 중량부(2 내지 5 중량부)를 포함하여 제조한 뒤, 세척된 단면에 도포한 뒤 경화시켜서 단면복구용 모르타르 조성물층(140)을 형성한다.
단면복구용 모르타르 조성물 제조시 제조된 열분산형 결합재를 포함함으로써 종래의 포틀랜드 시멘트를 기초로 한 모르타르 조성물과는 달리 미리 설정된 수준의 축열 및 발열 작용으로부터 내측의 보수보강 단면으로의 열전달을 최소화하여 안정적인 내구성을 확보할 수 있고, 초기 유동성 확보를 통해 불규칙한 형상을 갖는 단면에서의 작업성이 우수한 특성을 갖는다.
상술한 열분산형 결합재의 함량이 98 중량부 미만이면 열분산 효율성 저하, 초기 강도와 접착력이 저하되고, 105 중량부를 초과하는 경우 빠른 경화 및 포틀랜드 시멘트의 응집력 저하 발생으로 초기 균열 발생이 우려되는 문제점이 있다.
유리섬유 강화형 수지는 유리섬유, 폴리프로필렌 수지, 충격보강제를 포함하여 형성되며, 유리섬유는 애스펙트비(δ)가 50 내지 60 고, 충격보강제는 실리콘 코어-(메트)아크릴레이트 쉘 충격보강제 및 에틸렌성 불포화산 단량체로 그라프트된 폴리올레핀계 충격보강제 중에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함함으로써, 함량이 2 중량부 미만이면 휨강도, 인장강도가 저하되고 3 중량부를 초과하면 작업성이 나빠져 작업이 힘들며 고가의 재료이므로 비경제적인 문제점이 있다.
여기서, 유리섬유는 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 10 내지 20 중량부를 포함함으로써, 상기 범위 내에서 강성 및 흐름성과, 미려한 외관을 확보할 수 있다.
충격보강제는 일례로, 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 1 내지 5 중량로발포타입 폴리에틸렌 조성물로 형성됨으로써, 상기 범위 내에서 열분산형 결합재에 대한 인장강도 및 내절강도, 그리고 파열강도를 향상시킬 수 있다.
난연제는 몰리브덴산 안티몬, 수산화알미늄, 산화몰리브덴, 수산화마그네슘 중 어느 하나 또는 2종 이상 혼합한 것을 사용한다. 특히 수산화알미늄(Al(OH)3)은 발포 타입으로 형성되는 충격보강제에 열이 가해져서 450℃ 이상이 되면 미세 다공질이 무수히 많은 활성알루미나로 변화되어 흡착 성능을 가지게 되므로 연소시 발생하는 다이옥신, 염화수소가스(HCl) 등 유해 물질을 흡착하며 열 분해시 흡열 반응을 하여 냉각 효과도 있고 불연성으로서 내수, 내산성이 우수하다. 또한 상기 난연제들을 병용 사용하여 난연 효과의 향상을 기대할 수 있다.
한편, 난연제의 함량이 5 중량부 미만이면 휨강도, 인장강도가 저하되고 8 중량부를 초과하면 작업성이 나빠져 작업이 힘들며 고가의 재료이므로 비경제적인 문제점이 있다.
각섬석 분말은 평균 입경 5 내지 15mm의 것과 평균 입경 1 내지 2mm의 것을 혼합하여 사용할 수 있으며, 평균 입경 5 내지 15mm인 것과 평균 입경 1 내지 2mm의 것의 함량 비율은 2 내지 3 내지 : 3 내지 4의 비율인 것이 바람직하다. 각섬석 분말의 평균입경과 함량이 상술한 범위인 경우 범위일 경우, 단면복구용 모르타르 조성물의 유동성 및 치밀성을 향상시킬 수 있다.
여기서 각섬석 분말은 건조 수축을 방지하고 모르타르의 강도를 높이는 역할을 하는 것으로서, 조성물 중에서 15 내지 25 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직하다.
칼슘설포알루미네이트(CSA)계 팽창제는 나노타입의 PCM 캡슐 파우더에 의한 단면복구 모르타르의 수축 및 균열을 방지하고 조기 경화특성을 부여하는 역할을 하며, 1 내지 5 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직하다.
미분말 충전재는 슬래그 성분으로 이루어진 충전재로서 단면복구용 모르타르 조성물의 경화시 단면복구용 모르타르 조성에 의해 충진되지 못하는 미세 공극을 충진하여 조직을 치밀화하고 내구성 및 황산염 및 염화이온에 대한 내성을 강화하는 역할을 하며, 조성물 중 7 내지 16 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직하다.
무기계 경화 제어제는 단면복구용 모르타르 조성물의 시공시 콘크리트 모체와의 일체화를 이루고 경화체가 고강도, 내구성 및 방수성을 가질 수 있도록 하며, 응결 속도를 제어하여 속경성을 부여하는 작용을 한다.
즉, 무기계 경화 제어제는 콘크리트 모체와의 일체성을 강화하는 바인더와, 응결속도를 제어하는 제어제를 포함하여 구성되며, 바인더는 CaO 및 SO3로 이루어지고, 제어제는 Al2O3 및 Na2O로 이루어진다. 또한, 바인더 및 제어제의 혼합비율은 바인더/제어제=1.4 내지 1.9의 범위에 드는 것을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 본 발명에서 무기계 경화 제어제는 바인더 및 제어제의 혼합물 외에 고분자 분말수지를 더 포함할 수 있으며, 고분자 분말 수지는 액상 수지를 스프레이 건조하여 제조한 분산물질로서, 물에 분산시키면 안전한 액상 수지가 되는 물질이다. 물에 분산된 분말 수지는 건조 후 물에 녹지 않는 비가역적인 폴리머 필름을 형성하고 액상 수지와 같이 시멘트와 혼합 사용되어 인장, 휨강도 등을 향상시키는 역할을 한다. 상기 고분자 분말 수지는 천연고무계, 폴리아세테이트계 수지를 사용할 수 있고, 바인더 및 제어제의 혼합물은 열분산형 결합재 전체 중량인 제 2-1 중량부(100 중량부)를 기준으로 2 내지 5 중량부로 혼합되는 것이 바람직하다.
[하도형 방수층 형성 과정(S16)]
단계(S15)의 모르타르 조성물층(140)이 양생되면, 모르타르 조성물층(140) 이상으로 뻗친 형태의 변형 억제부재(110)의 보조 철근부재(113)가 있는 경우, 대한 절단기 등을 이용한 커팅 작업을 수행하거나, 강도 보강 필름층(150)을 추가로 형성한 뒤, 하도형 방수층(160)을 도포한다.
여기서, 강도 보강 필름층(150)은 충격 완화를 위해 형성되며 방수와 단열 기능을 유지시키는 것으로서, PET 재질로 형성되며 다공질 구조를 갖는 상부의 단열시트와, 폴리프로필렌 재질로 이루어진 하부의 방수시트로 구성될 수 있다.
여기서, 방수시트는 폴리프로필렌 재질의 시트가 트위스트된 상태의 것을 이용해 하부의 층에 대한 방수기능을 수행하며, 단열시트를 거쳐 전달되는 열에 의한 열변성에 의한 수축범위를 낮추는 역할을 수행할 수 있다.
방수시트는 단열시트의 하부면을 재생 폴리프로필렌에 강도를 보강한 탄소섬유를 첨가한 재생 폴리프로필렌 수지를 활용할 수 있다. 보다 구체적으로, 방수시트는 폐합성수지인 재생 폴리프로필렌에 탄소섬유를 첨가 혼합하여 탄소섬유 강화 플라스틱(CFRP, Garbon Fiber Reinforced Plastic)인 폴리프로필렌 수지를 수득하게 되는데, 탄소섬유 강화 폴리프로필렌 수지는 철보다 강하고 알루미늄보다 가벼우며 녹슬지 않고 가공성이 우수하다는 장점이 있다.
여기서, 폴리프로필렌 67 내지 75 중량비에 탄소섬유 25 내지 33 중량비가 첨가 혼합된 혼합물 100 중량부를 혼합하여, 인장강도가 우수한 폴리프로필렌에 파단강도가 우수한 탄소섬유를 첨가 혼합하여 방수시트로 요구되는 파단강도를 갖추게 될 수 있다.
한편, 본 발명에서 방수시트의 소재가 되는 필름 타입의 폴리프로필렌 시트를 형성하기 위해 압출장치를 이용해 압출하여 압출 용융물을 형성하는데, 여기서 270 내지 280 ℃의 온도에서 용해시키는 것이 바람직하다. 이후, 용용상태의 압출 용융물을 통과시 T-die 방식으로 필름 타입의 폴리프로필렌 시트를 형성하며, 다이의 출구에 부착된 냉각장치를 필름 타입의 폴리프로필렌 시트를 냉각시킨다. 냉각시 필름 타입의 폴리프로필렌 시트에 대한 냉각을 수행한 뒤, 냉각을 위해 가이드 롤러로 전달한다. 여기서 사용되는 냉각장치는 펠티어 소자와 온도 센서, 그리고 아두이노 기판을 활용하여 미리 설정된 온도 범위로 필름 타입의 폴리프로필렌 시트에 대한 온도를 제어할 수 있다. 여기서 온도 설정 범위는 실온 상태에 해당하는 가이드 롤러에 의한 냉각과 압출 용융물에 대한 다이에 의한 T-die 방식을 이용해 필름 타입의 폴리프로필렌 시트 생성 직후의 온도 차를 고려하여 5℃ 내지 6.7℃ 범위로 설정하는 것이 바람직하다. 이후, 가이드 롤러에 의해 냉각된 필름 타입의 폴리프로필렌 시트를 연신장치로 안내되며, 가이드 롤러에 의해 필름 타입의 폴리프로필렌 시트에 대한 연신 장치로의 이송을 수행하면서, 가이드 롤러의 전체 길이 설정에 따른 실온 상태에서 열안정화 과정을 제공할 수 있다. 연신장치는 가이드 롤러를 통과한 필름 타입의 폴리프로필렌 시트를 박막 필름이 되도록 눌러 잡아당기는 연신을 수행한다. 보다 구체적으로, 연신시 필름 타입의 폴리프로필렌 시트에 대한 가열, 가압 상태에서 넓이 방향의 연신을 수행함으로써, 최종 생산물인 폴리프로필렌 필름에 대한 연신 전후의 면적 비율이 1 : 2.4 내지 3.6 배가 증가하도록 한다. 여기서, 연신시 가열 온도는 250 내지 350 ℃, 가압 상태는 230 내지 430mbar 상태이며, 폴리프로필렌 필름의 두께를 1260㎛로 생산시 바람직하게는 270 ℃, 370mbar 상태에서 수행하는 것이 바람직하다.
한편 연신시 상술한 바람직한 온도 범위 내인 가열 온도는 250 내지 350℃에서 행하여져야 한다. 온도 범위보다 온도가 높아지는 경우 분자의 자유도가 높아져 분자의 배향이 잘 이루어지지 않는다. 또한, 온도 범위보다 낮아지는 경우에는 연신이 잘 이루어지지 않고 폴리프로필렌 시트가 연신되지 못하고 끊어지는 현상이 일어난다.
한편, 폴리프로필렌 시트에 대한 연신 후 열안정화 과정 사이에 폴리프로필렌 시트에 대한 연성화와 이후 폴리프로필렌 시트를 적층하고 발포함으로써, 무게를 획기적으로 줄일 수 있다.
즉, 상술한 바와 같이 생성된 폴리프로필렌 시트에 대해서 겹겹이 적층한 뒤, 발포폼의 제조 공정과 같이 전체 공정은 투입된 합성수지 입자를 부풀려 발포시키는 발포단계와, 발포된 입자에 포함된 수분을 제거하는 건조단계와, 건조된 발포 입자에 고온 증기를 공급하여 발포 입자가 서로 엉켜 결합되게 하는 성형단계로 이루어지고 상기 성형 단계를 수행하기 전에 코팅 단계를 더 수행할 수 있다.
여기서 발포제는 전체 폴리프로필렌 시트 100 중량부에 대하여 발포제 35 내지 45 중량부를 배합하는 것이 바람직하다. 여기서 발포타입 폴리에틸렌 혼합물을 제조하기 위해 사용되는 발포제의 함량이 45 중량부를 초과하면 격층 구조의 방수시트의 강성과 내열성, 표면 경도가 현저히 저하되어 절연제의 응용에 부적합하므로 바람직하지 않으며, 35 중량부 미만이면 비중, 발포성, 성형성, 충격특성이 저하되어 바람직하지 않다. 이때 주로 사용되는 화학 발포제는 Sodium bicarbonate(NaHCO3)가 주로 사용되는 것이 바람직하다.
이러한 폴리프로필렌 시트 간을 발포타입의 적층을 통해서, 폴리프로플렌 시트 원료의 비중에 대해서 발포제로 인한 배합으로, 비중을 낮출 뿐만 아니라, 방수 성능을 높일 수 있다.
각 발포 폴리프로필렌 시트 생성시, 폴리프로필렌 시트가 각 이송장치 상부에 있는 프레임에 의해 이송되는 경우, 로터리성형기의 회전원반을 회전시키면서 각 폴리프로필렌 시트의 사이에 용융된 발포제를 혼합하는 방식한 뒤, 금형에 의해 사출성형시키면서 성형된 금형에는 냉각을 시켜 제품을 취출하는 로터리성형 과정을 수행할 수 있다.
한편, 하도형 방수층(160)을 형성하기 위해서는 아크릴탄성 방수제를 도포할 수 있으며, 시멘트 100 중량부에 대해서 규사 7호사 27 내지 35 중량부, 아크릴 에멀젼 13 내지 25 중량부, 감수제 0.5 내지 1.2 중량부, 소포제 0.3 내지 0.5 중량부, 증점제 0.4 내지 0.7 중량부로 구성하되 아크릴 에멀젼은 고형분이 70중량% 이상인 것이 바람직하다. 여기서 아크릴탄성 방수제는 사용자의 선택에 따라 수용성 라텍스 방수제로 대체할 수도 있다.
[상도형 방오층 형성 과정(S17)]
단계(S16)의 하도형 방수층(160)이 완전 경화되면, 하도형 방수층(160)의 상부로 상도형 방오층(170)을 형성한다. 즉, 다음으로, 하도형 방수층(160)에 대한 양생 단계를 마치면, 방오성 코팅제를 도포하여 상도형 방오층을 형성하는데, 방오성 코팅제는 수지로서 아크릴 에멀젼 수지 100 중량부에 대해서 착색안료로서 산화망간 20 내지 25 중량부, 세라믹 수지 45 내지 35 중량%, 기능성 체질 안료로서 칼슘실리게이트 12 내지 15 중량부 및 이산화 티탄 3 내지 7 중량부, 혼화제(소포제, 분산제, 증점제, 방청제, 유화제, 무기항균제, 증포제, 자외선 차단제 및 부착증진제) 6 내지 8 중량부의 성분 및 성분비로 하였다. 이때, 방오성 코팅제는 아크릴 에멀젼 수지에 착색안료, 기능성체질안료 및 혼화제의 일부를 투입하여 54 내지 65℃에서 분산한다. 여기에 세라믹 수지를 투입하고 서서히 교반하면서 나머지의 착색완료, 기능성 체질안료 및 혼화제를 투입하여 60분 이상 270rpm으로 균질한 상태가 될 때까지 교반하여 제조하였다.
상술한 바와 같은 성분 및 성분비로 구성된 방오성 코팅제를 도포할 때에는 수작업을 통하여 하도, 3회 코팅을 하였으며, 전체 두께가 250 내지 300㎛가 되도록 도포하였다. 본 발명의 실시예에서는 3회 코팅을 통하여 250 내지 300㎛의 두께로 코팅하였지만, 단면 복구가 필요한 콘크리트 구조물의 사용환경에 따라, 방오성 코팅제에 형성되는 도막에 필요한 강도 및 기타 요구 특성에 따라서 코팅의 회수를 줄이거나 늘려서 시공할 수도 있다.
이하에서는 본 발명을 실시예예 의거하여 본 발명에서 사용되는 모르타르 조성물에 대해서 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
[실시예]
제조예 1 (모르타르 조성물 제조)
본 발명에 사용되는 단면복구용 모르타르 조성물은 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대해서 재생 폴리프로필렌 8 중량부, PCM 캡슐 파우더 10 중량부, 석고 32 중량부 및 알칼리 활성화제 3 중량부를 포함하여 열분산형 결합재를 제조하고, 제조된 열분산형 결합재 전체 중량인 100 중량부를 기준으로 유리섬유 강화형 수지 2 중량부, 난연제 제 6 중량부), 각섬석 분말 17 중량부, 칼슘설포알루미네이트(CSA)계 팽창제 3 중량부, 미분말 충전재 8 중량부, 무기계 경화 제어제 3 중량부를 포함하여 제조한 뒤, 세척된 단면에 도포한 뒤 경화시켜서 단면복구용 모르타르 조성물층(140)을 형성한다.
비교제조예 1 (모르타르 조성물 제조)
제조예 1과 동일하게 제조하되 재생 폴리프로필렌를 사용하지 않은 것만 다르게 하여 모르타르 조성물을 제조하였다.
비교제조예 2 (모르타르 조성물 제조)
제조예 1과 동일하게 제조하되 유리섬유 강화형 수지를 사용하지 않은 것만 다르게 하여 모르타르 조성물을 제조하였다.
비교제조예 3 (모르타르 조성물 제조)
제조예 1과 동일하게 제조하되 나노타입의 PCM 캡슐 파우더를 사용하지 않은 것만 다르게 하여 모르타르 조성물을 제조하였다.
1. 휨강도, 압축강도, 인장강도, 부착강도 및 부피변화율 테스트
제조예 1 및 비교제조예 1 내지 3에 따라 제조된 모르타르 조성물의 휨강도, 압축강도, 인장강도, 부피변화율, 부착강도를 측정하였다.
휨강도, 압축강도, 인장강도 및 부착강도는 콘크리트 보수제의 시공 28일 후 KS F 4042-02의 표준에 따라 측정하였으며, 부피변화율은 시공 28일 후의 모르타르 조성물의 부피를 0℃부터 35℃까지 온도를 달리하여 매일 부피 변화의 정도를 측정함으로써 평가하였고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
샘플 휨강도
(N/㎟)		 압축강도
(N/㎟)		 인장강도
(N/㎟)		 부착강도
(MPa)		 부피변화율
(%)
제조예 1 23.1 67.9 7.2 1.8 0.0001
비교제조예 1 18.2 61.2 6.2 1.2 0.0003
비교제조예 2 16.1 57.4 4.5 1.1 0.0006
비교제조예 3 13.2 61.1 5.2 1.6 0.0011
상기 표 1을 참고하면, 본 발명에 따른 단면복구용 모르타르 조성물은 기존 재료들에 비하여 강도특성 및 부착성능 면에서 매우 우수하다는 것을 나타낸다.
2. 동결융해 저항성, 균열 저항성 및 건조수축 저항성
제조예 1 및 비교제조예 1 내지 3에 따라 제조된 모르타르 조성물의 동결융해 저항성, 균열 저항성 및 건조수축 저항성을 측정하였다.
동결융해 저항성은 KS F 2456에 따라 동결융해 저항성 시험을 수행하였다.
균열 저항성은 AASHTO PP34-98에 따라 균열 저항성 시험을 수행하였다.
건조수축 저항성은 KS F 2424에 따라 건조수축 저항성 시험을 수행하였다.
그 결과를 표 3에 나타내었다.
샘플
 동결융해저항성(%) 균열저항성 건조수축 저항성
기준값: 80% 이상 기준값:56일까지 균열없음 기준값: 0.1500 이하
제조예 1 98.9 균열없음 0.0121
비교제조예 1 86.1 균열없음 0.2113
비교제조예 2 85.2 균열없음 0.0314
비교제조예 3 83.4 균열없음 0.0325
상기 표 2를 살펴보면, 본 발명에 따른 제조예 1의 모르타르 조성물은 비교제조예들에 비하여 동결융해 저항성, 균열 저항성 및 건조수축 저항성에서 동등 이상으로 우수하다는 것을 알 수 있다.
3. 방수성 및 내화학성 테스트
제조예 1에 따라 제조된 단면복구용 모르타르 조성물을 활용하여 도 1b 내지 도 2d의 과정에 따라 하도형 방수층(160) 및 상도형 방오층(170)이 모두 형성된 제 1 실험예와 동일한 제조 과정에서 상도형 방수층(170)을 형성하지 않은 제 1 비교예, 그리고 제 1 실험예와 동일한 제조 과정에서 하도형 방수층(160) 및 상도형 방오층(170)을 모두 형성하지 않은 제 2 비교예에 대한 방수성 및 내화학성을 측정하였다.
방수성은 구조물에 원통형의 물탱크를 설치하여 1개월 단위로 수분의 침투여부를 6개월간 확인하였다.
내화학성은 35‰의 염분 농도를 갖는 염수 및 2%농도의 황산용액을 각각 구조물 상에서 경화 후 28일 지난 모르타르 조성물층 상에 매일 1시간씩 처리한 후 모르타르 조성물층(140)이 손상되었는지 여부를 1일 단위로 60일간 확인하였다.
그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
샘플
 방수성 테스트
(개월)
 내화학성 테스트 (일)
염수 황산용액
제 1 실험예 - - 67
제 1 비교예 2 17 11
제 2 비교예 1 15 12
표 3을 살펴보면, 실험예 1의 경우는 6개월간 수분이 전혀 침투되지 않은 반면, 제 1 및 제 2 비교예 1 내지 2의 경우는 1~2개월 경과 후 수분이 침투된 것을 확인할 수 있다.
또한, 표 3을 살펴보면, 실험예 1의 경우는 60일간 처리된 염수에 의하여 전혀 표면 손상이 일어나지 않았으며, 황산용액을 처리한 경우 60일 이전에 표면 손상이 일어나지 않은 것을 확인할 수 있다. 반면, 비교예 1 내지 2의 경우는 염수처리 후 15 내지 17일 후에 표면 손상이 일어났으며, 황산용액을 처리한 경우는 11 내지 12일 내에 표면 손상이 발생한 것을 확인할 수 있다.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
1 : 콘크리트 구조물 2 : 철근
110 : 변형 억제부재 111 : 수평 플레이트
112 : 체결단 113 : 보조 철근부재
114 : 환형 구조체 115 : 보강 철근부재
120 : 보강 직물 시트 140 : 모르타르 조성물층
150 : 강도 보강 필름층 160 : 하도형 방수층
170 : 상도형 방오층

Claims (5)

  1. 콘크리트 구조물의 열화된 부분을 제거하고 이물질을 제거한 후 고압 세정수를 이용하여 열화부 표면을 정리하는 제 1 단계;
    표면 정리된 콘크리트 구조 중 철근에 대해서 변형 억제부재를 체결하는 제 2 단계; 및
    상기 변형 억제부재가 철근의 상부에 이격되어 순차적으로 배치된 상태에서 콘크리트 구조물에 알칼리 회복제를 도포하고 상기 변형 억제부재가 부착된 상태의 철근에는 방청 코팅제를 도포하여 철근 코팅층을 형성하는 제 3 단계; 를 포함하며,
    상기 제 3 단계 이후, 알칼리 회복제가 도포된 콘크리트 구조물과 방청 코팅제가 도포된 철근 사이의 영역이 있는 경우 보강 직물 시트를 사이의 간격만큼 배열하는 제 4 단계; 를 더 포함하되,
    상기 보강 직물 시트는, 카본 직물 시트로, 다이아몬드 격자 형태로 배열되는 제 1 카본 프리프레그 시트, 다이아몬드 격자 형태로 배열되는 제 2 카본 프리프레그 시트 사이를 폴리에틸렌 기반의 부착 시트를 활용하여 열가압하여 일체로 형성된 것을 특징으로 하는
    변형 억제부재를 활용한 콘크리트 단면 복구 공법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 제 4 단계의 보강 직물 시트는,
    알칼리 회복제가 도포된 콘크리트 구조물 상부면에도 배열되는 것을 특징으로 하는 변형 억제부재를 활용한 콘크리트 단면 복구 공법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 단계의 알칼리 회복제는, 실리케이트계 알칼리 회복제를 사용하며,
    상기 제 1 단계의 방청 코팅제는 인삼염계 방청제를 사용하는 것을 특징으로 하는 변형 억제부재를 활용한 콘크리트 단면 복구 공법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230081951A (ko) * 2021-11-30 2023-06-08 김홍식 콘크리트 구조물에 방수성과 내화학성이 우수한 친환경 염해방지 모르타르 조성물을 타설하고 콘크리트 보호용 중성화 보호 도포재의 층을 차례로 형성한 콘크리트 보수,보강공법

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060079447A (ko) 2004-12-31 2006-07-06 쌍용양회공업(주) 콘크리트용 내황산성 보수 모르타르 조성물
KR100837635B1 (ko) 2007-04-17 2008-06-12 이중우 대형 수중 구조물 보수를 위한 섹터 케이슨
KR101608018B1 (ko) 2015-12-11 2016-03-31 우성안전 주식회사 콘크리트 구조물 표면의 보수 보호 공법
KR101712378B1 (ko) * 2016-09-07 2017-03-06 비제이엠텍(주) 알칼리 회복 방청 및 무기계 폴리머 몰탈 조성물을 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보강방법
KR101814960B1 (ko) 2017-06-23 2018-01-30 이학근 속경성, 내구성 및 방수성을 갖는 콘크리트 단면 복구용 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면 복구 공법
KR101983083B1 (ko) * 2018-11-29 2019-05-30 우리피앤씨건설주식회사 콘크리트 구조물의 균열방수공법
KR102079900B1 (ko) * 2019-07-23 2020-02-20 김소중 콘크리트의 중성화 회복에 의한 콘크리트의 보호 강화 방법

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060079447A (ko) 2004-12-31 2006-07-06 쌍용양회공업(주) 콘크리트용 내황산성 보수 모르타르 조성물
KR100837635B1 (ko) 2007-04-17 2008-06-12 이중우 대형 수중 구조물 보수를 위한 섹터 케이슨
KR101608018B1 (ko) 2015-12-11 2016-03-31 우성안전 주식회사 콘크리트 구조물 표면의 보수 보호 공법
KR101712378B1 (ko) * 2016-09-07 2017-03-06 비제이엠텍(주) 알칼리 회복 방청 및 무기계 폴리머 몰탈 조성물을 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보강방법
KR101814960B1 (ko) 2017-06-23 2018-01-30 이학근 속경성, 내구성 및 방수성을 갖는 콘크리트 단면 복구용 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면 복구 공법
KR101983083B1 (ko) * 2018-11-29 2019-05-30 우리피앤씨건설주식회사 콘크리트 구조물의 균열방수공법
KR102079900B1 (ko) * 2019-07-23 2020-02-20 김소중 콘크리트의 중성화 회복에 의한 콘크리트의 보호 강화 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230081951A (ko) * 2021-11-30 2023-06-08 김홍식 콘크리트 구조물에 방수성과 내화학성이 우수한 친환경 염해방지 모르타르 조성물을 타설하고 콘크리트 보호용 중성화 보호 도포재의 층을 차례로 형성한 콘크리트 보수,보강공법
KR102549341B1 (ko) * 2021-11-30 2023-06-29 김홍식 콘크리트 구조물에 방수성과 내화학성이 우수한 친환경 염해방지 모르타르 조성물을 타설하고 콘크리트 보호용 중성화 보호 도포재의 층을 차례로 형성한 콘크리트 보수,보강공법

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