KR102322804B1 - Eco-friendly polymer mortar coposition for improving long-term durability, chemical resistanc and adhesion and method of cross section recovery using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 내구성, 내화학성 및 부착성 향상을 위한 친환경성 폴리머 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 단면 보수 보강 공법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 친환경 섬유, 폴리프로필렌 수지 및 제올라이트 미분말을 첨가하여 친환경성, 균열저항성 향상, 내산성향상, 부착성향상, 인장강도 및 내구성 향상, 동결융해 저항성 향상이 가능함에 따라 보수 보강의 장기 내구성이 증대될 수 있는 친환경성 폴리머 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 단면 보수 보강 공법에 관한 것이다. The present invention relates to an eco-friendly polymer mortar composition for improving durability, chemical resistance and adhesion, and a method for reinforcing the cross section of a concrete structure using the same. , an eco-friendly polymer mortar composition that can increase the long-term durability of repair and reinforcement by improving crack resistance, acid resistance, adhesion, tensile strength and durability, and freeze-thaw resistance is about
현재 국내에 건설된 콘크리트 구조물 중 지상 및 지하구조물의 경우 상당수의 구조물이 현재 보수가 필요한 실정이다.Among the concrete structures currently constructed in Korea, a significant number of structures above ground and underground are currently in need of repair.
이러한 구조물들은 설계시의 강도 및 내구성을 유지하기 위해서 기초적인 보수부터 환경적/구조적으로 파손된 콘크리트의 경우 단면의 전체적인 보수, 복구 또는 보강까지 정기적인 점검과 유지관리 필요하게 되었으며, 사회적으로 싱크홀 및 지진 내구성대한 경각심이 부각되면서 이러한 사항들의 중요성이 커지고 있는 실정이다.In order to maintain the strength and durability of these structures at the time of design, regular inspection and maintenance are required from basic repairs to the overall repair, restoration or reinforcement of sections in the case of environmentally/structurally damaged concrete, and socially, sinkholes. The importance of these matters is increasing as the awareness of earthquake durability is highlighted.
단면복구에 사용되는 재료는 보수부위, 사용조건, 환경조건 및 시공조건에 따라 그 성능을 충족시켜야 한다. 특히 시공조건에 따라 재료의 선정이 매우 중요하다 할 수 있다.Materials used for cross-section restoration must satisfy their performance according to the repair site, usage conditions, environmental conditions, and construction conditions. In particular, it can be said that the selection of materials is very important according to the construction conditions.
하수암거, 하수관거, 정수장 등 지하 배수 구조물의 경우 구조물의 특성상 침입수 및 오염물질의 완벽한 제거에 어려움 있어 이러한 보수 복구가 제약이 많다.In the case of underground drainage structures such as sewage culverts, sewage pipes, and water purification plants, it is difficult to completely remove intrusive water and pollutants due to the characteristics of the structures, so there are many restrictions on repair and restoration.
이에 본 발명에서는 섬유 및 제올라이트 미분말을 첨가하여 친환경성, 균열저항성 향상, 내산성향상, 부착성향상, 인장강도 및 내구성 향상, 동결융해 저항성 향상으 확보하여 오염물질에 대한 저항성을 극대화하고 또한 침입수가 다량 있는 악조건에서도 원활하게 작업할 수 있는 공법을 제시하고자 한다. Therefore, in the present invention, by adding fine fibers and zeolite powder, environmental friendliness, crack resistance, acid resistance, adhesion, tensile strength and durability, and freeze-thaw resistance are secured to maximize resistance to contaminants, and a large amount of infiltration water We would like to suggest a construction method that can work smoothly even in adverse conditions.
한편, 관련기술로서 대한민국 특허출원 출원번호 제10-2016-0108901(2016.08.26)호 "코코스 섬유를 혼입한 콘크리트 구조물 보수용 친환경 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법(MORTAR COMPOSITION WITH COCOS FIBER FOR REPAIRING CONCRETE STRUCTURE AND REPAIRING METHOD OF CONCRETE STRUCTURE THEREWITH)"은 결합재 3∼85중량%, 잔골재 5∼95중량%, 기능 개선 혼화제 0.01∼20중량% 및 물 0.01∼15중량%를 포함하며, 상기 결합재는, 조강 포틀랜드 시멘트 15∼90중량%, 고로슬래그 분말 5∼50중량%, 칼슘알루미나시멘트 1~20중량%, 마그네슘설포알루미네이트 1∼20중량%, 탈황석고 1∼20중량%, 코코스 섬유 0.01∼15중량%, 탄산마그네슘 0.01∼15중량%, 카올리나이트 0.01∼15중량%, 수산화칼륨 0.01~10중량% 및 지연제 0.001∼10중량%을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보수용 친환경 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법에 관한 것으로, 강도 및 내구성, 특히 내산 및 내염해성이 우수하여 하수관거, 맨홀 및 관련 지하구조물, 지수구조물, 지중구조물, 해양콘크리트 구조물, 화학공장 바닥, 열악한 환경하의 콘크리트 구조물 등의 화학적 침식으로 인한 콘크리트 부식을 방지할 수 있어 이에 사용되는 유지관리 비용을 현저히 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있는 기술에 관한 것이다.On the other hand, as a related technology, Korean Patent Application No. 10-2016-0108901 (2016.08.26) "Eco-friendly mortar composition for repairing concrete structures mixed with cocos fibers and methods for repairing concrete structures using the same (MORTAR COMPOSITION WITH COCOS FIBER FOR) REPAIRING CONCRETE STRUCTURE AND REPAIRING METHOD OF CONCRETE STRUCTURE THEREWITH) includes 3 to 85% by weight of a binder, 5 to 95% by weight of fine aggregate, 0.01 to 20% by weight of a functional improvement admixture, and 0.01 to 15% by weight of water, wherein the binder comprises, Crude steel Portland cement 15 to 90% by weight, blast furnace slag powder 5 to 50% by weight, calcium alumina cement 1 to 20% by weight, magnesium sulfoaluminate 1 to 20% by weight, desulfurized gypsum 1 to 20% by weight, cocos fiber 0.01 to 15 Eco-friendly mortar composition for repairing concrete structures, characterized in that it contains 0.01 to 15 wt% of magnesium carbonate, 0.01 to 15 wt% of kaolinite, 0.01 to 10 wt% of potassium hydroxide, and 0.001 to 10 wt% of a retarder, and using the same It relates to a method for repairing concrete structures, and it is excellent in strength and durability, especially acid and salt resistance, so that it can be used for sewage pipes, manholes and related underground structures, water drainage structures, underground structures, offshore concrete structures, chemical plant floors, concrete structures under harsh environments, etc. It relates to a technology that can prevent corrosion of concrete due to chemical erosion and can achieve the effect of significantly reducing the maintenance cost used for this.
또한 대한민국 특허출원 출원번호 제10-2011-0060982 (2011.06.23)호 "탄각이 함유된 친환경 모르타르 조성물을 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법(Environment-friendly Mortar Composition)"은 탄각이 함유된 모르타르 조성물을 마련한 후, 콘크리트 구조물의 표면이 파손되면 파손된 부위에 상기한 탄각이 함유된 모르타르 조성물이 타설되어 콘크리트 구조물의 표면이 보수될 수 있도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 백시멘트, 잔골재로 이루어진 규사, 안료, 수용성 아크릴 바인더를 각각 준비하는 기본 재료 준비단계; 모르타르 조성물 기초재료가 준비되면 사용하고난 탄각(炭殼)을 수거한 후 탄각을 분말화하고 탄각에 함유된 불순물을 제거하는 분말화된 탄각 준비단계; 준비된 백시멘트 87중량%, 잔골재로 이루어진 규사 5중량%, 분말화된 탄각 5중량%, 안료 2중량%, 수용성 아크릴 바인더 1중량%의 비율로 혼합하여 모르타르 조성물에 탄각이 포함되게 하는 모르타르 조성물 혼합단계; 모르타르 조성물 혼합단계를 거친 모르타르 조성물과 물을 믹서기 내부에 투입하여 교반한 다음 교반된 모르타르 조성물은 제1압송펌프를 통하여 제2압송펌프로 1차 압송되고, 1차 압송된 모르타르 조성물은 제2압송펌프를 통하여 스프레이건측으로 2차 압송되게 하는 모르타르 조성물 이중 압송단계; 스프레이건측으로 압송된 모르타르 조성물은 에어콤퓨레셔와 연결된 고압이송호스를 통하여 분사되면서 콘크리트 건축물의 표면에 타설되도록 하는 기술에 관한 것이다.In addition, Republic of Korea Patent Application No. 10-2011-0060982 (June 23, 2011) "Environment-friendly Mortar Composition using an eco-friendly mortar composition containing coal shells" Then, when the surface of the concrete structure is damaged, the mortar composition containing the bullet shell is poured on the damaged area so that the surface of the concrete structure can be repaired. To this end, the present invention provides a basic material preparation step of preparing white cement, silica sand made of fine aggregate, pigment, and a water-soluble acrylic binder, respectively; When the mortar composition base material is prepared, a powdered shell preparation step of collecting the used shell shells, then pulverizing the shell shells and removing impurities contained in the shell shells; Prepared white cement 87% by weight, silica sand made of fine aggregate 5% by weight, powdered coal shell 5% by weight, pigment 2% by weight, and water-soluble acrylic binder 1% by weight Mixing the mortar composition to include the coal shell in the mortar composition step; The mortar composition and water, which have undergone the mortar composition mixing step, are put into the mixer and stirred, and then the stirred mortar composition is first pressure-supplied to the second pressure-feeding pump through the first pressure-feeding pump, and the first-pressure-supplied mortar composition is conveyed by the second pressure. a double pressure feeding step of the mortar composition to be fed secondarily to the spray gun side through a pump; The mortar composition pumped to the spray gun side is sprayed through a high-pressure transfer hose connected to an air compressor, and it relates to a technology for pouring on the surface of a concrete building.
또한, 대한민국 특허출원 출원번호 제10-2014-0045202(2014.04.16)호 "비소성 결합재를 활용한 친환경 모르타르 조성물(Eco-Mortars Composition Usnig Non-firing Binder)"은 산업부산물로 발생하는 고로슬래그 미분말, 플라이애시 및 알파 반수석고 등의 비소성 결합재를 활용하여 환경부하가 저감되고, PET섬유를 사용함으로써 경화시의 내구성이 향상될 수 있는 비소성 결합재를 활용한 석고계 친환경 모르타르 조성물에 관한 것이다. In addition, the Republic of Korea Patent Application No. 10-2014-0045202 (2014.04.16) "Eco-Mortars Composition Usnig Non-firing Binder" is a fine powder of blast furnace slag generated as an industrial by-product. It relates to a gypsum-based eco-friendly mortar composition using a non-baking binder that can reduce the environmental load by using a non-baking binder such as , fly ash and alpha hemihydrate gypsum, and improve durability during curing by using PET fiber.
또한, 대한민국 특허출원 출원번호 제10-2011-0012746(2011.02.14)호 "개질 셀룰로오스계 1차 탄화물을 함유하는 친환경 모르타르 조성물(ENVIRONMENTAL FRIENDLY MORTAR COMPOSITION COMPRISING MODIFIED CHARCOAL)"은 기존의 바닥 시공용 모르타르의 물성을 유지하면서도 실내 유해가스를 제거할 수 있는 친환경 모르타르 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 친환경 모르타르 조성물은 기존의 바닥재용 모르타르 조성물의 슬럼프-플로우, 응결시간, 압축강도와 같은 기초 물성을 만족하면서도 톨루엔, 암모니아, 포름알데히드와 같은 유해 가스를 효과적으로 제거하는 우수한 효과를 갖도록 하는 기술에 관한 것이다. In addition, Republic of Korea Patent Application No. 10-2011-0012746 (2011.02.14) "EnVIRONMENTAL FRIENDLY MORTAR COMPOSITION COMPRISING MODIFIED CHARCOAL containing modified cellulose-based primary carbide" It relates to an eco-friendly mortar composition that can remove indoor harmful gases while maintaining physical properties. The eco-friendly mortar composition of the present invention satisfies basic physical properties such as slump-flow, setting time, and compressive strength of the existing flooring mortar composition, while having an excellent effect of effectively removing harmful gases such as toluene, ammonia, and formaldehyde. is about
그러나 상기 기술들은 폐수 등이 유입 가능한 악조건에서도 친환경적이면서도 오랜 기간 균열저항성 향상, 내산성향상, 부착성향상, 인장강도 및 내구성 향상, 동결융해 저항성 향상이 동시에 가능한 원활하게 작업할 수 있는 폴리머 모르타르 및 공법을 제시하지 못하는 한계점이 있다. However, the above technologies are eco-friendly even under adverse conditions where wastewater can flow in, while improving crack resistance for a long period of time, improving acid resistance, improving adhesion, improving tensile strength and durability, and improving freeze-thaw resistance at the same time. There are limitations that cannot be presented.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 친환경성, 균열저항성 향상, 내산성향상, 부착성향상, 인장강도 및 내구성 향상, 동결융해 저항성 향상이 가능한 구조물의 단면 보수 보강에 관한 공법을 제공하기 위한 것이다.The present invention is to solve the above problems, and to provide a construction method for cross-section repair and reinforcement of structures capable of environmental friendliness, crack resistance improvement, acid resistance improvement, adhesion improvement, tensile strength and durability improvement, and freeze-thaw resistance improvement. will be.
또한, 본 발명은 높은 인장강도, 뛰어난 흡습성(균열제어 성능 우수), 친환경성, 폐기시에도 생분해성 특징를 가져 무공해성, 우수한 내구성(내산성, 내화학성)을 제공할 수 있는 기술을 제공하기 위한 것이다. In addition, the present invention has high tensile strength, excellent hygroscopicity (excellent crack control performance), eco-friendliness, and biodegradability even at the time of disposal to provide a technology that can provide pollution-free and excellent durability (acid resistance, chemical resistance). .
또한, 본 발명은 양이온 교환 특성 향상, 우수한 흡착성 향상, 동결융해에 대한 저항성 증가을 향상시킬 수 있는 기술을 제공하기 위한 것이다. Another object of the present invention is to provide a technology capable of improving cation exchange properties, improving adsorption properties, and increasing resistance to freeze-thaw.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 구현예는 In order to achieve the above object, one embodiment of the present invention is
속경성 결합재 100 중량부, 섬유 0.1 내지 10 중량부, 제올라이트(Zeolite) 미분말 0.1 내지 5 중량부, 폴리프로필렌 수지 0.1 내지 5 중량부, 팽창재 0.1 내지 5 중량부, 폴리카본산계 고유동화제 0.1 내지 5 중량부, 규사 30 내지 150 중량부를 포함하여 구성되며, 100 parts by weight of fast-hardening binder, 0.1 to 10 parts by weight of fiber, 0.1 to 5 parts by weight of fine zeolite powder, 0.1 to 5 parts by weight of polypropylene resin, 0.1 to 5 parts by weight of expansion material, 0.1 to 5 parts by weight of polycarboxylic acid-based high fluidizer It is composed of 30 to 150 parts by weight of silica sand,
수용성 개질 라텍스 0.1 내지 5 중량부, 알콕시 실란 가수분해물 0.1 내지 2 중량부, 실리코네이트계 액상 성분 0.1 내지 3 중량부를 포함하고, 0.1 to 5 parts by weight of a water-soluble modified latex, 0.1 to 2 parts by weight of an alkoxysilane hydrolyzate, 0.1 to 3 parts by weight of a silicone liquid component,
클링커 0.5 내지 10 중량부, 이수석고 및 반수석고 혼합물 1 내지 10 중량부, 플라스터 0.5 내지 10 중량부, 무수석고 0.5 내지 10 중량부, 실리카퓸 0.1 내지 5 중량부, 플라이애쉬 0.01 내지 5 중량부, 석회석 0.5 내지 10 중량부, 슬래그 0.01 내지 5 중량부를 포함하는 분말 성분을 포함하며, 0.5 to 10 parts by weight of clinker, 1 to 10 parts by weight of a mixture of dihydrate gypsum and hemihydrate gypsum, 0.5 to 10 parts by weight of plaster, 0.5 to 10 parts by weight of anhydrite, 0.1 to 5 parts by weight of silica fume, 0.01 to 5 parts by weight of fly ash, It contains a powder component comprising 0.5 to 10 parts by weight of limestone and 0.01 to 5 parts by weight of slag,
활성촉진제 0.1 내지 2 중량부 및 리튬계 반응촉진제 0.01 내지 1 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경성 폴리머 모르타르 조성물을 제공한다. It provides an eco-friendly polymer mortar composition comprising 0.1 to 2 parts by weight of an activation accelerator and 0.01 to 1 part by weight of a lithium-based reaction accelerator.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 속경성 결합재는 포틀랜트 시멘트 100 중량부와 칼슘알루미네이트, 칼슘설포알루미네이트, 마그네슘알루미네이트 및 마그네슘설포알루미네이트의 혼합물 20~50 중량부의 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 한다. In one embodiment of the present invention, the fast-hardening binder is made of a mixture of 100 parts by weight of Portland cement and 20-50 parts by weight of a mixture of calcium aluminate, calcium sulfoaluminate, magnesium aluminate and magnesium sulfoaluminate. do it with
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 수용성 개질 라텍스는 아크릴 수지 10~20 중량부, SBR(Styrene-Butadiene rubber) 고무 10~20 중량부, 하이드록실 아크릴레이트 모노머 0.1~5 중량부, 불포화 폴리에스테르 수지 15~30 중량부, 갈산 0.1~5 중량부, 금속 양이온 1~10 중량부, 분산제 0.5~5 중량부 및 물 40~70 중량부의 비율로 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the water-soluble modified latex is 10-20 parts by weight of acrylic resin, 10-20 parts by weight of SBR (Styrene-Butadiene rubber) rubber, 0.1-5 parts by weight of hydroxyl acrylate monomer, unsaturated polyester 15 to 30 parts by weight of resin, 0.1 to 5 parts by weight of gallic acid, 1 to 10 parts by weight of metal cations, 0.5 to 5 parts by weight of dispersant, and 40 to 70 parts by weight of water.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 실리코네이트계 액상 성분은 칼륨메틸실리코네이트 0.1 내지 5 중량부, 3-아이오도-2-프로피닐-N-부틸 카바메이트 0.1 내지 5 중량부, 에폭시계 바인더 수지 0.1 내지 10 중량부 및 플루오르(F)기를 함유한 무기계 폴리머 0.1 내지 5 중량부의 비율로 포함하는 것을 특징으로 한다. In an embodiment of the present invention, the siliconate-based liquid component includes 0.1 to 5 parts by weight of potassium methylsiliconate, 0.1 to 5 parts by weight of 3-iodo-2-propynyl-N-butyl carbamate, and an epoxy-based binder. It is characterized in that it contains 0.1 to 10 parts by weight of the resin and 0.1 to 5 parts by weight of the inorganic polymer containing a fluorine (F) group.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 구현예는 In addition, in order to achieve the above object, another embodiment of the present invention is
치핑 및 고압수 세척을 통해 바탕면을 정리하는 제 1 단계;A first step of cleaning the base surface through chipping and high-pressure water washing;
바탕면이 정리된 상태에서 철근 녹제거 및 철근방청제를 도포하는 제 2 단계;a second step of removing rust from reinforcing bars and applying a rebar rust preventive agent in a state in which the base surface is cleaned;
철근방청제가 도포된 면에 프라이머를 도포하는 제 3 단계; 및 A third step of applying a primer to the surface to which the rebar rust preventive agent is applied; and
프라이머가 도포된 면에 본 발명에 따른 상기 친환경 폴리머 모르타르 조성물을 도포하는 제 4 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 친환경성 폴리머 모르타르를 이용한 구조물 단면 보수 보강 공법을 제공한다. a fourth step of applying the eco-friendly polymer mortar composition according to the present invention to the surface on which the primer is applied; It provides a structure cross-section repair and reinforcement method using an eco-friendly polymer mortar, characterized in that it comprises a.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제 4 단계 이후, 보수 모르타르 충진이 수행된 외부면에 표면보호용 코팅제를 도포하는 제 5 단계; 를 더 포함할 수 있다. In one embodiment of the present invention, after the fourth step, a fifth step of applying a coating agent for surface protection to the outer surface on which the repair mortar filling is performed; may further include.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제 4 단계의 친환경성 폴리머 모르타르 조성물 충진시 타설 방법으로, 스프레이 뿜칠 시공, 미장시공, 슈트 및 연속시공 중 하나로 수행되는 것을 특징으로 한다. In one embodiment of the present invention, as the pouring method when filling the eco-friendly polymer mortar composition in the fourth step, it is characterized in that it is performed by one of spray spraying construction, plastering construction, chute and continuous construction.
본 발명의 실시예에 따른 친환경성 폴리머 모르타르 조성물 및 이를 이용한 구조물 단면 보수 보강 공법에 따르면, 친환경 섬유, 폴리프로필렌 수지 및 제올라이트 미분말을 첨가하여 친환경성, 균열저항성 향상, 내산성향상, 부착성향상, 인장강도 및 내구성 향상, 동결융해 저항성 향상의 효과를 볼 수 있다. According to the eco-friendly polymer mortar composition according to an embodiment of the present invention and the structure cross-section repair and reinforcement method using the same, eco-friendly fiber, polypropylene resin and fine zeolite powder are added to improve eco-friendliness, crack resistance, acid resistance, adhesion improvement, tensile You can see the effects of improving strength and durability, and improving freeze-thaw resistance.
또한, 친환경 섬유를 함유함으로써, 높은 인장강도, 뛰어난 흡습성(균열제어 성능 우수), 친환경 용매 아민옥사이드 사용으로 친환경성, 폐기시에도 생분해성 특징를 가져 무공해성, 우수한 내구성(내산성, 내화학성)을 확보할 수 있는 효과가 있다. In addition, since it contains eco-friendly fibers, it has high tensile strength, excellent hygroscopicity (excellent crack control performance), eco-friendliness by using an eco-friendly solvent amine oxide, and biodegradability even at disposal to ensure pollution-free and excellent durability (acid resistance, chemical resistance) There is an effect that can be done.
또한, 제올라이트 미분말을 포함함으로써, 양이온 교환 특성 향상, 우수한 흡착성 향상, 동결융해에 대한 저항성 증가을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. In addition, by including the zeolite fine powder, there is an effect of improving the cation exchange properties, improving the excellent adsorption properties, and increasing the resistance to freezing and thawing.
또한, 구조물 피도면과의 부착성과 내구성이 우수하고, 특히 내화학성, 방수성, 염해 저항성 등의 특성도 우수하여 구조물의 단면 보수 보강 효과가 뛰어나다. In addition, it has excellent adhesion and durability to the surface of the structure, and, in particular, has excellent properties such as chemical resistance, water resistance, and salt damage resistance, so that the cross-section repair and reinforcement effect of the structure is excellent.
또한, 산성 환경에 대한 내부식성이 우수하고 특히 미생물 증식이 억제되어 미생물로 인한 강도 저하의 문제가 방지될 수 있으며 내후성 및 표면 강도 향상 효과를 가져 구조물의 단면 보수 보강 효과가 우수하고 그 효과가 장기간 유지될 수 있는 장점이 있다. In addition, it has excellent corrosion resistance to an acidic environment, and in particular, inhibits the growth of microorganisms, thereby preventing the problem of strength deterioration due to microorganisms, and has the effect of improving weather resistance and surface strength, so that the cross-section repair and reinforcement effect of the structure is excellent, and the effect is long-term. The advantage is that it can be maintained.
또한, 피도물인 콘크리트 구조물의 중성화 방지에 탁월하며, 내마모성이 우수하여 구조물의 수명 연장 효과가 우수한 동시에, 중성화방지, 염해방지 및 중방식 기능 등 화학적 성능이 우수하며 내구성이 우수하여 이를 통한 유지 보수 절감 효과를 볼 수 있으며 화학 약품 냄새가 없어 밀폐된 공간이나 공공장소에서도 시공이 가능하여 안전성 및 친환경성이 증대될 수 있다. In addition, it is excellent in preventing neutralization of the concrete structure to be coated, and has excellent wear resistance to extend the lifespan of the structure. It can be effective and there is no chemical smell, so it can be installed in a closed space or public place, so safety and eco-friendliness can be increased.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 친환경성 폴리머 모르타르를 이용한 구조물 단면 보수 보강 공법을 나타내는 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating a structure cross-section repair and reinforcement method using an eco-friendly polymer mortar according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, detailed description of preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 친환경 폴리머 모르타르를 이용한 구조물 단면 보수 보강 공법을 나타내는 흐름도이다. 1 is a flowchart illustrating a structure cross-section repair and reinforcement method using an eco-friendly polymer mortar according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 먼저, 보수 보강이 필요한 대상물, 즉 손상된 콘크리트 구조물의 바탕면 정리한다(치핑 및 고압수 세척)(S110). 보다 구체적으로, 보수면에 대한 전처리 과정으로 보강대상 콘크리트 구조물 표면의 매립용 홈파기 작업으로 표면에 치핑 공정을 수행하으로써, 본 발명에 따른 친환경성 폴리머 모르타르와 기존 지하구조물을 일체화할 수 있는 공정이므로 정밀한 컷팅 작업을 통하여 홈파기를 진행함으로써, 최적의 접착환경을 조성하여 고품질 시공이 가능하도록 한다. 이를 위해 먼저 시공위치를 확인하고, 그루빙(홈파기) 작업을 수행한 뒤, 고압수 세척(이물질 제거) 공정을 수행하는 것이다. Referring to FIG. 1 , first, an object requiring repair and reinforcement, that is, a base surface of a damaged concrete structure is cleaned (chipping and high-pressure water washing) (S110). More specifically, a process capable of integrating the eco-friendly polymer mortar according to the present invention with the existing underground structure by performing a chipping process on the surface by digging for embedding of the surface of the concrete structure to be reinforced as a pretreatment process for the repair surface. Therefore, by digging a groove through a precise cutting operation, an optimal bonding environment is created and high-quality construction is possible. To do this, first, the construction location is checked, grooving (grooving) is performed, and then high-pressure water washing (removing foreign substances) is performed.
상기 단계(S110) 이후, 철근 녹제거 및 철근방청제를 도포한다(S120).After the step (S110), the rebar rust removal and the rebar rust inhibitor is applied (S120).
보다 구체적으로, 고압수 세척 공정이 완료된 콘크리트 외부로 노출된 철근의 녹을 제거하고, 철근 방청 도료 도포(철근 방청)을 수행하는 것이 바람직하다. More specifically, it is preferable to remove the rust of the reinforcing bar exposed to the outside of the concrete after the high-pressure water washing process has been completed, and apply the rebar rust preventive paint (reinforcing bar rust prevention).
즉, 녹제거형 방청제를 도포하되, 녹제거형 방청제는 주성분이 인산계로 이루어지며, 비중 1.18 내지 1.28, 건조성 1 내지 2시간(15 내지 30℃)의 물성을 갖는 것을 사용하며, 콘크리트 외부로 노출된 철근의 부식된 부분을 중화하여 녹을 추가로 제거하고, 내산성에 의한 철근의 부식을 방지하는 역할을 수행한다. That is, a rust-removing-type rust preventive agent is applied, but the rust-removing-type rust preventive agent is mainly composed of phosphoric acid, specific gravity 1.18 to 1.28, and drying properties of 1 to 2 hours (15 to 30 ° C.) It neutralizes the corroded portion of the exposed reinforcing bar to further remove rust, and serves to prevent corrosion of rebar due to acid resistance.
상기 단계(S120) 이후, 프라이머를 도포한다(S130).After the step (S120), a primer is applied (S130).
표면처리가 된 보수면에 모르타르 증강효과와 강력한 접착력을 보유한 바라 에멀전 57(Barra Emulsion 57)로 되거나 다양한 재료에 해당하는 프라이머를 도포할 수 있다. 본 발명에서 사용되는 바라에멀전 57(Barra Emulsion 57)은 스티렌과 부타디엔 중합체로 이루어진 수성의 에멀젼으로 방수성, 내마모성, 결합성을 증진시키기 위해 모르타르나 콘크리트에 사용될 수 있는 것으로서, 특히 시멘트계와 조화성이 우수하여 시멘트 모르타르 증강제 및 접착제에 해당한다. The surface-treated repair surface can be made of Barra Emulsion 57, which has a mortar-increasing effect and strong adhesion, or a primer corresponding to various materials can be applied. Barra Emulsion 57 used in the present invention is an aqueous emulsion composed of styrene and butadiene polymer, which can be used in mortar or concrete to improve waterproofness, abrasion resistance, and bonding properties. Corresponds to cement mortar enhancers and adhesives.
상기 단계(S130) 이후, 후술하는 본 발명에 따른 친환경성 폴리머 모르타르 조성물을 이용해 보수 단면에 보수 모르타르 충진을 수행한다(S140). 여기서 친환경성 폴리머 모르타르 조성물을 충진시 타설 방법으로, 스프레이 뿜칠 시공, 미장시공, 슈트 및 연속시공 중 하나로 수행되는 것이 바람직하다.After the step (S130), the repair mortar is filled in the repair section using the eco-friendly polymer mortar composition according to the present invention to be described later (S140). Here, as a method of pouring the eco-friendly polymer mortar composition when filling, it is preferable to perform one of spray spraying construction, plastering construction, chute and continuous construction.
상기 단계(S140) 이후, 보수 모르타르 충진이 수행된 외부면에 표면보호용 코팅제를 도포한다(S150). After the step (S140), a coating agent for surface protection is applied to the outer surface on which the repair mortar filling is performed (S150).
상기 단계(S140)에서 사용되는 본 발명에 따른 친환경성 폴리머 모르타르를 위한 사용재료에 대해서 살펴보도록 한다. Let's look at the materials used for the eco-friendly polymer mortar according to the present invention used in the step (S140).
본 발명에 따른 친환경성 폴리머 모르타르는 속경성 결합제, 친환경 섬유, 제올라이트(Zeolite) 미분말, 폴리프로필렌 수지, 팽창재, 폴리카본산계 고유동화제, 규사를 혼합하고, 여기에 액상성분, 분말성분 및 촉진제 성분을 혼합하여 구성된다. The eco-friendly polymer mortar according to the present invention is a mixture of fast-hardening binder, eco-friendly fiber, zeolite fine powder, polypropylene resin, expansion material, polycarboxylic acid-based high fluidizer, and silica sand, and a liquid component, a powder component, and an accelerator component It is composed by mixing
구체적으로는 속경성 결합재 100 중량부, 섬유 0.1 내지 10 중량부, 제올라이트(Zeolite) 미분말 0.1 내지 5 중량부, 폴리프로필렌 수지 0.1 내지 5 중량부, 팽창재 0.1 내지 5 중량부, 폴리카본산계 고유동화제 0.1 내지 5 중량부, 규사 30 내지 150 중량부를 포함하며, Specifically, 100 parts by weight of a fast-hardening binder, 0.1 to 10 parts by weight of fibers, 0.1 to 5 parts by weight of fine zeolite powder, 0.1 to 5 parts by weight of polypropylene resin, 0.1 to 5 parts by weight of an expansion material, and a polycarboxylic acid-based high fluidizing agent. 0.1 to 5 parts by weight, including 30 to 150 parts by weight of silica sand,
수용성 개질 라텍스 0.1 내지 5 중량부, 알콕시 실란 가수분해물 0.1 내지 2 중량부, 실리코네이트계 액상 성분 0.1 내지 3 중량부를 포함하고, 0.1 to 5 parts by weight of a water-soluble modified latex, 0.1 to 2 parts by weight of an alkoxysilane hydrolyzate, 0.1 to 3 parts by weight of a silicone liquid component,
클링커 0.5 내지 10 중량부, 이수석고 및 반수석고 혼합물 1 내지 10 중량부, 플라스터 0.5 내지 10 중량부, 무수석고 0.5 내지 10 중량부, 실리카퓸 0.1 내지 5 중량부, 플라이애쉬 0.01 내지 5 중량부, 석회석 0.5 내지 10 중량부, 슬래그 0.01 내지 5 중량부를 포함하는 분말 성분을 포함하며, 0.5 to 10 parts by weight of clinker, 1 to 10 parts by weight of a mixture of dihydrate gypsum and hemihydrate gypsum, 0.5 to 10 parts by weight of plaster, 0.5 to 10 parts by weight of anhydrite, 0.1 to 5 parts by weight of silica fume, 0.01 to 5 parts by weight of fly ash, It contains a powder component comprising 0.5 to 10 parts by weight of limestone and 0.01 to 5 parts by weight of slag,
활성촉진제 0.1 내지 2 중량부 및 리튬계 반응촉진제 0.01 내지 1 중량부를 포함하는 촉진제 성분을 혼합하여 형성된다. It is formed by mixing an accelerator component comprising 0.1 to 2 parts by weight of an activity accelerator and 0.01 to 1 part by weight of a lithium-based reaction accelerator.
본 발명에서 상기 속경성 결합제는 현장여건을 감안하여 일반적인 경우 OPC(포틀랜트 시멘트)를 사용할 수 있으며, 조기강도가 필요한 경우 조강시멘트 및 알루미나 시멘트 등을 적절히 사용하여 제조할 수 있다. 구체적으로는 포틀랜트 시멘트 100 중량부와 칼슘알루미네이트, 칼슘설포알루미네이트, 마그네슘알루미네이트 및 마그네슘설포알루미네이트의 혼합물 20~50 중량부의 혼합물로 이루어진 것을 사용할 수 있다. In the present invention, the fast-hardening binder may be manufactured using OPC (Portland cement) in general in consideration of field conditions, and if early strength is required, crude steel cement and alumina cement may be appropriately used. Specifically, a mixture of 100 parts by weight of Portland cement and 20 to 50 parts by weight of a mixture of calcium aluminate, calcium sulfoaluminate, magnesium aluminate and magnesium sulfoaluminate may be used.
구체적으로 일반 포틀랜트 시멘트(OPC)는 주요 성분이 C3S 51%, C2S 25%, C3A 9%, C4AF 9%, CaSO4 4% 정도이며, 비표면적은 3,300cm2/g 전후인 것을 사용하는 것이 바람직하다.Specifically, general Portland cement (OPC) has about C 3 S 51%, C 2 S 25%, C 3 A 9%, C 4 AF 9%, CaSO 4 4%, and a specific surface area of 3,300 cm 2 It is preferable to use a thing of /g before and after.
상기 칼슘알루미네이트, 칼슘설포알루미네이트(CSA), 마그네슘알루미네이트 및 마그네슘설포알루미네이트는 보통 포틀랜드 시멘트에 비해 알루미나 함량이 상대적으로 높은 시멘트로서, 화학적 저항성이 우수하며, 산성 분위기 하에서 사용할 수 있는 장점이 있으며, 경화시간이 짧은 조강 시멘트 일종으로서, 보통 포틀랜드 시멘트와 적정 비율로 사용할 수 있다. The calcium aluminate, calcium sulfoaluminate (CSA), magnesium aluminate and magnesium sulfoaluminate are cements having a relatively high alumina content compared to normal Portland cement, have excellent chemical resistance, and have the advantage of being usable in an acidic atmosphere. It is a type of crude steel cement with a short hardening time, and can be used in an appropriate ratio with normal Portland cement.
또한, 상기 속경성 결합재에는 고로슬래그 분말을 포틀랜트 시멘트 100 중량부 대비 약 1~10 중량부의 범위로 더 포함할 수 있으며, 구체적으로는 2.85 ~ 2.95 g/m3의 밀도를 갖는 것을 사용할 수 있다. In addition, the fast-hardening binder may further include blast furnace slag powder in the range of about 1 to 10 parts by weight relative to 100 parts by weight of Portland cement, specifically, those having a density of 2.85 to 2.95 g/m 3 It can be used .
고로슬래그는 보통포틀랜드시멘트처럼 물과 접하는 것만으로 자기 촉발적 수화반응을 개시할 수 없는 잠재수경성 물질로서, 고로슬래그와 물이 접촉하게 되면 슬래그 입자의 표면에 치밀한 불투수성 겔박막이 형성되므로 입자 속까지 물이 침투하는 것이 방해되고 더 이상 반응이 일어나지 못한다. 그러나 알칼리(Ca(OH)2, KOH, NaOH) 및 황산염(CaSO4)등의 자극을 받아 겔박막이 파괴되면서 군도구조의 겔로 변화하고 고로슬래그로부터 이온의 용출과 불용성 물질이 석출되면서 경화하기 시작하는데, 고로슬래그를 콘크리트에 활용하게 되면 일반 포틀랜트시멘트만 사용할 때와 비교하여 장기강도 증진, 수밀성 향상, 수화열 억제 및 화학 저항성 향상 등의 효과를 볼 수 있다. Blast furnace slag is a latent hydraulic material that cannot initiate a self-triggered hydration reaction just by contact with water like ordinary Portland cement. The penetration of water is prevented and no further reaction occurs. However, when stimulated by alkalis (Ca(OH) 2 , KOH, NaOH) and sulfates (CaSO 4 ), the thin gel film is destroyed, and it changes to a gel with an archipelago structure. However, when blast furnace slag is used in concrete, effects such as long-term strength improvement, watertightness improvement, hydration heat suppression and chemical resistance improvement can be seen compared to when only general portlant cement is used.
본 발명에서 상기 섬유는 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유, 친환경 섬유 중 적어도 하나 이상을 사용할 수 있으며, 본 발명에 따른 친환경성 폴리머 모르타르의 처짐, 방수막 크랙 등의 발생을 방지하고 내열성과 내한성에 우수하도록 할 수 있다. 여기서 섬유는 미세한 그물조직으로 밀실한 조직을 형성하여 콘크리트의 크랙을 방지하고 수명을 연장시킬 수 있다. In the present invention, at least one or more of glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, and eco-friendly fiber may be used as the fiber, and the eco-friendly polymer mortar according to the present invention prevents the occurrence of sagging and cracks in the waterproofing film, and has heat resistance and cold resistance. can make it excellent. Here, the fiber can prevent cracks in concrete and extend the lifespan by forming a tight structure with a fine mesh structure.
본 발명에서 상기 섬유는 친환경 섬유를 사용할 수 있으며, 구체적으로는 리오셀 섬유, 셀룰로오스 섬유, PLA 섬유 등을 사용할 수 있다. In the present invention, the fiber may use an eco-friendly fiber, specifically, lyocell fiber, cellulose fiber, PLA fiber, etc. may be used.
상기 리오셀(Lyocell) 섬유는 대표적인 환경친화형 신섬유로 기존 이산화탄소, 가성소다 등 유독성 화학물질을 용매로 사용하지 않으며, 제조공정이 간단하고 용매를 다시 회수해 재사용할 수 있어 친환경적이며 또한 경제적이다.The Lyocell fiber is a representative environmentally friendly new fiber that does not use the existing toxic chemicals such as carbon dioxide and caustic soda as a solvent. .
리오셀 섬유는 일체의 화학적인 변형없이 천연 펄프를 무공해성 아민옥사이드 용매에 직접녹여 제조하여 일체의 화학적인 변형없이 섬유소(Cellulose) 만을 추출한 것을 사용하며, 폐기시에도 땅속에서 생분해가 되어 일체의 공해발생이 없는 것이 특징이다.The lyocell fiber is manufactured by directly dissolving natural pulp in a non-polluting amine oxide solvent without any chemical modification, and uses only cellulose extracted without any chemical modification. It is characterized by no occurrence.
보다 구체적으로, 리오셀 섬유의 물리적 성능으로는 높은 인장강도, 뛰어난 흡습성(균열제어 성능 우수), 친환경 용매 아민옥사이드 사용으로 친환경성, 폐기시에도 생분해성 특징를 가져 무공해성, 우수한 내구성(내산성, 내화학성)을 갖는 것을 특징으로 한다. More specifically, the physical performance of the lyocell fiber includes high tensile strength, excellent hygroscopicity (excellent crack control performance), eco-friendliness by using an eco-friendly solvent amine oxide, and biodegradability even during disposal, so pollution-free, excellent durability (acid resistance, resistance chemical properties).
리오셀 섬유를 단독으로 사용할 수 있으나, 강도 향상을 위해서 셀룰로오스 나노 섬유가 코팅된 PLA 복합체를 포함하는 PLA 복합 수지와 리오셀 섬유를 중량비 6 내지 7 : 3 내지 4의 비율로 혼합하여 사용할 수 있다.The lyocell fiber may be used alone, but in order to improve strength, the PLA composite resin including the PLA composite coated with cellulose nanofibers and the lyocell fiber may be mixed in a weight ratio of 6 to 7: 3 to 4 and used.
즉, 셀룰로오스 나노 섬유가 코팅된 PLA 복합체를 생성하기 위해 셀룰로오스 나노섬유는 상업용 목재펄프(활엽수 또는 침엽수)를 TEMPO((2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-1-일)옥시)를 사용하여 산화시킨 후, 기계적 처리로 제조(수율 90% 이상)한 것을 사용할 수 있으며, 카르복시기 함량이 3.2 내지 3.9 mmol/g, 셀룰로오스 섬유폭은 20 내지 30 nm, 섬유길이는 50 내지 60 μm인 것을 사용하는 것이 바람직하다.That is, to produce PLA composites coated with cellulose nanofibers, cellulose nanofibers were prepared from commercial wood pulp (hardwood or softwood) with TEMPO((2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-yl)oxy) After oxidation using , one prepared by mechanical treatment (yield 90% or more) can be used, and the carboxyl group content is 3.2 to 3.9 mmol/g, the cellulose fiber width is 20 to 30 nm, and the fiber length is 50 to 60 μm. It is preferable to use
즉, 셀룰로오스 나노섬유를 PLA(PolyLactic Acid) 복합체의 표면을 메쉬 타입으로 코팅 처리하여 생성될 수 있으며, PLA 복합체 100 중량부를 기분으로 셀룰로오스 나노섬유 15.2 내지 17.4 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. That is, the cellulose nanofiber may be produced by coating the surface of the PLA (PolyLactic Acid) composite in a mesh type, and it is preferable to use 15.2 to 17.4 parts by weight of the cellulose nanofiber as 100 parts by weight of the PLA composite.
이러한 셀룰로오스 나노섬유로 코팅된 PLA 복합체인 메쉬(mesh) 타입으로 코팅하여 표면처리를 수행한 것은, 단순히 PLA 복합체를 사용한 것에 비해 인장강도 및 내절강도, 그리고 파열강도가 모두 향상될 수 있다. When the surface treatment is performed by coating with a mesh type, which is a PLA composite coated with such cellulose nanofibers, tensile strength, bending strength, and rupture strength can all be improved compared to simply using a PLA composite.
뿐만 아니라, 셀룰로오스 나노섬유로 코팅된 PLA 복합체는 셀룰로오스 나노 섬유의 높은 비표면적과 비강도 및 낮은 밀도를 가지고 있어 우수한 물성을 나타낼 뿐만 아니라, 극소량만으로도 열적 및 기계적 특성이 우수한 복합체를 얻을 수 있고, 친환경성 및 경량특성으로 적용될 수 있다.In addition, the PLA composite coated with cellulose nanofibers has high specific surface area, specific strength, and low density of cellulose nanofibers, so it not only shows excellent physical properties, but also can obtain a composite with excellent thermal and mechanical properties with only a very small amount, and is eco-friendly It can be applied with properties of strength and light weight.
한편, PLA는 옥수수 전분을 주원료로 한 천연 식물계 원료로, 합성수지(PC, ABS 등)를 포함하지 않고 자연 조건 하에서 100% 분해된다. 또한, 다이옥신 등의 유해물질 발생 및 기타 환경오염을 방지할 수 있다. PLA(PolyLactic Acid)는 사출 및 압출플라스틱에 대한 대체가 가능하며, 범용적인 물적 특성을 가진 획기적 친환경 수지로 제품화가 가능하다. 한편, PLA는 결정성, 자연순환형, 생체적합, CO2 저감 등에 대한 특성을 갖으며, PLA는 식물계 원료로 제품의 자연적 분해가 가능한 친환경 소재이다. On the other hand, PLA is a natural plant-based raw material with corn starch as the main raw material, and does not contain synthetic resins (PC, ABS, etc.) and is 100% decomposed under natural conditions. In addition, generation of harmful substances such as dioxins and other environmental pollution can be prevented. PLA (PolyLactic Acid) can replace injection and extruded plastics, and can be commercialized as an innovative eco-friendly resin with universal physical properties. On the other hand, PLA has properties such as crystallinity, natural circulation type, biocompatibility, and CO 2 reduction, and PLA is an eco-friendly material that can naturally decompose products as a plant-based raw material.
본 발명에서 사용되는 PLA 복합체는 PLA 단섬유와 탄소 섬유를 5.1 내지 7.3 : 1.2 내지 2.3의 중량비로 하여 카딩기에 넣어, 웹을 형성하여 시트 형태로 생성된 것을 사용하거나, 천연섬유에 해당하는 PLA 단섬유와 합성섬유를 혼합하여 제조한 시트층을 발포시켜서 사용할 수 있다. 본 발명에서 사용되는 합성섬유로는 저융점 폴리에스터, 폴리에스터 또는 폴리프로필렌 등이 단독 혹은 혼합사용될 수 있으며, 바람직하게는 폴리프로필렌이 사용된다. 이때, 합성섬유와 천염섬유의 혼합비는 특별히 한정되지는 않으나, 천연섬유 100 중량부에 대해서 합성섬유 12 내지 15 중량부, 황토 2 내지 3 중량부, 갯벌 흙(머드) 2 내지 5 중량부, 각섬석분말 1 내지 2 중량부, 광석분말 1.5 내지 1.8 중량부, 경화제 4.2 내지 4.5 중량부, 물 20 중량부를 포함하며, 선택적으로 색상을 갖는 광석분말은 원하는 색상을 갖는 광석분말을 더 포함할 수 있다. PLA 단섬유와 합성섬유와의 혼합공정에서의 합성섬유는 굵기가 20 내지 30 데니어이고, 길이는 43 내지 56nm인 것일 수 있다.PLA composite used in the present invention is PLA short fiber and carbon fiber in a weight ratio of 5.1 to 7.3: 1.2 to 2.3, put in a carding machine, use the one produced in the form of a sheet by forming a web, or PLA corresponding to natural fiber It can be used by foaming a sheet layer prepared by mixing short fibers and synthetic fibers. As the synthetic fiber used in the present invention, low-melting polyester, polyester or polypropylene may be used alone or in combination, and polypropylene is preferably used. At this time, the mixing ratio of the synthetic fiber and the natural fiber is not particularly limited, but with respect to 100 parts by weight of the natural fiber, 12 to 15 parts by weight of the synthetic fiber, 2 to 3 parts by weight of loess, 2 to 5 parts by weight of tidal soil (mud), amphibole 1 to 2 parts by weight of the powder, 1.5 to 1.8 parts by weight of the ore powder, 4.2 to 4.5 parts by weight of the curing agent, and 20 parts by weight of water, and optionally the ore powder having a color may further include an ore powder having a desired color. The synthetic fibers in the mixing process of PLA short fibers and synthetic fibers may have a thickness of 20 to 30 denier, and a length of 43 to 56 nm.
한편, 셀룰로오스 나노 섬유가 코팅된 PLA 복합체를 포함하는 PLA 복합 수지 상에서 셀룰로오스 나노 섬유가 코팅된 PLA 복합체와 PLA 수지의 중량비는 3 내지 4 : 6 내지 7로 형성되는 것이 인장강도, 내절강도, 그리고 파열강도에 대한 측정의 결과는 다른 비율에 비해 유의미한 효과를 얻었다. On the other hand, on the PLA composite resin including the PLA composite coated with cellulose nanofibers, the weight ratio of the PLA composite coated with cellulose nanofibers and the PLA resin is 3 to 4: Formed in 6 to 7 tensile strength, bending strength, and The results of the measurement on the burst strength obtained a significant effect compared to other ratios.
다음으로, 제올라이트(Zeolite) 미분말에 대해서 살펴본다.Next, look at the fine powder of zeolite.
본 발명에 따른 제올라이트 미분말에 사용하는 합성 제올라이트는 알칼리, 물, 유기 기질의 혼합물로 구성된 실리카 알루미나겔을 느리게 결정화시켜 만들어진다. 이렇게 제올라이트를 합성으로 생산하면 오염되지 않은 순수한 최종 제품(합성 제올라이트)을 얻을 수 있다는 장점이 있을 뿐만 아니라, 합성 제올라이트는 천연제올라이트보다 견고한 제올라이트를 생성할 수 있도록 해준다.The synthetic zeolite used for the zeolite fine powder according to the present invention is made by slowly crystallizing silica alumina gel composed of a mixture of alkali, water and organic substrate. Synthetic production of zeolite not only has the advantage of obtaining an uncontaminated, pure final product (synthetic zeolite), but also allows synthetic zeolite to produce more robust zeolite than natural zeolite.
본 발명에 사용되는 제올라이트 미분말의 성능으로는 양이온 교환 특성, 우수한 흡착성, 동결융해에 대한 저항성 증가을 갖는 것을 특징으로 한다.The performance of the fine zeolite powder used in the present invention is characterized by having cation exchange properties, excellent adsorption properties, and increased resistance to freezing and thawing.
먼저, 양이온 교환 특성에 대해서 살펴보면, 제올라이트의 대표적인 특성중 하나로 양이온이 쉽게 교환되며 공동의 크기에 따라 특정 양이온을 선택적으로 교환할수 있는 선택적 교환특성을 가진다. 이러한 특성으로 인해 토질 및 수질개량제 및 폐수처리, 방사성 폐기물 처리 등에 활용되고 있으며 특히 제올라이트 미분말이 첨가된 모르타르의 경우 하수구조물의 특성상 폐수가 항상 존재함으로 보수보강시 탁월한 성능을 나타낼수 있다.First, looking at the cation exchange characteristics, one of the representative characteristics of zeolite is that cations are easily exchanged and it has a selective exchange characteristic that can selectively exchange specific cations according to the size of the cavity. Due to these characteristics, it is used as a soil and water quality improver, wastewater treatment, radioactive waste treatment, etc. In particular, in the case of mortar containing fine zeolite powder, wastewater is always present due to the characteristics of sewage structures, so it can show excellent performance during repair and reinforcement.
다음으로, 우수한 흡착성에 대해서 살펴보면, 제올라이트 미분말은 적합한 크기와 형태의 무기 및 유기분자들을 선택적으로 흡착할 수 있어서, 공동의 크기에 따라 서로 섞여 있는 다른 분자들을 각각 분리할 수 있는 분자체 기능(molecular sieving)의 특성을 갖게 된다. 제올라이트의 흡착 및 분자체 특성과 관련된 응용 분야로는 각종 가스의 전조제로의 응용 및 천연가스 및 LPG에서의 불순 가스 제거 등이 있다. 이러한 특성상 하수구조물의 경우 다량의 가스가 존재할 수 있으므로 이또한 작업시 안정성을 확보할수 있다.Next, looking at the excellent adsorption property, the fine zeolite powder can selectively adsorb inorganic and organic molecules of suitable size and shape, and thus has a molecular sieve function (molecular sieve) that can separate different molecules mixed with each other according to the size of the cavity. sieving). Applications related to zeolite adsorption and molecular sieve properties include application as a precursor of various gases and removal of impure gases from natural gas and LPG. Due to this characteristic, a large amount of gas may exist in the case of sewage structures, so it is possible to secure stability during operation as well.
또한, 동결융해에 대한 저항성 증가에 대해서 살펴보면, 합성 제올라이트는 아스팔트의 생산 공정에서 첨가제로 사용되는데, 이러한 활용은 1990년대 독일에서 시작되었다. 합성 제올라이트 미분말은 아스팔트의 제조나 설치시 발생하는 열을 낮춰 주어, 이산화 탄소, 에어로솔 및 증기를 덜 방출하도록 도움을 준다. 또한 고온 상태에서는 아스팔트가 더욱 촘촘하게 압축되어, 추운 날씨나 장시간 동안 도로포장하는 것이 가능하게 되었다. 이러한 성능은 제올라이트를 모르타르에 첨가했을시 모르타르가 겨율철 낮은 온도에 노출되어도 손상을 현저하게 덜받을 수 있도록 한다.In addition, looking at the increase in resistance to freezing and thawing, synthetic zeolite is used as an additive in the production process of asphalt, and this utilization started in Germany in the 1990s. Synthetic zeolite fine powder helps lower the heat generated during asphalt manufacturing and installation, resulting in less carbon dioxide, aerosols and vapors. In addition, at high temperatures, the asphalt is compressed more tightly, making it possible to pave the road in cold weather or for long periods of time. This performance allows the mortar to be significantly less damaged when zeolite is added to the mortar even when exposed to low temperatures throughout the winter.
한편, 본 발명에 따른 제올라이트 미분말은 단독으로 사용되지 않고 본 발명의 다른 실시예로, 강도, 내열성, 내약품성 및 고화학성을 향상시키기 위해 폴리페닐렌설파이드(PPS)를 추가하되, PPS 수지가 본래 가지는 우수한 기계적 강도를 포함하는 제성질을 크게 해하지 않으도록 PPS 수지 100 중량부를 기준으로 폴리아미드 수지 20 내지 30 중량부, 용매로 N-methyl-2-pyrrolidone 중합체 1 내지 5 중량부, 돌가루 2 내지 3 중량부로, 중탄 5 내지 7 중량부, 금속 수산화물 30 내지 40 중량부를 포함하여 이루어지는 제올라이트 미분말 복합 수지를 사용할 수 있다.On the other hand, the fine zeolite powder according to the present invention is not used alone, but as another embodiment of the present invention, polyphenylene sulfide (PPS) is added to improve strength, heat resistance, chemical resistance and high chemical resistance, but the PPS resin is originally 20 to 30 parts by weight of polyamide resin, 1 to 5 parts by weight of N-methyl-2-pyrrolidone polymer as a solvent, 2 to 2 parts by weight of stone powder As 3 parts by weight, a zeolite fine powder composite resin comprising 5 to 7 parts by weight of heavy carbon and 30 to 40 parts by weight of metal hydroxide may be used.
여기서, 돌가루는 석면을 불포함하고, 마그네슘으로 이루어진 규산염에 해당하는 Talcum을 사용함으로써, 제올라이트 미분말 복합 수지를 포함하는 친환경 리오셀 섬유 및 합성 제올라이트 미분말을 포함하는 친환경성 폴리머 모르타르의 강도를 높이며, 중탄은 은폐력 향상, 체질안료(extender pigments)로서 작용하기 위해 포함될 수 있다. Here, the stone powder does not contain asbestos, and by using Talcum corresponding to a silicate made of magnesium, the eco-friendly lyocell fiber containing the zeolite fine powder composite resin and the eco-friendly polymer mortar containing the synthetic zeolite fine powder increase the strength, Silver may be included to enhance hiding power, act as extender pigments.
이어서, 상기 폴리프로필렌 수지는 접착력증대 및 리바운드량을 감소시키기 위해 추가된다. 폴리프로필렌 수지는 본 발명에 따른 친환경성 폴리머 모르타르 조성물의 경화 전 상태에서는 유동성을 증가시키고 작업성을 개선시키는 역할을 하며, 본 발명에 따른 친환경성 폴리머 모르타르의 경화 후 상태에서는 표면 부착력 증가, 응집력 증가, 굴곡 강도 증가, 굴곡성 증진 및 방수력 증대 등의 효과를 발휘한다. 본 발명에서 사용되는 폴리프로필렌 수지는 중량평균 분자량이 10,000 내지 500,000 범위에 드는 것을 사용하는 것이 바람직하다. Then, the polypropylene resin is added to increase adhesion and reduce the amount of rebound. The polypropylene resin serves to increase fluidity and improve workability in the state before curing of the eco-friendly polymer mortar composition according to the present invention, and increases surface adhesion and cohesive force in the state after curing of the eco-friendly polymer mortar according to the present invention , increase flexural strength, increase flexibility, and increase waterproofing power. The polypropylene resin used in the present invention preferably has a weight average molecular weight in the range of 10,000 to 500,000.
상기 팽창재는 본 발명에 따른 친환경성 폴리머 모르타르의 도포 후 경화시 수축에 따른 균열을 억제하기 위한 것으로 임계치 미만일 경우에는 팽창효과가 적어 균열억제 효과를 얻을 수 없으며 임계치를 초과할 경우 물성이 저하된다.The expandable material is for suppressing cracking due to shrinkage during curing after application of the eco-friendly polymer mortar according to the present invention. If it is less than the critical value, the expansion effect is small, so the crack suppression effect cannot be obtained.
이러한 팽창재는 섬유보강재 100 중량부, 무기팽창재 30 내지 65 중량부, 금속분말계 팽창재 3 내지 5 중량부, 안정제 2 내지 3 중량부, 강도증진제 25 내지 35 중량부, 알칼리자극제 15 내지 25 중량부로 이루어진 하이브리드 팽창재를 사용할 수 있다. The expansion material is 100 parts by weight of a fiber reinforcement, 30 to 65 parts by weight of an inorganic expansion material, 3 to 5 parts by weight of a metal powder-based expansion material, 2 to 3 parts by weight of a stabilizer, 25 to 35 parts by weight of a strength enhancer, 15 to 25 parts by weight of an alkali stimulant. Hybrid intumescent materials may be used.
즉, 하이브리드 팽창재를 구성하는 무기팽창재는 모르타르의 경화 후 수축에 대한 보상 팽창을 하도록 하여 모르타르의 경화 후 건조수축이 발생하는 균열을 억제하기 위한 구성이다. That is, the inorganic expandable material constituting the hybrid expandable material is configured to suppress cracks caused by drying shrinkage after curing of the mortar by allowing the expansion to compensate for the shrinkage after curing of the mortar.
시멘트의 단점인 경화 후 수축을 고려하여 사용되는 구성으로 임계치 미만일 경우 팽창효과가 미미하여 수축균열을 억제하지 못하게 되고, 임계치를 초과할 경우에는 과팽창되어 경화체가 파괴되는 현상이 발생함은 물론 전체적인 물성이 급격하게 저하되는 문제가 발생하게 된다.It is a configuration used in consideration of the shrinkage after curing, which is a disadvantage of cement. If it is less than the critical value, the expansion effect is insignificant and it is impossible to suppress shrinkage cracks. A problem of this sudden drop occurs.
그리고 팽창재를 구성하는 섬유보강재는 모르타르의 인장력 증대, 국부적 균열의 생성 및 성장을 억제하면서 역학적 성질을 개선 및 보강하기 위해 이용하는 것으로, 모르타르 내에서 불연속적이며 단상인 섬유질 재료를 분산시켜 사용하게 된다.In addition, the fiber reinforcement constituting the expansion material is used to improve and reinforce the mechanical properties while suppressing the increase in tensile force of the mortar and the generation and growth of local cracks, and the discontinuous and single-phase fibrous material is dispersed in the mortar.
이어서, 상기 폴리카본산계 고유동화제는 모르타르의 입자 표면에 흡착하여 입자 표면에 전하를 주어 입자들끼리 상호 반력을 일으키므로, 응집된 입자를 분산시켜 유동을 증가시켜 감수 효과로 인한 강도 증진이 가능하게 하는 역할을 한다. Subsequently, the polycarboxylic acid-based superfluidizing agent adsorbs to the particle surface of the mortar and gives an electric charge to the particle surface to generate a mutual reaction force between the particles, so it is possible to increase the flow by dispersing the aggregated particles to increase the strength due to the water-reducing effect plays a role in making
유동화제로서는 폴리카본산계 외에 멜라민셀폰산계, 나프탈렌셀폰산계, 폴리카본산계, 리그닌슬폰산계 또는 알킬아릴슬폰산계 유동화제를 사용할 수 있으며, 더욱 구체적으로는 리그닌술포네이트, 폴리나프탈렌술포네이트, 폴리멜라민술포네이트 또는 폴리카복실레이트계 감수제로 이루어진 군으로부터 단독 또는 둘 이상 혼합 사용이 가능하다. As the fluidizing agent, in addition to polycarboxylic acid, melamine selphonic acid, naphthalene selphonic acid, polycarboxylic acid, lignin sulfonic acid, or alkylaryl sulfonic acid fluidizing agents may be used, and more specifically, lignin sulfonate, polynaphthalene sulfonate, polymelamine sulfonate. It is possible to use alone or a mixture of two or more from the group consisting of nate or polycarboxylate-based water reducing agents.
특히, 유동화제 사용시 응결시간에 영향을 주므로 응결시간 조절제를 적절히 포함하여 사용할 수 있다. In particular, since the setting time is affected when the fluidizing agent is used, a setting time adjusting agent may be appropriately included.
이어서, 상기 규사는 모르타르 혼합재로 사용되며, 평균 입경이 0.3 내지 1.5 mm인 세사를 사용하는 것이 바람직하며, 이는 본 발명에 따른 친환경성 폴리머 모르타르의 유동성 및 치밀성을 향상시키기 위함이다. Subsequently, the silica sand is used as a mortar mixture, and it is preferable to use fine sand having an average particle diameter of 0.3 to 1.5 mm, in order to improve the fluidity and compactness of the eco-friendly polymer mortar according to the present invention.
이어서, 본 발명에서 상기 수용성 개질 라텍스는 합성수지계 에멀젼 라텍스로서, 구체적으로는 아크릴 수지 10~20 중량부, SBR(Styrene-Butadiene rubber) 고무 10~20 중량부, 하이드록실 아크릴레이트 모노머 0.1~5 중량부, 불포화 폴리에스테르 수지 15~30 중량부, 갈산 0.1~5 중량부, 금속 양이온 1~10 중량부, 분산제 0.5~5 중량부 및 물 40~70 중량부의 비율로 포함되어 구성되는 것을 사용하는 것이 바람직하다. Next, in the present invention, the water-soluble modified latex is a synthetic resin-based emulsion latex, specifically 10 to 20 parts by weight of an acrylic resin, 10 to 20 parts by weight of SBR (Styrene-Butadiene rubber) rubber, 0.1 to 5 parts by weight of a hydroxyl acrylate monomer parts, unsaturated polyester resin 15-30 parts by weight, gallic acid 0.1-5 parts by weight, metal cation 1-10 parts by weight, dispersant 0.5-5 parts by weight, and water 40-70 parts by weight. desirable.
상기 아크릴 수지는 2-하이드록시에틸메타크릴산(2-HEMA : 2-hydroxyethyl methacrylate), 메타크릴산메틸(MMA : methyl methacrylate), n-부틸 아크릴레이트(n-BA : n-butyl acrylate) 및 아크릴산(AAc : acrylic acid) 중 선택된 어느 하나의 아크릴레이트 단량체 및 음이온 또는 비이온 유화제 및 개시제를 첨가하여 합성된 폴리 아크릴레이트 하이브리드 에멀젼을 사용할 수 있다. 상기 아크릴 수지는 건조가 빠르고 외부 폭로조건에서도 우수한 내후성, 내구성, 자외선안정성을 나타내며 수용성으로 이루어져 있어 친환경적이다.The acrylic resin is 2-hydroxyethyl methacrylic acid (2-HEMA: 2-hydroxyethyl methacrylate), methyl methacrylate (MMA: methyl methacrylate), n-butyl acrylate (n-BA: n-butyl acrylate) and A polyacrylate hybrid emulsion synthesized by adding an acrylate monomer selected from acrylic acid (AAc) and an anionic or nonionic emulsifier and an initiator may be used. The acrylic resin dries quickly and exhibits excellent weather resistance, durability, and UV stability even under external exposure conditions, and is eco-friendly because it is water-soluble.
상기 SBR 고무는 탄성을 유지하기 위해 고형분이 50% 이상인 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 표면에서 부식을 방지하는 역할을 하는 동시에 용매에 분산되어 있는 형태를 하고 있으며, 용액 상태에서 상기 갈산을 분산 및 용해시켜 갈산의 효과를 증대시키도록 하는 역할을 하기도 한다. 상기 용매로는 에틸렌 글리콜계의 2가 알코올을 사용할 수 있다.The SBR rubber preferably uses a resin having a solid content of 50% or more in order to maintain elasticity. It serves to prevent corrosion on the surface and is dispersed in a solvent, and also serves to increase the effect of gallic acid by dispersing and dissolving the gallic acid in a solution state. As the solvent, an ethylene glycol-based dihydric alcohol may be used.
상기 하이드록실 아크릴레이트 모노머는 가교밀도를 향상시켜 망목상 상태를 증대시키는 역할을 하여 물성을 향상시키는 기능을 한다. 이러한 하이드록실 아크릴레이트 모노머로는 하이드록실 에틸아크릴레이트, 하이드록실 프로필아크릴레이트, 하이드록실 에틸메틸아크릴레이트 등을 사용할 수 있다. The hydroxyl acrylate monomer serves to increase the crosslinking density to increase the network state, thereby improving physical properties. As the hydroxyl acrylate monomer, hydroxyl ethyl acrylate, hydroxyl propyl acrylate, hydroxyl ethyl methyl acrylate, and the like may be used.
상기 불포화 폴리에스테르는 산과 글리콜류 화합물의 축합 중합에 의해 형성되는 것으로서, 예를 들어 푸마르산과 디에틸렌글리콜의 반응에 의해 형성되는 산가 18~20mg/KOH의 범위에 드는 것을 사용할 수 있다. 상기 불포화 폴리에스테르는 모르타르의 내후성, 내광성, 내스크래치성을 강화하는 역할을 한다.The unsaturated polyester is formed by condensation polymerization of an acid and a glycol compound, for example, an acid value of 18 to 20 mg/KOH formed by the reaction of fumaric acid and diethylene glycol may be used. The unsaturated polyester serves to enhance the weather resistance, light resistance, and scratch resistance of the mortar.
상기 갈산은 탄닌을 산 또는 알칼리 가수분해하여 얻어지는 페놀카르복시산으로 C7H6O5·H2O의 분자식을 갖는 화합물로서, 표면의 방청, 방수성을 향상시키는 역할을 한다. The gallic acid is a phenol carboxylic acid obtained by acid or alkali hydrolysis of tannin, and is a compound having a molecular formula of C7H6O5·H2O, and serves to improve the rust prevention and waterproofing properties of the surface.
상기 금속 양이온은 구체적인 예로서 Ca2+, Mg2+, Zn2+, Cu2+, Fe2+ 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.As a specific example, the metal cation may be one or two or more selected from Ca 2+ , Mg 2+ , Zn 2+ , Cu 2+ , Fe 2+ .
상기 분산제는 수용성 라텍스의 혼합시 액상 내에서 내부 성분을 고르게 분산시켜 균일성을 향상시키기 위한 것으로, 본 발명에서는 비이온 타입의 폴리옥시알킬렌형 계면활성제 또는 음이온 타입의 폴리카르복실염계 계면활성제 중 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.The dispersant is to improve uniformity by evenly dispersing the internal components in the liquid phase when the water-soluble latex is mixed. Either one can be used.
본 발명에서, 상기 알콕시 실란 가수분해물은 졸-겔 공정을 통해 실란을 실리카겔 형상으로 형성하고, 이와 같이 얻어진 실리카겔의 세공중에 메타크릴산 메틸을 넣은 후 이를 중합 및 가수분해하여 얻어진 것을 사용할 수 있다. 본 발명에서 상기 메타크릴산 메틸의 함량은 알콕시 실란 함량 100 중량부를 기준으로 0.5~5 중량부의 범위로 포함될 수 있다.In the present invention, the alkoxysilane hydrolyzate may be obtained by forming silane in the form of silica gel through a sol-gel process, putting methyl methacrylate in the pores of the silica gel thus obtained, and then polymerizing and hydrolyzing it. In the present invention, the content of methyl methacrylate may be included in the range of 0.5 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the alkoxysilane content.
또한, 본 발명에서 상기 실리코네이트계 액상 성분은 칼륨메틸실리코네이트 0.1~5 중량부, 3-아이오도-2-프로피닐-N-부틸 카바메이트 0.1~5 중량부, 에폭시계 바인더 수지 0.1~10 중량부 및 플루오르(F)기를 함유한 무기계 폴리머 0.1~5 중량부의 비율로 포함하여 구성된다. In addition, in the present invention, the siliconate-based liquid component includes 0.1 to 5 parts by weight of potassium methylsiliconate, 0.1 to 5 parts by weight of 3-iodo-2-propynyl-N-butyl carbamate, 0.1 to 10 parts by weight of an epoxy binder resin. It is constituted by including parts by weight and 0.1 to 5 parts by weight of an inorganic polymer containing a fluorine (F) group.
본 발명에서 상기 칼륨메틸실리코네이트는 본 발명에 따른 모르타르 조성물의 강화 성분을 모재 콘크리트 구조물 내부로 침투시켜 주는 역할을 함과 동시에 발수성을 증대시키는 역할을 한다. 본 발명에서 상기 칼륨메틸실리코네이트는 상기 실리코네이트계 액상 성분 중에 0.1~3 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 본 발명에서 상기 칼륨메틸실리코네이트는 고형분 함량이 30~40 중량%이고 pH 12~14인 것을 사용하는 것이 더욱 바람직하다. In the present invention, the potassium methylsiliconate serves to penetrate the reinforcing component of the mortar composition according to the present invention into the base concrete structure and at the same time increase water repellency. In the present invention, the potassium methylsiliconate is preferably included in the range of 0.1 to 3 parts by weight in the silicate-based liquid component. In the present invention, it is more preferable to use the potassium methylsiliconate having a solid content of 30 to 40% by weight and a pH of 12 to 14.
또한, 본 발명에서 상기 3-아이오도-2-프로피닐-N-부틸 카바메이트는 본 발명에 따른 모르타르 조성물에 사용될 경우 콘크리트의 각종 유해 성분들이 외부로 용출되는 것을 방지하여 환경 오염을 유발하는 것을 방지하는 효과가 있다. 본 발명에서 상기 3-아이오도-2-프로피닐-N-부틸 카바메이트는 상기 실리코네이트계 액상 성분 중에 0.1~5 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직하다. In addition, in the present invention, when the 3-iodo-2-propynyl-N-butyl carbamate is used in the mortar composition according to the present invention, various harmful components of concrete are prevented from leaching to the outside, thereby causing environmental pollution. has a preventive effect. In the present invention, the 3-iodo-2-propynyl-N-butyl carbamate is preferably included in the range of 0.1 to 5 parts by weight in the silicone liquid component.
또한, 본 발명에서 상기 에폭시계 바인더 수지는 조성물의 각 성분들 간의 결합력을 증진시키며 콘크리트 내부의 기계적 강도 및 수밀성을 높이는 역할을 한다. In addition, in the present invention, the epoxy-based binder resin serves to enhance the bonding force between each component of the composition and to increase the mechanical strength and watertightness of the concrete inside.
본 발명에서 상기 에폭시계 수지를 사용하는 것이 바람직하며, 그 함량은 상기 실리코네이트계 액상 성분 중에 0.1~10 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직하다. It is preferable to use the epoxy-based resin in the present invention, and the content thereof is preferably included in the range of 0.1 to 10 parts by weight in the silicone liquid component.
또한, 본 발명에서 상기 플로오르(F)기를 함유한 무기계 폴리머는 본 발명에 따른 모르타르 조성물이 도포된 후 표면이 산성 조건에 노출될 경우 내산 특성을 강화시켜 산에 의한 콘크리트의 부식을 방지하는 역할을 한다. 본 발명에서 상기 플로오르(F)기를 함유한 무기계 폴리머는 알루미노 실리케이트와 플루오르 알칼리 실리케이트가 50~65:35~50의 중량비로 혼합된 혼합물로 구성된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 알루미노 실리케이트의 함량이 상기 범위보다 적을 경우에는 강도 저하의 문제가 있으며, 상기 범위를 초과할 경우에는 모르타르의 겉마름 현상으로 인해 크랙이 발생할 수 있다. In addition, in the present invention, the inorganic polymer containing the fluorine (F) group serves to prevent corrosion of concrete by acid by enhancing acid resistance when the surface is exposed to acidic conditions after the mortar composition according to the present invention is applied. do In the present invention, the inorganic polymer containing the fluorine (F) group is preferably composed of a mixture of aluminosilicate and fluoro alkali silicate in a weight ratio of 50 to 65:35 to 50. When the content of the aluminosilicate is less than the above range, there is a problem of a decrease in strength, and when it exceeds the above range, cracks may occur due to the dryness of the mortar.
본 발명에서 상기 플로오르(F)기를 함유한 무기계 폴리머는 상기 실리코네이트계 액상 성분 중에 0.1~10 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 함량이 0.1 중량부 미만이면 내산 강화 효과가 미미하며, 10 중량부를 초과하면 상용성이 문제될 수 있다. In the present invention, the inorganic polymer containing the fluorine (F) group is preferably included in the range of 0.1 to 10 parts by weight in the silicone liquid component. If the content is less than 0.1 parts by weight, the acid resistance strengthening effect is insignificant, and if it exceeds 10 parts by weight, compatibility may be a problem.
본 발명에서 클링커는 규산칼슘인 알라이트, 베라이트 및 세라이트 등으로 구성된다. 상기 클링커는 분말성분과 액상성분의 혼합을 촉진시키는 역할을 한다. 상기 클링커는 0.5 중량부 내지 10 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직한데, 상기 클링커의 함량이 0.5 중량부 미만인 경우는 분말성분과 액상성분의 혼합이 용이하지 않으며, 10 중량부를 초과하는 경우는 강도가 저하되는 문제가 있다.In the present invention, the clinker is composed of calcium silicate, such as alite, berite and celite. The clinker serves to promote mixing of the powder component and the liquid component. The clinker is preferably included in the range of 0.5 parts by weight to 10 parts by weight. When the content of the clinker is less than 0.5 parts by weight, it is not easy to mix the powder component and the liquid component, and when it exceeds 10 parts by weight, the strength is There is a problem with degradation.
본 발명에서 상기 이수석고 및 반수석고는 점성을 증가시켜 부착성을 향상시키는 역할을 한다. 상기 이수석고 및 반수석고는 1 중량부 내지 10 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직한데, 상기 함량이 1 중량부 미만인 경우는 점성 및 부착성이 저하되는 문제가 있으며, 10 중량부를 초과하는 경우는 강도가 낮아지는 문제가 있다.In the present invention, the dihydrate gypsum and hemihydrate gypsum serve to increase the viscosity to improve adhesion. The dihydrate gypsum and hemihydrate gypsum are preferably included in the range of 1 part by weight to 10 parts by weight. When the content is less than 1 part by weight, there is a problem in that the viscosity and adhesion are lowered, and when it exceeds 10 parts by weight, the strength There is a problem with the lower
본 발명에서 상기 플라스터(plaster)는 분말 성분에 포함된 성분이 액상성분과 용이하게 혼합되도록 하는 역할을 한다. 상기 플라스터는 0.5 중량부 내지 10 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직한데, 따라서, 상기 플라스터의 함량이 0.5 중량부 미만인 경우는 분말 성분에 포함된 다양한 성분이 액상성분과 용이하게 혼합되기 어려운 문제가 있고, 10 중량부를 초과하는 경우는 강도 및 내화학성 등이 저하되는 문제가 있다.In the present invention, the plaster (plaster) serves to easily mix the components included in the powder component with the liquid component. The plaster is preferably included in the range of 0.5 parts by weight to 10 parts by weight. Therefore, when the content of the plaster is less than 0.5 parts by weight, there is a problem in that it is difficult for the various components included in the powder component to be easily mixed with the liquid component. , When it exceeds 10 parts by weight, there is a problem in that strength and chemical resistance are lowered.
상기 무수석고는 황산칼슘의 무수물에 해당하는 광물로서, 분말성분과 액상성분의 혼합시 부착성을 향상시키는 역할을 한다. 상기 무수석고는 0.5 중량부 내지 10 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직한데, 상기 무수석고의 함량이 0.5 중량부 미만인 경우는 모르타르의 부착성이 저하되며, 10 중량부를 초과하는 경우는 내화학성이 저하되는 문제가 있다.The anhydrite is a mineral corresponding to the anhydride of calcium sulfate, and serves to improve adhesion when the powder component and the liquid component are mixed. The anhydrite is preferably included in the range of 0.5 parts by weight to 10 parts by weight. When the content of the anhydrite is less than 0.5 parts by weight, the adhesion of the mortar is reduced, and when it exceeds 10 parts by weight, the chemical resistance is lowered. there is a problem that
상기 실리카퓸(silica fume)은 비정질의 활성 실리카로서 평균입경이 0.15㎛ 정도이며, 완전 구형에 가까운 입자이다. 실리카퓸은 구상입자의 특성에 의해 분말성분 입자 사이의 충진 효과에 의하여 방수성 및 내화학성을 향상시키며, 모르타르의 강도를 향상시키는 역할을 한다. 특히, 실리카퓸은 모르타르의 부착성능을 향상시키는 역할을 하기도 한다. 상기 실리카퓸은 0.1 중량부 내지 5 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직한데, 상기 실리카퓸의 함량이 0.1 중량부 미만인 경우는 모르타르의 방수성 및 내화학성이 저하되고 강도가 낮아지는 문제가 있으며, 5 중량부를 초과하는 경우는 균열이 발생할 수 있는 문제가 있다.The silica fume is an amorphous active silica and has an average particle diameter of about 0.15 μm, and is a particle close to a perfect spherical shape. Silica fume improves waterproofness and chemical resistance by the filling effect between powder component particles due to the characteristics of the spherical particles, and serves to improve the strength of the mortar. In particular, silica fume also serves to improve the adhesion performance of the mortar. The silica fume is preferably included in the range of 0.1 parts by weight to 5 parts by weight. When the content of silica fume is less than 0.1 parts by weight, there is a problem in that the waterproof and chemical resistance of the mortar and the strength are lowered, and 5 parts by weight If it exceeds the negative, there is a problem that cracks may occur.
상기 플라이애쉬(fly ash)는 화력발전소 등 석탄을 연료로 사용하는 시설에서 석탄을 태우고 남은 성분들이 산화물 형태로 남아 산화 실리콘(SiO2)나 산화 알루미늄(Al2O3)성분의 미세한 먼지로 남은 것을 의미한다. 상기 플라이애쉬를 코팅제에 혼합하여 사용하면 작업성이 개선되고 장기적인 강도 및 수밀성이 향상되어 경제적이다. 상기 플라이애쉬는 0.01 중량부 내지 5 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직한데, 상기 플라이애쉬의 함량이 0.01 미만인 경우는 모르타르의 부착성능이 저하되며, 5 중량부를 초과하는 경우는 내화학성이 저하되는 문제가 있다. The fly ash is the remaining components after burning coal in a facility that uses coal as fuel, such as thermal power plants, in the form of oxides remaining as fine dust of silicon oxide (SiO 2 ) or aluminum oxide (Al 2 O 3 ) components. means that When the fly ash is mixed with the coating agent, workability is improved and long-term strength and watertightness are improved, which is economical. The fly ash is preferably included in the range of 0.01 parts by weight to 5 parts by weight. When the content of the fly ash is less than 0.01, the adhesion performance of the mortar is lowered, and when it exceeds 5 parts by weight, the chemical resistance is lowered. there is
상기 석회석은 본 발명에 따른 모르타르 조성물의 부착성을 보조적으로 향상시키는 역할을 한다. 상기 석회석은 0.5 중량부 내지 10 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직한데, 상기 석회석의 함량이 0.5 중량부 미만인 경우는 부착성 향상 효과가 저하되며, 10 중량부를 초과하는 경우는 내화학성이 저하되는 문제가 있다.The limestone serves to auxiliaryly improve the adhesion of the mortar composition according to the present invention. The limestone is preferably included in the range of 0.5 parts by weight to 10 parts by weight. When the content of the limestone is less than 0.5 parts by weight, the effect of improving adhesion is reduced, and when it exceeds 10 parts by weight, the chemical resistance is lowered. there is
상기 슬래그는 제철소 등에서 철강을 제조하는 과정에서 발생하는 부산물로서, 슬래그의 주성분은 알루미나 규산염이며, 이를 분말성분에 혼합하는 경우 모르타르의 내구성 및 내화학성을 높이는 역할을 한다. 특히 슬래그는 투수성이 낮아 본 발명에 따른 모르타르의 방수성을 향상시키는 역할을 한다. 상기 슬래그는 0.01 중량부 내지 5 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직한데, 상기 슬래그의 함량이 0.01 중량부 미만인 경우는 내구성, 내화학성 및 방수성이 저하되는 문제가 있으며, 5 중량부를 초과하는 경우는 균열이 발생할 수 있고 무게가 증가하는 문제가 있다.The slag is a by-product generated in the process of manufacturing steel in a steel mill, etc., and the main component of the slag is alumina silicate, and when it is mixed with a powder component, it serves to increase the durability and chemical resistance of the mortar. In particular, slag has a low water permeability and serves to improve the waterproofness of the mortar according to the present invention. The slag is preferably included in the range of 0.01 parts by weight to 5 parts by weight. When the content of the slag is less than 0.01 parts by weight, there is a problem in that durability, chemical resistance and waterproofness are deteriorated, and when it exceeds 5 parts by weight, cracks This can occur and there is a problem with weight increase.
본 발명에서 상기 활성촉진제는 초기 응결 속도를 조절하기 위해 사용되며, 모르타르의 기능을 활성화시키고 부착성능을 강화하는 역할을 하는 것으로서, 예를 들어, 칼슘, 마그네슘, 망간 또는 알루미늄의 활성 다가 금속이온을 포함하는 염화물염, 탄산염, 황산염 또는 수산염을 사용할 수 있고, 그 사용량은 0.5~2 중량부의 범위로 사용되는 것이 바람직하다. In the present invention, the activity promoter is used to control the initial setting rate, and serves to activate the function of the mortar and strengthen the adhesion performance, for example, active polyvalent metal ions of calcium, magnesium, manganese or aluminum. A chloride salt, carbonate salt, sulfate or oxalate salt containing may be used, and the amount thereof is preferably used in the range of 0.5 to 2 parts by weight.
본 발명에서 상기 리튬계 반응촉진제는 응결(종결) 이후 시멘트 수화물이 생성을 촉진하여 강도 발현에 영향을 미치고 미세 공극을 치밀하게 하는 역할을 하는 것으로서, 예를 들어 탄산리튬, 황산리튬, 수산화리튬, 산화리튬, 염화리튬, 인산리튬, 질산화리튬, 리튬 실리케이트 등을 사용할 수 있으며, 그 사용량은 0.5~1 중량부의 범위로 사용되는 것이 바람직하다. In the present invention, the lithium-based reaction accelerator serves to promote the formation of cement hydrate after setting (termination), thereby affecting the strength expression and making the micropores dense, for example, lithium carbonate, lithium sulfate, lithium hydroxide, Lithium oxide, lithium chloride, lithium phosphate, lithium nitrate, lithium silicate, etc. may be used, and the amount thereof is preferably used in the range of 0.5 to 1 part by weight.
또한 본 발명의 모르타르 조성물에 있어서 난연 효과를 발휘하도록 하기 위하여 난연제를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 난연제는 몰리브덴산 안티몬, 수산화알미늄, 산화몰리브덴, 수산화마그네슘 중 어느 하나 또는 2종 이상 혼합한 것을 사용할 수 있다. 특히 수산화알미늄(Al(OH)3)은 열이 가해져서 500℃ 이상이 되면 활성알루미나로 변화되어 흡착 성능을 가지게 되므로 연소시 발생하는 다이옥신, 염화수소가스(HCl) 등 유해 물질을 흡착하며 열 분해시 흡열 반응을 하여 냉각 효과도 있고 불연성으로서 내수, 내산성이 우수하도록 하며, 난연제들을 병용 사용하여 난연 효과의 향상을 기대할 수 있다. In addition, in order to exhibit a flame retardant effect in the mortar composition of the present invention, a flame retardant may be additionally included, and the flame retardant may be any one or a mixture of two or more of antimony molybdate, aluminum hydroxide, molybdenum oxide, and magnesium hydroxide. can In particular, aluminum hydroxide (Al(OH) 3 ) is converted to activated alumina when it is heated to 500℃ or higher and has adsorption performance, so it adsorbs harmful substances such as dioxin and hydrogen chloride gas (HCl) generated during combustion It has a cooling effect through endothermic reaction and is non-flammable so that it has excellent water and acid resistance.
또한, 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 보수 보강용 친환경 모르타르 조성물은 충진제를 더 포함할 수 있다. 상기 충진제의 입경은 2㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 것으로, 이산화규소(SiO2), 황산바륨(BaSO4), 산화알루미늄(Al2O3), 탄산칼슘(CaCO3), 탈크 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군일 수 있다.In addition, the eco-friendly mortar composition for repair and reinforcement of a concrete structure according to the present invention may further include a filler. The filler may have a particle diameter of 2 μm or less, and may be a group consisting of silicon dioxide (SiO2), barium sulfate (BaSO4), aluminum oxide (Al2O3), calcium carbonate (CaCO3), talc, or a mixture thereof.
본 발명에서 상기 콘크리트 구조물 보수 보강용 친환경 모르타르 조성물은 기능성 충진제를 추가로 포함할 수 있다. In the present invention, the eco-friendly mortar composition for repairing and reinforcing concrete structures may further include a functional filler.
상기 기능성 충진제로는 실리카 분말과 팽창성 흑연의 혼합물을 사용할 수 있다. As the functional filler, a mixture of silica powder and expandable graphite may be used.
상기 실리카 분말로서는 콜로이달실리카, 흄드실리카 및 마이크로나이즈드 실리카 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 이용할 수 있다. As the silica powder, one or a mixture of two or more selected from colloidal silica, fumed silica, and micronized silica may be used.
상기 기능성 충진제는 모르타르 조성물의 바인딩 효과를 더욱 증대시키는 역할을 함으로써 물리적 효과를 증대시키는 역할을 한다. 본 발명에서 상기 실리카 분말과 팽창성 흑연의 혼합 비율은 100:50~200 중량비로 혼합되는 것이 바람직하다. The functional filler serves to increase the physical effect by serving to further increase the binding effect of the mortar composition. In the present invention, the mixing ratio of the silica powder and the expandable graphite is preferably mixed in a weight ratio of 100:50 to 200.
또한, 상기 기능성 충진제를 사용할 때는 분말을 바로 사용하는 것도 가능하지만, 표면을 처리하여 유기실란으로 처리하여 코팅함으로써 바인딩 효과 증대로 인한 내구성 증대 효과를 볼 수 있다. In addition, when using the functional filler, it is possible to use the powder directly, but by treating the surface with organosilane and coating it, the effect of increasing the durability due to the increase of the binding effect can be seen.
즉, 실리카 분말 단독 또는 팽창성 흑연 분말의 혼합물이 용매에 분산된 콜로이드상 용액을 유기 실란에 분산시킨 후 약 1~10시간 동안 교반하여 처리할 수 있다. 구체적으로, 실리카 분말 단독 또는 팽창성 흑연 분말의 혼합물 용액 100 중량부를 기준으로 유기 실란 약 0.1~50중량부를 상기 용액에 첨가하여 용액 내에서 분말 입자 표면에 유기기를 형성하고 반응기를 통과시켜 탈수 및 축합반응을 통해 유기기로 표면 처리된 분말을 형성시킨다. 이때 상기 용액은 실리카 분말이나 팽창성 흑연 분말이 물이나 알코올과 같은 용매 내에 콜로이드 상태로 분산되어 있는 것으로서 콜로이드 용액 상태로 유기 실란과 접촉하는 것이 바람직하다.That is, silica powder alone or a mixture of expandable graphite powder is dispersed in a solvent in a colloidal solution dispersed in organic silane, and then the treatment can be performed by stirring for about 1 to 10 hours. Specifically, based on 100 parts by weight of silica powder alone or a mixture solution of expandable graphite powder, about 0.1-50 parts by weight of organic silane is added to the solution to form organic groups on the surface of the powder particles in the solution, and passes through a reactor for dehydration and condensation reaction to form a powder surface-treated with organic groups. At this time, the solution is silica powder or expandable graphite powder dispersed in a colloidal state in a solvent such as water or alcohol, and it is preferable to contact the organic silane in a colloidal solution state.
상기 유기실란의 구체적인 예로는 디메틸디메톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 테트라에톡시실란 등을 들 수 있다. 이 때 유기 실란으로 분말 표면을 처리하는 것은 상온에서 1~10 시간 정도 교반 처리하여 유기기가 형성된 무기물을 형성하고 이를 반응기에 통과시켜 형성한다. 이 때 상기 반응기는 가열장치로서 온도를 100 ~ 300℃로 승온하여 1~10시간 동안 용매와 유기기가 형성된 무기물을 탈수 및 축합반응시켜 표면 처리가 완료된 분말상의 무기물 입자를 제조할 수 있다.Specific examples of the organosilane include dimethyldimethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, and tetraethoxysilane. At this time, in the case of treating the surface of the powder with organic silane, stirring is performed at room temperature for 1 to 10 hours to form an inorganic material having organic groups and passing it through a reactor. At this time, the reactor is a heating device, and the temperature is raised to 100 ~ 300 ℃, the solvent and the inorganic material formed with an organic group for 1 ~ 10 hours to dehydrate and condensation reaction, the surface-treated inorganic particles can be prepared.
이와 같이 제조되는 실리카 분말 및 팽창성 흑연 분말은 표면에 실란이 형성되어 있으므로 바인딩 효과가 우수하고 이에 따라 내구성이 더욱 향상될 수 있다. The silica powder and expandable graphite powder prepared as described above have excellent binding effect because silane is formed on the surface, and thus durability may be further improved.
본 발명에서 상기 기능성 충진제는 0.1~10 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직하다. In the present invention, the functional filler is preferably included in the range of 0.1 to 10 parts by weight.
이상, 본 발명에 따른 친환경성 폴리머 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 단면 보수 보강 공법에 관하여 상세히 설명하였다. Above, the eco-friendly polymer mortar composition according to the present invention and the concrete structure cross-section repair and reinforcement method using the same have been described in detail.
본 발명에 따른 친환경성 폴리머 모르타르 조성물은 다양한 분야에서 콘크리트 구조물의 보수 보강에 사용될 수 있으며, 슬래브, 보, 기둥, 벽체, 바닥면의 보수 보강에 사용될 수도 있으며, 염해에 대한 내성이 강하여 항만의 슬래브, 보, 기둥, 및 염소이온 침투방지, 선박도크 및 방파제와 같은 수중 구조물의 교각 및 기둥, 수로, 암벽, 기타 해양구조물 등에 유용하게 사용될 수 있고, 고강도 및 고밀도 특성을 나타내므로 원자력발전소, 핵폐기물 처리장 등에도 사용될 수 있다.The eco-friendly polymer mortar composition according to the present invention can be used for repair and reinforcement of concrete structures in various fields, and can also be used for repair and reinforcement of slabs, beams, columns, walls, and floors, and has strong resistance to salt damage, so slabs in ports , beams, columns, and chloride ion penetration prevention, piers and columns of underwater structures such as ship docks and breakwaters, waterways, rock walls, and other offshore structures, etc. It can also be used in treatment plants and the like.
본 발명에 따른 친환경성 폴리머 모르타르 조성물은 염분 및 산성 물질 등의 열화 물질의 침투를 억제시킴으로써, 구조물의 내구성을 향상시키는 역할을 하며 혼화성이 매우 뛰어나다.The eco-friendly polymer mortar composition according to the present invention suppresses penetration of degrading substances such as salts and acidic substances, thereby improving the durability of the structure and has excellent compatibility.
또한, 본 발명에 따른 친환경성 폴리머 모르타르 조성물은 기존 모재와의 접착력이 우수하고, 콘크리트와의 중성화 반응이 없으며, 내수성, 내오존성, 내약품성, 방수성, 통기성, 자외선에 의해 산화되어 노화되는 현상이 발생하지 않는 장점이 있다.In addition, the eco-friendly polymer mortar composition according to the present invention has excellent adhesion to the existing base material, no neutralization reaction with concrete, water resistance, ozone resistance, chemical resistance, waterproofness, breathability, and aging by UV rays. The advantage is that it doesn't happen.
또한, 본 발명에 따른 친환경성 폴리머 모르타르 조성물은 밀도가 조밀하고, 내구성, 방수성이 우수하며, 특히 온도 변화에 따른 수축 및 팽창이 반복되는 모체의 균열을 방지하고, 신축성이 우수하여 진동부위의 작업에 매우 적합한 장점이 있다.In addition, the eco-friendly polymer mortar composition according to the present invention has a dense density, excellent durability and waterproofness, and in particular prevents cracking of the matrix, which is repeatedly contracted and expanded according to temperature changes, and has excellent elasticity, so that the work of the vibrating part has the advantage of being very suitable for
또한, 본 발명에 따른 친환경성 폴리머 모르타르 조성물은 강도가 우수하며, 이산화탄소의 침투를 저지하고, 물 침투를 차단한다. 본 발명에 따른 친환경성 폴리머 모르타르 조성물은 VOC(volatile organic compound)의 함량이 낮아 환경친화적이고 대기오염이 없으며, 강도 발현성이 높고, 조기 강도성이 우수하며, 미세한 입자가 포함되어 균열방지 능력이 뛰어나다. In addition, the eco-friendly polymer mortar composition according to the present invention has excellent strength, blocks the penetration of carbon dioxide, and blocks the penetration of water. The eco-friendly polymer mortar composition according to the present invention has a low content of volatile organic compound (VOC), is environmentally friendly, has no air pollution, has high strength expression, has excellent early strength, and contains fine particles to prevent cracking. outstanding.
또한, 본 발명에 따른 친환경성 폴리머 모르타르 조성물은 내수성, 내후성, 내화학성, 내오염성이 뛰어나 화학가스, 배기가스, 빗물 등으로부터 모체와 마감면을 보호할 수 있고, 노출 구조물의 보수 보강에 큰 효과를 나타낸다.In addition, the eco-friendly polymer mortar composition according to the present invention has excellent water resistance, weather resistance, chemical resistance, and contamination resistance, and can protect the mother body and the finished surface from chemical gas, exhaust gas, rainwater, etc., and has a great effect in repairing and reinforcing exposed structures indicates
또한, 본 발명에 따른 친환경성 폴리머 모르타르 조성물은 평활성, 저온안정성(내잔갈라짐), 무취성이 우수하고 물과의 혼합시에도 양호한 분산작용을 나타내며, 전체적으로 균일한 강도를 유지함과 동시에 고강도이다. 또한, 분말성분의 양호한 분산작용으로 고밀도의 치밀한 조직체를 형성하여 내화학성(내염성, 내산성)이 우수하며 물, 기름 등의 침투를 억제한다. In addition, the eco-friendly polymer mortar composition according to the present invention is excellent in smoothness, low-temperature stability (cracking resistance), odorless, and exhibits a good dispersion action even when mixed with water, and maintains uniform strength as a whole and has high strength. In addition, it forms high-density and dense tissue by good dispersion action of powder components, so it has excellent chemical resistance (salt resistance, acid resistance) and suppresses penetration of water, oil, etc.
또한, 본 발명에 따른 친환경성 폴리머 모르타르 조성물은 모재 콘크리트와의 부착력이 우수하며, 단기적 부착강도와 장기적 안정성 면에서 모두 우수하고, 강도와 안정성의 적절한 조화로 크랙이 발생하지 않는 장점이 있다. In addition, the eco-friendly polymer mortar composition according to the present invention has excellent adhesion to the base concrete, is excellent in both short-term adhesion strength and long-term stability, and has the advantage that cracks do not occur due to an appropriate balance of strength and stability.
또한, 본 발명에 따른 친환경성 폴리머 모르타르 조성물은 산성 환경에 대한 내부식성이 우수하고 특히 미생물 증식이 억제되어 미생물로 인한 강도 저하 및 오염 발생의 문제가 방지될 수 있으며 내후성 및 표면 강도 향상 효과를 가져 구조물의 보호 효과가 우수하고 그 효과가 장기간 유지될 수 있는 장점이 있다. In addition, the eco-friendly polymer mortar composition according to the present invention has excellent corrosion resistance to an acidic environment, and in particular, the growth of microorganisms is inhibited, so that the problem of strength reduction and contamination caused by microorganisms can be prevented, and it has the effect of improving weather resistance and surface strength. There is an advantage in that the protective effect of the structure is excellent and the effect can be maintained for a long time.
이하에서는 본 발명을 실시예예 의거하여 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on Examples. However, the scope of the present invention is not limited by the following examples.
(실시예 1)(Example 1)
시멘트(OPC) 100 중량부를 기준으로 리오셀 섬유 2 중량부, 제올라이트 미분말 3 중량부, 폴리프로필렌 수지(중량평균 분자량 100,000) 1.5 중량부, 팽창재 0.2 중량부, 폴리카본산계 고유동화제 0.5 중량부, 규사 100 중량부를 포함하고, 아크릴수지(15 중량비), SBR 고무(15 중량비), 불포화 폴리에스테르 수지(20 중량비), 하이드록실 아크릴레이트 모노머(1 중량비), 갈산(1 중량비), 금속 양이온(3 중량비) 및 분산제(1 중량비)를 혼합하고 물을 혼합하여 얻은 수용성 개질 라텍스 8 중량부를 혼합하였다. 이어서, 실란을 실리카겔 형상으로 형성하고 실리카겔의 세공중에 메타크릴산 메틸을 넣고 중합 및 가수분해하여 얻어진 알콕시 실란 가수분해물 0.5 중량부를 혼합하고, 이어서, 칼륨메틸실리코네이트 1 중량비, 3-아이오도-2-프로피닐-N-부틸 카바메이트 2 중량비, 에폭시 바인더 수지 5 중량비 및 플루오르(F)기를 함유한 무기계 폴리머(알루미노 실리케이트와 플루오르 알칼리 실리케이트가 60:40의 중량비로 혼합된 혼합물) 1 중량비의 비율로 혼합하여 얻어진 실리코네이트계 액상 성분 3 중량부와, 클링커 5 중량부, 이수석고 및 반수석고 혼합물 5 중량부, 플라스터 5 중량부, 무수석고 5 중량부, 실리카퓸 3 중량부, 플라이애쉬 3 중량부, 석회석 7 중량부, 슬래그 3 중량부를 혼합한 후, 활성촉진제 1.0 중량부 및 반응촉진제(탄산리튬, 황산리튬, 수산화리튬의 혼합물) 1.0 중량부를 혼합하여 친환경성 폴리머 모르타르 조성물을 제조하였다. Based on 100 parts by weight of cement (OPC), 2 parts by weight of lyocell fiber, 3 parts by weight of fine zeolite powder, 1.5 parts by weight of polypropylene resin (weight average molecular weight 100,000), 0.2 parts by weight of expansion material, 0.5 parts by weight of polycarboxylic acid-based high fluidizing agent, 100 parts by weight of silica sand, acrylic resin (15 weight ratio), SBR rubber (15 weight ratio), unsaturated polyester resin (20 weight ratio), hydroxyl acrylate monomer (1 weight ratio), gallic acid (1 weight ratio), metal cation (3 weight ratio) and a dispersant (1 weight ratio) were mixed, and 8 parts by weight of a water-soluble modified latex obtained by mixing water was mixed. Next, 0.5 parts by weight of an alkoxysilane hydrolyzate obtained by forming silane in the form of silica gel and polymerizing and hydrolyzing methyl methacrylate in the pores of the silica gel is mixed, followed by 1 weight ratio of potassium methylsiliconate, 3-iodo-2 -Prophinyl-N-butyl carbamate 2 weight ratio, epoxy binder resin 5 weight ratio, and inorganic polymer containing a fluorine (F) group (a mixture of aluminosilicate and fluoro alkali silicate in a weight ratio of 60:40) 1 weight ratio 3 parts by weight of the siliconate-based liquid component obtained by mixing with After mixing parts, 7 parts by weight of limestone, and 3 parts by weight of slag, 1.0 parts by weight of an activation accelerator and 1.0 parts by weight of a reaction accelerator (a mixture of lithium carbonate, lithium sulfate, and lithium hydroxide) were mixed to prepare an eco-friendly polymer mortar composition.
(실시예 2)(Example 2)
실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되 팽장재로서 섬유보강재 100 중량부, 무기팽창재 30 중량부, 금속분말계 팽창재 3 중량부, 안정제 2 중량부, 강도증진제 25 중량부, 알칼리자극제 15 중량부로 이루어진 하이브리드 팽창재를 사용하여 친환경성 폴리머 모르타르 조성물을 제조하였다. Hybrid consisting of 100 parts by weight of fiber reinforcement as an expansion material, 30 parts by weight of inorganic expansion material, 3 parts by weight of metal powder-based expansion material, 2 parts by weight of stabilizer, 25 parts by weight of strength enhancer, and 15 parts by weight of alkali stimulant as an expansion material, prepared in the same manner as in Example 1 An eco-friendly polymer mortar composition was prepared using an inflatable material.
(비교예 1)(Comparative Example 1)
시멘트 100 중량부를 기준으로 제올라이트 미분말 13 중량부, 초산비닐계 폴리머 1.5 중량부, 팽창재 0.2 중량부, 폴리카본산계 고유동화제 1.5 중량부, 규사 100 중량부를 포함하고, 첨가제를 혼합하여 형성하되, 시멘트는 포틀랜트 시멘트 40 중량비, 조강시멘트 35 중량비 및 슬래그 시멘트 30 중량비로 혼합하여 생성하였으며, 규사는 평균 입경이 0.3 내지 1.5 mm인 세사를 사용하여 폴리머 모르타르 조성물을 제조하였다. Based on 100 parts by weight of cement, it contains 13 parts by weight of fine zeolite powder, 1.5 parts by weight of a vinyl acetate-based polymer, 0.2 parts by weight of an expansion material, 1.5 parts by weight of a polycarboxylic acid-based high fluidizer, and 100 parts by weight of silica sand. was produced by mixing Portland cement in a weight ratio of 40 weight ratio, crude steel cement 35 weight ratio, and slag cement 30 weight ratio, and silica sand was prepared using fine sand having an average particle diameter of 0.3 to 1.5 mm to prepare a polymer mortar composition.
(비교예 2)(Comparative Example 2)
시멘트 100 중량부를 기준으로 리오셀 섬유 13 중량부, 초산비닐계 폴리머 1.5 중량부, 팽창재 0.2 중량부, 폴리카본산계 고유동화제 1.5 중량부, 규사 100 중량부를 포함하고, 첨가제를 혼합하여 형성하되, 시멘트는 포틀랜트 시멘트 40 중량비, 조강시멘트 35 중량비 및 슬래그 시멘트 30 중량비로 혼합하여 생성하였으며, 규사는 평균 입경이 0.3 내지 1.5 mm인 세사를 사용하여 폴리머 모르타르 조성물을 제조하였다. Based on 100 parts by weight of cement, it contains 13 parts by weight of lyocell fiber, 1.5 parts by weight of a vinyl acetate-based polymer, 0.2 parts by weight of an expansion material, 1.5 parts by weight of a polycarboxylic acid-based high fluidizer, and 100 parts by weight of silica sand, and is formed by mixing additives, Cement was produced by mixing Portland cement in a weight ratio of 40 weight ratio, crude steel cement 35 weight ratio, and slag cement 30 weight ratio.
(비교예 3)(Comparative Example 3)
시멘트 100 중량부를 기준으로 초산비닐계 폴리머 4.5 중량부, 팽창재 1.0 중량부, 폴리카본산계 고유동화제 1.5 중량부, 규사 100 중량부를 포함하고, 첨가제를 혼합하여 형성하되, 시멘트는 포틀랜트 시멘트 40 중량비, 조강시멘트 35 중량비 및 슬래그 시멘트 30 중량비로 혼합하여 생성하였으며, 규사는 평균 입경이 0.3 내지 1.5 mm인 세사를 사용하여 폴리머 모르타르 조성물을 제조하였다. Based on 100 parts by weight of cement, 4.5 parts by weight of a vinyl acetate-based polymer, 1.0 parts by weight of an expansion material, 1.5 parts by weight of a polycarbonate-based high fluidizing agent, and 100 parts by weight of silica sand, and additives are mixed to form the cement, but the cement is 40 parts by weight of Portland cement. , was produced by mixing in a weight ratio of 35 weight ratio of crude steel cement and 30 weight ratio of slag cement, and silica sand was prepared by using fine sand having an average particle diameter of 0.3 to 1.5 mm to prepare a polymer mortar composition.
[성능 평가][Performance Evaluation]
(1) 모르타르 조성물의 물성(1) Physical properties of mortar composition
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 모르타르 조성물을 이용하여 시험체를 제조하여 하기 시험 방법에 의해 물성을 측정하였다.Test specimens were prepared using the mortar compositions prepared in Examples and Comparative Examples, and physical properties were measured by the following test method.
1) 응결시간 : KSF 24361) Setting time: KSF 2436
2) 휨강도 : KS F 2476「폴리머 시멘트 모르타르의 강도시험 방법」2) Flexural strength: KS F 2476 「Strength test method of polymer cement mortar」
3) 압축강도 : KSF 24053) Compressive strength: KSF 2405
4) 부착강도 : KS F 4716 「폴리머 시멘트 모르타르의 강도시험 방법」4) Adhesive strength: KS F 4716 「Strength test method of polymer cement mortar」
5) 길이변화율 : KS F 2424 모르타르 및 콘크리트의 길이 변화 시험 방법에 따라 측정하였다. 그 값은 초기 시공체의 값을 0으로 하여, “-”는 수축율을 나타내는 것이며, “+”는 팽창율을 나타내는 것이다.5) Length change rate: It was measured according to KS F 2424 mortar and concrete length change test method. The value is set to 0 as the value of the initial construction body, “-” indicates the shrinkage rate, and “+” indicates the expansion rate.
6) 플로우 : KS L 5220에 준하여 실시하였다.6) Flow: It was carried out according to KS L 5220.
그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The results are shown in Table 1 below.
(N/mm2)flexural strength
(N/mm 2 )
(N/mm2)compressive strength
(N/mm 2 )
(N/mm2)Adhesive strength
(N/mm 2 )
상기 표 1에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 친환경성 폴리머 모르타르 조성물의 경우, 종래의 모르타르 조성물에 비하여 물성이 현저하게 우수하며, 특히 기중 및 수중에서의 휨강도, 압축강도 및 부착 강도가 현저히 우수할 뿐만 아니라 길이변화율도 현저히 상대적으로 우수한 성능을 제공하는 것을 확인할 수 있다. As shown in Table 1 above, in the case of the eco-friendly polymer mortar composition according to the present invention, the physical properties are remarkably excellent compared to the conventional mortar composition, and in particular, the flexural strength, compressive strength, and adhesion strength in air and water are remarkably excellent. In addition, it can be seen that the length change rate also provides a remarkably relatively excellent performance.
(2) 단면복구 성능 평가(2) Sectional restoration performance evaluation
1) 내후성 평가1) Weatherability evaluation
ASTM G 155에 따라 400시간 측정하였다. 400 hours were measured according to ASTM G 155.
2) 표면 경도 평가2) Surface hardness evaluation
KS D 6711에 따라 연필경도를 측정하였다. Pencil hardness was measured according to KS D 6711.
3) 내수성 평가3) Water resistance evaluation
120℃ 열수에서 연속으로 표면 변형(균열, 블리스터 등)이 일어나는 시간을 측정하였다. The time for continuous surface deformation (cracks, blisters, etc.) to occur in hot water at 120°C was measured.
상기 평가 결과를 표 2에 나타내었다.The evaluation results are shown in Table 2.
상기 표 1 및 표 2의 결과로부터 본 발명에 따른 친환경성 폴리머 모르타르을 이용하여 단면 보수 보강 시공하면 모르타르의 성능도 우수하고, 콘크리트와의 부착성도 뛰어나며, 내후성, 내수성 등의 물성도 우수하므로 지하 콘크리트 구조물의 보수 보강을 효율적으로 할 수 있으므로, 보수 보강의 장기적 내구성을 증진할 수 있음을 확인할 수 있다.From the results of Tables 1 and 2 above, when the cross-section repair and reinforcement construction is performed using the eco-friendly polymer mortar according to the present invention, the performance of the mortar is excellent, the adhesion to concrete is excellent, and the physical properties such as weather resistance and water resistance are also excellent. It can be confirmed that the long-term durability of the repair and reinforcement can be improved because the repair and reinforcement of the repair and reinforcement can be efficiently performed.
한편, 상술한 사용재료 및 함량을 갖는 본 발명에 따른 친환경성 폴리머 모르타르의 시공시, 스프레이 뿜칠 시공, 미장시공, 슈트 및 연속시공, 셀프레벨링 시공에 의할 수 있다.On the other hand, when constructing the eco-friendly polymer mortar according to the present invention having the above-described materials and contents, it can be done by spray spraying construction, plastering construction, chute and continuous construction, and self-leveling construction.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.As described above, preferred embodiments of the present invention have been disclosed in the present specification and drawings, and although specific terms are used, these are only used in a general sense to easily explain the technical content of the present invention and help the understanding of the present invention. , it is not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains that other modifications based on the technical spirit of the present invention can be implemented in addition to the embodiments disclosed herein.
Claims (7)
수용성 개질 라텍스 0.1 내지 5 중량부, 알콕시 실란 가수분해물 0.1 내지 2 중량부, 실리코네이트계 액상 성분 0.1 내지 3 중량부를 포함하고,
클링커 0.5 내지 10 중량부, 이수석고 및 반수석고 혼합물 1 내지 10 중량부, 플라스터 0.5 내지 10 중량부, 무수석고 0.5 내지 10 중량부, 실리카퓸 0.1 내지 5 중량부, 플라이애쉬 0.01 내지 5 중량부, 석회석 0.5 내지 10 중량부, 슬래그 0.01 내지 5 중량부를 포함하는 분말 성분을 포함하며,
활성촉진제 0.1 내지 2 중량부 및 리튬계 반응촉진제 0.01 내지 1 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경성 폴리머 모르타르 조성물로서,
상기 수용성 개질 라텍스는 아크릴 수지 10~20 중량부, SBR(Styrene-Butadiene rubber) 고무 10~20 중량부, 하이드록실 아크릴레이트 모노머 0.1~5 중량부, 불포화 폴리에스테르 수지 15~30 중량부, 갈산 0.1~5 중량부, 금속 양이온 1~10 중량부, 분산제 0.5~5 중량부 및 물 40~70 중량부의 비율로 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 친환경성 폴리머 모르타르 조성물.
100 parts by weight of fast-hardening binder, 0.1 to 10 parts by weight of fiber, 0.1 to 5 parts by weight of fine zeolite powder, 0.1 to 5 parts by weight of polypropylene resin, 0.1 to 5 parts by weight of expansion material, 0.1 to 5 parts by weight of polycarboxylic acid-based high fluidizer It is composed of 30 to 150 parts by weight of silica sand,
0.1 to 5 parts by weight of a water-soluble modified latex, 0.1 to 2 parts by weight of an alkoxysilane hydrolyzate, 0.1 to 3 parts by weight of a silicone liquid component,
0.5 to 10 parts by weight of clinker, 1 to 10 parts by weight of a mixture of dihydrate gypsum and hemihydrate gypsum, 0.5 to 10 parts by weight of plaster, 0.5 to 10 parts by weight of anhydrite, 0.1 to 5 parts by weight of silica fume, 0.01 to 5 parts by weight of fly ash, It contains a powder component comprising 0.5 to 10 parts by weight of limestone and 0.01 to 5 parts by weight of slag,
An eco-friendly polymer mortar composition comprising 0.1 to 2 parts by weight of an activation accelerator and 0.01 to 1 parts by weight of a lithium-based reaction accelerator,
The water-soluble modified latex is 10-20 parts by weight of acrylic resin, 10-20 parts by weight of SBR (Styrene-Butadiene rubber) rubber, 0.1-5 parts by weight of hydroxyl acrylate monomer, 15-30 parts by weight of unsaturated polyester resin, 0.1 gallic acid ~5 parts by weight, 1 to 10 parts by weight of metal cations, 0.5 to 5 parts by weight of a dispersant, and 40 to 70 parts by weight of water Eco-friendly polymer mortar composition, characterized in that it is included in the ratio.
The environment-friendly method according to claim 1, wherein the fast-setting binder is made of a mixture of 100 parts by weight of Portland cement and 20-50 parts by weight of a mixture of calcium aluminate, calcium sulfoaluminate, magnesium aluminate and magnesium sulfoaluminate. Polymer mortar composition.
The method according to claim 1, wherein the siliconate-based liquid component is potassium methylsiliconate 0.1 to 5 parts by weight, 3-iodo-2-propynyl-N-butyl carbamate 0.1 to 5 parts by weight, epoxy-based binder resin 0.1 to 10 Eco-friendly polymer mortar composition, characterized in that it contains 0.1 to 5 parts by weight of an inorganic polymer containing a fluorine (F) group by weight.
바탕면이 정리된 상태에서 철근 녹제거 및 철근방청제를 도포하는 제 2 단계;
철근방청제가 도포된 면에 프라이머를 도포하는 제 3 단계; 및
프라이머가 도포된 면에 청구항 1에 따른 친환경 폴리머 모르타르 조성물을 도포하는 제 4 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 친환경성 폴리머 모르타르를 이용한 구조물 단면 보수 보강 공법.
A first step of cleaning the base surface through chipping and high-pressure water washing;
a second step of removing rust from reinforcing bars and applying a rebar rust preventive agent in a state in which the base surface is cleaned;
A third step of applying a primer to the surface to which the rebar rust preventive agent is applied; and
A fourth step of applying the eco-friendly polymer mortar composition according to claim 1 on the surface on which the primer is applied; A structural cross-section repair and reinforcement method using an eco-friendly polymer mortar, comprising:
보수 모르타르 충진이 수행된 외부면에 표면보호용 코팅제를 도포하는 제 5 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경성 폴리머 모르타르를 이용한 구조물 단면 보수 보강 공법.
The method according to claim 5, After the fourth step,
a fifth step of applying a coating agent for surface protection to the outer surface on which the repair mortar filling is performed; Structure cross-section repair and reinforcement method using an eco-friendly polymer mortar, characterized in that it further comprises.
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GRNT | Written decision to grant |