KR102364379B1 - 작업성이 우수한 균열 저감형 내산성 폴리머 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면보수보강공법 - Google Patents

작업성이 우수한 균열 저감형 내산성 폴리머 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면보수보강공법 Download PDF

Info

Publication number
KR102364379B1
KR102364379B1 KR1020210086884A KR20210086884A KR102364379B1 KR 102364379 B1 KR102364379 B1 KR 102364379B1 KR 1020210086884 A KR1020210086884 A KR 1020210086884A KR 20210086884 A KR20210086884 A KR 20210086884A KR 102364379 B1 KR102364379 B1 KR 102364379B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
parts
thickener
agent
acid
Prior art date
Application number
KR1020210086884A
Other languages
English (en)
Inventor
유종효
엄지영
Original Assignee
유종효
엄지영
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 유종효, 엄지영 filed Critical 유종효
Priority to KR1020210086884A priority Critical patent/KR102364379B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102364379B1 publication Critical patent/KR102364379B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/008—Cement and like inorganic materials added as expanding or shrinkage compensating ingredients in mortar or concrete compositions, the expansion being the result of a recrystallisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/4598—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with waste materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/46—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with organic materials
    • C04B41/48—Macromolecular compounds
    • C04B41/4803—Polysaccharides, e.g. cellulose, or derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/46—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with organic materials
    • C04B41/48—Macromolecular compounds
    • C04B41/483—Polyacrylates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/46—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with organic materials
    • C04B41/48—Macromolecular compounds
    • C04B41/4857—Other macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B41/4869—Polyvinylalcohols, polyvinylacetates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
    • C04B41/5007—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with salts or salty compositions, e.g. for salt glazing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
    • C04B41/5025—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with ceramic materials
    • C04B41/5037—Clay, Kaolin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
    • C04B41/5076—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with masses bonded by inorganic cements
    • C04B41/5079—Portland cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
    • C04B41/5076—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with masses bonded by inorganic cements
    • C04B41/508—Aluminous cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/52—Multiple coating or impregnating multiple coating or impregnating with the same composition or with compositions only differing in the concentration of the constituents, is classified as single coating or impregnation
    • C04B41/522—Multiple coatings, for one of the coatings of which at least one alternative is described

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

본 발명은 셀룰로오스계 유기 증점제와 다공성 무기 증점제인 아타풀자이트의 혼합물로 이루어진 증점제, 분말형 고유동화제 및 보습재를 함유한 작업성이 우수한 균열 저감형 내산성 폴리머 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면 보수 보강 공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다공성 무기 증점제인 아타풀자이트를 사용해 기존 콘크리트 하수관거에 맺혀 있는 습기를 빨아들여 타설 초기 발생하는 쳐짐을 방지하고, 사크란(보습재)을 동시에 사용하여 미장 작업시 모르타르와의 마찰력 감소를 통해 우수한 작업성을 발현할 수 있는 작업성이 우수한 균열 저감형 내산성 폴리머 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면 보수 보강 공법을 제공한다.

Description

작업성이 우수한 균열 저감형 내산성 폴리머 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면보수보강공법{CRACK REDUCING CHEMICAL RESISTANCE MORTAR COMPOSITION HAVING EXCELLENT WORKABILITY AND REPAIRING AND REINFORCING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 셀룰로오스계 유기 증점제와 다공성 무기 증점제인 아타풀자이트의 혼합물로 이루어진 증점제, 분말형 고유동화제 및 보습재를 함유한 작업성이 우수한 균열 저감형 내산성 폴리머 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면 보수 보강 공법에 관한 것이다.
철근 콘크리트 구조물은 건설 후 염해나 중성화, 알칼리 골재 반응, 화학적 부식 외에 물의 침투에 의한 강재의부식 팽창 등으로 구조물이 열화되면서 장기적으로 내구성 및 사용성이 저하된다. 이러한 구조물의 열화가 계속 진행되면 결국 구조물의 붕괴를 초래할 위험성이 있기 때문에 지속적으로 관리하고 보수할 필요가 있다.
구조물 표면의 박리 또는 초기 결함이나 균열의 발생은 열화 요인의 이동을 용이하게 하여 열화의 진행을 촉진시키므로 철근 콘크리트 구조물의 안정성 및 성능 확보를 위해서는 열화 초기에 보수를 실시하여 더 이상의 열화의 진행을 억제하고 내구성능을 향상시킬 필요가 있다.
따라서 콘크리트의 열화, 강재의 부식, 기타의 원인에 의해 구조물 단면의 박리나 탈락 등의 열화 인자를 포함하는 콘크리트 부분을 제거한 후 단면을 원래의 성능 및 형태로 복원하기 위해 보수 보강 재료를 충진 하거나 뿜칠 시공을 하여 보수를 실시하는 것이 일반적이다.
종래의 보수 보강을 위한 보수재는 주로 시멘트계 모르타르나 폴리머 시멘트 모르타르 등을 사용하였는데, 이러한 종래의 보수재는 기존 구조물의 열화를 억제하고 현재 이상의 내구 성능을 향상시키는 것을 목적으로 하여 강도를 높이거나 최초 시공 시 부착 성능을 향상시키는 것에만 초점을 맞춘 것이 대부분이므로 시공 후 얼마 되지 않아 표면이 다시 쉽게 손상되기 때문에 보수 공사를 자주 해야 하는 문제가 있었다.
한편, 하수관내 유입되는 생활오폐수는 시간의 경과에 따라 슬러지 형태로 침전되어 퇴적층 내부에 생산하는 혐기성 미생물이 유기물을 분해하는 과정에서 황화수소를 발생시키고 이는 콘크리트를 열화시키는 황산이 되어 콘크리트의 열화를 가속시킨다.
종래에는 이러한 환경에 우수한 내산성 콘크리트 보수용 모르타르 및 공법이 많이 개발되어 있으나, 일반적으로 외부에 노출된 콘크리트 구조물의 작업 환경과 다르게, 상시 하수가 흐르고 밀폐된 하수관거의 경우 타설면에 상시 결로가 발생할만큼 포화 습도가 유지되기 때문에 시공시 쳐짐으로 인한 초기 균열로 내산성을 충분히 발휘하지 못하는 한계가 있다.
기존의 하수관 보수 공법에 사용되는 보수 모르타르는 대부분 EVA 및 SBR 등 고분자 물질을 이용하여 내산성이 우수하도록 설계되어 있으나, 이러한 고분자 수지는 습한 환경에서 모르타르의 레올로지 특성을 크게 만들어 결과적으로 습한 환경에서 작업시 모르타르의 쳐짐을 가져오고, 이것은 모르타르의 경화 전 미세 균열을 발생시켜 이로 인해 내구성이 약화될 가능성이 있다.
따라서, 화학적 침식에 강한 내산성은 물론, 이것을 시공함에 있어 구 콘크리트 면의 표면 습기로 인한 보수재료의 흐름 및 쳐짐 방지를 위한 모르타르 재료 및 보수보강 공법이 필요한 실정이다.
한국등록특허 제10-1844193호
상기의 문제점을 해결하기 의하여, 본 발명은 셀룰로오스계 유기 증점제와 다공성 무기 증점제인 아타풀자이트의 혼합물로 이루어진 증점제, 분말형 고유동화제 및 보습재를 함유한 작업성이 우수한 균열 저감형 내산성 폴리머 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면 보수 보강 공법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 결합재 100 중량부, 규사 80~200 중량부, 보습재 0.1~5.0 중량부, 폴리머 10 ~ 50 중량부, 수축방지제 0.5~2.0 중량부, 필러 2~40 중량부, 소포제 0.1~1.0 중량부, 팽창제 5~20 중량부, 경화촉진제 0.1~10 중량부, 유동화제 0.2~20 중량부, 증점제 2 ~ 20 중량부, 지연제 0.1~1.0 중량부 및 알칼리 활성제 0.1~2.0 중량부를 포함하여 구성되는 작업성이 우수한 균열 저감형 내산성 폴리머 모르타르 조성물로서, 상기 결합재는 조강 포틀랜트 시멘트 20 ~ 50 중량% 및 알루미나 시멘트 50 ~ 80 중량 %를 포함하며, 상기 알루미나 시멘트는 칼슘 알루미네이트(Calcium Aluminate, CA)와 비정질 칼슘 알루미네이트인 C12A7 중에서 선택된 어느 하나 이상이고, 상기 보습재는 사크란(Sacran)을 포함하고, 상기 증점제는 셀룰로오스계 유기 증점제와 다공성 무기 증점제인 아타풀자이트의 혼합물로 이루어지며, 상기 폴리머는 EVA (Ethylene-vinyl acetate) 수지와 아크릴계 재유화 수지 및 SBR (Styrene Butadiene Rubber) 중 어느 하나 이상으로 이루어지며, 상기 수축방지제는 네오펜틸글리콜로 이루어지고, 상기 필러는 실리카 흄, 고로 슬래그 및 플라이애시 중 어느 하나 이상으로 이루어지며, 상기 팽창제는 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate, CSA), 무수 석고, 인산 석고 및 불산 석고 중 어느 하나 이상이며, 상기 경화촉진제는 규산나트륨, 탄산리튬 및 황산리튬 중에서 선택된 1종 이상으로 이루어지며, 상기 유동화제는 폴리카르본산계 및 나프탈렌계 중의 어느 하나 이상이고, 상기 지연제는 구연산, 주석산 및 글루콘산 중 어느 하나 이상이며, 상기 알칼리 활성제는 KOH, NaOH 및 CaOH2 중의 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 작업성이 우수한 균열 저감형 내산성 폴리머 모르타르 조성물을 제공한다.
상기 보습재는 히알루론산 나트륨(Sodium hyaluronate)을 더 포함하며, 상기 사크란(Sacran)과 상기 히알루론산 나트륨(Sodium hyaluronate)은 1:1 함량비로 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 증점제는 상기 셀룰로오스계 유기 증점제와 상기 다공성 무기 증점제인 아타풀자이트가 1:1 함량비로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 콘크리트 구조물의 열화된 부분을 제거하고 이물질을 제거한 후 고압 에어 컴프레셔를 이용하여 건식으로 열화부 표면을 정리하는 제1 단계; 상기 표면 정리된 콘크리트 구조물에 알칼리 회복제를 도포하고 노출된 철근에 방청 코팅제를 도포하는 제2 단계; 상기 알칼리 회복제가 도포되고 방청 코팅제가 도포된 표면에 상기 작업성이 우수한 균열 저감형 내산성 폴리머 모르타르 조성물을 도포하는 제3 단계; 및 상기 보수 보강용 모르타르 조성물이 도포된 후 표면보호제를 도포하는 제4단계;를 포함하는 콘크리트 구조물의 단면 보수 보강 공법을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 이산화탄소와 결합하여 산에 약한 수산화칼슘을 만들어내는 포틀란다이트의 발생을 최소화시켜 하수환경에서 내산성에 우수한 모르타르 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 모르타르의 공극을 단순히 수지가 채워줌으로써 밀실한 경화체를 만들어주는 종래의 메커니즘과 다르게 근본적으로 모르타르의 결합재의 내산성을 높일 수 있으며, 불가피하게 과도하게 수지를 사용함으로써 발생되는 습윤 환경 내 모르타르의 레올로지 특성으로 인해 발생하는 쳐짐을 다공성 무기 재료인 아타풀자이트를 이용함으로써, 타설 초기 쳐짐을 통한 균열 발생을 방지할 수 있다.
또한, 아타풀자이트의 사용으로 인해 다소 뻑뻑해질 수 있는 작업성을 고기능성 보습재인 사크란을 사용하여 습윤 환경 내 물비에 둔감하면서도 작업성은 우수한 콘크리트 구조물 보수용 모르타르 조성물을 제공할 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 보습재로서 사크란(Sacran)은 히알루론산에 비하여 5배 내지 10배 정도의 수분을 보유할 수 있으며, 상기 보습재로서 사크란(Sacran)을 첨가함으로써, 다른 작업 성능 개선제의 함량을 줄이더라도 작업성을 보다 우수하게 향상할 수 있으며, 수축 저감 효과도 우수할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예로서, 상기 보습재가 사크란(Sacran)과 히알루론산 나트륨(Sodium hyaluronate)을 1:1 함량비로 포함할 경우, 작업성 향상 효과가 우수하고, 수축 저감 효과도 우수한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예와 비교예에 따른 내균열성을 테스트한 결과 사진이다.
이하, 실시예 및 실험예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 이들 예로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 결합재 100 중량부, 규사 80~200 중량부, 보습재 0.1~5.0 중량부, 폴리머 10 ~ 50 중량부, 수축방지제 0.5~2.0 중량부, 필러 2~40 중량부, 소포제 0.1~1.0 중량부, 팽창제 5~20 중량부, 경화촉진제 0.1~10 중량부, 유동화제 0.2~20 중량부, 증점제 2 ~ 20 중량부, 지연제 0.1~1.0 중량부 및 알칼리 활성제 0.1~2.0 중량부를 포함하여 구성되는 작업성이 우수한 균열 저감형 내산성 폴리머 모르타르 조성물을 제공한다.
상기 결합재는 조강 포틀랜트 시멘트 20 ~ 50 중량% 및 알루미나 시멘트 50 ~ 80 중량 %를 포함하며, 상기 알루미나 시멘트는 칼슘 알루미네이트(Calcium Aluminate, CA)와 비정질 칼슘 알루미네이트인 C12A7 중에서 선택된 어느 하나 이상이고, 상기 보습재는 사크란(Sacran)을 포함하고, 상기 증점제는 셀룰로오스계 유기 증점제와 다공성 무기 증점제인 아타풀자이트의 혼합물로 이루어지며, 상기 폴리머는 EVA (Ethylene-vinyl acetate) 수지와 아크릴계 재유화 수지 및 SBR (Styrene Butadiene Rubber) 중 어느 하나 이상으로 이루어지며, 상기 수축방지제는 네오펜틸글리콜로 이루어지고, 상기 필러는 실리카 흄, 고로 슬래그 및 플라이애시 중 어느 하나 이상으로 이루어지며, 상기 팽창제는 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate, CSA), 무수 석고, 인산 석고 및 불산 석고 중 어느 하나 이상이며, 상기 경화촉진제는 규산나트륨, 탄산리튬 및 황산리튬 중에서 선택된 1종 이상으로 이루어지며, 상기 유동화제는 폴리카르본산계 및 나프탈렌계 중의 어느 하나 이상이고, 상기 지연제는 구연산, 주석산 및 글루콘산 중 어느 하나 이상이며, 상기 알칼리 활성제는 KOH, NaOH 및 CaOH2 중의 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 작업성이 우수한 균열 저감형 내산성 폴리머 모르타르 조성물은 결합재 100 중량부를 포함하며, 상기 결합재는 조강 포틀랜트 시멘트 20 ~ 50 중량% 및 알루미나 시멘트 50 ~ 80 중량 %를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에서 상기 결합재가 조강 포틀랜트 시멘트 20 ~ 50 중량% 및 알루미나 시멘트 50 ~ 80 중량 %를 포함함으로써, 초기 에트린자이트의 빠른 생성을 통해 조강성을 확보하였고, 알루미나 시멘트를 사용함으로써 산에 약한 C2S 및 C3S 화합물을 상대적으로 감소시키고, C3A 화합물을 증가시킬 수 있다.
상기 알루미나 시멘트는 칼슘 알루미네이트(Calcium Aluminate, CA)와 비정질 칼슘 알루미네이트인 C12A7 중에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 알루미나 시멘트는 칼슘 알루미네이트(Calcium Aluminate, CA)와 비정질 칼슘 알루미네이트인 C12A7 중에서 어느 하나를 사용할 수 있다.
특히, 상기 알루미나 시멘트가 칼슘 알루미네이트(Calcium Aluminate, CA)와 비정질 칼슘 알루미네이트인 C12A7 를 1:1 함량비로 동시에 사용할 경우에는 내산성이 우수할 뿐만 아니라 내균열성 효과가 보다 우수할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 작업성이 우수한 균열 저감형 내산성 폴리머 모르타르 조성물은 규사 80~200 중량부를 포함하며, 상기 규사는 평균 입경이 0.1~1.2 mm인 세사를 사용하는 것이 바람직하며, 이는 모르타르 조성물의 유동성 및 치밀성을 향상시키기 위함이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 증점제는 셀룰로오스계 유기 증점제와 다공성 무기 증점제인 아타풀자이트의 혼합물로 이루어진다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 증점제는 셀룰로오스계 유기 증점제 및 다공성 무기 증점제인 아타풀자이트를 혼합한 증점제 혼합물 2 ~ 20 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 셀룰로오스계 증점제는 메틸계 셀룰로오스, 에틸계 셀룰로오스, 프로필계 셀룰로오스 중에서 선택되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 증점제는 종래의 모르타르 조성물과 달리 유기 증점제만을 사용하지 않고, 셀룰로오스계 증점제와 다공성 무기 증점제인 아타풀자이트를 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 한다.
기존의 하수관 보수 공법에 사용되는 보수 모르타르는 대부분 EVA 및 SBR 등 고분자 물질을 이용하여 내산성이 우수하도록 설계되어 있으나, 이러한 고분자 수지는 습한 환경에서 모르타르의 레올로지 특성을 크게 만들어 결과적으로 모르타르의 쳐짐을 가져오고, 이것은 모르타르의 경화 전 균열을 발생시켜 이로 인해 내구성이 약화될 가능성이 있었다.
특히, 증점제로서 유기계 증점제만을 사용할 경우, 습한 환경에서 모르타르의 레올로지 특성을 크게 만들어 결과적으로 모르타르의 쳐짐을 가져오고, 이것은 모르타르의 경화 전 균열을 발생시켜 이로 인해 내구성이 약화될 가능성을 더욱 높게 하였다.
그러나, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 증점제가 셀룰로오스계 유기 증점제와 다공성 무기 증점제인 아타풀자이트의 혼합물로 이루어지기 때문에, 불가피하게 수지를 사용함으로써 발생되는 습윤 환경 내 모르타르의 레올로지 특성으로 인해 발생하는 쳐짐을 다공성 무기 재료인 아타풀자이트를 이용함으로써 막을 수 있고, 타설 초기 쳐짐을 통한 균열 발생을 방지할 수 있다.
상기 증점제는 상기 셀룰로오스계 유기 증점제와 상기 다공성 무기 증점제인 아타풀자이트가 1:1 함량비로 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 셀룰로오스계 유기 증점제와 상기 다공성 무기 증점제인 아타풀자이트가 1:1 함량비로 포함하는 경우, 불가피하게 수지를 사용함으로써 발생되는 습윤 환경 내 모르타르의 쳐짐을 막을 수 있어, 타설 초기 쳐짐을 통한 균열 발생 억제 효과가 보다 우수할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 작업성이 우수한 균열 저감형 내산성 폴리머 모르타르 조성물은 보습재 0.1~5.0 중량부를 포함하며, 상기 보습재는 상기 다공성 무기 증점제인 아타풀자이트의 사용으로 인해 다소 뻑뻑해질 수 있는 작업성을 향상시킬 수 있다.
특히, 상기 보습재는 사크란(Sacran)을 포함하며, 상기 고기능성 보습재인 사크란을 사용함으로써, 습윤 환경 내에서 물비에 둔감하면서도 작업성은 우수한 콘크리트 구조물 보수용 모르타르 조성물을 제공할 수 있다.
상기 보습재로서 사크란(Sacran)은 매우 보수력을 가진 소재로서, 단세포생물인 슈이젠지 노리(Suizenji nori)를 덮고 있는 한천질로서, 전분과 같은 직쇄 상의 당 덩어리(다당류)로 이루어져 있다.
특히, 상기 사크란(Sacran)은 분자량은 1,600만으로서, 보습성이 우수한 히알루론산에 비하여 5배 이상의 보습력을 나타낸다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 작업성이 우수한 균열 저감형 내산성 폴리머 모르타르 조성물이 보습재로서 사크란(Sacran)을 포함함으로써, 상기와 같이 다공성 무기 증점제인 아타풀자이트의 사용으로 인해 다소 뻑뻑해질 수 있는 작업성을 향상시킬 수 있다.
일반적으로 고흡수성 폴리머의 사용이 시멘트 모르타르의 수화 과정에서 구조체 내에서 습기를 보유하고 있다가 수화시 필요한 수분을 천천히 제공함으로써 경화제의 구조를 더욱 단단하고 치밀하게 만든다는 점은 이미 밝혀진 사실이다.
그러나, 상기 고흡수성 폴리머를 단독으로 사용할 경우 모르타르의 레올로지를 크게 만들어 쳐짐으로 이어질 수 있고, 이로 인하여 초기 균열을 유발할 수 있다는 점에서 재료적 한계가 있다.
그러나, 상기와 같이 본 발명의 일 실시형태에 따르면 다공성 무기 증점제인 아타풀자이트는 중공 구조로 인한 다공성을 지닌 무기 재료로서 고흡수성 폴리머인 사크란과 혼용하여 사용할 경우, 이러한 고흡수성 폴리머의 단점을 보완할 수 있으며, 동시에 수막 현상을 만들어 작업시 사용되는 미장용 흙손과의 마찰을 줄일 수 있어 작업성을 크게 개선할 수 있으며, 상기 고흡수성 폴리머를 충분한 양으로 사용할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 보습재는 히알루론산 나트륨(Sodium hyaluronate)을 더 포함하며, 상기 사크란(Sacran)과 상기 히알루론산 나트륨(Sodium hyaluronate)은 1:1 함량비로 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 보습재가 히알루론산 나트륨(Sodium hyaluronate)을 더 포함하며, 상기 사크란(Sacran)과 상기 히알루론산 나트륨(Sodium hyaluronate)은 1:1 함량비로 포함하는 경우 경제성이 보다 우수할 수 있고, 상기 다공성 무기 증점제인 아타풀자이트의 사용으로 인해 다소 뻑뻑해질 수 있는 작업성을 향상시킬 수 있다.
특히, 습윤 환경 내에서 물비에 둔감하면서도 작업성은 우수한 콘크리트 구조물 보수용 모르타르 조성물을 제공할 수 있다.
상기 폴리머는 상기 폴리머는 EVA (Ethylene-vinyl acetate) 수지와 아크릴계 재유화 수지 및 SBR (Styrene Butadiene Rubber) 중의 어느 하나 이상을 포함한다.
상기 폴리머는 모르타르 조성물의 경화 전 상태에서는 유동성을 증가시키고 작업성을 개선시키는 역할을 하며, 모르타르 조성물의 경화 후 상태에서는 표면 부착력 증가, 응집력 증가, 굴곡 강도 증가, 굴곡성 증진 및 방수력 증대 등의 효과를 발휘한다.
본 발명에서 상기 아크릴계 재유화 수지는 방수 및 접착력을 증가시키며 특수한 제조방법에 의해 제조되는 재유화수지를 사용하는 것이 바람직하다.
구체적으로, 상기 아크릴계 재유화 수지는 아크릴계 중합체 80~90중량% 및 가교 가능한 작용기를 가지는 단량체 10~20 중량%로 이루어진 전체 단량체 100중량부; 반응성 음이온 유화제 및 비이온 유화제 0.1~5중량부; 중합개시제 0.01~1중량부; 및 물 45~50중량부를 포함하는 프리에멀젼을 중합반응하여 얻어진 아크릴 에멀젼 중합물인 것이 바람직하다.
더욱, 구체적으로 상기 아크릴계 중합체는 메틸메타아크릴레이트(methyl methacrylate), 에틸 아크릴레이트(ethyl acrylate), 부틸 아크릴레이트(butyl acrylate), 2-에틸헥실아크릴레이트(2-ethylhexylacrylate) 및 2-하이드록시 헥실아크릴레이트(2-hydroxy hexylacrylate), 아크릴로 나이트릴(acrilonitrile), 디메틸아미노에틸메타아크릴레이트(dimethylaminoethylmethacrylate), 아세토아세틱 에틸 메타아크릴레이트(acetoacetoxy ethyl methacrylate), 디비닐벤젠(divinyl benzene), 에틸렌 클리콜 다이메타 아크릴레이트(ethylene glycol dimethacrylate), 부탄디올 다이메타 아크릴레이트(buthanediol dimethacrylate), 싸이클로 헥실 메타아크릴레이트(cyclo hexyl metharylate, 3-클로로-2-하이드록시프로필 메타아크릴레이트(3-chloro-2-hydroxy-propyl methacrylate) 등의 공중합체를 사용할 수 있다.
또한, 상기 가교 가능한 작용기를 가지는 단량체는 메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 아크릴로 니트릴, 아세토아세틱 에틸 메타아크릴레이트, 디비닐벤젠, 에틸렌 글리콜 다이메타 아크릴레이트, 부탄디올 다이메타 아크릴레이트, 싸이클로 헥실 메타아크릴레이트 및 3-클로로-2-하이드록시프로필 메타아크릴레이트 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것이 바람직하다.
상기 반응성 음이온 유화제는 폴리옥시에틸렌 노닐페닐 에테르황산암모늄을 사용할 수 있으며, 비이온 유화제로는 알킬폴리에톡시 아크릴레이트(alkyl polyethoxy acrylate), 알킬폴리에톡시 메타크릴레이트(alkyl polyethoxy methacrylate), 아릴폴리에톡시 아크릴레이트(aryl polyethoxy acrylate), 아릴폴리에톡시 메타크릴레이트(aryl polyethoxy methacrylate) 등을 사용할 수 있다.
상기 중합개시제는 과황산암모늄(ammonium persulphate, APS), 과황산칼륨(potassium persulfate, KPS), 과황산나트륨(sodium persulfate, SPS), 술포키실산염, t-부틸히드로퍼옥사이드 등을 사용할 수 있다.
상기 아크릴계 재유화 수지는 아크릴계 중합체 80~90중량% 및 가교 가능한 작용기를 가지는 단량체 10~20중량%로 이루어진 전체 단량체 100중량부; 반응성 음이온 유화제 및 비이온 유화제 0.1~5중량부; 중합개시제 0.01~1 중량부; 및 물 45~50중량부를 포함하는 프리에멀젼을 중합반응하여 얻어진 아크릴 에멀젼 중합물인 것이 바람직하다.
상기 아크릴계 재유화 수지는 반응성 음이온 유화제 및 비이온 유화제를 아크릴계 공중합체 및 가교 가능한 작용기를 가지는 단량체 및 물과 혼합하여 프리 에멀젼 상태로 제조한 후 온도는 약 70~90℃로 유지하면서 상기 프리에멀젼 중 최대 약 10 중량% 정도를 초기 중합 반응시킨다. 이어서 반응물에 잔량의 프리에멀젼과 중합개시제를 약 5~10 시간에 걸쳐 투여하여 연속 중합 반응시킨 후 약 30~90 분 동안 숙성시킨다. 이후 약 60℃ 정도에서 후반응을 거친 후 냉각함으로써 아크릴계 재유화 수지를 제조할 수 있다.
본 발명에서 상기 폴리머 성분은 고형분 45~52%, pH 8.0~9.5, 점도 200~2000cps인 것이 바람직하다. 이렇게 제조된 폴리머를 냉각 분사하여 분쇄 과정을 거쳐 재응집을 방지하는 필러와 함께 분쇄하여 분말화할 수 있다.
본 발명에서 상기 폴리머는 EVA 수지와 특수 아크릴계 재유화수지의 혼합물 형태를 사용함으로써 작업성과 내수성이 개선되고 휨강도, 인장강도 및 부착강도, 건조수축 저항성, 기계적 물성이 향상되며, 내약품성, 동결융해 저항성을 포함하는 내구성을 극대화할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 수축 방지제는 네오펜틸글리콜(Neopentyl glycol)을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 네오펜틸글리콜은 대칭형의 2개의 알코올기와 알파 카본 위치에 2개의 메틸기를 가지고 있어 에스테르화 반응에 탁월한 반응성을 보여준다. 본 발명에서 상기 네오펜틸글리콜은 백색 결정체 100%로 이루어진 플레이크(flake) 형태 또는 네오펜틸글리콜 90% 및 물 10%로 이루어진 슬러리(slurry) 형태로 사용될 수 있다.
상기 필러는 실리카 흄, 고로 슬래그 및 플라이애시 중 어느 하나 이상으로 이루어진다.
본 발명의 일 실시형태에서 상기 실리카 흄(Silica fume)은 평균 입경 0.1~0.5 mm 정도로 이루어진 완전 구형에 가까운 입자로서 비정질의 활성 실리카이며, 아래의 화학식에서와 같이 수산화칼슘과 반응하여 상온에서 함수 규산 칼슘으로 변화함으로써 수퍼 포졸란 성질을 띤다.
3CaOSiO2 + H2O → C-S-H(시멘트겔) + Ca(OH)2
본 발명의 일 실시형태에서 상기 모르타르 조성물에 상기 실리카 흄을 첨가하는 이유는, 시멘트 입자 사이에 실리카 흄의 충전 효과로 수밀성 향상 및 고강도화, 그리고 숏크리트의 부착성 향상으로 그라운드량 감소, 알칼리 실리카 반응 억제 및 화학적 저항성 향상 등의 효과가 있기 때문이다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에서 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 혼합하여 사용하면 작업성이 개선되고 경화열이 낮아질 뿐만 아니라 장기적인 강도 및 수밀성이 향상되어 경제적이다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에서 상기 팽창제는 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate, CSA), 무수 석고, 인산 석고 및 불산 석고 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
무수 석고, 인산 석고 및 불산 석고는 CSA계 팽창제와 함께 고강도, 급결 및 팽창성을 강화하는 역할을 하며, CSA계 팽창제의 단점을 보완하는 역할을 한다.
본 발명의 일 실시형태에서 상기 팽창제는 칼슘 설포알루미네이트(CSA)와 석고가 4~9 : 1~6의 중량비로 혼합하여 제조한 것을 사용할 수 있으며, 상기 석고는 무수 석고, 인산 석고 및 불산 석고 중에서 선택하여 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서 상기 팽창제는 상기 모르타르 조성물 중에 5~20 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직한데, 상기 팽창제의 함량이 5 중량부 미만인 경우는 균열에 대한 저항성이 저하되며, 20 중량부를 초과하는 경우는 반응속도가 빨라져서 가사시간이 짧아지므로 작업성이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명의 일 실시형태에서 상기 소포제는 모르타르 내의 거대 기공을 제거하여 모르타르의 강도와 외관을 좋게 하기 위하여 사용되는 성분으로, 일반적으로 휘발성이 적고 확산력이 큰 기름상의 물질 또는 수용성이 계면활성제가 이용되며, 예로는 고급알콜류, 인산에스테르계, 실리콘계, 비수용성 알콜류 등을 사용할 수 있다.
더욱 구체적인 예로서는, 등유, 유동 파라핀 등과 같은 광유계 소포제; 동식물유, 참기름, 피마자유와 이들의 알킬렌옥사이드 부가물 등과 같은 유지계 소포제; 올레인산, 스테아린산과 이들의 알킬렌옥사이드 부가물 등과 같은 지방산계 소포제; 글리세린모노리시놀레이트, 알케닐호박산 유동체, 솔비톨모노라울레이트, 솔비톨트리올레이트, 천연 왁스 등과 같은 지방산 에스테르계 소포제; 폴리옥시알킬렌류, (폴리)옥시알킬에테르류, 아세틸렌 에테르류, (폴리)옥시알킬렌지방산에스테르류, (폴리)옥시알킬렌솔비탄지방산에스테르류, (폴리)옥시알킬렌알킬 (아릴)에테르황산에스테르염류, (폴리)옥시알킬렌알킬인산에스테르류, (폴리)옥시알킬렌알킬아민류, (폴리)옥시 알킬렌아미드 등과 같은 옥시알킬렌계 소포제; 옥틸알콜, 헥사데실알콜, 아세틸렌알콜, 글리콜류 등과 같은 알콜계 소포제; 아크릴레이트폴리아민 등과 같은 아미드계 소포제; 인산트리부틸, 나트륨옥틸포스페이트 등과 같은 인산에스테르계 소포제; 알루미늄스테아레이트, 칼슘올레이트 등과 같은 금속비누계 소포제; 디메틸실리콘유, 실리콘 페이스트, 실리콘 에멀젼, 유기변성폴리실록산(디메틸폴리실록산 등의 폴리오르가노실록산), 플루오로실리콘유 등과 같은 실리콘계 소포제를 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서 상기 경화촉진제는 모르타르의 경화를 촉진하여 초기 강도를 발현토록 하는 것으로서, 예를 들어 규산나트륨, 탄산리튬 및 황산리튬 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서 상기 유동화제는 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. 상기 유동화제로서는 예를 들어 멜라민셀폰산계, 나프탈렌셀폰산계, 폴리카본산계, 리그닌술폰산계 또는 알킬아릴술폰산계 유동화제를 사용할 수 있으며, 더욱 구체적으로는 리그닌술포네이트, 폴리나프탈렌술포네이트, 폴리멜라민술포네이트 또는 폴리카복실레이트계 감수제로 이루어진 군으로부터 단독 또는 둘 이상 혼합 사용이 가능하다.
특히, 상기 유동화제 사용시 응결시간에 영향을 주므로 응결시간 조절제를 적절히 포함하여 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서 상기 유동화제는 물-시멘트 비율을 감소시켜 유동성을 확보하고 내구성 저하를 방지하는 역할을 하며, 나프탈렌계, 멜라민계, 술폰산계, 폴리카르본산계 감수제 등을 시용할 수 있다. 상기 유동화제는 조성물 중에서 약 0.2~20 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 지연제 0.1~1.0 중량부 및 알칼리 활성제 0.1~2.0 중량부를 포함한다.
상기 지연제는 모르타르의 수화속도를 조정하여 일정기간 작업성을 확보할 목적으로 첨가될 수 있다. 지연제로는 붕산과 붕사, 붕산나트륨, 붕산칼륨과 같은 붕산염류, 글루콘산, 시트릭산, 타르타르산, 글루코헵톤산, 아라본산, 사과산 또는 구연산 및 이들의 나트륨, 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 암모늄, 트리에탄올아민 등의 무기염 또는 유기염 등의 옥시카복실산; 글루코오스, 프럭토오스, 갈락토오스, 사카로오스, 크실로오스, 아비토오스, 리포오즈, 이성화당 등의 단당류나, 2당, 3당 등의 올리고당, 또는 덱스트린 등의 올리고당, 또는 덱스트란 등의 다당류, 이들을 포함하는 당밀류 등의 당류; 솔비톨 등의 당알콜; 규불화 마그네슘; 인산 및 그의 염 또는 붕산 에스테르류; 아미노카복실산과 그의 염; 알칼리 가용 단백질; 푸민산; 탄닌산; 페놀; 글리세린 등의 다가알콜; 아미노트리(메틸렌포폰산), 1-히드록시에틸리덴-1,1-디포스폰산, 에틸렌디아민테트라(메틸렌포스폰산), 디에틸렌 트리아민펜타(메틸렌포스폰산) 및 이들의 알칼리 금속염, 알칼리토류 금속염 등의 포스폰산 및 그 유도체 등을 사용할 수 있다.
상기 알칼리활성화제는 강도 발현에 영향을 미치는 성분으로, 알칼리 금속수산화물, 염화물, 황산화물 및 탄산화물에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있고, 바람직하게는 KOH, NaOH 및 CaOH2 중의 어느 하나 이상을 사용하는 것이 강도 발현 측면에서 유리하다.
한편, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 콘크리트 구조물의 열화된 부분을 제거하고 이물질을 제거한 후 고압 에어 컴프레셔를 이용하여 건식으로 열화부 표면을 정리하는 제1 단계; 상기 표면 정리된 콘크리트 구조물에 알칼리 회복제를 도포하고 노출된 철근에 방청 코팅제를 도포하는 제2 단계; 상기 알칼리 회복제가 도포되고 방청 코팅제가 도포된 표면에 상기 작업성이 우수한 균열 저감형 내산성 폴리머 모르타르 조성물을 도포하는 제3 단계; 및 상기 보수 보강용 모르타르 조성물이 도포된 후 표면보호제를 도포하는 제4단계;를 포함하는 콘크리트 구조물의 단면 보수 보강 공법을 제공한다.
먼저, 손상된 콘크리트 구조물의 열화된 부분을 치핑하여 손상되지 않은 부분이 나올 때까지 표면 또는 단면을 다듬는다. 즉, 알칼리 골재 반응, 동해, 염해 또는 중성화(탄산화) 등의 노후화 현상으로 발생한 철근 콘크리트 구조의 균열, 탈락, 철근 녹 발생, 들뜸, 부식 등을 치핑 작업을 하여 제거하고 고압 에어 컴프레셔를 이용하여 건식으로 열화된 부분을 말끔하게 다듬는다. 이때 전동 해머 또는 수공구 등을 이용할 수 있다.
이어서, 상기 표면 정리된 콘크리트 구조물에 알칼리 회복제를 도포하고 노출된 철근에는 방청 코팅제를 도포한다.
상기 알칼리 회복제는 예를 들어 실리케이트계 알칼리 회복제를 사용할 수 있으며, 더욱 구체적으로는 리튬실리케이트계 알칼리 회복제를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 상기 방청 코팅제는 인삼염계 방청제를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이어서, 상기 알칼리 회복제가 도포되고 방청 코팅제가 도포된 표면에 작업성이 우수한 균열 저감형 내산성 폴리머 모르타르 조성물을 뿜칠 시공 또는 손미장 등을 이용하여 도포한다.
본 발명에 사용되는 상기 작업성이 우수한 균열 저감형 내산성 폴리머 모르타르 조성물은 결합재 100 중량부, 규사 80~200 중량부, 보습재 0.1~5.0 중량부, 폴리머 10 ~ 50 중량부, 수축방지제 0.5~2.0 중량부, 필러 2~40 중량부, 소포제 0.1~1.0 중량부, 팽창제 5~20 중량부, 경화촉진제 0.1~10 중량부, 유동화제 0.2~20 중량부, 증점제 2 ~ 20 중량부, 지연제 0.1~1.0 중량부 및 알칼리 활성제 0.1~2.0 중량부를 포함하여 구성된다.
상기 결합재는 조강 포틀랜트 시멘트 20 ~ 50 중량% 및 알루미나 시멘트 50 ~ 80 중량 %를 포함하며, 상기 알루미나 시멘트는 칼슘 알루미네이트(Calcium Aluminate, CA)와 비정질 칼슘 알루미네이트인 C12A7 중에서 선택된 어느 하나 이상이고, 상기 보습재는 사크란(Sacran)을 포함하고, 상기 증점제는 셀룰로오스계 유기 증점제와 다공성 무기 증점제인 아타풀자이트의 혼합물로 이루어지며, 상기 폴리머는 EVA (Ethylene-vinyl acetate) 수지와 아크릴계 재유화 수지 및 SBR (Styrene Butadiene Rubber) 중 어느 하나 이상으로 이루어지며, 상기 수축방지제는 네오펜틸글리콜로 이루어지고, 상기 필러는 실리카 흄, 고로 슬래그 및 플라이애시 중 어느 하나 이상으로 이루어지며, 상기 팽창제는 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate, CSA), 무수 석고, 인산 석고 및 불산 석고 중 어느 하나 이상이며, 상기 경화촉진제는 규산나트륨, 탄산리튬 및 황산리튬 중에서 선택된 1종 이상으로 이루어지며, 상기 유동화제는 폴리카르본산계 및 나프탈렌계 중의 어느 하나 이상이고, 상기 지연제는 구연산, 주석산 및 글루콘산 중 어느 하나 이상이며, 상기 알칼리 활성제는 KOH, NaOH 및 CaOH2 중의 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 작업성이 우수한 균열 저감형 내산성 폴리머 모르타르 조성물 도포시 스프레이 또는 흙손을 이용하여 1차 타설시 5~15 mm, 2차 및 3차 타설시 20~50 mm 및 최종 타설시 5~15 mm 두께로 시공 및 미장하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 작업성이 우수한 균열 저감형 내산성 폴리머 모르타르 조성물을 도포하기에 앞서 상기에서 다듬어진 대상면에 프라이머(바탕제)를 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다. 본 발명에서 상기 프라이머는 일반적으로 사용되는 프라이머를 사용할 수 있으며 프라이머를 사용함으로써 시공 대상 콘크리트 면과의 부착력을 더욱 강화할 수 있고 시공을 더욱 효율적으로 진행할 수 있다.
이어서, 상기 작업성이 우수한 균열 저감형 내산성 폴리머 모르타르 조성물을 콘크리트 파쇄 부위에 도포하여 평활하게 마감하고 건조한 후 그 표면에 본 발명에 따른 특수 표면 보호제를 얇게 도포함으로써 보수된 표면을 외부조건으로부터 보호한다.
상기 표면 보호제는 콘크리트 구조물의 중성화, 염해 방지를 위해 붓, 롤러, 스프레이 등을 이용해 도포하는 것으로서, 본 발명에서 사용되는 표면 보호제는 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지, 과산화물계 경화제 및 첨가제를 포함하는 도포액에 밀도가 10~1000 g/m3인 합성 수지 섬유를 혼합한 후, 아크릴계 수지, 에어로겔 및 분체 성분을 혼합하여 얻어지는 혼합물 100 중량부에 무기분말 성분 30~300 중량부를 혼합하여 얻어지는 표면보호제를 사용한다.
더욱 구체적으로 상기 MMA 수지를 포함하는 도포액은 MMA 수지 78~86 중량%, 과산화물계 경화제 0.5~5 중량% 및 첨가제 10~20 중량%를 포함하여 구성된다. MMA 수지는 점도가 10 내지 1,000 cps인 저점도 MMA 수지와 점도가 2,000 내지 20,000 cps인 고점도 MMA의 혼합물을 사용할 수 있다. 이 때 혼합비율은 저점도 MMA : 고점도 MMA = 40~70 : 30~60 중량비로 혼합되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 MMA 또는 혼합 MMA 수지에 SIS(styrene isoprene styrene), SBR(styrene butadiene rubber), SBS(styrene butadiene styrene) 중에서 선택된 1종 이상의 혼합물을 1~10 중량%의 범위 내에서 혼합한 변성 MMA를 사용할 수도 있다.
본 발명에서 상기 과산화물계 경화제는 상기 MMA 수지의 중합반응을 개시하는 역할을 하며, 이러한 경화제로는 벤조일퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시벤조에이드, 메틸에틸케톤퍼옥사이드, 쿠멘히드로퍼옥사이드 또는 2,5-디메틸헥실-2,5-디퍼옥시벤조에이트 등이 사용될 수 있다. 본 발명에서 상기 과산화물계 경화제는 상기 0.5~5 중량%의 범위로 사용되는 것이 바람직한데, 상기 함량이 0.5 중량% 미만인 경우는 중합 개시반응이 저하되어 결국 바닥재의 강도 특성이 낮아지는 문제가 있으며, 5.0 중량%를 초과하는 경우는 중합반응의 효율적 제어가 어려운 문제가 있다.
본 발명에서 상기 첨가제는 무기계 실란수지, 분산제, 소포제, 유화제 등을 포함할 수 있다. 또한 바탕 모재가 콘크리트인 경우에는 콘크리트와의 부착력 강화를 위하여 첨가제에 시멘트가 추가로 포함될 수 있다.
상기 무기계 실란수지는 수성 콜로이드성 나노실리카로 이루어진 투명 액상 물질로서, pH 12 이상의 강알칼리성을 나타내며 뛰어난 삼투작용으로 콘크리트 등의 바탕면 내부로 침투하여 수화반응함으로써 바탕면 및 내부를 강화하여 보호하는 역할을 한다.
본 발명에서 상기 유화제는 본 발명에 따른 MMA 수지를 포함하는 도포액에 물이 혼합되는 수지와 물과 용이하게 혼합되도록 하는 역할을 한다. 본 발명에서 상기 유화제로는 글리세린지방산에스테르, 솔비탄지방산에스테르, 또는 폴리글리세린지방산에스테르 등이 사용될 수 있다.
상기 얻어지는 도포액에 합성 수지 섬유를 혼합한다. 상기 합성 수지 섬유는 밀도가 10~1000 g/m3인 합성 수지 섬유를 혼합 사용할 수 있으며, 예를 들어 나일론계 또는 폴리에스테르계 합성 수지 섬유를 사용할 수 있다. 이러한 합성 수지 섬유는 결합력을 강화하는 역할을 한다.
이어서, 아크릴계 수지, 고무칩, 에어로겔, 셀룰로오스 분말 및 분체 성분을 추가로 혼합한다. 구체적으로는 아크릴계 수지 20~30 중량부, 셀룰로오스 분말 1~10 중량부, 에어로겔 0.5~5 중량부 및 분체 성분 10~40 중량부의 비율로 혼합할 수 있다.
좀더 구체적으로, 상기 아크릴계 수지는 구체적으로 아크릴 라텍스로서 부틸 아크릴레이트, 아크릴산, 메틸메타크릴레이트(MMA), 2-에틸헥실아크릴레이트 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 공중합체를 사용할 수 있다.
상기 에어로겔(aerogel)은 구체적으로 실리카 에어로겔 분말을 사용할 수 있으며, 분말의 입경이 약 10~2000 ㎛인 투명한 나노 다공물질로서 밀도가 약 0.05~0.1 g/cm3, 기공율 90~99%, 비표면적 200~2000 m2/g, 기공부피 2~10 cm3/g인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 에어로겔은 입자 내부에 존재하는 기공으로 인하여 단열 효과를 부여하여 외부 환경에 따른 영향을 줄이는 역할을 한다.
상기 셀룰로오스 분말은 평균 직경이 1~100 ㎛를 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하며, 표면보호제 코팅액의 점도를 조정하고 표면에의 부착강도를 증진시키는 역할을 한다.
본 발명에서 상기 분체 성분은 입경이 1~100㎛인 운모 30~50 중량%, 석분 30~50 중량%, 산화티탄 5~20 중량%를 혼합한 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 운모는 도막에 사용되어 탄성력, 신장율 및 접착강도를 강화하는 역할을 한다.
상기 석분은 내마모성, 미끄럼 저항성, 접착력 등을 강화하는 역할을 한다.
상기 산화티탄은 복사광의 투과를 억제하여 단열 성능을 향상시키는 역할은 하고 자외선을 차단하며 방오성을 부여하는 역할을 한다.
이와 같이 얻어지는 혼합물에 추가로 무기분말 성분을 혼합하여 표면 보호제를 얻는다. 상기 무기분말 성분은 상기 혼합물 100 중량부를 기준으로 약 30~300 중량부의 범위로 사용되는 것이 바람직하다.
구체적으로 상기 무기분말 성분은 실리카 분말, 알루미나 시멘트 및 벤토나이트 분말을 포함하여 구성된 것을 사용하는 것이 바람직하다.
더욱 구체적으로 상기 무기분말 성분은 실리카 분말 40~70 중량부, 알루미나 분말 1~5 중량부 및 벤토나이트 분말 0.5~5 중량부를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기 실리카 분말은 도막의 경화를 촉진하는 역할을 하며, 약 0.05~ 0.1 mm의 입경을 갖는 분말을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 알루미나 분말은 건조 수축을 줄이는 역할을 하며 약 0.05~ 2.0mm의 입경을 갖는 분말을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 벤토나이트 분말은 물이나 습기를 흡수하고 점도를 조정하는 역할을 하며, 약 0.05~1.0 mm의 입경을 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
이와 같이 얻어지는 표면보호제를 상기 보수 보강용 모르타르 조성물이 도포된 표면에 도포, 코팅하여 최종 작업을 마무리한다. 상기와 같은 작업으로 인해 결합력이 증대되고 박리 현상이 방지되며 방수 효과가 증대되는 효과가 있다. 또한, 내수성이 발휘되고 흡수성이 적어 우수한 방수 효과가 발휘되며 동결 융해로 인한 콘크리트의 균열 현상이 억제되는 효과가 있다.
본 발명에 따른 상기 표면 보호제는 1회 도장만으로도 내후성, 표면 강도 및 내수성 강화 등의 효과가 뛰어나지만, 그 기능을 최적으로 발휘하기 위해서는 2~3회 재도장하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 상기 표면 보호제는 상기 보수 보강용 모르타르 조성물이 경화된 표면에 20~200 g/m2으로 도포하고 도포 두께는 건조 전 단계에서 50 ~ 300㎛의 두께로 도포하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 실시예 및 실험예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 이들 예로 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
(실시예 1)
조강 포틀랜트 시멘트 10.0 중량% 및 알루미나 시멘트 25.0 중량% 를 혼합하여 결합재를 제조하였다.
보습재로서 사크란(Sacran) 1.0 중량%, 셀룰로오스계 유기 증점제 0.75 중량%와 다공성 무기 증점제인 아타풀자이트 0.25 중량%로 포함된 증점제 1.0 중량%, 폴리머 수지로서 EVA 수지 6.0 중량%, 네오펜틸글리콜 수축방지제 0.5 중량%, 실리카 흄 13.0 중량%, 팽창제로서 칼슘 설포알루미네이트(CSA) 2.5 중량% 및 무수석고 2.5 중량%, 경화촉진제 2.0 중량%, 유동화제 0.5 중량%, 소포제 0.25 중량%, 지연제 0.25 중량%, 알칼리활성제 0.25 중량% 및 규사 35.0 중량%를 적당량의 물과 균일하게 혼합하여 모르타르 조성물을 제조하였다.
(실시예 2)
실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되 보습재로서 사크란(Sacran)과 히알루론산 나트륨(Sodium hyaluronate)을 1:1 중량비로 포함한 보습재 혼합물 1.0 중량% 및 셀룰로오스계 유기 증점제와 다공성 무기 증점제인 아타풀자이트가 1:1 중량비로 포함된 증점제 혼합물 1.0 중량%를 사용한 것만 다르다.
(실시예 3)
실시예 2와 동일한 방법으로 제조하되 조강 포틀랜트 시멘트 13.0 중량% 및 알루미나 시멘트로서 칼슘 알루미네이트(Calcium Aluminate, CA)와 비정질 칼슘 알루미네이트인 C12A7 를 각각 1:1 함량비로 각각 10.0 중량% 를 혼합하여 결합재를 제조한 것만 다르다.
(비교예 1)
실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되 폴리머 수지로서 EVA 수지를 7.8 중량% 포함하고, 보습재를 사용하지 않으며, 증점제로서 무기계 아타풀자이트를 사용하지 않고 유기계 증점제로서 셀룰로오스계 증점제만 0.20 중량% 사용하여 제조하였다.
상기 비교예 및 실시예 1 내지 3의 구체적인 배합 조건을 하기 표 1에 나타내었다.
배합 조건 (중량%)
비교예 1 실시예 1 실시예 2 실시예 3


결
합
제
시멘트		 조강 포틀랜드 시멘트 10.0 10.0 13.0 13.0
알루미나 시멘트(CA) 25.0 25.0 20.0 10.0
비정질 알루미나 시멘트(C12A7) 0.0 0.0 0.0 10.0

팽창제		 칼슘설포알루미네이트(CSA) 2.5 2.5
 3.5 3.5
무수석고 2.5 2.5 3.5 3.5
소계 1 40.0 40.0 40.0 40.0
필러 실리카흄 13.0 13.0 13.0 13.0
소계 2 13.0 13.0 13.0 13.0
규사 35.0 35.0 35.0 35.0



혼
화
제		 폴리머 EVA 7.8 6.0 6.0 6.0
증점제 셀룰로오스 0.20 0.75 0.50 0.50
아타풀자이트 0.00 0.25 0.50 0.50
보습제 사크란 0.00 1.00 0.50 0.50
히알루론산나트륨 0.00 0.00 0.50 0.50
수축방지제 네오펜틸글리콜 0.50 0.50 0.50 0.50
경화촉진제 탄산리튬 2.00 2.00 2.00 2.00
유동화제 폴리카르본산계 0.50 0.50 0.50 0.50
소포제 0.25 0.25 0.25 0.25
지연제 0.25 0.25 0.25 0.25
알칼리 활성제 0.50 0.50 0.50 0.50
소계 3 12.0 12.0 12.0 12.0
합 계 100.0 100.0 100.0 100.0
성능 평가
(1) 종합적인 역학 특성 비교
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 모르타르 조성물을 이용하여 시험체를 제조하여 종합적인 역학 특성을 비교하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
항 목 비교예1 실시예1 실시예2 실시예3
플로우(0분) 180 180 180 180
28일
압축강도(N/mm2)		 54.0 53.5 52.0 50.0
28일
휨강도(N/mm2)		 10.5 12.5 14.2 13.5
28일
부착강도(N/mm2)		 1.2 1.8 2.0 1.8
28일
길이변화율(%)		 0.08 0.05 0.02 0.01
상기 표 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 모르타르 조성물은 비교예와 비교하여 종합적인 역학 특성에 있어서 동등 및 그 이상의 우수한 효과가 있음을 알 수 있다.
즉, 28일 휨강도와 28일 부착강도의 경우 비교예에 비하여 본 발명의 실시예가 보다 우수한 효과가 있음을 알 수 있다.
(2) 중량 감소율 비교
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 모르타르 조성물을 이용하여 시험체를 제조하여 중량 감소율을 비교하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
구체적인 시험 방법은 KS F 2476 폴리머 모르타르의 시험방법에 의하여 시험체를 제작한 뒤 28일간 양생을 거쳐 양생한 뒤, 5% H2SO4 용액에 침지시켜 재령별로 중량 감소율을 측정하여 내산성을 비교하였다.
항 목 비교예1 실시예1 실시예2 실시예3
중량감소율
(%)		 14일 침지품 5.82 5.25 5.05 4.89
28일 침지품 6.82 6.52 6.25 4.02
상기 표 3을 참조하면, 본 발명에 따른 작업성이 우수한 균열 저감형 내산성 폴리머 모르타르 조성물의 경우, 비교예에 비하여 내산성 역시 우수한 효과를 발현하고 있음을 알 수 있다.
(3) 보수성 및 플로우 비교
보습재의 혼입율에 따른 보수성을 비교하기 위해 KS5219 [메이슨리 시멘트]의 9.12.1.1 보수성 특성 장치를 이용하여 측정하였다. 동일한 시료의 물비를 적용해 보수성을 측정하였다. 또한, 보수성에 따른 경시변화를 측정하기 위하여 믹싱후 KS F 2476 폴리머 시멘트 모르타르의 시험방법 6.1.2의 시험방법에 의해 플로우를 측정하여 변화를 측정하였다. 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
항 목 비교예1 실시예1 실시예2 실시예3
보수성 (%) 72 75 82 92

플로우
(mm)		 즉시 180 180 180 180
30분 150 180 180 180
60분 145 150 160 160
90분 130 145 170 170
상기 표 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라 제작된 작업성이 우수한 균열 저감형 내산성 폴리머 모르타르의 경우 비교예에 비하여 보수성이 우수하고, 플로우 특성도 우수한 것을 알 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시형태에서 보습재로서 사크란(Sacran)과 히알루론산 나트륨(Sodium hyaluronate)을 1:1 중량비로 포함한 보습재 혼합물 1.0 중량% 및 셀룰로오스계 유기 증점제와 다공성 무기 증점제인 아타풀자이트가 1:1 중량비로 포함된 증점제 혼합물 1.0 중량%를 사용한 실시예 2와 실시예 3의 경우 보수성이 보다 우수하고, 플로우 특성도 실시예 1과 비교예에 비하여 보다 우수함을 알 수 있다.
(4) 내처짐성 비교
증점제의 혼입율에 따른 내쳐짐성을 비교하기 위해 KS L 1592의 7.3의 위치 교정도 시험방법에 따라 시험하였다. 구체적인 시험방법은 150X150mm의 도기질 타일을 이용해, 모르타르를 반죽한 뒤 6X6mm의 요철 흙손으로 석고보드에 타설한 뒤 붙인다. 작업은 20±5℃, 상대습도 45~55%에서 진행한 뒤 석고 보드에 펴발라 타일 조각을 모르타르가 3 mm 두께가 되도록 눌러 붙인다. 항온 항습기에 수평으로 상기 시편을 넣어둔 후 20분 뒤 부착한 타일을 90°비튼 다음 다시 원래의 상태로 되돌린 후, 석고 보드를 90°의 수직으로 세웠을 때 타일의 흘러내린 길이를 측정하여 내처짐성을 비교하였다. 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
항목 비교예1 실시예1 실시예2 실시예3
흘러내린 길이
(mm)		 3.2 2.5 2.2 0.0
상기 표 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라 제작된 작업성이 우수한 균열 저감형 내산성 폴리머 모르타르의 경우 비교예에 비하여 내처짐성이 우수한 것을 알 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시형태에서 셀룰로오스계 유기 증점제와 다공성 무기 증점제인 아타풀자이트가 1:1 중량비로 포함된 증점제 혼합물 1.0 중량%를 사용한 실시예 2와 실시예 3의 경우 내처짐성이 실시예 1과 비교예에 비하여 보다 우수함을 알 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예와 비교예에 따른 내균열성을 테스트한 결과 사진이다.
본 발명의 실시예와 비교예에 따른 내균열성 테스트는 다음과 같이 진행되었다.
증점제 및 보습제의 혼입율에 따른 내균열성을 비교하기 위해 Krail의 소성 수축 검사 방법에 의해 실험 후 균열의 개수를 비교하였다. 구체적인 시험방법은 900X600X10 mm의 몰드를 제작한 후 믹싱한 모르타르를 몰드에 가득 담은 후 동일한 방향으로 미장을 실시하여 시편을 제작하였고, 수평으로 세워, 온도 28±3℃, 습도 40±5%, 풍속 4.5~5m/s 의 항온 항습실에서 24시간 동안 유지한 뒤 균열량을 측정하였다.
그 결과 도 1에 나타난 바와 같이 본 발명의 실시예 3의 경우 균열이 발생하지 않음을 알 수 있다. 이는 보습력 및 내처짐성 향상으로 인한 인장 응력 발생이 감소하였기 때문으로 판단된다.
상기 표 2 내지 표 5 및 도 1에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 작업성이 우수한 균열 저감형 내산성 폴리머 모르타르 조성물의 경우, 종래의 내산성 폴리머 모르타르 조성물에 비하여 물성이 현저하게 우수하며, 특히 휨강도 및 부착 강도가 현저히 우수하며, 보습성 및 내처짐성에서도 우수한 효과를 발휘하여 내균열성 역시 우수한 것을 알 수 있으며, 이와 아울러 작업성 역시 우수한 것을 확인할 수 있다.
또한, 상기 결과로부터 본 발명에 따른 작업성이 우수한 균열 저감형 내산성 폴리머 모르타르 조성물을 이용하여 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법을 사용하면 모르타르의 성능이 우수하여 작업성이 현저하게 개선되며, 콘크리트와의 부착성도 뛰어나며, 내처짐성, 내균열성 등의 물성도 우수하므로 콘크리트 구조물의 보수 보강을 효율적으로 할 수 있으며 또한, 보수 보강의 효과도 장기간 동안 유지할 수 있음을 확인할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변경이 가능하므로 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

Claims (4)

  1. 결합재 100 중량부, 규사 80~200 중량부, 보습재 0.1~5.0 중량부, 폴리머 10 ~ 50 중량부, 수축방지제 0.5~2.0 중량부, 필러 2~40 중량부, 소포제 0.1~1.0 중량부, 팽창제 5~20 중량부, 경화촉진제 0.1~10 중량부, 유동화제 0.2~20 중량부, 증점제 2 ~ 20 중량부, 지연제 0.1~1.0 중량부 및 알칼리 활성제 0.1~2.0 중량부를 포함하여 구성되는 작업성이 우수한 균열 저감형 내산성 폴리머 모르타르 조성물로서,
    상기 결합재는 조강 포틀랜트 시멘트 20 ~ 50 중량% 및 알루미나 시멘트 50 ~ 80 중량 %를 포함하며,
    상기 알루미나 시멘트는 칼슘 알루미네이트(Calcium Aluminate, CA)와 비정질 칼슘 알루미네이트인 C12A7 중에서 선택된 어느 하나 이상이고, 상기 보습재는 사크란(Sacran)을 포함하고, 상기 증점제는 셀룰로오스계 유기 증점제와 다공성 무기 증점제인 아타풀자이트의 혼합물로 이루어지며,
    상기 폴리머는 EVA (Ethylene-vinyl acetate) 수지와 아크릴계 재유화 수지 및 SBR (Styrene Butadiene Rubber) 중 어느 하나 이상으로 이루어지며, 상기 수축방지제는 네오펜틸글리콜로 이루어지고, 상기 필러는 실리카 흄, 고로 슬래그 및 플라이애시 중 어느 하나 이상으로 이루어지며, 상기 팽창제는 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate, CSA), 무수 석고, 인산 석고 및 불산 석고 중 어느 하나 이상이며, 상기 경화촉진제는 규산나트륨, 탄산리튬 및 황산리튬 중에서 선택된 1종 이상으로 이루어지며, 상기 유동화제는 폴리카르본산계 및 나프탈렌계 중의 어느 하나 이상이고, 상기 지연제는 구연산, 주석산 및 글루콘산 중 어느 하나 이상이며, 상기 알칼리 활성제는 KOH, NaOH 및 CaOH2 중의 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 작업성이 우수한 균열 저감형 내산성 폴리머 모르타르 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보습재는 히알루론산 나트륨(Sodium hyaluronate)을 더 포함하며, 상기 사크란(Sacran)과 상기 히알루론산 나트륨(Sodium hyaluronate)은 1:1 함량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 작업성이 우수한 균열 저감형 내산성 폴리머 모르타르 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 증점제는 상기 셀룰로오스계 유기 증점제와 상기 다공성 무기 증점제인 아타풀자이트가 1:1 함량비로 포함된 것을 특징으로 하는 작업성이 우수한 균열 저감형 내산성 폴리머 모르타르 조성물.
  4. 콘크리트 구조물의 열화된 부분을 제거하고 이물질을 제거한 후 고압 에어 컴프레셔를 이용하여 건식으로 열화부 표면을 정리하는 제1 단계;
    상기 표면 정리된 콘크리트 구조물에 알칼리 회복제를 도포하고 노출된 철근에 방청 코팅제를 도포하는 제2 단계;
    상기 알칼리 회복제가 도포되고 방청 코팅제가 도포된 표면에 상기 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 작업성이 우수한 균열 저감형 내산성 폴리머 모르타르 조성물을 도포하는 제3 단계; 및
    상기 보수 보강용 모르타르 조성물이 도포된 후 표면보호제를 도포하는 제4단계;를 포함하는 콘크리트 구조물의 단면 보수 보강 공법.
KR1020210086884A 2021-07-02 2021-07-02 작업성이 우수한 균열 저감형 내산성 폴리머 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면보수보강공법 KR102364379B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210086884A KR102364379B1 (ko) 2021-07-02 2021-07-02 작업성이 우수한 균열 저감형 내산성 폴리머 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면보수보강공법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210086884A KR102364379B1 (ko) 2021-07-02 2021-07-02 작업성이 우수한 균열 저감형 내산성 폴리머 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면보수보강공법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102364379B1 true KR102364379B1 (ko) 2022-02-17

Family

ID=80493164

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210086884A KR102364379B1 (ko) 2021-07-02 2021-07-02 작업성이 우수한 균열 저감형 내산성 폴리머 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면보수보강공법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102364379B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102408784B1 (ko) * 2022-05-12 2022-06-15 조남석 콘크리트 벽체 기둥을 포함한 구조물 크랙 보수재
KR20230130333A (ko) * 2022-03-03 2023-09-12 선진기업(주) 유리 폐기물 재생 골재로 제조된 인공암 시공용 모르타르 및 이를 이용한 인공암 구조물 시공 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101177307B1 (ko) * 2012-03-30 2012-08-30 주식회사 정우소재 수중공사용 수중불분리 시멘트
KR101844193B1 (ko) 2017-11-13 2018-03-30 홍현주 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법
KR102107607B1 (ko) * 2020-01-13 2020-05-07 (주)우진건설 셀룰로오스계 및 아크릴계 증점제, 분말형 고유동화제, 섬유를 함유한 수중 불분리성 친환경 폴리머 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면 보수 보강 공법
KR102148187B1 (ko) * 2019-12-13 2020-08-27 김봉기 고강도 및 고내구성을 갖는 콘크리트 구조물의 단면 보수ㆍ보강용 기능성 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 유지 보수ㆍ보강 시공방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101177307B1 (ko) * 2012-03-30 2012-08-30 주식회사 정우소재 수중공사용 수중불분리 시멘트
KR101844193B1 (ko) 2017-11-13 2018-03-30 홍현주 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법
KR102148187B1 (ko) * 2019-12-13 2020-08-27 김봉기 고강도 및 고내구성을 갖는 콘크리트 구조물의 단면 보수ㆍ보강용 기능성 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 유지 보수ㆍ보강 시공방법
KR102107607B1 (ko) * 2020-01-13 2020-05-07 (주)우진건설 셀룰로오스계 및 아크릴계 증점제, 분말형 고유동화제, 섬유를 함유한 수중 불분리성 친환경 폴리머 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면 보수 보강 공법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230130333A (ko) * 2022-03-03 2023-09-12 선진기업(주) 유리 폐기물 재생 골재로 제조된 인공암 시공용 모르타르 및 이를 이용한 인공암 구조물 시공 방법
KR102654314B1 (ko) * 2022-03-03 2024-04-03 선진기업(주) 유리 폐기물 재생 골재로 제조된 인공암 시공용 모르타르 및 이를 이용한 인공암 구조물 시공 방법
KR102408784B1 (ko) * 2022-05-12 2022-06-15 조남석 콘크리트 벽체 기둥을 포함한 구조물 크랙 보수재

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101995844B1 (ko) 수중 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물 및 이를 이용한 수중 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법
KR102107607B1 (ko) 셀룰로오스계 및 아크릴계 증점제, 분말형 고유동화제, 섬유를 함유한 수중 불분리성 친환경 폴리머 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면 보수 보강 공법
KR102037623B1 (ko) 수중 콘크리트 구조물 보수 보강용 수중 불분리성 모르타르 조성물 및 이를 이용한 수중 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법
KR101681596B1 (ko) 내화학성 및 내구성능을 향상시킨 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물 및 이를 이용한 보수 보강 공법
KR101498196B1 (ko) 콘크리트 구조물 보수 보호용 경량 하이브리드 폴리머 모르타르 조성물 및 이를 이용한 시공 공법
KR102038266B1 (ko) 구조물 보수 보강용 친환경 모르타르 조성물 및 이를 이용한 구조물 보수 보강 공법
KR101608018B1 (ko) 콘크리트 구조물 표면의 보수 보호 공법
KR101893060B1 (ko) 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법
KR102196634B1 (ko) 내화학성 및 내구성이 우수하며 내진 성능을 갖는 콘크리트 구조물 보수용 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수 및 내진 보강 공법
KR101875461B1 (ko) 내구성이 개선된 초속경성 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로 포장 유지 보수 공법
KR101882787B1 (ko) 친환경 코팅제를 이용한 콘크리트 및 강재 구조물의 표면 코팅 및 보호 공법
KR101921900B1 (ko) 고성능 친수성 pva 섬유와 천연 사이잘 섬유를 포함하는 친환경 폴리머 모르타르 제조 방법 및 이를 이용한 균열 제어 단면 보수 공법
KR101720504B1 (ko) 내구성능이 개선된 초속경 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로 유지 보수 공법
KR101608015B1 (ko) 속경성 모르타르를 이용한 콘크리트 구조물 단면의 보수 보강 공법
KR102162041B1 (ko) 내구성 및 내화학성이 우수한 구조물 보수보강용 친환경 모르타르 조성물 및 이를 이용한 구조물 보수 보강 공법
KR101952152B1 (ko) 휨인성 및 내구성이 우수한 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로 포장체 보수·보강 공법
KR102037396B1 (ko) 다방향성 현무암 섬유, 고령토 및 첨가제를 포함하는 친환경 보수용 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 단면 보수 공법
KR101832132B1 (ko) 콘크리트 구조물 내진 보강용 폴리머 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 내진 보강 공법
KR20190075661A (ko) 콘크리트 구조물 보수 보강 및 내진 성능 향상을 위한 보수 보강 모르타르 조성물 및 이를 이용한 보수 보강 공법
KR102098039B1 (ko) 수중 콘크리트 구조물 보수 보강용 친환경 모르타르 조성물 및 이를 이용한 보수 보강 공법
KR102347276B1 (ko) 내화성, 내구성 및 작업성이 우수한 보수용 경량 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 공법
KR102383895B1 (ko) 재생 섬유를 이용한 보수용 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법
KR102054434B1 (ko) 염해방지 및 중성화방지 기능을 갖는 단면보수용 모르타르 조성물 및 이를 이용한 시공방법
KR102364379B1 (ko) 작업성이 우수한 균열 저감형 내산성 폴리머 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면보수보강공법
KR102414798B1 (ko) 요변성이 우수한 균열 저감형 내염성 폴리머 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면보수보강공법

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant