KR102392363B1 - 에폭시 개질 초속경 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 및 도로포장의 단면 보수보강 방법 - Google Patents

에폭시 개질 초속경 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 및 도로포장의 단면 보수보강 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102392363B1
KR102392363B1 KR1020210175312A KR20210175312A KR102392363B1 KR 102392363 B1 KR102392363 B1 KR 102392363B1 KR 1020210175312 A KR1020210175312 A KR 1020210175312A KR 20210175312 A KR20210175312 A KR 20210175312A KR 102392363 B1 KR102392363 B1 KR 102392363B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
epoxy
water
cement mortar
cement
mortar composition
Prior art date
Application number
KR1020210175312A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102392363B9 (ko
Inventor
박성기
김승락
정동수
Original Assignee
(주)콘텍이엔지
(주)에스씨엠금영
주식회사 지엠알이엔씨
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 (주)콘텍이엔지, (주)에스씨엠금영, 주식회사 지엠알이엔씨 filed Critical (주)콘텍이엔지
Priority to KR1020210175312A priority Critical patent/KR102392363B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102392363B1 publication Critical patent/KR102392363B1/ko
Publication of KR102392363B9 publication Critical patent/KR102392363B9/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
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24—Macromolecular compounds
    • C04B24/28—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B24/281—Polyepoxides
    • 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
    • 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
    • C04B28/08—Slag cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/20—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the epoxy compounds used
    • C08G59/22—Di-epoxy compounds
    • C08G59/24—Di-epoxy compounds carbocyclic
    • C08G59/245—Di-epoxy compounds carbocyclic aromatic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/40—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
    • C08G59/50—Amines
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C23/00—Auxiliary devices or arrangements for constructing, repairing, reconditioning, or taking-up road or like surfaces
    • E01C23/06—Devices or arrangements for working the finished surface; Devices for repairing or reconditioning the surface of damaged paving; Recycling in place or on the road
    • E01C23/12—Devices or arrangements for working the finished surface; Devices for repairing or reconditioning the surface of damaged paving; Recycling in place or on the road for taking-up, tearing-up, or full-depth breaking-up paving, e.g. sett extractor
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C7/00—Coherent pavings made in situ
    • E01C7/08—Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders
    • E01C7/10—Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders of road-metal and cement or like binders
    • E01C7/14—Concrete paving
    • E01C7/147—Repairing concrete pavings, e.g. joining cracked road sections by dowels, applying a new concrete covering
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C7/00—Coherent pavings made in situ
    • E01C7/08—Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders
    • E01C7/35—Toppings or surface dressings; Methods of mixing, impregnating, or spreading them
    • 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
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/0075—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for road construction
    • 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
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/72—Repairing or restoring existing buildings or building materials

Abstract

본 발명은 수용성 에폭시, 초속경 시멘트, 골재 및 물을 포함하는 에폭시 개질 초속경 시멘트 모르타르 조성물로서, 상기 수용성 에폭시가, 분자 중에 2개 이상의 에폭시기를 함유하는 에폭시 주제와 수성 폴리아민 부가성 에폭시 경화제를 1:2 내지 1:4의 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 에폭시 개질 초속경 시멘트 콘크리트 조성물과, 이를 이용한 콘크리트 구조물 및 도로포장의 단면 보수보강 방법을 제공한다.

Description

에폭시 개질 초속경 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 및 도로포장의 단면 보수보강 방법{EPOXY MODIFIED RAPID SET CEMENT MORTAR COMPOSITE AND METHOD FOR REPAING CONCRETE STRUCTURES USING THE SAME}
본 발명은 에폭시 개질 초속경 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 및 도로포장의 단면 보수보강 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 콘크리트 교량 상판이나 콘크리트 도로를 비롯한 각종 콘크리트 구조물이 파손될 경우에 이를 보수하기 위하여 사용되는 에폭시 개질 초속경 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 및 도로포장의 단면 보수보강 방법에 관한 것이다.
시멘트와 같은 무기 결합재는 수경성 특징을 가지므로, 모르타르나 콘크리트에 무기 결합재를 사용할 경우, 수화 반응에 의한 물의 소실 및 경화 중 발생하는 증발로 인해 수축이 발생하게 되며, 이 과정에서 불가피하게 수축으로 인한 균열이 발생하게 된다. 이에 더하여 무기 결합재의 재료 특성으로 인한 마모와 수분 침투로 인한 열화 발생은 무기 결합재의 단점으로 작용하고 있다. 또한, 조기 경화를 위해 속경성 재료를 적용하는 경우에는 높은 수화열로 인하여 내부에 미세 균열이 발생하며, 이는 향후 사용 수명을 단축시키는 요인으로 작용하고 있다.
이와 같이 무기 결합재를 사용한 모르타르의 단점을 개선할 목적으로 폴리머 모르타르가 적용되고 있으나, 폴리머 모르타르의 경우, 사용되는 폴리머의 종류에 따라 그 특성이 현저히 상이하게 나타난다는 단점이 있다. 게다가 폴리머 모르타르는 적용현장의 온도, 수분 등 환경요인에 민감하고, 외부 노출 시 자외선에 의한 길이 변화 및 열화 발생이 심하여 일반 콘크리트 부재와의 탈락 발생이 쉽고, 미끄럼 저항성 확보를 위한 별도의 조치가 이루어져야 하는 단점을 갖고 있다.
이러한 시멘트 모르타르 및 콘크리트의 단점을 극복하고, 폴리머 모르타르의 장점을 부여하기 위하여 폴리머 개질 시멘트 모르타르 및 콘크리트가 개발되었다(특허문헌 1 및 2 참조). 폴리머 개질 모르타르 및 콘크리트는 시멘트 모르타르 및 콘크리트의 성질을 폴리머로 개질함으로써 내구성이나 장기 공용성능을 증가시킨다.
그러나 폴리머 개질 시멘트 모르타르 및 콘크리트는 적용 가능한 개질제의 종류가 제한적일 뿐만 아니라, 개질 효과 또한 장기 공용성능의 발휘 측면에서는 우수한 특성을 발휘하는 반면, 초기 경화시의 수축이나 이로 인한 균열 발생의 문제점은 여전히 존재하고 있는 실정이다. 특히, 바탕면과의 부착으로 인한 일체화 거동 특성을 완벽히 발휘시키기 위하여 개질제의 개선 및 개발이 요구되고 있다.
한편 폴리머 개질 시멘트 모르타르 및 콘크리트는 교량 슬래브 보호 측면에서는 만족스러운 공용성능을 보여왔지만, 폴리머 개질 시멘트 모르타르가 갖는 근본적인 문제점인 건조수축 균열과 지속적인 차량 주행으로 인한 마모는 폴리머 개질 모르타르가 가지고 있는 근본적인 문제로서 공용중 지속적으로 발생하고 있다. 또한 다양한 형태의 균열은 사용 중 유해물질의 침투 경로를 제공하고 이로 인해 교량 슬래브의 손상을 가속화시킬 우려가 있으며, 마모 저항성의 저하는 우천 시 운전자의 안전을 위협하는 요소로 작용한다.
한국 등록특허공보 제0618297호 한국 등록특허공보 제1051097호
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 여러 목적 중 하나는, 무기 결합재로 인한 수축 발생이 없고, 이로 인한 균열 발생이 없는 에폭시 개질 초속경 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 및 도로포장의 단면 보수보강 방법을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 여러 목적 중 하나는, 조기 강도가 발현될 수 있고, 염화물 이온 침투에 대하여 충분한 침투 저항성을 확보할 수 있는 에폭시 개질 초속경 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 및 도로포장의 단면 보수보강 방법을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 여러 목적 중 하나는 교면 포장시 추가적인 열화 진행을 방지할 수 있는 에폭시 개질 초속경 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 및 도로포장의 단면 보수보강 방법을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 여러 목적 중 하나는 마모 저항성이 높고, 낮은 탄성 계수 확보를 통해 바탕면에 대한 응력 발생이 저감되며, 자외선 노출에 따른 변형이나 균열 발생이 적은 에폭시 개질 초속경 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 및 도로포장의 단면 보수보강 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 수용성 에폭시, 초속경 시멘트, 골재 및 물을 포함하는 에폭시 개질 초속경 시멘트 콘크리트 조성물에 있어서, 상기 수용성 에폭시는, 분자 중에 2개 이상의 에폭시기를 함유하는 에폭시 주제와 수성 폴리아민 부가성 에폭시 경화제를 1:2 내지 1:4의 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 에폭시 개질 초속경 시멘트 모르타르 조성물을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 에폭시 주제는, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 또는 이들의 혼합 수지일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 모르타르 조성물은 중량%로, 수용성 에폭시 수지 2.5∼8.5%, 초속경 시멘트 25∼45%, 잔골재 35∼65%, 및 물 6.0∼13.0%를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 모르타르 조성물은 탄산칼슘, 고로 슬래그 및 실리카 흄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 무기 결합재를 더 포함하고, 상기 무기 결합재 및 상기 초속경 시멘트의 평균 분말도는 5,500cm2/g 이상일 수 있다.
본 발명은 또한, 콘크리트 구조물의 바탕면의 열화 부위 및 열화 정도를 확인하는 단계, 상기 바탕면의 열화 부위를 치핑하여 제거하는 단계, 상기 열화 부위가 제거된 콘크리트 구조물의 바탕면에 상기 모르타르 조성물을 타설하는 단계, 및 상기 타설된 모르타르 조성물의 표면에 타이닝 또는 그라인딩을 실시한 후, 청소 및 양생하는 단계를 포함하는 콘크리트 구조물 및 도로포장의 단면 보수보강 방법을 제공한다.
본 발명의 콘크리트 구조물 및 도로포장의 단면 보수보강 방법은, 상기 모르타르 조성물을 타설하기 전에, 상기 열화 부위가 제거된 콘크리트 구조물에 수용성 에폭시로 전처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 모르타르 조성물은, 무기 결합재의 사용으로 인해 발생하는 문제점을 획기적으로 개선하고, 유기 결합재가 가지고 있는 단점을 보완함으로써, 수축 발생이 없고, 이로 인한 균열 발생이 없는 모르타르 및 콘크리트를 제조할 수 있는 이점이 있다.
본 발명에 따른 모르타르 조성물은, 조기 강도가 발현될 수 있고, 염화물 이온 침투에 대하여 충분한 침투 저항성을 확보할 수 있어, 도로 구조물의 사용 수명을 증진시킬 수 있다.
본 발명에 따른 모르타르 조성물은, 교면 포장시에 추가적인 열화 진행을 방지할 수 있고, 자체의 탄성 확보를 통해 포장이 재파괴되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 모르타르 조성물은 마모 저항성이 높고, 탄성 계수가 낮아 바탕면에 대한 응력 발생을 저감할 수 있으며, 자외선 노출에 따른 변형과 균열의 발생을 저감할 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 구조물 및 도로포장의 단면 보수보강 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술 분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.
명세서 전체에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하의 설명에서 콘크리트 구조물은 단순히 콘크리트로 기재하기도 하나, 의미상 콘크리트라는 용어는 콘크리트 구조물 또는 모르타르 구조물을 지칭한다. 이러한 콘크리트 구조물 또는 모르타르 구조물은 일반적인 수로, 수로 터널, 하수 구조물, 지하 구조물, 지수 구조물, 도로 및 고속도로뿐만 아니라, 차량이 통행하는 시설 구조물(중앙 분리벽, 날개벽, 측구 콘크리트), 옹벽 구조물, 콘크리트 슬래브, 해양 구조물, 교량 슬래브 등을 포함하는 콘크리트 또는 모르타르로 이루어진 모든 구조물을 의미한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 일 측면인 에폭시 개질 초속경 시멘트 모르타르 조성물에 대하여 상세히 설명한다.
무기 결합재(초속경 시멘트)
본 발명의 에폭시 개질 초속경 시멘트 모르타르 조성물은 무기 결합재로서 초속경 시멘트를 포함하며, 이에 따라 종래의 콘크리트 조성물 대비 무기 결합재의 함량을 대폭 낮출 수 있다. 그 결과 본 발명의 에폭시 개질 초속경 시멘트 모르타르 조성물은 콘크리트의 수화 반응시에 발생하는 수화열을 크게 낮출 수 있고, 무기 결합재로 인한 수축의 발생과 그로 인한 균열의 발생을 획기적으로 줄일 수 있다.
일 예에 따르면, 본 발명의 에폭시 개질 초속경 시멘트 모르타르 조성물은 시멘트, 탄산칼슘, 고로 슬래그 및 실리카 흄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 무기 결합재를 더 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 무기 결합재의 평균 분말도는 5,500cm2/g 이상일 수 있다. 무기 결합재의 평균 분말도가 상기의 범위를 만족하는 경우 반응성이 개선되어 조기 강도 발현의 특성을 유효하게 확보할 수 있다.
유기 결합재(수용성 에폭시)
본 발명의 모르타르 조성물은 유기 결합재로서 수용성 에폭시를 포함한다.
에폭시는 반응에 의한 부착 성능이 매우 우수하지만, 통상 열경화성을 가지므로 수분과의 접촉시 경화 반응이 지연되며, 이에 따라 수경성 결합재인 무기 결합재와의 복합 사용이 어렵다고 알려져 있었다. 그러나 본 발명자들은 유기 결합재로서 에폭시 수지를 적용함에 있어서, 특정한 에폭시 주제 및 경화제를 채택하여 물과의 혼용을 가능케 하는 경우, 무기 결합재의 수화 반응에 따른 수분 손실이 도리어 유기 결합재의 경화 반응의 촉진 효과를 가져오며, 이에 따라 수축 발생이 저감되고, 균열 발생이 방지되는 것을 알아내었다.
에폭시 주제는 분자 중에 2개 이상의 에폭시기를 함유하며, 구체적으로 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 또는 이들의 혼합 수지일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
비스페놀 A형 에폭시 수지는 비스페놀 A(bisphenol A)형 수지와 에피클로로하이드린(epichlorohydrin)의 축합 반응에 의해 얻어지는 디글리시딜 에테르(diglycidyl ether)형 에폭시 수지로서, 이러한 비스페놀 A형 에폭시 수지의 에폭시 당량은 180~200g/eq인 것이 바람직하고, 184~190g/eq인 것이 보다 바람직하다. 또한, 비스페놀 A형 에폭시 수지의 25℃에서의 점도는 11,000~15,000cps인 것이 바람직하고, 11,500~13,500cps인 것이 보다 바람직하다. 예를 들어, YD-128(국도화학) 등이 사용될 수 있다.
비스페놀 F형 에폭시 수지는 비스페놀 F(bisphenol F)형 수지와 에피클로로하이드린(epichlorohydrin)의 축합 반응에 의해 얻어지는 디글리시딜 에테르(diglycidyl ether)형 에폭시 수지로서, 이러한 비스페놀 F형 에폭시 수지의 에폭시 당량은 150~200g/eq인 것이 바람직하고, 160~180g/eq인 것이 보다 바람직하다. 또한, 비스페놀 F형 에폭시 수지의 25℃에서의 점도는 1,500~6,000cps인 것이 바람직하고, 2,000~5,000cps인 것이 보다 바람직하다. 예를 들어, YDF-170(국도화학) 등이 사용될 수 있다.
비스페놀 F형 에폭시 수지는 비스페놀 F(bisphenol F)형 수지와 에피클로로하이드린(epichlorohydrin)의 축합 반응에 의해 얻어지는 디글리시딜 에테르(diglycidyl ether)형 에폭시 수지로서, 이러한 비스페놀 F형 에폭시 수지의 에폭시 당량은 150~200g/eq인 것이 바람직하고, 160~180g/eq인 것이 보다 바람직하다. 또한, 비스페놀 F형 에폭시 수지의 25℃에서의 점도는 1,500~6,000cps인 것이 바람직하고, 2,000~5,000cps인 것이 보다 바람직하다. 예를 들어, YDF-170(국도화학) 등이 사용될 수 있다.
에폭시 경화제는 에폭시 주제를 물과 혼용 가능하게 하며, 물의 존재 하에서도 반응이 나빠지지 않는 수성 폴리아민 부가성 에폭시 경화제이다. 본 발명의 조성물에서 에폭시 주제는 그 입자가 에멀전 상으로 분산되고, 여기에 에폭시 경화제가 쉽게 분착하여 에폭시 수지와 아민 간의 거리가 충분히 확보된 후 에폭시가 재응집하므로 우수한 접착력 등 에폭시 수지의 특성이 그대로 유지될 수 있다. 이러한 수성 폴리아민 부가성 에폭시 경화제로는 예를 들어 상업적으로 구입 가능한 Anquamine 401(에어 프로덕트), Anquamine 701(에어프로덕트), Anquamine 208(에어프로덕트) 등이 사용될 수 있다.
본 발명에서 에폭시 주제와 에폭시 경화제는 1:2 내지 1:4의 중량비로 포함되며, 바람직하게는 1:2.5 내지 1:3.5의 중량비로 포함된다. 에폭시 주제와 에폭시 경화제가 상기 중량비로 포함되는 경우, 물과 접촉한 상태에서도 낮은 점도와 분산성을 유지하며, 안정적인 경화 반응이 가능함과 동시에, 무기계 결합재의 수화(경화) 반응에 미치는 영향을 최소화할 수 있어, 경화물의 물성(가사시간, 물리적 성능 등)을 안정적으로 확보할 수 있다.
잔부
무기 결합재 및 유기 결합재 이외의 잔부는 골재 및 물이며, 골재로는 입경이 0.42~0.85mm인 잔골재(또는 규사)가 사용될 수 있다.
본 발명에서는 모르타르 조성물에 포함되는 각 성분의 조성 범위에 대해서는 특별히 한정하지 않으나, 예를 들어, 중량%로, 방향족계 에폭시 수지 2.5∼8.5%, 초속경 시멘트 25∼45%, 잔골재 35∼65% 및 물 6.0∼13.0%를 포함할 수 있고, 바람직하게는 중량%로, 방향족계 에폭시 수지 2.9∼8.3%, 초속경 시멘트 29∼42%, 잔골재 41∼60%, 및 물 6.5∼13.0%를 포함할 수 있다.
이하 본 발명의 다른 일 측면인 콘크리트 구조물 및 도로포장의 단면 보수보강 방법에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 구조물 및 도로포장의 단면 보수보강 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
열화 부위 및 열화 정도 확인 단계(S100)
확인 단계(S100)는 콘크리트 구조물의 바탕면의 상태 조사를 통해 열화 부위 및 열화 정도를 확인하고, 덧씌우기 또는 재포장 실시를 위한 두께를 확인하며, 시공 두께를 확인하는 단계이다.
열화 제거 단계(S200)
제거 단계(S200)는 콘크리트 구조물의 열화 부위를 그라인더, 평삭기, 숏블라스터, 핸드 워터젯 등으로 치핑하여 제거하고, 흡입 장치를 이용하여 바탕면을 정리하는 단계이다.
전처리 단계(S250)
전처리 단계(S250)는 열화 부위가 제거된 콘크리트 구조물의 바탕면에 모르타르 조성물을 타설하기 전, 바탕면의 균열 발생 상태 및 열화 상태를 판단하여, 균열의 보강 및 열화부의 보강 방안의 진행 여부를 판단하고, 그 판단 결과에 따라 전술한 수용성 에폭시, 또는 전술한 수용성 에폭시와 초속경 시멘트를 포함하는 수용성 에폭시 페이스트를 이용한 전처리의 진행 여부를 결정하는 단계이다. 본 단계는 필수적인 단계가 아니며, 생략이 가능하다.
타설 단계(S300)
타설 단계(S300)는 열화 부위가 제거된 콘크리트 구조물의 바탕면에 전술한 모르타르 조성물을 타설하는 단계이다.
타이닝/그라인딩 및 양생 단계(S400)
양생 단계(S400)는 타설된 모르타르 조성물의 표면에 미끄럼 저항성을 확보하기 위해 타이닝 또는 그라인딩을 실시한 후, 강도를 발현시키기 위해 양생하는 단계이다.
실시예
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 하기하는 실시예는 본 발명을 예시하여 구체화하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 제한하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의하여 결정되는 것이기 때문이다.
하기 표 1의 배합비로 초속경 시멘트(분말도: 6,000cm2/g), 잔골재(입경 0.42~0.85mm), 물을 혼합기에 넣어 충분히 혼합하고, 여기에 에폭시 수지 또는 SB(스티렌 60∼70중량%, 부타디엔 30∼40중량%) 라텍스를 투입한 후 다시 혼합하여 에폭시 개질 초속경 시멘트 모르타르 조성물(실시예 1~6) 및 폴리머개질 초속경 시멘트 모르타르 조성물(비교예 1,2)을 제조하였다. 실시예 1 내지 6에서 수용성 에폭시는 에폭시 주제와 에폭시 경화제를 1:3의 중량비로 혼합한 것이며, 하기 표 1에 기재된 수용성 에폭시의 첨가량은 에폭시 주제와 에폭시 경화제의 첨가량을 합산한 것이다.
구분 성분 (kg/m3)
수용성 에폭시 초속경
시멘트		 잔골재 SB라텍스 물
실시예1 84 843 843 - 253
실시예2 163 819 819 - 192
실시예3 72 721 1,082 - 216
실시예4 140 703 1,055 - 165
실시예5 63 630 1,244 - 189
실시예6 123 615 1,230 - 144
비교예1 - 843 843 180 255
비교예2 - 630 1,244 135 189
이후, 실시예 1∼6 및 비교예 1∼2에서 제조된 모르타르 조성물에 대해서 플로우, 가사시간, 압축강도, 부착강도, 염분침투저항성, 열적합성을 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
여기서 가사시간은 콘크리트의 믹싱 후에 경화되어 굳기까지의 시간, 즉 콘크리트 조성물이 유동성을 가지며 성형성을 유지할 수 있는 작업 시간을 의미한다. 일반적으로 가사시간은 KS F2436(관입저항침에 의한 콘크리트의 응결시간 시험방법)에 준하여 콘크리트의 응결시간을 측정하여 판단하나, 에폭시 수지는 무기계 재료에 비해 경화 진행 속도가 매우 빠르기 때문에, 본 발명에서는 에폭시 주제 및 경화제의 혼합 직후 굳기까지의 시간을 측정하는 ASTM C 881 시험방법을 이용하여 가사시간을 확인하였다.
한편 열적합성은 일정한 온도 변화에 반복적으로 노출시켰을 때, 콘크리트의 변형, 박리 등이 발생하는지 여부를 평가한 것으로, 하부 콘크리트 모재를 제작한 후, 상기 모재의 상면에 에폭시(폴리머) 개질 초속경 시멘트 콘크리트를 타설하여 시편을 제작하고, 이를 실온(23±1℃) 및 냉동고(-21±1℃)에서 24시간 주기로 총 5 회 반복 노출시켜 모재와 에폭시(폴리머) 개질 초속경 시멘트 콘크리트의 계면에서 변형, 박리, 균열 및 계면 탈락 유무를 육안으로 확인하였다. 확인 결과, 변형, 박리, 균열 및 계면 탈락이 발생하지 않은 경우 "합격"으로 평가하고, 변형, 박리, 균열 또는 계면 탈락이 발생한 경우 "불합격"으로 평가하였다.
시험항목 플로우 (mm) 가사시간 (mins) 압축강도(MPa) 부착강도 (MPa) 염분침투저항성 (coulomb) 열적합성
3시간 1일
시험방법 KS F 2402 ASTM C 881 KS F 2405 KS F 2405 KS F 2762 KS F 2711 ASTM C 884
실시예 1 210 35 31.4 36.6 2.15 342 이상없음
실시예 2 225 40 33.5 38.4 2.21 256 이상없음
실시예 3 230 40 31.8 37.1 1.95 243 이상없음
실시예 4 230 35 29.8 35.4 2.16 198 이상없음
실시예 5 250 40 30.6 36.5 2.04 249 이상없음
실시예 6 225 40 31.3 36.8 1.96 318 이상없음
비교예 1 195 25 28.4 35.4 1.58 455 이상없음
비교예 2 185 30 29.6 33.2 1.67 523 이상없음
표 2를 참고하면, 실시예 1 내지 6에 따른 에폭시 개질 초속경 시멘트 모르타르 조성물은 가사시간이 35분 이상으로 작업성이 우수하고, 3시간 압축강도가 29MPa 이상, 1일 압축강도 35MPa이상으로 조기 강도가 발현될 뿐만 아니라, 1.9MPa 이상의 우수한 부착강도와, 350coulomb 이하의 우수한 염분침투저항성을 나타내는 것을 확인할 수 있다.

Claims (6)

  1. 중량%로, 수용성 에폭시 수지 2.5∼8.5%, 초속경 시멘트 25∼45%, 잔골재 35∼65%, 및 물 6.0∼13.0%를 포함하는 에폭시 개질 초속경 시멘트 모르타르 조성물로서,
    상기 수용성 에폭시가, 분자 중에 2개 이상의 에폭시기를 함유하는 에폭시 주제와 수성 폴리아민 부가성 에폭시 경화제를 1:2 내지 1:4의 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 에폭시 개질 초속경 시멘트 모르타르 조성물.
  2. 중량%로, 수용성 에폭시 수지 2.9∼8.3%, 초속경 시멘트 29∼42%, 잔골재 41∼60%, 및 물 6.5∼13.0%를 포함하는 에폭시 개질 초속경 시멘트 모르타르 조성물로서,
    상기 수용성 에폭시가, 분자 중에 2개 이상의 에폭시기를 함유하는 에폭시 주제와 수성 폴리아민 부가성 에폭시 경화제를 1:2.5 내지 1:3.5의 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 에폭시 개질 초속경 시멘트 모르타르 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 에폭시 주제는, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 또는 이들의 혼합 수지인 에폭시 개질 초속경 시멘트 모르타르 조성물.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    시멘트, 탄산칼슘, 고로 슬래그 및 실리카 흄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 무기 결합재를 더 포함하고, 상기 무기 결합재 및 상기 초속경 시멘트의 평균 분말도는 5,500cm2/g 이상인 에폭시 개질 초속경 시멘트 모르타르 조성물.
  5. 콘크리트 구조물의 바탕면의 열화 부위 및 열화 정도를 확인하는 단계;
    상기 바탕면의 열화 부위를 치핑하여 제거하는 단계;
    상기 열화 부위가 제거된 콘크리트 구조물의 바탕면에 제1항 또는 제2항에 기재된 에폭시 개질 초속경 시멘트 모르타르 조성물을 타설하는 단계; 및
    상기 타설된 에폭시 개질 초속경 시멘트 모르타르 조성물을 포함하는 콘크리트의 표면에 타이닝 또는 그라인딩을 실시한 후, 청소 및 양생하는 단계;
    를 포함하는 콘크리트 구조물 및 도로포장의 단면 보수보강 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 모르타르 조성물을 타설하기 전에, 상기 열화 부위가 제거된 콘크리트 구조물에 수용성 에폭시 또는 수용성 에폭시와 초속경 시멘트를 포함한 수용성 에폭시 페이스트로 전처리하는 단계를 더 포함하는 콘크리트 구조물 및 도로포장의 단면 보수보강 방법.

KR1020210175312A 2021-12-09 2021-12-09 에폭시 개질 초속경 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 및 도로포장의 단면 보수보강 방법 KR102392363B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210175312A KR102392363B1 (ko) 2021-12-09 2021-12-09 에폭시 개질 초속경 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 및 도로포장의 단면 보수보강 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210175312A KR102392363B1 (ko) 2021-12-09 2021-12-09 에폭시 개질 초속경 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 및 도로포장의 단면 보수보강 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR102392363B1 true KR102392363B1 (ko) 2022-05-03
KR102392363B9 KR102392363B9 (ko) 2023-03-23

Family

ID=81591147

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210175312A KR102392363B1 (ko) 2021-12-09 2021-12-09 에폭시 개질 초속경 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 및 도로포장의 단면 보수보강 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102392363B1 (ko)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0977547A (ja) * 1995-09-13 1997-03-25 Asahi Chem Ind Co Ltd モルタル組成物
KR20040063508A (ko) * 2003-01-08 2004-07-14 이영우 통기성이 개선된 콘크리트 박막 보수 및 보강용 에폭시모르타르 조성물
KR100618297B1 (ko) 2005-03-14 2006-08-31 주식회사 전양건설 초속경 폴리머 개질 콘크리트 조성물
KR101051097B1 (ko) 2011-04-05 2011-07-21 (주)삼우아이엠씨 슬래그를 이용한 고성능 콘크리트 조성물
KR101708357B1 (ko) * 2016-05-04 2017-02-20 주식회사 현대씨앤엠 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로포장 유지보수공법
KR102114449B1 (ko) * 2019-09-16 2020-05-22 (주)지블리안 콘크리트 또는 모르타르의 방수보강방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0977547A (ja) * 1995-09-13 1997-03-25 Asahi Chem Ind Co Ltd モルタル組成物
KR20040063508A (ko) * 2003-01-08 2004-07-14 이영우 통기성이 개선된 콘크리트 박막 보수 및 보강용 에폭시모르타르 조성물
KR100618297B1 (ko) 2005-03-14 2006-08-31 주식회사 전양건설 초속경 폴리머 개질 콘크리트 조성물
KR101051097B1 (ko) 2011-04-05 2011-07-21 (주)삼우아이엠씨 슬래그를 이용한 고성능 콘크리트 조성물
KR101708357B1 (ko) * 2016-05-04 2017-02-20 주식회사 현대씨앤엠 고기능성 초속경 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로포장 유지보수공법
KR102114449B1 (ko) * 2019-09-16 2020-05-22 (주)지블리안 콘크리트 또는 모르타르의 방수보강방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR102392363B9 (ko) 2023-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pang et al. Study on the effect of waterborne epoxy resins on the performance and microstructure of cement paste
Jin et al. Effects of curing temperature and hardener type on the mechanical properties of bisphenol F-type epoxy resin concrete
CN109574548B (zh) 一种低温快速养护坑槽修补材料及其制备方法
KR101133782B1 (ko) 고분자 융합 신소재와 탄소 나노튜브 단면 보수재를 이용한 콘크리트 구조물의 내구성 증대를 위한 표면 처리 공법과 그 콘크리트 구조물
KR102068714B1 (ko) 내중성화 속경성 보수보강 모르타르 및 콘크리트 구조물의 보수보강 시공법
JP2007537966A (ja) セメントモルタル組成物及びコンクリート組成物
KR101804867B1 (ko) 에폭시 수지를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이의 시공방법
CN106186968B (zh) 一种钢筋混凝土结构物锈蚀损伤部位修补用界面剂
JP2005082416A (ja) ポリマーセメント組成物、ポリマーセメントグラウトモルタル、及びそれを用いた補修材
KR101790990B1 (ko) 탄성 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 시공방법
JP4516550B2 (ja) コンクリート水路補修工法
KR100706636B1 (ko) 교면 포장용 초속경 에폭시수지 콘크리트
KR101767139B1 (ko) 콘크리트 구조물의 보수 및 보강재 조성물 및 콘크리트 구조물의 보수 및 보강 공법
KR102435289B1 (ko) 친환경 무기계 코팅제 조성물 및 이를 이용한 콘크리트의 보수방법
Liu et al. Experimental study on a novel modified magnesium phosphate cement mortar used for rapid repair of portland cement concrete pavement in seasonally frozen areas
CN112930329A (zh) 具低收缩率的碱活化干混修补砂浆
KR101876551B1 (ko) 콘크리트 보수 공법
JPH09263467A (ja) 水処理施設のコンクリート構造物用防食上塗り組成物
KR102218825B1 (ko) 작업성이 우수하고 응결속도가 개선되며 내구성 및 물리적 특성이 우수한 비산먼지 저감형 보수보강용 모르타르 조성물 및 이를 이용한 구조물 보수 보강 공법
KR102392363B1 (ko) 에폭시 개질 초속경 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 및 도로포장의 단면 보수보강 방법
US20020198291A1 (en) High performance elastomer-containing concrete material
KR100536471B1 (ko) 통기성이 개선된 콘크리트 박막 보수 및 보강용 에폭시모르타르 조성물
KR102390756B1 (ko) 초속경 도로보수 보강제 및 그 제조방법 및 이를 이용한 시공방법
KR102403945B1 (ko) 에폭시 개질 초속경 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 및 도로포장의 단면 보수보강 방법
JP4265730B2 (ja) セメント・エポキシ樹脂組成物

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Re-publication after modification of scope of protection [patent]