KR102216940B1 - 몰탈 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법 - Google Patents

몰탈 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법 Download PDF

Info

Publication number
KR102216940B1
KR102216940B1 KR1020200049612A KR20200049612A KR102216940B1 KR 102216940 B1 KR102216940 B1 KR 102216940B1 KR 1020200049612 A KR1020200049612 A KR 1020200049612A KR 20200049612 A KR20200049612 A KR 20200049612A KR 102216940 B1 KR102216940 B1 KR 102216940B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
radius
mortar
rotation shaft
storage container
Prior art date
Application number
KR1020200049612A
Other languages
English (en)
Inventor
노홍식
Original Assignee
노홍식
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 노홍식 filed Critical 노홍식
Priority to KR1020200049612A priority Critical patent/KR102216940B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102216940B1 publication Critical patent/KR102216940B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/14Waste materials; Refuse from metallurgical processes
    • C04B18/141Slags
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28CPREPARING CLAY; PRODUCING MIXTURES CONTAINING CLAY OR CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28C5/00Apparatus or methods for producing mixtures of cement with other substances, e.g. slurries, mortars, porous or fibrous compositions
    • B28C5/08Apparatus or methods for producing mixtures of cement with other substances, e.g. slurries, mortars, porous or fibrous compositions using driven mechanical means affecting the mixing
    • B28C5/10Mixing in containers not actuated to effect the mixing
    • B28C5/12Mixing in containers not actuated to effect the mixing with stirrers sweeping through the materials, e.g. with incorporated feeding or discharging means or with oscillating stirrers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B16/00Use of organic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of organic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B16/04Macromolecular compounds
    • C04B16/06Macromolecular compounds fibrous
    • C04B16/0616Macromolecular compounds fibrous from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B16/0641Polyvinylalcohols; Polyvinylacetates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/14Waste materials; Refuse from metallurgical processes
    • C04B18/146Silica fume
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B22/00Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/008Cement and like inorganic materials added as expanding or shrinkage compensating ingredients in mortar or concrete compositions, the expansion being the result of a recrystallisation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24Macromolecular compounds
    • C04B24/26Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B24/2688Copolymers containing at least three different monomers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/52Multiple coating or impregnating multiple coating or impregnating with the same composition or with compositions only differing in the concentration of the constituents, is classified as single coating or impregnation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D163/00Coating compositions based on epoxy resins; Coating compositions based on derivatives of epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04Polyurethanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40Additives
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04GSCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G23/00Working measures on existing buildings
    • E04G23/02Repairing, e.g. filling cracks; Restoring; Altering; Enlarging
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/72Repairing or restoring existing buildings or building materials
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Abstract

본 발명은 고로슬래그 1 ~ 12 중량%; 시멘트 30 ~ 50 중량%; 잔골재 30 ~ 50 중량%; 팽창제 3 ~ 5중량; 실리카흄 0.5 ~ 2.5 중량%; PVA섬유 0.1 ~ 0.3 중량%; SBR수지 0.1 ~ 0.3 중량%;을 포함하는 것을 특징으로 하는 몰탈 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법을 제시함으로써, 취약 환경에 노출되어 손상된 콘크리트 구조물을 효과적으로 보수하고, 내구성을 향상시킬 수 있도록 한다.

Description

몰탈 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법{MORTAR COMPOSITION AND REPAIRING METHOD FOR CONCRETE STRUCTURE}
본 발명은 건설 분야에 관한 것으로서, 상세하게는 몰탈 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법에 관한 것이다.
콘크리트는 성형이 용이하고 비용이 저렴하기 때문에 건설재료로 가장 많이 사용되고 있다.
또한 콘크리트는 경제적이고, 반영구적이지만, 시공의 미숙이나 재료의 문제가 있는 경우 품질이 열화될 수 있고, 열악한 환경에 노출된 콘크리트 구조물은 급속하게 손상될 수 있다.
특히, 하수 암거와 같이, 황산염 등 유해 화학물질이 포함된 오염물질에 노출된 콘크리트는 급격히 손상되고, 그 내부의 철근이 부식되어 표면박리가 발생하기 쉽다.
그런데, 종래에는 취약 환경에 노출되어 콘크리트 구조물이 손상되었음에 불구하고, 일반적인 몰탈에 의한 보수공법을 적용하였으므로, 보수의 효과가 오래 가지 못하고 내구성이 좋지 못하다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 취약 환경에 노출되어 손상된 콘크리트 구조물을 효과적으로 보수하고, 내구성을 향상시킬 수 있도록 하는 몰탈 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 고로슬래그 1 ~ 12 중량%; 시멘트 30 ~ 50 중량%; 잔골재 30 ~ 50 중량%; 팽창제 3 ~ 5중량; 실리카흄 0.5 ~ 2.5 중량%; PVA섬유 0.1 ~ 0.3 중량%; SBR수지 0.1 ~ 0.3 중량%;을 포함하는 것을 특징으로 하는 몰탈 조성물을 제시한다.
상기 실리카흄은 비정질 산화실리콘(SiO2)이며, bulk 비중이 0.4 ~ 0.9ton/m3인 densified 등급인 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 몰탈 조성물을 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법으로서, 콘크리트 구조물의 손상부의 표면을 정리하는 표면정리단계; 표면정리된 상기 손상부를 물로 세척하는 물세척단계; 물세척된 상기 손상부에 구체강화제를 도포하는 약액도포단계; 믹서(100)에 의해 상기 몰탈 조성물을 교반하는 몰탈 교반단계; 상기 구체강화제의 도포층 표면에 상기 교반된 몰탈 조성물을 충전하는 몰탈 충전단계; 상기 몰탈의 충전층 표면에 코팅제를 도포하는 코팅단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수공법을 제시한다.
상기 코팅제는, 우레탄에폭시 60 ~ 80 중량%; 양생제 15 ~ 35 중량%; 증점제 1.5 ~ 4.0 중량%; 칼슘설페이트 1.0 ~ 4.0 중량%;를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 양생제는, 일리페틱 아민 25 ~ 45 중량%; 폴리아미드 30 ~ 45 중량%; 인하이드리드 15 ~ 20 중량%; 폴리설피드 5 ~ 9 중량%; 메카탄 1.5 ~ 2.5 중량%;를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 몰탈 교반단계의 상기 믹서(100)는, 원통형 구조의 수납용기(110); 상기 수납용기(110)의 중앙부에 상하방향을 따라 형성된 회전축(120); 상기 수납용기(110)의 내벽에 면접촉하면서 회전하도록, 상기 회전축(120)에 결합한 장반경 교반부(130); 상기 수납용기(110)의 내벽과 상기 회전축(120) 사이의 영역에서 회전하도록, 상기 회전축(120)에 결합한 단반경 교반부(140);를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 장반경 교반부(130)는, 상기 회전축(120)의 회전방향과 반대방향으로 경사지게 형성됨과 아울러, 상단이 상기 회전축(120)에 결합한 장반경 연결부(131); 상기 회전축(120)의 회전방향과 반대방향으로 경사진 상태로 상기 수납용기(110)의 내벽에 면접촉하도록, 상기 장반경 연결부(131)의 하단에 결합한 장반경 교반날개(132);를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 단반경 교반부(140)는, 상단이 상기 회전축(120)에 결합하고, 하단이 상기 수납용기(110)의 내벽과 상기 회전축(120) 사이의 하부영역에 위치하도록 형성된 단반경 연결부(141); 상기 단반경 연결부(141)의 하단에 결합한 단반경 교반날개(142);를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 단반경 교반날개(142)는 전방에 첨부가 형성되도록 횡단면이 V자형 구조로 형성되고, 상기 첨부가 상기 회전축(120)의 회전방향을 향하도록 설치된 것이 바람직하다.
본 발명은 취약 환경에 노출되어 손상된 콘크리트 구조물을 효과적으로 보수하고, 내구성을 향상시킬 수 있도록 하는 몰탈 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법을 제시한다.
도 1 이하는 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,
도 1은 실험체의 공극분포에 관한 현미경 사진.
도 2는 단위면적당 물흡수량의 시험결과의 그래프.
도 3은 물 흡수계수의 그래프.
도 4는 종래의 일반 믹서의 교반부의 사진.
도 5는 종래의 스크류 타입의 믹서의 교반부의 사진.
도 6은 본 발명에 의한 믹서의 사진.
도 7은 본 발명에 의한 믹서의 평면도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
본 발명에 의한 콘크리트 구조물의 보수공법은 기본적으로, 콘크리트 구조물의 손상부의 표면을 정리하는 표면정리단계; 표면정리된 상기 손상부를 물로 세척하는 물세척단계; 물세척된 상기 손상부에 구체강화제를 도포하는 약액도포단계; 상기 구체강화제의 도포층 표면에 몰탈 조성물을 충전하는 몰탈 충전단계; 상기 몰탈의 충전층 표면에 코팅제를 도포하는 코팅단계;를 포함하여 구성된다.
손상부의 범위 및 위치에 따라 시공시간이 달라지는데, 이는 몰탈 조성물의 유동성 유지시간(시공가능 시간)과 관련이 깊다.
유동성 유지시간이 짧으면 보수작업의 횟수가 늘어나는 번거로움이 있지만, 유동성 유지시간이 길어지면 손상부를 한번에 보수할 수 있다는 장점이 있다.
몰탈 조성물은, 고로슬래그 1 ~ 12 중량%; 시멘트 30 ~ 50 중량%; 잔골재 30 ~ 50 중량%; 팽창제 3 ~ 5중량; 실리카흄 0.5 ~ 2.5 중량%; PVA섬유 0.1 ~ 0.3 중량%; SBR수지 0.1 ~ 0.3 중량%;를 포함하여 구성된다.
실리카흄은 비정질 산화실리콘(SiO2)이며, bulk 비중이 0.4 ~ 0.9ton/m3인 densified 등급인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 의한 몰탈 조성물의 물성을 입증하기 위한 실험 내용 및 결과에 관하여 설명한다.
본 발명에 의한 몰탈 조성물은 내산성 향상을 위해 고로슬래그(2종)를 혼입하는데, 이는 고로슬래그와 시멘트의 혼합비율에 따라 30 ~ 60MPa의 범위의 강도를 가질 수 있다.
Figure 112020042110240-pat00001
표 1은 시멘트와 고로슬래그의 배합비의 변화에 따른 압축강도의 변화를 나타낸 것으로서, 고로슬래그 혼입량이 압축강도에 미치는 영향을 의미한다.
비교예 1은 슬래그가 포함되지 않은 일반 OPC 몰탈에 관한 것으로서, 본 발명의 실시예와 비교예 1을 비교하면, 초기강도는 저하되지만 장기강도는 증가하는 것을 알 수 있으나, 실시예 4와 같이 과도하게 혼입할 경우 장기강도 또한 저하되는 것으로 나타났다.
따라서 고로슬래그의 혼합비는 몰탈 1kg당 30~90g이 적절한 것을 확인하였다.
Figure 112020042110240-pat00002
고로슬래그가 혼입된 몰탈 조성물의 내산성 증대 효과를 검증하기 위해, 표 1에서 사용한 비교예 1 및 실시예들을 사용한 몰탈 시험체를 대상으로 하여, 황산 10% 용액에 각각 3일, 7일, 28일 동안 침지시킨 후 압축강도를 측정하였고, 표 2는 그 결과에 관한 것이다.
비교예 1은 황산 침지시간이 길어질수록 압축강도가 큰 폭으로 감소하지만, 고로슬래그가 혼입된 본 발명의 실시예들은 강도감소의 정도가 유의미하게 줄어들며, 고로슬래그의 혼입량이 많을수록 강도감소의 정도가 적은 것을 확인하였다.
따라서 내산성과 기본적인 강도 확보를 위한 고로슬래그의 혼입량은 3 ~ 6중량%가 가장 바람직하다고 판단된다.
Figure 112020042110240-pat00003
표 3은 실리카흄을 혼입한 몰탈 조성물의 시험체들의 강도 측정결과에 관한 것이다.
몰탈의 내구성은 내알칼리성과 물 흡수계수 등에 의해 간접적으로 확인할 수 있는데, 공극감소와 강도증진 등이 이루어지면 내알칼리성과 물 흡수계수가 개선된다.
따라서 본 발명에 의한 몰탈 조성물은 실리카흄을 혼입하여 포졸란 반응을 유도함으로써, 강도와 수밀성을 향상시켜 내구성의 증대를 꾀하였다.
표 3에서 비교예 2는 고로슬래그가 혼입된 몰탈로서 위 표 1,2의 실시예 2와 동일한 조성물이고, 실시예 5는 실리카흄을 총 중량대비 0.5% 혼입한 경우, 실시예 6은 실리카흄을 1% 혼입한 경우, 실시예 7은 실리카흄을 1.5% 혼입한 경우, 실시예 8은 실리카흄을 2% 혼입한 경우에 관한 것이다.
실험결과, 실리카흄을 혼입하면 고로슬래그의 혼입으로 인해 저하된 초기 압축강도가 크게 개선되는 것을 확인할 수 있었고, 실시예 6,7,8의 경우 비교예 2보다 강도가 우수한 것으로 나타났다.
몰탈의 공기량과 공극구조(공극분포)는 물리적 성질인 압축강도에 영향을 미치고, 동결융해저항성 및 물 흡수계수와 밀접한 관계를 갖는다.
도 1은 실리카흄의 혼입량에 따른 공극 상태를 현미경으로 측정한 사진으로서, 이를 통해 실리카흄 혼입에 따른 공극분포의 영향을 확인하였다.
타설 후 28일이 지난 시험체를 사용하였으며, 60배의 현미경 배율로 촬영하였다.
비교예 1,2 및 본 발명의 실시예 5,6,7,8은 위 실험에서 사용한 배합과 동일하다.
측정결과, 비교예 2(고로슬래그가 혼입된 몰탈)는 비교예 1(OPC 몰탈)보다 다수의 공극분포가 이루어졌으나, 실시예 5,6,7,8(고로슬래그 및 실리카흄이 혼입된 몰탈)은 공극분포가 안정적으로 감소하며, 실리카흄이 1.0% 이상 혼입된 실시예 6부터는 OPC 몰탈보다 공극 분포가 적은 것으로 나타났다.
이상의 결과를 종합하면, 실리카흄을 2% 혼입한 실시예 8의 물성이 가장 우수하지만, 실리카흄이 고가인 현실을 감안하면, 강도 향상이 우수하면서도 혼입량이 최소화되는 실시예 6을 기준으로 하는 것이 바람직한 것으로 판단된다.
Figure 112020042110240-pat00004
표 4는 몰탈 조성물의 내알칼리성 시험결과에 관한 것으로서, 비교예 3은 일반적으로 많이 사용하는 몰탈이고, 실시예 9는 실리카퓸이 없는 실시예 2를 기준으로 flow치 및 시공성 향상을 위해 유동화제를 0.2% 추가한 배합이며, 실시예 10은 실시예 6을 기준으로 flow치 및 시공성 향상을 위해 유동화제를 0.2% 추가한 배합이다.
내알칼리성 시험은 KS F 4042에 의거하여 제작한 실험체(40mm x 40mm x 160mm)를 포화 수산화칼슘 용액(48 ~ 52℃)에 28일 동안 침지한 후 압축강도를 측정하여 열화정도를 평가하는 방식에 의한다.
실험결과, 본 발명에 의한 몰탈 조성물은 기본적으로, KS F 4042기준에 명시된 압축강도 20MPa라는 조건을 크게 상회하므로, 내알칼리성이 충분히 확보되었다고 할 수 있다.
또한, 실리카 퓸이 첨가되지 않은 실시예 9에 비해, 실리카 퓸이 첨가된 실시예 10의 경우, 열화도가 유의미하게 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
Figure 112020042110240-pat00005
표 5는 몰탈 조성물의 물 흡수계수를 계산하기 위한 단위면적당 물흡수량의 시험결과에 관한 것으로서, 비교예 및 실시예는 위 표 4의 시험과 동일한 것이다.
단위면적당 물흡수량의 시험은 KS F 2609에 의거해 제작한 실험체를 사용하며, 측면을 에폭시로 방수 처리하고 20℃의 물에 10mm 깊이로 담근다.
물에 담그기 전과 물에 담근 후 일정 시간의 간격으로 시험체의 질량을 측정한다.
표 5에서 비교예 3은 일반적으로 많이 사용하는 몰탈이고, 실시예 9는 실리카퓸이 없는 비교예 2를 기준으로 flow치 및 시공성 향상을 위해 유동화제를 0.2% 추가한 배합이며, 실시예 10은 비교예 6을 기준으로 flow치 및 시공성 향상을 위해 유동화제를 0.2% 추가한 배합이다.
도 2는 단위면적당 물흡수량의 시험결과의 그래프이고, 물 흡수계수는 이로부터 수학식 1에 의해 계산된다(도 3).
Figure 112020042110240-pat00006
ml : 면적당 물 흡수량
t : 시간
실험결과, 본 발명에 의한 몰탈 조성물은 기본적으로, KS F 4042기준에 명시된 물 흡수계수인 0.5(kg/(m2xh0.5)) 이하일 것이라는 조건을 충분히 만족하므로, 내구성이 충분히 확보되었다고 할 수 있다.
또한, 물 흡수계수가 비교예 3(일반 몰탈)은 0.08, 실시예 9(실리카 퓸 불첨가)는 0.07, 실시예 10(실리카 퓸 첨가)은 0.05이므로, 실리카 퓸의 첨가에 의해 열화도가 유의미하게 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
Figure 112020042110240-pat00007
표 6은 폴리머의 혼입에 따른 부착강도의 시험결과를 나타낸 것이다.
노후된 콘크리트 구조물의 보수 및 보강에 있어서, 기존 콘크리트 구조물과 보수용 몰탈의 부착력은 시공 후 품질에 많은 영향을 미치기 때문에, 추가적으로 폴리머의 종류에 따른 부착성능을 평가하였다.
비교예 4는 위 실시예 10을 기준으로 한 배합이고, 실시예 11은 비교예 4에 추가로 ACRYLATE수지를 0.2% 혼입한 배합이며, 실시예 12는 비교예 4에 추가로 EVA수지를 0.2% 혼입한 배합이고, 실시예 13은 비교예 4에 SBR수지를 0.2% 혼입한 배합이다.
부착강도에 관한 KS F 4042 기준은 1 MPa이지만, 유해한 환경에 노출되어 표면 상태가 불안정한 실제의 콘크리트 보수공법에서는 1.5 MPa 이상의 부착강도를 갖는 것이 바람직하다.
실험결과, 비교예 4의 부착강도는 KS F 4042 기준인 1 MPa은 만족하지만, 위 1.5 MPa의 조건은 만족하지 못한다.
이에 비해, 본 발명의 실시예 12(EVA수지 혼입), 실시예 13(SBR수지 혼입)은 위 1.5 MPa의 조건을 충분히 만족하는 것으로 나타났다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 콘크리트 구조물의 보수공법은, 콘크리트 구조물의 손상부의 표면을 정리하는 표면정리단계; 표면정리된 상기 손상부를 물로 세척하는 물세척단계; 물세척된 상기 손상부에 구체강화제를 도포하는 약액도포단계; 상기 구체강화제의 도포층 표면에 몰탈 조성물을 충전하는 몰탈 충전단계; 상기 몰탈의 충전층 표면에 코팅제를 도포하는 코팅단계;를 포함하여 구성된다.
여기서, 코팅제는 2액형 우레탄 에폭시 계열로서, 몰탈의 충전층 표면에 코팅되어 이산화탄소, 유해물질의 침투를 차단함으로써, 콘크리트의 중성화와 내구성 저하를 방지한다.
이를 위하여, 코팅제는 우레탄에폭시 60 ~ 80 중량%; 양생제 15 ~ 35 중량%; 증점제 1.5 ~ 4.0 중량%; 칼슘설페이트 1.0 ~ 4.0 중량%;를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
여기서 양생제는, 일리페틱 아민 25 ~ 45 중량%; 폴리아미드 30 ~ 45 중량%; 인하이드리드 15 ~ 20 중량%; 폴리설피드 5 ~ 9 중량%; 메카탄 1.5 ~ 2.5 중량%;를 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 의한 콘크리트 구조물의 보수공법에 사용되는 몰탈은 공법의 특성상 소량을 필요한 만큼 제조하여 사용하여야 하므로, 현장에서 믹싱할 수 있는 장비(믹서)가 필요하다.
종래의 믹싱 장비는 구성성분이 간단한 일반 OPC 몰탈을 대상으로 개발된 것임에 비해, 본 발명에 의한 몰탈 조성물은 PVA섬유, SBR수지 등 특수성분을 포함하는 것이므로, 이에 맞는 믹싱 장비가 필요하다.
도 6,7은 본 발명에 의한 콘크리트 구조물의 보수공법의 몰탈 교반단계에 사용하기 위해 개발된 믹서(100)로서, 원통형 구조의 수납용기(110); 수납용기(110)의 중앙부에 상하방향을 따라 형성된 회전축(120); 수납용기(110)의 내벽에 면접촉하면서 회전하도록, 회전축(120)에 결합한 장반경 교반부(130); 수납용기(110)의 내벽과 상기 회전축(120) 사이의 영역에서 회전하도록, 회전축(120)에 결합한 단반경 교반부(140);를 포함하여 구성된다.
2개의 장반경 교반부(130)가 상호 대칭구조로 설치되고, 그 사이사이에 2개의 단반경 교반부(140)가 상호 대칭구조로 설치될 수 있다.
이는 단반경 교반부(140)는 수납용기(110)의 중앙영역을 교반하고, 장반경 교반부(130)는 수납용기(110)의 내벽을 긁으면서 교반하므로, 수납용기(110) 내부의 모든 영역이 골고루 교반될 수 있다는 장점이 있다.
장반경 교반부(130)는, 회전축(120)의 회전방향과 반대방향으로 경사지게 형성됨과 아울러, 상단이 회전축(120)에 결합한 장반경 연결부(131); 회전축(120)의 회전방향과 반대방향으로 경사진 상태로 수납용기(110)의 내벽에 면접촉하도록, 장반경 연결부(131)의 하단에 결합한 장반경 교반날개(132);를 포함하여 구성될 수 있다.
단반경 교반부(140)는, 상단이 회전축(120)에 결합하고, 하단이 수납용기(110)의 내벽과 회전축(120) 사이의 하부영역에 위치하도록 형성된 단반경 연결부(141); 단반경 연결부(141)의 하단에 결합한 단반경 교반날개(142);를 포함하여 구성될 수 있다.
단반경 교반날개(142)는 전방에 첨부가 형성되도록 횡단면이 V자형 구조로 형성되고, 첨부가 회전축(120)의 회전방향을 향하도록 설치되는 것이 바람직하다.
이러한 구조는 회전축(120)의 회전에 대한 과부하를 방지하면서도, 안정적으로 수납용기(110)의 내벽을 긁으면서 교반하거나, 수납용기(110)의 내부 영역을 교반하도록 한다는 장점이 있다.
Figure 112020042110240-pat00008
표 7은 종래의 믹서(도 4,5)와 본 발명에 의한 믹서의 배합성능을 실험한 결과에 관한 것이다.
상술한 실시예 13의 배합을 대상으로 다양한 믹서에 의해 교반하고 양생(3일, 7일, 28일)한 후 압축강도를 측정하였는데, 비교예 5는 실험실 믹서를 사용한 경우, 비교예 6은 종래의 일반 믹서(도 4)를 사용한 경우, 비교예 7은 종래의 스크류 타입의 믹서(도 5)를 사용한 경우, 실시예 14는 상술한 본 발명에 의한 믹서를 사용한 경우이다.
비교예 5는 현장이 아닌 실험실에서 믹싱 작업이 실시된 것이므로, 가장 이상적인 물성을 나타낸다.
비교예 6(종래의 일반 믹서(도 4)를 사용)의 경우, 교반날개의 크기가 작고 구조가 비효율적이므로, 배합 완료까지 170초가 소모되었다.
또한, 비교예 5와 비교하여 flow치가 큰 폭으로 감소하는 현상이 발생하였는데, 이 균일한 배합이 이루어지지 않아 수화반응이 첨단에서 집중적으로 일어났기 때문인 것으로 분석된다.
비교예 7(종래의 스크류 타입의 믹서(도 5)를 사용)의 경우, 배합 완료까지 105초가 소모되었으나, 원통형 구조의 수납용기의 가장자리(내벽에 인접한 영역)의 몰탈이 혼합되지 않고 남은 것을 확인할 수 있었다.
실시예 14(본 발명에 의한 믹서를 사용)의 경우, 배합 완료까지 60초가 소모되어 가장 단시간 내의 배합이 가능함이 입증되었고, Flow치 또한 220mm로 우수한 결과를 보였으며, 장반경 교반부로 인하여 수납용기의 사각지대 없이 완벽한 혼합이 가능한 것으로 확인되었다.
압축강도 실험결과를 살펴보면, 비교예 6(종래의 일반 믹서)은 비교예 5(실험실 믹서)에 비해 90% 미만이고, 비교예 7(종래의 스크류 타입 믹서)은 비교예 5(실험실 믹서)에 비해 95% 미만이고, 실시예 14(본 발명에 의한 믹서)는 비교예 5(실험실 믹서)의 98%에 이르는 것으로 나타났다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
100 : 믹서 110 : 수납용기
120 : 회전축 130 : 장반경 교반부
131 : 장반경 연결부 132 : 장반경 교반날개
140 : 단반경 교반부 141 : 단반경 연결부
142 : 단반경 교반날개

Claims (9)

  1. 고로슬래그 1 ~ 12 중량%;
    시멘트 30 ~ 50 중량%;
    잔골재 30 ~ 50 중량%;
    팽창제 3 ~ 5중량;
    실리카흄 0.5 ~ 2.5 중량%;
    PVA섬유 0.1 ~ 0.3 중량%;
    SBR수지 0.1 ~ 0.3 중량%;을 포함하되, 상기 실리카흄은 비정질 산화실리콘(SiO2)이며, bulk 비중이 0.4 ~ 0.9ton/m3인 densified 등급인 것을 특징으로 하는 몰탈 조성물을 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법으로서,
    콘크리트 구조물의 손상부의 표면을 정리하는 표면정리단계;
    표면정리된 상기 손상부를 물로 세척하는 물세척단계;
    물세척된 상기 손상부에 구체강화제를 도포하는 약액도포단계;
    믹서(100)에 의해 상기 몰탈 조성물을 교반하는 몰탈 교반단계;
    상기 구체강화제의 도포층 표면에 상기 교반된 몰탈 조성물을 충전하는 몰탈 충전단계;
    상기 몰탈의 충전층 표면에 코팅제를 도포하는 코팅단계;를 포함함과 아울러,
    상기 코팅제는,
    우레탄에폭시 60 ~ 80 중량%;
    양생제 15 ~ 35 중량%;
    증점제 1.5 ~ 4.0 중량%;
    칼슘설페이트 1.0 ~ 4.0 중량%;를 포함하며,
    상기 양생제는,
    일리페틱 아민 25 ~ 45 중량%;
    폴리아미드 30 ~ 45 중량%
    인하이드리드 15 ~ 20 중량%;
    폴리설피드 5 ~ 9 중량%;
    메카탄 1.5 ~ 2.5 중량%;를 포함하고,
    상기 몰탈 교반단계의 상기 믹서(100)는,
    원통형 구조의 수납용기(110);
    상기 수납용기(110)의 중앙부에 상하방향을 따라 형성된 회전축(120);
    상기 수납용기(110)의 내벽에 면접촉하면서 회전하도록, 상기 회전축(120)에 결합한 장반경 교반부(130);
    상기 수납용기(110)의 내벽과 상기 회전축(120) 사이의 영역에서 회전하도록, 상기 회전축(120)에 결합한 단반경 교반부(140);를 포함하되,
    상기 장반경 교반부(130)는,
    상기 회전축(120)의 회전방향과 반대방향으로 경사지게 형성됨과 아울러, 상단이 상기 회전축(120)에 결합한 장반경 연결부(131);
    상기 회전축(120)의 회전방향과 반대방향으로 경사진 상태로 상기 수납용기(110)의 내벽에 면접촉하도록, 상기 장반경 연결부(131)의 하단에 결합한 장반경 교반날개(132);를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수공법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 단반경 교반부(140)는,
    상단이 상기 회전축(120)에 결합하고, 하단이 상기 수납용기(110)의 내벽과 상기 회전축(120) 사이의 하부영역에 위치하도록 형성된 단반경 연결부(141);
    상기 단반경 연결부(141)의 하단에 결합한 단반경 교반날개(142);를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수공법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 단반경 교반날개(142)는 전방에 첨부가 형성되도록 횡단면이 V자형 구조로 형성되고,
    상기 첨부가 상기 회전축(120)의 회전방향을 향하도록 설치된 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수공법.
KR1020200049612A 2020-04-23 2020-04-23 몰탈 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법 KR102216940B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200049612A KR102216940B1 (ko) 2020-04-23 2020-04-23 몰탈 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200049612A KR102216940B1 (ko) 2020-04-23 2020-04-23 몰탈 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102216940B1 true KR102216940B1 (ko) 2021-02-17

Family

ID=74731685

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200049612A KR102216940B1 (ko) 2020-04-23 2020-04-23 몰탈 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102216940B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100879882B1 (ko) * 2008-04-04 2009-01-22 (주) 캐어콘 친환경 보수모르타르와 침투식 구체강화제 및 엑폭시도료를 이용한 콘크리트 구조물의 단면복구공법
KR20120021462A (ko) * 2010-08-02 2012-03-09 (주)안풍건설 무균열 보수모르타르 및 상기 무균열 모수모르타르를 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법
KR101194714B1 (ko) * 2012-05-08 2012-10-25 주식회사 성현건설 활성실리카를 이용한 경량 내산성 단면복구 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면보수공법
JP2016013960A (ja) * 2014-06-11 2016-01-28 宇部興産株式会社 耐酸性水硬性組成物、モルタル組成物及びモルタル硬化体

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100879882B1 (ko) * 2008-04-04 2009-01-22 (주) 캐어콘 친환경 보수모르타르와 침투식 구체강화제 및 엑폭시도료를 이용한 콘크리트 구조물의 단면복구공법
KR20120021462A (ko) * 2010-08-02 2012-03-09 (주)안풍건설 무균열 보수모르타르 및 상기 무균열 모수모르타르를 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법
KR101194714B1 (ko) * 2012-05-08 2012-10-25 주식회사 성현건설 활성실리카를 이용한 경량 내산성 단면복구 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면보수공법
JP2016013960A (ja) * 2014-06-11 2016-01-28 宇部興産株式会社 耐酸性水硬性組成物、モルタル組成物及びモルタル硬化体

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Samimi et al. Durability of self-compacting concrete containing pumice and zeolite against acid attack, carbonation and marine environment
Hou et al. Effect of admixtures in concrete on the corrosion resistance of steel reinforced concrete
JP5590492B2 (ja) セメント入りポリマー系塗膜防水剤及びその製造方法
EP2888208A1 (en) Multi-purpose mortar or cement compositions for construction applications
Djamila et al. Combined effect of mineral admixture and curing temperature on mechanical behavior and porosity of SCC
KR102216940B1 (ko) 몰탈 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법
Yoo et al. Improvement of fiber corrosion resistance of ultra-high-performance concrete by means of crack width control and repair
KR100931016B1 (ko) 콘크리트 모르타르 조성물과 이를 이용한 보수공법
KR102259809B1 (ko) 고 황산염 시멘트 및 이를 이용한 콘크리트 보수 모르타르 및 그 시공 방법
JP6236491B2 (ja) 防水材用ポリマーセメント組成物、及び防水材の製造方法
JP5110339B2 (ja) モルタル用軽量骨材
Morgan et al. Silica fume in shotcrete
JP2004224631A (ja) ポリマー水硬性組成物
Medeiros-Junior et al. Accelerated carbonation effect on electrical resistivity and sorptivity of concrete
Jiesheng et al. Properties of polymer-modified mortar using silane as an integral additive
KR19990015976A (ko) 철근 발청에 의한 콘크리트 균열의 보수공법
KR102271043B1 (ko) 속경성 보수보강 모르타르용 접착향상제, 이를 포함하는 속경성 보수보강 모르타르 및 콘크리트 구조물의 보수보강 시공법
JP4519480B2 (ja) 耐酸性セメント組成物
JP2002137977A (ja) コンクリート構造物の強化方法、およびそれにより得られる強化コンクリート構造物
Nagande The Effects of Corrosion on the Performance of Steel Reinforcement Embedded in Concrete Under Different Aggressive Environments
Imbin et al. Performance of concrete grout under aggressive chloride environment in Sabah
JP2578508B2 (ja) コンクリート構造物のひび割れおよび浮き部分の補修材
JP3727730B2 (ja) 高流動モルタル
Salhi et al. Effects of slag of blast furnace and sand of dune on durability of mortar and concrete
BOWERMAN The contribution of admixtures to durable concrete structures

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant