KR102327131B1 - 고강도 모르타르 조성물 및 이를 이용한 구조물 보수방법 - Google Patents

고강도 모르타르 조성물 및 이를 이용한 구조물 보수방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 조강 시멘트, 섬유석고, 내한촉진제, 나노셀룰로오스, 폴리메캅탄, 폴리카르복실산계 감수제, 유동화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 모르타르 조성물 및 콘크리트 단면의 열화부를 치핑장치(100)를 이용하여 제거하는 제1단계; 열화부가 제거된 콘크리트 단면을 고압수로 세척하는 제2단계; 고강도 모르타르 조성물을 도포하는 제3단계; 고강도 모르타르 조성물이 도포된 콘크리트 구조물에 표면보호제를 도포하는 제4단계;를 포함하는 고강도 모르타르 조성물을 이용한 구조물 보수방법을 제공하기 위한 것으로, 본 발명은 콘크리트 구조물의 부착강도를 증가시켜 내구성 및 사용수명을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다. 또한, 본 발명은 강도 및 부착성은 물론 수축 및 팽창에 대한 안정성을 향상 시킬 수 있는 효과를 갖는다. 특히 본 발명은 높은 인장강도와 내충격성 및 내열성 등과 같은 우수한 물리적 특성을 확보할 수 있는 효과를 갖는다.

Description

고강도 모르타르 조성물 및 이를 이용한 구조물 보수방법{High strength mortar composition and structure repair method using the same}
본 발명은 고강도 모르타르 조성물 및 이를 이용한 구조물 보수방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 콘크리트 구조물의 표면과 부착강도를 증가시키고 우수한 강도를 발현할 수 있도록 하는 고강도 모르타르 조성물 및 이를 이용한 구조물 보수방법에 관한 것이다.
일반적으로 콘크리트 구조물은 건조 수축 및 온도 변화등에 의해서 균열이 발생하고 구조물의 균열부위 및 표면에서 콘크리트의 중성화가 촉진됨과 동시에 열화 현상이 발생한다.
또한, 콘크리트 구조물은 구조의 인장 응력으로 인해 균열이 발생하고 균열부위로 주위의 공기와 습기가 침입하여 철근을 부식시키며 침투된 물이 겨울철에는 동결 팽창하면서 콘크리트를 파손시키는 문제가 발생한다.
특히 최근에는 염분이 제거되지 않은 바다 모래를 사용하여 콘크리트를 제조한 경우 겨울철에 사용하는 제설제 등의 염화물에 의한 철근부식 영향으로 콘크리트 구조물의 피해사례가 심각하게 발생한다.
최근에는 기존 구조물의 열화를 억제하고 현재 이상의 내구 성능을 향상시키는 것을 목적으로 하여 강도를 높이거나 최초 시공시 부착 성능을 향상 시키는 것에만 초점을 맞춘 것이 대부분이므로 시공 후 얼마 되지 않아 표면이 다시 쉽게 손상되기 때문에 보수 보강 공사를 자주 해야하는 문제가 발생한다.
한편, 콘크리트 구조물에 산소로 인한 철근의 부식이 진행되고 수분에 의한 콘크리트의 열화가 발생하여 보수 보강 효과가 오래 지속하기 어렵기 때문에 보수 보강 공사를 자주 실시해야 하는 문제가 발생한다.
한국등록특허공보 제10-0643524호(2006.11.10.) 한국등록특허공보 제10-0701063호(2007.03.29.) 한국등록특허공보 제10-0794554호(2008.01.17.) 한국등록특허공보 제10-0812751호(2008.03.12.) 한국등록특허공보 제10-0280200호(2001.04.02.) 한국등록특허공보 제10-1311748호(2013.09.26.) 한국등록특허공보 제10-1512962호(2015.04.21.) 한국등록특허공보 제10-1608018호(2016.03.31.) 한국등록특허공보 제10-1675490호(2016.11.11.) 한국등록특허공보 제10-1801616호(2017.11.27.) 한국등록특허공보 제10-1811641호(2017.12.27.) 한국등록특허공보 제10-1815140호(2018.01.05.)
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위해 안출한 것으로서,
본 발명은 강도 및 부착성을 향상시키고 수축 및 팽창에 대한 안정성을 확보할 수 있는 고강도 모르타르 조성물 및 이를 이용한 구조물 보수방법을 제공함에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 고강도 모르타르 조성물은,
조강 시멘트, 섬유석고, 내한촉진제, 나노셀룰로오스, 폴리메캅탄, 폴리카르복실산계 감수제, 유동화제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 조강 시멘트 100 중량부에 대하여, 섬유석고 0.5 내지 9 중량부, 내한촉진제 0.5 내지 8 중량부, 나노셀룰로오스 1 내지 10 중량부, 폴리메캅탄 1 내지 3 중량부, 폴리카르복실산계 감수제 0.1 내지 0.5 중량부, 유동화제 0.1 내지 0.5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
특히 상기 내한촉진제는 포타슘 포메이트 100 중량부에 대하여, 칼슘 포메이트 120 내지 160 중량부, 프로필 셀로솔브 170 내지 220 중량부, 카프로산 10 내지 30 중량부, 요소 10 내지 30 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 고강도 모르타르 조성물을 이용한 구조물 보수방법은,
콘크리트 단면의 열화부를 치핑장치(100)를 이용하여 제거하는 제1단계;
열화부가 제거된 콘크리트 단면을 고압수로 세척하는 제2단계;
고강도 모르타르 조성물을 도포하는 제3단계;
고강도 모르타르 조성물이 도포된 콘크리트 구조물에 표면보호제를 도포하는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 치핑장치(100)는 하부에 상하방향으로 반복 이동하면서 열화부를 치핑할 수 있도록 다수개의 치핑돌기(111)를 형성하고, 상기 치핑돌기(111)의 일측에 열화부 거리를 측정할 수 있도록 다수개의 감지센서(112)를 구비하는 치핑유닛(110); 다수개의 상기 감지센서(112)와 연결하여 열화부 거리에 따라서 상기 치핑돌기(111)를 작동 또는 정지시킬 수 있도록 형성하는 제어부(120);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 표면보호제는 불포화폴리에스테르 50 내지 60 중량부, 우레탄수지 7 내지 25 중량부, EVA(에틸렌비닐아세테이트)수지 10 내지 20 중량부, 메틸메타아크릴레이트 2 내지 5 중량부, 카본그라파이트 0.1 내지 1 중량부, 디메틸폴리실록산 0.1 내지 1 중량부, 실리콘카바이드 분말 3 내지 8 중량부, 칼슘 실리케이트계 화합물 1 내지 2 중량부, E-글래스 파이버 1 내지 2 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 콘크리트 구조물의 부착강도를 증가시켜 내구성 및 사용수명을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 강도 및 부착성은 물론 수축 및 팽창에 대한 안정성을 향상 시킬 수 있는 효과를 갖는다.
특히 본 발명은 높은 인장강도와 내충격성 및 내열성 등과 같은 우수한 물리적 특성을 확보할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에서 치핑장치의 구조를 나타내기 위한 측면도.
이하에서는 본 발명 고강도 모르타르 조성물을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명 고강도 모르타르 조성물은,
조강 시멘트, 섬유석고, 내한촉진제, 나노셀룰로오스, 폴리메캅탄, 폴리카르복실산계 감수제, 유동화제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 조강 시멘트 100 중량부에 대하여, 섬유석고 0.5 내지 9 중량부, 내한촉진제 0.5 내지 8 중량부, 나노셀룰로오스 1 내지 10 중량부, 폴리메캅탄 1 내지 3 중량부, 폴리카르복실산계 감수제 0.1 내지 0.5 중량부, 유동화제 0.1 내지 0.5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 조강 시멘트는 포틀랜드 시멘트와 비교하여 단기 강도에 효과적인 알라이트(Alite, C3S)의 함량이 높아 3일 강도를 1일 만에 발현하므로 긴급공사에 효과적이며 공기단축이 가능한 용도로 사용한다.
특히 상기 조강 시멘트는 우기, 동절기 등 계절에 따라 공사기간의 단축이 요구되는 공사나, 도로공사, 수중공사 등 공사의 종류에 따라 작업 시간에 제약을 받는 경우에 매우 효과적으로 사용한다.
본 발명에서 상기 조강 시멘트는 포틀랜드 시멘트의 생산과정에서 집진된 미분말을 포틀랜드 시멘트에 혼합하여 제조할 수 있으며, 상기 혼합 및 제조과정에서 조강 시멘트와 나노셀룰로오스 및 섬유석고를 외할로 혼합하여 조기 강도 발현할 수 있다.
또한, 상기 섬유석고는 섬유모양으로 된 석고를 의미하는 것으로, 설화석고 덩어리와 광상 주변의 암석에서 맥상으로 산출되며 진주 광택을 가지는 특징있다.
특히 상기 섬유석고를 상기 조강 시멘트에 혼합시 섬유석고 중의 CaCO3에 의하여 조강시멘트의 응결을 촉진하므로 고강도 모르타르의 조기강도를 향상시킬 수 있다.
여기서 상기 섬유석고는 0.5 내지 9 중량부를 사용함이 바람직한데, 이러한 이유는 0.5 중량부 미만이면 조기 강도의 향상과 같은 물성 개선 효과가 미미하고, 반대로 9 중량부 초과이면 다른 혼합물질의 첨가량이 줄어들게 되어 부착강도 및 장기압축강도를 저하시키는 문제를 갖는다.
한편, 상기 내한촉진제는 모르타르의 초기동해를 방지하기 위한 것으로, 모르타르가 동결하기 이전에 조기 강도를 발현하게 하고, 방동성을 나타내게 하는 역할을 한다.
여기서 상기 내한촉진제는 0.5 내지 8 중량부를 사용함이 바람직한데, 이러한 이유는 0.5 중량부 미만이면 조기 강도 발현에 의한 초기 동해 방지 효과를 기대할 수 없고, 반대로 8 중량부 초과이면 작업성을 저하시키는 문제를 갖는다.
아울러 상기 내한촉진제는 포타슘 포메이트, 칼슘 포메이트, 프로필 셀로솔브, 카프로산 및 요소를 포함할 수 있다.
여기서 상기 포타슘 포메이트는 방동효과를 위해 사용하는 원료물질로서, 포타슘 포메이트의 함량이 작으면 어는점 내림의 효과가 적어서 원하는 방동효과를 달성하기 어렵고, 함량이 지나치게 증가하면 물에 용해되지 않는 문제가 발생한다.
또한, 상기 칼슘 포메이트는 강도 향상 효과를 위해 사용하는 원료 물질로서, 상기 포타슘 포메이트 100 중량부에 대하여 상기 칼슘 포메이트의 함량은 120 내지 160 중량부인 것이 바람직하다.
여기서 상기 칼슘 포메이트은 120 중량부 미만이면 강도 향상 효과가 미미하고, 반대로 160 중량부 초과이면 물에 쉽게 용해되기 않는 문제가 발생한다.
그리고 상기 프로필 셀로솔브는 윤활특성과 부동성 향상, 동해 방지, 워커빌러티 증진 효과를 나타낸다.
특히 상기 프로필 셀로솔브는 상기 포타슘 포메이트 100 중량부에 대하여 170 내지 220 중량부인 것이 바람직하다.
이때 상기 프로필 셀로솔브는 170 중량부 미만이면 부동성 확보와 윤활특성을 기대할 수 없고, 반대로 220 중량부 초과이면 조강 시멘트 입자의 표면에 막을 형성하여 시멘트의 수화반응 과정에 방해를 초래하여 조강 시멘트의 응결경화가 충분히 진행되지 못하여 모르타르의 강도저하가 발생될 수 있다.
또한, 상기 카프로산은 일반적으로 조강 시멘트의 C3S와 C2S의 수화반응을 촉진하고, 조강 시멘트의 Al2O3 및 C3A와 반응한다.
특히 본 발명에서 상기 카프로산은 조강 시멘트의 수산화칼슘과 반응하여 조강 시멘트 페이스트의 조직을 치밀하여 물리적 성질을 향상시키고, 방청효과를 나타내게 하며, 경제적으로 내한성능을 우수하게 하는 효과가 있다.
여기서 상기 카프로산은 상기 포타슘 포메이트 100 중량부에 대하여 10 내지 30 중량부인 것이 바람직하다.
이때 상기 카프로산은 10 중량부 미만이면 조기 강도 발현에 의한 초기 동해 방지 효과를 기대할 수 없고, 반대로 30 중량부 초과이면 워커빌러티가 나빠지는 문제가 발생한다.
그리고 상기 요소는 무염화 및 무알칼리형으로서 물에 의해 용해되며 동결점 강하 효과가 우수하며, 카프로산과 혼합되면 우수한 경화촉진 작용을 나타내어 방동제 뿐만 아니라 촉진제로도 우수한 성능을 발휘한다.
이때 상기 요소는 몬모리로나이트 등의 점토질 광물을 함유하는 골재를 팽창, 열화시켜 강도를 저하시킬 수 있으므로 상기 카프로산과 적합한 성분비로 혼합하여 강도 저하를 최소화할 수 있다.
여기서 상기 요소는 상기 포타슘 포메이트 100 중량부에 대하여 10 내지 30 중량부인 것이 바람직하다.
이때 상기 요소는 10 중량부 미만이면 응집 현상이 저하되고, 반대로 30 중량부 초과이면 경화효율이 저하되는 문제가 발생한다.
본 발명에서 상기 나노셀룰로오스는 식물세포벽으로부터 기계적 또는 화학적으로 얻을 수 있는 천연고분자로서 투명성, 재생가능성, 생분해성, 생체안정성, 열안정성, 성형성이 우수한 장점이 있다.
이러한 상기 나노셀룰로오스는 상기 조강시멘트와 혼합시 상호작용이 발생하여 인장강도와 내충격성 및 내열성을 향상시키게 된다.
여기서 상기 나노셀룰로오스는 조강 시멘트 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부를 사용함이 바람직하다.
본 발명에서 상기 폴리메캅탄은 모르타르의 점성을 부여하는 역할을 한다.
이때 상기 폴리메캅탄은 1 내지 3 중량부를 사용함이 바람직한데, 이러한 이유는 1 중량부 미만이면 그 효과가 미미하고, 반대로 3 중량부 초과이면 모르타르의 점도가 필요이상 높아지는 문제를 갖는다.
한편, 상기 폴리카르복실산계 감수제는 모르타르의 작업성의 개선을 주목적으로 하는 혼합제로서, 모르타르 입자가 균일하게 분산되도록 하는 기능을 수행하여 부착강도 상승 및 조기 강도 발현 등과 같은 효과를 나타낸다.
여기서 상기 폴리카르복실산계 감수제는 상기 조강 시멘트 100 중량부에 대하여 0.1 내지 0.5 중량부인 것이 바람직하다.
이때 상기 폴리카르복실산계 감수제는 0.1 중량부 미만이면 부착강도 및 초기 강도 상승 효과를 기대할 수 없고, 반대로 0.5 중량부 초과이면 모르타르 입자가 불필요하게 분산되어 작업효율이 저하되는 문제가 발생한다.
또한, 상기 유동화제는 분산작용을 통해 모르타르의 유동성 및 강도를 대폭 향상시키는 역할을 한다.
여기서 상기 유동화제는 상기 조강 시멘트 100 중량부에 대하여 0.1 내지 0.5 중량부인 것이 바람직하다.
이때 상기 유동화제는 0.1 중량부 미만이면 유동성 및 강도 상승 효과를 기대할 수 없고, 반대로 0.5 중량부 초과이면 작업성이 저하되는 문제점이 있다.
전술한 바와 같이, 조강 시멘트, 섬유석고, 내한촉진제, 나노셀룰로오스, 폴리메캅탄, 폴리카르복실산계 감수제 및 유동화제를 원료로 하여 고강도 모르타르용 시멘트 조성물을 제조하되, 적정량의 물을 첨가하여 제조할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 실시예로 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 고강도 모르타르 조성물을 표 1에 나타낸 중량부로 혼합하여 제조하였다.
Figure 112021001083458-pat00001
<비교예 1>
조강 시멘트 100 중량부
<비교에 2>
조강 시멘트 90 중량부, 섬유석고 10 중량부
<실험예 1>
휨 강도를 시험하기 위하여 KSF 4042 방법의 휨강도 공시체 모양으로 제작된 재령 30일이 된 모르타르 시편을 구비하고, 제 1시험편에 실시예 1에 따른 휨 강도시편과, 제 2시험편에 비교에 1에 따른 휨강도 시편을, 제3시험편은 비교예2에 따른 휨 강도 시편을 각각 구비하였다.
이와 같이 시험편 3개를 제작하고, 제작된 각 시험편들에 KSF 4042 휨강도 시험방법에 따라 시험하여 아래의 표 2와 같이 나타났다.
Figure 112021001083458-pat00002
상기 표 2에서와 같이, 본 발명에 따른 고강도 모르타르 실시예 1의 제1시험편에서는 휨강도가 가장 높게 측정 된바, 본 발명에 따른 고강도 모르타르의 휨강도가 우수함을 확인할 수 있다.
<실험예 2>
압축강도를 시험하기 위하여 KSF 4042 방법의 압축강도 공시체 모양으로 제작된 재령 30일이 된 모르타르 시편을 구비하고, 제 1시험편에 실시예 1에 따른 압축강도 시편과, 제 2시험편에 비교예 1에 따른 압축강도 시편을 제 3시험편은 비교예 2에 따른 압축강도 시편을 구비하였다.
이와 같이 시험편 3개를 제작하고, 제작된 각 시험편들에 KSF 4042 압축강도시험 방법에 따라 시험하여 아래의 표 3과 같이 나타났다.
Figure 112021001083458-pat00003
상기의 표 3에서와 같이, 본 발명에 따른 고강도 모르타르 실시예1의 제 1시험편에서는 압축강도가 가장 높게 측정된바, 본 발명에 따른 고강도 모르타르의 압축강도가 우수함을 확인할수 있었다.
<실험예 3>
부착강도를 시험하기 위하여 KSF 4042 방법의 부착강도 공시체 모양으로 제작된 재령 30일이 된 모르타르 시편을 구비하고, 제 1시험편에 실시예 1에 따른 보착강도 시편과, 제2시험편에 비교예 1에 따른 부착강도 시편을, 제 3시험편은 비교예 2에 따른 부착강도 시편을 구비하였다.
이와 같이 시험편 3개를 제작하고, 제작된 각 시험편들에 KSF 4042 부착강도시험방법에 따라 시험하여 아래의 표 4와 같이 나타났다.
Figure 112021001083458-pat00004
상기의 표 4에서와 같이, 본 발명에 따른 고강도 모르타르 실시예1의 제 1시험편에서는 부착강도가 가장 높게 측정된바, 본 발명에 따른 고강도 모르타르의 부착강도가 우수함을 확인할수 있었다.
<실험예 4>
길이변화 시험하기 위하여 KSF 4042 방법의 압축강도 공시체 모양으로 제작된 재령 30일이 된 모르타르 시편을 구비하고, 제 1시험편에 실시예 1에 따른 길이변화 시험시편과, 제 2시험편에 비교예 1에 따른 길이변화 시험시편을, 제 3시험편은 비교예 2에 따른 길이변화 시험시편을 구비하였다.
이와 같이 시험편3개를 제작하고, 제작된 각 시험편들에 KSF 4042 길이변화시험 방법에 따라 시험하여 아래의 표 5와 같이 나타났다.
Figure 112021001083458-pat00005
상기의 표 5에서와 같이, 본 발명에 따른 고강도 모르타르 실시예1의 제 1시험편에서는 길이변화 수치가 가장 낮게 측정된바, 본 발명에 따른 고강도 모르타르의 길이변화가 없음을 확인할 수 있었다.
아울러 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 고강도 모르타르 조성물을 이용한 구조물 보수방법은,
콘크리트 단면의 열화부를 치핑장치(100)를 이용하여 제거하는 제1단계;
열화부가 제거된 콘크리트 단면을 고압수로 세척하는 제2단계;
고강도 모르타르 조성물을 도포하는 제3단계;
고강도 모르타르 조성물이 도포된 콘크리트 구조물에 표면보호제를 도포하는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 제1단계에서 콘크리트 구조물의 표면에는 콘크리트 구조물의 열화 등으로 인한 균열이 발생하여 시간이 지나게 되면 콘크리트의 압축강도와 철근의 인장 강도가 점차 떨어지게 되고 균열 부위로 노출된 콘크리트는 중성화 현상이 진행되어 철근의 부식이 일어나므로,
이러한 문제를 해소하기 위해서 치핑장치(100)를 이용하여 열화부 및 이물질을 완전 제거하되, 열화부 및 이물질을 고압 세척기를 사용하여 제거하는 선행작업을 진행할 수 있다.
특히 상기 제1단계에서 콘크리트 구조물의 표면에 프라이머를 도포하여 콘크리트 표면의 접착강도를 높여주고 추가적인 철근 부식의 진행을 방지하기 위하여 콘크리트 알칼리를 회복시킬 수 있다.
이때 상기 프라이머는 침투성 방청제, 모르타르 혼합 방청제, 철근 코팅방청제 등을 사용할 수 있다.
한편, 상기 프라이머는 아질산계 방청제와 인산염계 방청 코팅제를 사용할 수 있으나, 상기 아질산계 방청제보다 생물학적 독성이 적으면서도, 시멘트 중의 다가 금속이온과 강력한 착염을 형성하는 인산염계 코팅 방청제를 사용하는 것이 바람직하다.
특히 상기 치핑장치(100)는 도 1에 도시한 바와 같이 하부에 상하방향으로 반복 이동하면서 열화부를 치핑할 수 있도록 다수개의 치핑돌기(111)를 형성하고, 상기 치핑돌기(111)의 일측에 열화부 거리를 측정할 수 있도록 다수개의 감지센서(112)를 구비하는 치핑유닛(110); 다수개의 상기 감지센서(112)와 연결하여 열화부 거리에 따라서 상기 치핑돌기(111)를 작동 또는 정지시킬 수 있도록 형성하는 제어부(120);를 포함한다.
여기서 상기 치핑돌기(111)는 열화부를 상하방향으로 반복 이동하면서 타격하여 제거하는 구성이고, 상기 감지센서(112)는 열화부 거리(위치)를 측정하여 상기 치핑돌기(111)를 작동 또는 정지시킬 수 있도록 유도한다.
즉, 상기 치핑돌기(111)의 작동으로 열화부가 점차 제거되면서 상기 감지센서(112)가 측정할 수 없을 경우 상기 치핑돌기(111)를 정지시켜 불필요하게 소모되는 전원을 절약하고 치핑작업의 효율성을 확보할 수 있다.
이때 상기 제어부(120)는 다수개의 상기 감지센서(112)와 각각 연결하여 열화부의 거리에 따라서 다수개의 상기 치핑돌기(111)를 선택적으로 작동 또는 정지시킬 수 있다.
본 발명에서 상기 표면보호제는 불포화폴리에스테르 50 내지 60 중량부, 우레탄수지 7 내지 25 중량부, EVA(에틸렌비닐아세테이트)수지 10 내지 20 중량부, 메틸메타아크릴레이트 2 내지 5 중량부, 카본그라파이트 0.1 내지 1 중량부, 디메틸폴리실록산 0.1 내지 1 중량부, 실리콘카바이드 분말 3 내지 8 중량부, 칼슘 실리케이트계 화합물 1 내지 2 중량부, E-글래스 파이버 1 내지 2 중량부를 포함한다.
한편, 상기 불포화폴리에스테르는 표면보호제의 물성 보완수지로 사용한다.
이때 상기 불포화폴리에스테르는 50 중량부 미만이면 불포화폴리에스테르의 함량이 상대적으로 줄어들어 충분한 부착강도를 가지기 어렵고, 반대로 60 중량부를 초과하면 불포화폴리에스테르를 제외한 다른 성분들의 함량이 상대적으로 줄어들어 경화시간 지연 및 노후방지 조성물의 결정화 등의 문제가 발생한다.
또한, 상기 우레탄수지는 내구성, 내식성 뿐만 아니라, 뛰어난 연신율로 인해 표면보호제가 쉽게 박리되지 않도록 유도한다.
여기서 상기 우레탄수지가 7 중량부 미만이면 연신율이 작아 원하는 효과를 기대하기 어렵고, 반대로 25 중량부 초과이면 연신율의 증가가 기대치만큼 향상 되지 못하므로 비효율적이다.
특히 상기 EVA(에틸렌비닐아세테이트)수지는, 비닐아세테이트에 에틸렌을 80 내지 95℃로 결정화도는 낮은 편이며 초산비닐의 함량이 늘어날 수록 극성이 커지고 접착력과 투명성은 커지고, 반복 굽힘강도가 대단히 커서 폴리에틸렌에 비하여 항절력이 훨씬 강하고 충격을 가해도 꺽이지 않는 고무 탄성을 나타낸다.
이때 상기 EVA수지가 10 중량부 미만이면 EVA 수지의 함량이 상대적으로 줄어들어 내수성이 떨어지는 문제가 있어 들뜸을 유발하고, 반대로 20 중량부를 초과하면 EVA수지의 함량이 높아져 점도가 지나치게 높아 작업성이 떨어진다.
아울러 상기 메틸메타아크릴레이트(MMA: Methyl MethAcrylate)는 인체에 무해하고, 환경친화력이 우수할 뿐만 아니라, 보수 보강시 접착력을 제공하는 동시에, 우수한 바인더 물성 및 기계적 물성을 유지하여 외부 충격에 의한 크랙 및 탈락현상을 현저히 개선한다.
특히 상기 메틸메타아크릴레이트는 점도가 10 내지 1,000cps인 저점도 메틸메타아크릴레이트 수지 49 내지70 중량부, 점도가 2,000 내지 20,000cps인 고점도 메틸메타아크릴레이트 20 내지 50 중량부를 혼합하여 얻어지는메틸메타아크릴레이트 혼합물에 SIS(stylene isoprene stylene), SBR(stylene butadiene rubber), SBS(stylenebutadiene stylene) 중에서 선택된 하나 이상의 혼합물 1 내지 10중량부를 혼합한 변성 메틸메타아크릴레이트를 사용할 수도 있다.
여기서 상기 메틸메타아크릴레이트가 2 중량부 미만이면 내충격성 저하로 인한 크랙이 발생할 수 있고, 반대로 5 중량부 초과이면 점도상승으로 인하여 작업성에 문제가 발생할 수 있다.
아울러 상기 카본그라파이트 강도를 보강하기 위한 것이며 외부충격에 대한 충격 저항성을 향상시키고 정전기에 의해 표면에 이물질이 침적되는 것을 방지할 수 있다.
이때 상기 카본그라파이트가 0.1 중량부 미만이면 카본그라파이트의 함량이 상대적으로 줄어들어 강도의 향상을 기대할 수 없고, 반대로 1 중량부를 초과하면 작업성이 저하되는 문제점이 있다.
그리고 상기 디메틸폴리실록산은 표면보호제 내에 기포를 제거하는 기능을 갖는 것으로서, 이러한 디메틸폴리실록산의 기포제거 역할로 인하여 표면보호제의 도장작업시 표면보호제에 생기는 기포로 인한 공사의 불량발생을 미연에 방지할 수 있게 된다.
여기서 상기 디메틸폴리실록산의 함량이 0.1 중량부 미만이면 그 역할이 미미하고, 반대로 1 중량부를 초과하면 기포제거 역할에 따른 효과가 더 이상 향상되지 않아 무의미하다.
한편, 상기 실리콘카바이드 분말은 표면보호제의 안정성과 내구성, 내약품성(염해방지)을 제공하는 성분으로서 실리콘 카바이드는 평균입경 30㎛의 미분말을 사용하는 것이 바람직하다.
여기서 상기 실리콘카바이드 분말은 3 중량부 미만이면 내약품성을 확보할 수 없고, 반대로 8 중량부를 초과하면 점도 증가로 인하여 작업성이 떨어지며 도막의 경도가 지나치게 증가하여 취성파괴를 일으킬 수 있다.
또한, 상기 칼슘 실리케이트계 화합물은 C2S 또는 C3S인 것이 바람직하며, 경화속도 및 강도 조절을 위하여 혼합하여 사용할 수도 있다.
이때 상기 C2S 또는 C3S는 물과 반응하여 수산화캄슘과 규산칼슘 수화물을 생성한다. 더욱 자세하게는 C2S 또는 C3S는 물과 반응하여 Ca2+가 용출되고, 액상은 높은 알카리성이 되며, 과포화상태에 이르면 수산화 칼슘 결정이 석출되고 동시에 (SiO4)4+가 수산화규산 이온(Si(OH)6)2-로 되고, C2S 또는 C3S입자 주위에 Ca2+와 결합하여 규산칼슘 수화물(C-S-H)이 생성된다. 이 수화물은 수화 정도에 따라 화학조성이 변화하는 겔상태의 저결정질이다.
여기서 상기 칼슘 실리케이트계 화합물이 1 중량부 미만이면 강도저하가 나타나고, 반대로 2 중량부를 초과하면 에트링자이트 반응과 팽창용으로 수축현상을 상쇄할 수 없다.
한편, 상기 E-글래스 파이버는 일반 유리 섬유에 비하여 알칼리(Na2O 및 K2O) 성분의 함량이 현저하게 낮으므로,콘크리트 노후방지 조성물에 있어서 내산성을 부여하여 인장강도를 가지고 있어 콘크리트 노후방지 조성물의 크랙현상을 제어할 수 있다.
여기서 상기 E-글래스 파이버가 1 중량부 미만이면 표면보호제의 강도가 저하되고, 반대로 2 중량부를 초과하면 표면보호제의 크랙현상을 제어할 수 없다.
이처럼 상기와 같이 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 구성까지 본 발명의 권리범위에 포함됨은 당연하다.
100: 치핑장치
110: 치핑유닛 111: 치핑돌기
112: 감지센서 120: 제어부

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 콘크리트 단면의 열화부를 치핑장치(100)를 이용하여 제거하는 제1단계;
    열화부가 제거된 콘크리트 단면을 고압수로 세척하는 제2단계;
    고강도 모르타르 조성물을 도포하는 제3단계;
    고강도 모르타르 조성물이 도포된 콘크리트 구조물에 불포화폴리에스테르 50 내지 60 중량부, 우레탄수지 7 내지 25 중량부, EVA(에틸렌비닐아세테이트)수지 10 내지 20 중량부, 메틸메타아크릴레이트 2 내지 5 중량부, 카본그라파이트 0.1 내지 1 중량부, 디메틸폴리실록산 0.1 내지 1 중량부, 실리콘카바이드 분말 3 내지 8 중량부, 칼슘 실리케이트계 화합물 1 내지 2 중량부, E-글래스 파이버 1 내지 2 중량부를 포함하는 표면보호제를 도포하는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 모르타르 조성물을 이용한 구조물 보수방법.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 치핑장치(100)는 하부에 상하방향으로 반복 이동하면서 열화부를 치핑할 수 있도록 다수개의 치핑돌기(111)를 형성하고, 상기 치핑돌기(111)의 일측에 열화부 거리를 측정할 수 있도록 다수개의 감지센서(112)를 구비하는 치핑유닛(110); 다수개의 상기 감지센서(112)와 연결하여 열화부 거리에 따라서 상기 치핑돌기(111)를 작동 또는 정지시킬 수 있도록 형성하는 제어부(120);를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 모르타르 조성물을 이용한 구조물 보수방법.
  6. 삭제
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