KR102423871B1 - 하이브리드 복합섬유를 이용한 콘크리트 구조물 보수용 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 보수보강 공법 - Google Patents

하이브리드 복합섬유를 이용한 콘크리트 구조물 보수용 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 보수보강 공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하이브리드 복합섬유를 이용한 콘크리트 구조물 보수용 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 보수보강 공법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시멘트 모르타르 기초 조성물; 및 보강제;를 포함하되, 상기 시멘트 모르타르 기초 조성물은, 결합재 100 중량부에 대해, 팽창재 10 내지 50 중량부, 필러 10 내지 100 중량부, 골재 100 내지 200 중량부, 폴리머 5 내지 50 중량부, 경화촉진제 0.05 내지 10 중량부, 유동화제 0.05 내지 1.0 중량부, 증점제 0.1 내지 1.0 중량부, 소포제 0.05내지 1.0 중량부 및 보강재를 포함하며, 상기 보강제는, 하이브리드 복합섬유, PVA(polyvinyl alcohol), 나일론, 및 PP(Polypropylene) 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 하이브리드 복합섬유를 이용한 콘크리트 구조물 보수용 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강 공법에 관한 것이다.

Description

하이브리드 복합섬유를 이용한 콘크리트 구조물 보수용 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 보수보강 공법{Crack resisting hybrid fiber-reinforced cementitious mortar composition having excellent repairing method using the same}
본 발명은 하이브리드 복합섬유를 이용한 콘크리트 구조물 보수용 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 보수보강 공법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 UHMWPE(Ultra High molecular weight Polyethylene)와 스테인레스 소재의 강섬유로 구성된 복합섬유를 보강재로 첨가함으로써, 내처짐성 및 소성 수축 균열에 탁월하고 염해 등 화학적 침식 및 동결 융해 저항성이 우수한 특징을 가지는 하이브리드 복합섬유를 이용한 콘크리트 구조물 보수용 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 보수보강 공법에 관한 것이다.
철근 콘크리트 구조물은 건설 후 염해나 중성화, 알칼리 골재 반응, 화학적 부식 등 구조물이 열화 되면서 장기적으로 내구성이 저하된다. 이러한 구조물의 열화가 계속 진행되면 구조물의 붕괴를 초래할 수 있기 때문에 지속적으로 관리하고 보수할 필요가 있다.
따라서 콘크리트의 열화, 강재의 부식, 기타의 원인에 의해 구조물 단면의 박리나 탈락 등의 열화 인자를 포함하는 콘크리트 부분을 제거한 후 단면을 원래의 성능 및 형태로 복원하기 위해 보수 보강 재료를 충진 하거나 뿜칠 시공을 하여 보수를 실시하는 것이 일반적이다.
종래의 콘크리트 보수보강은 주로 시멘트계 모르타르를 사용하였으며 주로 보수재의 강도를 높이거나, 혼화제를 첨가하여 내구성능을 높이는 방식으로 성능을 향상시키는 방식으로 문제해결의 초점이 맞추어져 있다.
그러나 콘크리트구조물의 보수에는 직사광선 및 외풍 등 외기의 영향으로 인하여 시멘트 모르타르를 물과 반죽한 시점부터 작업성이 급격히 손실되는 문제가 빈번히 발생하였다. 이러한 작업성 손실은 곧 과도한 가수를 통해 해결하거나, 작업시간 확보제(이하 지연제)의 사용으로 문제를 해결했으며 이러한 방법은 재료의 처짐을 야기하고 시멘트 모르타르의 응결 경화를 지연시켜 결과적으로 역학적 특성을 저하시켜 시공 초기 발생하는 소성 수축 및 소성 균열을 유발한다.
작업 초기 발생한 미세균열 등은 도로위에 사용되는 염화칼슘 및, 계절적 변화에 의한 동결융해 및 각종 열화 요인들에 노출되어 콘크리트 구조물의 내구성에 현저한 감소를 가져오게 된다. 또한 사계절의 특징을 가진 우리나라의 경우 외부에 노출된 교량 및 콘크리트 구조물의 경우 미세균열에 침투된 수분이 겨울철 동결 융해 과정을 거치면서 결과적으로 새롭게 보수과정을 거친 부위의 내구성을 현저히 떨어뜨리는 결과를 가져오게 된다. 게다가 하수관거 등 화학적 침식을 받는 지하구조물의 경우 황화수소 및 황산 화합물이 미세균열을 통해 침투하여 구조물의 보수를 실시한 후에도 재열화가 급속하게 발생하는 사례가 많다.
한국등록공개번호 제2013-0017834호
상기의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 우수한 작업성을 확보하면서도 소성 수축이나 소성 균열을 최소화할 수 있는 하이브리드 복합섬유를 이용한 콘크리트 구조물 보수용 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 보수보강 공법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명에서는 원료비용을 절감하고 나아가 산업 부산물로 얻어지는 고품위의 자원순환형의 하이브리드 복합섬유를 이용하여 콘크리트 단면 복구 후 발생하는 균열로 인한 재열화 요인을 저감시킬 수 있는 하이브리드 복합섬유를 이용한 콘크리트 구조물 보수용 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 보수보강 공법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 하이브리드 복합섬유를 이용한 콘크리트 구조물 보수용 시멘트 모르타르 조성물은, 시멘트 모르타르 기초 조성물 및 보강제를 포함하되, 상기 시멘트 모르타르 기초 조성물은, 결합재 100 중량부에 대해, 팽창재 10 내지 50 중량부, 필러 10 내지 100 중량부, 골재 100 내지 200 중량부, 폴리머 5 내지 50 중량부, 경화촉진제 0.05 내지 10 중량부, 유동화제 0.05 내지 1.0 중량부, 증점제 0.1 내지 1.0 중량부, 소포제 0.05 내지 1.0 중량부 및 보강재를 포함하며, 상기 보강제는, 하이브리드 복합섬유, PVA(polyvinyl alcohol), 나일론, 및 PP(Polypropylene) 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 하이브리드 복합섬유를 이용한 콘크리트 구조물 보수용 시멘트 모르타르 조성물에서, 상기 소포제는 실리콘계, 인산에스테르계, 및 비수용성 알콜류 중에서 선택된 1 종 이상이고, 상기 증점제는 스타치계 및 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스 중에서 선택된 1종 이상이고, 상기 유동화제는 폴리카본산계, 나프탈렌계, 멜라민셀폰산계, 나프탈렌셀폰산계, 리그닌술폰산계 및 알킬아릴술폰산계 중에서 선택된 1 종 이상인 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 하이브리드 복합섬유를 이용한 콘크리트 구조물 보수용 시멘트 모르타르 조성물에서, 상기 시멘트 모르타르 기초 조성물 전체를 100 중량부로 기준할 시, 상기 보강제는 0.1 내지 10 중량부 혼합되는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 하이브리드 복합섬유를 이용한 콘크리트 구조물 보수용 시멘트 모르타르 조성물에서, 상기 결합재는 1종 보통 포틀랜드 시멘트 : 3종 조강 포틀랜드시멘트가 9 ~ 1 : 1 ~ 9의 중량비로 혼합된 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 하이브리드 복합섬유를 이용한 콘크리트 구조물 보수용 시멘트 모르타르 조성물에서, 상기 필러는 실리카 흄(Silica fume), 고로 슬래그 및 플라이애시(fly ash) 중에서 선택된 1종 이상이고, 상기 골재는 4호 규사 및 6호 규사 중 어느 하나 이상이고, 상기 폴리머는 EVA(Ethylene-vinyl acetate) 수지, 아크릴계 재유화 수지, 및 SBR(Styrene Butadiene Rubber) 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 하이브리드 복합섬유를 이용한 콘크리트 구조물 보수용 시멘트 모르타르 조성물에서, 상기 하이브리드 복합섬유는, 폴리에틸렌(PE)을 포함하는 UHMWPE(Ultra High molecular weight Polyethylene) 및 스테인레스 스틸파이버 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 하이브리드 복합섬유를 이용한 콘크리트 구조물 보수용 시멘트 모르타르 조성물에서, 상기 보강제는, 하이브리드 복합섬유 1종에, PVA(polyvinyl alcohol), 나일론 및 PP(Polypropylene) 중에서 선택된 1종이 혼합된 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 하이브리드 복합섬유를 이용한 콘크리트 구조물 보수용 시멘트 모르타르 조성물에서, 상기 하이브리드 복합섬유는 소면과정을 거친 후, UHMWPE의 길이는 1mm~20mm, 스테인레스 스틸화이버의 길이는 3mm~15mm가 되도록 컷팅한 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 하이브리드 복합섬유를 이용한 콘크리트 구조물 보수용 시멘트 모르타르 조성물에서, 상기 팽창재는 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate, CSA) : 석고가 8 ~ 5 : 2 ~ 5의 중량비로 혼합된 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에서는 전술한 하이브리드 복합섬유를 이용한 콘크리트 구조물 보수용 시멘트 모르타르 조성물을 사용한 콘크리트 구조물의 단면 보수 보강 방법으로서, 콘크리트 구조물의 열화된 부분을 제거하고 건전한 부분이 나올 때까지 다듬고 정리하는 제1단계; 표면 정리된 콘크리트 구조물에 부착성능 향상을 위한 프라이머를 도포하고 노출된 철근에 방청제를 도포하는 제2단계; 프라이머 및 방청제가 도포된 표면에 전술한 구성을 갖춘 모르타르 조성물을 도포하는 제3 단계; 및 모르타르 조성물이 도포된 표면 보호제를 도포하는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 하이브리드 복합섬유를 이용한 콘크리트 구조물 보수용 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 보수보강 공법에 의하면, UHMWPE와 스테인레스 스틸화이버로 이루어진 복합섬유를 보강재로 첨가함으로써 내 처짐성이 우수하면서도 균열 발생을 현저하게 줄일 수 있다는 장점이 있다.
또한 발명에 따른 하이브리드 복합섬유를 이용한 콘크리트 구조물 보수용 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 보수보강 공법에 의하면, UHMWPE와 스테인레스 스틸화이버로 이루어진 하이브리드 복합섬유의 소면 과정을 실시한 후 섬유 보강재로 첨가할 경우 내 처짐성과 내 균열성 등 역학적 물성이 더욱 향상될 수 있다는 이점이 있다.
게다가 본 발명에 따른 하이브리드 복합섬유를 이용한 콘크리트 구조물 보수용 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 보수보강 공법에 의하면, UHMWPE와 스테인레스 스틸화이버로 이루어진 하이브리드 복합섬유와 PVA를 함께 보강재로 사용할 경우 역학적 물성이 현저하게 증가한다는 장점이 있다.
도 1은 하이브리드 원사의 확대 사진이다
도 2는 하이브리드 복합섬유의 소면과정을 거치기 전의 모습과 소면 과정을 거친 후의 모습이다.
도 3은 모르타르의 소성 수축 균열 시험의 결과 사진이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명의 하이브리드 복합섬유를 이용한 콘크리트 구조물 보수용 시멘트 모르타르 조성물은, 시멘트 모르타르 기초 조성물과 보강제를 포함하여 구성된다.
상세하게, 시멘트 모르타르 기초 조성물은 결합재 100 중량부에 대해, 팽창재 10 내지 50 중량부, 필러 10 내지 100 중량부, 골재 100 내지 200 중량부, 폴리머 5 내지 50 중량부, 경화촉진제 0.05 내지 10 중량부, 유동화제 0.05 내지 1.0 중량부, 증점제 0.1 내지 1.0 중량부, 소포제 0.05 내지 1.0 중량부, 및 보강재를 포함되도록 배합하는 것이 좋다.
또 보강제는, 하이브리드 복합섬유, PVA(polyvinyl alcohol), 나일론, 및 PP(Polypropylene) 중 어느 하나 이상인데, 시멘트 모르타르 기초 조성물 전체를 100 중량부로 기준할 시, 0.1 내지 10.0 중량부 혼합되는 것이 바람직하다.
먼저 시멘트 모르타르 기초 조성물에 관해 상세하게 설명하기로 한다.
결합재는 시멘트로 이루어지며, 1종 보통 포틀랜드 시멘트, 3종 조강 포틀랜드시멘트 중에서 1종 이상인 것이 바람직하고, 조기강도 확보를 위해 1종 보통 시멘트와 3종 조강 시멘트를 9 내지 1 : 1 내지 9의 중량비로 혼합되는 것이 바람직하다. 이는 균일한 입도 분포를 얻어냄으로써 우수한 작업성을 얻고자함이며, 비표면적을 높여 초기 반응성을 높이고자 함이다.
팽창제는 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate, CSA), 무수 석고, 인산 석고 및 불산 석고 중에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하고, 고강도, 급결 및 팽창성을 강화하면서 CSA계 팽창제의 단점을 보완할 수 있도록 칼슘설포알루미네이트에 무수 석고, 인산 석고 및 불산 석고 중 어느 하나 이상을 혼합한 것이 더욱 바람직하고, 칼슘설포알루미네이트와 석고가 8~5:2~5의 중량비로 혼합되는 것이 가장 바람직하다.
한편 팽창제는 결합재 100 중량부를 기준으로 할 때, 10~50 중량부 비율로 이루어지는 것이 바람직하다.
필러는 실리카 흄(Silica fume), 고로 슬래그, 및 플라이애시(fly ash) 중 어느 하나 이상으로 이루어지며, 결합재 100 중량부를 기준으로 할 때, 10~100 중량부로 포함되는 것이 좋다.
필러의 첨가량이 10 중량부 미만이면 잠재수경성 및 포졸란으로 인한 장기강도 증진이 미약할 수 있고, 반대로 100 중량부를 초과하면 초기 강도 발현을 저하시킬 수 있으므로, 필러의 첨가량은 상기 범위가 바람직하다.
여기서, 실리카 흄(Silica fume)은 평균 입경 0.05~0.5 mm 정도로 이루어진 완전 구형에 가까운 입자로서 비정질의 활성 실리카이며, 아래의 화학식에서와 같이 수산화칼슘과 반응하여 상온에서 CSH 겔로 변화함으로써 포졸란 반응을 통한 장기 내구성에 기여한다.
SiO2 + Ca(OH)2 -> C-S-H gel
게다가 시멘트 입자 사이에 실리카 흄의 충전 효과로 수밀성 향상, 고강도화, 및 숏크리트의 부착성 향상으로 리바운드량 감소, 알칼리 실리카 반응 억제 및 화학적 저항성 향상 등의 효과도 함께 기대할 수 있다.
플라이애쉬(fly ash)는 화력발전소 등 석탄을 연료로 사용하는 시설에서 석탄을 태우고 남은 성분들이 산화물 형태로 남아 산화 실리콘(SiO2)이나 산화알루미늄(Al2O3) 성분의 미세한 먼지로 남은 것을 의미한다. 이러한 플라이애쉬를 혼합하면 작업성이 개선되고 수화열이 낮아질 뿐만 아니라 장기적인 강도 및 수밀성이 향상되어 경제적이다.
골재는 규사이고, 결합재 100 중량부를 기준으로 할 때, 100~200 중량부로 포함되는 것이 좋다. 여기서, 규사는 4호 규사 또는 6호 규사를 단독으로 사용하는 것도 가능하고, 또 이들을 0.05~0.4 : 0.6~0.95의 중량비로 혼합하여 사용해도 무방하다. 토분이 없으며 입도 분포가 균질한 것으로 화학저항성 및 경제성에 기여한다.
폴리머는 EVA(Ethylene-vinyl acetate) 수지, 아크릴계 재유화 수지 및 SBR(Styrene Butadiene Rubber) 중에서 선택된 1종 이상일 수 있고, 결합재 100 중량부를 기준으로 할 때, 5~50 중량부로 포함되는 것이 좋다.
폴리머는 모르타르 조성물의 경화 전 상태에서는 점도를 부여하여 작업성을 개선시키는 역할을 하며, 모르타르 조성물의 경화 후 상태에서는 콘크리트 구조물과의 부착력 증가, 굴곡성 증진 및 방수력 증대 등을 통한 내구성 증진 효과를 발휘한다.
본 발명에서의 아크릴계 재유화 수지는 방수 및 접착력을 증가시키며 아래와 같은 특수한 제조방법에 의해 제조되는 재유화 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
구체적으로, 아크릴계 재유화 수지는 아크릴계 중합체 60~80 중량%와 가교 가능한 작용기를 가지는 단량체 20~40 중량%로 이루어진 전체 단량체 100 중량부, 반응성 음이온 유화제와 비이온 유화제 0.1~5 중량부, 중합개시제 0.01~1중량부, 및 물 30~60중량부를 포함하는 프리에멀젼을 중합반응하여 얻어진 아크릴 에멀젼 중합물일 수 있다.
여기서, 아크릴계 중합체는 메틸메타아크릴레이트(methyl methacrylate), 에틸아크릴레이트(ethylacrylate),부틸아크릴레이트(butylacrylate), 2-에틸헥실아크릴레이트(2-ethylhexylacrylate) 및 2-하이드록시 헥실아크릴레이트(2-hydroxy hexylacrylate),디메틸아미노에틸메타아크릴레이트(dimethylaminoethylmethacrylate),아세토아세틱 에틸메타아크릴레이트(acetoacetoxy ethyl methacrylate), 디비닐벤젠(divinyl benzene), 에틸렌 클리콜 다이메타 아크릴레이트(ethylene glycol dimethacrylate), 부탄디올 다이메타 아크릴레이트(buthanediol dimethacrylate), 싸이클로 헥실 메타아크릴레이트(cyclo hexyl metharylate, 3-클로로-2-하이드록시프로필 메타아크릴레이트(3-chloro-2-hydroxy-propyl methacrylate) 등의 공중합체를 사용할 수 있다.
또, 가교 가능한 작용기를 가지는 단량체로는 메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 아크릴로 니트릴, 아세토아세틱 에틸 메타아크릴레이트, 디비닐벤젠, 에틸렌 글리콜 다이메타 아크릴레이트, 부탄디올 다이메타 아크릴레이트, 싸이클로 헥실 메타아크릴레이트 및 3-클로로-2-하이드록시프로필 메타아크릴레이트 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것이 바람직하다.
또 반응성 음이온 유화제는 폴리옥시에틸렌 노닐페닐 에테르황산암모늄을 사용할 수 있으며, 비이온 유화제로는 알킬폴리에톡시 아크릴레이트(alkyl polyethoxy acrylate), 알킬폴리에톡시 메타크릴레이트(alkyl polyethoxy methacrylate), 아릴폴리에톡시 아크릴레이트(aryl polyethoxy acrylate), 아릴폴리에톡시 메타크릴레이트(aryl polyethoxy methacrylate) 등을 사용할 수 있다.
또 중합개시제는 과황산암모늄(ammonium persulphate, APS), 과황산칼륨(potassium persulfate,KPS),과황산나트륨(sodiumpersulfate,SPS), 술포키실산염, t-부틸히드로퍼옥사이드 등을 사용할 수 있다.
상기와 같은 아크릴계 재유화 수지의 제조방법으로는, 아크릴계 공중합체, 가교 가능한 작용기를 가지는 단량체, 반응성 음이온 유화제, 비이온 유화제 및 물을 혼합하여 프리에멀젼 상태로 제조한 후, 60~90℃로 유지하면서 프리에멀젼 중 최대 약 10 중량% 정도를 초기 중합 반응시킨다.
이어서 반응물에 잔량의 프리에멀젼과 중합개시제를 약 5~10시간에 걸쳐 투여하여 연속 중합 반응시킨 후 30~90분 동안 숙성시킨다. 이후 약 60℃ 정도에서 후반응을 거친 후 냉각하고 분쇄하여 아크릴계 재유화형 분말 수지를 제조할 수 있다.
특히 EVA(Ethylene-vinyl acetate) 수지와 전술한 방법으로 제조된 아크릴계 재유화수지를 혼합하여 사용할 시, 작업성, 내수성, 휨강도, 인장강도, 부착강도, 건조수축 저항성, 기계적 물성 등이 더욱 향상되며, 게다가 내약품성, 동결융해 저항성을 포함하는 내구성도 극대화할 수 있다.
경화촉진제는 모르타르의 경화를 촉진하여 초기 강도를 발현토록 하기 위한 것으로, 규산나트륨, 탄산리튬 및 황산리튬 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있고, 결합재 100 중량부를 기준으로 할 때, 0.05~10 중량부로 포함되는 것이 좋다.
유동화제는 모르타르의 입자 표면에 흡착하여 입자 표면에 전하를 주어 입자들끼리 상호 반력을 일으키므로, 응집된 입자를 분산시켜 유동을 증가시켜 감수 효과로 인한 강도 증진을 가능하게 하는 역할을 수행하며, 결합재 100 중량부를 기준으로 할 때, 0.05~1.0 중량부로 포함되는 것이 좋다.
이러한 유동화제로는 폴리카본산계, 나프탈렌계, 멜라민셀폰산계, 나프탈렌셀폰산계, 리그닌술폰산계 및 알킬아릴술폰산계 중에서 선택된 1 종 이상일 수 있고, 더욱 구체적으로는 리그닌술포네이트, 폴리나프탈렌술포네이트, 폴리멜라민술포네이트 또는 폴리카복실레이트계로 이루어진 군으로부터 단독 또는 둘 이상 혼합사용이 가능하다.
여기서, 유동화제 사용시 응결시간에 영향을 주므로 응결시간 조절제를 적절히 포함하여 사용할 수 있다.
증점제는 시멘트 모르타르 조성물의 재료분리를 방지하기 위하여 첨가하며 셀룰로오스계, 보다 상세하게는 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스 및 스타치계 중에서 선택된 1종 이상이고, 결합재 100 중량부를 기준으로 할 때, 0.1~1.0 중량부로 포함되는 것이 좋다.
소포제는 모르타르 내의 거대 기공을 제거하여 모르타르의 작업성과 동결융해 저항성을 좋게 하기 위하여 사용되는 성분으로, 결합재 100 중량부를 기준으로 할 때, 0.05~1.0 중량부로 포함되는 것이 좋다.
이러한 소포제는 일반적으로 휘발성이 적고 확산력이 큰 기름상의 물질 또는 수용성인 계면활성제가 바람직하며, 일예로 고급알콜류, 인산에스테르계, 실리콘계, 비수용성 알콜류 등 일 수 있다. 더욱 구체적인 예로서는, 등유, 유동 파라핀 등과 같은 광유계 소포제, 동식물유, 참기름, 피마자유와 이들의 알킬렌옥사이드 부가물 등과 같은 유지계 소포제, 올레인산, 스테아린산과 이들의 알킬렌옥사이드 부가물 등과 같은 지방산계 소포제, 글리세린모노리시놀레이트,알케닐호박산유동체,솔비톨모노라울레이트, 솔비톨트리올레이트, 천연 왁스 등과 같은 지방산 에스테르계 소포제, 폴리옥시알킬렌류, (폴리)옥시알킬에테르류, 아세틸렌에테르류, (폴리)옥시알킬렌지방산에스테르류, (폴리)옥시알킬렌알킬(아릴)에테르황산에스테르염류, (폴리)옥시알킬렌알킬인산에스테르류, (폴리)옥시알킬렌알킬아민류, (폴리)옥시 알킬렌아미드 등과 같은 옥시알킬렌계 소포제, 옥틸알콜, 헥사데실알콜, 아세틸렌알콜, 글리콜류 등과 같은 알콜계 소포제, 아크릴레이트폴리아민 등과 같은 아미드계 소포제, 인산트리부틸, 나트륨옥틸포스페이트 등과 같은 인산에스테르계 소포제, 알루미늄스테아레이트, 칼슘올레이트 등과 같은 금속비누계 소포제, 디메틸실리콘유, 실리콘 페이스트, 실리콘 에멀젼, 유기변성폴리실록산(디메틸폴리실록산 등의 폴리오르가노실록산), 플루오로실리콘유 등과 같은 실리콘계 소포제를 사용할 수 있다.
계속해서, 보강재는 모르타르의 처짐성을 방지하고 나아가 소성수축과 소성균열을 방지하기 위한 첨가제로서, 보강재의 혼합비율에 따라 점성, 유동성, 강성 및 터프니스(toughness)가 적잘하게 조정하기 위해 폴리에틸렌(Polyethylene)을 원료로 하는 UHMWPE(Ultra High molecular weight Polyethylene)와 스테인레스 스틸의 강섬유로 구성된 하이브리드 복합섬유를 단독으로 사용하는 것이 바람직하고, 하이브리드 복합섬유에 PVA(polyvinyl alcohol), 나일론 및 PP(Polypropylene) 중 1종 이상을 함께 혼합하여 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
이때, 섬유 보강재는 결합재 100 중량부를 기준으로 할 때, 0.1~10중량부로 포함되는 것이 좋다.
복합섬유에 관해 보다 상세하게, UHMWPE는 300~500 데니아, 스테인레스 스틸화이버는 지름이 0.01~0.05mm이고, UHMWPE와 스테인레스 스틸화이버는 10~90:90~10의 중량 비율로 구성되어 있다.
도 1은 하이브리드 원사의 확대 사진이고, 도 2는 하이브리드 복합섬유의 소면과정을 거치기 전의 모습과 소면 과정을 거친 후의 모습이다.
본 발명에서 보강재로 첨가하는 하이브리드 복합섬유는 소정의 크기로 절단하여 그대로 사용하는 것도 가능하지만, 경제성과 공정의 용이성을 위해 부산물에 해당되는 직물의 가장자리 조직을 사용하는 것이 바람직하고, 내처짐성 등의 우수한 향상을 기대할 수 있도록 경·위사 분리를 위해 방적사를 만드는 초기 공정인 소면 공정을 통하여 뭉쳐진 형태의 섬유를 필라멘트 가닥으로 분리하는 공정(이하 ‘소면 과정’이라 함)을 수행하는 것이 더욱 바람직하다.
이때, 필요에 따라 절단 과정을 더 수행할 수 있는데, 소면과정을 거친 복합섬유를 UHMWPE는 1~20mm, 스테인레스 스틸화이버는 3~15mm길이 범위에 해당되도록 절단한 후 사용하는 것이 좋다.
여기서, UHMWPE의 길이가 1mm미만이면 적정한 배열을 유도하기 어려워 보강재의 역할을 기대하기 어려우며, 20mm를 초과하면 섬유 뭉침 현상으로 인해 인장응력 전달이 어려우므로, UHMWPE의 길이는 1~20mm인 것이 좋다.
또 스테인레스 스틸화이버의 길이가 3mm미만이면 적정한 배열을 유도하기 어려워 보강재의 역할을 기대하기 어려우며, 15mm를 초과하면 섬유뭉침 현상으로 인해 인장응력 전달이 어려우므로, 스테인레스 스틸화이버의 길이는 3~15mm인 것이 좋다.
다음은 전술한 시멘트 모르타르 조성물을 사용하여 콘크리트 구조물의 단면을 보수 보강하는 방법에 관해 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 콘크리트 구조물의 단면 보수 보강 방법은, 콘크리트 구조물의 열화된 부분을 제거하고 건전한 부분이 나올 때까지 다듬고 정리하는 제1단계, 표면 정리된 콘크리트 구조물에 부착성능 향상을 위한 프라이머를 도포하고 노출된 철근에 방청제를 도포하는 제2단계, 프라이머 및 방청제가 도포된 표면에 전술한 구성을 갖춘 모르타르 조성물을 도포하는 제3 단계, 및 모르타르 조성물이 도포된 표면 보호제를 도포하는 제4단계를 포함한다.
구체적으로, 제1 단계에서는 손상된 콘크리트 구조물의 열화된 부분을 치핑하여 손상되지 않은 부분이 나올 때까지 표면 또는 단면을 다듬는다. 즉, 알칼리 골재 반응, 동해, 염해 또는 중성화(탄산화) 등의 노후화 현상으로 발생한 철근 콘크리트 구조의 균열, 탈락, 철근 녹 발생, 들뜸, 부식 등을 치핑 작업하여 제거하고, 고압 에어 컴프레셔를 이용하여 건식으로 열화된 부분을 말끔하게 다듬는다. 이때 전동 해머 또는 수공구 등을 이용할 수 있다.
제2 단계에서는, 표면 정리된 콘크리트 구조물에 부착력 증진을 위한 프라이머를 도포하고 노출된 철근에는 방청 코팅제를 도포한다. 여기서, 프라이머는 예를 들어 아크릴 또는 SB(styren butadien) 공중합체를 수분산 시킨 용액을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 방청 코팅제는 인삼염계 방청제를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제3 단계에서는, 프라이머가 도포되고 방청 코팅제가 도포된 표면에 모르타르 조성물을 스프레이 시공 또는 흙손 등을 이용하여 도포한다.
여기서, 스프레이 또는 흙손을 이용하여 1차 타설시 5~15 mm, 2차 및 3차 타설시 20~50 mm, 및 최종 타설시 5~15 mm 두께로 시공 및 미장하는 것이 바람직하고, 모르타르를 구성하는 성분들과 배합비는 앞에서 구체적으로 설명하였으므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
한편, 모르타르 조성물을 도포하기에 앞서 다듬어진 대상면에 알칼리 회복제를 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다. 알칼리 회복재는 일반적으로 사용되는 실리케이드계 알칼리 회복재를 사용할 수 있으며, 이를 통해 시공 대상 콘크리트면을 더욱 건강하게 보강할 수 있으며 시공을 더욱 효율적으로 진행할 수 있다.
제4 단계에서는, 평활하게 마감 건조된 표면에 표면 보호제를 얇게 도포함으로써 보수된 표면을 외부조건으로부터 보호한다.
여기서, 콘크리트 구조물의 중성화, 염해 방지를 위해 붓, 롤러, 스프레이 등을 이용해 표면 보호제를 도포한다. 표면 보호제로는 아크릴계 수지, 고무칩, 에어로겔 및 분체 성분을 혼합하여 얻어지는 혼합물 100 중량부에 무기분말 성분 40~400 중량부를 혼합함으로써 얻어질 수 있다.
더욱 구체적으로는, MMA 수지를 포함하는 도포액은 MMA 수지 78~86 중량%, 과산화물계 경화제 0.5~5 중량% 및 첨가제 10~20 중량%를 포함하여 구성된다. MMA 수지는 점도가 10 내지 1,000 cps인 저점도 MMA 수지와 점도가 2,000 내지 20,000 cps인 고점도 MMA의 혼합물을 사용할 수 있다. 이 때 혼합비율은 저점도 MMA : 고점도 MMA = 40~70 : 30~60 중량비로 혼합되는 것이 바람직하다.
또한, MMA 또는 혼합 MMA 수지에 SIS(styrene isoprene styrene), SBR(styrene butadiene rubber), SBS(styrene butadiene styrene) 중에서 선택된 1종 이상의 혼합물을 1~10 중량%의 범위 내에서 혼합한 변성 MMA를 사용할 수도 있다.
또한 과산화물계 경화제는 MMA 수지의 중합반응을 개시하는 역할을 하며, 이러한 경화제로는 벤조일퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시벤조에이드, 메틸에틸케톤퍼옥사이드,쿠멘히드로퍼옥사이드, 또는 2,5-디메틸헥실-2,5-디퍼옥시벤조에이트 등이 사용될 수 있다.
여기서, 과산화물계 경화제는 0.5~5 중량%의 범위로 사용되는 것이 바람직한데, 이는 함량이 0.5 중량% 미만인 경우는 중합 개시반응이 저하되어 결국 바닥재의 강도 특성이 낮아지는 문제가 있으며, 5.0 중량%를 초과하면 중합반응의 효율적 제어가 어려운 문제가 있기 때문이다.
또한 첨가제는 무기계 실란수지, 분산제, 소포제, 유화제 등을 포함할 수 있다. 게다가 바탕 모재가 콘크리트인 경우에는 콘크리트와의 부착력 강화를 위하여 첨가제에 시멘트가 추가로 포함될 수 있다.
무기계 실란수지는 수성 콜로이드성 나노실리카로 이루어진 투명 액상 물질로서, pH 12 이상의 강알칼리성을 나타내며 뛰어난 삼투작용으로 콘크리트 등의 바탕면 내부로 침투하여 수화 반응함으로써 바탕면 및 내부를 강화하여 보호하는 역할을 한다.
유화제는 MMA 수지를 포함하는 도포액에 물이 혼합되는 수지와 물과 용이하게 혼합되도록 하는 역할을 하며, 이러한 유화제로는 글리세린지방산에스테르, 솔비탄지방산에스테르, 또는 폴리글리세린지방산에스테르 등이 사용될 수 있다.
아크릴계 수지는 아크릴 라텍스로서, 부틸아크릴레이트,아크릴산,메틸메타크릴레이트(MMA), 2-에틸헥실아크릴레이트 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 공중합체를 사용할 수 있다.
에어로겔(aerogel)은 실리카 에어로겔 분말을 사용할 수 있으며, 분말의 입경이 약 10~2000 ㎛인 투명한 나노 다공물질로서 밀도가 약 0.05~0.1 g/cm3, 기공율 90~99%, 비표면적 200~2000 m2/g, 기공부피 2~10 cm3/g인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 에어로겔은 입자 내부에 존재하는 기공으로 인하여 단열 효과를 부여하여 외부 환경에 따른 영향을 줄이는 역할을 한다.
셀룰로오스 분말은 평균 직경이 1~100 ㎛를 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하며, 표면보호제 코팅액의 점도를 조정하고 표면에의 부착강도를 증진시키는 역할을 한다.
분체 성분은 입경이 1~100㎛인 운모 30~50 중량%, 석분 30~50중량%,산화티탄5~20중량%를 혼합한 것을 사용하는 것이 바람직하다.
운모는 도막에 사용되어 탄성력, 신장율 및 접착강도를 강화하며, 석분은 내마모성, 미끄럼 저항성, 접착력 등을 강화, 산화티탄은 복사광의 투과를 억제하여 단열 성능을 향상시킴과 동시에 자외선 차단과 방오성을 부여한다.
무기분말 성분은 실리카 분말, 알루미나 시멘트 및 벤토나이트 분말을 포함하여 구성된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 더욱 구체적으로, 무기분말 성분은 실리카 분말 40~70 중량부, 알루미나 분말 1~5 중량부 및 벤토나이트 분말 0.5~5 중량부를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
여기서, 실리카 분말은 도막의 경화를 촉진하는 역할을 하며, 약 0.05~ 0.1 mm의 입경을 갖는 분말을 사용하는 것이 바람직하다.
알루미나 분말은 건조 수축을 줄이는 역할을 하며 약 4000~5000블레인의 비표면적을 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하고, 벤토나이트 분말은 물이나 습기를 흡수하고 점도를 조정하는 역할을 하며, 약 0.05~1.0 mm의 입경을 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
전술한 구성을 갖는 표면 보호제는 1회 도장만으로도 내후성, 표면 강도 및 내수성 강화 등의 효과가 뛰어나지만, 그 기능을 최적으로 발휘하기 위해서는 2~3회 재도장하는 것이 바람직하다. 또 표면 보호제는 보수 보강용 모르타르 조성물이 경화된 표면에 20~300 g/m2로 도포하고 도포 두께는 건조 전 단계에서 20~300㎛의 두께로 도포하는 것이 좋다.
이하, 실시예 및 실험예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 이들 예로 한정되는 것은 아니다.
먼저 하기 <표 1>과 같은 조건으로 시멘트 모르타르 기초 조성물을 준비하였다.
성분 중량부
결합재 1종보통시멘트 27
3종조강시멘트 3
팽창재 CSA 3
불산석고 3
필러 실리카흄 4.5
슬래그 10
골재 6호 규사 44
폴리머 EVA 5
경화촉진제 탄산리튬 0.2
유동화제 폴리카본산 0.1
증점제 스타치 0.1
소포제 실리콘계 0.1
시멘트로는 1종 보통 포틀랜드 시멘트 27중량부와 3종 조강 시멘트 3중량부를 함께 사용하였다. 팽창재로는 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate, CSA) 3중량부와 불산석고 3중량부를 함께 사용하였다.
필러로는 실리카흄 4.5 중량부와 슬래그 10 중량부, 골재로서는 6호 규사 44 중량부를 사용하였다. 또 폴리머로는 EVA(Ethylene-vinyl acetate) 수지 5중량부, 경화촉진제로서 탄산리튬 0.2 중량부를 첨가하였다.
유동화제로는 폴리카본산 0.1 중량부, 증점제로는 스타치 0.1 중량부 그리고 소포제로는 실리콘계 소포제 0.1 중량부를 사용하였다.
그리고 물성 보강을 위해 <표 1>과 같이 동일한 조성에 대해 나일론 화이버(NY-F), 폴리프로필렌 화이버(PP-F), 폴리비닐 알코올 파이버(PVA-F), 하이브리드 복합섬유 1(HB-F1) 및 하이브리드 복합섬유 2(HB-F2) 중 어느 하나 이상을 첨가하여 실험을 준비하였고, 각 조건별 배합비는 표 2와 같다.
이때, 이들 섬유들의 길이는 모두 5~10mm 범위이다.
또 하이브리드 복합섬유 1(HB-F1)과 하이브리드 복합섬유 2(HB-F2) 모두 UHMWPE 380~420 데니아이고, 스테인레스 스틸화이버는 지름이 0.04~0.05mm, UHMWPE와 스테인레스 스틸화이버는 20~30:70~20의 중량 비율로 구성된 것을 사용하였다.
여기서, 하이브리드 복합섬유 2(HB-F2)는 솜 형태를 풀어헤치는 소면 과정을 거친 반면, 하이브리드 복합섬유 1(HB-F1)은 소면 과정을 거치지 않았다.
물성 보강을 위해 첨가하는 섬유들을 동일한 부피로 첨가하기 위해 각 섬유들의 밀도를 고려한 후 다시 무게로 환산하여 첨가하였다.
즉, 표 1에 정리한 바와 같은 중량비율로 각 물질들을 혼합한 때의 전체 부피를 계산하고, 계산된 부피의 0.25%에 해당되는 섬유들을 첨가하였다.
한편 나일론 화이버(NY-F)의 밀도는 1.16, 폴리프로필렌 화이버(PP-F)는 0.95, 폴리비닐알코올 파이버(PVA-F)는 1.30, 하이브리드 복합섬유 1(HB-F1) 및 하이브리드 복합섬유 2(HB-F2)는 2.36이고, 각 조건별 중량부로 환산한 첨가량은 <표 2>에 정리하였다.
NY-F
(중량부)		 PP-F
(중량부)		 PVA-F
(중량부)		 HB-F1
(중량부)		 HB-F2
(중량부)
실시예 1 0.05 - - - 0.095
실시예 2 - 0.04 - - 0.095
실시예 3 - - 0.04 - 0.095
실시예 4 - - - - 0.19
실시예 5 0.05 - - 0.095 -
실시예 6 - 0.04 - 0.095 -
실시예 7 - - 0.04 0.095 -
비교예 1 - - - - -
비교예 2 0.10 - - - -
비교예 3 - 0.80 - - -
비교예 4 - - 0.11 - -
비교예 5 - - - 0.19 -
* 모든 실시예 및 비교예에서는 표 1과 동일한 성분 및 배합비로 시멘트 모르타르 기초 조성물이 혼합됨
실험예 1
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 모르타르 조성물 100 중량부에 대해 물18 중량부를 혼합하여 시험체를 제조한 후, 압축강도와 휨강도를 측정하였다.
구체적인 시험방법은 KS F 4042 콘크리트 구조물 폴리머 시멘트 모르타르의 시험방법에 의해 시험하였고 그 결과를 아래 <표 3>에 나타냈다.
28일 압축강도(Mpa) 28일 휨강도(Mpa)
실시예 1 60.5 10.8
실시예 2 61.8 11.8
실시예 3 62.4 12.6
실시예 4 61.9 10.5
실시예 5 59.2 10.2
실시예 6 58.4 9.5
실시예 7 59.4 9.8
비교예 1 55.5 6.5
비교예 2 54.5 8.2
비교예 3 52.5 9.2
비교예 4 50.5 8.4
비교예 5 51.8 7.2
<표 3>에서 나타낸 바와 같이, 소면 과정을 거친 HB-F2를 보강재로 사용함으로써 종래의 섬유인 NY-F, PP-F, PVA-F 대비 압축강도와 휨강도가 우수한 것을 알 수 있다.
한편 섬유를 단독으로 사용한 비교예 2 내지 비교예 5에서, 사용하지 않은 비교예 1과 대비할 때 휨강도는 증진되나 압축강도가 크게 감소되는 반면, 실시예 1 내지 실시예 3에서와 같이 HB-F2와 종래 섬유를 함께 사용함으로써 압축강도 저하 없이 휨강도가 크게 증진되는 것을 알 수 있다.
특히, PVA, PP 및 나일론 중에서는 PVA섬유를 HB-F2와 함께 사용하는 것이 압축 강도의 저하 없이 휨강도가 우수하게 발현되는 것으로 확인되었다.
실험예 2
섬유의 첨가유무와 첨가 조건에 따른 내처짐성을 비교하기 위해 KS L 1592의 7.3의 위치 교정도 시험방법에 따라 시험하였다.
구체적인 시험방법은 150X150mm의 도기질 타일을 이용해, 물과 반죽한 모르타르를 6X6mm의 요철 흙손으로 석고보드에 타설한 뒤 붙인다. 작업은 20±5℃, 상대습도 45~55%에서 진행한 뒤 석고 보드에 펴발라 타일 조각을 모르타르가 3 mm 두께가 되도록 눌러 붙인다. 항온 항습기에 수평으로 시편을 넣어둔 후 20분 뒤 부착한 타일을 90° 비튼 다음 다시 원래의 상태로 되돌린 후, 석고 보드를 90°의 수직으로 세웠을 때 타일의 흘러내린 길이를 측정하여 내처짐성을 비교하였다. 그 결과를 하기 <표 4>에 나타내었다.
상기 <표 4>을 보면, 실시예 1 내지 7에 따른 모르타르는 전혀 흘러 내리지 않거나 최대 8mm에 불과한 반면, 비교예 1에서는 25mm, 비교예 3에서는 10mm흘러 내린 것을 확인할 수 있다.
특히, 실시예 1 내지 3에서는 전혀 흘러 내리지 않거나 1mm로 측정되어 처짐에 대한 저항성이 탁월한 것을 알 수 있다.
흘러내린길이 (mm)
실시예 1 1.0
실시예 2 1.0
실시예 3 0.0
실시예 4 5.0
실시예 5 7.0
실시예 6 7.0
실시예 7 8.0
비교예 1 25.0
비교예 2 8.0
비교예 3 10.0
비교예 4 5.0
비교예 5 5.0
실험예 3
모르타르의 소성 수축 균열 시험은 900x600x100mm의 판상형의 몰드를 제작하여 판형 시험체를 제작하였다. 판형 시험체는 양방향에서 응력을 유도하기 위하여 물과 반죽된 모르타르를 타설한 후 균열을 관찰, 균열의 면적을 측정하는 것으로 하였다(도 3 참조).
온도 28±2℃, 상대 습도 37~40%, 풍속 4~6m/sec의 조건을 적용하였다. 타설 후 주기적으로 관찰하여 12시간 이후 0.01mm의 정밀도를 가진 균열게이지를 이용하여 균열의 폭, 길이 등을 측정하였다. 발생한 균열의 길이에서 최소 3개의 측점을 산정 평균값으로 하였다. 이와 같은 방법으로 균열의 길이와 폭을 측정한 후 총 균열 면적(균열길이 X 균열 폭)을 결정하였다. 이를 이용하여 균열 면적 비를 구하였다. 그 결과를 아래의 <표 5>에 나타내었다.
<표 5>에서와 같이 섬유를 첨가함으로서 균열면적이 상대적으로 감소할 수 있음을 확인할 수 있었다. 특히 HB-F2를 단독으로 첨가하거나, HB-F2에 NY(Nylon), PP(Polypropylene) 또는 PVA(Polyvinylalcohol)를 함께 첨가함으로서 균열 면적을 더욱 줄일 수 있었고, 특히 PVA(Polyvinylalcohol)와 HB-F2를 함께 사용한 실시예 3에서는 균열 면적이 매우 작게 측정되었다.
항목 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6
균열 면적비
(%)		 0.150 0.180 0.120 0.227 0.250 0.289
항목 실시예7 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5
균열 면적비
(%)		 0.274 0.904 0.525 0.485 0.505 0.450
이러한 결과로부터 UHMWPE(Ultra High molecular weight Polyethylene)와 스테인레스 스틸화이버로 이루어진 복합섬유를 사용함으로서 역학적 특성을 증진시키고 균열발생을 저감 할 수 있으며, 게다가 소성 수축에 강한 모르타르를 얻을 수 있음을 알 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 비교예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

Claims (10)

  1. 시멘트 모르타르 기초 조성물; 및
    보강제;를 포함하되,
    상기 시멘트 모르타르 기초 조성물은, 결합재 100 중량부에 대해, 팽창재 10 내지 50 중량부, 필러 10 내지 100 중량부, 골재 100 내지 200 중량부, 폴리머 5 내지 50 중량부, 경화촉진제 0.05 내지 10 중량부, 유동화제 0.05 내지 1.0 중량부, 증점제 0.1 내지 1.0 중량부, 소포제 0.05 내지 1.0 중량부, 및 보강재를 포함하며,
    상기 폴리머는 EVA(Ethylene-vinyl acetate) 수지, 아크릴계 재유화 수지, 및 SBR(Styrene Butadiene Rubber) 중에서 선택된 1종 이상이고,
    상기 경화촉진제는 규산나트륨, 탄산리튬 및 황산리튬 중에서 선택된 1종 이상이고,
    상기 증점제는 스타치계 및 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스 중에서 선택된 1종 이상이고,
    상기 유동화제는 폴리카본산계, 나프탈렌계, 멜라민셀폰산계, 나프탈렌셀폰산계, 리그닌술폰산계 및 알킬아릴술폰산계 중에서 선택된 1 종 이상이고,
    상기 보강제는, 하이브리드 복합섬유와 PVA(polyvinyl alcohol)로 이루어지며, 상기 시멘트 모르타르 기초 조성물 전체를 100 중량부로 기준할 시, 0.1 내지 10 중량부 혼합되고,
    상기 하이브리드 복합섬유는 300~500 데니아이며 폴리에틸렌(PE)을 포함하는 UHMWPE(Ultra High molecular weight Polyethylene)와 지름이 0.01~0.05mm인 스테인레스 스틸화이버가 10~90:90~10의 중량 비율로 이루어지고,
    상기 하이브리드 복합섬유는 소면과정을 거친 후, UHMWPE의 길이는 1mm~20mm, 스테인레스 스틸화이버의 길이는 3mm~15mm가 되도록 컷팅한 것을 특징으로 하는 하이브리드 복합섬유를 이용한 콘크리트 구조물 보수용 시멘트 모르타르 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소포제는 실리콘계, 인산에스테르계, 및 비수용성 알콜류 중에서 선택된 1 종 이상인 것을 특징으로 하는 하이브리드 복합섬유를 이용한 콘크리트 구조물 보수용 시멘트 모르타르 조성물.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 결합재는 1종 보통 포틀랜드 시멘트 : 3종 조강 포틀랜드시멘트가 9 ~ 1 : 1 ~ 9의 중량비로 혼합된 것을 특징으로 하는 하이브리드 복합섬유를 이용한 콘크리트 구조물 보수용 시멘트 모르타르 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 필러는 실리카 흄(Silica fume), 고로 슬래그 및 플라이애시(fly ash) 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 하이브리드 복합섬유를 이용한 콘크리트 구조물 보수용 시멘트 모르타르 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 골재는 4호 규사 및 6호 규사 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 하이브리드 복합섬유를 이용한 콘크리트 구조물 보수용 시멘트 모르타르 조성물.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 팽창재는 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate, CSA) : 석고가 8 ~ 5 : 2 ~ 5의 중량비로 혼합된 것을 특징으로 하는 하이브리드 복합섬유를 이용한 콘크리트 구조물 보수용 시멘트 모르타르 조성물.
  10. 제1항, 제2항, 제4항, 제5항, 제6항 및 제9항 중 어느 한 항에 기재된 하이브리드 복합섬유를 이용한 콘크리트 구조물 보수용 시멘트 모르타르 조성물을 사용한 콘크리트 구조물의 단면 보수 보강 방법에 있어서,
    콘크리트 구조물의 열화된 부분을 제거하고 건전한 부분이 나올 때까지 다듬고 정리하는 제1단계; 표면 정리된 콘크리트 구조물에 부착성능 향상을 위한 프라이머를 도포하고 노출된 철근에 방청제를 도포하는 제2단계; 프라이머 및 방청제가 도포된 표면에 전술한 구성을 갖춘 모르타르 조성물을 도포하는 제3 단계; 및 모르타르 조성물이 도포된 표면 보호제를 도포하는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 단면 보수 보강 방법.
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