KR102304911B1

KR102304911B1 - 라텍스 개질 고성능 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 포장공법

Info

Publication number: KR102304911B1
Application number: KR1020210004555A
Authority: KR
Inventors: 이태우
Original assignee: (주)씨앤비
Priority date: 2021-01-13
Filing date: 2021-01-13
Publication date: 2021-09-27

Abstract

본 발명은 라텍스 개질 고성능 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 포장공법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 라텍스 개질 고성능 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 포장공법은 초기 및 장기 강도가 크고 외부로부터 침투되는 염화물 이온을 고정화시킴으로서 콘크리트의 다공성을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 콘크리트 내부의 공극구조를 치밀하게 하여 이산화탄소, 물 및 화학약품의 침투가 방지되어 콘크리트의 탄산화가 억제되고 수밀성 및 내구성이 증진되는 효과가 있다.

Description

라텍스 개질 고성능 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 포장공법{Latex modified high performance concrete and pavement method using the same}

본 발명은 라텍스 개질 고성능 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 포장공법에 관한 것이다.

일반적으로 포장공법은 크게 아스팔트 포장과 콘크리트 포장으로 나눌 수 있다. 아스팔트 포장은 연성 포장으로서, 우수한 주행성과 빠른 교통개방 등의 장점은 있지만, 소성변형 및 피로 균열 등에 대한 유지보수 및 유지관리에 비용이 많이 소요되는 단점이 있다.

반면, 콘크리트 포장은 강성 포장으로서, 아스팔트 포장에 비하여 가격이 저렴하고 중차량에 대한 내구성은 크지만, 부착력 불량이나 균열 발생 시의 염화물 침투로 인한 철근의 부식 또는 열화 현상 발생 등의 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 라텍스 개질 콘크리트가 사용되고 있는데, 라텍스 개질 콘크리트란 포틀랜드 시멘트로 제조한 콘크리트에 라텍스를 혼입하여 제조한 콘크리트로서, 일반 콘크리트 포장에 비해 강도, 수밀성, 방수성, 내구성 등이 우수한 것으로 알려져 있다.

그러나, 종래 라텍스 개질 콘크리트는 포장에 요구되는 성능을 전부 라텍스에 의존하기 때문에 고가인 라텍스의 사용량이 증가하여 재료비가 상승되고, 콘크리트 간 품질 편차, 라텍스와 콘크리트의 응결 시간 차에 의한 표면 균열 등을 초래하는 문제점이 있다.

또한 라텍스 개질 콘크리트에 균열이 발생하는 경우에는 라텍스의 내부 피막 형성에도 불구하고 이산화탄소, 염화물 이온 등의 콘크리트 열화요인이 쉽게 침투되는 문제점이 있다.

1. 한국 등록특허 제10-0814148호 2. 한국 등록특허 제10-0510875호 3. 한국 등록특허 제10-0196096호 4. 한국 등록특허 제10-0474976호

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 강도가 크고 외부로부터 침투되는 염화물 이온을 고정시킬 수 있으며, 내부가 치밀한 공극구조를 형성하여 염화물 이온, 이산화탄소, 수분의 침투를 억제할 수 있는 라텍스 개질 고성능 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 포장공법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면은 시멘트 48.35 내지 49.26 중량%, 스멕타이트 7.89 내지 8.84 중량%, 파이넥스 슬래그 14.24 내지 14.82 중량%, 석회 노분 1.42 내지 1.78 중량%, 비정질 나노 실리카 9.72 내지 11.36 중량%, 알파형 반수석고 8.38 내지 8.86 중량%, 코나실 6.83 내지 6.95 중량%, 실리콘 소포제 1.2 내지 1.22 중량%로 구성된 것을 특징으로 하는 라텍스 개질 고성능 콘크리트 조성물용 무기계 분말에 관한 것이다.

본 발명의 다른 측면은 본 발명의 여러 구현예에 따른 라텍스 개질 고성능 콘크리트 조성물용 무기계 분말, 상기 라텍스 개질 고성능 콘크리트 조성물용 무기계 분말 100 중량부를 기준으로, 407 내지 427 중량부의 골재, 28 내지 33 중량부의 라텍스를 포함하는 것을 특징으로 하는 라텍스 개질 고성능 콘크리트 조성물에 관한 것이다.

본 발명의 또 다른 측면은 (B) 콘크리트 생산 단계, (C) 브루밍 작업 단계, (D) 포설 및 마무리 단계, (E) 타이닝 작업 단계, (F) 양생 단계를 포함하는 라텍스 개질 고성능 콘크리트 포장방법으로서, 상기 콘크리트 생산 단계는 본 발명의 여러 구현예에 따른 라텍스 개질 고성능 콘크리트 조성물에 적정량의 물을 혼합하여 수행되는 것을 특징으로 하는 라텍스 개질 고성능 콘크리트 포장방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 라텍스 개질 고성능 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 포장공법은 초기 및 장기 강도가 크고 외부로부터 침투되는 염화물 이온을 고정화시킴으로서 콘크리트의 다공성을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 콘크리트 내부의 공극구조를 치밀하게 하여 이산화탄소, 물 및 화학약품의 침투가 방지되어 콘크리트의 탄산화가 억제되고 수밀성 및 내구성이 증진되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 라텍스 개질 고성능 콘크리트 포장 방법을 나타내는 블록도이다.
도 2a 및 2b는 실시예 및 비교예에 따른 콘크리트에 대한 압축강도 측정 결과 그래프이다.
도 3a 및 3b는 실시예 및 비교예에 따른 콘크리트에 대한 휨 강도 측정 결과 그래프이다.
도 4는 실시예 및 비교예에 따른 콘크리트에 대한 부착강도 측정 결과 그래프이다.
도 5는 실시예 및 비교예에 따른 콘크리트에 대한 탄산화 깊이 측정 결과 그래프이다.
도 6은 실시예 및 비교예에 따른 콘크리트에 대한 총전하량 산출 결과 그래프이다.
도 7은 실시예 및 비교예에 따른 콘크리트에 대해 황산염 침지 후 압축가도를 측정한 결과 그래프이다.
도 8은 실시예 및 비교예에 따른 콘크리트에 대한 상대 동탄성 계수 측정 결과 그래프이다.
도 9는 실시예 및 비교예에 따른 콘크리트에 대한 내구성 지수 측정 결과 그래프이다.
도 10은 자가-치유(self-healing) 시험 장치에 관한 개략도이다.

이하에서, 본 발명의 여러 측면 및 다양한 구현예에 대해 더욱 구체적으로 살펴보도록 한다.

이하에서 라텍스 개질 고성능 콘크리트 조성물용 무기계 분말을 구성하는 각 성분들에 대해 상세히 설명한다.

1. 시멘트(cement)

콘크리트 조성물을 결합시키고 콘크리트의 강도를 발현시키기 위한 성분으로서, 온도 및 공사기간에 따라 보통 포트랜드 시멘트, 조강 포틀랜드 시멘트, 초속경 시멘트, 또는 이들의 혼합물 중에서 선택하여 사용할 수 있다.

그 함량은 라텍스 개질 고성능 콘크리트 조성물용 무기계 분말 총 중량을 기준으로 48.35 내지 49.26 중량%인 것이 바람직하다.

상기 하한 미만인 경우 조성물과 물의 배합시간이 길어지고, 모르타르의 점성이 낮아져 재료분리가 발생되는 문제점이 있고, 상기 상한을 초과하는 경우에는 수화열이 많아져 콘크리트에 균열이 발생되고 비경제적인 콘크리트기 되는 문제점이 있다.

2. 스멕타이트(smectite)

외부로부터 침투하는 염소 이온을 고정시켜 콘크리트의 다공성을 방지하기 위한 성분으로서, 그 함량은 라텍스 개질 고성능 콘크리트 조성물용 무기계 분말 총 중량을 기준으로 7.89 내지 8.84 중량%인 것이 바람직하다.

상기 하한 미만인 경우 염소 이온 고정 능력이 저하되는 문제점이 있고, 상기 상한을 초과하는 경우에는 콘크리트의 점성이 높아져 작업성이 저하되는 문제점이 있다.

3. 슬래그(slag)

콘크리트의 유동성을 증진하고 콘크리트의 장기 강도를 증진시키기 위한 성분으로서, 제철공정에서 발생하는 제강 슬래그, 고로 슬래그, 파이넥스 슬래그, 고로 슬래그를 공냉처리한 괴재 슬래그 또는 수재 슬래그, 제강 공정에서 발생하는 탈황 슬래그 또는 탈인 슬래그 등 슬래그의 종류에는 제한이 없으나, 다만 파이넥스 슬래그(Finex Slag)가 본 발명에서 목적하는 여러 물성을 확보하는 데에 있어 가장 바람직하다.

그 함량은 라텍스 개질 고성능 콘크리트 조성물용 무기계 분말 총 중량을 기준으로 14.24 내지 14.82 중량%인 것이 바람직하다. 상기 하한 미만인 경우 콘크리트의 장기강도 증진 효과가 저하되는 문제점이 있고, 상기 상한을 초과하는 경우에는 콘크리트의 초기 강도 발현이 부족한 문제점이 있다.

4. 석회 노분(lime kiln dust, LKD)

일칼리 자극제로서 상기 스멕타이트의 반응을 촉진하기 위한 성분으로서, 그 함량은 라텍스 개질 고성능 콘크리트 조성물용 무기계 분말 총 중량을 기준으로 1.42 내지 1.78 중량%인 것이 바람직하다.

상기 하한 미만인 경우 상기 스멕타이트의 반응이 지연되는 문제점이 있고, 상기 상한을 초과하는 경우에는 콘크리트의 강도를 저하시키는 문제점이 있다.

5. 비정질 나노 실리카(amorphous nano-silica)

콘크리트의 공극을 감소시켜 흡수율을 저하시키기 위한 성분으로서, 그 함량은 라텍스 개질 고성능 콘크리트 조성물용 무기계 분말 총 중량을 기준으로 9.72 내지 11.36 중량%인 것이 바람직하다.

상기 하한 미만인 경우 콘크리트의 공극 감소 효과가 저하되는 문제점이 있고, 상기 상한을 초과하는 경우에는 콘크리트의 유동성이 저하되어 작업성이 저하되는 문제점이 있다.

6. 알파형 반수석고(alpha-calcium sulfate hemihydrate)

콘크리트의 수축에 의한 균열 발생을 저감시키기 위한 성분으로서, 그 함량은 라텍스 개질 고성능 콘크리트 조성물용 무기계 분말 총 중량을 기준으로 8.38 내지 8.86 중량%인 것이 바람직하다.

상기 하한 미만인 경우 콘크리트의 수축 변형 억제 효과가 저하되는 문제점이 있고, 상기 상한을 초과하는 경우에는 콘크리트의 강도가 저하되는 문제점이 있다.

7. 코나실(Konasil)

하얀색의 매우 가벼운 분말 타입의 무정형 이산화규소로서, 콘크리트의 초기 강도를 발현시키기 위한 성분으로 사용되고, 그 함량은 라텍스 개질 고성능 콘크리트 조성물용 무기계 분말 총 중량을 기준으로 6.83 내지 6.95 중량%인 것이 바람직하다.

상기 하한 미만인 경우 콘크리트의 초기 강도 발현 효과가 저하되고, 상기 상한을 초과하는 경우에는 콘크리트의 유동성이 저하되어 작업성이 저하되는 문제점이 있다.

8. 실리콘 소포제(silicone antifoams)

실리콘(silicone) 오일계 소포제로서, 공기량을 저감시켜 콘크리트의 강도를 증진시키기 위한 성분으로 사용되고, 그 함량은 라텍스 개질 고성능 콘크리트 조성물용 무기계 분말 총 중량을 기준으로 1.20 내지 1.22 중량%인 것이 바람직하다.

상기 하한 미만인 경우 공기량 감소 효과가 저하되고, 상기 상한을 초과하는 경우에는 콘크리트의 강도가 저하되는 문제점이 있다.

이하에서 무기계 분말 이외에 라텍스 개질 고성능 콘크리트 조성물을 구성하는 필수 성분들에 대해 상세히 설명한다.

1. 골재

콘크리트의 건조 수축을 저감하고 증량제로서 사용될 뿐 아니라 콘크리트의 표면 마멸 저항성을 증진시키기 위한 성분으로서, 그 함량은 무기계 분말 100중량부에 대하여 407 내지 427 중량부가 바람직하다.

이러한 골재는 입자 크기에 따라 나눌 수 있는데, 구체적으로 대한민국 시방서에 규정된 체의 통과 여부를 기준으로 0.08 mm 이상, 5 mm 이하인 잔골재(세골재, 細骨材)와 5 mm 이상의 굵은 골재(조골재, 粗骨材)로 구분할 수 있다.

이 중에서 잔골재는 콘크리트의 건조 수축을 저감하고 증량제로서 사용하기 위한 성분으로서, 그 함량은 무기계 분말 100중량부에 대하여 234 내지 240 중량부이 바람직하다.

상기 하한 미만인 경우 콘크리트의 재료분리가 발생되는 문제점이 있고, 상기 상한을 초과하는 경우에는 콘크리트의 공극이 증가하여 내구성이 저하되는 문제점이 있다.

굵은 골재는 콘크리트의 표면 마멸 저항성을 증진시키기 위한 성분으로서, 그 함량은 무기계 분말 100중량부에 대하여 173 내지 187 중량부이 바람직하다.

상기 하한 미만인 경우 비경제적인 콘크리트가 되는 문제이 있고, 상기 상한을 초과하는 경우에는 콘크리트에 거친 마감면이 되는 문제점이 있다.

2. 라텍스(latex)

콘크리트의 부착강도와 수밀성을 증진시키기 위한 성분으로서, SBR (Styrene Butadiene Rubber), IR (Isoprene Rubber), SSBR (Solution Styrene Rubber), 이들 2종 이상의 블레드 또는 공중합체 중에서 하나 이상을 선택하여 사용할 수 있다.

그 함량은 무기계 분말 100중량부에 대하여 28 내지 33 중량부가 바람직하다. 상기 하한 미만인 경우 부착강도와 수밀성이 저하되는 문제점이 있고, 상기 상한을 초과하는 경우에는 상기 무기계 분말의 반응이 저하되는 문제점이 있다.

3. 폴리머 비드

이외에도, 라텍스 개질 고성능 콘크리트 조성물을 구성하는데 선택적으로 채택 가능한 임의 성분으로서, 폴리머 비드를 콘크리트의 투수를 저감시키는 목적으로 사용할 수 있다.

그 함량은 상기 라텍스 개질 고성능 콘크리트 조성물용 무기계 분말 100 중량부를 기준으로, 2 내지 4 중량부의 폴리머 비드를 추가로 포함시켜 라텍스 개질 고성능 콘크리트 조성물을 구성할 수 있다.

폴리머 비드는 폴리에틸렌 비드, 폴리프로필렌 비드, 및 이들의 혼합물 중에서 선택하여 사용하는 것이 바람직하고, 평균 입경이 1 내지 2 mm 정도의 비드를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.

특히, 상기 라텍스 개질 고성능 콘크리트 조성물용 무기계 분말 100 중량부를 기준으로, 0.5 내지 1.5 중량부의 폴리에틸렌 비드 및 1.5 내지 2.5 중량부의 폴리프로필렌 비드를 추가로 포함시켜 라텍스 개질 고성능 콘크리트 조성물을 구성하는 것이 콘크리트의 투수를 크게 저감시키고 자가-복원 효과를 극대화시키는 데에 유리하다. 상기 범위를 벗어나는 경우, 투수 저감 효과는 있지만 일정 기간의 재령 후의 투수 방지 효과는 발현되지 않음을 확인하였다.

본 발명의 또 다른 측면은 (B) 콘크리트 생산 단계, (C) 브루밍 작업 단계, (D) 포설 및 마무리 단계, (E) 타이닝 작업 단계, (F) 양생 단계를 포함하는 라텍스 개질 고성능 콘크리트 포장방법에 관한 것이다.

이때, 상기 콘크리트 생산 단계는 본 발명의 여러 구현예에 따른 라텍스 개질 고성능 콘크리트 조성물에 적정량의 물을 혼합하여 수행된다.

신설 포장 공사가 아닌 기존 포장의 보수 또는 보강을 위한 포장공사인 경우, 상기 (B) 콘크리트 생산 단계 전에 (A) 콘크리트의 열화된 부위를 제거하는 단계를 추가로 수행할 수도 있다.

이때, 상기 (B) 콘크리트 생산 단계는 골재, 무기계 분말, 물, 라텍스의 순서로 투입하고, 선택적으로 폴리머 비드를 추가로 투입함으로써 수행하는 것이 바람직하다.

이하에서 본 발명에 따른 라텍스 개질 고성능 콘크리트 포장공법의 각 단계에 대해 상세히 설명한다.

상기 열화 부위 제거 단계(S101)는 열화된 포장을 제거하는 단계로서, 현장 조건 및 절삭 능률을 고려하여 상온 절삭기나 워터젯 또는 핸드 브레이커 등의 장비를 사용하여 열화된 포장을 절삭하는 단계이다. 교량의 경우에는 교면 방수층까지 절삭을 해야 하고, 이후 절삭 과정에서 발생된 폐기물을 진공 흡입기 또는 미니로더 등을 사용하여 처리한다.

다만, 신설 포장 공사인 경우에는 교면 방수층이나 포장이 열화되지 않았기 때문에 상기 열화 부위 제거 단계(S101)를 수행하지 않고, 하기 콘크리트 생산 단계부터 진행하게 된다. 또한, 그 외 단계의 수행방법, 조성물, 조성비 등 역시 후술하 바와 동일하다

상기 콘크리트 생산 단계(S102)는 믹서에 골재, 무기계 분말, 물, 라텍스 순으로 투입하는 단계로서, 선택에 따라서는 마지막에 폴리머 비드를 추가로 투입할 수도 있다. 믹서로부터 배출되는 콘크리트의 반죽 질기는 포장이 종료될 때까지 균일하게 유지하여야 한다.

상기 브루밍 작업 단계(S103)는 콘크리트의 부착력을 증진시키기 위해 소량의 라텍스 개질 고성능 콘크리트를 데크 브러시로 쓸어 콘크리트가 포설될 면에 모르타르로 얇게 도포하는 단계로서, 브루밍한 표면은 라텍스 개질 고성능 콘크리트가 포설되기 전에 건조되지 않도록 유의할 필요가 있다.

상기 포설 및 마무리 단계(S104)는 브루밍한 표면이 마르기 전에 가능한 빨리 라텍스 개질 고성능 콘크리트를 포설하는 단계로서, 모서리부, 측벽부, 신축 이음부, 철근 노출부, 깊이가 변하는 부위 등과 같이 채움이 취약한 부위에는 봉 다짐 등을 실시하여야 한다. 또한 마무리는 계획고까지 포설 및 다짐이 완료된 후 마무리를 실시하게 되는데, 이때 마무리를 용이하게 하기 위하여 물을 추가하여 시공하지 않도록 유의한다.

상기 타이닝 작업 단계(S105)는 포장 표면의 마찰력을 높임으로써 미끄러짐을 막기 위해 일정한 간격으로 홈을 파는 단계로서, 마무리가 끝나고 포장면에 물기가 없어지면 시행하는데, 홈의 깊이는 3 내지 6mm, 홈의 간격은 20 내지 30mm 정도로 하는 것이 바람직하다. 때에 따라서는 타이닝 작업을 생략할 수도 있다.

상기 양생 단계(S106)는 상기 포설 및 마무리 단계 또는 타이닝 작업 단계가 끝난 후 바로 양생제를 살포하는 단계로서, 양생제는 전체 면적에 고르게 살포되도록 유의해야 한다. 또한 교통이 개방될 때까지 건조, 온도 변화, 하중, 충격 등의 영향을 받지 않도록 보호해야 한다. 양생은 물로 축인 넝마를 상기 포설 및 마무리 단계 또는 타이닝 작업 단계가 완료된 포장 표면에 덮고 곧이어 비닐을 깔아 48시간 동안 습윤양생 방식으로 수행할 수도 있다.

이하에서 실시예 등을 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 하며, 다만 이하에 실시예 등에 의해 본 발명의 범위와 내용이 축소되거나 제한되어 해석될 수 없다. 또한, 이하의 실시예를 포함한 본 발명의 개시 내용에 기초한다면, 구체적으로 실험 결과가 제시되지 않은 본 발명을 통상의 기술자가 용이하게 실시할 수 있음은 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.

또한 이하에서 제시되는 실험 결과는 상기 실시예 및 비교예의 대표적인 실험 결과만을 기재한 것이며, 아래에서 명시적으로 제시하지 않은 본 발명의 여러 구현예의 각각의 효과는 해당 부분에서 구체적으로 기재하도록 한다.

실시예

실시예 1

초속경 시멘트(Unijet cement, 유니온사) 49.16 중량%, 스멕타이트 8.12 중량%, 파이넥스 슬래그 14.75 중량%, 석회 노분 1.48 중량%, 비정질 나노 실리카 9.92 중량%, 알파형 반수석고 8.40 중량%, 코나실 6.95 중량%, 실리콘 소포제 1.22 중량%를 혼합하여 무기계 분말을 제조하였다.

물 3.21 중량%, 위에서 제조한 무기계 분말 17.83 중량%, 잔골재 42.29 중량%, 굵은골재 30.97 중량%, 라텍스 5.70 중량%로 구성되도록 라텍스 개질 콘크리트 조성물로 하기 각 시험에 맞는 시험체를 제조하였다.

실시예 2

초속경 시멘트 대신에 보통 포틀랜드 시멘트(쌍용 시멘트)를 사용하는 것을 제외하고는 위 실시예 1과 동일하게 구성된 라텍스 개질 콘크리트 조성물로 하기 각 시험에 맞는 시험체를 제조하였다.

비교예 1

국내 D사의 포장용 초속경 콘크리트를 사용하여 하기 각 시험에 맞는 시험체를 제조하였다.

비교예 2

국내 T사의 포장용 초속경 콘크리트를 사용하여 하기 각 시험에 맞는 시험체를 제조하였다.

비교예 3

국내 D사의 포장용 콘크리트를 사용하여 하기 각 시험에 맞는 시험체를 제조하였다.

비교예 4

국내 T사의 포장용 콘크리트를 사용하여 하기 각 시험에 맞는 시험체를 제조하였다.

시험예 1: 압축강도 평가

KS F 2405 콘크리트의 압축강도 시험방법에 의거하여 실시예 1과 2 및 비교예 1 내지 4에서 제조한 시험체를 이용하여 콘크리트의 압축강도를 평가하였다.

이를 위해, 실시예 1, 비교예 1, 비교에 2의 시험체는 제조하고 나서 3시간, 1일, 28일 동안 대기 중에서 각각 양생한 후 압축강도를 측정하였다. 또한, 실시예 2, 비교예 3, 비교예 4의 시험체는 제조하고 나서 7일, 14일, 28일. 91일 동안 대기 중에서 각각 양생한 후 압축강도를 측정하였다.

그 결과, 도 2에 제시한 바와 같이 본 발명에 따른 라텍스 개질 고성능 콘크리트인 실시예 1 및 2의 시험체가 비교예 1 내지 4의 시험체에 비해 높은 압축강도를 보이는 것으로 측정되어 본 발명에 따른 라텍스 개질 고성능 콘크리트의 압축강도가 우수함을 알 수 있었다.

시험예 2: 휨 강도 평가

KS F 2408에 규정된 콘크리트의 휨 강도 시험방법에 의거하여 실시예 1과 2 및 비교예 1 내지 4에서 제조한 시험체를 이용하여 콘크리트의 휨 강도를 평가하였다.

이를 위해, 실시예 1, 비교예 1, 비교예 2의 시험체는 제조하고 나서 3시간, 1일, 28일 동안 대기 중에서 각각 양생한 후 휨 강도를 측정하였다. 또한, 실시예 2, 비교예 3, 비교예 4의 시험체는 7일, 14일, 28일, 91일 동안 대기 중에서 각각 양생한 후 휨 강도를 측정하였다.

그 결과 도 3에 제시한 바와 같이, 본 발명에 따른 라텍스 개질 고성능 콘크리트인 실시예 1 및 2의 시험체가 비교예 1 내지 4의 시험체에 비해 높은 휨 강도를 보이는 것으로 측정되어 본 발명에 따른 라텍스 개질 고성능 콘크리트의 휨 강도가 우수함을 알 수 있었다.

시험예 3: 부착강도 평가

ASTM C 1583-04 [Test Method for Tensile Strength of Concrete Surface and the Bond Strength or Tensile Strength of Concrete Repair and Overlay Materials by Direct Tension (Pull-off Method)]의 시험방법에 의거하여 실시예 1과 2 및 비교예 1 내지 4에서 제조한 시험체를 이용하여 콘크리트의 부착강도를 평가하였다.

이를 위해, 실시예 1, 비교예 1, 비교에 2의 시험체는 3시간, 1일, 28일 동안 대기 중에서 각각 양생한 후 부착강도를 측정하였다. 또한, 실시예 2, 비교예 3, 비교예 4의 시험체는 7일, 14일, 28일, 91일 동안 대기 중에서 각각 양생한 후 부착강도를 측정하였다.

그 결과 도 4에 제시한 바와 같이, 본 발명에 따른 라텍스 개질 고성능 콘크리트인 실시예 1 및 2의 시험체가 비교예 1 내지 4의 시험체에 비해 높은 부착강도를 보이는 것으로 측정되어 본 발명에 따른 라텍스 개질 고성능 콘크리트의 부착강도가 우수함을 알 수 있었다.

시험예 4: 탄산화 저항성 평가

실시예 1과 2 및 비교예 1 내지 4에서 제조한 콘크리트의 탄산화 저항성을 평가하기 위하여, Φ100ㅧ200mm 크기의 원중형 시편을 제작하고, 28일 동안 대기 중에서 양생을 하고 난 이후에, 온도 20℃, 습도 60%, CO₂ 농도 5%로 설정한 탄산화 촉진 실험기를 사용하여 4주와 8주 후에 KS F 2596 콘크리트 탄산화 깊이 측정방법에 따라 탄산화 깊이를 측정하였다.

그 결과 도 5과 같이, 본 발명에 따른 라텍스 개질 고성능 콘크리트인 실시예 1 및 2의 시험체의 탄산화 깊이가 비교예 1 내지 비교예 4의 시험체에 비해 낮게 측정되어, 본 발명에 따른 라텍스 개질 고성능 콘크리트의 이산화탄소에 의한 탄산화 저항성이 우수함을 알 수 있었다.

시험예 5: 염소 이온 침투 저항성 평가

실시예 1과 2 및 비교예 1 내지 4에서 제조한 콘크리트의 염소 이온 침투 저항성을 평가하기 위하여, 28일 동안 대기 중에서 양생한 후 KS F 2711에 규정된 전기전도도에 의한 콘크리트의 염소 이온 침투저항성 시험방법에 의거하여 총 전하량을 산정하였고, 하기 표 1에 기재된 기중에 따라 의해 염소 이온 침투 저항성을 평가하였다.

총 전하량을 산정한 결과, 도 6에 제시한 바와 같이 모두 염소 이온 투과성이 매우 낮음의 영역에 해당되었지만, 특히 본 발명에 따른 라텍스 개질 고성능 콘크리트인 실시예 1 및 2의 시험체가 비교예 1 내지 4의 시험체에 비해 낮은 염소 이온 투과성을 보여 염소 이온에 의한 콘크리트의 열화 및 철근의 부식을 방지할 수 있는 성능이 우수함을 알 수 있었다.

시험예 6: 황산염 저항성 평가

실시예 1과 2 및 비교예 1 내지 4에서 제조한 콘크리트의 황산염 저항성을 평가하기 위하여, 5%의 Na₂SO₄ 용액을 제조하고 Φ100ㅧ200mm의 콘크리트 시험체를 제작하여 28일 동안 대기 중에서 양생시켰다. 이후 시험체를 용액 속에 1주, 4주, 8주 동안 침지시킨 후 KS F 2405에 규정된 콘크리트의 압축강도 시험방법에 따라 압축강도를 측정하였다.

그 결과 도 7에 제시한 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 및 2의 시험체가 비교예 1 내지 4의 시험체에 비해 높은 압축강도를 보여, 본 발명에 따른 라텍스 개질 고성능 콘크리트의 황산염에 대한 저항성이 우수함을 알 수 있었다.

시험예 7: 동결융해 저항성 평가

실시예 1과 2 및 비교예 1 내지 4에서 제조한 콘크리트의 동결융해 저항성을 평가하기 위하여, 14일 동안 대기 중에서 양생한 후 KS F 2456에 규정된 급속 동결융해에 대한 콘크리트의 저항 시험방법에 따라 내구성 지수를 측정하였다.

그 결과 도 8 및 9에 제시한 바와 같이, 실시예 1 및 2의 시험체가 비교예 1 내지 4의 시험체보다 내구성 지수가 높게 나타나, 본 발명에 따른 라텍스 개질 고성능 콘크리트의 동결융해 저항 성능이 우수함을 알 수 있었다.

실시예 3

실시예 1에서 제조한 무기계 분말 100 중량부를 기준으로 석유계 저밀도 폴리에틸렌 비드 1 중량부 및 폴리프로필렌 비드 2 중량부를 추가로 첨가하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 하기 시험에 맞는 시험체를 제조하였다.

실시예 4

석유계 저밀도 폴리에틸렌 비드 1 중량부 및 폴리프로필렌 비드 2 중량부 대신에 석유계 저밀도 폴리에틸렌 비드 3 중량부를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 3과 동일하게 하기 시험에 맞는 시험체를 제조하였다.

실시예 5

석유계 저밀도 폴리에틸렌 비드 1 중량부 및 폴리프로필렌 비드 2 중량부 대신에 폴리프로필렌 비드 3 중량부를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 3과 동일하게 하기 시험에 맞는 시험체를 제조하였다.

실시예 6

석유계 저밀도 폴리에틸렌 비드 1 중량부 및 폴리프로필렌 비드 2 중량부 대신에 석유계 저밀도 폴리에틸렌 비드 2 중량부 및 폴리프로필렌 비드 1 중량부를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 3과 동일하게 하기 시험에 맞는 시험체를 제조하였다.

시험예 7: 콘크리트 투수 시험
상기 실시예 1 및 3 내지 6에서 제조한 시험체에 대해서 투수 시험을 수행하였다. 투수 시험은 도 10에 제시한 바와 같이 할렬된 투수시험용 콘크리트 시험체에 투수 용기를 끼워 넣고 투수 용기와 시험체 연결면을 실링한 다음, 실링된 투수시험용 콘크리트 시험체 상부에 일정한 높이(12 cm)와 수압(1.2 kPa)의 물을 투수하되, 투수 시험의 시작과 함께 일정한 시간동안 지속적으로 시험체 상부의 물 높이를 유지하면서 투수하고, 이어서 재령에 따라 시험체를 통과하여 투수된 물의 양을 일정한 시간(5 분)동안 측정하는 방법으로 수행하였다.
그 결과, 아래 표 2에 제시한 바와 같이, 실시예 1에 비해 실시예 3 내지 6에서 투수가 크게 저감되어 자가-복원(self-healing) 효과가 월등히 향상되었을 뿐 아니라, 특히 실시예 3은 재령 28일 후에 투수가 완벽하게 차단되는 자가-복원 효과를 보이는 것을 확인하였다.

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Claims

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시멘트 48.35 내지 49.26 중량%, 스멕타이트 7.89 내지 8.84 중량%, 파이넥스 슬래그 14.24 내지 14.82 중량%, 석회 노분 1.42 내지 1.78 중량%, 비정질 나노 실리카 9.72 내지 11.36 중량%, 알파형 반수석고 8.38 내지 8.86 중량%, 코나실 6.83 내지 6.95 중량%, 실리콘 소포제 1.2 내지 1.22 중량%로 구성된 라텍스 개질 고성능 콘크리트 조성물용 무기계 분말,
상기 라텍스 개질 고성능 콘크리트 조성물용 무기계 분말 100 중량부를 기준으로, 407 내지 427 중량부의 골재, 28 내지 33 중량부의 라텍스를 포함하는 라텍스 개질 고성능 콘크리트 조성물로서,
상기 라텍스 개질 고성능 콘크리트 조성물용 무기계 분말 100 중량부를 기준으로, 0.5 내지 1.5 중량부의 폴리에틸렌 비드 및 1.5 내지 2.5 중량부의 폴리프로필렌 비드를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 라텍스 개질 고성능 콘크리트 조성물.
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(B) 콘크리트 생산 단계, (C) 브루밍 작업 단계, (D) 포설 및 마무리 단계, (E) 타이닝 작업 단계, (F) 양생 단계를 포함하는 라텍스 개질 고성능 콘크리트 포장방법으로서,
상기 콘크리트 생산 단계는 제2항에 따른 라텍스 개질 고성능 콘크리트 조성물에 적정량의 물을 혼합하여 수행되는 것을 특징으로 하는 라텍스 개질 고성능 콘크리트 포장방법.
제7항에 있어서, 상기 (B) 콘크리트 생산 단계 전에 (A) 콘크리트의 열화된 부위를 제거하는 단계를 추가로 수행하는 것을 특징으로 하는 라텍스 개질 고성능 콘크리트 포장방법.
제8항에 있어서, 상기 (B) 콘크리트 생산 단계는 골재, 무기계 분말, 물, 라텍스의 순서로 투입하고, 폴리머 비드를 추가로 투입함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 라텍스 개질 고성능 콘크리트 포장방법.