KR102403945B1 - Epoxy modified rapid set cement concrete composite and method for reparing and reinforcing concrete structures and road pavement using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 에폭시 개질 초속경 시멘트 콘크리트 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 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 및 도로포장의 단면 보수보강 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an epoxy-modified super-velocity cement concrete composition and a cross-section repair and reinforcement method of a concrete structure and a road pavement using the same, and more particularly, in case of damage to various concrete structures including a concrete bridge top plate or a concrete road, in order to repair it It relates to an epoxy-modified super-velocity cement concrete composition used, and a method for reinforcing the cross-section of concrete structures and road pavements using the same.
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.Since inorganic binders such as cement have hydraulic properties, when inorganic binders are used for mortar or concrete, shrinkage occurs due to loss of water due to hydration reaction and evaporation during hardening. cracks will occur. In addition, wear and tear due to material properties of the inorganic binder and deterioration due to moisture penetration act as disadvantages of the inorganic binder. In addition, when a fast-hardening material is applied for early curing, microcracks occur inside due to high heat of hydration, which is a factor that shortens the service life in the future.
이와 같이 무기 결합재를 사용한 모르타르나 콘크리트의 단점을 개선할 목적으로 폴리머 콘크리트가 적용되고 있으나, 폴리머 콘크리트의 경우, 사용되는 폴리머의 종류에 따라 그 특성이 현저히 상이하게 나타난다는 단점이 있다. 게다가 폴리머 콘크리트는 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.As such, polymer concrete is applied to improve the disadvantages of mortar or concrete using inorganic binders. However, in the case of polymer concrete, there is a disadvantage in that the properties are significantly different depending on the type of polymer used. In addition, polymer concrete is sensitive to environmental factors such as temperature and moisture at the application site, and when exposed to the outside, length changes and deterioration due to ultraviolet rays are severe, so it is easy to fall off from general concrete members. Separate measures must be taken to secure slip resistance. has the disadvantage of
이러한 시멘트 모르타르 및 콘크리트의 단점을 극복하고, 폴리머 콘크리트의 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.In order to overcome the disadvantages of these cement mortars and concrete and to impart the advantages of polymer concrete, polymer modified cement mortars and concrete have been developed (see Patent Documents 1 and 2). Polymer modified mortar and concrete improve durability or long-term service performance by modifying the properties of cement mortar and concrete with polymer.
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.However, polymer-modified cement mortar and concrete are not only limited in the types of modifiers that can be applied, but also exhibit excellent properties in terms of the reforming effect and long-term shared performance, but there are still problems of shrinkage during initial hardening or cracking due to this. is currently doing. In particular, improvement and development of modifiers are required in order to fully exhibit the integrated behavior characteristics due to adhesion to the substrate.
한편, 폴리머 개질 시멘트 모르타르 및 콘크리트는 교량 슬래브 보호 측면에서는 만족스러운 공용성능을 보여왔지만, 폴리머 개질 시멘트 콘크리트가 갖는 근본적인 문제점인 건조수축 균열과 지속적인 차량 주행으로 인한 마모는 폴리머 개질 콘크리트가 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.On the other hand, polymer-modified cement mortar and concrete have shown satisfactory performance in terms of bridge slab protection, but the fundamental problems of polymer-modified cement concrete, such as dry shrinkage cracking and continuous vehicle driving, are fundamental problems with polymer-modified concrete. As a result, it continues to occur in public. In addition, various types of cracks provide a penetration path for harmful substances during use, which may accelerate the damage of bridge slabs, and the decrease in abrasion resistance acts as a factor threatening the safety of drivers in rainy weather.
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 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 및 도로포장의 단면 보수보강 방법을 제공하는 것이다. The present invention has been devised to solve the problems of the prior art described above, and one of the several objects of the present invention is that there is no shrinkage due to the inorganic binder, and there is no crack generation due to this, and the epoxy-modified super-velocity cement concrete composition and the same It is to provide a method for reinforcing the cross-section of concrete structures and road pavements used.
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 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 및 도로포장의 단면 보수보강 방법을 제공하는 것이다. In addition, one of the several objects of the present invention is an epoxy-modified super-fast cement concrete composition that can exhibit early strength and ensure sufficient penetration resistance against chloride ion penetration, and cross-section repair and reinforcement of concrete structures and road pavements using the same to provide a way
또한 본 발명의 여러 목적 중 하나는 교면 포장시 추가적인 열화 진행을 방지할 수 있는 에폭시 개질 초속경 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 및 도로포장의 단면 보수보강 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an epoxy-modified super-fast cement concrete composition capable of preventing further deterioration during bridge pavement, and a method for reinforcing a cross-section of a concrete structure and road pavement using the same.
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 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 및 도로포장의 단면 보수보강 방법을 제공하는 것이다.In addition, one of the several objects of the present invention is an epoxy-modified super-velocity cement concrete composition with high abrasion resistance, reduced stress on the base surface by securing a low elastic modulus, and less deformation or cracking due to UV exposure, and a composition using the same It is to provide a method for reinforcing the section of concrete structures and road pavements.
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 콘크리트 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an epoxy-modified cementitious cement composition containing a water-soluble epoxy, cement per second, aggregate and water, wherein the water-soluble epoxy comprises an epoxy base containing two or more epoxy groups in a molecule and a water-based It provides an epoxy-modified super-fast cement concrete composition comprising a polyamine-additive epoxy curing agent in a weight ratio of 1:2 to 1:4.
본 발명에 있어서, 상기 에폭시 주제는, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 또는 이들의 혼합 수지일 수 있다. In the present invention, the epoxy main agent may be a bisphenol A type epoxy resin, a bisphenol F type epoxy resin, or a mixed resin thereof.
본 발명에 있어서, 상기 콘크리트 조성물은 중량%로, 수용성 에폭시 수지 1∼10%, 초속경 시멘트 10∼25%, 잔골재 30∼45%, 굵은 골재 30∼45% 및 물 1.5∼5.5%를 포함할 수 있다.In the present invention, the concrete composition may contain 1 to 10% by weight of a water-soluble epoxy resin, 10 to 25% of cement per second, 30 to 45% of fine aggregate, 30 to 45% of coarse aggregate, and 1.5 to 5.5% of water. can
본 발명에 있어서, 상기 콘크리트 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.In the present invention, the concrete composition further comprises at least one inorganic binder selected from the group consisting of calcium carbonate, blast furnace slag, and silica fume, and the average fineness of the inorganic binder and the cement at super-fast cement is 5,500 cm 2 /g may be more than
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 에폭시 개질 초속경 시멘트 콘크리트 조성물을 포함하는 콘크리트를 타설하는 단계; 및 상기 타설된 에폭시 개질 초속경 시멘트 콘크리트 조성물을 포함하는 콘크리트의 표면에 타이닝 또는 그라인딩을 실시한 후, 청소 및 양생하는 단계를 포함하는 콘크리트 구조물 및 도로포장의 단면 보수보강 방법을 제공한다.The present invention also includes the steps of confirming the deterioration portion and the degree of deterioration of the base surface of the concrete structure; chipping and removing the deteriorated portion of the base surface; pouring concrete including the epoxy-modified super-velocity cement concrete composition on the base surface of the concrete structure from which the deterioration part has been removed; And after performing tinting or grinding on the surface of the concrete containing the poured epoxy-modified super-velocity cement concrete composition, it provides a cross-sectional repair and reinforcement method of a concrete structure and road pavement comprising the step of cleaning and curing.
본 발명의 콘크리트 구조물 및 도로포장의 단면 보수보강 방법은, 상기 콘크리트 조성물을 타설하기 전에, 상기 열화 부위가 제거된 콘크리트 구조물을 상기 수용성 에폭시, 또는 상기 수용성 에폭시와 초속경 시멘트를 포함하는 수용성 에폭시 페이스트로 전처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.In the cross-section repair and reinforcement method of a concrete structure and road pavement of the present invention, before pouring the concrete composition, the concrete structure from which the deteriorated part is removed is treated with the water-soluble epoxy or the water-soluble epoxy paste containing the water-soluble epoxy and super-velocity cement It may further include the step of pre-processing.
본 발명에 따른 콘크리트 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.The concrete composition according to the present invention dramatically improves the problems caused by the use of the inorganic binder and compensates for the disadvantages of the organic binder, thereby producing mortar and concrete without shrinkage and cracking. There are advantages that can be
본 발명에 따른 콘크리트 조성물은, 조기 강도가 발현될 수 있고, 염화물 이온 침투에 대하여 충분한 침투 저항성을 확보할 수 있어, 도로 구조물의 사용 수명을 증진시킬 수 있다.The concrete composition according to the present invention may exhibit early strength and secure sufficient penetration resistance against chloride ion penetration, thereby improving the service life of road structures.
본 발명에 따른 콘크리트 조성물은, 교면 포장시에 추가적인 열화 진행을 방지할 수 있고, 자체의 탄성 확보를 통해 포장이 재파괴되는 것을 방지할 수 있다.The concrete composition according to the present invention can prevent further deterioration during bridge pavement, and can prevent the pavement from being destroyed again by securing its own elasticity.
본 발명에 따른 콘크리트 조성물은 마모 저항성이 높고, 탄성 계수가 낮아 바탕면에 대한 응력 발생을 저감할 수 있으며, 자외선 노출에 따른 변형과 균열의 발생을 저감할 수 있다.The concrete composition according to the present invention has a high abrasion resistance and a low elastic modulus, so it is possible to reduce stress on the base surface, and reduce deformation and cracks caused by UV exposure.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Various and advantageous advantages and effects of the present invention are not limited to the above, and will be more easily understood in the course of describing specific embodiments of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 구조물의 단면 보수보강 방법을 설명하기 위한 순서도이다.1 is a flowchart for explaining a cross-section repair and reinforcement method of a concrete structure according to an embodiment of the present invention.
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.Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In general, the nomenclature used herein is those well known and commonly used in the art.
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. Throughout the specification, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. Also, terms such as “comprise”, “comprising” or “have” are intended to designate the presence of an embodied feature, number, step, element, or a combination thereof, but one or more other features, number, or step. It should be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of , components, or combinations thereof.
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.In the following description, the concrete structure may be simply described as concrete, but in meaning, the term concrete refers to a concrete structure or a mortar structure. These concrete structures or mortar structures include general waterways, waterway tunnels, sewage structures, underground structures, watershed structures, roads and highways, as well as facility structures (central partition walls, wing walls, gutter concrete), retaining wall structures, and concrete slabs. , refers to all structures made of concrete or mortar, including marine structures, bridge slabs, etc.
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.Since the present invention may have various changes and may have various forms, specific embodiments will be illustrated and described in detail below. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
이하, 본 발명의 일 측면인 에폭시 개질 초속경 시멘트 콘크리트 조성물에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an epoxy-modified super-fast cement concrete composition according to an aspect of the present invention will be described in detail.
무기 weapon 결합재binder (( 초속경muzzle velocity 시멘트) cement)
본 발명의 에폭시 개질 초속경 시멘트 콘크리트 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 콘크리트 조성물은 콘크리트의 수화 반응시에 발생하는 수화열을 크게 낮출 수 있고, 무기 결합재로 인한 수축의 발생과 그로 인한 균열의 발생을 획기적으로 줄일 수 있다.The epoxy-modified cementitious superfast cement composition of the present invention includes cement per second as an inorganic binder, and thus the content of the inorganic binder can be significantly reduced compared to the conventional concrete composition. As a result, the epoxy-modified super-fast cement concrete composition of the present invention can significantly lower the heat of hydration generated during the hydration reaction of concrete, and can significantly reduce the occurrence of shrinkage due to the inorganic binder and the occurrence of cracks resulting therefrom.
일 예에 따르면, 본 발명의 에폭시 개질 초속경 시멘트 콘크리트 조성물은 시멘트, 탄산칼슘, 고로 슬래그 및 실리카 흄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 무기 결합재를 더 포함할 수 있다.According to an example, the epoxy-modified superfast cement concrete composition of the present invention may further include one or more inorganic binders selected from the group consisting of cement, calcium carbonate, blast furnace slag, and silica fume.
일 예에 따르면, 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.According to one example, the average fineness of the inorganic binder may be 5,500 cm 2 /g or more. When the average fineness of the inorganic binder satisfies the above range, the reactivity is improved to effectively secure the characteristics of early strength expression.
유기 abandonment 결합재binder (수용성 에폭시)(water soluble epoxy)
본 발명의 콘크리트 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. The concrete composition of the present invention includes a water-soluble epoxy as an organic binder. Although epoxy has excellent adhesion performance by reaction, it is known that because it has thermosetting properties, the curing reaction is delayed upon contact with moisture, and thus it is difficult to use in combination with an inorganic binder, which is a hydraulic binder. However, the present inventors have found that in applying an epoxy resin as an organic binder, when mixing with water is possible by adopting a specific epoxy base material and curing agent, moisture loss due to the hydration reaction of the inorganic binder is accelerating the curing reaction of the organic binder. It was found that the occurrence of shrinkage was reduced, and the occurrence of cracks was prevented.
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.The epoxy base material contains two or more epoxy groups in the molecule, and specifically, it may be a bisphenol A-type epoxy resin, a bisphenol F-type epoxy resin, or a mixed resin thereof, but is not necessarily limited thereto.
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.Bisphenol A type epoxy resin is a diglycidyl ether type epoxy resin obtained by a condensation reaction of bisphenol A type resin and epichlorohydrin, and the epoxy resin of such bisphenol A type epoxy resin. It is preferable that it is 180-200 g/eq, and, as for equivalent, it is more preferable that it is 184-190 g/eq. Moreover, it is preferable that it is 11,000-15,000 cps, and, as for the viscosity in 25 degreeC of a bisphenol A epoxy resin, it is more preferable that it is 11,500-13,500 cps. For example, YD-128 (Kukdo Chemical) or the like may be used.
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.Bisphenol F-type epoxy resin is a diglycidyl ether-type epoxy resin obtained by the condensation reaction of bisphenol F-type resin and epichlorohydrin, and the epoxy of such bisphenol F-type epoxy resin It is preferable that it is 150-200 g/eq, and, as for equivalent, it is more preferable that it is 160-180 g/eq. Moreover, it is preferable that it is 1,500-6,000 cps, and, as for the viscosity in 25 degreeC of a bisphenol F-type epoxy resin, it is more preferable that it is 2,000-5,000 cps. For example, YDF-170 (Kukdo Chemical) or the like may be used.
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. The epoxy curing agent is a water-based polyamine-additive epoxy curing agent that makes the epoxy base material miscible with water and does not deteriorate the reaction even in the presence of water. In the composition of the present invention, in the composition of the present invention, in the composition of the present invention, the epoxy resin particles are dispersed in an emulsion phase, and the epoxy curing agent is easily dispersed therein to ensure a sufficient distance between the epoxy resin and the amine, and then the epoxy re-agglomerates, so the properties of the epoxy resin such as excellent adhesion are intact. can be maintained As the aqueous polyamine addition epoxy curing agent, for example, commercially available Anquamine 401 (Air Product), Anquamine 701 (Air Product), Anquamine 208 (Air Product), etc. may be used.
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.In the present invention, the epoxy main agent and the epoxy curing agent are included in a weight ratio of 1:2 to 1:4, preferably 1:2.5 to 1:3.5 by weight. When the epoxy base material and the epoxy curing agent are included in the above weight ratio, it maintains low viscosity and dispersibility even in contact with water, enables a stable curing reaction, and minimizes the effect on the hydration (curing) reaction of the inorganic binder. Therefore, the physical properties (pot life, physical performance, etc.) of the cured product can be stably secured.
잔부balance
무기 결합재 및 유기 결합재 이외의 잔부는 골재 및 물이며, 골재로는 입경이 13mm 미만인 잔골재(또는 규사), 및 입경이 13∼19mm인 굵은 골재가 사용될 수 있다.The remainder other than the inorganic binder and the organic binder is aggregate and water. As the aggregate, fine aggregate (or silica sand) having a particle diameter of less than 13 mm and coarse aggregate having a particle diameter of 13 to 19 mm may be used.
본 발명에서는 콘크리트 조성물에 포함되는 각 성분의 조성 범위에 대해서는 특별히 한정하지 않으나, 예를 들어, 중량%로, 방향족계 에폭시 수지 1∼10%, 초속경 시멘트 10∼25%, 잔골재 30∼45%, 굵은 골재 30∼45% 및 물 1.5∼5.5%를 포함할 수 있고, 바람직하게는 중량%로, 방향족계 에폭시 수지 1.5∼8%, 초속경 시멘트 12∼20%, 잔골재 35∼42%, 굵은 골재 35∼43% 및 물 2∼4.5%를 포함할 수 있으며, 보다 바람직하게는 중량%로, 방향족계 에폭시 수지 2∼3%, 초속경 시멘트 15∼19%, 잔골재 37∼40%, 굵은 골재 37∼41% 및 물 2.5∼4%를 포함할 수 있다. 이 경우, 본 발명에서 목적으로 하는 효과를 효과적으로 달성할 수 있다.In the present invention, the composition range of each component included in the concrete composition is not particularly limited, but for example, 1 to 10% by weight of an aromatic epoxy resin, 10 to 25% of cement per second, and 30 to 45% of fine aggregate. , 30 to 45% of coarse aggregate and 1.5 to 5.5% of water, preferably in weight %, of aromatic epoxy resin 1.5 to 8%, super-velocity cement 12 to 20%, fine aggregate 35 to 42%, coarse It may contain 35 to 43% of aggregate and 2 to 4.5% of water, more preferably in weight %, aromatic epoxy resin 2 to 3%, ultra-fast cement 15 to 19%, fine aggregate 37 to 40%, coarse aggregate 37-41% and 2.5-4% water. In this case, the desired effect in the present invention can be effectively achieved.
이하 본 발명의 다른 일 측면인 콘크리트 구조물 및 도로포장의 단면 보수보강 방법에 대하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 구조물의 단면 보수보강 방법을 설명하기 위한 순서도이다.Hereinafter, another aspect of the present invention will be described in detail with respect to the cross-section repair and reinforcement method of the concrete structure and road pavement. 1 is a flowchart for explaining a cross-section repair and reinforcement method of a concrete structure according to an embodiment of the present invention.
열화 부위 및 열화 정도 확인 단계(S100)Deterioration site and degree of deterioration confirmation step (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.The confirmation step (S100) is a step of confirming the deterioration part and the degree of deterioration through the condition investigation of the base surface of the concrete structure, confirming the thickness for overlaying or re-paving, and confirming the construction thickness.
열화 제거 단계(S200)Deterioration removal step (S200)
제거 단계(S200)는 콘크리트 구조물의 열화 부위를 그라인더, 평삭기, 숏블라스터, 핸드 워터젯 등으로 치핑하여 제거하고, 흡입 장치를 이용하여 바탕면을 정리하는 단계이다.The removal step ( S200 ) is a step of removing the deteriorated part of the concrete structure by chipping it with a grinder, a planer, a shot blaster, a hand water jet, etc., and cleaning the base surface using a suction device.
전처리 단계(S250)Pre-processing step (S250)
전처리 단계(S250)는 열화 부위가 제거된 콘크리트 구조물의 바탕면에 콘크리트 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. In the pretreatment step (S250), before pouring the concrete composition on the base surface of the concrete structure from which the deteriorated part has been removed, the crack occurrence state and the deterioration state of the base surface are determined, and it is determined whether the reinforcement of the cracks and the reinforcement of the deteriorated part are progressed. and, according to the determination result, it is a step of determining whether to proceed with pretreatment using the water-soluble epoxy or the water-soluble epoxy paste containing the water-soluble epoxy and super-velocity cement. This step is not essential and can be omitted.
타설 단계(S300)Pouring step (S300)
타설 단계(S300)는 열화 부위가 제거된 콘크리트 구조물의 바탕면에 전술한 콘크리트 조성물을 타설하는 단계이다.The pouring step (S300) is a step of pouring the above-mentioned concrete composition on the base surface of the concrete structure from which the deteriorated portion has been removed.
타이닝tinting // 그라인딩grinding 및 양생 단계(S400) and curing step (S400)
양생 단계(S400)는 타설된 콘크리트 조성물의 표면에 미끄럼 저항성을 확보하기 위해 타이닝 또는 그라인딩을 실시한 후, 강도를 발현시키기 위해 양생하는 단계이다. The curing step (S400) is a step of curing to express strength after performing tinting or grinding in order to secure slip resistance on the surface of the poured concrete composition.
실시예Example
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.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, it is necessary to note that the following examples are only for exemplifying the present invention and not limiting the scope of the present invention. This is because the scope of the present invention is determined by the matters described in the claims and matters reasonably inferred therefrom.
하기 표 1의 배합비로 초속경 시멘트(분말도: 6,000cm2/g), 잔골재(입경 13mm 미만), 굵은 골재(입경 13∼19mm), 물을 콘크리트 혼합기에 넣어 충분히 혼합하고, 여기에 수용성 에폭시 또는 SB(스티렌 60∼70중량%, 부타디엔 30∼40중량%) 라텍스를 투입한 후 다시 혼합하여 에폭시 개질 초속경 시멘트 콘크리트 조성물(실시예 1, 2) 및 폴리머 개질 초속경 시멘트 콘크리트 조성물(비교예 1, 2)을 제조하였다. 실시예 1 및 2에서 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.In the mixing ratio of Table 1 below, super-velocity cement (powder degree: 6,000 cm 2 /g), fine aggregate (particle diameter less than 13 mm), coarse aggregate (particle diameter 13 to 19 mm), and water are sufficiently mixed in a concrete mixer, and the water-soluble epoxy Alternatively, SB (60 to 70 wt% of styrene, 30 to 40 wt% of butadiene) latex is added and mixed again to form an epoxy-modified super-fast cement concrete composition (Examples 1 and 2) and a polymer-modified super-fast cement concrete composition (Comparative Example) 1 and 2) were prepared. In Examples 1 and 2, the water-soluble epoxy is a mixture of the epoxy main agent and the epoxy curing agent in a weight ratio of 1:3, and the amount of water-soluble epoxy shown in Table 1 below is the sum of the addition amount of the epoxy main agent and the epoxy curing agent.
이후, 실시예 1∼2 및 비교예 1∼2에서 제조된 콘크리트 조성물에 대해서 슬럼프, 가사시간, 압축강도, 부착강도, 염분침투저항성, 열적합성을 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. Thereafter, slump, pot life, compressive strength, adhesion strength, salt penetration resistance, and thermal compatibility were measured for the concrete compositions prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, and the results are shown in Table 2 below. .
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.Here, the pot life refers to the time from hardening to hardening after mixing the concrete, that is, the working time for the concrete composition to have fluidity and maintain formability. In general, pot life is determined by measuring the setting time of concrete in accordance with KS F2436 (Testing method for setting time of concrete by penetration resistance needle). Pot life was confirmed using the ASTM C 881 test method, which measures the time until hardening immediately after mixing the epoxy base material and the curing agent.
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 각 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.On the other hand, thermal compatibility is an evaluation of whether concrete deformation or peeling occurs when repeatedly exposed to constant temperature changes. Prepare a specimen by pouring concrete, and expose it repeatedly at room temperature (23±1℃) and freezer (-21±1℃) for a total of 5 times with a cycle of 24 hours each. The presence or absence of deformation, peeling, cracking, and interfacial separation was visually confirmed. As a result of the confirmation, if no deformation, peeling, cracking, or interfacial detachment occurred, it was evaluated as “Pass”, and if deformation, peeling, cracking, or interfacial detachment occurred, it was evaluated as “Failed”.
(MPa)compressive strength
(MPa)
표 2를 참고하면, 본 발명에 따른 에폭시 개질 초속경 시멘트 콘크리트 조성물은 가사시간이 40분 이상으로 작업성이 우수하고, 4시간 압축강도가 25MPa 이상으로 조기 강도가 발현될 뿐만 아니라, 1.9MPa 이상의 우수한 부착강도와, 550coulomb 이하의 우수한 염분침투저항성을 나타내는 것을 확인할 수 있다.Referring to Table 2, the epoxy-modified super-fast cement concrete composition according to the present invention has excellent workability with a pot life of 40 minutes or more, and exhibits early strength with a compressive strength of 25 MPa or more for 4 hours, and 1.9 MPa or more. It can be confirmed that excellent adhesion strength and excellent salt penetration resistance of 550 coulomb or less are exhibited.
Claims (6)
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 조성물.An epoxy-modified super-fast cement concrete composition comprising 1 to 10% by weight of a water-soluble epoxy resin, 10 to 25% of cement per second, 30 to 45% of fine aggregate, 30 to 45% of coarse aggregate and 1.5 to 5.5% of water,
The water-soluble epoxy, epoxy-modified super-fast cement concrete composition, characterized in that it comprises an epoxy base containing two or more epoxy groups in a molecule and a water-based polyamine-additive epoxy curing agent in a weight ratio of 1:2 to 1:4.
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 콘크리트 조성물.An epoxy-modified super-fast cement concrete composition comprising 2 to 3% by weight of a water-soluble epoxy resin, 15 to 19% of cement per second, 37 to 40% of fine aggregate, 37 to 41% of coarse aggregate, and 2.5 to 4% of water,
The water-soluble epoxy is an epoxy-modified super-fast cement concrete composition, characterized in that it comprises an epoxy base containing two or more epoxy groups in a molecule and an aqueous polyamine-additive epoxy curing agent in a weight ratio of 1:2.5 to 1:3.5.
상기 에폭시 주제는, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 또는 이들의 혼합 수지인 에폭시 개질 초속경 시멘트 콘크리트 조성물.3. The method of claim 1 or 2,
The epoxy main agent is a bisphenol A type epoxy resin, a bisphenol F type epoxy resin, or a mixed resin thereof.
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 콘크리트 조성물.3. The method of claim 1 or 2,
It further comprises at least one inorganic binder selected from the group consisting of cement, calcium carbonate, blast furnace slag and silica fume, wherein the average fineness of the inorganic binder and the cement per second is 5,500 cm 2 /g or more. composition.
상기 바탕면의 열화 부위를 치핑하여 제거하는 단계;
상기 열화 부위가 제거된 콘크리트 구조물의 바탕면에 제1항 또는 제2항에 기재된 에폭시 개질 초속경 시멘트 콘크리트 조성물을 포함하는 콘크리트를 타설하는 단계; 및
상기 타설된 에폭시 개질 초속경 시멘트 콘크리트 조성물을 포함하는 콘크리트의 표면에 타이닝 또는 그라인딩을 실시한 후, 청소 및 양생하는 단계;
를 포함하는 콘크리트 구조물 및 도로포장의 단면 보수보강 방법.confirming a deterioration site and degree of deterioration of the base surface of the concrete structure;
chipping and removing the deteriorated portion of the base surface;
pouring concrete comprising the epoxy-modified cementitious priming cement concrete composition according to claim 1 or 2 on the base surface of the concrete structure from which the deterioration part has been removed; and
After performing tinting or grinding on the surface of the concrete including the poured epoxy-modified super-fast cement concrete composition, cleaning and curing;
A cross-sectional repair and reinforcement method of concrete structures and road pavements comprising a.
상기 콘크리트 조성물을 타설하기 전에, 상기 열화 부위가 제거된 콘크리트 구조물을 상기 수용성 에폭시, 또는 상기 수용성 에폭시와 초속경 시멘트를 포함하는 수용성 에폭시 페이스트로 전처리하는 단계를 더 포함하는 콘크리트 구조물 및 도로포장의 단면 보수보강 방법.6. The method of claim 5,
Before pouring the concrete composition, the concrete structure from which the deterioration part has been removed is pretreated with the water-soluble epoxy or a water-soluble epoxy paste containing the water-soluble epoxy and super-velocity cement Cross section of concrete structures and road pavements remuneration method.
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