KR102369069B1 - 항균 섬유보강재를 포함하는 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 보수 시공공법 - Google Patents

항균 섬유보강재를 포함하는 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 보수 시공공법 Download PDF

Info

Publication number
KR102369069B1
KR102369069B1 KR1020210105884A KR20210105884A KR102369069B1 KR 102369069 B1 KR102369069 B1 KR 102369069B1 KR 1020210105884 A KR1020210105884 A KR 1020210105884A KR 20210105884 A KR20210105884 A KR 20210105884A KR 102369069 B1 KR102369069 B1 KR 102369069B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
powder
antibacterial
fiber
mortar composition
reinforcing
Prior art date
Application number
KR1020210105884A
Other languages
English (en)
Inventor
류시장
Original Assignee
선진건설 주식회사
(주)선진이엔씨
주식회사 한강이앤씨
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 선진건설 주식회사, (주)선진이엔씨, 주식회사 한강이앤씨 filed Critical 선진건설 주식회사
Priority to KR1020210105884A priority Critical patent/KR102369069B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102369069B1 publication Critical patent/KR102369069B1/ko

Links

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
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/0048—Fibrous 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
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/06—Quartz; Sand
    • 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
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/38—Fibrous materials; Whiskers
    • C04B14/386—Carbon
    • 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
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/38—Fibrous materials; Whiskers
    • C04B14/42—Glass
    • 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
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/38—Fibrous materials; Whiskers
    • C04B14/48—Metal
    • 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
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/14—Waste materials; Refuse from metallurgical processes
    • C04B18/141—Slags
    • C04B18/142—Steelmaking slags, converter slags
    • 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
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/10—Coating or impregnating
    • C04B20/1018—Coating or impregnating with organic materials
    • C04B20/1029—Macromolecular compounds
    • C04B20/1033—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • 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
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/10—Coating or impregnating
    • C04B20/1055—Coating or impregnating with inorganic 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
    • C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/06—Oxides, Hydroxides
    • C04B22/062—Oxides, Hydroxides of the alkali or alkaline-earth metals
    • C04B22/064—Oxides, Hydroxides of the alkali or alkaline-earth metals of the alkaline-earth metals
    • 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
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24—Macromolecular compounds
    • C04B24/26—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B24/2623—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
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Abstract

본 발명은, 항균 섬유보강재를 포함하는 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 보수 시공공법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 시멘트, 고로슬래그분말, 니켈슬래그분말, 급냉제강환원슬래그분말 또는 플라이애시분말로부터 선택되는 1종 이상의 무기결합재와; 규사, 순환골재 또는 부순골재로부터 선택되는 1종 이상의 잔골재; 및 물을 포함하며, 돌로마이트분말, 포졸란분말 및 제올라이트분말을 1:0.5:0.5중량비로 혼합한 항균분말이 코팅된 직경 500~1,000㎛, 길이 1~5mm의 보강섬유와; 철 생산 과정 중에 발생되는 철의 순도를 높이기 위해 전기로 또는 전로용 제강 플럭스(flux)로 사용되는 생석회(CaO) 성분을 50-60중량% 포함하는 배제슬래그분말;을 보강재로 포함하여 상기 보강섬유에 의한 모르타르 조성물의 인장강도, 건조수축, 균열저항성 및 항균성을 보강하고, 상기 배제슬래그분말에 의한 모르타르 조성물의 급결성 및 압축강도를 보강할 수 있는 항균 섬유보강재를 포함하는 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 보수 시공공법에 관한 것이다.

Description

항균 섬유보강재를 포함하는 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 보수 시공공법{Mortar composition comprising antibacterial and antiviral fiber stiffener and the method of repairing of concrete structure using thereof}
본 발명은, 항균 섬유보강재를 포함하는 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 보수 시공공법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 시멘트, 고로슬래그분말, 니켈슬래그분말, 급냉제강환원슬래그분말 또는 플라이애시분말로부터 선택되는 1종 이상의 무기결합재와; 규사, 순환골재 또는 부순골재로부터 선택되는 1종 이상의 잔골재; 및 물을 포함하며, 돌로마이트분말, 포졸란분말 및 제올라이트분말을 1:0.5:0.5중량비로 혼합한 항균분말이 코팅된 직경 500~1,000㎛, 길이 1~5mm의 보강섬유와; 철 생산 과정 중에 발생되는 철의 순도를 높이기 위해 전기로 또는 전로용 제강 플럭스(flux)로 사용되는 생석회(CaO) 성분을 50-60중량% 포함하는 배제슬래그분말;을 보강재로 포함하여 상기 보강섬유에 의한 모르타르 조성물의 인장강도, 건조수축, 균열저항성 및 항균성을 보강하고, 상기 배제슬래그분말에 의한 모르타르 조성물의 급결성 및 압축강도를 보강할 수 있는 항균 섬유보강재를 포함하는 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 보수 시공공법에 관한 것이다.
일반적으로, 철근 콘크리트 구조물은 화학적 부식환경, 염해 및 중성화, 수분침투 등에 의해 내부의 철근이 부식하게 되고, 철근의 부식은 철근의 팽창으로 이어져 결국 콘크리트 구조물이 열화되면서 장기적으로 내구성 및 사용성 저하를 초래한다.
이러한 구조물의 열화는 계속 진행되면 결국, 구조물의 붕괴를 초래할 위험성이 있기 때문에 콘크리트 구조물의 내구성 증진을 위해 지속적으로 단면복구나 표면보호와 같은 보수공법들이 사용되고 있다.
즉, 콘크리트 구조물 표면의 박리 또는 초기 결함이 있거나 균열의 발생은 열화요인의 이동을 용이하게 하여 열화의 진행을 촉진시키므로 철근 콘크리트 구조물의 안정성 및 성능의 확보를 위해서는 열화 초기에 보수를 실시하여 더 이상의 열화의 진행을 억제하고 내구성능을 회복하고 향상시킬 필요가 있다.
따라서, 콘크리트의 열화, 강재의 부식, 기타의 원인에 의해 구조물 단면의 박리나 탈락 등의 열화인자를 포함하는 콘크리트 부분을 제거한 후, 단면을 그 원래의 성능 및 형태로 복원하기 위해 단면복구재료를 충진하거나 뿜칠 시공을 하여 보수를 실시한다.
상기와 같이 단면복구재료를 충진하거나 뿜칠 시공을 하여 보수를 실시하는 종래 단면복구 및 표면보수 시공에는 시멘트계 모르타르나, 폴리머 시멘트 모르타르를 사용하고 있는데, 한국공개특허 10-2015-0101708(공개일자 2015년09월04일)에 실리카졸(silica sol), 수산화칼륨(KOH), 산화철(Fe2O4) 및 아질산염(2% 수용액)을 유효성분으로 함유하는 것을 특징으로 하는, 중성화된 철근 콘크리트 구조물의 알카리 환원제 코팅용 조성물이 공지되어 있다.
또한, 한국등록특허 10-1566965(등록일자 2015년11월02일)에는 포틀랜드 시멘트 10~50 중량부; 제강 슬래그 1~20 중량부; 무수석고 1~5 중량부; 골재 40~60 중량부; 혼화제 0.3~2 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수용 모르타르 조성물이 공지되어 있다.
또한, 한국등록특허 10-1590951(등록일자 2016년01월27일)에는 보통포틀랜드 시멘트 22.41-23.28 중량%, 규사 55.27-56.93 중량%, 아노르싸이트 분말 3.74-4.21 중량%, 연석고 분말 14.73-16.28 중량%, 재분산성 아크릴 분말 0.31-0.42 중량%, 고성능 감수제 0.56-0.70 중량% 및 폴리비닐알콜섬유 0.82-0.97 중량%를 포함하는 철근 콘크리트 구조물의 단면 복구용 모르타르 조성물이 공지되어 있다.
또한, 한국등록특허 10-1801616(등록일자 2017년11월21일)에는 콘크리트 구조물 단면복구용 시멘트 모르타르 조성물로서, 초기강도 발현 무기 결합재 5∼75중량%, 잔골재 10∼80중량%, 기능개선 혼화제 0.01∼20중량% 및 물 0.1∼30중 량%를 포함하며, 상기 기능개선 혼화제는, 강도 및 부착력을 개선하기 위한 초산비닐-비닐버사테이트 공중합체 50∼99중량%, 접착력 및 내구성을 개선하기 위한 에틸렌-메타크릴에시드 공중합체 0.1∼25중량%, 점도 및 내구성을 개선하기 위한 메타크릴산메틸-부타디엔고무 공중합체 0.1~25중량%, 내산성 및 내알칼리성을 개선하기 위한 염화비닐리덴- 염화비닐 공중합체 0.1∼25중량% 및 강도 및 내구성을 개선하기 위한 지르코알루미네이트 0.1∼25중량%을 포함하고, 응집력 및 재료분리 방지성을 부여하여 안정적인 콘크리트 구조체를 형성하기 위하여 하이드록시에틸셀롤로오스 및 폴리아크릴에시드가 중량비로 0.05∼0.8 : 0.2∼0.95 비율로 혼합된 혼합물 0.01∼10중량%를 더 포함하고, 에틸렌-플루오로에틸렌 공중합체 0.01∼10중량%, 에틸렌-비닐알코올 공중합체 0.01∼10중량%를 더 포함하며, 상기 초기강도 발현 무기 결합재는, 조강 포틀랜드 시멘트 10∼80중량%, 알루미나 시멘트 1∼35중량%, 트리칼슘 알루미네이트 1∼35중량%, 고로슬래그 분말 1∼40중량%, 화산재 5∼30중량%, 무수석고 1∼20중량%, 마그네사이트 0.01~10중량%, 벤토나이트 0.01∼10중량% 및 이탄 또는 토탄(peat) 0.01∼10중량%, 산화티탄 0.01∼10중량%, 피브로퍼라이트(Fibroferrite) 0.01∼10중량%를 포함하고, 상기 잔골재는 실리카질 규사 50∼99중량%, 석회석 0.1∼40중량% 및 견운모 0.1∼40중량%를 포함하며, 상기 조성물로 제조한 모르타르의 압축강도는 536~580 kgf/㎠이고 휨강도는 114~131 kgf/㎠인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보수용 경량 모르타르 보수재 조성물이 공지되어 있다.
또한, 한국등록특허 10-2232277(등록일자 2021년03월19일)에는 보통 포틀랜트, 알루미나 시멘트 및 고로슬래그 분말로 구성된 수산화칼슘 결합재, 산화규소, 분산제, 폴리머수지, 실리카 흄, 수산화칼륨, 산화칼슘을 포함하여 이루어지되, 상기 수산화칼슘 결합재를 100 중량부로 할 때, 상기 산화규소 100~130 중량부, 입도 160 메시인 분산제 0.1~0.3 중량부, 폴리머 수지 14~28 중량부, 실리카흄 28~56 중량부, 수산화칼륨 17~100 중량부, 산화칼슘 90~110 중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 초속경 고강도 무기계 폴리머 몰타르 조성물을 이용한 콘크리트 보수보강 공법이 공지되어 있다.
또한, 한국공개특허 10-2021-0070467(공개일자 2021년06월15일)에는 시멘트 100 중량부에 대하여 규사 50~250 중량부, 실리카 흄 01~8 중량부, 폴리머 1~10 중량부, 보강섬유 0.5~5.0 중량부; 칼슘알루미나설파이트(CSA) 1~10 중량부; 무수석고 1~10 중량부; 수축저감제 0.5~2.0 중량부; 소포제 0.1~1.0 중량부; 개질유황 0.1~5 중량부; 팽창폴리머 비드 0.01~0.2 중량부; 감수제 0.1~0.5 중량부; 및 유리분말을 가공 처리한 다공성 골재 1~5 중량부;를 포함하는 콘크리트 구조물 보수용 경량 모르타르 조성물이 공지되어 있다.
그러나, 콘크리트는 건조수축, 온도 변화 등에 의해서도 균열이 발생되며, 이러한 구조물의 균열부위 및 표면에서 콘크리트의 열화 및 중성화가 촉진됨과 동시에 구조물의 콘크리트 부분에서 열화현상이 복합적으로 발생되어 구조물의 표면이 박리, 박락의 현상을 보이는 문제가 있으므로 철근 콘크리트 구조물의 결함을 보수하거나 보강하여야 하고, 이에 사용되는 몰타르는 기존의 구조물 표면이나 단면 등에 보충하여 타설하였을 때 기존의 콘크리트 구조물과 일체로 결합하여 인장강도 및 압축강도가 동일하게 결합할 수 있어야 하는데, 상기 종래의 선행문헌들의 보수모르타르들은 초기 복구 및 보수시공시에는 부착강도가 발현되나, 콘크리트 구조물 강력한 접착이 이루어지지 않아 시간이 경과할 수록 열화되거나 인장강도가 미흡하여 균열이 발생하여 다시 보수공사를 해야 하는 문제점이 있었다.
뿐만 아니라, 상기 종래기술들은 콘크리트의 구조체의 조직이 치밀하지 못하여 내산성, 중성화저항성에는 한계가 있었을 뿐만 아니라, 미생물 또는 곰팡이에 대한 항균성 또는 항곰팡이성 뿐만 아니라 항바이러스성에는 매우 취약한 문제점이 있섰다.
이를 해결하기 위하여, 한국공개특허 10-2020-0016104(공개일자 2020년02월14일)에는 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법으로서, 상기 공법은, (a) 콘크리트 구조물의 알칼리성 회복 및 방청을 위하여 보수 보강이 필요한 콘크리트 구조물의 표면에 표면처리재를 도포하는 표면처리 단계; (b) 상기 표면처리재 위에, 포틀랜드 시멘트 35~45 중량부, 알루미나 시멘트 5~10 중량부, 포졸란 파우더 5~10중량부, 실리카샌드 50~55 중량부, 재유화형 분말수지 2~5 중량부, 증점 안정제 메틸셀룰로오스 0.1~0.3중량부, 폴리카본산계분말 유동화제 0.2~0.5 중량부, 및 아라미드섬유 0.1~0.5 중량부를 포함하는 보수모르타르재를 사용하여 단면복구 미장을 실시하는 단계; 및 (c) 상기 단면복구 미장의 표면에 표면보호재를 도포하는 단계를 포함하며, 상기 표면처리재로는 에폭시수지 20~60 중량%, 변성에폭시수지 10~40 중량%, 및 용제 7~70 중량%를 포함하는 주제 50~80 중량부; 및 폴리아미드수지 5~40 중량%, 변성아민수지 1~30 중량%, 및 용제 30~70 중량%를 포함하는 경화제 20~50 중량부를 혼합한 2액형 표면처리재가 사용되며, 상기 표면보호재는 2액형 표면보호재를 포함하며, 상기 2액형 표면보호재는, R-OH 관능기를 함유한 세라믹 수지 45~55 중량%, 착색안료 산화지당(TiO2) 20~30 중량%, 은나노 0.5~1 중량%, 난연안료 삼산화안티모니(Sb2O3) 5~15 중량% 및 용제 15~25 중량%를 포함하는 주제 60~75 중량부; 및 R-NCO 관능기를 함유한 무황변 우레탄수지 50~65중량% 및 용제 35~50 중량%를 포함하는 경화제 15~25 중량부를 포함하며, 상기 R은 탄소수 10~20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기인, 아라미드섬유 혼입 폴리머모르타르와 은나노를 적용한 항균 및 기능성 표면보호재를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법이 공지된 바 있다.
그러나, 상기 항균 및 기능성 표면보호재를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법의 경우에는 항균제로서 TiO2, 은나노를 표면보호재에 혼합 사용할 뿐, 상기 표면보호재가 열화되는 경우는 항균효과도 소멸되는 문제가 있을 뿐만 아니라, 상기 표면보호재는 2액형 수지 및 용제를 사용하여야 하는 번거로운 문제점이 있었다.
[특허문헌 001] 한국공개특허 10-2015-0101708(공개일자 2015년09월04일) [특허문헌 002] 한국등록특허 10-1566965(등록일자 2015년11월02일) [특허문헌 003] 한국등록특허 10-1590951(등록일자 2016년01월27일) [특허문헌 004] 한국등록특허 10-1801616(등록일자 2017년11월21일) [특허문헌 005] 한국등록특허 10-2232277(등록일자 2021년03월19일) [특허문헌 006] 한국공개특허 10-2021-0070467(공개일자 2021년06월15일) [특허문헌 007] 한국공개특허 10-2020-0016104(공개일자 2020년02월14일)
본 발명은 상기 종래 문제점을 해결하고자 한 것으로, 시멘트, 고로슬래그분말, 니켈슬래그분말, 급냉제강환원슬래그분말 또는 플라이애시분말로부터 선택되는 1종 이상의 무기결합재와; 규사, 순환골재 또는 부순골재로부터 선택되는 1종 이상의 잔골재; 및 물을 포함하며, 돌로마이트분말, 포졸란분말 및 제올라이트분말을 1:0.5:0.5중량비로 혼합한 항균분말이 코팅된 직경 500~1,000㎛, 길이 1~5mm의 보강섬유와; 철 생산 과정 중에 발생되는 철의 순도를 높이기 위해 전기로 또는 전로용 제강 플럭스(flux)로 사용되는 생석회(CaO) 성분을 50-60중량% 포함하는 배제슬래그분말;을 보강재로 포함하여 상기 보강섬유에 의한 모르타르 조성물의 인장강도, 건조수축, 균열저항성 및 항균성을 보강하고, 상기 배제슬래그분말에 의한 모르타르 조성물의 급결성 및 압축강도를 보강할 수 있는 항균 섬유보강재를 포함하는 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 보수 시공공법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위하여, 시멘트, 고로슬래그분말, 니켈슬래그분말, 급냉제강환원슬래그분말 또는 플라이애시분말로부터 선택되는 1종 이상의 무기결합재와; 규사, 순환골재 또는 부순골재로부터 선택되는 1종 이상의 잔골재; 및 물을 포함하며, 돌로마이트분말, 포졸란분말 및 제올라이트분말을 1:0.5:0.5중량비로 혼합한 항균분말이 코팅된 직경 500~1,000㎛, 길이 1~5mm의 보강섬유와; 철 생산 과정 중에 발생되는 철의 순도를 높이기 위해 전기로 또는 전로용 제강 플럭스(flux)로 사용되는 생석회(CaO) 성분을 50-60중량% 포함하는 배제슬래그분말;을 보강재로 포함하여 상기 보강섬유에 의한 모르타르 조성물의 인장강도, 건조수축, 균열저항성 및 항균성을 보강하고, 상기 배제슬래그분말에 의한 모르타르 조성물의 급결성 및 압축강도를 보강할 수 있는 항균 섬유보강재를 포함하는 모르타르 조성물을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 항균 섬유보강재를 포함하는 모르타르 조성물은 콘크리트와의 접착강도 및 자체 휨강도를 보강하기 위한 VAE 재유화형 분말수지 바인더를 포함하는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 보강섬유는 강섬유, 탄소섬유, 유리섬유, 나일론섬유, 폴리프로필렌섬유, PVA섬유, 셀룰로오스섬유, PET섬유 및 이들의 혼합 섬유로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 보강섬유는 상기 돌로마이트분말, 포졸란분말 및 제올라이트분말을 1:0.5:0.5중량비로 혼합한 항균분말을 메틸메타크릴레이트(MMA) 모노머 용액에 분산시키고 이를 보강섬유에 분사하여 코팅된 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 항균분말은 항균보강제로서 염화제이구리분말(CuCl2) 및 황화구리분말(CuS)이 1:1중량비로 혼합된 구리분말이 전체 항균분말중 10중량% 첨가되는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 보강섬유는 표면에 메틸메타크릴레이트(MMA) 모노머 용액을 분사시킨 후, 그 위에 상기 돌로마이트분말, 포졸란분말 및 제올라이트분말을 1:0.5:0.5중량비로 혼합한 항균분말을 분사하여 코팅된 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 메틸메타크릴레이트(MMA) 모노머 용액에는 항균보강제로서, 그래핀 슬러리 또는 은나노용액을 균질 첨가시킨 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 배제슬래그분말은 생석회(CaO) 성분을 50중량% 미만 함유하는 래들슬래그분말에 생석회(CaO) 성분을 첨가하여 생석회(CaO) 성분을 50-60중량% 포함하는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
또한, 본 발명은 콘크리트 구조물의 단면복구 대상부위를 브레이커로 파쇄 및 치핑하고, 레이턴스 및 이물질을 그라인더, 샌드블라스터, 고압수세척기, 워터젯으로부터 선택되는 방법으로 제거하여 전처리하는 단계와; 상기 항균 섬유보강재를 포함하는 모르타르 조성물을 상기 전처리된 단면복구 대상부위에 미장 또는 숏크리트방식으로 충전 시공 및 양생하는 단계;를 포함하는 콘크리트 단면 복구 시공 공법을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 전처리하는 단계 후에는 상기 항균 섬유보강재를 포함하는 모르타르 조성물의 콘크리트 단면에 대한 접착강도를 강화하기 위하여 아크릴수지, 에틸렌비닐아세테이트, 메틸메타크릴레이트 또는 실리콘수지로 이루어진 군에서 선택되는 프라이머를 도포하는 단계를 더 포함하는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
본 발명의 항균 섬유보강재를 포함하는 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 보수 시공공법은, 시멘트, 고로슬래그분말, 니켈슬래그분말, 급냉제강환원슬래그분말 또는 플라이애시분말로부터 선택되는 1종 이상의 무기결합재와; 규사, 순환골재 또는 부순골재로부터 선택되는 1종 이상의 잔골재; 및 물을 포함하며, 돌로마이트분말, 포졸란분말 및 제올라이트분말을 1:0.5:0.5중량비로 혼합한 항균분말이 코팅된 직경 500~1,000㎛, 길이 1~5mm의 보강섬유와; 제강사에서 철 생산 과정 중에 발생되는 철의 순도를 높이기 위해 전로용 플럭스 또는 2차 정련용 플럭스로 사용되는 생석회(CaO) 성분이 50-60중량%인 배제슬래그분말;을 보강재로 포함하여 상기 보강섬유에 의한 모르타르 조성물의 인장강도, 건조수축, 균열저항성 및 항균성을 보강하고, 상기 배제슬래그분말에 의한 모르타르 조성물의 급결성 및 압축강도를 보강할 수 있는 우수한 효과가 있다.
이하에서는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명의 항균 섬유보강재를 포함하는 모르타르 조성물은, 시멘트, 고로슬래그분말, 니켈슬래그분말, 급냉제강환원슬래그분말 또는 플라이애시분말로부터 선택되는 1종 이상의 무기결합재와; 규사, 순환골재 또는 부순골재로부터 선택되는 1종 이상의 잔골재; 및 물을 포함하며, 돌로마이트분말, 포졸란분말 및 제올라이트분말을 1:0.5:0.5중량비로 혼합한 항균분말이 코팅된 직경 500~1,000㎛, 길이 1~5mm의 보강섬유와; 철 생산 과정 중에 발생되는 철의 순도를 높이기 위해 전기로 또는 전로용 제강 플럭스(flux)로 사용되는 생석회(CaO) 성분을 50-60중량% 포함하는 배제슬래그분말;을 보강재로 포함하여 상기 보강섬유에 의한 모르타르 조성물의 인장강도, 건조수축, 균열저항성 및 항균성을 보강하고, 상기 배제슬래그분말에 의한 모르타르 조성물의 급결성 및 압축강도를 보강할 수 있도록 구성된다.
본 발명에서, 상기 무기결합재는 시멘트, 고로슬래그분말, 니켈슬래그분말, 급냉제강환원슬래그분말 또는 플라이애시분말로부터 선택되는 1종 이상 사용할 수 있다.
여기서, 상기 고로슬래그분말은, 잠재수경성을 가지고 있으며, 그 자체로 경화하는 성질은 미약하지만, 시멘트와 혼합할 경우 수산화칼슘이나 황산염의 작용에 의해 경화가 촉진되고 시멘트만으로는 얻을 수 없는 우수한 콘크리트의 특성을 얻을 수 있다.
즉, 상기 고로슬래그분말의 전체 성분 중 약 30중량%가 이산화규소로 구성되며, 시멘트와 비교하여 산화칼슘의 함유량이 상대적으로 적고, 이산화규소 및 산화알루미늄이 각각 약 10중량% 정도 더 함유됨에 따라, 상기 고로래그분말이 시멘트와 혼합 경화시 치밀한 조직으로 경화된다.
또한, 상기 니켈슬래그분말은 니켈 제련과정에서 발생하는 산업부산물인 니켈슬래그를 분쇄한 것으로 상기 니켈 슬래그 분말은 MgO 성분이 30-35중량% 함유되어 있어 이 성분은 열과 산에 대한 안정성을 가지므로 상기 니켈슬래그분말을 포함하는 모르타르는 내열 및 내산성이 우수하게 된다.
또한, 상기 급냉제강환원슬래그분말은 모르타르의 속경성을 나타내고 콘크리트 공극 충진 및 초기강도 발현을 위하여 혼합 사용한다.
즉, 상기 급냉제강환원슬래그분말은 용융환원 슬래그에 고압, 고속가스를 분사, 비산시켜 급냉하여 분쇄한 것으로, 속경성 수화물인 Mayenite(C12A7, 12CaO·7Al2O3 또는 C11A7·CaF2, 11CaO·7Al2O3·CaF2)이 다량 함유되어 있는 CA계 미분말이며, C12A7은 물과 반응할 경우 급결이 일어나는 광물이므로 초속경성 효과가 있고, 시멘트의 주요 구성 화합물이면서 수경성에 크게 기여하는 β-C2S(Belite, β-2CaO·SiO2) 및 마그네시아(MgO,Periclase)가 다량 함유되어 있으므로 본 발명에서는 모르타르의 속경화 및 공극충진에 의한 초기강도 발현을 위하여 혼합 사용한다.
또한, 상기 플라이애시분말은 석탄의 연소시 잔류되는 불연성분으로 일반적으로 화력발전소 등에서 사용되는 석탄재로부터 추출되며, 이때 석탄재는 플라이애시(fly ash)와 바텀애시(bottom ash)로 구분되는데, 특히, 상기 플라이애시는 석탄이나 중유를 보일러 연료로 사용하는 화력발전소에서 연료의 연소과정에서 발생되는 회분을 굴뚝에서 전기 집진기로 포집한 연소재로서, 구상 입자 크기는 시멘트와 같은 정도이며 이산화규소 및 산화알루미늄이 주성분이고 산화철이 함유된다.
이때, 상기 플라이애시분말은 시멘트와 혼합 경화시 포졸란 반응에 의하여 콘크리트 공극 충진 및 장기강도 발현을 위하여 혼합 사용하는데, 상기 포졸란 반응은 포졸란 물질에서 용출된 이산화규소 및 산화알루미늄과 같은 가용성분이 시멘트 구성 화합물(C3S, C2S 등)에 수화시 생성된 수산화칼슘(Ca(OH)2)과 서서히 반응하여 불용성 칼슘실리케이트 수화물(CS-H gel) 이나 칼슘알루미네이트 수화물(C-A-H gel)을 형성하여 그 조직을 더욱 치밀하게 만들면서 장기 강도를 발현하게 된다.
또한, 상기 잔골재는 규사, 순환골재 또는 부순골재로부터 선택되는 1종 이상의 잔골재로서 특별히 제한되지는 않으나, 바람직하게는 0.3~1mm 입자크기이다. 상기 잔골재는 수분함량이 3% 이하인 것이 바람직하다.
선택적으로, 상기 항균 섬유보강재를 포함하는 모르타르 조성물 은 콘크리트와의 접착강도 및 자체 휨강도를 보강하기 위한 VAE 재유화형 분말수지 바인더를 포함할 수 있다.
즉, 상기 VAE 재유화형 분말수지 바인더는 모르타르 조성물의 콘크리트와의 접착강도 및 자체 휨강도를 강화시키기 위한 것으로, 무기결합재 및 잔골재 사이에 바인더 역할를 해주어 접착력 증가, 내마모성 향상, 크랙 및 박리현상 방지, 휨강도를 강화시켜 준다.
한편, 상기 보강섬유는 모르타르 조성물의 인장강도, 건조수축, 균열저항성을 위한 것으로, 강섬유, 탄소섬유, 유리섬유, 나일론섬유, 폴리프로필렌섬유, PVA섬유, 셀룰로오스섬유, PET섬유 및 이들의 혼합 섬유로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 사용하며, 직경 500~1,000㎛, 길이 1-5mm의 섬유이다.
아울러, 상기 보강섬유는 항균성을 가지도록 하기 위하여, 돌로마이트분말, 포졸란분말 및 제올라이트분말을 1:0.5:0.5중량비로 혼합한 항균분말로 코팅되며, 상기 코팅은 상기 항균분말을 메틸메타크릴레이트(MMA) 모노머 용액에 분산시키고 이를 보강섬유에 분사하여 코팅될 수 있고, 상기 보강섬유 표면에 메틸메타크릴레이트(MMA) 모노머 용액을 분사시킨 후, 그 위에 상기 돌로마이트분말, 포졸란분말 및 제올라이트분말을 1:0.5:0.5중량비로 혼합한 항균분말을 분사하여 코팅될 수도 있다.
선택적으로, 상기 메틸메타크릴레이트(MMA) 모노머 용액에는 항균보강제로서, 그래핀 슬러리 또는 은나노용액을 균질 첨가시킨 것도 사용할 수 있다.
여기서, 상기 돌로마이트(Dolomite) 분말은 돌로마이트를 분쇄한 미분말을 사용할 수 있는데, 상기 돌로마이트는 백운석 또는 고회석이라고도 부르며, CaMg(CO3)2의 화학성분으로 구성된다. 자연계에서는 석회암과 더불어 가장 많은 양의 탄산염암을 이룬다. 상기 돌로마이트의 결정형은 삼방정계에 해당하며, 탄산석회(CaCO3)와 탄산마그네슘(MgCO3)이 1:1로 복탄산염을 이룬다.
상기 돌로마이트분말은 1차로 10 내지 100mm의 크기로 분쇄한 후, 1000 내지 1400℃의 온도에서 1 내지 2시간 동안 가열 소성하여 미세 기공에 흡착된 오염물질을 제거한 다음, 500 내지 1000㎛의 크기로 분쇄한 분말을 사용한다.
상기 돌로마이트분말의 미세 기공에는 항균성을 나타내기 위하여 포졸란분말 및 제올라이트분말을 함침시키키는 것이 본 발명의 특징적 구성이다.
여기서, 상기 포졸란분말은, 포졸란 화성암을 분말화한 것으로 포졸란은 기원전 1억5천만년전부터 6,500만년 사이에 탄생한 백악기 시대의 화성암이며, 국내 횡성에서 채굴되는 원석이 가장 우수한 것으로, 각종 유기물과 다양한 미네랄, 게르마늄함량이 풍부하여 원적외선과 음이온방사율이 높은 것이 특징이며, 강원도 횡성군에 소재한 포조피아 포졸란 광석에 대한 대한광업진흥공사의 광물시험성분분석결과와 미국 Coastal Bioanalysis Inc.에서 분석한 결과를 보면 포졸란의 게르마늄 함량는 0.43%로서 맥반석의 게르마늄 함량이 0.0015~0.008%인 것에 비하여 월등히 높은 것을 알 수 있으며, 국내 횡성산 포졸란 성분 분석표를 보면 다음과 같이, 다양한 미네랄이 함유되어 있다.
Figure 112021092585512-pat00001
특히, 포졸란에는 게르마늄, 셀레늄, 바나듐, 각종 미네랄 성분을 함유하고 있어 신이 내린 마지막 선물이다 라고 알려져 있으며, 1분에 2,000번 공명공진하는 원적외선이 방출되어 인체 모공에 기생하는 모낭충 제거는 물론 피부에 깊숙히 침투하여 혈액순환을 도와주며 각종 노폐물을 제거하여 인체에 매우 유익한 광물로 다양하게 사용되고 있다.
여기서 상기 포졸란 분말은 100 내지 500㎛의 입경을 가지고, 1000 내지 3000m2/g의 비표면적을 가지도록 분쇄될 수 있으며, 1000 내지 1200℃의 온도에서 10 내지 30분 동안 가열 소성하여 불순물과 잔류 유기물들을 제거한 후, 정제수에 세척 건조한 것을 사용한다.
또한, 상기 제올라이트분말은, 알루미늄 산화물과 규산 산화물의 결합으로 생겨난 음이온을 알칼리 금속 및 알카리 토금속이 결합되어 있는 광물을 총칭하는 말이다. 즉 결정질 알루미늄 규산염광물을 의미한다. 주로 알칼리 금속 또는 알칼리토류 금속을 함유하는 함수 알루미늄 규산염 광물의 일종으로(Si, Al)O4의 사면체가 입체망상으로 결합하고 있는 구조로 중앙부에 큰 틈이 존재하는 것이 특징이다. 틈의 직경이 0.6mm를 넘는 것도 있다. 일반식은 (WmZnO2)n·nH2O이다. (W는 Na, Ca, Ba, Sr이고, Z＝Si＋Al이다.) 조성은 장석류 또는 준장석류와 유사하지만, 장석은 석영 SiO2, 다이아몬드형 사면체구조가 무한으로 연결한 삼차원 망상구조 중의 Si의 일부가 Al에 의해서 치환된 것인 반면, 제올라이트는 이 망상구조가 올바른 규칙이 깨어져 골격에 빈틈이 있다. 이 빈틈에 의해 분자체 기능을 가지면서 동시에 제올라이트는 다량의 물을 흡착할 수가 있다.
특히, 제올라이트는 구조상의 특징에 따라 다음과 같은 몇 가지 특성이 있는데, 그 결정구조 내에 있는 양이온의 작용에 의해 불포화 탄화수소나 극성물질을 선택적으로 강하게 흡착하는 성질을 가진다.
또한, 제올라이트는 분자체 효과를 갖는다. 제올라이트는 일정한 크기의 세공경(細孔經)을 갖고 있기 때문에 이것보다 작은 분자를 선택적으로 통과시켜 흡착한다. 이 분자체 효과를 이용하여, n-paraffin과 isoparaffin의 분리나 ortho, meta, para 이성질체를 분리 할 수 있다.
또한, 제올라이트는 이온교환성을 갖는다. 제올라이트는 결정구조 내에 교환가능한 양이온을 함유하고 있기 때문에 용이하게 다른 양이온과 자유롭게 교환된다. 이 성질을 이용하여 유해물질의 제거, 유용성분의 농축, 회수를 할 수 있다. 최근 제올라이트를 구성하고 있는 양이온의 일부를 음이온으로 치환한 것이 항균성을 갖기 때문에 식품의 품질유지제 내지 선도유지제로서 활용되기도 한다.
아울러, 상기 항균분말은 항균보강제로서 염화제이구리분말(CuCl2) 및 황화구리분말(CuS)이 1:1중량비로 혼합된 구리분말이 전체 항균분말중 10중량% 첨가될 수 있다.
이때, 상기 염화제이구리분말(CuCl2)은 이가(二價) 구리의 염화물로서 누런빛을 띤 갈색 분말로 강력한 항균, 항곰팡이성, 항바이러스성을 나타내고, 상기 황화구리(CuS)는 물성 자체에 구리성분으로 인한 항균효과를 가져서 수퍼 박테리아 등 유해 미생물 제거, 살균 등 효과와 Anti Fouling 효과를 나타내며, Copper Nano Powder(CNP, CuS 98% 이상)를 Master Batch 또는 Powder 형태로 제조되는 것으로, 본 발명에서, 상기 염화제이구리분말(CuCl2) 및 황화구리분말(CuS)이 1:1중량비로 혼합된 무기항균제분말을 사용하면 항균성, 항곰팡이성이 향상되는 우수한 효과가 있게 된다.
한편, 상기 배제슬래그분말은 본 발명에서 급결성을 나타내는 보강재로서, 생석회(CaO) 성분을 50중량% 미만 함유하는 래들슬래그분말에 생석회(CaO) 성분을 첨가하여 생석회(CaO) 성분을 50-60중량% 포함하는 것을 사용하는 것이 특징이다.
아울러, 본 발명의 항균 섬유보강재를 포함하는 모르타르 조성물은, 콘크리트 구조물의 단면복구 대상부위를 브레이커로 파쇄 및 치핑하고, 레이턴스 및 이물질을 그라인더, 샌드블라스터, 고압수세척기, 워터젯으로부터 선택되는 방법으로 제거하여 전처리하는 단계와; 상기 항균 섬유보강재를 포함하는 모르타르 조성물을 상기 전처리된 단면복구 대상부위에 미장 또는 숏크리트방식으로 충전 시공 및 양생하는 단계;를 포함하는 시공공법으로 시공될 수 있다.
선택적으로, 상기 전처리하는 단계 후에는 상기 항균 섬유보강재를 포함하는 모르타르 조성물의 콘크리트 단면에 대한 접착강도를 강화하기 위하여 아크릴수지, 에틸렌비닐아세테이트, 메틸메타크릴레이트 또는 실리콘수지로 이루어진 군에서 선택되는 프라이머를 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다.
[본 발명의 항균 섬유보강재를 포함하는 모르타르 조성물의 제조]
시멘트 40kg, 고로슬래그분말 7kg, 급냉제강환원슬래그분말 5kg, 규사 60kg, VAE 재유화형 분말수지 바인더 10kg, 항균보강섬유 7kg, 배제슬래그분말(POSCO) 5kg 및 물을 포함하여 물/결합재비 40%의 모르타르 조성물을 제조하였다.
[본 발명의 항균 섬유보강재를 포함하는 모르타르 조성물의 제조]
시멘트 35kg, 고로슬래그분말 10kg, 니켈슬래그분말 7kg, 규사 60kg, 항균보강섬유 7kg, 배제슬래그분말(POSCO) 5kg 및 물을 포함하여 물/결합재비 40%의 모르타르 조성물을 제조하였다.
[비교예 1]
상기 [실시예 1]에서 항균보강섬유를 사용하지 않은 것을 제외하고는 나머지 조성은 [실시예 1]과 동일하게 사용하여 제조하였다.
[비교예 2]
상기 [실시예 1]에서 배제슬래그를 사용하지 않은 것을 제외하고는 나머지 조성은 [실시예 2]와 동일하게 사용하여 제조하였다.
[모르타르 성능평가]
상기 [실시예 1] 내지 [실시예 4]에서 제조된 모르타르 조성물을 이용하여 KS F 4042 콘크리트 구조물 단면복구 모르타르 시험방법에 준하여 시험을 실시하고 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다.
시험항목 품질기준 실시예 1 실시예 2 실시예 3
(비교예 1)		 실시예 4
(비교예 2)
휨 강도(N/㎟) 6.0 이상 10.2 8.8 8.9 9.4
압축강도(N/㎟) 20.1 이상 46.6 45.4 40.4 38.8
부착강도(N/㎟) 1.0 이상 2.2 1.8 1.7 1.9
상기 [표 1]에 나타난 바와 같이, 본 발명의 모르타르 조성물은 모든 시험항목에서 품질기준을 만족하는 값을 나타내고 있으며, 특히, 항균보강섬유와 배제슬래그분말을 사용하지 않은 비교예와 대비할 때, 각각 휨강도와 압축강도가 높게 나타나는 것을 알 수 있다.
[항균력 비교시험]
항균보강섬유를 사용한 [실시예 1]과 항균보강섬유를 사용하지 않은 [실시예 3]의 항균력을 비교시험하고 그 결과를 [표 2]에 나타내었다. 시험 방법은 KCL-FIR-1003 : 2011에 의해 진행하고, 곰팡이균의 초기 농도의 24시간 후 감소율을 측정하였다.
[실시예 1] [실시예 3]
초기농도 24시간 후 농도 초기농도 24시간 후 농도
곰팡이균 4.0 x 105 〈10 4.0 x 105 4.0 x 105
상기 [표 2]에 나타난 바와 같이, 본 발명의 항균보강섬유를 사용한 모르타르는 항균보강섬유를 사용하지 않은 모르타르에 비하여 매우 우수한 항균력을 보이고 있어 미생물 또는 곰팡이 번식이 억제됨을 알 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 시멘트, 고로슬래그분말, 니켈슬래그분말, 급냉제강환원슬래그분말 또는 플라이애시분말로부터 선택되는 1종 이상의 무기결합재와; 규사, 순환골재 또는 부순골재로부터 선택되는 1종 이상의 잔골재; 및 물을 포함하며, 돌로마이트분말, 포졸란분말 및 제올라이트분말을 1:0.5:0.5중량비로 혼합한 항균분말이 코팅된 직경 500~1,000㎛, 길이 1~5mm의 보강섬유와; 철 생산 과정 중에 발생되는 철의 순도를 높이기 위해 전기로 또는 전로용 제강 플럭스(flux)로 사용되는 생석회(CaO) 성분을 50-60중량% 포함하는 배제슬래그분말과; 콘크리트와의 접착강도 및 자체 휨강도를 보강하기 위한 VAE 재유화형 분말수지 바인더;를 보강재로 포함하고,
    상기 항균분말은 10 내지 100mm의 입경크기로 분쇄하고, 1000 내지 1400℃의 온도에서 1 내지 2시간 동안 가열 소성하여 미세 기공에 흡착된 오염물질을 제거한 후, 500 내지 1000㎛의 입경크기로 분쇄한 돌로마이트분말에, 1000 내지 1200℃의 온도에서 10 내지 30분 동안 가열 소성하여 불순물과 잔류 유기물들을 제거한 후, 정제수에 세척 건조하고, 1000 내지 3000m2/g의 비표면적을 가지도록 100 내지 500㎛의 입경크기로 분쇄한 포졸란분말 및 제올라이트분말을 상기 중량비로 혼합한 것이며,
    상기 보강섬유는 상기 항균분말을 메틸메타크릴레이트(MMA) 모노머 용액에 분산시키고 이를 보강섬유에 분사하여 코팅되거나, 또는 상기 보강섬유 표면에 메틸메타크릴레이트(MMA) 모노머 용액을 분사시킨 후, 그 위에 상기 항균분말을 분사하여 코팅되어, 상기 보강섬유에 의한 모르타르 조성물의 인장강도, 건조수축, 균열저항성 및 항균성을 보강하고, 상기 배제슬래그분말에 의한 모르타르 조성물의 급결성 및 압축강도를 보강할 수 있는 것을 특징으로 하는 항균 섬유보강재를 포함하는 모르타르 조성물
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보강섬유는 강섬유, 탄소섬유, 유리섬유, 나일론섬유, 폴리프로필렌섬유, PVA섬유, 셀룰로오스섬유, PET섬유 및 이들의 혼합 섬유로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 항균 섬유보강재를 포함하는 모르타르 조성물
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 항균분말은 항균보강제로서 염화제이구리분말(CuCl2) 및 황화구리분말(CuS)이 1:1중량비로 혼합된 구리분말이 전체 항균분말중 10중량% 첨가되는 것을 특징으로 하는 항균 섬유보강재를 포함하는 모르타르 조성물
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 메틸메타크릴레이트(MMA) 모노머 용액에는 항균보강제로서, 그래핀 슬러리 또는 은나노용액을 균질 첨가시킨 것을 특징으로 하는 항균 섬유보강재를 포함하는 모르타르 조성물
  8. 삭제
  9. 콘크리트 구조물의 단면복구 대상부위를 브레이커로 파쇄 및 치핑하고, 레이턴스 및 이물질을 그라인더, 샌드블라스터, 고압수세척기, 워터젯으로부터 선택되는 방법으로 제거하여 전처리하는 단계와; 제1항, 제3항, 제5항, 제7항 중 어느 한 항에 따른 항균 섬유보강재를 포함하는 모르타르 조성물을 상기 전처리된 단면복구 대상부위에 미장 또는 숏크리트방식으로 충전 시공 및 양생하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 단면 복구 시공 공법
  10. 제9항에 있어서,
    상기 전처리하는 단계 후에는 상기 항균 섬유보강재를 포함하는 모르타르 조성물의 콘크리트 단면에 대한 접착강도를 강화하기 위하여 아크릴수지, 에틸렌비닐아세테이트, 메틸메타크릴레이트 또는 실리콘수지로 이루어진 군에서 선택되는 프라이머를 도포하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 단면 복구 시공 공법
KR1020210105884A 2021-08-11 2021-08-11 항균 섬유보강재를 포함하는 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 보수 시공공법 KR102369069B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210105884A KR102369069B1 (ko) 2021-08-11 2021-08-11 항균 섬유보강재를 포함하는 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 보수 시공공법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210105884A KR102369069B1 (ko) 2021-08-11 2021-08-11 항균 섬유보강재를 포함하는 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 보수 시공공법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102369069B1 true KR102369069B1 (ko) 2022-03-03

Family

ID=80818675

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210105884A KR102369069B1 (ko) 2021-08-11 2021-08-11 항균 섬유보강재를 포함하는 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 보수 시공공법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102369069B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115368082A (zh) * 2022-09-15 2022-11-22 杭州三中新型建材科技有限公司 一种再生骨料混凝土及其制备方法
KR102581339B1 (ko) * 2023-04-18 2023-10-05 이장준 메틸메타크릴레이드(mma)수지계 교면방수조성물 및 이를 이용한 교면방수공법

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09501904A (ja) * 1993-08-26 1997-02-25 シンセティック・インダストリーズ・インコーポレイテッド 抗菌性、強化ファイバーを含有する強化コンクリート
KR20100077340A (ko) * 2008-12-29 2010-07-08 주식회사 포스코 배재슬래그를 이용한 시멘트 혼화재 및 시멘트 조성물의 제조방법과 이로부터 제조된 시멘트 혼화재
KR20130010575A (ko) * 2011-07-19 2013-01-29 안영화 에너지 절감 및 건강기능을 위한 건축용 판재 조성물, 그의 제조방법 및 이에 따라 제조된 판재
KR20150101708A (ko) 2014-02-27 2015-09-04 (재)한국재난안전기술원 중성화된 철근 콘크리트 구조물의 알카리 환원제 코팅용 조성물
KR101566965B1 (ko) 2015-06-29 2015-11-13 주식회사 아이브릿지코퍼레이션 제강 슬래그를 이용한 콘크리트 구조물의 보수용 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법
KR101590951B1 (ko) 2015-09-01 2016-02-02 수암이엔씨 주식회사 철근 콘크리트 구조물의 단면 복구용 모르타르 조성물 및 이를 이용한 철근 콘크리트 구조물의 단면 복구방법
KR101801616B1 (ko) 2017-03-22 2017-11-27 주식회사 윤창이엔씨 콘크리트 구조물 단면복구용 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법
KR102029168B1 (ko) * 2018-07-03 2019-10-07 하진건설(주) 콘크리트 구조물 중성화방지용 보수몰탈 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 중성화방지 보수공법
KR20200016104A (ko) 2018-08-06 2020-02-14 지엘기술주식회사 아라미드섬유 혼입 폴리머모르타르와 은나노를 적용한 항균 및 기능성 표면보호재를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법
KR102106467B1 (ko) * 2019-12-11 2020-05-08 주식회사 호은건설 폐석분 분말을 사용한 친환경 콘크리트 단면 복구 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 단면 복구 시공 공법
KR102232277B1 (ko) 2019-07-23 2021-03-25 (주)우진이엔씨 초속경 고강도 무기계 폴리머 몰타르 조성물 및 이를 활용한 콘크리트 보강보수 공법
KR102249829B1 (ko) * 2021-02-24 2021-05-10 (주)동양후로아 친환경 아크릴계 항균 및 불연 고강도 내구성 도막형 바닥재 조성물 및 이를 이용한 친환경 항균 및 불연 도막형 바닥재 시공공법
KR20210070467A (ko) 2019-12-04 2021-06-15 한국철도기술연구원 내화성, 내구성 및 작업성이 우수한 보수용 경량 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 공법

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09501904A (ja) * 1993-08-26 1997-02-25 シンセティック・インダストリーズ・インコーポレイテッド 抗菌性、強化ファイバーを含有する強化コンクリート
KR20100077340A (ko) * 2008-12-29 2010-07-08 주식회사 포스코 배재슬래그를 이용한 시멘트 혼화재 및 시멘트 조성물의 제조방법과 이로부터 제조된 시멘트 혼화재
KR20130010575A (ko) * 2011-07-19 2013-01-29 안영화 에너지 절감 및 건강기능을 위한 건축용 판재 조성물, 그의 제조방법 및 이에 따라 제조된 판재
KR20150101708A (ko) 2014-02-27 2015-09-04 (재)한국재난안전기술원 중성화된 철근 콘크리트 구조물의 알카리 환원제 코팅용 조성물
KR101566965B1 (ko) 2015-06-29 2015-11-13 주식회사 아이브릿지코퍼레이션 제강 슬래그를 이용한 콘크리트 구조물의 보수용 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법
KR101590951B1 (ko) 2015-09-01 2016-02-02 수암이엔씨 주식회사 철근 콘크리트 구조물의 단면 복구용 모르타르 조성물 및 이를 이용한 철근 콘크리트 구조물의 단면 복구방법
KR101801616B1 (ko) 2017-03-22 2017-11-27 주식회사 윤창이엔씨 콘크리트 구조물 단면복구용 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법
KR102029168B1 (ko) * 2018-07-03 2019-10-07 하진건설(주) 콘크리트 구조물 중성화방지용 보수몰탈 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 중성화방지 보수공법
KR20200016104A (ko) 2018-08-06 2020-02-14 지엘기술주식회사 아라미드섬유 혼입 폴리머모르타르와 은나노를 적용한 항균 및 기능성 표면보호재를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법
KR102232277B1 (ko) 2019-07-23 2021-03-25 (주)우진이엔씨 초속경 고강도 무기계 폴리머 몰타르 조성물 및 이를 활용한 콘크리트 보강보수 공법
KR20210070467A (ko) 2019-12-04 2021-06-15 한국철도기술연구원 내화성, 내구성 및 작업성이 우수한 보수용 경량 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 공법
KR102106467B1 (ko) * 2019-12-11 2020-05-08 주식회사 호은건설 폐석분 분말을 사용한 친환경 콘크리트 단면 복구 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 단면 복구 시공 공법
KR102249829B1 (ko) * 2021-02-24 2021-05-10 (주)동양후로아 친환경 아크릴계 항균 및 불연 고강도 내구성 도막형 바닥재 조성물 및 이를 이용한 친환경 항균 및 불연 도막형 바닥재 시공공법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115368082A (zh) * 2022-09-15 2022-11-22 杭州三中新型建材科技有限公司 一种再生骨料混凝土及其制备方法
CN115368082B (zh) * 2022-09-15 2023-06-30 杭州三中新型建材科技有限公司 一种再生骨料混凝土及其制备方法
KR102581339B1 (ko) * 2023-04-18 2023-10-05 이장준 메틸메타크릴레이드(mma)수지계 교면방수조성물 및 이를 이용한 교면방수공법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101811641B1 (ko) 콘크리트구조물 단면복구제와 이를 이용한 콘크리트구조물 표면보수 및 단면복구공법
Rashad Phosphogypsum as a construction material
KR101512962B1 (ko) 단면 복구용 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면 복구공법
KR102369069B1 (ko) 항균 섬유보강재를 포함하는 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 보수 시공공법
KR101887463B1 (ko) 콘크리트 구조물에 있어서의 누수를 동반하는 균열용 보수 재료 및 그 보수 재료를 이용한 그 균열의 보수 방법
CN105060792B (zh) 一种低掺量钢纤维改性粉末混凝土
KR101632170B1 (ko) 수지모르타르를 이용한 콘크리트구조물 표면보수 및 단면복구 공법
JP2011057520A (ja) セメント混和材及びその製造方法、並びに該混和材を含むセメント組成物、モルタル及びコンクリート
KR101675325B1 (ko) 콘크리트구조물 단면복구제를 이용한 콘크리트구조물 표면보수 및 단면복구공법
KR101455628B1 (ko) 콘크리트 구조물 보수 보강용 속경 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법
KR101567851B1 (ko) Kr파우더가 혼입된 친환경 폴리머 모르터르 및 이를 이용한 콘크리트 단면보수 보강방법
KR101931158B1 (ko) 인산계 세라믹 조성물 모르타르와 이를 이용한 콘크리트 구조물 단면보수 및 표면보호 시공방법
KR102283131B1 (ko) 콘크리트의 균열 및 단면 복구와 표면처리용 친환경 몰탈 및 이를 이용한 친환경 보수 보강공법
KR102232477B1 (ko) 습윤면 시공성이 우수한 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면보수공법
KR102353112B1 (ko) 폐인조대리석 열분해물과 보강섬유를 포함하는 콘크리트 보수 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 단면 복구 시공공법
KR101436780B1 (ko) 내구성 및 부착 강도가 우수한 수중 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물 및 이를 이용한 수중 콘크리트 구조물의 보수 보강 방법
KR102363726B1 (ko) 황산염저항성과 항균성을 갖는 콘크리트 단면복구 모르타르 및 이를 이용한 콘크리트 단면복구 시공공법
KR102183269B1 (ko) 일라이트를 이용한 보차도용 블록
JP6931842B2 (ja) セメント混和材、セメント混和材の製造方法、セメント組成物およびセメント組成物の製造方法
KR101415539B1 (ko) 내구성 및 접착 강도가 우수한 수중 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물 및 이를 이용한 수중 콘크리트 구조물의 보수 보강 방법
KR101774509B1 (ko) 콘크리트 구조물 보수용 균열제어형 모르타르 조성물과 이를 이용한 콘크리트 구조물의 고내구성 보수방법
KR101755639B1 (ko) 화강석 석판재용 차열성 코팅조성물 및 코팅방법
KR101364149B1 (ko) 도로 및 공항포장 부분단면 보수용 알칼리 활성 모르타르 조성물
JP4942949B2 (ja) セメント組成物
JP4963190B2 (ja) 水硬性材料およびそれを用いた補修方法

Legal Events

Date Code Title Description
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
N231 Notification of change of applicant
GRNT Written decision to grant