KR102278202B1 - 도로포장 보수용 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로포장 보수 시공방법 - Google Patents

도로포장 보수용 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로포장 보수 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도로포장 보수용 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물로서, 초속경형 결합재 3 내지 55 중량%, 잔골재 5 내지 70 중량%, 굵은골재 3 내지 60 중량%, 고기능성 개질제 0.01 내지 30 중량% 및 물 0.1 내지 30 중량%를 포함하고, 상기 초속경형 결합재는 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 황산알루미늄 50 내지 70 중량부, 산화리튬 20 내지 40 중량부, 질화붕소 20 내지 40 중량부, 개질유황 20 내지 40 중량부, 해조류 분말 10 내지 30 중량부, 인산칼륨 10 내지 30 중량부, 석고 10 내지 30 중량부, 칼슘설포알루미네이트 10 내지 30 중량부, 방해석 1 내지 10 중량부 및 크로라이트 1 내지 10 중량부를 포함하고; 상기 고기능성 개질제는 비닐 아세테이트-부틸 아크릴레이트 공중합체 100 중량부에 대하여, 폴리포스포릴콜린글라이콜 아크릴레이트 50 내지 70 중량부, 실록산 50 내지 70 중량부, 폴리(3,4-디알콕시티오펜) 20 내지 40 중량부, 파라아미노벤젠술폰아세트아미드 10 내지 30 중량부, 페노티아진 10 내지 30 중량부, 메타크릴옥시프로필트리스(트리메틸실록시)실란 1 내지 10 중량부 및 부틸레이티드 하이드록시아니솔 1 내지 10 중량부를 포함하여; 신속하게 콘크리트 도로의 파손부위를 복구함으로써 차량 통제 시간 및 시공 비용을 획기적으로 절감함과 동시에 강도 및 내구성 우수한 도로포장 보수용 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로포장 보수 시공방법에 관한 것이다.

Description

도로포장 보수용 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로포장 보수 시공방법{QUICK-HARDENING CEMENT CONCRETE COMPOSITION FOR REPAIRING ROAD AND ROAD REPAIRING METHOD THEREWITH}
본 발명은 신속하게 콘크리트 도로의 파손부위를 복구함으로써 차량 통제 시간 및 시공 비용을 획기적으로 절감함과 동시에 강도 및 내구성 우수한 도로포장 보수용 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로포장 보수 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로, 콘크리트 포장도로는 강성으로 온도 및 주변 환경에 대한 시공 제약이 크고, 양생기간이 오래 소요되며, 건조수축에 의한 균열발생, 불쾌한 승차감 및 소음 등의 단점을 갖고 있으나, 우수한 내구성과 유지보수 비용절감 등의 장점으로 고속도로 및 중차량 도로에 적용되고 있다.
그러나 이러한 콘크리트 포장도로는 기온의 변화에 따른 신축과 팽창 및 강설 또는 강우에 의해 포장층 하부에 발생하는 스펀지 현상으로 인해 포장층의 받침력이 저하되어 포장층에 균열이 생기거나 차량 하중 등에 의해 균열이 빈번히 발생한다. 또한, 콘크리트 포장층에 균열 등이 발생하게 되면 그 틈으로 우수 등이 침투하여 도로의 손상부가 신속히 확장되고 도로 위를 달리는 차량 하중에 의해 균열이 진행되기 때문에 신속한 보수가 필요하다.
이러한 콘크리트 포장도로는 손상된 부분을 제거하고 재포장 등의 도로포장 보수공법으로 보수하는 것이 보수부분의 내구수명 등에 있어서 유리하지만, 재포장된 도로 또한 최초 포장된 부분과 보수된 부분을 동일한 조건 등으로 할 수가 없어 기존 도로와 보수된 재포장 부분에 단차가 생기게 되어 주행하는 차량에 충격을 주게 되는 등의 문제가 발생하고, 재포장된 콘크리트가 경화되어 필요로 하는 강도를 발현하기 위해서는 일정 기간 양생하여야 함으로 일정 시간 동안 차량의 통행을 제한하여야 하는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 교량 슬래브, 도로포장의 노면 및 콘크리트 구조물의 외벽과 같이 부식이나 침식이 많이 일어나는 부위를 보수 또는 보강하기 위한 보수공사에는 조강 포틀랜드 시멘트(3종 시멘트)가 널리 사용되고 있다. 하지만, 조강 포틀랜드 시멘트는 일반 시멘트에 비하여 시공성이 우수한 장점이 있으나, 투수성이 높아 염화물이나 수분의 침투가 발생하여 콘크리트가 부식되는 문제가 있다. 특히, 조강 포틀랜드 시멘트는 그 특성상 콘크리트가 경화되는 양생 시간(2∼3시간)이 오래 소요되기 때문에 작업의 특성상 짧은 시간 내에 마무리를 요하는 긴급 보수공사에 사용하기에는 더욱 곤란한 문제점을 내포하고 있다.
따라서, 최근의 긴급 보수공사에서는 조강 포틀랜드 시멘트의 단점을 보완하기 위하여 콘크리트에 폴리머 에멀젼을 첨가한 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트의 사용이 점차 증가하고 있다. 그러나 이러한 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 역시 강도 및 내구성이 여전히 기대에 못미치고 있는 실정이다.
대한민국 특허등록 제10-1720504호 대한민국 특허등록 제10-1708357호 대한민국 특허등록 제10-2097111호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 일 구현예는 신속하게 콘크리트 도로의 파손부위를 복구함으로써 차량 통제 시간 및 시공 비용을 획기적으로 절감함과 동시에 강도 및 내구성 우수한 도로포장 보수용 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물을 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 일 구현예는 상기 도로포장 보수용 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물을 이용한 도로포장 보수 시공방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 구현예는 도로포장 보수용 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물로서, 초속경형 결합재 3 내지 55 중량%, 잔골재 5 내지 70 중량%, 굵은골재 3 내지 60 중량%, 고기능성 개질제 0.01 내지 30 중량% 및 물 0.1 내지 30 중량%를 포함하고, 상기 초속경형 결합재는 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 황산알루미늄 50 내지 70 중량부, 산화리튬 20 내지 40 중량부, 질화붕소 20 내지 40 중량부, 개질유황 20 내지 40 중량부, 해조류 분말 10 내지 30 중량부, 인산칼륨 10 내지 30 중량부, 석고 10 내지 30 중량부, 칼슘설포알루미네이트 10 내지 30 중량부, 방해석 1 내지 10 중량부 및 크로라이트 1 내지 10 중량부를 포함하고; 상기 고기능성 개질제는 비닐 아세테이트-부틸 아크릴레이트 공중합체 100 중량부에 대하여, 폴리포스포릴콜린글라이콜 아크릴레이트 50 내지 70 중량부, 실록산 50 내지 70 중량부, 폴리(3,4-디알콕시티오펜) 20 내지 40 중량부, 파라아미노벤젠술폰아세트아미드 10 내지 30 중량부, 페노티아진 10 내지 30 중량부, 메타크릴옥시프로필트리스(트리메틸실록시)실란 1 내지 10 중량부 및 부틸레이티드 하이드록시아니솔 1 내지 10 중량부를 포함하는 도로포장 보수용 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물을 제공한다.
상기 개질유황 및 해조류 분말은 상온에서 고상의 분말 형태인 개질유황 및 해조류 복합분말인 것이고;
상기 개질유황 및 해조류 복합분말은 유황, 디시클로 펜타디엔계 개질제(dicyclo pentadiene), 헤테로 고리 아민계 개질제(hetero cyclic amine) 및 알킬아민계 개질제(alkylamine)를 혼합하여, 개질유황 혼합물을 제조한 후, 상기 개질유황 혼합물을 105 내지 130 ℃의 온도에서 용융하는 단계; 상기 용융된 개질유황 혼합물을 85 내지 95 ℃의 온도로 냉각 및 안정화시킨 후, 상기 온도에서 냉각 및 안정화된 개질유황 혼합물 20 내지 40 중량부를 해조류 분말 10 내지 30 중량부와 혼합하여, 개질유황 및 해조류 복합물을 제조하는 단계; 및 상기 개질유황 및 해조류 복합물을 상온으로 냉각 및 안정화시킨 후, 상기 온도에서 냉각 및 안정화된 개질유황 및 해조류 복합물을 분쇄하여 개질유황 및 해조류 복합분말을 제조하는 단계를 포함하는 제조방법에 의하여 제조되는 것일 수 있다.
상기 해조류 분말은 해조류 발효분말인 것이고;
상기 해조류 발효분말은 해조류 100 중량부 및 스트렙토코코스 써모필러스(Streptococcus thermophilus) 0.01 내지 0.1 중량부를 혼합하는 단계; 상기 혼합물에 대하여, 탄산칼슘(CaCO3)을 사용하여 pH를 4 내지 5 범위로 유지하면서, 35 내지 40℃의 온도에서 70 내지 75시간 동안 발효하는 단계; 및 상기 발효물을 동결건조하여, 해조류 발효분말을 제조하는 단계를 포함하는 제조방법에 의하여 제조되는 것일 수 있다.
상기 질화붕소는 비표면적이 600 내지 1,000 m2/g인 다공성 질화붕소인 것이고;
상기 다공성 질화붕소는 TiB2 및 TiN을 B와 N의 몰비율이 1:1이 되도록 혼합하는 단계; 상기 혼합물을 고에너지 볼 밀을 이용하여, 물리적으로 분쇄하는 단계; 상기 분쇄된 혼합물을 300 내지 1,200 ℃의 온도에서 5분 내지 5시간 동안 가열하여 염소 기체(Cl2)와 같은 할로겐 기체와 반응시키는 단계; 및 수소 분위기 하에서 400 내지 600℃의 온도에서 10분 내지 2시간 동안 가열하는 단계를 포함하는 제조방법에 의하여 제조되는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예는 상기 도로포장 보수용 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물을 이용한 도로포장 보수 시공방법으로서,
콘크리트 구조물이 열화되어 콘크리트가 탈락된 부위 및 아스팔트 콘크리트를 노면 파쇄기를 이용하여 제거하고 청소하는 단계; 상기 청소된 부위에 프라이머 또는 블루밍 처리하는 단계; 상기 처리된 상부에 상기 도로포장 보수용 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물을 타설하는 단계; 타설된 상기 도로포장 보수용 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물 표면의 미끄럼 방지를 위하여 종횡방향의 타이닝을 실시하는 단계; 및 상기 타이닝된 상기 도로포장 보수용 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물 상부에 피막 양생제를 도포하는 단계를 포함하는 도로포장 보수 시공방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 도로포장 보수용 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로포장 보수 시공방법에 따르면, 신속하게 콘크리트 도로의 파손부위를 복구함으로써 차량 통제 시간 및 시공 비용을 획기적으로 절감할 수 있는 효과가 있다. 또한, 우수한 강도 및 염분침투저항성, 동결융해저항성 및 마모저항성 등의 내구성을 제공하여, 공용기간 연장과 유지보수에 소요되는 비용을 절감할 수 있다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 일 구현예는 도로포장 보수용 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물로서, 초속경형 결합재 3 내지 55 중량%, 잔골재 5 내지 70 중량%, 굵은골재 3 내지 60 중량%, 고기능성 개질제 0.01 내지 30 중량% 및 물 0.1 내지 30 중량%를 포함하고, 상기 초속경형 결합재는 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 황산알루미늄 50 내지 70 중량부, 산화리튬 20 내지 40 중량부, 질화붕소 20 내지 40 중량부, 개질유황 20 내지 40 중량부, 해조류 분말 10 내지 30 중량부, 인산칼륨 10 내지 30 중량부, 석고 10 내지 30 중량부, 칼슘설포알루미네이트 10 내지 30 중량부, 방해석 1 내지 10 중량부 및 크로라이트 1 내지 10 중량부를 포함하고; 상기 고기능성 개질제는 비닐 아세테이트-부틸 아크릴레이트 공중합체 100 중량부에 대하여, 폴리포스포릴콜린글라이콜 아크릴레이트 50 내지 70 중량부, 실록산 50 내지 70 중량부, 폴리(3,4-디알콕시티오펜) 20 내지 40 중량부, 파라아미노벤젠술폰아세트아미드 10 내지 30 중량부, 페노티아진 10 내지 30 중량부, 메타크릴옥시프로필트리스(트리메틸실록시)실란 1 내지 10 중량부 및 부틸레이티드 하이드록시아니솔 1 내지 10 중량부를 포함하는 도로포장 보수용 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 도로포장 보수용 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로포장 보수 시공방법에 따르면, 신속하게 콘크리트 도로의 파손부위를 복구함으로써 차량 통제 시간 및 시공 비용을 획기적으로 절감할 수 있는 효과가 있다. 또한, 우수한 강도 및 염분침투저항성, 동결융해저항성 및 마모저항성 등의 내구성을 제공하여, 공용기간 연장과 유지보수에 소요되는 비용을 절감할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 도로포장 보수용 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물은 초속경형 결합재 3 내지 55 중량%, 잔골재 5 내지 70 중량%, 굵은골재 3 내지 60 중량%, 고기능성 개질제 0.01 내지 30 중량% 및 물 0.1 내지 30 중량%를 포함한다.
본 발명에서 사용하는 골재는 잔골재와 굵은 골재로 구분되며, 입경이 5mm 이하인 것을 잔골재라 하고 입경이 5mm 보다 큰 것을 굵은 골재로 구분한다. 잔골재는 본 발명의 도로포장 보수용 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물에 대하여 5 내지 70 중량%로 함유되는 것이 바람직하고, 굵은 골재는 본 발명의 도로포장 보수용 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물에 대하여 3 내지 60 중량%로 함유되는 것이 바람직하다.
상기 초속경형 결합재는 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 황산알루미늄 50 내지 70 중량부, 산화리튬 20 내지 40 중량부, 질화붕소 20 내지 40 중량부, 개질유황 20 내지 40 중량부, 해조류 분말 10 내지 30 중량부, 인산칼륨 10 내지 30 중량부, 석고 10 내지 30 중량부, 칼슘설포알루미네이트 10 내지 30 중량부, 방해석 1 내지 10 중량부 및 크로라이트 1 내지 10 중량부를 포함할 수 있다.
상기 조강 포틀랜드 시멘트는 KS에 규정된 것을 사용하는 것이 바람직하며, 분말도가 5,000 내지 9,000 ㎠/g인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명의 초속경형 결합재에 있어서, 상기 조강 포틀랜드 시멘트 외 나머지 성분들의 함량은 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부를 기준으로 한다.
상기 황산알루미늄은 초기강도 발현, 건조수축에 대한 균열저항성을 개선하고, 우수한 흡착성, 내수성 및 탈취성을 개선하는 기능을 한다. 상기 황산알루미늄은 상기 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 50 내지 70 중량부 함유되는 것이 바람직하다. 상기 황산알루미늄의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 황산알루미늄의 함량이 너무 많은 경우에는 점도가 높아져 작업성이 저하되거나 제조 원가가 높아져 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 산화리튬은 강도, 균열저항성, 내수성 및 내화성을 개선하는 기능을 한다. 상기 산화리튬은 상기 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 20 내지 40 중량부 함유되는 것이 바람직하다. 상기 산화리튬의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 산화리튬의 함량이 너무 많은 경우에는 제조 원가가 높아져 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 질화붕소는 강도, 내마모성, 내화성, 내후성, 내약품성, 내열성, 내마모성 및 내충격성을 개선하는 기능을 한다. 상기 질화붕소는 비표면적이 600 내지 1,000 m2/g인 다공성 질화붕소인 것을 사용하여 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있다.
보다 구체적으로 상기 다공성 질화붕소는 TiB2 및 TiN을 B와 N의 몰비율이 1:1이 되도록 혼합하는 단계; 상기 혼합물을 고에너지 볼 밀을 이용하여, 물리적으로 분쇄하는 단계; 상기 분쇄된 혼합물을 300 내지 1,200 ℃의 온도에서 5분 내지 5시간 동안 가열하여 염소 기체(Cl2)와 같은 할로겐 기체와 반응시키는 단계; 및 수소 분위기 하에서 400 내지 600℃의 온도에서 10분 내지 2시간 동안 가열하는 단계를 포함하는 제조방법에 의하여 제조되는 것일 수 있다.
상기 질화붕소는 상기 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 20 내지 40 중량부 함유되는 것이 바람직하다. 상기 질화붕소의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 질화붕소의 함량이 너무 많은 경우에는 제조 원가가 높아져 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 개질유황은 미세한 균열의 발생을 억제하여, 우수한 수밀성, 강도 및 균열저항성을 개선할 뿐만 아니라, 염화물이온의 침투 저항성, 방청성, 내화학성 및 내약품성을 개선하는 기능을 한다.
보다 구체적으로 상기 개질유황은 유황, 디시클로 펜타디엔계 개질제(dicyclo pentadiene), 헤테로 고리 아민계 개질제(hetero cyclic amine) 및 알킬아민계 개질제(alkylamine)를 100: 1 내지 30; 0.1 내지 10: 0.1 내지 10의 중량비율로 포함하여 개질된 것을 사용하여 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있다.
이때, 상기 디시클로 펜타디엔계 개질제(dicyclo pentadiene), 헤테로 고리 아민계 개질제(hetero cyclic amine) 및 알킬아민계 개질제(alkylamine)는 각각 당분야에서 일반적으로 사용되는 유황의 개질제로 사용할 수 있는 것으로 그 종류를 특별히 한정하지 않는다.
다만, 상기 디시클로 펜타디엔계 개질제(dicyclo pentadiene), 헤테로 고리 아민계 개질제(hetero cyclic amine) 및 알킬아민계 개질제(alkylamine)의 보다 구체적인 예를들면, 상기 디시클로 펜타디엔계 개질제는 디시클로펜타디엔 단독, 또는 상기 디시클로펜타디엔에 시클로펜타디엔(CP), 디시클로펜타디엔의 유도체, 시클로펜타디엔의 유도체 또는 이들의 혼합물을 더 포함한 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기 디시클로 펜타디엔계 개질제는 디시클로펜타디엔 단독에, 또는 상기 디시클로펜타디엔에 시클로펜타디엔(CP), 디시클로펜타디엔의 유도체, 시클로펜타디엔의 유도체 또는 이들의 혼합물을 더 포함한 것에, 디펜텐(dipentene), 비닐톨루엔(vinyl toluene), 스티렌 모노머, 디시클로펜텐(dicyclopentene) 및 비고리형(acyclic) 디엔계 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 더 포함한 것을 사용할 수 있다.
또한, 헤테로 고리 아민계 개질제는 피리딘(pyridine), 피리딘의 동족체, 피리딘의 이성질체, 피리딘의 동족체의 이성질체, 퀴놀린(quinoline), 이소퀴놀린(isoquinoline), 아크리딘(acridine), 피롤(pyrrole) 및 이들의 혼합으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
또한, 상기 알킬아민계 개질제는 메틸아민(methylamine), 디메틸아민(dimethylamine), 트리메틸아민(trimethylamine), 에틸아민(ethylamine), 디에틸아민(diethylamine), 트리에틸아민(triethylamine), 에탄올아민(ethanolamine), 디에탄올아민(diethanolamine), 트리에탄올아민(triethanolamine), 사이클로펜틸아민(cyclopentylamine), 사이클로헥실아민(cyclohexylamine) 및 이들의 혼합으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 개질유황은 상기 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 20 내지 40 중량부 함유되는 것이 바람직하다. 상기 개질유황의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 개질유황의 함량이 너무 많은 경우에는 강도가 저하되거나 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 해조류 분말은 수밀성을 증가시켜 우수한 강도 및 균열저항성을 개선하는 기능을 한다. 보다 구체적으로 상기 해조류 분말은 다시마, 미역, 모자반, 톳 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 상기 해조류 분말은 평균입경이 1 내지 100 ㎛인 것을 사용하여, 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있는 효과가 있다.
상기 해조류 분말은 상기 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 10 내지 30 중량부 함유되는 것이 바람직하다. 상기 해조류 분말의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 해조류 분말의 함량이 너무 많은 경우에는 강도가 저하되거나 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 개질유황 및 해조류 분말은 상온에서 고상의 분말 형태인 개질유황 및 해조류 복합분말인 것을 사용하여, 염화물이온의 침투 저항성, 방청성, 내화학성 및 내약품성을 더욱 개선하고, 우수한 강도 및 균열저항성의 개선 효과를 더욱 극대화 할 수 있다.
보다 구체적으로 상기 개질유황 및 해조류 복합분말은 유황, 디시클로 펜타디엔계 개질제(dicyclo pentadiene), 헤테로 고리 아민계 개질제(hetero cyclic amine) 및 알킬아민계 개질제(alkylamine)를 혼합하여, 개질유황 혼합물을 제조한 후, 상기 개질유황 혼합물을 105 내지 130 ℃의 온도에서 용융하는 단계; 상기 용융된 개질유황 혼합물을 85 내지 95 ℃의 온도로 냉각 및 안정화시킨 후, 상기 온도에서 냉각 및 안정화된 개질유황 혼합물 20 내지 40 중량부를 해조류 분말 10 내지 30 중량부와 혼합하여, 개질유황 및 해조류 복합물을 제조하는 단계; 및 상기 개질유황 및 해조류 복합물을 상온으로 냉각 및 안정화시킨 후, 상기 온도에서 냉각 및 안정화된 개질유황 및 해조류 복합물을 분쇄하여 개질유황 및 해조류 복합분말을 제조하는 단계를 포함하는 제조방법에 의하여 제조되는 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 상기 개질유황 및 해조류 복합분말은 평균입경이 50 내지 300 μm인 것일 수 있다.
이때, 상기 개질유황 및 해조류 복합분말에 포함되는 해조류 분말은 해조류 발효분말인 것을 사용하여 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있다.
보다 구체적으로 상기 해조류 발효분말은 해조류 100 중량부 및 스트렙토코코스 써모필러스(Streptococcus thermophilus) 0.01 내지 0.1 중량부를 혼합하는 단계; 상기 혼합물에 대하여, 탄산칼슘(CaCO3)을 사용하여 pH를 4 내지 5 범위로 유지하면서, 35 내지 40℃의 온도에서 70 내지 75시간 동안 발효하는 단계; 및 상기 발효물을 동결건조하여, 해조류 발효분말을 제조하는 단계를 포함하는 제조방법에 의하여 제조되는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 인산칼륨은 초기강도 발현, 내산성, 내화학성, 내오존성, 내마모성, 수축저감 효과 및 염해 및 동해 저항성을 개선하는 기능을 한다. 상기 인산칼륨은 상기 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 10 내지 30 중량부 함유되는 것이 바람직하다. 상기 인산칼륨의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 인산칼륨의 함량이 너무 많은 경우에는 강도가 저하되거나 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 석고는 초기강도 발현과 조직을 치밀하게 하여 수축 및 균열을 방지하는 기능을 한다. 상기 석고는 상기 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 10 내지 30 중량부 함유되는 것이 바람직하다. 상기 석고의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 석고의 함량이 너무 많은 경우에는 과 팽창이 발생하거나 내수성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 칼슘설포알루미네이트는 빠른 경화특성을 나타내는 기능을 한다. 상기 칼슘설포알루미네이트는 상기 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 10 내지 30 중량부 함유되는 것이 바람직하다. 상기 칼슘설포알루미네이트의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 칼슘설포알루미네이트의 함량이 너무 많은 경우에는 경화속도가 지나치게 빨라져 작업성이 저하되거나, 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 방해석은 내마모성 및 내화성을 개선하고, 초기강도 발현과 조직을 치밀하게 하여 수축 및 균열을 방지하는 기능을 한다. 상기 방해석은 상기 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부 함유되는 것이 바람직하다. 상기 방해석의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 방해석의 함량이 너무 많은 경우에는 경화속도가 지나치게 빨라져 작업성이 저하되거나, 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 크로라이트는 강도, 내마모성, 내식성 및 내화성을 개선하는 기능을 한다. 상기 크로라이트는 상기 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부 함유되는 것이 바람직하다. 상기 크로라이트의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 크로라이트의 함량이 너무 많은 경우에는 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 상기 초속경형 결합재는 우수한 강도, 균열저항성, 내화학성, 염화물이온의 침투 저항성 및 방청성을 더욱 개선하기 위하여, 인삼박 섬유 및 실크피브로인을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 인삼박 섬유 및 실크피브로인은 각각 상기 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 5 중량부 및 0.1 내지 5 중량부 함유되는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로 상기 인삼박 섬유는 우수한 강도, 균열저항성, 내화학성, 염화물이온의 침투 저항성 및 방청성을 개선하기 위하여 사용할 수 있다. 상기 인삼박 섬유는 인삼액기스를 추출할 때 부산물로 나오는 인삼박을 수산화나트륨 수용액과 혼합하고 가열하여 연질화한 후, 세척함으로써 제조되는 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 상기 인삼박 섬유는 상기 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 5 중량부의 함량범위로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 인삼박 섬유의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 인삼박 섬유의 함량이 너무 많은 경우에는 강도가 저하되거나 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 상기 실크피브로인은 휨 강도, 인성 등의 우수한 강도, 수밀성, 균열저항성 및 방청성을 개선하기 위하여 사용할 수 있다. 상기 실크피브로인은 상기 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 5 중량부의 함량범위로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 실크피브로인의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 실크피브로인의 함량이 너무 많은 경우에는 강도가 저하되거나 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
이러한 상기 인삼박 섬유 및 실크피브로인은 인삼박 섬유 및 실크 피브로인의 복합 나노섬유인 것을 사용하여, 우수한 강도, 균열저항성, 내화학성, 염화물이온의 침투 저항성 및 방청성을 더욱 개선하고, 우수한 염화물이온의 침투 저항성 및 방청성의 개선 효과를 더욱 극대화할 수 있다.
보다 구체적으로 상기 인삼박 섬유 및 실크 피브로인의 복합 나노섬유는 인삼액기스를 추출할 때 부산물로 나오는 인삼박을 수산화나트륨 수용액과 혼합하고 가열하여 연질화한 후, 세척함으로써 인삼박 섬유를 제조하는 단계; 상기 제조된 인삼박 섬유 및 실크 피브로인을 용매에 용해하여, 인삼박 섬유 및 실크 피브로인의 복합 방사원액을 제조하는 단계; 및 상기 제조된 인삼박 섬유 및 실크 피브로인의 복합 방사원액을 전기방사하여 인삼박 섬유 및 실크 피브로인의 복합 나노섬유를 제조하는 단계를 포함하는 제조방법에 의하여 제조되는 것을 사용할 수 있다.
더욱 구체적으로 상기 인삼박 섬유 및 실크 피브로인의 복합 나노섬유는 인삼액기스를 추출할 때 부산물로 나오는 인삼박을 수산화나트륨 수용액과 혼합하고 가열하여 연질화한 후, 세척함으로써 인삼박 섬유를 제조하는 단계; 상기 제조된 인삼박 섬유 10 내지 30 중량부 및 실크 피브로인 10 내지 30 중량부를 용매로서의 포름산에 20 내지 50 중량% 농도가 되도록 용해하여, 인삼박 섬유 및 실크 피브로인의 복합 방사원액을 제조하는 단계; 및 상기 제조된 인삼박 섬유 및 실크 피브로인의 복합 방사원액을 전기방사하여 인삼박 섬유 및 실크 피브로인의 복합 나노섬유를 제조하는 단계를 포함하는 제조방법에 의하여 제조되는 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기 인삼박 섬유 및 실크 피브로인의 복합 나노섬유는 평균 길이가 300 내지 700 nm인 것일 수 있다.
상기 고기능성 개질제는 경화시간, 작업성, 강도 및 내구성을 개선시키기 위하여 사용하는 것으로, 비닐 아세테이트-부틸 아크릴레이트 공중합체 100 중량부에 대하여, 폴리포스포릴콜린글라이콜 아크릴레이트 50 내지 70 중량부, 실록산 50 내지 70 중량부, 폴리(3,4-디알콕시티오펜) 20 내지 40 중량부, 파라아미노벤젠술폰아세트아미드 10 내지 30 중량부, 페노티아진 10 내지 30 중량부, 메타크릴옥시프로필트리스(트리메틸실록시)실란 1 내지 10 중량부 및 부틸레이티드 하이드록시아니솔 1 내지 10 중량부를 포함할 수 있다.
상기 고기능성 개질제는 본 발명의 도로포장 보수용 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물에 0.01 내지 30 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 고기능성 개질제의 함량이 너무 적은 경우에는 경화시간, 작업성, 강도 및 내구성 개선 효과가 미약할 수 있고, 상기 고기능성 개질제의 함량이 너무 많은 경우에는 재료분리가 발생하기 쉬우며, 수화반응을 지연시켜 초기 압축강도 발현을 저하시킴과 동시에 가격 경쟁력이 저하될 수 있다.
상기 비닐 아세테이트-부틸 아크릴레이트 공중합체는 결합력 및 내구성능을 개선하는 기능을 한다.
본 발명의 고기능성 개질제에 있어서, 상기 비닐 아세테이트-부틸 아크릴레이트 공중합체 외 나머지 성분들의 함량은 비닐 아세테이트-부틸 아크릴레이트 공중합체 100 중량부를 기준으로 한다.
상기 폴리포스포릴콜린글라이콜 아크릴레이트는 작업성, 내마모성 및 내구성을 개선하는 기능을 한다. 상기 폴리포스포릴콜린글라이콜 아크릴레이트는 상기 비닐 아세테이트-부틸 아크릴레이트 공중합체 100 중량부에 대하여, 50 내지 70 중량부 함유되는 것이 바람직하다. 상기 폴리포스포릴콜린글라이콜 아크릴레이트의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 폴리포스포릴콜린글라이콜 아크릴레이트의 함량이 너무 많은 경우에는 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 실록산은 접착력, 내수성, 불연성, 내산화성을 개선하는 기능을 한다. 이러한 상기 실록산은 폴리디메틸실록산, 폴리비닐실록산, 폴리페닐메틸실록산 및 이들의 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 상기 실록산은 폴리디메틸실록산, 폴리비닐실록산, 폴리페닐메틸실록산 및 이들의 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것 100 중량부에 대하여, 환형 실록산 10 내지 30 중량부를 혼합한 것을 사용하여, 콘크리트 구조물에 대한 침투성을 개선하여, 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있다. 이때, 상기 환형 실록산은 시클로테트라실록산, 시클로펜타실록산, 시클로헥사실록산 및 이의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 사용할 수 있다.
상기 실록산은 상기 비닐 아세테이트-부틸 아크릴레이트 공중합체 100 중량부에 대하여, 50 내지 70 중량부 함유되는 것이 바람직하다. 상기 실록산의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 실록산의 함량이 너무 많은 경우에는 성능 개선효과는 좋으나 반응성이 빨라져 작업성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 폴리(3,4-디알콕시티오펜)은 염소이온 침투저항성, 동결융해 저항성 및 내구성을 더욱 개선하는 기능을 한다. 상기 폴리(3,4-디알콕시티오펜)은 상기 비닐 아세테이트-부틸 아크릴레이트 공중합체 100 중량부에 대하여, 20 내지 40 중량부 함유되는 것이 바람직하다. 상기 폴리(3,4-디알콕시티오펜)의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 폴리(3,4-디알콕시티오펜)의 함량이 너무 많은 경우에는 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 파라아미노벤젠술폰아세트아미드는 빠른 경화속도를 보조하면서, 표면박리 저항성, 작업성 및 내구성을 더욱 개선하는 기능을 한다. 상기 파라아미노벤젠술폰아세트아미드는 상기 비닐 아세테이트-부틸 아크릴레이트 공중합체 100 중량부에 대하여, 10 내지 30 중량부 함유되는 것이 바람직하다. 상기 파라아미노벤젠술폰아세트아미드의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 파라아미노벤젠술폰아세트아미드의 함량이 너무 많은 경우에는 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 페노티아진은 표면박리 저항성, 작업성 및 내구성을 더욱 개선하는 기능을 한다. 상기 페노티아진은 상기 비닐 아세테이트-부틸 아크릴레이트 공중합체 100 중량부에 대하여, 10 내지 30 중량부 함유되는 것이 바람직하다. 상기 페노티아진의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 페노티아진의 함량이 너무 많은 경우에는 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 메타크릴옥시프로필트리스(트리메틸실록시)실란은 강도, 작업성, 내마모성 및 내구성을 개선하는 기능을 한다. 상기 메타크릴옥시프로필트리스(트리메틸실록시)실란은 상기 비닐 아세테이트-부틸 아크릴레이트 공중합체 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부 함유되는 것이 바람직하다. 상기 메타크릴옥시프로필트리스(트리메틸실록시)실란의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 메타크릴옥시프로필트리스(트리메틸실록시)실란의 함량이 너무 많은 경우에는 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 부틸레이티드 하이드록시아니솔은 작업성, 항산화성, 강도 및 내구성을 개선하는 기능을 한다. 상기 부틸레이티드 하이드록시아니솔은 상기 비닐 아세테이트-부틸 아크릴레이트 공중합체 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부 함유되는 것이 바람직하다. 상기 부틸레이티드 하이드록시아니솔의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 부틸레이티드 하이드록시아니솔의 함량이 너무 많은 경우에는 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도로포장 보수용 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물은 초속경형 결합재 3 내지 55 중량%, 잔골재 5 내지 70 중량% 및 굵은골재 3 내지 60 중량%를 강제 믹서에서 교반시킨 후, 고기능성 개질제 0.01 내지 30 중량% 및 물 0.1 내지 30 중량%를 더 혼합하여 소정시간(예컨대, 1 내지 10분) 동안 교반하여 제조할 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예는 상기 도로포장 보수용 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물을 이용한 도로포장 보수 시공방법을 제공한다.
상기 도로포장 보수용 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물을 이용한 도로포장 보수 시공방법은 콘크리트 구조물이 열화되어 콘크리트가 탈락된 부위 및 아스팔트 콘크리트를 노면 파쇄기를 이용하여 제거하고 청소하는 단계; 상기 청소된 부위에 프라이머 또는 블루밍 처리하는 단계; 상기 처리된 상부에 상기 도로포장 보수용 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물을 타설하는 단계; 타설된 상기 도로포장 보수용 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물 표면의 미끄럼 방지를 위하여 종횡방향의 타이닝을 실시하는 단계; 및 상기 타이닝된 상기 도로포장 보수용 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물 상부에 피막 양생제를 도포하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.
이때, 상기 열화 부위는 철근 하부까지 제거하고, 상기 프라이머 또는 블루밍 처리하는 단계 전에 노출된 철근의 녹을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 파쇄기 및 워터젯을 이용하여 치핑하는 경우에 정상적인 경우에는 콘크리트 구조물의 철근이 노출되지 않지만 열화가 심한 경우에는 열화된 부위에서 철근이 노출될 수도 있는데, 이렇게 철근이 노출되는 경우에는 방청 처리하여야 하나 본 발명에 의하면, 별도의 철근 방청 처리는 하지 않아도 된다.
본 발명의 일 구현예에 따른 도로포장 보수용 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로포장 보수 시공방법에 따르면, 신속하게 콘크리트 도로의 파손부위를 복구함으로써 차량 통제 시간 및 시공 비용을 획기적으로 절감할 수 있는 효과가 있다. 또한, 우수한 강도 및 염분침투저항성, 동결융해저항성 및 마모저항성 등의 내구성을 제공하여, 공용기간 연장과 유지보수에 소요되는 비용을 절감할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
<실시예 1>
초속경형 결합재 17 중량%, 잔골재 32 중량% 및 굵은골재 37 중량%를 강제식 믹서에 투입하여 교반한 후, 고기능성 개질제 8 중량% 및 물 6 중량%를 더 혼합하여 다시 2분간 교반하여 도로포장 보수용 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물을 제조하였다.
상기 초속경형 결합재는 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 황산알루미늄 62 중량부, 산화리튬 28 중량부, 질화붕소 33 중량부, 개질유황 25 중량부, 다시마 분말 15 중량부, 인산칼륨 24 중량부, 석고 28 중량부, 칼슘설포알루미네이트 21 중량부, 방해석 7 중량부 및 크로라이트 4 중량부를 혼합하여 사용하였다.
이때, 상기 개질유황은 유황, 디시클로 펜타디엔, 퀴놀린 및 메틸아민을 각각 100: 28: 7: 7의 중량비율로 혼합하여, 개질유황 혼합물을 제조한 후, 상기 개질유황 혼합물을 약 125 ℃의 온도에서 용융한 후; 상기 용융된 개질유황 혼합물을 상온으로 냉각 및 안정화시킨 후, 분쇄한 것(평균입경 약 250 μm)을 사용하였다.
상기 고기능성 개질제는 비닐 아세테이트-부틸 아크릴레이트 공중합체 100 중량부에 대하여, 폴리포스포릴콜린글라이콜 아크릴레이트 55 중량부, 폴리비닐실록산 67 중량부, 폴리(3,4-디알콕시티오펜) 31 중량부, 파라아미노벤젠술폰아세트아미드 17 중량부, 페노티아진 14 중량부, 메타크릴옥시프로필트리스(트리메틸실록시)실란 9 중량부 및 부틸레이티드 하이드록시아니솔 4 중량부를 혼합하여 사용하였다.
<실시예 2>
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 질화붕소로서, 비표면적이 820 m2/g인 다공성 질화붕소인 것을 사용하였다. 이때, 상기 다공성 질화붕소는 TiB2 및 TiN을 B와 N의 몰비율이 1:1이 되도록 혼합한 후; 상기 혼합물을 고에너지 볼 밀을 이용하여, 물리적으로 분쇄한 후; 상기 분쇄된 혼합물을 700 ℃의 온도에서 2시간 동안 가열하여 염소 기체(Cl2)와 반응시킨 후; 수소 분위기 하에서 500℃의 온도에서 1시간 동안 가열하여 제조되는 것을 사용하였다.
또한, 상기 개질유황 및 다시마 분말은 유황, 디시클로 펜타디엔, 퀴놀린 및 메틸아민을 각각 100: 28: 7: 7의 중량비율로 혼합하여, 개질유황 혼합물을 제조한 후, 상기 개질유황 혼합물을 약 125 ℃의 온도에서 용융한 후; 상기 용융된 개질유황 혼합물을 약 90 ℃의 온도로 냉각 및 안정화시킨 후, 상기 온도에서 냉각 및 안정화된 개질유황 혼합물 25 중량부를 다시마 분말 15 중량부와 혼합하여, 개질유황 및 해조류 복합물을 제조한 후; 상기 개질유황 및 다시마 복합물을 상온으로 냉각 및 안정화시킨 후, 상기 온도에서 냉각 및 안정화된 개질유황 및 다시마 복합물을 분쇄하여 제조된 개질유황 및 다시마 복합분말(평균입경 약 275 μm)을 사용하였다.
<실시예 3>
상기 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하되, 상기 다시마 분말로서, 다시마 발효분말을 사용하였다. 이때, 상기 다시마 발효분말은 다시마 100 중량부 및 스트렙토코코스 써모필러스(Streptococcus thermophilus) 0.08 중량부를 혼합한 후; 상기 혼합물에 대하여, 탄산칼슘(CaCO3)을 사용하여 pH를 4.5 범위로 유지하면서, 40℃의 온도에서 72시간 동안 발효한 후; 상기 발효물을 동결건조하여, 제조된 것을 사용하였다.
또한, 상기 폴리비닐실록산 67 중량부를 대신하여, 폴리비닐실록산 67 중량부 및 시클로테트라실록산 13 중량부를 혼합한 것을 사용하였다.
<비교예 1>
조강 포틀랜드 시멘트 17 중량%, 잔골재 32 중량% 및 굵은골재 37 중량%를 강제식 믹서에 투입하여 강제 교반한 후, 물 14 중량%를 더 혼합하여 다시 2 분간 교반하여 시멘트 콘크리트 조성물을 제조하였다.
<비교예 2>
조강 포틀랜드 시멘트 17 중량%, 잔골재 32 중량% 및 굵은골재 37 중량%를 강제식 믹서에 투입하여 강제 교반한 후, 비닐 아세테이트-부틸 아크릴레이트 공중합체 8 중량% 및 물 6 중량%를 더 혼합하여 다시 2 분간 교반하여 시멘트 콘크리트 조성물을 제조하였다.
<시험예>
하기의 표 1은 실시예 1 내지 3과 비교예 1 및 2에 대한 각종 시험결과를 나타낸 것이다.
시험항목 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2 비고
압축강도
(MPa,4hr)		 37 39 42 20 24 KS F 2405
휨강도
(MPa,4hr)		 6.7 8.6 8.9 2.3 5.1 KS F 2408
접착강도
(MPa,4hr)		 2.7 3.1 3.6 1.3 1.9 KS F 2762
길이변화율
(%,7일)		 0.001 0.001 0.001 1.3 0.09 KS F 2424
염소이온
침투저항성
(coulombs,7일)		 239 207 186 1387 1117 KS F 2711
표면박리
저항성
(mm,7일)		 0 0 0 5 3 ASTM C 672
0=좋음
5=나쁨
동결융해
저항성
(%,14일)		 89 93 95 52 77 KS F 2456
(300cycle-A법)
상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 도로포장 보수용 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물은 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물에 비하여 강도, 내구성의 모든 항목에서 월등히 우수한 것을 확인할 수 있었다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (5)

  1. 도로포장 보수용 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물로서,
    초속경형 결합재 3 내지 55 중량%, 잔골재 5 내지 70 중량%, 굵은골재 3 내지 60 중량%, 고기능성 개질제 0.01 내지 30 중량% 및 물 0.1 내지 30 중량%를 포함하고,
    상기 초속경형 결합재는 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 황산알루미늄 50 내지 70 중량부, 산화리튬 20 내지 40 중량부, 질화붕소 20 내지 40 중량부, 개질유황 20 내지 40 중량부, 해조류 분말 10 내지 30 중량부, 인산칼륨 10 내지 30 중량부, 석고 10 내지 30 중량부, 칼슘설포알루미네이트 10 내지 30 중량부, 방해석 1 내지 10 중량부 및 크로라이트 1 내지 10 중량부를 포함하고;
    상기 고기능성 개질제는 비닐 아세테이트-부틸 아크릴레이트 공중합체 100 중량부에 대하여, 폴리포스포릴콜린글라이콜 아크릴레이트 50 내지 70 중량부, 실록산 50 내지 70 중량부, 폴리(3,4-디알콕시티오펜) 20 내지 40 중량부, 파라아미노벤젠술폰아세트아미드 10 내지 30 중량부, 페노티아진 10 내지 30 중량부, 메타크릴옥시프로필트리스(트리메틸실록시)실란 1 내지 10 중량부 및 부틸레이티드 하이드록시아니솔 1 내지 10 중량부를 포함하고,
    상기 개질유황 및 해조류 분말은 상온에서 고상의 분말 형태인 개질유황 및 해조류 복합분말인 것이고;
    상기 개질유황 및 해조류 복합분말은
    유황, 디시클로 펜타디엔계 개질제(dicyclo pentadiene), 헤테로 고리 아민계 개질제(hetero cyclic amine) 및 알킬아민계 개질제(alkylamine)를 혼합하여, 개질유황 혼합물을 제조한 후, 상기 개질유황 혼합물을 105 내지 130 ℃의 온도에서 용융하는 단계;
    상기 용융된 개질유황 혼합물을 85 내지 95 ℃의 온도로 냉각 및 안정화시킨 후, 상기 온도에서 냉각 및 안정화된 개질유황 혼합물 20 내지 40 중량부를 해조류 분말 10 내지 30 중량부와 혼합하여, 개질유황 및 해조류 복합물을 제조하는 단계; 및
    상기 개질유황 및 해조류 복합물을 상온으로 냉각 및 안정화시킨 후, 상기 온도에서 냉각 및 안정화된 개질유황 및 해조류 복합물을 분쇄하여 개질유황 및 해조류 복합분말을 제조하는 단계를 포함하는 제조방법에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 도로포장 보수용 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 해조류 분말은 해조류 발효분말인 것이고;
    상기 해조류 발효분말은 해조류 100 중량부 및 스트렙토코코스 써모필러스(Streptococcus thermophilus) 0.01 내지 0.1 중량부를 혼합하는 단계;
    상기 혼합물에 대하여, 탄산칼슘(CaCO3)을 사용하여 pH를 4 내지 5 범위로 유지하면서, 35 내지 40℃의 온도에서 70 내지 75시간 동안 발효하는 단계; 및
    상기 발효물을 동결건조하여, 해조류 발효분말을 제조하는 단계를 포함하는 제조방법에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 도로포장 보수용 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 질화붕소는 비표면적이 600 내지 1,000 m2/g인 다공성 질화붕소인 것이고;
    상기 다공성 질화붕소는 TiB2 및 TiN을 B와 N의 몰비율이 1:1이 되도록 혼합하는 단계;
    상기 혼합물을 고에너지 볼 밀을 이용하여, 물리적으로 분쇄하는 단계;
    상기 분쇄된 혼합물을 300 내지 1,200 ℃의 온도에서 5분 내지 5시간 동안 가열하여 염소 기체(Cl2)와 같은 할로겐 기체와 반응시키는 단계; 및
    수소 분위기 하에서 400 내지 600℃의 온도에서 10분 내지 2시간 동안 가열하는 단계를 포함하는 제조방법에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 도로포장 보수용 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물.
  5. 제1항 또는 제3항 또는 제4항에 따른 도로포장 보수용 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물을 이용한 도로포장 보수 시공방법으로서,
    콘크리트 구조물이 열화되어 콘크리트가 탈락된 부위 및 아스팔트 콘크리트를 노면 파쇄기를 이용하여 제거하고 청소하는 단계;
    상기 청소된 부위에 프라이머 또는 블루밍 처리하는 단계;
    상기 처리된 상부에 상기 도로포장 보수용 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물을 타설하는 단계;
    타설된 상기 도로포장 보수용 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물 표면의 미끄럼 방지를 위하여 종횡방향의 타이닝을 실시하는 단계; 및
    상기 타이닝된 상기 도로포장 보수용 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물 상부에 피막 양생제를 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로포장 보수 시공방법.
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