KR102325875B1 - 그라우트 조성물 및 이 조성물과 센서가 내장된 앵커를 이용한 보수보강방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 시멘트 100중량부 기준으로, 칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부; 고로슬래그 미분말 10 내지 60중량부; 소석회 1 내지 5중량부; 나트륨벤토나이트 1 내지 10중량부; 메틸메타아크릴레이트 1 내지 10중량부; 나노세라믹 입자 10 내지 30중량부; 섬유 1 내지 10중량부; 분산제 1 내지 10중량부; 안정제 0.1 내지 2중량부; 계면활성제 0.1 내지 3중량부; 및 고성능 감수제 0.01 내지 10중량부를 포함하는 그라우트재 조성물 및 이를 이용한 보수보강방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 그라우트재 조성물 및 이를 이용한 보수보강방법은 보수보강을 위한 그라우팅 시공시 내구성, 지내력, 및/또는 차수성 등을 얻고, 인장강도 등 구조물의 물성을 보완할 뿐만 아니라, 지반 또는 구조물에 강력하게 부착하여 수명을 연장시켜줄 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

그라우트 조성물 및 이 조성물과 센서가 내장된 앵커를 이용한 보수보강방법{Grout Material Composition and Reinforcement Methods Using Grout Material Composition and Anchor installed Sensor}
본 발명은 그라우트재 조성물 및 이를 이용한 보수보강방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사면, 고속도로 방호벽, 터널구간, 지하구조물, 발전소 구조물 또는 그 밖의 여러 콘크리트 구조물 등의 보수보강을 위한 시멘트 그라우팅 시공에 적용되는 그라우트재 조성물 및 그 조성물과 센서가 내장된 앵커를 이용한 보수보강방법에 관한 것이다.
일반적으로 토사나 풍화토 등의 연약지반 구간의 터널 건설 시 굴착 보조 공법으로 사용되는 강관 다단이나 지반보강공법에는 주요 공정으로 시멘트그라우팅(grouting) 공정이 터널 건설 시 안정성 확보를 위해 사용되고 있다.
즉, 시멘트 그라우팅 공법이라 함은 주입펌프 등을 이용하여 토사 또는 암반의 틈새 등에 시멘트 그라우트(grout)를 주입하는 공법으로, 주입관을 지반에 설치하고, 그 주입관을 통해 시멘트 그라우트를 분산시켜 그라우트재에 의해 지반이 고결되도록 하여 대상 지반의 지내력을 증가시키고, 투수 계수를 감소시켜 차수성을 향상시키는 공법이다.
이러한 그라우팅 공법은 1887년 독일에서 물유리(water glass)와 염화칼슘을 사용한 것을 최초로, 이후 1901년 벨기에에서 묽은 물유리와 묽은 산을 이용하였으며, 1906년에는 물유리와 황산알루미늄을 사용하였고, 1925년 독일에서 농축된 물유리와 강력한 염화칼슘 용액을 사용하였다.
최근, 외국의 경우에는 화산 지질이 많은 곳을 중심으로 하여 합성 실리카와 습식으로 분쇄된 초미립 시멘트, 또는 실리카 졸과 경화제를 그라우트재로 사용하기도 한다. 한편, 국내에서는 상기의 재료들이 규산소다에 비하여 가격이 고가이기 때문에 그 사용이 거의 없으며, 국내의 지질 특성상 지하수와 천공이 많아서 입자가 미세한 특수 시멘트와 이에 적합한 규산소다를 혼합하여 그라우트재로 사용하게 되었다.
이러한 그라우팅 조성물에 관련된 종래 기술로서, 특허등록 제1078044호에서는 규산소다 화합물을 포함하는 그라우트재에 관련된 기술이 개시된 바 있다.
그러나 상기한 종래 기술에서는 규산소다를 주성분으로 하기 때문에 지반속의 간극수 특히 유동하고 있는 지하수 등과 접하면 약액 성분의 일부가 고결물로부터 용출할 가능성이 있다.
약액 조성분은 주제인 고결하는 성분과 주제를 고결시키기 위해서 필요로 하지만 그 자체는 고결하지 않는 성분으로 구분된다. 고결하는 성분은 물유리계 약액으로는 실리카(SiO2)아크릴아미드계 약액으로는 아크릴아미드계모노마, 요소계 약액으로는 포름알데히드 요소초기 축합물, 우레탄계 약액으로는 폴리우레탄, 프리폴리머(Prepolymer)이다. 고결하는 성분이 그만큼 고결물의 안정성에 영향을 미치는 것을 알 수 있다.
물유리계 약액의 실리카분은 실제로는 10~50%가 용출되며 실리카분의 용출비율이 높은 것 일수록 고결물의 강도가 작아지고 있다.
그러므로 안정된 고결물을 얻는 데는 가능한 실리카분의 용출율이 적은 약액을 사용할 필요가 있다.
또한, 규산소다를 급결재로 사용하게 되면 그라우팅 시공 후, 초기에 강도 발현이 증진되지 않아서 토사 및 풍화토 등의 초기 하중이 발생하거나 변위가 크게 발생하는 조건에서의 안정성에 문제가 제기되어 왔다.
이러한 단점을 보완하여 용탈을 최소화하여 내구성 향상과 환경문제를 개선한 급결재로서, 시멘트 그라우팅용 고분자계 급결재가 개발된 바 있으나, 초기강도 발현이 미흡한 문제가 있다.
또한, 종래 에폭시 수지 및 규산소다를 주성분으로 하는 그라우트재를 크랙에 주입할 경우 크랙 내에 존재하는 기포로 인하여 그라우트재의 주입이 용이하지 않다는 문제점이 있다.
특히, 폭이 좁은 도관이나 크랙에서는 기포에 의한 그라우트재의 주입이 결정적인 방해를 받는다는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 그라우트재가 모체속으로 흡수가 되거나 경화 수축되면서 크랙 내에 실질적으로 완전한 충진이 어려운 점이 있다.
더욱이, 종래 구조물의 보수 및 보강방법은 시공이 복잡하고, 복원 후 정상화되는데까지 오랜 시간이 소요되며, 훼손된 미관을 복원하는데 있어서는 완전하지 못하며, 재균열이 빈번히 발생하는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1078044호(2011.10.24.) 대한민국 등록특허공보 제10-1061904(2013.12.26)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출한 것으로서, 사면, 고속도로 방호벽, 터널구간, 지하구조물, 발전소 구조물 또는 그 밖의 여러 콘크리트 구조물 등의 보수보강을 위한 시멘트 그라우팅 시공시 지반의 지내력, 및/또는 차수성 등을 얻고, 인장강도 등 구조물의 물성을 보완할 뿐만 아니라, 지반 또는 구조물에 강력하게 부착하여 수명을 연장시켜줄 수 있도록 하는 그라우트재 조성물 및 그 조성물과 센서가 내장된 앵커를 이용한 보수보강방법을 제공하고자 한다.
본 발명은
시멘트 100중량부 기준으로,
칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부;
고로슬래그 미분말 10 내지 60중량부;
소석회 1 내지 5중량부;
나트륨벤토나이트 1 내지 10중량부;
메틸메타아크릴레이트 1 내지 10중량부;
나노세라믹 입자 10 내지 30중량부;
섬유 1 내지 10중량부;
분산제 1 내지 10중량부;
안정제 0.1 내지 2중량부;
계면활성제 0.1 내지 3중량부; 및
고성능 감수제 0.01 내지 10중량부를 포함하는 그라우트재 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은
보수보강 대상면의 표면을 청소하는 청소단계;
상기 청소단계가 종료된 후 보수보강 대상면에 천공을 형성하는 천공형성단계;
상기 천공형성단계가 종료된 천공에 센서가 내장되고 강연선이 부착된 앵커를 삽입하는 앵커 삽입단계;
상기 앵커 삽입단계가 종료된 후, 시멘트 100중량부 기준으로, 칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부, 고로슬래그 미분말 10 내지 60중량부, 소석회 1 내지 5중량부, 나트륨벤토나이트 1 내지 10중량부, 메틸메타아크릴레이트 1 내지 10중량부, 나노세라믹 입자 10 내지 30중량부, 섬유 1 내지 10중량부, 분산제 1 내지 10중량부, 안정제 0.1 내지 2중량부, 계면활성제 0.1 내지 3중량부, 및 고성능 감수제 0.01 내지 10중량부를 포함하는 그라우트재 조성물을 앵커가 삽입된 천공에 주입하는 그라우트재 조성물 주입단계;
상기 그라우트재 조성물 주입단계가 종료 된 후, 상기 앵커 삽입단계에서 삽입된 앵커에 부착된 강연선을 인장시켜 앵커를 인장시키는 앵커 인장단계; 및
상기 앵커 인장단계에서 측정센서로부터 측정값을 수신하여 앵커력을 측정하는 앵커력 측정단계;를 포함하는 그리우트재 조성물을 이용한 보수보강방법을 제공한다.
본 발명에 따른 그라우트재 조성물 및 이를 이용한 보수보강방법은 보수보강을 위한 그라우팅 시공시 내구성, 지내력, 및/또는 차수성 등을 얻고, 인장강도 등 구조물의 물성을 보완할 뿐만 아니라, 지반 또는 구조물에 강력하게 부착하여 수명을 연장시켜줄 수 있고, 여기에 측정센서가 앵커에 내장되어 언제나 편리하게 앵커력을 측정할 수 있으며, 나아가 정확한 유지 관리 및 전수 조사가 가능하여 안전사고를 미연에 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명이 적용된 앵커의 일 예를 나타낸 일측면도,
이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
한 가지 관점에서, 본 발명은 시멘트 100중량부 기준으로, 칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부; 고로슬래그 미분말 10 내지 60중량부; 소석회 1 내지 5중량부; 나트륨벤토나이트 1 내지 10중량부; 메틸메타아크릴레이트 1 내지 10중량부; 나노세라믹 입자 10 내지 30중량부; 섬유 1 내지 10중량부; 분산제 1 내지 10중량부; 안정제 0.1 내지 2중량부; 계면활성제 0.1 내지 3중량부; 및 고성능 감수제 0.01 내지 10중량부를 포함하는 그라우트재 조성물을 제공한다.
다른 관점에서, 본 발명은 보수보강 대상면의 표면을 청소하는 청소단계; 상기 청소단계가 종료된 후 보수보강 대상면에 천공을 형성하는 천공형성단계; 상기 천공형성단계가 종료된 천공에 센서가 내장되고 강연선이 부착된 앵커를 삽입하는 앵커 삽입단계; 상기 앵커 삽입단계가 종료된 후, 시멘트 100중량부 기준으로, 칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부, 고로슬래그 미분말 10 내지 60중량부, 소석회 1 내지 5중량부, 나트륨벤토나이트 1 내지 10중량부, 메틸메타아크릴레이트 1 내지 10중량부, 나노세라믹 입자 10 내지 30중량부, 섬유 1 내지 10중량부, 분산제 1 내지 10중량부, 안정제 0.1 내지 2중량부, 계면활성제 0.1 내지 3중량부, 및 고성능 감수제 0.01 내지 10중량부를 포함하는 그라우트재 조성물을 앵커가 삽입된 천공에 주입하는 그라우트재 조성물 주입단계; 상기 그라우트재 조성물 주입단계가 종료 된 후, 상기 앵커 삽입단계에서 삽입된 앵커에 부착된 강연선을 인장시켜 앵커를 인장시키는 앵커 인장단계; 및 상기 앵커 인장단계에서 측정센서로 부터 측정값을 수신하여 앵커력을 측정하는 앵커력 측정단계;를 포함하는 그리우트재 조성물을 이용한 보수보강방법을 제공한다.
본 발명에 따른 그라우트재 조성물, 특정적으로 그라우트재 조성물은 보수보강하고자 하는 대상면에 대한 그라우트 시공시 시공면의 내부에 주입되어 신속하게 경화됨으로써, 접착성, 내화학성, 방수성, 지내력, 인장강도 등을 제공하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계에서 통상적인 그라우트재 조성물이라면 특별히 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 시멘트는 당업계에서 통상적으로 사용되는 시멘트라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 일반 포틀랜드 시멘트 또는 고로슬래그시멘트, 초미분말시멘트, 초속경 시멘트 등의 특수 시멘트 등을 사용할 수 있다.
상기 시멘트의 바람직한 분말도는 3,200 내지 6,500cm2/g인 것이 좋다.
본 발명에 따른 그라우트재 조성물을 구성하는 시멘트 외 나머지 성분들의 함량은 시멘트 100중량부 기준으로 한다.
본 발명에 따른 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate)는 수축보상, 고강도, 예를 들면 높은 압축강도와 휨강도 및 속경성 등을 부여하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 칼슘설포알루미네이트라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하며, 그 사용량은 시멘트 100중량부 기준으로 5 내지 30중량부인 것을 추천한다.
여기서, 상기 칼슘설포알루미네이트의 사용량이 5중량부 미만이면 경화속도가 감소하고 30중량부 이상인 경우 체적이 팽창되는 문제점이 발생할 수 있다.
한편, 상기 칼슘설포알루미네이트는 물과 접촉할 경우 순식간에 반응하여 에트린가이트(Ettringite) 수화물을 생성함으로써, 그라우트재 조성물의 압축강도를 수분 내지 수 시간 안에 얻을 수 있도록 한다.
이때, 보다 신속한 수화반응을 위해 초미립 비정질 칼슘설포알루미네이트를 사용할 수도 있다.
상기 수화반응성 증대를 위해 사용되는 초미립 비정질 칼슘설포알루미네이트의 블레인 분말도는 5,000 내지 8,000㎠/g 정도인 것이 좋다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 칼슘설포알루미네이트는 28 내지 62중량%인 압연종말슬러지와, 19 내지 52중량%인 백운석슬러지와, 9 내지 20중량%인 부산석고가 포함되도록 구성되고, 상기 혼합물의 입도가 88㎛, 잔분이 5 내지 20중량%로 분쇄되어 이루어질 수 있다.
이후에, 상기 혼합물을 소성로에서 1,000 내지 1,300℃의 소성온도로 1시간 이상 유지한 후 공냉시켜, 칼슘설포알루미네이트를 제조하게 된다. 이때, 소성온도가 낮거나, 백운석슬러지의 함량이 높은 경우에는 미반응 석회의 양이 많아져 팽창성을 나타내므로 붕괴, 파괴의 염려가 있으며, 소성온도가 높거나 석회석 배합량이 적어도 칼슘설포알루미네이트의 생산이 적어져 소기의 목적을 달성할 수 없다.
본 발명에 따른 고로슬래그 미분말은 유해물질의 용출을 배제시키면서 유동성을 향상시키고, 충분한 압축강도 및 휨강도를 가질 수 있도록 하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 고로슬래그 미분말이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 추천하기로는 분말도는 3,700 내지 4,000cm2/g, 바람직하게는 약 3,850cm2/g이고, 밀도는 2.9 내지 3.5g/cm3, 바람직하게는 약 3.1g/cm3인 고로슬래그를 사용하는 것이 좋다.
바람직한 고로슬래그 미분말의 사용량은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 추천하기로는 시멘트 100중량부 기준으로 10 내지 60중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 소석회는 그라우트재 조성물이 시공면의 천공에 삽입되어 시공될 경우 박리되는 것을 방지할 뿐만 아니라, 노화를 억제시켜 장기 내구성을 향상시키고 점성을 증대시켜 조성물의 피로 저항선을 개선할 수 있다.
바람직한 소석회의 사용량은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 추천하기로는 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 나트륨벤토나이트는 그라우트재 조성물의 공극을 치밀하게 하고 누수를 방지하며 강도를 향상시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 나트륨벤토나이트라면 어떠한 것이라도 무방하며, 그 사용량은 사용자의 선택에 따라 변경 가능하지만, 바람직하게는 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부를 사용하는 것이 좋다.
여기서, 상기 나트륨벤토나이트는 많은 양의 물을 흡수해 원래 부피의 여러 배로 팽창되며 겔과 같은 상태가 되어 조성물의 공극을 치밀하게 메우게 되어 누수를 방지하고 강도를 향상시켜 균열방지에 기여하게 된다.
본 발명에 따른 메틸메타아크릴레이트(MMA: Methyl MethAcrylate)는 그라우재 조성물의 시공시 물리/화학적 안전성을 향상시키기 위한 것으로서, 인체에 무해하고, 환경친화력이 우수할 뿐만 아니라, 우수한 바인더 물성 및 기계적 물성을 유지하여 외부의 충격 또는 환경에 의한 크랙 및 탈락현상을 현저하게 감소시킬 수 있다.
상기 메틸메타아크릴레이트는 점도가 10 내지 1,000cps인 저점도 메틸메타아크릴레이트 수지 49 내지 70중량%와, 점도가 2,000 내지 20,000cps인 고점도 메틸메타아크릴레이트 20 내지 50중량%를 혼합하여 얻어지는 메틸메타아크릴레이트 혼합물에 SIS(stylene isoprene stylene), SBR(stylene butadiene rubber), SBS(stylene butadiene stylene) 중에서 선택된 하나 이상의 혼합물 1 내지 10중량%를 혼합한 변성 메틸메타아크릴레이트를 사용할 수도 있다.
이때, 상기 SIS, SBR 및/또는 SBS의 함량이 1중량% 미만인 경우에는 내충격성 저하로 인한 크랙이 발생할 수 있고, 10중량%를 초과하는 경우에는 변성 메틸메타아크릴레이트 수지의 점도상승으로 인하여 작업성에 문제가 발생될 수 있다.
바람직한 메틸메타아크릴레이트의 사용량은 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 나노세라믹 입자는 그라우트재 조성물의 양생 중에 표면으로 부상하여 치밀하고 경도가 높은 표면을 형성하기 때문에, 수증기와 기타 기체, 액체의 투과를 방지함은 물론, 내습성, 내구성, 내후성, 내충격성, 내약품성이 향상된다.
상기 나노세라믹 입자의 사용량은 시멘트 100중량부 기준으로 10 내지 30중량부인 것이 좋다.
바람직한 나노세라믹 입자는 실리콘카바이드, 알루미나, 실리카, 지르코니아-실리카, ZnO, TiO2 및/또는 CaCO3가 포함된다.
이들 세라믹입자는 평균 입경이 나노 범위인 것이 바람직한데, 구체적으로 상기 실리콘카바이드의 평균 입경은 300 내지 500nm, 상기 알루미나의 평균 입경은 500 내지 1000nm, 상기 실리카의 평균 입경은 700 내지 1500nm, 상기 지르코니아-실리카의 평균 입경은 500 내지 1000nm, 상기 ZnO의 평균 입경은 500 내지 1000nm, 상기 TiO2의 평균 입경은 100 내지 300nm, 그리고 CaCO3의 평균 입경은 500 내지 1000nm인 것이 바람직하다.
이 중에서도 실리콘카바이드는 천연광물로 존재하지 않으므로 인공적으로 합성하며, 고온에서의 화학적 안정성 및 내식성이 뛰어나고 높은 경도를 갖는다.
본 발명에 따른 섬유는 그라우트재 조성물이 주입된 시공부분의 종-횡 방향으로 가해지는 응력에 의한 인장력 및/또는 경량성 등을 제공할 뿐만 아니라, 수축균열을 방지하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 섬유, 예를 들면 셀룰로오스 섬유, 천연섬유, 유리섬유, 현무암 섬유 또는 이들의 혼합물이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다.
바람직한 섬유의 사용량은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 추천하기로는 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 분산제(Dispersant)는 그라우트재 조성물에 극성을 부여하여 구성성분의 부착력을 향상시키고, 조성물들을 균일하게 분산시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 분산제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 유기산, 아로마틱오일, 지방족 오일, 동 식물성 기름, 캐스터 오일, 면실유, 미네랄 오일 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 사용하는 것이 좋다.
바람직한 분산제의 사용량은 사용자의 선택에 따라 변경 가능하지만, 추천하기로는 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 안정제는 크라우트재 조성물을 자외선 등으로부터 보호하여 안정성을 제공하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 안정제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 아크릴 폴리올 수지, 무황변 폴리 우레아수지, 폴리이소시아네이트 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 시멘트 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부인 것을 추천한다.
본 발명에 따른 계면활성제는 그라우트재 조성물의 내열성, 강도 및 경도를 강화시키기 위해 사용되는 것으로서, 이러한 목적을 위한 계면활성제라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 음이온 또는 비이온계 계면활성제를 사용하는 것이 좋고, 보다 바람직하게는 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 노닐 페닐에테르, 폴리프로필렌 글리콜 노닐 페닐 에테르, 폴리에틸렌글리콜 노닐 페닐 에테르와 폴리프로필렌 글리콜노닐 페닐에테르의 블록 코폴리머, 소듐 디옥틸 설포석시네이트, 폴리에틸렌글리콜 알킬 에테르, 폴리에틸렌글리콜 패티에씨드 에스터 중에서 선택된 적어도 하나 이상인 것이 좋다.
바람직한 계면활성제의 사용은 시멘트 100중량부 기준으로 0.1 내지 3중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 고성능 감수제는 그라우트재 조성물을 시공 할 때 조성물 속에 있는 작은 공기 거품을 고르게 하기 위하여 사용하는 혼화제로서, 거품을 일으키는 성질이 좋아, 조성물 중에 작은 기포를 고르게 발생시켜 내동결 융해성, 내식성, 내구성 등을 개선한다.
특히, 상기 감수제는 미리 믹싱된 그라우트재 조성물에 첨가하여 이것을 교반함으로써 더 부드럽게 하며, 조성물의 품질을 저하시키지 않으면서 시공성을 개선할 목적으로 이용된다.
더욱이, 상기 감수제는 그라우트재 조성물의 유동성을 좋게 하여 주입 작업을 용이하게 하고, 굳은 조성물의 열전도율을 저하시키며, 수밀성을 향상시키는 등 2차적인 효과도 있다.
이때, 그라우트재 조성물에 사용되는 감수제의 감수율은 일반적으로 10 내지 15%정도이나 그 중 감수율이 20 내지 30%인 것을 본 발명에서는 고성능 감수제라 통칭한다.
바람직한 고성능 감수제는 나프탈렌형, 멜라민형, 폴리카르복실산형, 아미노 술폰산형 감수제 또는 이들의 혼합물로 이루어진 것이 좋고, 그 함량은 특별히 제한되지 않고 필요에 따라 적절하게 조절할 수 있으며, 예를 들어 시멘트 100중량부 기준으로 0.01 내지 10중량부를 사용할 수 있다.
이때, 상기 나프탈렌형 감수제로서 대표적인 것은 변성리그닌, 알킬아릴술폰산 및 활성지속폴리머, 폴리알킬아일슬폰산염과 반응성고분자, 알킬아릴술폰산염고축합물, 슬폰산기카르복실기 함유 다원폴리머, 알킬나프탈렌슬폰산염, 알킬아릴술폰산염변성리그닌공축합물과 변성리그닌, 리그닌유도체와 알킬아릴술포네이트 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상을 들을 수 있다.
상기 멜라민형 감수제로서 대표적인 것은 변성메칠멜라민축합물과 수용성특수고분자화합물, 슬폰화멜라민고축합물 또는 이들로부터 선택된 하나 이상의 혼합물을 들을 수 있다.
상기 폴리카르복실산형 감수제로서 대표적인 것은 불포화 카르복시산 단량체를 단일 성분으로 포함하는 공중합체 또는 그의 염, 예컨대, 폴리(알킬렌 글리콜)모노아크릴레이트, 폴리(알킬렌 글리콜)모노메타크릴레이트, 무수말레인산 및 스티렌의 공중합체, 아크릴레이트나 메타크릴레이트의 공중합체 및 이들 단량체와 공중합가능한 단량체로부터 유도되는 공중합체 등을 포함할 수 있다.
상기 아미노 술폰산형 감수제로서 대표적인 것은 방향족아미노슬폰산계 고분자화합물, 방향족고분자축합물과 리그닌슬폰산유도체 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 들을 수 있다.
또한, 바람직한 고성능 감수제는 나프탈렌형 고성능 감수제를 단독으로 사용하거나 나프탈렌계 고성능 감수제가 80 내지 95중량%이고, 폴리카르복실산형 고성능 감수제가 5 내지 20중량%로 이루어진 혼합조성을 사용하는 것이 좋다.
상기 고성능 감수제의 사용량은 콘크리트 중의 전 공기량이 용적으로 약 4 내지 6%가 되도록 하는 것이 바람직하다. 너무 많이 사용하면 비경제적일 뿐만 아니라, 압축강도의 감소, 부착강도의 저하 등 여러 가지 장애가 일어나므로, 적정 사용량을 엄수해야 한다.
본 발명에 따른 그라우트재 조성물은 하기의 특정 양태로 실시되는 부가물을 1종 또는 1종 이상 더 포함할 수 있다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트재 조성물은 흐름성을 방지하여 조성물의 각 성분이 상분리되는 것을 방지하기 위하여 알루미나 또는 산화규소로 가공된 흄드 실리카(일명 :화이트 카본) 또는 흄드 알루미나를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부 더 포함할 수 있다.
다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트재 조성물은 조성물의 균일한 분산성과 내구성 및 내후성을 부여하기 위하여 이산화규소를 시멘트 100중량부 기준으로 5 내지 15중량부로 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 이산화규소의 사용량이 시멘트 100중량부 기준으로 5중량부 미만으로 첨가되면 내구성을 유지하기 어렵고, 15중량부를 초과하면 수화반응성이 과대하여 물성을 저하시키므로 상기 범위로 한정되는 것이 바람직하다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트재 조성물은 조성물의 윤활성을 향상시키기 위하여 글리시딜 네오데카노에이트를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트재 조성물은 조성물의 발수성, 예를 들면 표면 슬립성을 높여 수분을 포함한 오염물질이 쉽게 부착되지 않도록 하는 발수성을 향상시키기 위하여 디메틸폴리실록산을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트재 조성물은 조성물의 수분불분리성 및 내수성 및 내충격성을 보강하기 위하여, 에틸렌초산비닐을 시멘트 100중량부 기준으로 5 내지 10중량부 더 포함할 수 있다,
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트재 조성물은 조성물의 접착성을 증진하고, 물 흡수성을 방지하기 위하여 하이드로 카본(hydrocarbon, 탄화수소)을 시멘트 100중량부 기준으로 0.1 내지 3중량부로 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트재 조성물은 조성물을 시공하고자 하는 대상면 내부로 침투시켜 밀착시킴으로써 방수성을 향상시키기 위하여 푸탈산 수지 니스(phthalic resin varnish)를 시멘트 100중량부 기준으로 5 내지 20중량부 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트재 조성물은 조성물이 시공되는 시공면의 공극으로 침투하여 조직을 치밀하게 유지함으로써 그라우트재 조성물의 들뜸방지와 내구성 및 부착 강도를 향상시키기 위하여 보크사이트 분말을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함할 수 있는데, 바람직한 보크사이트 분말의 평균입도는 1 내지 10㎛이다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트재 조성물은 조성물의 크랙발생 및 박리방지를 위하여 디부틸프탈레이트를 시멘트 100중량부 기준으로 2 내지 6중량부로 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트재 조성물은 조성물의 강도, 침투력, 및 발수성 등을 향상시키기 위하여 3-메르캅토프로필트리메톡시실란을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트재 조성물은 조성물의 장기강도 발현 및 내구성 증진을 위하여 겔라이트 미분말을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함할 수 있는데, 상기 겔라이트는 황토의 187배 이상의 효과를 가진 광물질로서 상기 효과 이외에 양질의 원적외선 방출 효과도 있는 것으로서, 바람직한 평균입도는 1 내지 5㎛이다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트재 조성물은 조성물의 점도를 조절하고 부착성을 향상시키기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 부틸글리시딜에테르(Butyl glycidyl ether)를 더 포함할 수 있는데, 그 함량이 시멘트 100중량부 기준으로 1중량부 미만이면 점도조절 및 부착성 향상의 효과가 미미하며, 5중량부를 초과하면 경화가 지연되고 표면의 경도가 저하되는 단점이 있어 좋지 않다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트재 조성물은 조성물의 건조 수축을 방지하기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부의 알루민산 칼슘을 더 포함할 수 있는데, 알루민산 칼슘이 그라우트재 조성물에 포함되면 팽창성을 띄게 되어 조성물의 건조수축을 방지하게 되는 것으로, 그 사용량이 시멘트 100중량부 기준으로 1중량부 미만이면 그 효과가 미미하며, 10중량부를 초과할 경우 과다하여 작업성을 저하 시킬 수 있어 좋지 않다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트재 조성물은 조성물의 충진성 및 내구성을 향상시키기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 플루오린화나트륨을 더 포함할 수 있는데, 플루오린화나트륨은 1차적으로 충진제로서의 역할도 하지만, 2차적으로는 내구성을 향상시키는 역할을 하는 것으로, 상기와 같은 함량 범위에서 그 효과를 얻을 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트재 조성물은 조성물의 압축강도 및 휨강도를 향상시키기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 메타규산나트륨을 더 포함할 수 있는데, 그 함량이 1중량부 미만이면 유동성이 낮아지고 불규칙한 기포가 형성되며, 5중량부를 초과하면 경화시간을 확보하기 어려워 좋지 않다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트재 조성물은 조성물의 용해를 빠르게 촉진시켜 초기의 반응열을 높게 하여 경화를 빠르게 함으로써 초기강도를 확보하기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 칼륨인산염을 더 포함할 수 있는데, 그 함량이 시멘트 100중량부 기준으로 5중량부를 초과하면 급결성능에 의해 수축되어 균열이 발생할 수 있고, 1중량부 미만이면 가수분해 속도가 저하되어 강도가 저하되어 좋지 않다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트재 조성물은 조성물의 초기강도 발현을 향상시키기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 5 내지 15중량부의 테트라에틸오쏘실리케이트을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 테트라에틸오쏘실리케이트는 구조물 등과 친화력이 좋아 부착성능을 개선할 수 있고, 특히, 시공하고자 하는 대상면이 콘크리트인 경우 콘크리트 내부로 침투하는 성질을 부여하여, 상기 효과를 더욱 발휘할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트재 조성물은 내마모성, 내약품성, 내용제성, 내열성 및/또는 내수성을 개선하기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 0.1 내지 10중량부의 푸르푸릴알코올(furfuryl alcohol)을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트재 조성물은 건조수축을 방지하기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부의 산화마그네슘을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 산화마그네슘(MgO)은 물과 반응하여 최종적으로 수산화마그네슘이 되는데, 이 과정에서 산화마그네슘은 부피팽창을 하게 되며, 저온소성된 산화마그네슘은 느린 수화작용의 특성에 의해 경화체에 영향을 주지않고 장기적인 팽창성을 부여하게 된다. 이와 같은 저온소성 산화마그네슘은 급결 또는 속성을 구비하는 그라우트재 조성물에서 발생될 수 있는 빠른 응결로 인한 건조수축을 개선하는 효과를 제공하게 된다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트재 조성물은 경화속도를 향상시키기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부의 탄산리튬을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 리튬염인 탄산리튬은 시멘트 내 성분인 알루미늄이 리튬염에서 용출되는 리튬 이온과 반응하여, 알루민산 리튬을 생성함으로써 속경성을 향상시키게 된다. 이러한 리튬염에 의한 경화촉진반응은 단순한 시멘트의 경화 현상과는 다른 것으로, 현저한 급결성 효과가 발현된다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트재 조성물은 물을 흡수, 팽윤 겔화시켜 어느 정도의 압력을 받아도 물을 방출하지 않는 특성이 있어 수팽윤 특성으로 인하여 수분배출 및 증발로 인한 건조수축, 수축균열을 방지하며, 탄성 및 이를 통한 지반과의 밀착성이 유지시키기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부의 카르복시메틸셀룰로오즈를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트재 조성물은 조성물의 내수성을 보강하고, 접착분리를 방지하기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부의 아라고나이트(aragonite)를 더 포함할 수 있는데, 상기 아라고나이트는 사방정계의 탄산염 광물로서 잘게 분쇄가 가능하여 표면적을 증가시키기 쉬운 장점이 있어, 이를 그라우트재 조성물에 포함시키면 상기와 같은 효과를 발현하게 된다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트재 조성물은 시멘트와 작용하여 응집성을 높이고 시멘트의 반응속도를 높여 조기 강도를 증진시킬 수 있도록 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부의 황산알루미늄을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트재 조성물은 내구성 및 내알칼리성을 개선하기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 아크릴니트릴을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트재 조성물은 경화된 후의 접착강도가 매우 우수하여 접착 후의 탈착을 방지하기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 말레인산디에틸을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트재 조성물은 조성물 내부에 폴리머 필름을 형성하여 조성물의 압축강도, 휨강도 및 부착강도를 향상시키고, 조성물 내부에 폴리머 필름막으로 인하여 내구성을 증진시킬 수 있도록 하기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 스티렌-부타디엔수지를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트재 조성물은 물과 혼합되어 시공되기 전 일정시간 동안 정치될 경우 발생하는 재료분리 현상을 억제하기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부의 아타풀자이트을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 아타풀자이트는 마그네슘, 알루미늄의 염기성 함수 규산염 광물로 수성암 중의 휘석, 각섬석에서 변질되어 생성하며 염호 지역에서 몬모릴론석으로부터 생성한다. 또는 몬모릴론 석화 작용을 받은 섬장암에 포켓상 혹은 맥상으로 산출한다.
특히, 상기 아타풀자이트의 화학성분은 주로 SiO2(49.57%), Al2O3(9.44%) 및 MgO(8.81%)로 구성되며, 길이 1.5 내지 2micron, 굵기 3nm인 막대기형의 입자로 양 끝단은 + charge를, 측면은 - charge를 띠고 있으며, 분산되면 입자가 상호결합, 그물구조를 형성하여 점도를 형성한다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트재 조성물은 경화체의 내구성 증대와 터널보조공법인 강관다단 그라우팅 공법에서 사용되는 대/소 구경의 강관의 부식을 방지하기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부의 디메틸에탄올아민(Dimethylethanolamine)을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 디메틸에탄올아민은 애노드부 및 캐소드부 모두에서 반응하는 양극반응형(+/-)부식방식제로써 잠재 부식 원인물의 양극에 모두 작용함으로써 방청제의 사용량을 획기적으로 줄이고도 뛰어난 방청성능을 발휘할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트재 조성물은 그라우트재 조성물을 구성하는 성분들의 자가 응집을 방지하고, 경화 후, 조성물의 균열을 방지하기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 알루미늄실리케이트를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트재 조성물은 그라우트재 조성물의 점도 및 재료분리 저항성을 개선하기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 세피올라이트를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트재 조성물은 그라우트재 조성물이 시공되는 시공면의 알카리성을 회복시키고, 표면에 비활성막을 형성시킴으로써 부식을 방지하기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부의 진크설페이트(zinc sulphate)를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트재 조성물은 그라우트재 조성물이 세균, 곰팡이 박테리아 등에 의해 부패되는 것을 방지하고, 상온에서 공기 중에서 산소에 의해 산화되는 방지하기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부의 벤조산(benzoic acid)을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트재 조성물은 그라우트재 조성물의 열화방지, 내구성, 경화성 등을 향상시키기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 감마-아미노프로필트리에톡시실란을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트재 조성물은 그라우트재 조성물의 방수성, 내열성, 내염성 및 접착성 등을 향상시키기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 아세틸레이티드라놀란을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트재 조성물은 조성물의 점성을 조절하기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 20중량부의 잔탄검을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트재 조성물은 조성물의 구조물 내의 철근 등의 부식을 방지하기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부의 크롬산칼슘을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트재 조성물은 조성물의 팽창성을 제공하기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부의 인산칼슘을 더 포함할 수 있다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 그라우트재 조성물을 이용한 보수보강방법을 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 그라우트재 조성물의 보수보강방법은 보수보강 대상면의 표면을 청소하는 청소단계;
상기 청소단계가 종료된 후 보수보강 대상면에 천공을 형성하는 천공형성단계;
상기 천공형성단계가 종료된 천공에 센서가 내장되고 강연선이 부착된 앵커를 삽입하는 앵커 삽입단계;
상기 앵커 삽입단계가 종료된 후, 시멘트 100중량부 기준으로, 칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부, 고로슬래그 미분말 10 내지 60중량부, 소석회 1 내지 5중량부, 나트륨벤토나이트 1 내지 10중량부, 메틸메타아크릴레이트 1 내지 10중량부, 나노세라믹 입자 10 내지 30중량부, 섬유 1 내지 10중량부, 분산제 1 내지 10중량부, 안정제 0.1 내지 2중량부, 계면활성제 0.1 내지 3중량부, 및 고성능 감수제 0.01 내지 10중량부를 포함하는 그라우트재 조성물을 앵커가 삽입된 천공에 주입하는 그라우트재 조성물 주입단계;
상기 그라우트재 조성물 주입단계가 종료 된 후, 상기 앵커 삽입단계에서 삽입된 앵커에 부착된 강연선을 인장시켜 앵커를 인장시키는 앵커 인장단계;를 포함하며,
여기에 앵커 인장단계가 종료된 후, 앵커에 부착된 강연선을 제거하는 강연선 제거단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 앵커 삽입단계의 앵커는 철, 스테인리스, 합금 등의 재질로 당업계에서 사용되는 통상적인 앵커라면 무방하며, 추천하기로는 센서가 내장되고 강연선이 부착된 앵커를 사용하는 것을 추천한다.
한편, 본 발명에 따른 앵커는 첨부된 도 1과 같이, 일측에 강연선(20)과 측정케이블(40)이 끼워지는 구멍(24),(42)이 천공되고, 내부에 설치공간(120)이 마련되며, 벽체에는 조립공(140)이 형성된 앵커체(100); 상기 조립공(140)에 끼워져 그라우트 방향으로 돌출되며 그라우트를 압박하여 지압력과 마찰력을 극대화시키는 지압쐐기(200); 상기 앵커체(100)의 설치공간(120)에 끼워지며 그라우트 양생 후 강연선(20)을 인장할 때 상기 지압쐐기(200)를 가압하여 강제로 앵커체(100) 밖으로 밀어내는 가압블록(300); 상기 가압블록(300)의 하단에 조립되는 관체(520)에 앵커력을 측정하는 측정센서(540)가 갖추어진 앵커력 측정부(500); 상기 앵커력 측정부(500)의 하단에 끼워져 조립되고 상기 가압블록(300)을 통과한 강연선(20)이 연결되어 강연선(20)의 인장 시 상기 앵커력 측정부(500)를 압박하여 앵커력이 측정되도록 하는 가압블록(400);으로 구성된다.
상기 앵커체(100)는 본체(102)와, 이 본체의 상단에 조립되고, 상기 구멍이 형성되어 측정센서와 연결되는 측정케이블(40)과 강연선이 끼워지는 구멍이 천공된 가이드체(106)와, 상기 본체의 하단에 조립되는 하부체(14)로 구성되어 조립이 용이한 장점이 있다.
본 발명에 따른 상기 앵커력 측정부(500)는 관체(520)의 외측면에 홈부를 형성하고, 이 홈부에 측정센서(540)가 설치되는 구성으로, 이 측정센서(540)는 스트레인 게이지식 측정센서이다.
본 발명에 따른 측정센서는 앵커 인장단계에서 강연선과 연결된 가압블록이 측정센서를 압압하고, 이 측정센서가 압력을 받으면 부피가 변화하며 회로의 길이나 폭의 변화를 수반하게 되고, 그에 따라 회로에 걸리는 저항값이 변동하게 되며 그 저항값의 변동치를 수신하여 산출함으로써 앵커력을 측정할 수 있다.
또한, 시간이 경과 후에도 최초 저항값과 측정된 시점의 저항값을 비교하여 앵커력의 변화도 알 수 있다.
앵커에 부착된 강연선은 앵커의 인장을 위한 것으로서, 금속재질의 가느다란 강선으로서 당업계에서 사용되는 통상적인 강연선이라면 무방하며, 상기 강연선은 필요에 따라 시공 후 제거할 수 있다.
이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 하기의 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
[실시예 1]
분말도가 약 4,500cm2/g인 시멘트 100g, 블레인 분말도가 약 6,500㎠/g 칼슘설포알루미네이트 18g, 분말도가 약 3,850cm2/g이고, 밀도가 약 3.1g/cm3인 고로슬래그 미분말 35g, 소석회 3g, 나트륨벤토나이트 5g, 메틸메타아크릴레이트 5g, 평균 입경이 400nm인 실리콘카바이드 15g, 셀룰로오스 섬유 5g, 캐스터 오일 5g, 아크릴 폴리올 수지 1g, 폴리프로필렌 글리콜 노닐 페닐 에테르 2g, 및 폴리(알킬렌 글리콜)모노아크릴레이트 5g을 혼합하여 그라우트재 조성물을 제조하였다.
[실시예 2]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 산화규소로 가공된 흄드 실리카 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 3]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 이산화규소 10g을 사용하여 실시하였다.
[실시예 4]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 글리시딜 네오데카노에이트 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 5]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 디메틸폴리실록산 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 6]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 에틸렌초산비닐 8g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 7]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 하이드로 카본 1g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 8]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 푸탈산 수지 니스 10g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 9]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 평균입도가 3㎛인 보크사이트 분말 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 10]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 디부틸프탈레이트 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 11]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 12]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 평균입도가 3㎛인 겔라이트 미분말 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 13]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 부틸글리시딜에테르 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 14]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 알루민산 칼슘 4g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 15]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 플루오린화나트륨 4g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 16]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 메타규산나트륨 4g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 17]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 칼륨인산염 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 18]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 테트라에틸오쏘실리케이트 10g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 19]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 푸르푸릴알코올 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 20]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 산화마그네슘 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 21]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 탄산리튬 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 22]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 카르복시메틸셀룰로오즈 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 23]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 아라고나이트 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 24]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 황산알루미늄 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 25]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 아크릴니트릴 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 26]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 말레인산디에틸 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 27]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 스티렌-부타디엔수지 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 28]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 아타풀자이트 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 29]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 디메틸에탄올아민(Dimethylethanolamine) 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 30]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 알루미늄실리케이트 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 31]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 세피올라이트 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 32]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 진크설페이트 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 33]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 벤조산 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 34]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 감마-아미노프로필트리에톡시실란 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 35]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 아세틸레이티드라놀란 4g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 36]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 잔탄검 10g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 37]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 크롬산칼슘 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 38]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 인산칼슘 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 39]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 실시예 2 내지 실시예 38에 부가된 부가물을 모두 부가하여 실시하였다.
[실험]
실시예들에 따라 제조된 그라우트재 조성물을 각각 물과 혼합하여 그라우트재를 제조한 경화시킨 후 물성, 예를 들면 겔화시간, 압축강도, 용탈현상 등을 측정하였다.
그 결과를 표 1로 나타냈다.
여기서, 압축강도는 Φ5cm×10cm 공시체에 넣어 20℃에서 양생한 후, 1개월 후 측정하였으며, 용탈현상은 육안으로 관찰하였다.
겔화시간(초) 1개월 후 압축강도(MPa) 1개월후 용탈현상
실시예 1 15 5.1 없음
실시예 2 16 5.2 없음
실시예 3 16 5.3 없음
실시예 4 12 5.4 없음
실시예 5 11 5.4 없음
실시예 6 13 5.3 없음
실시예 7 13 5.2 없음
실시예 8 15 5.6 없음
실시예 9 16 5.4 없음
실시예 10 14 5.6 없음
실시예 11 17 5.3 없음
실시예 12 11 5.3 없음
실시예 13 13 5.7 없음
실시예 14 12 5.8 없음
실시예 15 11 5.4 없음
실시예 16 10 5.5 없음
실시예 17 11 5.0 없음
실시예 18 12 5.6 없음
실시예 19 12 5.3 없음
실시예 20 11 5.2 없음
실시예 21 13 5.3 없음
실시예 22 14 5.8 없음
실시예 23 14 5.5 없음
실시예 24 15 5.6 없음
실시예 25 16 5.4 없음
실시예 26 16 5.6 없음
실시예 27 13 5.5 없음
실시예 28 14 5.5 없음
실시예 29 15 5.3 없음
실시예 30 14 5.4 없음
실시예 31 13 5.2 없음
실시예 32 15 5.5 없음
실시예 33 13 5.3 없음
실시예 34 16 5.4 없음
실시예 35 14 5.2 없음
실시예 36 15 5.1 없음
실시예 37 15 5.3 없음
실시예 38 13 5.2 없음
실시예 39 14 5.4 없음
표 1에 나타난 바와 같이, 실시예들에 따라 제조된 그라우트재 조성물은 겔화시간이 짧고, 용탈현상이 없으며, 1개월 후 압축강도는 5MPa 이상으로써 통상적인 보수보강을 위한 압축강도를 상회하는 것을 알 수 있었다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 앵커 100 : 앵커체
200 : 지압쐐기 300 : 가압블록
400 : 검출블록 500 : 앵커력 측정부

Claims (5)

  1. 시멘트 100중량부 기준으로,
    칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부;
    고로슬래그 미분말 10 내지 60중량부;
    소석회 1 내지 5중량부;
    나트륨벤토나이트 1 내지 10중량부;
    메틸메타아크릴레이트 1 내지 10중량부;
    나노세라믹 입자 10 내지 30중량부;
    섬유 1 내지 10중량부;
    분산제 1 내지 10중량부;
    안정제 0.1 내지 2중량부;
    계면활성제 0.1 내지 3중량부; 및
    고성능 감수제 0.01 내지 10중량부를 포함하는 그라우트재 조성물에,
    글리시딜 네오데카노에이트를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고,
    디메틸폴리실록산을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며,
    푸탈산 수지 니스를 시멘트 100중량부 기준으로 5 내지 20중량부로 더 포함하고,
    보크사이트 분말을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며,
    디부틸프탈레이트를 시멘트 100중량부 기준으로 2 내지 6중량부로 더 포함하고,
    3-메르캅토프로필트리메톡시실란을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함하며,
    푸르푸릴알코올을 시멘트 100중량부 기준으로 0.1 내지 10중량부로 더 포함하고,
    아라고나이트를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함하며,
    황산알루미늄을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하고,
    말레인산디에틸을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며,
    아타풀자이트를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하고,
    디메틸에탄올아민을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하며,
    알루미늄실리케이트를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고,
    벤조산을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부로더 포함하며,
    아세틸레이티드라놀란을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고,
    크롬산칼슘을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하며,
    인산칼슘을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하는 그라우트재 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 보수보강 대상면의 표면을 청소하는 청소단계;
    상기 청소단계가 종료된 후 보수보강 대상면에 천공을 형성하는 천공형성단계;
    상기 천공형성단계가 종료된 천공에 센서가 내장되고 강연선이 부착된 앵커를 삽입하는 앵커 삽입단계;
    상기 앵커 삽입단계가 종료된 후, 시멘트 100중량부 기준으로, 칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부, 고로슬래그 미분말 10 내지 60중량부, 소석회 1 내지 5중량부, 나트륨벤토나이트 1 내지 10중량부, 메틸메타아크릴레이트 1 내지 10중량부, 나노세라믹 입자 10 내지 30중량부, 섬유 1 내지 10중량부, 분산제 1 내지 10중량부, 안정제 0.1 내지 2중량부, 계면활성제 0.1 내지 3중량부, 및 고성능 감수제 0.01 내지 10중량부를 포함하는 그라우트재 조성물에, 글리시딜 네오데카노에이트를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고, 디메틸폴리실록산을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 푸탈산 수지 니스를 시멘트 100중량부 기준으로 5 내지 20중량부로 더 포함하고, 보크사이트 분말을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 디부틸프탈레이트를 시멘트 100중량부 기준으로 2 내지 6중량부로 더 포함하고, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함하며, 푸르푸릴알코올을 시멘트 100중량부 기준으로 0.1 내지 10중량부로 더 포함하고, 아라고나이트를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함하며, 황산알루미늄을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하고, 말레인산디에틸을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 아타풀자이트를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하고, 디메틸에탄올아민을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하며, 알루미늄실리케이트를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고, 벤조산을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부로더 포함하며, 아세틸레이티드라놀란을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고, 크롬산칼슘을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하며, 인산칼슘을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하는 그라우트재 조성물을 앵커가 삽입된 천공에 주입하는 그라우트재 조성물 주입단계;
    상기 그라우트재 조성물 주입단계가 종료 된 후, 상기 앵커 삽입단계에서 삽입된 앵커에 부착된 강연선을 인장시켜 앵커를 인장시키는 앵커 인장단계; 및
    상기 앵커 인장단계에서 측정센서로부터 측정값을 수신하여 앵커력을 측정하는 앵커력 측정단계;를 포함하는 그리우트재 조성물을 이용한 보수보강방법.
KR1020210082394A 2021-06-24 2021-06-24 그라우트 조성물 및 이 조성물과 센서가 내장된 앵커를 이용한 보수보강방법 KR102325875B1 (ko)

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