KR102260423B1

KR102260423B1 - 초속경 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 보수공법

Info

Publication number: KR102260423B1
Application number: KR1020200122975A
Authority: KR
Inventors: 장용래
Original assignee: (주)다온건설
Priority date: 2020-09-23
Filing date: 2020-09-23
Publication date: 2021-06-04

Abstract

초속경 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 보수공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 포틀랜드시멘트에 비정질 환원슬래그 및 라텍스 성분을 함유하도록 하여 기존 C4A3S(아윈계), Alumina cement 등의 재료가 가진 저온에서의 한계를 극복하고, 연신율과 인장력이 우수하고, 시멘트와의 접착력을 높이는 동시에 시공 시 신속하게 경화되어 시공시간을 단축시키면서도, 몰탈 조성물이 요구하는 충분한 압축강도, 휨강도, 부착강도 및 내구성능을 제공하는 초속경 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 보수공법에 관한 것이다.

Description

초속경 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 보수공법{SUPER EARLY STRENGTH CONCRETE COMPOSITION AND REPAIRING METHOD USING THE SAME}

일반적으로, 콘크리트구조물은 건설 후 각종 자연 또는 인위적 작용을 받아 사용연수에 따라 물리적, 화학적 변형으로 인하여 물리적인 성능이 저하된다. 특히, 최근들어 건설구조물의 안전성 및 성능의 확보 측면에서 보수를 실시하여 안전성 및 기능성능을 회복시키고자 하는 노력이 증가하고 있다. 이러한 건설구조물의 노후화 현상이 가속화될 경우 철근부식, 동결융해, 탄산(중성)화 현상 등에 의한 팽창압력으로 인하여 구조체, 즉, 콘크리트부에서의 단면결손을 초래하게 되어 미관상, 구조 내력상, 기능적인 측면에서 안전에 위험을 초래할 수 있는 문제점을 내포하고 있다.

또한, 이러한 문제점을 개선하기 위하여 보수 또는 보강 공사를 실시할 경우 공사 기간에는 구조물의 사용상 업무를 중지해야 하는 관계로 구조물의 기능을 정지시켜야 한다.

한편, 현재 보수용 재료로서 사용하고 있는 속경성 또는 초속경성 모르타르는 대부분 보통 포틀랜드 시멘트를 기초로 한 모르타르가 대표적으로서, 이전부터 여러 종류의 모르타르가 제조되어 사용되고 있다. 예를 들어, CSA(calcium sulfoaluminate) 또는 라텍스계를 첨가하고 소정의 고미분말 결합재료를 첨가하여 모르타르를 제조 하는 방법이 있다. 이러한 기존의 초속경성 또는 속경성 모르타르는 대부분 시멘트와 물과의 화학반응에서 얻어지는 팽창성 물질인 에트링게이트(Ettringite) 의 생성 반응점을 기준으로 하여, 속경성을 발현하는 구성광물에 따라 CAㆍCA2를 주성분으로 하는 알루미네이트계 모르타르, C11A7ㆍCaF2를 주성분으로 하는 칼슘플루오로 알루미네이트계 모르타르, 및 CSA를 주성분으로 하는 아원계 모르타르로 구분할 수 있다.

그러나 알루미네이트계 모르타르는 수화 반응 후 생성물이 낮은 강도를 발현하는 2차 수화물로 전이되어 장기적으로 안정적이지 못하고, 특히 염화칼슘에 취약한 측면이 있어 내구성능이 저하될 수 있는 문제점을 내포하고 있다. 또한, 칼슘플루오로 알루미네이트계 및 아원계 모르타르는 상대적으로 성능이 월등하나, 별도의 소성 공정이 필요하고 미분말로 분쇄해야 하는 공정이 추가되므로 경제적이지 못할 수 있다.

또한, 상기와 같은 알칼리 활성화 물질을 통하여 제조되는 모르타르는 대부분 초속경성이 아닌 속경성으로서 물과 혼합 후 강도가 발현되는 시간이 최소 1일 이상이 요구되는바, 빠른 시공을 요하는 긴급공사(예를 들면, 동절기에 있어서의 도로보수, 교량보수, 물과 접하는 장소에서의 공사 등)에는 적용하기 어려운 실정이다.

이러한 까닭에 모르타르의 강도발현 시간에 대한 문제점을 극복하고자 시멘트 산업에서 기 개발된 알루미나시멘트와 제트시멘트를 사용하여 초속경성 모르타르를 제조하여 사용하고 있으나, 외부 환경에 노출되어 사용하는 보수 모르타르의 특성상, 모르타르의 품질에 관련된 내구성(동결융해, 탄산화 등)과 외기온도(건조수축 등)에 매우 민감하여 그 사용이 제한적이다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 공개특허 제10-2015-0047929호에서는 인산염 10 내지 20 중량부, 규산칼슘 3 내지 6 중량부, 실리카흄 15 내지 25 중량부, 무기결합재 20 내지 60 중량부, 산화알루미늄 5 내지 10 중량부 및 산화마그네슘 5 내지 10 중량부를 포함함으로써, 기존의 포틀랜드 시멘트와 같은 석회 성분이 포함되어 있지 않으면서도 친환경적으로 도로를 보수할 수 있고, 겨울철 양생 시간의 지연문제를 해결할 수 있으며, 기존의 포틀랜드 시멘트보다 경화시간을 빠르게 진행되므로 도로의 결손부위를 단시간에 보수할 수 있어 경제적이고 안정성이 우수한 효과를 달성하고 있다.

그러나 상기 선행기술에서는 별도의 프라이머를 사용하지 않고도 물만 혼합하여 시공할 수 없으며, 수중 및 극저온의 냉동창고에서는 사용하기에는 미흡하다는 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위한 공지기술로 등록특허 제10-1507765호에서는 물만을 적정비율로 혼합하여 현장에 타설하고 30분 경과 후 20 MPa 이상의 높은 압착강도와 1.7MPa 이상의 높은 부착강도를 갖도록 적용되는 조성물로서 600~700℃ 범위에서 소성된 경소 산화마그네슘(MgO, light)과 제1인산나트륨(NaH2PO4)을 1 : 1±0.2 중량비로 혼합하여 제1조성물을 얻으며, 상기 제1조성물 30±10중량부에 규산칼슘(CaSiO3) 25±5중량부, 소성패각분말 15±5중량부, 규사(silica) 30±10중량부 범위로 배합되어 100wt% 조성을 이루는 포장도로 균열보 수용 세라믹 모르타르 조성물이 개시되어 있다.

그러나 상기 선행기술에 따른 조성물은 압축강도, 부착강도 등의 특성이 아직 충분하지 못하여 현장에서 시공시 원하는 정도의 특성을 얻을 수 없는 문제점이 있다.

또한 라텍스 개질 초속경 콘크리트는 라텍스가 갖는 부착성, 유연성, 방수성 등의 특성을 이용하기 위하여 일반적으로 많이 사용되고 있으나 라텍스(SB라텍스 또는 아크릴 라텍스)의 피막에 의해 시멘트의 수화반응 지연 및 초기 반응성 물질인 에트린자이트의 생성이 억제되어 조기강도 발현이 저해되는 문제점을 가지고 있으며 이러한 초기 수화반응의 지연은 간절기 또는 한중공사시 상대적으로 얇은 포설두께에서 더욱 빈번하게 발생하는 실정이다.

따라서 본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 안출한 것으로서,

초속경 콘크리트 조성물에 있어서 비정질 칼슘알루미네이트 광물로 이루어지는 환원슬래그를 포함함에 따라 기존 C4A3S(아윈계), Alumina cement 등의 재료가 가진 저온에서의 한계를 극복할 수 있는 초속경 콘크리트 조성물을 제공함을 목적으로 한다.

또한 프리폴리머 및 메틸메타아크릴레이트를 포함하여 보수하고자 하는 시공면에 타설된 후 신속하게 경화되어 경화시간을 단축시킬 수 있는 초속경 콘크리트 조성물을 제공함을 목적으로 한다.

또한 삼원 중합체로 이루어지는 라텍스를 더 포함함으로서, 기존 라텍스 대비 필름의 연신율과 인장력이 우수한 초속경 콘크리트 조성물을 제공함을 목적으로 한다.

나아가 상기 초속경 콘크리트 조성물을 이용한 보수공법을 제공함을 또 하나의 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 초속경 콘크리트 조성물은

포틀랜드시멘트, 비정질 칼슘알루미네이트 광물로 이루어지는 환원슬래그, 칼슘설포알루미네이트 및 혼화제를 포함하여 이루어지는 초속경시멘트와 라텍스와 물과 잔골재 및 굵은골재를 포함하여 이루어지되,

메틸메타아크릴레이트, 프리폴리머, 경화제 및 감수제를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하고,

본 발명에 따른 초속경 콘크리트 조성물을 이용한 보수공법은

절삭장비를 통해 보수하고자 하는 포장면을 절삭하는 절삭단계;

절삭된 포장면의 이물질을 제거하고 세척하는 표면처리단계;

포틀랜드시멘트, 비정질 칼슘알루미네이트 광물로 이루어지는 환원슬래그, 칼슘설포알루미네이트 및 혼화제를 포함하여 이루어지는 초속경시멘트와 라텍스와 물과 잔골재 및 굵은골재, 메틸메타아크릴레이트, 프리폴리머, 경화제 및 감수제를 포함하여 이루어지는 초속경 콘크리트를 준비하는 단계;

준비된 초속경 콘크리트를 포장면에 포설장비를 이용하여 포설하는 단계;

포설된 초속경 콘크리트를 경화 및 양생하는 양생단계;

를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 따른 초속경 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 보수공법은

C12A7의 빠른 수화특성을 활용하여 초속경 콘크리트 내에서 기존 C4A3S(아윈계), Alumina cement, 등의 재료가 가진 저온에서의 한계를 극복하였으며, JY-EPC-4에 사용되는 라텍스는 아크릴계 terpolymer 로서 기존 스티렌/무타디엔 라텍스 대비 필름의 연신율과 인장력이 우수하고, 폴리머 입자 표면의 음이온성 관능기들이 다가(2가,3가) 양이온 시멘트 입자표면과 강력한 상호작용을 통해 반응하여 시멘트와의 접착력을 높이는 동시에 콘크리트 모재와 보다 강력한 부착강도를 형성하며,

시공시간을 단축시키면서도, 몰탈 조성물이 요구하는 충분한 압축강도, 휨강도, 부착강도 및 내구성능을 제공하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 보수공법의 블록도
도 2a 및 도2b는 본 발명에 따른 보수공법에 사용되는 포설장비의 변형례

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명에 따른 초속경 콘크리트 조성물(BC)은 포틀랜드시멘트, 비정질 칼슘알루미네이트(C12A7) 광물로 이루어지는 환원슬래그, 칼슘설포알루미네이트(CSA), 혼화제, 아크릴계 삼원 중합체(terpolymer)로 이루어지는 라텍스, 물, 잔골재, 굵은골재를 포함하여 이루어지되, 메틸메타아크릴레이트, 프리폴리머, 경화제 및 감수제를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 물을 100중량부로 할 때, 초속경시멘트 380~400 중량부, 잔골재 900~1000 중량부, 굵은골재 850~900 중량부, 라텍스 90~92 중량부로 이루어진다.

우선 비정질 환원슬래그는 철강 제조 중 발생하는 폐부산물이었으나 입자분산과 냉각기술로 속경성을 가진 높은 반응성의 시멘트 첨가제로 활용하였고, 이는 폐자원 재순환을 통한 이산화탄소 배출 저감 등의 친환경성과 경제성 등이 향상됨을 의미하고,

상기 라텍스는 아크릴계 terpolymer 로서 기존 스티렌/부타디엔 라텍스 대비 필름의 연신율과 인장력이 우수하고, 폴리머 입자 표면의 음이온성 관능기들이 다가(2가, 3가) 양이온 시멘트 입자표면과 강력한 상호작용을 통해 반응하여 시멘트와의 접착력을 높이는 동시에 콘크리트 모재와 보다 강력한 부착강도를 형성하는 반응 메카니즘을 갖고, 고형분 함유량, 입도 분포, 제조공정 등에 따라 품질의 변화가 심하므로 표준화된 제조공정을 갖춘 공장 제품을 사용하여야 한다. 안정화제 및 거품방지제는 공장에서 첨가되어야 한다. 라텍스은 우유 빛을 가지며, 독성 및 인화성이 없어야 한다.

잔골재는 KS F 2526 기준에 따른 입도분포를 가지는 자연모래이다.

굵은 골재는 깨끗하고 견실한 쇄석 또는 자갈이고, 최대골재치수는 19mm 이하로 이루어진다.

나아가 본 발명의 메틸메타아크릴레이트(MMA: Methyl MethAcrylate)는 우수한 접착력을 갖도록 하는 동시에, 우수한 바인더 물성 및 기계적 물성을 유지하여 타설 후 신속한 경화를 진행하여도 크랙 및 탈락현상을 현저하게 개선할 수 있다.

특정 양태로서, 본 발명에 따른 메틸메타아크릴레이트는 점도가 10 내지 1,000cps인 저점도 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지 49 내지 70중량%와, 점도가 2,000 내지 20,000cps인 고점도 메틸메타크릴레이트(MMA) 20 내지 50중량%를 혼합하여 얻어지는 메틸메타크릴레이트 혼합물에 SIS(stylene isoprene stylene), SBR(stylene

butadiene rubber), SBS(stylene butadiene stylene) 중에서 선택된 하나 이상의 혼합물 1 내지 10중량%를 혼

합한 변성 메틸메타아크릴레이트를 사용할 수도 있다.

이때, 상기 SIS, SBR 및/또는 SBS의 함량이 1중량% 미만인 경우에는 투입시에 내충격성 저하로 인한 크랙이 발생할 수 있고, 10중량%를 초과하는 경우에는 변성 메틸메타크릴레이트 수지의 점도상승으로 인하여 작업성에 문제가 발생될 수 있기 때문에 바람직하지 못하다.

바람직한 메틸메타아크릴레이트의 사용량은 상기 물 100중량부를 기준으로 80~320 중량부인 것이 좋다.

프리폴리머는 시공면에 타설, 예를 들면 보수하고자 하는 시공면에 타설된 후 신속히 경화될 수 있도록 하는 고분자 수지로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 프리폴리머라면 특별히 한정되지 않는다

바람직한 프리폴리머로는 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 코폴리머 폴리올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 사용하는 것이 좋다.

특정적으로, 본 발명에 따른 프리폴리머는 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 코폴리머 폴리올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 또는 이들 중 선택된 적어도 두 개 이상의 혼합물 25 내지 30중량%와 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 70 내지 75중량%를 반응시켜 제조한 폴리우레탄 프리폴리머를 사용하는 것이 좋다.

상기 프리폴리머에 포함된 폴리올은 경화 전에는 유동성, 작업성에 영향을 주고, 경화 후에는 물리적/화학적 성능에 영향을 주며, 과다하게 사용 시 경화 중 표면에 블리스터링(Blistering) 현상과 얼룩이 발생할 수 있으므로, 그 사용량을 적절히 조절하는 것이 바람직하며, 상기 물 100중량부 기준으로, 40 내지 240중량부인 것이 좋다.

경화제는 상기 초속경 보수용 몰탈 조성물에 포함된 메틸메타아크릴레이트와 프리폴리머를 신속히 경화시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용되는 경화제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하며, 그 사용량은 물 100중량부 기준으로 20 내지 120 중량부인 것이 좋다.

상기 경화제는 2-디에틸아미노에틸아민, N-부틸디에탄올아민, 2-디이소프로필아미노에틸아민, 3-디메틸아미노-1-프로필아민, 3-디에틸아미노프로필아민, 트리에탄올아민, 트리이소프로판올아민, 3-디부틸아미노프로필 아민, 트리프로판올아민, 메틸아민, N,N-디메틸 에탄올아민, 사이클로헥실아민, 3-디메틸아미노프로, 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI), 톨루엔 디이소시아네이트(TDI), 이소포론 디이소시아네이트(IPDI), 4,4' 메틸렌 비스(사이클로 헥실 이소시아네이트), 피마자유, 수소화피마자유 중 하나 또는 이들로부터 선택된 적어도 둘 이상의 혼합물로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 감수제는 물 100 중량부를 기준으로 4~20 중량부를 포함하고 있으며, 멜라민형 또는 아미노 술폰산형 감수제인 것이 바람직하다.

본 발명은 도1에 도시된 바와 같이, 상기 초속경 콘크리트 조성물을 이용한 보수공법(M)을 제시하고 있으며,

상기 보수공법(M)은 절삭장비를 통해 보수하고자 하는 포장면을 절삭하는 절삭단계(M1)와, 절삭된 포장면의 이물질을 제거하고 세척하는 표면처리단계(M2)와, 상기 초속경 콘크리트 조성물로 이루어지는 콘크리트를 준비하는 준비단계(M3)와, 상기 초속경 콘크리트(BC)를 포설장비를 이용하여 포장면에 타설하는 포설단계(M4)와, 타설된 초속경 콘크리트를 경화 및 양생하는 양생단계(M5)를 포함하여 이루어진다.

상기 절삭단계(M1)는 포장면을 절단하는 단계로, 적정한 양생시간의 확보와 교통차단시간을 최소화하기 위해서 절삭장비를 운영하여 설계도서에 규정된 깊이까지 완전히 제거하게 된다.

그 다음 상기 절삭단계(M1)에 의해 더러워진 포장면을 처리하는 단계를 거치게 되는데, 먼저, 노면파쇄기와 워터제트에 의해 발생하는 절삭폐기물은 스키드로더로 집적하여 덤프트럭에 실어 지정된 폐기물 처리장소에서 처리하며, 스키드로더로 제거되지 않는 절삭 이물질 및 수분은 진공흡입트럭을 이용하여 흡입 제거한다.

나아가 상기 초속경 콘크리트 조성물들을 배합기를 사용하여 배합하여 준비한 후, 준비된 초속경 콘크리트를 포설장비를 이용하여 포장면에 타설하는 포설단계(M4)가 진행된다.

이 때 포설단계(M4)에 앞서, 부착력을 증진시키고, 경계면의 결함을 없애기 위해 브루밍 작업을 선 시행한다.

브루밍 작업은 습윤상태에 있는 상태에서 수직면에 콘크리트가 도포될 수 있도록 반복하여 손으로 문지르는 작업이다.

포설작업은 하기 공정단계를 통해 시행되게 된다.

1. 브루밍한 면이 마르는 것을 방지하기 위해서 가능한한 빨리 혼합물이 타설 되어야 한다.

2. 포설 두께는 최소 4㎝ 이상이어야 하고, 진동다짐으로 마무리하여야 한다.

3. 모서리부, 측벽부, 신축이음부, 철근 노출부, 깊이가 변하는 부위 등과 같이 채움이 취약한 부위에는 봉 다짐을 실시하여야 한다.

4. 예상치 못한 기상변화에 대비하여 굳지 않은 콘크리트를 보호하기 위해 사전에 충분한 준비를 하여야 한다. 만일, 포설 중 비가 내리면 감독원은 모든 작업을 중단시키고, 이로 인해 손상된 부분은 제거하여야 한다.

포설이 완료되면, 미끄럼을 방지하기 위해 타이닝 작업을 더 시행할 수 있으며, 타이닝 작업은 다음과 같다.

1. 횡방향 타이

1-1. 타이닝 장비에 갈고리를 장착하여 도로 중심선과 수직으로 시공한다

1-2. 20~30 ㎜ 의 일정한 간격과 3±1.5 ㎜ 의 깊이, 3±0.5 mm 의 폭으로 시공 한다.

2. 종방향 타이닝

2-1. 타이닝 장비 후미에 갈고리를 장착하여 도로 중심선과 평행하게 시공한다.

2-2. 19±1 mm 이내의 일정한 홈의 중심간격과 3±1.5 mm 의 깊이, 3±0.5 mm 의 폭으로 시공한다.

상기와 같이 타설이 끝나면 경화 및 양생하게 되는데, 추가적으로 피막양생제를 더 첨가할 수 있다.

피막양생제는 유성제품을 사용하여야 하며, 사용량은 기상조건을 고려하여 사용량은 결정하여야하며, 살포량은 1.5L/㎡(원액농도 0.105kg/㎡)를 넘지 않도록 한다.

또한 양생 시 일반적으로 소요 강도는 적용온도에서 3∼4시간사이에서 얻을 수 있지만, 대기온도가 13℃이상인 경우에는 타설 종료 후 최소 4시간이상 양생하는 것으로 하는 것으로 한다. 다만, 대기온도가 13℃이하일 경우는 감독원과 협의하여 양생기간을 더 연장할 수 있다.

도2는 본 발명에 따른 포설장비의 변형례를 도시한 것으로서, 상기 포설장비는 초속경 콘크리트를 포장면에 고르게 타설하기 위한 것으로, 상기 포설장비는 포장면 상부에 위치하여 길이방향으로 이동 가능한 메인파이프와, 상기 메인파이프에 상기 메인파이프를 통해 공급되는 콘크리트를 분사하는 분사부재(S)를 포함하여 이루어져, 보다 빠르고 신속하게 포장면 상부에서 콘크리트를 포설할 수 있도록 구성한다.

이 때 상기 시공 위치에 따라 상기 메인파이프와 분사부재(S) 사이에는 별도의 연장파이프가 더 구비될 수 있으며, 이 연장파이프는 하나 또는 둘 이상이 연결될 수 있으며, 이는 시공현장에 따라 다르게 구현되는 것이 바람직하다.

또한 상기 분사부재(S)에는 상기 분사부재(S)를 개폐하는 마개(S1)가 고정블록유닛에 의해 탈착 가능하게 결합되어 상기 고정블록유닛(B)에 의해 포설하고자 하는 면적이 좁은 경우에는 상기 마개(S1)를 이용하여 사용하지 않아도 되는 분사부재(S)를 막아 불필요한 곳에 포설되는 것을 방지할 수 있다.

상기 고정블록유닛(B)은 도2에 도시된 바와 같이, 분사부재(S)에 구비되는 제1블록(B1)과, 마개(S1)에 구비되어 상기 제1블록(B1)이 인입되는 인입홀(B21)이 형성된 제2블록(B2), 상기 제1블록(B1) 내에 구비되어 상기 인입홀(B21)에 형성된 끼움홈(B22)으로 돌출되어 고정되는 한 쌍의 고정팔(B14) 및 상기 제1블록(B1) 내부에서 승하강하여, 상기 한 쌍의 고정팔(B14) 후퇴를 제한하는 승하강봉돌(B13)을 포함하여 이루어진다.

이에 따라 상기 제1블록(B1)이 상기 인입홀(B21)에 인입되면, 상기 승하강봉돌(B13)이 하강하여 상기 한 쌍의 고정팔(B14)을 양측으로 돌출시킴에 따라, 상기 고정팔(B14)이 상기 끼움홈(B22)에 내삽 되어 제1블록(B1)을 제2블록(B2)에 고정하고,

상기 하강한 승하강봉돌(B13)이 상기 한 쌍의 고정팔(B14) 사이에 위치하여 상기 고정팔(B14)이 후퇴를 제한하여 상기 제1블록(B1)과 제2블록(B2)의 고정 상태를 유지하고,

상기 제1블록(B1) 하부에는 상기 승하강봉돌(B13) 하면에 밀착되며 복귀스프링(B163)을 포함하는 복귀부재(B16)가 구비되어,

상기 복귀스프링(B163)의 탄성력에 의해 상기 복귀부재(B16)가 상기 승하강봉돌(B13)의 하면을 타격하여 승하강봉돌(B13)을 상승시키면, 상기 고정팔(B14)의 후퇴를 허용하여 상기 제1블록(B1)을 제2블록(B2)으로부터 분리시킬 수 있도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.

각각의 구성에 대하여 도2a 및 도2b를 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 하며, 상기 도2a의 [A]는 상기 고정블록유닛(B)이 설치되는 개략적인 모습을 도시한 것이고, 상기 도2a의 [B], [C], 도2b의 [D], [E], [F]는 상기 제1블록(B1)을 제2블록(B2)에 결합하는 동작을 순서대로 나타낸 것이며, 명세서 보기의 편의를 위하여 도면부호는 도2a에만 도시하였으며, 이하 나머지 도면에서도 동일한 구성으로 도면부호는 도2a를 참조하기로 한다.

먼저, 상기 제2블록(B2)에 대하여 설명하면, 도2a의 [A] 및 [B]에 나타난 바와 같이, 상기 마개(S1) 일측에 돌출되도록 결합되며, 상하 개방된 인입홀(B21)이 형성되어 있으며, 상기 인입홀(B21)에는 양측으로 끼움홈(B22)이 형성되어 후술하는 고정팔(B14)이 내삽 될 수 있도록 이루어진다.

상기 인입홀(B21)에는 상기 제1블록(B1)이 내삽 되는 것으로, 도2a[A]에 나타난 바와 같이, 상기 제1블록(B1)은 분사부재(S)의 일측에 구비되되 상기 메인파이프의 저면보다 하향 돌출되도록 구비되어 상기 제1블록(B1)의 하부가 상기 인입홀(B21)에 끼워질 수 있도록 이루어진다.

상기 제1블록(B1)의 내부에는 후술하는 승하강봉돌(B13)이 상하로 승하강 동작을 할 수 있는 이동공간부(B11)가 상기 제1블록(B1)의 길이방향을 따라 내부에 형성되며, 상기 이동공간부(B11)의 상부에는 상기 이동공간부(B11)보다 넓은 공간을 갖는 승하강공간부(B126)가 연통되도록 이루어진다.

아울러 상기 제1블록(B1)은 도면에는 도시되지 않았으나, 상기 구성요소들을 내부에 조립하기 위하여 상분체 및 하분체의 두 분체로 이루어져 상호간에 결합되는 방식으로 제조되는 것이 바람직하나, 이에 권리범위를 제한 해석해서는 안 된다.

다시, 상기 이동공간부(B11)는 승하강봉돌(B13)이 승하강하는 공간이고, 상기 승하강공간부(B126)는 후술하는 풀업부재(B12)가 승하강하는 공간으로, 상기 이동공간부(B11)의 상부에는 상기 승하강봉돌(B13)의 상승을 제한하도록 내측으로 돌출된 멈춤턱(B111)이 형성되어 있으며, 상기 이동공간부(B11)의 하부에는 후술하는 복귀부재(B16)의 하강을 제한하는 하부단턱이 더 형성되어 있다.

상기 승하강봉돌(B13)은 자성에 영향을 받는 쇠로 이루어지는 것으로, 상부는 평탄하고 하부에는 진입뾰족부(B131)가 형성되어 후술하는 고정팔(B14)을 벌리면서 하강할 수 있도록 이루어지며, 상기 진입뾰족부(B131)의 양측에는 상기 진입뾰족부(B131)보다 경사가 완만한 완만경사부(B132)가 형성되어 후술하는 고정팔(B14)의 인입 동작 시 이를 간섭하지 않도록 공간을 확보할 수 있도록 한다.

다시, 상기 고정팔(B14)은 상기 제1블록(B1) 양측으로 돌출될 수 있도록 한 쌍으로 이루어지는 것으로, 상기 각각의 고정팔(B14)의 양측에는 스프링지지날개(B141)가 형성되고, 이 스프링지지날개(B141)를 지지하는 제2스프링(B143)이 구비되어 도2a[B]와 같이, 평상시에는 상기 고정팔(B14)이 상기 제1블록(B1) 내측으로 인입될 수 있는 탄성력을 갖도록 한다.

또한 상기 고정팔(B14)의 내측 상부에는 진입안내경사부(B142)가 형성되어 상기 승하강봉돌(B13)이 손쉽게 진입할 수 있도록 한다.

상기 제1블록(B1) 상부에는 풀업부재(B12)가 더 구비되어 있는데, 상기 풀업부재(B12)는 상기 승하강공간부(B126)에 구비되어 상하로 승하강운동이 가능하게 이루어지는 것으로, 마그넷몸체(B121)와, 상기 마그넷몸체(B121) 양측에 구비되어 상기 제1블록(B1) 양측으로 돌출되는 풀업손잡이(B122)로 이루어지고, 상기 마그넷몸체(B121) 상부에는 제1스프링(B123)이 구비되어, 상기 풀업부재(B12)가 아랫방향으로 밀릴 수 있는 탄성력을 부여하고 있으며, 상기 풀업손잡이(B122)에는 후술하는 풀업라인(B124)이 결합되는 라인결합부(B122a)가 더 형성되어 있다.

또한 본 발명은 상기 승하강봉돌(B13)의 임의 상승을 제한하는 회전스토퍼(B15)가 더 구비되어 있으며, 상기 회전스토퍼(B15)는 상기 제1블록(B1) 내부 양측에 제1탄성힌지부(B154)를 통하여 회전 가능하게 구비되는 스토핑몸체(B151)와, 상기 스토핑몸체(B151)에 제2탄성힌지부(B155)를 통해 힌지 결합되며, 상기 이동공간부(B11)를 침범하도록 돌출되는 스토핑다리(B152)로 이루어진다.

이 때 상기 스토핑다리(B152)는 상기 스토핑몸체(B151)를 기준으로 아랫방향으로만 회전될 수 있는 제한적 회전형 부재인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제2탄성힌지부(B155)와 상기 풀업부재(B12)의 풀업손잡이(B122)를 연결하는 풀업라인(B124)이 더 구비되어 있으며, 이 풀업라인(B124)이 위치할 수 있도록 상기 제1블록(B1)의 내측에는 라인공간부(B125)가 더 형성되어 있다. 이 때 상기 풀업부재(B12) 및 풀업라인(B124)은 도면에 도시된 바와 같이, 상기 승하강봉돌(B13)을 기준으로 양측에 각각 구비되어 있으며, 도면에는 도시되지 않았으나, 상기 제1탄성힌지부(B154) 또한 도2a[B]의 형상과 같이 상기 풀업부재(B12)를 아랫방향으로 회전시키는 코일스프링이 더 구비될 수 있으나, 이에 권리범위를 제한 해석해서는 안 된다.

상기 제1블록(B1)의 하부에는 복귀부재(B16)가 더 구비되어 있으며, 이 복귀부재(B16)는 상기 승하강봉돌(B13)의 진입뾰족부(B131)가 내삽 되도록 동일한 형상으로 이루어지는 뾰족부수용홈(B161a)이 형성된 복귀몸체(B161)와, 상기 복귀몸체(B161) 하부에 구비되어 상기 제1블록(B1) 하부로 돌출 구비되는 복귀핸들(B162) 및 상기 복귀몸체(B161) 하부에서 상기 복귀핸들(B162)을 외삽 하도록 구비되는 복귀스프링(B163)을 포함하여 이루어지며, 상기 복귀핸들(B162)의 하부에는 직경이 넓은 핸들홀딩부(B162a)를 더 구비하여 사용자가 손쉽게 홀딩 할 수 있도록 이루어진다.

이하, 상기와 같은 구성으로 이루어지는 고정블록유닛(B)의 동작에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.

우선, 도2a[B]와 같이, 제1블록(B1)과 제2블록(B2)이 결합되기 전에는 상기 풀업부재(B12)가 상기 승하강봉돌(B13)을 자력에 의해 고정하여 상기 승하강봉돌(B13)이 이동공간부(B11)의 상부에 위치한다.

그 후, 상기 제1블록(B1)을 인입홀(B21)에 끼워 넣은 후, 도2a[C]와 같이, 사용자가 상기 풀업손잡이(B122)를 잡고 풀업부재(B12)를 상승시키면, 상기 승하강봉돌(B13)은 멈춤턱(B111)에 의해 상승이 불허되고, 상기 마그넷몸체(B121)와 승하강블록이 멀어져 자성이 약해짐에 따라 상기 승하강봉돌(B13)은 자중에 의해 하강하게 된다.

이 때 상기 회전스토퍼(B15)는 풀업라인(B124)이 당겨지면서 회전하여 상기 스토핑다리(B152)가 이동공간부(B11)를 침범하게 되나, 상기 스토핑다리(B152)는 도2a[C]와 같은 방향으로는 회전이 가능함에 따라 승하강봉돌(B13)의 하강을 방해하지 않는다.

상기 승하강봉돌(B13)의 자중에 의해 하강하면 상기 진입뾰족부(B131)가 상기 한 쌍의 고정팔(B14)의 진입안내경사부(B142) 사이를 통과하여 상기 한 쌍의 고정팔(B14)을 제1블록(B1) 양측으로 전진시켜 도2b[D]와 같이, 상기 고정팔(B14)이 상기 제2블록(B2)에 끼움홈(B22)에 내삽 되고, 상기 한 쌍의 고정팔(B14) 사이에 승하강봉돌(B13)이 위치하여 상기 한 쌍의 고정팔(B14)의 후퇴를 불허하여 제1블록(B1)을 제2블록(B2)에 견고하게 고정할 수 있다.

이를 보다 상세하게 설명하면, 상기 승하강봉돌(B13)이 하강하면 도2b의 [D]와 같이 상기 복귀부재(B16)를 상부에서 가압하여 조금 하강시킨 후, 상기 도2b의 [E]와 같이 중력가속도에 의한 힘이 없어지면 상기 복귀부재(B16)의 복귀스프링(B163)의 탄성력에 의해 일부 상승하여 상기 승하강봉돌(B13)의 상부에 상기 회전스토퍼(B15)의 스토핑다리(B152)가 밀착되어 승하강봉돌(B13)의 임의 상승을 제한하게 된다.

즉, 상기 도2b의 [D]와 같은 상태를 통하여 상기 도2a의 [C]와 같이 접혀진 스토핑다리(B152)가 다시 펼쳐지는 공간이 확보되고, 도2b의 [E]와 같이 상기 승하강봉돌(B13)의 상부를 지지하여 고정력을 확보할 수 있다.

제1블록(B1)을 제2블록(B2)으로부터 해제하기 위해서는 상기 도2b의 [F]와 같이, 상기 복귀부재(B16)의 복귀몸체(B161) 하단이 하부단턱부(B112)에 밀착될 때 까지 상기 복귀핸들(B162)을 잡고 당기면, 상기 승하강봉돌(B13)은 자중에 의해 함께 하강하고, 이 때 사용자가 복귀부재(B16)를 놓으면 복귀스프링(B163)의 탄성력에 의해 상기 승하강봉돌(B13)을 위로 타격시키며, 승하강봉돌(B13)이 상승하다가 상기 풀업부재(B12)의 마그넷몸체(B121)와 자력에 의해 붙어 앞서 도2a의 [B]와 같은 상태로 원위치 되어 제1블록(B1)을 손쉽게 제2블록(B2)으로부터 빼 낼 수 있도록 이루어진다.

즉, 상기와 같은 구성에 의해 제1블록(B1)과 제2블록(B2)은 보다 손쉽게 결합, 고정유지 및 분리를 할 수 있는 특징이 있다.

또 이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조 및 구성을 갖는 초속경 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 보수공법을 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

BC : 초속경 콘크리트
M : 보수공법
M1 : 절삭단계 M2 : 표면 처리단계
M3 : 초속경 콘크리트 준비단계 M4 : 포설단계
M5 : 양생단계 S : 분사부재
S1 : 마개

Claims

절삭장비를 통해 보수하고자 하는 포장면을 절삭하는 절삭단계(M1);
절삭된 포장면의 이물질을 제거하고 세척하는 표면처리단계(M2);
포틀랜드시멘트, 비정질 칼슘알루미네이트 광물로 이루어지는 환원슬래그, 칼슘설포알루미네이트 및 혼화제를 포함하여 이루어지는 초속경시멘트와 라텍스와 물과 잔골재 및 굵은골재, 메틸메타아크릴레이트, 프리폴리머, 경화제 및 감수제를 포함하여 이루어지는 초속경 콘크리트를 준비하는 단계(M3);
준비된 초속경 콘크리트를 포장면에 포설장비를 이용하여 포설하는 단계(M4);
포설된 초속경 콘크리트를 경화 및 양생하는 양생단계(M5);
를 포함하여 이루어지되,
상기 포설장비는
포장면 상부에 위치하여 길이방향으로 이동 가능한 메인파이프와, 상기 메인파이프에 구비되는 복수의 연장파이프 및 상기 연장파이프 각각에 구비되어 상기 메인파이프를 통하여 공급되는 초속경 콘크리트를 포장면에 분사하는 분사부재를 포함하여 이루어지고,
상기 분사부재(S)에는
상기 분사부재(S)를 개폐하는 마개(S1)가 고정블록유닛(B)에 의해 상호 탈착 가능하게 결합되되,
상기 고정블록유닛(B)은
분사부재(S)에 구비되는 제1블록(B1)과, 마개(S)에 구비되어 상기 제1블록(B1)이 인입되는 인입홀(B21)이 형성된 제2블록(B2), 상기 제1블록(B1) 내에 구비되어 상기 인입홀(B21)에 형성된 끼움홈(B22)으로 돌출되어 고정되는 한 쌍의 고정팔(B14) 및 상기 제1블록(B1) 내부에서 승하강하여, 상기 한 쌍의 고정팔(B14) 후퇴를 제한하는 승하강봉돌(B13)을 포함하여 이루어지되,
상기 승하강봉돌(B13)의 하부에는 진입뾰족부(B131)와, 상기 진입뾰족부(B131) 양측 각각에 상기 진입뾰족부(B131)보다 경사가 완만하게 형성되는 완만경사부(B132)가 구비되고,

상기 제1블록(B1)에 구비되어 제1탄성힌지부(B154)를 통하여 회전 가능하게 구비되는 스토핑몸체(B151)와, 상기 스토핑몸체(B151)에 제2탄성힌지부(B155)를 통해 힌지결합되는 스토핑다리(B152)로 이루어지는 회전스토퍼(B15)가 더 구비되고,
상기 제1블록(B1)에는 상하로 승하강운동이 가능한 풀업부재(B12)가 더 구비되되,
상기 풀업부재(B12)는
마그넷몸체(B121)와, 상기 마그넷몸체(B121) 양측에 구비되어 상기 제1블록(B1) 양측으로 돌출되느 풀업손잡이(B122), 상기 마그넷몸체(B121) 상부에 구비되는 제스프링(B123), 상기 풀업손잡이(B122)로 이루어지며,
상기 풀업손잡이(B122)와 상기 제2탄성힌지부(B155)를 연결하는 풀업라인(B124)이 더 구비되어,

상기 제1블록(B1)이 상기 인입홀(B21)에 인입되면, 사용자가 상기 풀업손잡이(B122)를 동작하여 풀업부재(B12)를 상승시키면, 상기 승하강봉돌(B13)은 멈춤턱(B111)에 의해 상승이 불허되어, 상기 마그넷몸체(B121)와 승하강봉돌(B13)이 이격되어 자성이 약해짐에 따라 상기 승하강봉돌(B13)이 하강하여 상기 한 쌍의 고정팔(B14)을 양측으로 돌출시키면서, 상기 고정팔(B14)이 상기 끼움홈(B22)에 내삽 되어 제1블록(B1)을 제2블록(B2)에 고정하되,
상기 승하강봉돌(B13)의 상부에 상기 스토핑다리(B152)가 밀착되어 상기 승하강봉돌(B13)의 상승을 제한함에 따라,
상기 하강한 승하강봉돌(B13)이 상기 한 쌍의 고정팔(B14) 사이에 위치하여 상기 고정팔(B14)이 후퇴를 제한하여 상기 제1블록(B1)과 제2블록(B2)의 고정 상태를 유지하고,

상기 제1블록(B1) 하부에는 상기 승하강봉돌(B13) 하면에 밀착되며 복귀스프링(B163)을 포함하는 복귀부재(B16)가 구비되어,
상기 복귀스프링(B163)의 탄성력에 의해 상기 복귀부재(B16)가 상기 승하강봉돌(B13)의 하면을 타격하여 승하강봉돌(B13)을 상승시키면, 상기 고정팔(B14)의 후퇴를 허용하여 상기 제1블록(B1)을 제2블록(B2)으로부터 분리시키되, 상기 승하강봉돌(B13)은 상기 마그넷몸체(B121)에 자력에 의해 고정되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 초속경 콘크리트 조성물을 이용한 보수공법.
제 1 항에 있어서,
상기 프리폴리머는
폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 코폴리머 폴리올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 초속경 콘크리트 조성물을 이용한 보수공법.
제 1 항에 있어서,
상기 물을 100중량부로 할 때, 초속경시멘트 380~400 중량부, 잔골재 900~1000 중량부, 굵은골재 850~900 중량부, 라텍스 90~92 중량부, 프리폴리머 40~240 중량부, 메틸메타아크릴레이트 80~320 중량부, 경화제 20~120 중량부, 감수제 4~20 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 초속경 콘크리트 조성물을 이용한 보수공법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 경화제는
2-디에틸아미노에틸아민, N-부틸디에탄올아민, 2-디이소프로필아미노에틸아민, 3-디메틸아미노-1-프로필아민, 3-디에틸아미노프로필아민, 트리에탄올아민, 트리이소프로판올아민, 3-디부틸아미노프로필 아민, 트리프로판올아민, 메틸아민, N,N-디메틸 에탄올아민, 사이클로헥실아민, 3-디메틸아미노프로, 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI), 톨루엔 디이소시아네이트(TDI), 이소포론 디이소시아네이트(IPDI), 4,4' 메틸렌 비스(사이클로 헥실 이소시아네이트), 피마자유, 수소화피마자유 중 어느 하나 또는 이들로부터 선택된 적어도 둘 이상의 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 초속경 콘크리트 조성물을 이용한 보수공법.