KR102288284B1 - 메틸메타크릴레이트(mma)계 아크릴수지 및 급냉제강슬래그 잔골재를 포함하는 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 교면박층포장 시공공법 - Google Patents
메틸메타크릴레이트(mma)계 아크릴수지 및 급냉제강슬래그 잔골재를 포함하는 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 교면박층포장 시공공법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 메틸메타크릴레이트(MMA)계 아크릴수지 및 급냉제강슬래그 잔골재를 포함하는 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 교면박층포장 시공공법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 물, 메틸메타크릴레이트(MMA), 2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHAM) 및 메타크릴산(MAAC)과, 반응성 유화제와, 공중합 개시제와, 알칼리화제 및 과산화물 경화제를 포함하는 아크릴계 공중합수지인 제1주제(A)와, 불포화폴리에스터수지(Unsaturated polyester resin) 및 과산화물 경화제를 포함하는 보강수지인 제2주제(B)와, 폴리머 콘크리트의 화학적 접착력을 증대시키기 위한 가교제인 실란계 커플링제(C)를 포함하는 유기계 결합재와; 입자크기 0.05~2mm의 급냉제강슬래그 잔골재 및 탄산칼슘 충전재를 포함하는 무기계 결합재;를 포함하는 메틸메타크릴레이트(MMA)계 아크릴수지 및 급냉제강슬래그 잔골재를 포함하는 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 교면박층포장 시공공법에 관한 것이다.
본 발명의 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물은 교면포장 두께를 얇게 하여 교면포장의 사하중을 감소시키고, 교면포장의 시공 또는 보수가 간편하여 공사비용 절감 및 공사기간을 단축할 수 있으며, 방수층이 없어도 방수성능이 우수하여 교량의 내구성을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명의 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물은 교면포장 두께를 얇게 하여 교면포장의 사하중을 감소시키고, 교면포장의 시공 또는 보수가 간편하여 공사비용 절감 및 공사기간을 단축할 수 있으며, 방수층이 없어도 방수성능이 우수하여 교량의 내구성을 향상시키는 효과가 있다.
Description
본 발명은 메틸메타크릴레이트(MMA)계 아크릴수지 및 급냉제강슬래그 잔골재를 포함하는 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 교면박층포장 시공공법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 물, 메틸메타크릴레이트(MMA), 2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHAM) 및 메타크릴산(MAAC)과, 반응성 유화제와, 공중합 개시제와, 알칼리화제 및 과산화물 경화제를 포함하는 아크릴계 공중합수지인 제1주제(A)와, 불포화폴리에스터수지(Unsaturated polyester resin) 및 과산화물 경화제를 포함하는 보강수지인 제2주제(B)와, 폴리머 콘크리트의 화학적 접착력을 증대시키기 위한 가교제인 실란계 커플링제(C)를 포함하는 유기계 결합재와; 입자크기 0.05~2mm의 급냉제강슬래그 잔골재 및 탄산칼슘 충전재를 포함하는 무기계 결합재;를 포함하는 메틸메타크릴레이트(MMA)계 아크릴수지 및 급냉제강슬래그 잔골재를 포함하는 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 교면박층포장 시공공법에 관한 것이다.
일반적으로 교량이란 하천, 해안, 도로 등의 상부를 지나갈 수 있도록 가설된 고가 구조물을 총칭하는 것으로, 이러한 교량의 표면에는 차량 등이 원활하게 통행할 수 있도록 포장공사를 함으로써 교면 포장층을 형성한다.
특히, 교면 포장은 교통 하중을 직접 전달하는 부분으로서, 반복되는 교통하중에 적합한 강도 및 균열저항성을 가져야 하고 빗물 등의 수분에 노출되어 있는 관계로 방수 성능을 가질 것이 요구되며 특히, 염화물이온의 침투에 의해 철근이 부식되는 것을 방지하기 위하여 낮은 염소이온 투수성을 가질 것이 요구된다.
그러나, 교면 포장은 중차량 통행에 따른 소성 변형과 충격에 따른 파손, 지역적 특성에 따른 기후 변화, 동결 융해에 대한 영향, 장대 교량의 경우 처짐 진동에 따른 영향, 우수 및 염소 이온 등의 침투로 인한 철근의 부식 및 이에 따른 교량 상판 콘크리트의 손상 촉진 등의 원인에 의해 손상이 일어나기 쉽다.
이와 같이 교면 포장에 손상이 발생하는 경우, 파손된 부분을 제거하고 그 부분을 보수해야 하는데, 특히 교량의 보수에 있어서는 장기간 교량 폐쇄시 교통 체증이 발생하게 되므로 교량 보수 공사는 빠른 시간에 신속하게 이루어질 필요가 있다.
또한, 기존 포장과의 접합이 우수해야 하고, 장기 강도 및 내구성이 우수하여 보수 효과가 장기간 유지되어야 한다.
그러나, 기존의 교량 보수 공법은 주로 아스팔트 덧씌우기, 폴리머 콘크리트 박층 포장 보수 공법 등이 이용되고 있으나 작업 시간이 오래 걸리고 기존 포장과의 접합이 열악하며 강도 및 내구성이 크지 않아 보수 효과가 장기간 유지되지 못하는 면이 있었다
이러한 문제점들을 해결하기 위하여, 최근에는 교량 상판에서 부식이나 침식이 많이 일어나는 부위에 적용되는 것으로, 보통 콘크리트 배합시에 SBR(Styrene Butadiene Rubber) 라텍스를 첨가한 초속경 폴리머 재질 콘크리트로서 라텍스 개질 콘크리트(LMC : Latex Modified Concrete), 아크릴 수지계 폴리머 콘크리트 등이 개발되어 사용되고 있다.
종래 기술들을 살펴 보면, 한국등록특허 10-0403979(등록일자 2003년10월20일)에 초속경시멘트(Rapid Set Cement) 100중량부에 대하여 세골재 200중량부 내지 300중량부, 조골재 170중량부 내지 230중량부, 물 90중량부 내지 110중량부, 지연제 002중량부 내지 005중량부, 라텍스 수지 35중량부 내지 60중량부를 강제식믹서에 넣고 충분히 비비기를 수행하고, 여기에 소포제를 라텍스 수지 100중량부에 대하여 2중량부 내지 15중량부 첨가하여 약 1분간 다시 비비기를 한 후 1분간 공기중에 노출시켜 발생된 공기를 제거하고 다시 약 30초간 비비기를 수행하는 것을 특징으로 하는 초속경 라텍스 개질 콘크리트 조성물의 제조방법과 이를 교면포장의 긴급보수용으로 사용하는 기술이 제시되어 있다.
또한, 한국등록특허 10-1465446(등록일자 2014년11월20일)에는 염소이온침투저항성이 우수한 저발열 시멘트와 유황 미분말을 첨가하여 초속경 콘크리트의 염화물저항성 및 내약품성을 개선하기 위하여, 시멘트 혼화용 폴리머를 첨가함으로써 시멘트 혼합성, 인장강도, 부착력, 내구성 및 작업성을 개선하고 균열치유재를 첨가하여 균열에 대한 저항성을 높인 내염성 초속경 콘크리트 조성물 및 이을 이용한 교면 또는 포장면 보수방법에 관한 것으로, 내염성 초속경 결합재 10~30 중량%, 잔골재 23~55 중량%, 굵은골재 23~55 중량%, 시멘트 혼화용 폴리머 1~15 및 물 1~10 중량% 포함하는 내염성 초속경 콘크리트 조성물을 제공하는 특징에 의하여 초속경 콘크리트의 염화물저항성과 내약품성을 개선하고 혼합성, 인장강도, 부착력, 내구성, 작업성을 개선하며 균열에 대한 저항성을 높이고 또한, 균열, 중성화, 화학적 침식에 의해 열화된 콘크리트 도로와 교량의 구조를 개량하여 내구성을 증진하는 효과가 있는 내염성 초속경 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 교면 또는 포장면 보수방법이 공지되어 있다.
또한, 한국등록특허 10-1665486(등록일자 2016년10월06일)에 통상의 교면포장 공법에 있어서, 1) 소디움 테트라피로포스페이트(sodium tetrapyrophosphate), 소디움 모노도데실설페이트(sodium monododecyl sulphate) 및 소디움 하이드록사이드(sodium hydroxide)를 포함한 유화제와 반응개시제 조성물(A), 2) 페닐에텐(phenylethene), 에틸-프로페노에이트(ethyl propenoate), 부틸-프로-2-에노에이트(butyl pro-2-enoate), 2-프로페넨나이트릴(2-propenenitrile) 및 디메틸암모노에틸메틸아크릴레이트(dimehtylamonoethylmethacrylate) 또는 프로-2-에노익산(pro-2-enonic acid)을 포함한 1차 및 2차 모노머 조성물(B), 및 3) 터셔리-부틸 하이드로 퍼옥사이드(tertiary-butyl hydro peroxide)와 소디움 하이드록시메탄 설피네이트(sodium hydroxymethane sulfinate)를 포함한 반응종결 조성물(C);을 포함하는 몰탈 및 콘크리트용 다중 폴리머 합성라텍스에 의해 개질된 혼입 콘크리트를 사용하는 것을 특징으로 하는 교면포장 공법이 공지되어 있다.
또한, 한국등록특허 10-1710300(등록일자 2017년02월20일)에 (a) 교면 포장 보수용 모르타르 조성물을 준비하는 단계로서, 상기 교면 포장 보수용 모르타르 조성물은 (1) 시멘트 50~100중량부, 클링커 0.5 내지 10 중량부, 플라스터 0.5 내지 10 중량부, 알파형 반수석고 0.5 내지 10 중량부, 실리카퓸 0.1 내지 5 중량부, 플라이애쉬 0.01 내지 5 중량부, 석회석 0.5 내지 10 중량부, 고로슬래그 1 내지 20 중량부, 하소포졸라나 0.01 내지 10 중량부 및 마이크로실리카 0.01 내지 10 중량부를 포함하는 제1분말 성분 10~70 중량%; 및 규산질계 방수제 2 ~ 7중량부, CSA계 팽창재 5 ~ 15중량부, 점도증강제 0.05 ~ 0.2중량부, 유동화제 0.3 ~ 1.1중량부, 경화촉진제 0.1 ~ 0.5중량부, 지연제 0.1 ~ 0.4중량부 및 규사 42 ~ 64중량부를 포함하는 제2분말 성분 30~90 중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 분체 성분 100 중량부; (2) EVA(Ethylene-vinyl acetate) 수지, NR(Natural rubber) 수지, NBR(Natural rubber-Butadiene rubber) 수지 및 SBR(Styrene-Butadiene Rubber) 수지 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 분말 또는 액상 고무 수지에 초속경시멘트와 카본블랙 및 섬유를 혼합하여 얻어진 개질 라텍스 성분 1~20 중량부; (3) 메틸메타아크릴레이트 1 내지 7 중량부, 스티렌모노머 5 내지 20 중량부, 노말부틸아크릴레이트 1 내지 10중량부, 메틸아크릴레이트 0.1 내지 10 중량부, 이소보닐아크릴레이트 0.1 내지 10 중량부, 개시제 0.05 내지 5중량부 및 유화제 0.05 내지 5 중량부를 포함하는 액상 성분 1~20 중량부; (4) 친수성 폴리비닐알코올 단섬유 성분 1~10 중량부; (5) 방부제, 소포제, 습윤제의 혼합물로 이루어진 첨가제 성분 1~5 중량부; 및 (6) 물 10 ~ 50중량부;를 포함하여 구성되는 교면 포장 보수제에, 충전재 및 골재를 혼합하되, 상기 교면 포장 보수제 5 ~50 중량부, 충전재 10~40 중량부 및 골재 20~70 중량부를 혼합하여 구성되는 교면 포장 보수용 모르타르 조성물을 준비하는 단계; (b) 교면 포장의 파손된 부분을 파쇄하되, 내부 배근이 손상되지 않도록 배근의 상부만을 부분적으로 파쇄하며, 상기 배근의 설치 위치를 교면 포장의 상면에 표시하고 표시된 지점을 피하면서 파쇄 작업을 수행하고, 배근의 상부가 파쇄되면 워터젯 장비를 이용하여 고압 살수하여 파쇄된 부분을 절삭해 냄으로써 교면 포장의 파손된 부분을 파쇄하는 단계; (c) 상기 파쇄된 부분을 고압 살수로써 절삭해내고 절삭면에 존재하는 이물질을 제거하되, 진공 흡입 차량을 이용하여 교량의 길이 방향으로 이동하면서 청소 및 이물질 제거를 수행하고 표면 건조 작업을 동시에 수행하는 단계; (d) 상기 이물질이 제거된 절삭면에 상기 (a)에서 준비된 교면 포장 보수용 모르타르 조성물을 타설하는 단계; 및 (e) 상기 타설된 교면 포장 보수용 모르타르 조성물을 양생시키고 표면을 마무리하는 단계;를 포함하여 구성되며, 상기 (1)의 하소포졸라나는 천연 포졸라나 100 중량부에 칼슘 1~20 중량부를 혼합한 혼합물을 1000~1200℃에서 0.5~1 시간 동안 소성한 후 평균입도가 10~20 ㎛가 되도록 분쇄한 것을 특징으로 하고, 상기 교면 포장 보수용 모르타르 조성물이 양생된 후에 코팅제를 도포하는 것을 더 포함하되, 상기 코팅제는 에폭시 수지 10~50중량%, 폴리메틸메타크릴레이트 수지 5~40 중량%, 희석제 1~25중량%, 응집제 0.1~15중량%, 무기물 충전재 1~20중량%, 촉진제 0.1~5중량%, 유화제 0.05~20중량% 및 물 10~80중량%를 혼합하여 얻어지는 주재 성분 100 중량부에 대하여, 수용성 오일 1~20 중량%, 유화제 1~10중량%, 촉진제 5~20 중량% 및 물 50~90 중량%를 혼합하여 수용액을 제조하고, 상기 얻어진 수용액 100 중량부를 기준으로 폴리아미드 5~50중량부 및 아민 화합물 0.1~40중량부를 혼합하여 얻어지는 경화제 성분을 5~50 중량비로 혼합한 에폭시 코팅제를 사용하는 것을 특징으로 하는 교면 포장 보수 공법이 공지되어 있다.
또한, 한국등록특허 10-1825635(등록일자 2018년01월30일)에는 초속경 시멘트 15 w% 내지 19w%, 메타카올린 0.5w% 내지 1w%, 감수제 1w% 내지 2w%, 재료분리방지제 1w% 내지 2w%를 포함하는 무기계 결합재; 알루미나(Al2O3) 1w% 내지 2w%, 산화티탄(TiO2) 0.5w% 내지 1w%, 실리카(SiO2) 1 w% 내지 3w%, 산화칼슘(CaO) 1w% 내지 3w%, 탄화규소(silicon carbide,Sic) 0.5w% 내지 1w%, 질화붕소(Boron nitride,BN) 0.5w% 내지 1w%를 포함하는 무기계 충진재; 폴리머 결합재 4.5w% 내지 6.5w%를 포함하는 고분자 수지 조성물; 폴리프로필렌 섬유 0.5w% 내지 1w%를 포함하는 섬유조성물; 및 규사 65w% 내지 69w%를 포함하는 도로 또는 교면 포장조성물이 공지되어 있다.
또한, 한국등록특허 10-1931321(등록일자 2018년12월14일)에는 메타크릴산메틸(Methyl Methacrylate) 구조와 불포화 폴리에스테르 구조를 구비하는 수지상의 MMA폴리머를 포함하는 A부; 및 상기 A부와 혼합되어 보수재를 이루고, 혼합된 후에 설정 시간 내에 경화되도록 세라믹 파우더 형태로 이루어지며, 탄산칼슘, 마이크로 실리카, 고강도 규사6호, 고강도 규사5호, 무기질 증점제 및 경화개시제를 포함하여 이루어지는 B부를 포함하고, 상기 A부는, 12~18중량부로 혼합되는 상기 MMA폴리머를 포함하고, 상기 B부는, 32~28중량부로 혼합되는 상기 탄산칼슘, 2~8중량부로 혼합되는 상기 마이크로 실리카, 32~38중량부로 혼합되는 상기 고강도 규사6호, 7~13중량부로 혼합되는 상기 고강도 규사5호, 01~05중량부로 혼합되는 상기 무기질 증점제 및 03~09중량부로 혼합되는 경화개시제를 포함하고, 상기 무기질 증점제는, 벤토나이트 파우더를 포함하고, 상기 경화개시제는, 과산화망간 또는 과산화벤조일(benzoyl peroxide)을 포함하고, 상기 A부는, 무색투명하며, 30~35cps의 점도를 이루어지고, 106±002의 비중을 갖으며, 44±2중량부의 불휘발분을 갖는 2액형 액상 아크릴 변성 불포화 폴리에스테르 수지로 이루어지는 초속경 교량 상판 보수재 조성물에 있어서, 상기 A부는, 수지 형태로 이루어지고, 상기 B부는, 세라믹 파우더 형태로 이루어지므로 상기 A부와 상기 B부를 각각 별도로 수납하여 교량 상판 보수작업이 진행되는 현장으로 이동한 후에 현장에서 상기 A부와 상기 B부를 혼합하여 보수재를 제조하고, 상기 초속경 교량 상판 보수재 조성물은, 시공 가능온도 영하20℃~영상35℃와, 습도 10%이내와, 가사시간 10~15분과, 경화시간(20℃ 기준) 30~40분의 작업조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 초속경 교량 상판 보수재 조성물이 공지되어 있다.
또한, 한국등록특허 10-1982186(등록일자 2019년05월20일)에는 바이오 폴리머를 포함한 초속경 개질 모르타르 조성물을 이용한 교면 포장보수방법에 있어서, 교면 보수 대상 표면의 이물질을 제거한 후 청소하는 보수 대상 표면 청소단계; 청소된 보수 대상 표면에 프라이머층을 형성하는 프라이머층 형성 단계; 바이오 폴리머를 포함한 초속경 개질 모르타르 조성물을 포설하는 조성물 포설 단계; 바이오 폴리머를 포함한 초속경 개질 모르타르 조성물을 양생하는 양생단계; 조성물 포설 단계와 양생 단계 사이에는 표면 보호제를 분무하는 표면 보호제 분무단계; 프라이머층 형성 단계에 적용되는 프라이머층은 우레탄메타아크릴레이트수지, 에폭시메타아크릴레이트수지 또는 폴리에스테르메타아크릴레이트 수지 중에서 1종 이상의 메타아크릴레이트 수지, 중합성 불포화단량체 및 경화제를 포함하는 1액형 또는 2액형 프라이머 조성물을 포함하는 것; 표면 보호제는 수용성 폴리우레탄, 스티렌-부타디엔 라텍스, 아크릴 에멀젼, 에틸비닐 아세테이트, 실란계 화합물 및 변성 규산나트륨 화합물 중 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 것; 바이오 폴리머는 분말화 단계를 거쳐 분말화된 괭생이모자반으로 형성되는 것; 상기 분말화 단계는 괭생이모자반 수거단계, 괭생이모자반 세척단계, 세척된 괭생이모자반 염도 측정단계, 괭생이모자반 건조단계, 건도된 괭생이모자반 방부단계, 괭생이모자반 분쇄단계로 이루어지는 것; 상기 괭생이모자반 세척단계는 세척수의 염분이 0.1%이하에서 이루어지는 것; 괭생이모자반 건조단계는 건조기에서 건조온도 60~80℃로 형성되는 것;을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오폴리머를 포함한 초속경 개질 모르타르 조성물을 이용한 교면 포장 보수방법이 공지되어 있다.
또한, 한국등록특허 10-2075365(등록일자 2020년02월04일)에는 시멘트 결합제 100 중량부에 대하여 골재 100 내지 500 중량부, 물 1 내지 20 중량부, 아크릴 라텍스 결합제 1 내지 20 중량부 및 케나프 섬유와 폴리유산 섬유가 5 내지 7 : 3 내지 5 중량비로 혼합된 섬유보강재 1 내지 20중량부를 포함하며, 상기 케나프 섬유는 섬도가 30 내지 100 dtex이며, 섬유장이 1 내지 10㎝이며, 표면을 폴리도파민을 포함하는 코팅액으로 코팅한 것을 특징으로 하는 교면 포장용 조성물이 공지되어 있다.
또한, 본 출원인이 츨원하여 특허받은 것으로, 한국등록특허 10-2105860(등록일자 2020년04월23일)에는 초속경시멘트 100중량부에 대하여, 고로슬래그분말 15~20중량부와; 플라이애시 5~20중량부와; 무수황산나트륨(Na2SO4), 무수황산칼슘(CaSO4)를 각각 동일중량비로 혼합한 무기자극제 5-10중량부와; 칼슘설포알루미네이트(3CaO·3Al2O3·CaSO4) 5~10중량부와; 도데카칼슘헵타알루미네이트(12CaO·7Al2O3) 3~5중량부와; 물 30~50중량부와; 에피클로로히드린(epichlorohydrine) 및 비스페놀A(bisphenol-A)에폭시수지를 1 : 1 중량비로 포함하는 주제와 폴리아마이드 경화제를 혼합한 에폭시수지 조성물을 접착, 방수, 균열방지, 내마모성, 내후성 보강제로 5중량부; 포함하는 것을 특징으로 하는 고로슬래그분말 및 플라이애시를 사용한 초속경 콘크리트 교면포장 조성물이 공지되어 있다.
또한, 본 출원인이 츨원하여 역시 특허받은 것으로, 한국등록특허 10-2105862(등록일자 2020년04월23일)에는 초속경시멘트 100중량부와; 입자크기 12~25mm로 분급된 페로니켈슬래그 잔골재 200~250중량부와; 셀룰로오스계 증점제, 아크릴계 증점제 및 폴리에틸렌 옥사이드계 증점제가 각각 동일중량비로 혼합된 혼합증점제 5~20중량부와; 물 50~80중량부와; 칼슘설포알루미네이트(3CaO·3Al2O3·CaSO4) 10~20중량부와; 도데카칼슘헵타알루미네이트(12CaO·7Al2O3) 3~5중량부와; 에피클로로히드린(epichlorohydrine) 및 비스페놀A(bisphenol-A)에폭시수지를 1 : 1 중량비로 포함하는 주제와 폴리아마이드 경화제를 혼합한 에폭시수지 조성물을 접착, 방수, 균열방지,내마모성, 내후성 보강제로 5중량부;포함하는 것을 특징으로 하는 분급된 페로니켈 슬래그 잔골재를 사용한 초속경 콘크리트 교면포장 조성물이 공지되어 있다.
또한, 한국등록특허 10-2127329(등록일자 2020년06월22일)에는 초속경 교면포장 및 보수용 콘크리트 조성물에 있어서, 포틀랜드 시멘트 100중량부, 초속경 시멘트 60 중량부 내지 80중량부, 칼슘설포알루미네이트계 팽창제 3중량부 내지 30중량부, 수축저감제 5중량부 내지 20중량부, 석고 1중량부 내지 20중량부 및 고로 슬래그 미분말 10중량부 내지 50중량부로 구성되는 무기결합재와, 무기결합재 100중량부에 대하여, 잔골재 100 중량부 내지 200중량부, 굵은골재 100중량부 내지 200중량부, 물 10중량부 내지 50중량부 및 라텍스 5중량부 내지 30중량부와 무기상변화 물질 01중량부 내지 5중량부로 구성되는 것; 상기 라텍스 5중량부 내지 30중량부에는 나프탈렌, 프로필라마이트, 아세트아마이드, 폴리글리콜, 글리세롤, 사이안아마이드, 에틸렌다이아민, 펜타에리트리콜 중 어느 하나 이상의 조합으로 구성된 유기 상변화 물질 0.1중량부 내지 5중량부가 별도로 혼합되는 것; 상기 라텍스에 표면장력 저감제를 혼합하며, 상기 표면장력 저감제는 글리콜 에테르, 에톡시프로폭시화 알코올 및 첨가제로 형성되며, 상기 표면장력 저감제는 라텍스 5중량부 내지 30중량부에 0.5중량부 내지 3중량부로 혼합되는 것; 상기 무기 상변화 물질 1중량부와 유기 상변화 물질 1중량부로 나뉘어 각각 무기 결합제와 라텍스에 혼합되는 것; 상기 표면장력 저감제는 라텍스0.5중량부 내지 3중량부가 별도로 혼입되며, 라텍스에 포함되는 표면장력 저감제는 글리콜 에테르, 에톡시프로폭시화 알코올 및 첨가제로 형성되며, 상기 표면장력 저감제는 80 내지 90 중량%의 글리콜 에테르, 5 내지 15 중량%의 에톡시프로폭시화 알코올 및 5 중량% 미만의 첨가제로 형성되는 것;을 포함하는 초속경 교면포장 및 보수용 콘크리트 조성물이 공지되어 있다.
그러나, 종래의 상기 개질 콘크리트 또는 폴리머 콘크리트 교면포장재 조성물들은 초속경성, 균열발생 억제효과, 방수성, 부착성능의 향상에는 효과가 있으나, 일정 두께의 시멘트 콘크리트 또는 폴리머 콘크리트 층을 확보하여야 하므로 재료비 상승 등 공사 비용이 증가하거나, 교면포장 보수시 일정 두께의 교면포장을 박리하여야 하는 등 경제성 문제가 있으며, 교면포장의 사하중이 증가할 수 밖에 없어 교량의 내구성이 취약하며, 특히, 별도의 방수층을 시공해야 하는 등 여러 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로, 물, 메틸메타크릴레이트(MMA), 2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHAM) 및 메타크릴산(MAAC)과, 반응성 유화제와, 공중합 개시제와, 알칼리화제 및 과산화물 경화제를 포함하는 아크릴계 공중합수지인 제1주제(A)와, 불포화 폴리에스터 수지(Unsaturated polyester resin) 및 과산화물 경화제를 포함하는 보강수지인 제2주제(B)와, 폴리머 콘크리트의 화학적 접착력을 증대시키기 위한 가교제인 실란계 커플링제(C)를 포함하는 유기계 결합재와; 입자크기 0.05~2mm의 급냉제강슬래그 잔골재 및 탄산칼슘 충전재를 포함하는 무기계 결합재;를 포함하는 메틸메타크릴레이트(MMA)계 아크릴수지 및 급냉제강슬래그 잔골재를 포함하는 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 교면박층포장 시공공법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여, 물, 메틸메타크릴레이트(MMA), 2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHAM) 및 메타크릴산(MAAC)과, 반응성 유화제와, 공중합 개시제와, 알칼리화제 및 과산화물 경화제를 포함하는 아크릴계 공중합수지인 제1주제(A)와, 불포화 폴리에스터 수지(Unsaturated polyester resin) 및 과산화물 경화제를 포함하는 보강수지인 제2주제(B)와, 폴리머 콘크리트의 화학적 접착력을 증대시키기 위한 가교제인 실란계 커플링제(C)를 포함하는 유기계 결합재와; 입자크기 0.05~2mm의 급냉제강슬래그 잔골재 및 탄산칼슘 충전재를 포함하는 무기계 결합재;를 포함하는 메틸메타크릴레이트(MMA)계 아크릴수지 및 급냉제강슬래그 잔골재를 포함하는 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 메틸메타크릴레이트(MMA)계 아크릴수지 및 급냉제강슬래그 잔골재를 포함하는 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물은, 물 100중량부에 대하여, 메틸메타크릴레이트(MMA) 40~50중량부, 2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHAM) 50~70중량부 및 메타크릴산(MAAC) 10~20중량부와, 반응성 유화제 5~20중량부와, 공중합 개시제 5~7중량부와, 알칼리화제 1~2중량부 및 과산화물 경화제 3~5중량부를 포함하는 아크릴계 공중합수지인 제1주제(A) 20~30중량부와, 불포화 폴리에스터 수지(Unsaturated polyester resin) 10~30중량부 및 과산화물 경화제 2~7중량부를 포함하는 보강수지인 제2주제(B) 5~10중량부와, 폴리머 콘크리트의 화학적 접착력을 증대시키기 위한 가교제인 실란계 커플링제(C) 5~10중량부를 포함하여 조성되는 유기계 결합재와; 입자크기 0.05~2mm의 급냉제강슬래그 잔골재 50~70중량부 및 탄산칼슘 충전재 10~20중량부를 포함하여 조성되는 무기계 결합재;를 포함하는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 반응성 유화제는 음이온계 반응성 유화제인 소듐도데실벤젠설포네이트(Sodium dodecylbenzene sulfonate ; SDBS), 소듐폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르설페이트(Sodium polyoxyethylene alkyl phenyl ether sulfate ; SPAS), 비이온계 반응성 유화제인 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르(Polyoxyethylene nonylphenyl ether ; POENPE)로 선택되는 어느 하나인 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 공중합 개시제는 과황산암모늄(Ammonium persulfate ; APS) 및 메타중아황산나트륨(Sodium metabisulfite ; SMBS)을 1:1 중량비율로 혼합된 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 알칼리화제는 탄산수소나트륨(Sodium bicarbonate)인 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 과산화물 경화제는 벤질퍼옥사이드(Benzoyl Peroxide), 터셔리부틸하이드로퍼옥사이드(Tert-butyl hydroperoxide : t-BHP) 또는 메틸에틸케톤퍼옥사이드(Methyethylketoneperoxide ; MEKPO)인 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 실란계 커플링제는 3-메틸아크릴옥시비닐실란(3-methylacryloxyviny1 silane ; MAOS)인 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 탄산칼슘 충전재는 그 사용량의 50중량%를 고로슬래그분말 또는 플라이애시분말로 대체 사용하는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 메틸메타크릴레이트(MMA)계 아크릴수지 및 급냉제강슬래그 잔골재를 포함하는 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물은 경화시간이 1~2시간, 압축강도는 20-40MPa, 휨강도 5-15MPa인 것을 과제의 해결수단으로 한다.
한편, 본 발명은, 신규 교면포장을 위한 교면표면을 청소하거나, 기존 교면포장의 열화부, 손상부 또는 오염부를 제거하는 전처리 단계와; 상기 전처리된 교면표면에 상기 메틸메타크릴레이트(MMA)계 아크릴수지 및 급냉제강슬래그 잔골재를 포함하는 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물을 물에 10~20중량% 농도로 희석한 것을 프라이머로 도포하는 프라이머 도포단계와; 상기 도포된 프라이머 도포면에 상기 메틸메타크릴레이트(MMA)계 아크릴수지 및 급냉제강슬래그 잔골재를 포함하는 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물을 타설하여 경화시켜 교면박층포장하는 단계;를 포함하는 교면박층포장 시공공법을 과제의 해결수단으로 한다.
본 발명의 메틸메타크릴레이트(MMA)계 아크릴수지 및 급냉제강슬래그 잔골재를 포함하는 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모크타르 조성물 및 이를 이용한 교면박층포장 시공공법은, 물, 메틸메타크릴레이트(MMA), 2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHAM) 및 메타크릴산(MAAC)과, 반응성 유화제와, 공중합 개시제와, 알칼리화제 및 과산화물 경화제를 포함하는 아크릴계 공중합수지인 제1주제(A)와, 불포화폴리에스터수지(Unsaturated polyester resin) 및 과산화물 경화제를 포함하는 보강수지인 제2주제(B)와, 폴리머 콘크리트의 화학적 접착력을 증대시키기 위한 가교제인 실란계 커플링제(C)를 포함하는 유기계 결합재와; 입자크기 0.05~2mm의 급냉제강슬래그 잔골재 및 탄산칼슘 충전재를 포함하는 무기계 결합재;를 포함하는 폴리머 콘크리트 모크타르 조성물로 시공되어 교면포장 두께를 얇게 하여 교면포장의 사하중을 감소시키고, 교면포장의 시공 또는 보수가 간편하여 공사비용절감 및 공사기간을 단축할 수 있으며, 방수층이 없어도 방수성능이 우수하여 교량의 내구성을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에서 사용된 급냉제강슬래그 입자를 나타낸 광학현미경 사진
도 2는 본 발명에서 사용된 급냉제강슬래그 입자를 나타낸 SEM 사진
도 2는 본 발명에서 사용된 급냉제강슬래그 입자를 나타낸 SEM 사진
본 발명은, 물, 메틸메타크릴레이트(MMA), 2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHAM) 및 메타크릴산(MAAC)과, 반응성 유화제와, 공중합 개시제와, 알칼리화제 및 과산화물 경화제를 포함하는 아크릴계 공중합수지인 제1주제(A)와, 불포화 폴리에스터 수지(Unsaturated polyester resin) 및 과산화물 경화제를 포함하는 보강수지인 제2주제(B)와, 폴리머 콘크리트의 화학적 접착력을 증대시키기 위한 가교제인 실란계 커플링제(C)를 포함하는 유기계 결합재와; 입자크기 0.05~2mm의 급냉제강슬래그 잔골재 및 탄산칼슘 충전재를 포함하는 무기계 결합재;를 포함하는 메틸메타크릴레이트(MMA)계 아크릴수지 및 급냉제강슬래그 잔골재를 포함하는 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 메틸메타크릴레이트(MMA)계 아크릴수지 및 급냉제강슬래그 잔골재를 포함하는 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물은, 물 100중량부에 대하여, 메틸메타크릴레이트(MMA) 40~50중량부, 2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHAM) 50~70중량부 및 메타크릴산(MAAC) 10~20중량부와, 반응성 유화제 5~20중량부와, 공중합 개시제 5~7중량부와, 알칼리화제 1~2중량부 및 과산화물 경화제 3~5중량부를 포함하는 아크릴계 공중합수지인 제1주제(A) 20~30중량부와, 불포화 폴리에스터 수지(Unsaturated polyester resin) 10~30중량부 및 과산화물 경화제 2~7중량부를 포함하는 보강수지인 제2주제(B) 5~10중량부와, 폴리머 콘크리트의 화학적 접착력을 증대시키기 위한 가교제인 실란계 커플링제(C) 5~10중량부를 포함하여 조성되는 유기계 결합재와; 입자크기 0.05~2mm의 급냉제강슬래그 잔골재 50~70중량부 및 탄산칼슘 충전재 10~20중량부를 포함하여 조성되는 무기계 결합재;를 포함하는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 반응성 유화제는 음이온계 반응성 유화제인 소듐도데실벤젠설포네이트(Sodium dodecylbenzene sulfonate ; SDBS), 소듐폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르설페이트(Sodium polyoxyethylene alkyl phenyl ether sulfate ; SPAS), 비이온계 반응성 유화제인 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르(Polyoxyethylene nonylphenyl ether ; POENPE)로 선택되는 어느 하나인 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 공중합 개시제는 과황산암모늄(Ammonium persulfate ; APS) 및 메타중아황산나트륨(Sodium metabisulfite ; SMBS)을 1:1 중량비율로 혼합된 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 알칼리화제는 탄산수소나트륨(Sodium bicarbonate)인 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 과산화물 경화제는 벤질퍼옥사이드(Benzoyl Peroxide), 터셔리부틸하이드로퍼옥사이드(Tert-butyl hydroperoxide : t-BHP) 또는 메틸에틸케톤퍼옥사이드(Methyethylketoneperoxide ; MEKPO)인 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 실란계 커플링제는 3-메틸아크릴옥시비닐실란(3-methylacryloxyviny1 silane ; MAOS)인 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 탄산칼슘 충전재는 그 사용량의 50중량%를 고로슬래그분말 또는 플라이애시분말로 대체 사용하는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 메틸메타크릴레이트(MMA)계 아크릴수지 및 급냉제강슬래그 잔골재를 포함하는 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물은 경화시간이 1~2시간, 압축강도는 20-40MPa, 휨강도 5-15MPa인 것을 기술구성의 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 신규 교면포장을 위한 교면표면을 청소하거나, 기존 교면포장의 열화부, 손상부 또는 오염부를 제거하는 전처리 단계와; 상기 전처리된 교면표면에 상기 메틸메타크릴레이트(MMA)계 아크릴수지 및 급냉제강슬래그 잔골재를 포함하는 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물을 물에 10~20중량% 농도로 희석한 것을 프라이머로 도포하는 프라이머 도포단계와; 상기 도포된 프라이머 도포면에 상기 메틸메타크릴레이트(MMA)계 아크릴수지 및 급냉제강슬래그 잔골재를 포함하는 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물을 타설하여 경화시켜 교면박층포장하는 단계;를 포함하는 교면박층포장 시공공법을 기술구성의 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예 및/또는 도면을 통하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예 및/또는 도면에 한정되지 않는다.
우선, 본 발명의 메틸메타크릴레이트(MMA)계 아크릴수지 및 급냉제강슬래그 잔골재를 포함하는 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물은, 물 100중량부에 대하여, 메틸메타크릴레이트(MMA) 40~50중량부, 2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHAM) 50~70중량부 및 메타크릴산(MAAC) 10~20중량부와, 반응성 유화제 5~20중량부와, 공중합 개시제 5~7중량부와, 알칼리화제 1~2중량부 및 과산화물 경화제 3~5중량부를 포함하는 아크릴계 공중합수지인 제1주제(A) 20~30중량부와, 불포화 폴리에스터 수지(Unsaturated polyester resin) 10~30중량부 및 과산화물 경화제 2~7중량부를 포함하는 보강수지인 제2주제(B) 5~10중량부와, 폴리머 콘크리트의 화학적 접착력을 증대시키기 위한 가교제인 실란계 커플링제(C) 5~10중량부를 포함하여 조성되는 유기계 결합재와; 입자크기 0.05~2mm의 급냉제강슬래그 잔골재 50~70중량부 및 탄산칼슘 충전재 10~20중량부를 포함하여 조성되는 무기계 결합재;를 포함하여 조성된다.
이때, 상기 아크릴계 공중합수지 조성물에 사용되는 메틸메타아크릴레이트(methylmethacrylate; MMA) 수지는 무색 투명한 액체로 C4 유분을 원료로 하여 제조된 터트-부틸 알코올(Tert-Butyl Alcohol; TBA)을 기체상태에서 산화시켜 메타아크릴산을 제조한 후, 메탄올로 에스테르화하여 제조한 것으로서, 즉, 아크릴산과 메타크릴산 에스테르의 중합반응공정을 거쳐 이중 탄소결합을 갖도록 만든 반응형 수지이며, CH2=C(CH3)CO2CH3의 화학식을 갖는다.
이러한, 메틸메타아크릴레이트(MMA) 수지는 경질 타입이면서 유연성이 있고, 저온에서 라디칼 중합하면 고분자 사슬구조가 연속된 규칙성을 나타내는 신디오탁틱(Syndiotactic) 구조의 비율이 증가하는 특성을 나타내므로 내구성, 내열성, 내화학성, 내마모성, UV안전성 등 물성이 뛰어나며, 햇빛 등의 날씨 및 기후에 견디는 성질인 내후성이 우수하여 외부 환경 변화(날씨 및 기후 변화)에 의한 부식 등을 억제함과 동시에 콘크리트 구조체로 침투하여 일체화 시켜줌으로써 부착강도 및 인성을 개선하고, 안료 등에 의한 착색성이 좋은 특성이 있으며, 높은 열팽창 계수를 갖지만, 안정성이 매우 높은 수지이므로 투명성, 내후성, 착색성이 우수하여 많은 분야에서 사용되고 있다.
그러나, 상기 메틸메타아크릴레이트(MMA) 수지는 수지량의 2~5% 정도 소량의 경화제를 첨가하면 경화를 시작하는데, 경화 개시 후 1시간 이내에 완전히 경화가 완료되는 초속경성 수지이고, 통상 작업 가능시간은 20분 내외로서 작업성이 우수하여 넓은 면적에 포설 및 마무리를 수행할 수 있으며, 이러한 MMA수지는 경화 후 그 강도가 대단히 우수하나 내균열성 및 휨추종성이 부족할 뿐만 아니라 바탕체와의 열팽창 특성이 상이함으로 인해, 실내가 아닌 야외에서 사용할 경우 균열이 발생하기 쉽다는 문제점이 있었다.
이에 따라 본 발명에서는 상기 메틸메타아크릴레이트(MMA) 수지의 단점을 보완하기 위하여 물, 메틸메타크릴레이트(MMA), 2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHAM) 및 메타크릴산(MAAC)과, 반응성 유화제와, 공중합 개시제와, 알칼리화제 및 과산화물 경화제를 포함하는 아크릴계 공중합수지인 제1주제(A)와, 불포화 폴리에스터 수지(Unsaturated polyester resin) 및 과산화물 경화제를 포함하는 보강수지인 제2주제(B)와, 폴리머 콘크리트의 화학적 접착력을 증대시키기 위한 가교제인 실란계 커플링제(C)를 포함하는 유기계 결합재를 급냉제강슬래그 잔골재 및 탄산칼슘 충전재와 혼합하여 모르타르로 조성한 것이 특징적 구성이다.
여기서, 상기 아크릴계 공중합수지인 제1주제(A)는 물 100중량부에 대하여, 메틸메타크릴레이트(MMA) 40~50중량부, 2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHAM) 50~70중량부 및 메타크릴산(MAAC) 10~20중량부와, 반응성 유화제 5~20중량부와, 공중합 개시제 5~7중량부와, 알칼리화제 1~2중량부 및 과산화물 경화제 3~5중량부를 포함하는 조성물이 공중합되는 것으로 상기 각 성분 함량범위를 벗어나는 경우에는 경화물성에 영향이 있으므로 상기 각 성분 함량범위가 유지되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 반응성 유화제는 음이온계 반응성 유화제인 소듐도데실벤젠설포네이트(Sodium dodecylbenzene sulfonate ; SDBS), 소듐폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르설페이트(Sodium polyoxyethylene alkyl phenyl ether sulfate ; SPAS), 비이온계 반응성 유화제인 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르(Polyoxyethylene nonylphenyl ether ; POENPE)로 선택되는 어느 하나인 것을 사용한다.
또한, 상기 공중합 개시제는 과황산암모늄(Ammonium persulfate ; APS) 및 메타중아황산나트륨(Sodium metabisulfite ; SMBS)을 1:1 중량비율로 혼합한 것을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 알칼리화제는 탄산수소나트륨(Sodium bicarbonate)을 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 아크릴계 공중합수지인 제1주제(A)에 혼합되는 보강수지인 제2주제(B)는 불포화 폴리에스터 수지(Unsaturated polyester resin) 10~30중량부 및 과산화물 경화제 2~7중량부를 포함하여 조성되는 것으로 5~10중량부 사용한다.
이때, 상기 불포화 폴리에스터 수지(Unsaturated polyester resin)는 여러 수지에 비해 기계적, 내약품성이 우수하고, 경화성이 뛰어나며, 상온에서도 자유롭게 경화시킬 수 있으므로 본 발명의 제1주제(A)인 아크릴계 공중합수지의 물성보강과 시공속도향상을 위한 보강수지로 혼합사용한다.
또한, 본 발명의 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물의 폴리머 콘크리트의 화학적 접착력을 증대시키기 위한 가교제인 실란계 커플링제(C)를 5~10중량부 사용하며, 이때 상기 실란계 커플링제(C)는 3-메틸아크릴옥시비닐실란(3-methylacryloxyviny1 silane ; MAOS)인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 아크릴계 공중합수지인 제1주제(A)와, 보강수지인 제2주제(B)에 사용되는 상기 과산화물 경화제는 벤질퍼옥사이드(Benzoyl Peroxide), 터셔리부틸하이드로퍼옥사이드(Tert-butyl hydroperoxide : t-BHP) 또는 메틸에틸케톤퍼옥사이드(Methyethylketoneperoxide ; MEKPO)인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에서 잔골재로 사용되는 급냉제강슬래그는, 제강슬래그를 상용하기 위하여 고속의 공기를 이용하여 용융상태의 제강 슬래그를 급냉시키는 방법으로 유리 산화칼슘(f-CaO)의 생성량을 제어하는 방법이 개발되어 상용되고 있는데, 상기의 방법에 의해 생산된 제강슬래그는 구형화되었기 때문에 아토마이징 제강 슬래그(ASS, Atomizing Steel Slag)라고도 하고, 급냉공정에 의해 제조되었으므로 급냉 제강슬래그(RCSS, Rapidly Cooled Steel Slag)라고도 하며, PS Ball(Precious Slag Ball)이라는 이름으로 상용화되고 있다.
삭제
이와 같은 PS Ball은 유리 산화칼슘(f-CaO)이 없어 팽창 붕괴의 위험이 없고, [도 1] 및 [도 2]에 도시한 바와 같이, 입형이 구형에 가까운 잔골재 형태를 갖기 때문에 콘크리트용 건설재료로써 활용할 경우 볼베어링효과(Ball Bearing Effect)에 의해 유동성이 증가하고 레벨링성이 우수한 장점이 있으며, 콘크리트를 구성하는 다른 재료에 비하여 밀도가 높아 도로포장, 웨이트재 등의 다양한 용도를 활용이 시도되고 있다.
본 발명에서 상기 급냉제강슬래그 잔골재는 입자크기 0.05~2mm의 것으로 50~70중량부 사용하는 것이 교면포장의 물성에 있어서 가장 유리하다.
또한, 상기 탄산칼슘 충전재는 10~20중량부 사용할 수 있으며, 이때, 그 사용량의 50중량%를 고로슬래그분말 또는 플라이애시분말로 대체 사용하는 것도 가능하다.
여기서, 고로슬래그는 용광로 제선과정 중에서 발생하는 것으로서 통상 Ca, Si, Al 등의 이온을 포함할 수 있어 시멘트 대체체로 사용될 수 있는데, 고온 용융 상태의 고로슬래그를 냉각하여 분쇄한 비결정질 분말이며, 플라이애시는 미분탄을 연소하는 보일러의 연도 가스로부터 집진기로 채취한 석탄재를 말하는데, 구상인 입자 크기는 시멘트와 같은 정도이고, 알루미나(Al2O3)와 실리카(SiO2)가 주성분이며, 콘크리트의 혼화재로 사용되므로 본 발명에서는 탄산칼슘 충전재를 대체하는 대체충전재로 사용된다.
상기와 같은, 본 발명의 메틸메타크릴레이트(MMA)계 아크릴수지 및 급냉제강슬래그 잔골재를 포함하는 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물은 경화시간이 1~2시간, 압축강도는 20-40MPa, 휨강도 5-15MPa의 물성을 발휘하여 교면포장에서 요구하는 물성을 만족할 수 있다.
한편, 본 발명의 메틸메타크릴레이트(MMA)계 아크릴수지 및 급냉제강슬래그 잔골재를 포함하는 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물을 이용한 교면박층포장 시공공법은, 신규 교면포장을 위한 교면표면을 청소하거나, 기존 교면포장의 열화부, 손상부 또는 오염부를 제거하는 전처리 단계와; 상기 전처리된 교면표면에 상기 메틸메타크릴레이트(MMA)계 아크릴수지 및 급냉제강슬래그 잔골재를 포함하는 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물을 물에 10~20중량% 농도로 희석한 것을 프라이머로 도포하는 프라이머 도포단계와; 상기 도포된 프라이머 도포면에 상기 메틸메타크릴레이트(MMA)계 아크릴수지 및 급냉제강슬래그 잔골재를 포함하는 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물을 타설하여 경화시켜 교면박층포장하는 단계;를 포함하는 공법에 의하여 시공될 수 있다.
[본 발명의 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물의 제조]
물 100kg, 메틸메타크릴레이트(MMA) 50kg, 2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHAM) 60kg, 메타크릴산(MAAC) 20kg, 소듐도데실벤젠설포네이트 10kg, 과황산암모늄(APS) 2.5kg, 메타중아황산나트륨(SMBS) 2.5kg, 탄산수소나트륨(Sodium bicarbonate) 1kg, 터셔리부틸하이드로퍼옥사이드(t-BHP) 3kg을 포함하는 아크릴계 공중합수지 제1주제(A) 28kg과, 불포화 폴리에스터 수지(Unsaturated polyester resin) 2~6kg 및 MEKPO 0.7kg을 포함하는 보강수지인 제2주제(B) 7kg와, 3-methylacryloxyviny1 silane(MAOS) 7kg를 혼합한 유기계 결합재와; 입자크기 0.05~2mm의 급냉제강슬래그 잔골재(에코마이스터) 60kg와; 탄산칼슘 충전재 10kg;를 혼합하여 본 발명의 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물을 제조하였다.
[물성측정]
KS F 2425 "시험실에서 콘크리트 시료를 만드는 방법"에 따라, 콘크리트 바닥판을 제작하였다. 그리고, 그 상면에 위에서 본 발명의 프라이머 조성물을 도포하고, 상기 [실시예 1]의 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물을 15mm 두께로 도포하고 경화시켜 시험체를 제조하고, 다음 [표 3]의 각 시험방법에 따라 물성을 측정하고 그 결과를 나타내었다.
| 함목 | 기준값 | 실시예 1 | 시험방법 |
| 압축강도(MPa) | 21 이상 | 35.2 | KS F 2405 |
| 휨강도(MPa) | 4.5 이상 | 15.7 | KS F 2408 |
| 부착강도(MPa) | 1.4 이상 | 5.5 | KS F 2762 |
상기 [표 3]의 시험결과에 나타난 바와 같이, 본 발명의 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물은 모든 물성에 있어서 기준값을 모두 훨씬 초과하여 만족하는 것을 알 수 있다.
[방수성능측정]
KS F 4932 "교면용 도막 방수재"에 따라 방수성능을 측정하기 위해 상기 [실시예 1]에서 제조한 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물의 인장강도, 전단접착강도, 인장접착강도, 내투수 성능을 측정하였다.
그 결과, 본 발명의 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물은 인장강도, 전단접착강도, 인장접착강도, 내투수 성능이 우수함을 확인할 수 있었다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및/또는 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및/또는 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (10)
- 물, 메틸메타크릴레이트(MMA), 2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHAM) 및 메타크릴산(MAAC)과, 음이온계 반응성 유화제인 소듐도데실벤젠설포네이트(Sodium dodecylbenzene sulfonate ; SDBS), 소듐폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르설페이트(Sodium polyoxyethylene alkyl phenyl ether sulfate ; SPAS), 비이온계 반응성 유화제인 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르(Polyoxyethylene nonylphenyl ether ; POENPE)로부터 선택되는 어느 하나의 반응성 유화제와, 과황산암모늄(Ammonium persulfate ; APS) 및 메타중아황산나트륨(Sodium metabisulfite ; SMBS)을 1:1 중량비율로 혼합한 공중합 개시제와, 알칼리화제 및 과산화물 경화제를 포함하는 아크릴계 공중합수지인 제1주제(A)와, 불포화 폴리에스터 수지(Unsaturated polyester resin) 및 과산화물 경화제를 포함하는 보강수지인 제2주제(B)와, 폴리머 콘크리트의 화학적 접착력을 증대시키기 위한 가교제인 실란계 커플링제(C)를 포함하는 유기계 결합재와; 입자크기 0.05~2mm의 급냉제강슬래그 잔골재 및 탄산칼슘 충전재를 포함하는 무기계 결합재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 메틸메타크릴레이트(MMA)계 아크릴수지 및 급냉제강슬래그 잔골재를 포함하는 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물
- 제1항에 있어서,
상기 메틸메타크릴레이트(MMA)계 아크릴수지 및 급냉제강슬래그 잔골재를 포함하는 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물은, 물 100중량부에 대하여, 메틸메타크릴레이트(MMA) 40~50중량부, 2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHAM) 50~70중량부 및 메타크릴산(MAAC) 10~20중량부와, 반응성 유화제 5~20중량부와, 공중합 개시제 5~7중량부와, 알칼리화제 1~2중량부 및 과산화물 경화제 3~5중량부를 포함하는 아크릴계 공중합수지인 제1주제(A) 20~30중량부와, 불포화 폴리에스터 수지(Unsaturated polyester resin) 10~30중량부 및 과산화물 경화제 2~7중량부를 포함하는 보강수지인 제2주제(B) 5~10중량부와, 폴리머 콘크리트의 화학적 접착력을 증대시키기 위한 가교제인 실란계 커플링제(C) 5~10중량부를 포함하여 조성되는 유기계 결합재와; 입자크기 0.05~2mm의 급냉제강슬래그 잔골재 50~70중량부 및 탄산칼슘 충전재 10~20중량부를 포함하여 조성되는 무기계 결합재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 메틸메타크릴레이트(MMA)계 아크릴수지 및 급냉제강슬래그 잔골재를 포함하는 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물
- 삭제
- 삭제
- 제2항에 있어서,
상기 알칼리화제는 탄산수소나트륨(Sodium bicarbonate)인 것을 특징으로 하는 메틸메타크릴레이트(MMA)계 아크릴수지 및 급냉제강슬래그 잔골재를 포함하는 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물
- 제2항에 있어서,
상기 과산화물 경화제는 벤질퍼옥사이드(Benzoyl Peroxide), 터셔리부틸하이드로퍼옥사이드(Tert-butyl hydroperoxide : t-BHP) 또는 메틸에틸케톤퍼옥사이드(Methyethylketoneperoxide ; MEKPO)인 것을 특징으로 하는 메틸메타크릴레이트(MMA)계 아크릴수지 및 급냉제강슬래그 잔골재를 포함하는 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물
- 제2항에 있어서,
상기 실란계 커플링제는 3-메틸아크릴옥시비닐실란(3-methylacryloxyviny1 silane ; MAOS)인 것을 특징으로 하는 메틸메타크릴레이트(MMA)계 아크릴수지 및 급냉제강슬래그 잔골재를 포함하는 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물
- 제2항에 있어서,
상기 탄산칼슘 충전재는 그 사용량의 50중량%를 고로슬래그분말 또는 플라이애시분말로 대체 사용하는 것을 특징으로 하는 메틸메타크릴레이트(MMA)계 아크릴수지 및 급냉제강슬래그 잔골재를 포함하는 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물
- 제2항에 있어서,
상기 메틸메타크릴레이트(MMA)계 아크릴수지 및 급냉제강슬래그 잔골재를 포함하는 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물은 경화시간이 1~2시간, 압축강도는 20-40MPa, 휨강도 5-15MPa인 것을 특징으로 하는 메틸메타크릴레이트(MMA)계 아크릴수지 및 급냉제강슬래그 잔골재를 포함하는 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물
- 신규 교면포장을 위한 교면표면을 청소하거나, 기존 교면포장의 열화부, 손상부 또는 오염부를 제거하는 전처리 단계와; 상기 전처리된 교면표면에 제1항 내지 제2항, 제5항 내지 제9항중 어느 한 항에 따른 메틸메타크릴레이트(MMA)계 아크릴수지 및 급냉제강슬래그 잔골재를 포함하는 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물을 물에 10~20중량% 농도로 희석한 것을 프라이머로 도포하는 프라이머 도포단계와; 상기 도포된 프라이머 도포면에 제1항 내지 제2항, 제5항 내지 제9항중 어느 한 항에 따른 메틸메타크릴레이트(MMA)계 아크릴수지 및 급냉제강슬래그 잔골재를 포함하는 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물을 타설하여 경화시켜 교면박층포장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 메틸메타크릴레이트(MMA)계 아크릴수지 및 급냉제강슬래그 잔골재를 포함하는 교면박층포장용 폴리머 콘크리트 모르타르 조성물을 이용한 교면박층포장 시공공법
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