KR102514991B1 - 그라우트 조성물 및 이 조성물과 영구 앵커를 이용한 지반 보수보강공법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 시멘트 100중량부 기준으로, 칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부; 고로슬래그 미분말 10 내지 60중량부; 소석회 1 내지 5중량부; 나트륨벤토나이트 1 내지 10중량부; 메틸메타아크릴레이트 1 내지 10중량부; 나노세라믹 입자 10 내지 30중량부; 폴리비닐 알코올 2 내지 10중량부; 응결지연제 1 내지 5중량부; 소포제 0.5 내지 5중량부; 박리방지제 3 내지 10중량부; 및 고성능 감수제 0.01 내지 10중량부를 포함하는 그라우트 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 그라우트 조성물 및 이 조성물과 영구 앵커를 이용한 지반 보수보강공법은 보수보강을 위한 그라우팅 시공시 내구성, 지내력, 및/또는 차수성 등을 얻고, 인장강도 등 구조물의 물성을 보완할 뿐만 아니라, 지반 또는 구조물에 강력하게 부착하여 수명을 연장시켜줄 수 있도록 하는 효과가 있다.
본 발명에 따른 그라우트 조성물 및 이 조성물과 영구 앵커를 이용한 지반 보수보강공법은 보수보강을 위한 그라우팅 시공시 내구성, 지내력, 및/또는 차수성 등을 얻고, 인장강도 등 구조물의 물성을 보완할 뿐만 아니라, 지반 또는 구조물에 강력하게 부착하여 수명을 연장시켜줄 수 있도록 하는 효과가 있다.
Description
본 발명은 그라우트 조성물 및 이 조성물과 영구 앵커를 이용한 지반 보수보강공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지반, 지반구조물, 고속도로 방호벽, 터널구간, 지하구조물, 발전소 구조물 또는 그 밖의 다양한 구조물 등의 보수보강을 위한 시멘트 그라우팅 시공에 적용되는 그라우트 조성물 및 이 조성물과 영구 앵커를 이용한 지반 보수보강공법에 관한 것이다.
일반적으로 토사나 풍화토 등의 연약지반 구간의 터널 건설 시 굴착 보조 공법으로 사용되는 강관 다단이나 지반보강공법에는 주요 공정으로 시멘트그라우팅(grouting) 공정이 터널 건설 시 안정성 확보를 위해 사용되고 있다.
즉, 시멘트 그라우팅 공법이라 함은 주입펌프 등을 이용하여 토사 또는 암반의 틈새 등에 시멘트 그라우트(grout)를 주입하는 공법으로, 주입관을 지반에 설치하고, 그 주입관을 통해 시멘트 그라우트를 분산시켜 그라우트재에 의해 지반이 고결되도록 하여 대상 지반의 지내력을 증가시키고, 투수 계수를 감소시켜 차수성을 향상시키는 공법이다.
이러한 그라우팅 공법은 1887년 독일에서 물유리(water glass)와 염화칼슘을 사용한 것을 최초로, 이후 1901년 벨기에에서 묽은 물유리와 묽은 산을 이용하였으며, 1906년에는 물유리와 황산알루미늄을 사용하였고, 1925년 독일에서 농축된 물유리와 강력한 염화칼슘 용액을 사용하였다.
최근, 외국의 경우에는 화산 지질이 많은 곳을 중심으로 하여 합성 실리카와 습식으로 분쇄된 초미립 시멘트, 또는 실리카 졸과 경화제를 그라우트재로 사용하기도 한다. 한편, 국내에서는 상기의 재료들이 규산소다에 비하여 가격이 고가이기 때문에 그 사용이 거의 없으며, 국내의 지질 특성상 지하수와 천공이 많아서 입자가 미세한 특수 시멘트와 이에 적합한 규산소다를 혼합하여 그라우트재로 사용하게 되었다.
이러한 그라우팅 조성물에 관련된 종래 기술로서, 특허등록 제1078044호에서는 규산소다 화합물을 포함하는 그라우트재에 관련된 기술이 개시된 바 있다.
그러나 상기한 종래 기술에서는 규산소다를 주성분으로 하기 때문에 지반속의 간극수 특히 유동하고 있는 지하수 등과 접하면 약액 성분의 일부가 고결물로부터 용출할 가능성이 있다.
약액 조성분은 주제인 고결하는 성분과 주제를 고결시키기 위해서 필요로 하지만 그 자체는 고결하지 않는 성분으로 구분된다. 고결하는 성분은 물유리계 약액으로는 실리카(SiO2)아크릴아미드계 약액으로는 아크릴아미드계모노마, 요소계 약액으로는 포름알데히드 요소초기 축합물, 우레탄계 약액으로는 폴리우레탄, 프리폴리머(Prepolymer)이다. 고결하는 성분이 그만큼 고결물의 안정성에 영향을 미치는 것을 알 수 있다.
물유리계 약액의 실리카분은 실제로는 10~50%가 용출되며 실리카분의 용출비율이 높은 것 일수록 고결물의 강도가 작아지고 있다.
그러므로 안정된 고결물을 얻는 데는 가능한 실리카분의 용출율이 적은 약액을 사용할 필요가 있다.
또한, 규산소다를 급결재로 사용하게 되면 그라우팅 시공 후, 초기에 강도 발현이 증진되지 않아서 토사 및 풍화토 등의 초기 하중이 발생하거나 변위가 크게 발생하는 조건에서의 안정성에 문제가 제기되어 왔다.
이러한 단점을 보완하여 용탈을 최소화하여 내구성 향상과 환경문제를 개선한 급결재로서, 시멘트 그라우팅용 고분자계 급결재가 개발된 바 있으나, 초기강도 발현이 미흡한 문제가 있다.
또한, 종래 에폭시 수지 및 규산소다를 주성분으로 하는 그라우트재를 크랙에 주입할 경우 크랙 내에 존재하는 기포로 인하여 그라우트재의 주입이 용이하지 않다는 문제점이 있다.
특히, 폭이 좁은 도관이나 크랙에서는 기포에 의한 그라우트재의 주입이 결정적인 방해를 받는다는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 그라우트재가 모체속으로 흡수가 되거나 경화 수축되면서 크랙 내에 실질적으로 완전한 충진이 어려운 점이 있다.
더욱이, 종래 구조물의 보수 및 보강방법은 시공이 복잡하고, 복원 후 정상화되는데까지 오랜 시간이 소요되며, 훼손된 미관을 복원하는데 있어서는 완전하지 못하며, 재균열이 빈번히 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출한 것으로서, 지반, 지반 구조물, 고속도로 방호벽, 터널구간, 지하구조물, 발전소 구조물 또는 그 밖의 다양한 구조물 등의 보수보강을 위한 시멘트 그라우팅 시공시 지반의 지내력, 및/또는 차수성 등을 얻고, 인장강도 등 구조물의 물성을 보완할 뿐만 아니라, 지반 또는 구조물에 강력하게 부착하여 수명을 연장시켜줄 수 있도록 하는 그라우트 조성물 및 이 조성물과 영구 앵커를 이용한 지반 보수보강공법을 제공하고자 한다.
본 발명은
시멘트 100중량부 기준으로,
칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부;
고로슬래그 미분말 10 내지 60중량부;
소석회 1 내지 5중량부;
나트륨벤토나이트 1 내지 10중량부;
메틸메타아크릴레이트 1 내지 10중량부;
나노세라믹 입자 10 내지 30중량부;
폴리비닐 알코올 2 내지 10중량부;
응결지연제 1 내지 5중량부;
소포제 0.5 내지 5중량부;
박리방지제 3 내지 10중량부; 및
고성능 감수제 0.01 내지 10중량부를 포함하는 그라우트 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은
보수보강 대상면에 천공을 형성하는 천공형성단계;
상기 천공형성단계가 종료된 천공에 강연선이 부착된 앵커를 삽입하는 앵커 삽입단계;
상기 앵커 삽입단계가 종료된 후, 시멘트 100중량부 기준으로, 칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부, 고로슬래그 미분말 10 내지 60중량부, 소석회 1 내지 5중량부, 나트륨벤토나이트 1 내지 10중량부, 메틸메타아크릴레이트 1 내지 10중량부, 나노세라믹 입자 10 내지 30중량부, 폴리비닐 알코올 2 내지 10중량부, 응결지연제 1 내지 5중량부, 소포제 0.5 내지 5중량부, 박리방지제 3 내지 10중량부, 및 고성능 감수제 0.01 내지 10중량부를 포함하는 그라우트 조성물을 앵커가 삽입된 천공에 주입하는 그라우트 조성물 주입단계;
상기 그라우트 조성물 주입단계가 종료 된 후, 상기 앵커 삽입단계에서 삽입된 앵커에 부착된 강연선을 인장시켜 앵커를 인장시키는 앵커 인장단계; 및
상기 앵커 인장단계가 종료된 후, 앵커에 부착된 강연선을 제거하는 강연선 제거단계를 포함하는 그라우트 조성물을 이용한 보수보강방법을 제공한다.
본 발명에 따른 그라우트 조성물 및 이 조성물과 영구 앵커를 이용한 지반 보수보강공법은 보수보강을 위한 그라우팅 시공시 내구성, 지내력, 및/또는 차수성 등을 얻고, 인장강도 등 구조물의 물성을 보완할 뿐만 아니라, 지반 또는 구조물에 강력하게 부착하여 수명을 연장시켜줄 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 적용되는 영구 앵커의 단면도.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
한 가지 관점에서, 본 발명은 시멘트 100중량부 기준으로, 칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부; 고로슬래그 미분말 10 내지 60중량부; 소석회 1 내지 5중량부; 나트륨벤토나이트 1 내지 10중량부; 메틸메타아크릴레이트 1 내지 10중량부; 나노세라믹 입자 10 내지 30중량부; 폴리비닐 알코올 2 내지 10중량부; 응결지연제 1 내지 5중량부; 소포제 0.5 내지 5중량부; 박리방지제 3 내지 10중량부; 및 고성능 감수제 0.01 내지 10중량부를 포함하는 그라우트 조성물을 제공한다.
다른 관점에서, 본 발명은 보수보강 대상면에 천공을 형성하는 천공형성단계; 상기 천공형성단계가 종료된 천공에 강연선이 부착된 앵커를 삽입하는 앵커 삽입단계; 상기 앵커 삽입단계가 종료된 후, 시멘트 100중량부 기준으로, 칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부, 고로슬래그 미분말 10 내지 60중량부, 소석회 1 내지 5중량부, 나트륨벤토나이트 1 내지 10중량부, 메틸메타아크릴레이트 1 내지 10중량부, 나노세라믹 입자 10 내지 30중량부, 폴리비닐 알코올 2 내지 10중량부, 응결지연제 1 내지 5중량부, 소포제 0.5 내지 5중량부, 박리방지제 3 내지 10중량부, 및 고성능 감수제 0.01 내지 10중량부를 포함하는 그라우트 조성물을 앵커가 삽입된 천공에 주입하는 그라우트 조성물 주입단계; 상기 그라우트 조성물 주입단계가 종료 된 후, 상기 앵커 삽입단계에서 삽입된 앵커에 부착된 강연선을 인장시켜 앵커를 인장시키는 앵커 인장단계; 및 상기 앵커 인장단계가 종료된 후, 앵커에 부착된 강연선을 제거하는 강연선 제거단계를 포함하는 그라우트 조성물을 이용한 보수보강방법을 제공한다.
본 발명에 따른 그라우트 조성물은 보수보강하고자 하는 대상면, 특정적으로 지반 및/또는 콘크리트 구조물 등에 대한 그라우트 시공시 시공면의 내부에 주입되어 신속하게 경화됨으로써, 접착성, 내화학성, 방수성, 지내력, 인장강도 등을 제공하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계에서 통상적인 그라우트 조성물이라면 특별히 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 시멘트는 당업계에서 통상적으로 사용되는 시멘트라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 일반 포틀랜드 시멘트 또는 고로슬래그시멘트, 초미분말시멘트, 초속경 시멘트 등의 특수 시멘트 등을 사용할 수 있다.
상기 시멘트의 바람직한 분말도는 3,200 내지 6,500cm2/g인 것이 좋다.
본 발명에 따른 그라우트 조성물을 구성하는 시멘트 외 나머지 성분들의 함량은 시멘트 100중량부 기준으로 한다.
본 발명에 따른 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate)는 수축보상, 고강도, 예를 들면 높은 압축강도와 휨강도 및 속경성 등을 부여하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 칼슘설포알루미네이트라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하며, 그 사용량은 시멘트 100중량부 기준으로 5 내지 30중량부인 것을 추천한다.
여기서, 상기 칼슘설포알루미네이트의 사용량이 5중량부 미만이면 경화속도가 감소하고 30중량부 이상인 경우 체적이 팽창되는 문제점이 발생할 수 있다.
한편, 상기 칼슘설포알루미네이트는 물과 접촉할 경우 순식간에 반응하여 에트린가이트(Ettringite) 수화물을 생성함으로써, 그라우트 조성물의 압축강도를 수분 내지 수 시간 안에 얻을 수 있도록 한다.
이때, 보다 신속한 수화반응을 위해 초미립 비정질 칼슘설포알루미네이트를 사용할 수도 있다.
상기 수화반응성 증대를 위해 사용되는 초미립 비정질 칼슘설포알루미네이트의 블레인 분말도는 5,000 내지 8,000㎠/g 정도인 것이 좋다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 칼슘설포알루미네이트는 28 내지 62중량%인 압연종말슬러지와, 19 내지 52중량%인 백운석슬러지와, 9 내지 20중량%인 부산석고가 포함되도록 구성되고, 상기 혼합물의 입도가 88㎛, 잔분이 5 내지 20중량%로 분쇄되어 이루어질 수 있다.
이후에, 상기 혼합물을 소성로에서 1,000 내지 1,300℃의 소성온도로 1시간 이상 유지한 후 공냉시켜, 칼슘설포알루미네이트를 제조하게 된다. 이때, 소성온도가 낮거나, 백운석슬러지의 함량이 높은 경우에는 미반응 석회의 양이 많아져 팽창성을 나타내므로 붕괴, 파괴의 염려가 있으며, 소성온도가 높거나 석회석 배합량이 적어도 칼슘설포알루미네이트의 생산이 적어져 소기의 목적을 달성할 수 없다.
본 발명에 따른 고로슬래그 미분말은 유해물질의 용출을 배제시키면서 유동성을 향상시키고, 충분한 압축강도 및 휨강도를 가질 수 있도록 하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 고로슬래그 미분말이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 추천하기로는 분말도는 3,700 내지 4,000cm2/g, 바람직하게는 약 3,850cm2/g이고, 밀도는 2.9 내지 3.5g/cm3, 바람직하게는 약 3.1g/cm3인 고로슬래그를 사용하는 것이 좋다.
바람직한 고로슬래그 미분말의 사용량은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 추천하기로는 시멘트 100중량부 기준으로 10 내지 60중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 소석회는 그라우트 조성물이 시공면의 천공에 삽입되어 시공될 경우 박리되는 것을 방지할 뿐만 아니라, 노화를 억제시켜 장기 내구성을 향상시키고 점성을 증대시켜 조성물의 피로 저항선을 개선할 수 있다.
바람직한 소석회의 사용량은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 추천하기로는 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 나트륨벤토나이트는 그라우트 조성물의 공극을 치밀하게 하고 누수를 방지하며 강도를 향상시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 나트륨벤토나이트라면 어떠한 것이라도 무방하며, 그 사용량은 사용자의 선택에 따라 변경 가능하지만, 바람직하게는 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부를 사용하는 것이 좋다.
여기서, 상기 나트륨벤토나이트는 많은 양의 물을 흡수해 원래 부피의 여러 배로 팽창되며 겔과 같은 상태가 되어 조성물의 공극을 치밀하게 메우게 되어 누수를 방지하고 강도를 향상시켜 균열방지에 기여하게 된다.
본 발명에 따른 메틸메타아크릴레이트(MMA: Methyl MethAcrylate)는 그라우재 조성물의 시공시 물리/화학적 안전성을 향상시키기 위한 것으로서, 인체에 무해하고, 환경친화력이 우수할 뿐만 아니라, 우수한 바인더 물성 및 기계적 물성을 유지하여 외부의 충격 또는 환경에 의한 크랙 및 탈락현상을 현저하게 감소시킬 수 있다.
상기 메틸메타아크릴레이트는 점도가 10 내지 1,000cps인 저점도 메틸메타아크릴레이트 수지 49 내지 70중량%와, 점도가 2,000 내지 20,000cps인 고점도 메틸메타아크릴레이트 20 내지 50중량%를 혼합하여 얻어지는 메틸메타아크릴레이트 혼합물에 SIS(stylene isoprene stylene), SBR(stylene butadiene rubber), SBS(stylene butadiene stylene) 중에서 선택된 하나 이상의 혼합물 1 내지 10중량%를 혼합한 변성 메틸메타아크릴레이트를 사용할 수도 있다.
이때, 상기 SIS, SBR 및/또는 SBS의 함량이 1중량% 미만인 경우에는 내충격성 저하로 인한 크랙이 발생할 수 있고, 10중량%를 초과하는 경우에는 변성 메틸메타아크릴레이트 수지의 점도상승으로 인하여 작업성에 문제가 발생될 수 있다.
바람직한 메틸메타아크릴레이트의 사용량은 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 나노세라믹 입자는 그라우트 조성물의 양생 중에 표면으로 부상하여 치밀하고 경도가 높은 표면을 형성하기 때문에, 수증기와 기타 기체, 액체의 투과를 방지함은 물론, 내습성, 내구성, 내후성, 내충격성, 내약품성이 향상된다.
상기 나노세라믹 입자의 사용량은 시멘트 100중량부 기준으로 10 내지 30중량부인 것이 좋다.
바람직한 나노세라믹 입자는 실리콘카바이드, 알루미나, 실리카, 지르코니아-실리카, ZnO, TiO2 및/또는 CaCO3가 포함된다.
이들 세라믹입자는 평균 입경이 나노 범위인 것이 바람직한데, 구체적으로 상기 실리콘카바이드의 평균 입경은 300 내지 500nm, 상기 알루미나의 평균 입경은 500 내지 1000nm, 상기 실리카의 평균 입경은 700 내지 1500nm, 상기 지르코니아-실리카의 평균 입경은 500 내지 1000nm, 상기 ZnO의 평균 입경은 500 내지 1000nm, 상기 TiO2의 평균 입경은 100 내지 300nm, 그리고 CaCO3의 평균 입경은 500 내지 1000nm인 것이 바람직하다.
이 중에서도 실리콘카바이드는 천연광물로 존재하지 않으므로 인공적으로 합성하며, 고온에서의 화학적 안정성 및 내식성이 뛰어나고 높은 경도를 갖는다.
본 발명에 따른 폴리비닐 알코올은 그라우트 조성물을 구성하는 구성성분의 분산성을 좋게 할 뿐만 아니라, 초기의 끈적임 정도(tacky property)도 증가되어 초기접착력을 개선함으로써 들뜸 현상, 뒤틀림 등의 불량률을 감소시킬 수 있도록 한다.
여기서, 상기 폴리비닐 알코올은 당업계의 통상적인 폴리비닐 알코올이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 0.1 내지 10㎛인 기공을 0.05 내지 0.4cc/g의 범위로 포함하는 폴리비닐 알코올을 사용하는 것을 추천한다.
바람직한 폴리비닐 알코올의 사용량은 시멘트 100중량부 기준으로 2 내지 10중량부인 것을 추천한다.
본 발명에 따른 응결지연제는 그라우트 조성물을 구성하는 칼슘설포알루미네이트 등이 물에 분산될 경우 수화속도가 급격히 진행되어 미리 반응함으로써 응결성능이 상실되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 응결지연제라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 구연산, 글루콘산, 붕산, 주석산 등의 유기산과 구연산나트륨, 글루콘산나트륨 등의 유기산염류를 사용하는 것이 좋고, 보다 바람직하게는 구연산나트륨을 사용하는 것이 좋다.
상기 응결지연제의 사용량은 사용자의 선택에 따라 변동 가능하지만, 바람직하게는 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부를 포함하는 것이 좋다.
본 발명에 따른 소포제는 연행공기의 발생으로 인한 공기량의 증가를 감소시키기 위한 것이다.
바람직한 소포제의 사용량은 시멘트 100중량부 기준으로 0.5 내지 5중량부를 사용하는 것을 추천한다.
바람직한 소포제로는 등유, 파라핀, 미네랄오일, 에탄올합성오일 등과 같은 광유계 소포제, 동식물유, 참기름, 피마자유와 이들의 알킬렌옥사이드 부가물 등과 같은 유지계 소포제, 올레인산, 스테아린산과 이들의 알킬렌옥사이드 부가물 등과 간은 지방산계 소포제, 글리세린모노리시놀레이트, 알케닐호박산 유동체, 솔비톨모노라울에이트, 솔비톨트리올레이트, 천연 왁스 등과 같은 지방산 에스테르계 소포제, 폴리옥시알킬렌류, (폴리)옥시알킬에테르류, 아세틸렌에테르류, (폴리)옥시알킬렌알킬인산에스테르류, (폴리)옥시알킬렌알킬아민류,(폴리)옥시알킬렌아미드 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 페이슷, 실리콘 에멀젼, 유기변성 폴리실록산(디메틸폴리실록산 등의 폴리오르가노실록산). 플루오로실리콘유 등과 같은 실리콘계 소포제로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 박리방지제는 그라우팅 시공시 주입파이프로 주입된 그라우트 조성물이 주입된 상태에서 시공 대상면으로부터 쉽게 박리되는 것을 방지하기 위한 것이다.
바람직한 박리방지제는 폴리인산계, 아민계, 또는 인산 에스테르계 박리방지제를 사용하는 것이 좋다.
특정적으로, 상기 박리방지제는 액상형으로 비중이 1.0 이상이고 60℃ 점도가 110 cPs인 폴리인산계 박리방지제; 산가가 10 ㎎KOH/g 이하이고, 총 아민가가 140 내지 400㎎HCl/g인 아민계 박리방지제일 수 있다.
바람직한 박리방지제의 사용량은 시멘트 100중량부 기준으로 3 내지 10중량부인 것을 추천한다.
본 발명에 따른 고성능 감수제는 그라우트 조성물 시공을 할 때 조성물 속에 있는 작은 공기 거품을 고르게 하기 위하여 사용하는 혼화제로서, 거품을 일으키는 성질이 좋아, 조성물 중에 작은 기포를 고르게 발생시켜 내동결 융해성, 내식성, 내구성 등을 개선한다.
특히, 상기 감수제는 미리 믹싱된 그라우트 조성물에 첨가하여 이것을 교반함으로써 더 부드럽게 하며, 조성물의 품질을 저하시키지 않으면서 시공성을 개선할 목적으로 이용된다.
더욱이, 상기 감수제는 그라우트 조성물의 유동성을 좋게 하여 주입 작업을 용이하게 하고, 굳은 조성물의 열전도율을 저하시키며, 수밀성을 향상시키는 등 2차적인 효과도 있다.
이때, 그라우트 조성물에 사용되는 감수제의 감수율은 일반적으로 10 내지 15%정도이나 그 중 감수율이 20 내지 30%인 것을 본 발명에서는 고성능 감수제라 통칭한다.
바람직한 고성능 감수제는 나프탈렌형, 멜라민형, 폴리카르복실산형, 아미노 술폰산형 감수제 또는 이들의 혼합물로 이루어진 것이 좋고, 그 함량은 특별히 제한되지 않고 필요에 따라 적절하게 조절할 수 있으며, 예를 들어 시멘트 100중량부 기준으로 0.01 내지 10중량부를 사용할 수 있다.
이때, 상기 나프탈렌형 감수제로서 대표적인 것은 변성리그닌, 알킬아릴술폰산 및 활성지속폴리머, 폴리알킬아일슬폰산염과 반응성고분자, 알킬아릴술폰산염고축합물, 슬폰산기카르복실기 함유 다원폴리머, 알킬나프탈렌슬폰산염, 알킬아릴술폰산염변성리그닌공축합물과 변성리그닌, 리그닌유도체와 알킬아릴술포네이트 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상을 들을 수 있다.
상기 멜라민형 감수제로서 대표적인 것은 변성메칠멜라민축합물과 수용성특수고분자화합물, 슬폰화멜라민고축합물 또는 이들로부터 선택된 하나 이상의 혼합물을 들을 수 있다.
상기 폴리카르복실산형 감수제로서 대표적인 것은 불포화 카르복시산 단량체를 단일 성분으로 포함하는 공중합체 또는 그의 염, 예컨대, 폴리(알킬렌 글리콜)모노아크릴레이트, 폴리(알킬렌 글리콜)모노메타크릴레이트, 무수말레인산 및 스티렌의 공중합체, 아크릴레이트나 메타크릴레이트의 공중합체 및 이들 단량체와 공중합가능한 단량체로부터 유도되는 공중합체 등을 포함할 수 있다.
상기 아미노 술폰산형 감수제로서 대표적인 것은 방향족아미노슬폰산계 고분자화합물, 방향족고분자축합물과 리그닌슬폰산유도체 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 들을 수 있다.
또한, 바람직한 고성능 감수제는 나프탈렌형 고성능 감수제를 단독으로 사용하거나 나프탈렌계 고성능 감수제가 80 내지 95중량%이고, 폴리카르복실산형 고성능 감수제가 5 내지 20중량%로 이루어진 혼합조성을 사용하는 것이 좋다.
상기 고성능 감수제의 사용량은 콘크리트 중의 전 공기량이 용적으로 약 4 내지 6%가 되도록 하는 것이 바람직하다. 너무 많이 사용하면 비경제적일 뿐만 아니라, 압축강도의 감소, 부착강도의 저하 등 여러 가지 장애가 일어나므로, 적정 사용량을 엄수해야 한다.
본 발명에 따른 그라우트 조성물은 하기의 특정 양태로 실시되는 부가물을 1종 또는 1종 이상 더 포함할 수 있다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 조성물의 내식성, 내열성, 열전도성 등을 개선하기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 질화알루미늄을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 조성물의 균일한 분산성과 내구성 및 내후성을 부여하기 위하여 이산화규소를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 이산화규소의 사용량이 시멘트 100중량부 기준으로 1중량부 미만으로 첨가되면 내구성을 유지하기 어렵고, 5중량부를 초과하면 수화반응성이 과대하여 물성을 저하시키므로 상기 범위로 한정되는 것이 바람직하다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 조성물의 방수성을 향상시키기 위하여 푸탈산 수지 니스(phthalic resin varnish)를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 조성물의 강도, 침투력, 및/또는 발수성 등을 향상시키기 위하여 3-메르캅토프로필트리메톡시실란을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 조성물은 조성물의 통기성을 확보하기 위하여 소디윰스테아레이트를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함할 수 있는데, 시멘트 100중량부를 기준으로 1중량부 미만이면 목적한 기능을 얻을 수 없고, 3중량부를 초과하면 조성물의 강도 저하현상을 나타내어 좋지 않다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 조성물의 초기강도 발현 및/또는 수축저감 효과를 향상시키기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 규산칼슘을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 조성물의 습윤강도 및 마모저항성을 향상시키기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 진크암모늄클로라이드를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 조성물의 내구성 및 열안정성을 향상시키기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 0.1 내지 5중량부의 트리아세틴을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 조성물의 경화속도를 향상시킬 뿐만 아니라, 동결 온도를 낮추어 동결융해저항성을 향상시키기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 질산나트륨을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 조성물이 시공되는 시공대상면의 온도상승 억제 및 방오성을 향상을 위하여 산화티탄을 시멘트 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부로 더 포함할 수 있는데, 상기 산화티탄은 내산, 내알카리성 및 은폐력이 강하고 적외선영역의 광반사성이 우수하기 때문에 이를 자전거 도로포장용 아스팔트 콘크리트 조성물에 포함시키면 상기와 같은 효과를 얻을 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 조성물의 점도 및 재료분리 저항성을 개선하기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 세피올라이트를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 조성물이 세균, 곰팡이 박테리아 등에 의해 부패되는 것을 방지하고, 상온에서 공기 중에서 산소에 의해 산화되는 방지하기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부의 벤조산(benzoic acid)을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 조성물의 방수성, 내열성, 내염성 및/또는 접착성 등을 향상시키기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 아세틸레이티드라놀란을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 조성물이 시공되는 시공대상면에 적용되어 내수성을 개선하기 위하여 케이산 소다를 아스팔트 100중량부 기준으로 1 내지 4중량부 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 조성물의 분산성을 향상시키고 조성물의 혼합 후에도 다시 엉김현상이 발생하지 않도록 하기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부의 로진산 나트륨을 더 포함할 수 있다.
또 다른 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 조성물의 노화방지, 박리방지 및 균열 저항성 향상을 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 글루코노락톤(gluconolactone)을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 조성물의 분산성 및 유동성을 일정시간 유지할 수 있도록 하기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 이타코닉 산을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 조성물의 강도, 내마모성 및 내약품성 등을 개선하기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 0.1 내지 5중량부의 산화베릴륨을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 조성물의 유동성을 높이면서 시공 후에는 강도를 증가시키고, 방수성을 향상시키기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 규불화마그네슘을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 조성물의 내수성, 내화학성 및/또는 내부착성 등을 향상시키기 위하여 테트라메틸렌 디이소시아네이트를 시멘트 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부로 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 조성물의 재료분리 저항성, 작업성 및 동결융해 내구성 등을 향상시키기 위하여 이미다졸린베타인을 시멘트 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부로 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 조성물의 유동성을 확보하고, 경량성, 내화성, 내산성 및 내구성을 향상시키기 위하여 사문암 분말을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함할 수 있는데, 상기 사문암은 마그네슘을 함유하는 규산염 광물로서 사문암 분말의 평균입경은 0.01 내지 0.29mm인 것이 좋다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 조성물의 내마모성, 내구성, 충전효과 및 증점효과 등을 향상시키기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 황산바륨을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 조성물의 내수성을 보강하고, 접착분리를 방지하기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부의 아라고나이트(aragonite)를 더 포함할 수 있는데, 상기 아라고나이트는 사방정계의 탄산염 광물로서 잘게 분쇄가 가능하여 표면적을 증가시키기 쉬운 장점이 있어, 이를 그라우트 조성물에 포함시키면 상기와 같은 효과를 발현하게 된다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 조성물이 시공되는 시공면의 알카리성을 회복시키고, 표면에 비활성막을 형성시킴으로써 부식을 방지하기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 진크설페이트(zinc sulphate)를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 조성물의 신율과 강도를 개선하기 위하여 테트라 플루오로 에틸렌을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함할 수 있는데, 그 함량이 시멘트 100중량부 기준으로 1중량부 미만이면 신율 및 강도 개선의 효과가 미미하며, 5중량부를 초과하면 경제적이지 못하여 좋지 않다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 조성물의 내화 및/또는 내열성을 향상시키기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 하프늄을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 조성물의 흡수성, 투과성 및 보습성을 향상시키기 위하여 음이온 변성스타치의 일종인 스타치 포스페이트 에스테르를 더 포함할 수 있는데, 그 사용량은 시멘트 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부가 좋다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 조성물의 초기강도를 발현하고 균열저항성을 향상시키기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 트리칼슘알루미네이트를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 조성물의 냄새를 흡착하여 탈취하고, 조성물내에 잔존하는 미생물의 살균하기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부의 견운모를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 조성물의 내식성, 내산성 및 내화성을 강화시키기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 지르코늄을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 조성물의 접착력을 향상시키고 조성물이 시공되는 시공대상면의 공극을 충전하기 위하여 폴리메틸실세스키옥산(polymetylsilsesquioxane)을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 조성물의 내화성 및 내마모성을 개선하기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 마그네사이트를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 물과 혼합되어 시공되기 전 일정시간 동안 정치될 경우 발생하는 재료분리 현상을 억제하기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 아타풀자이트를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 아타풀자이트는 마그네슘, 알루미늄의 염기성 함수 규산염 광물로 수성암 중의 휘석, 각섬석에서 변질되어 생성하며 염호 지역에서 몬모릴론석으로부터 생성한다. 또는 몬모릴론 석화 작용을 받은 섬장암에 포켓상 혹은 맥상으로 산출한다.
특히, 상기 아타풀자이트의 화학성분은 주로 SiO2(49.57%), Al2O3(9.44%) 및 MgO(8.81%)로 구성되며, 길이 1.5 내지 2micron, 굵기 3nm인 막대기형의 입자로 양 끝단은 + charge를, 측면은 - charge를 띠고 있으며, 분산되면 입자가 상호결합, 그물구조를 형성하여 점도를 형성한다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 그라우트 조성물은 수분침투를 방지하여 내구성을 향상시키기 위해 시멘트 100중량부 기준으로 가교된 폴리아크릴레이트염 1 내지 5중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 가교된 폴리아크릴레이트염은 그라우트 조성물의 내부의 공극을 채우게 되어 수분의 침투를 방지하게 되고 이에 따라 내부의 내구성을 증진시키는 역할을 하게 되는데, 상세하게는 상기 가교된 폴리아크릴레이트염은 아크릴레이트염의 중합체가 가교(crosslinking)된 물질을 말하며, 가교제로 아크릴산(Acrylic acid)이 포함된 아크릴산과 소듐아크릴레이트(sodium acrylate)의 공중합체로 이루어지며, 하기(C3H4O2.C3H3O3Na)x의 분자식을 갖는다.
상기 구조로 이루어지는 가교된 폴리아크릴레이트염은 고분자 사슬 간의 가교결합(cross-linking)을 통한 3차원 망상구조 또는 단일 사슬구조에서 친수성기의 도입에 따라 가교된 폴리아크릴레이트염이 사용되면 수분 침투시팽창하여 내부 공극을 채워 수분의 침투를 방지하고, 내구성을 증진시키게 된다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 조성물의 점도를 조절하고 부착성을 향상시키기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 부틸글리시딜에테르(Butyl glycidyl ether)를 더 포함할 수 있는데, 그 함량이 시멘트 100중량부 기준으로 1중량부 미만이면 점도조절 및 부착성 향상의 효과가 미미하며, 5중량부를 초과하면 경화가 지연되고 표면의 경도가 저하되는 단점이 있어 좋지 않다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 자외선을 흡수하고 크랙의 발생을 방지하기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 하이드라진 페닐 트리아진을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 조성물의 초기 접착력을 유지하기 위하여 톨루엔 및 검로진이 1:1의 중량비로 혼합된 톨루엔-검로진 혼합물을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 시공면의 균일성을 위하여 티오우레아를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 시공면의 크랙을 방지하기 위하여 규회석을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 조성물이 시공되는 시공면에 존재하는 유해 성분들이 외부로 용출되는 것을 방지함으로써 환경오염을 유발되는 것을 방지하기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 디메틸 암모늄 클로라이드를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 내마모성 및 기계적 강도를 개선하기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 이황화텡스텐(WS2)을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 조성물의 성분들 간의 비중차에 따른 재료의 분리 현상을 방지하기 위하여 웰란 검(welan gum)을 시멘트 100중량부 기준으로 0.1 내지 3중량부로 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 장기 강도 발현 및 내구성 증진을 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 산성백토를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 점도 및/또는 보수성 개선을 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 조성물의 점성을 조절하고 건조성을 개선하기 위하여 황산나트륨을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부 더 포함할 수 있는데, 그 함량이 시멘트 100중량부 기준으로 5중량부를 초과하면 건조성은 개선되나 점도가 높아져 작업성이 저하되고, 그 함량이 1중량부 미만이면 점성이 낮아져 치밀한 내부조직 형성이 어려워져 좋지 않다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 내식성 및 내구성 개선시키기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 아질산 칼슘을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 그라우트 조성물의 충진성을 향상시키기 위하여 시멘트 100중량부 기준으로 3 내지 30중량부의 블레인 비표면적 6,000cm2/g 이상의 아윈 광물을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 시멘트 내의 6+가 크롬, 중금속 등의 유해물질을 고정화, 안정화하여 시멘트 및 토양의 유해성분의 장기용출을 방지하기 위하여 알루미나 시멘트를 시멘트 100중량부 기준으로 5 내지 50중량부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 알루미나 시멘트는 반수 석고와 시멘트 내에 있는 CaO성분 등과 결합하여 에트링자이트를 생성한다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 그라우트 조성물의 팽창성을 조절할 수 있도록 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 15중량부의 알루미나 파우더를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 그라우트 조성물은 시멘트의 반응성을 촉진하여 순결반응을 유도함으로써 강도를 향상시킬 수 있도록 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 수산화리튬을 더 포함할 수 있다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 그라우트 조성물을 이용한 보수보강방법을 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 그라우트 조성물의 보수보강방법은 보수보강 대상면에 천공을 형성하는 천공형성단계;
상기 천공형성단계가 종료된 천공홀에 강연선이 장착된 앵커체를 삽입하는 앵커체 삽입단계;
상기 앵커체 삽입단계가 종료된 후, 시멘트 100중량부 기준으로, 칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부, 고로슬래그 미분말 10 내지 60중량부, 소석회 1 내지 5중량부, 나트륨벤토나이트 1 내지 10중량부, 메틸메타아크릴레이트 1 내지 10중량부, 나노세라믹 입자 10 내지 30중량부, 폴리비닐 알코올 2 내지 10중량부, 응결지연제 1 내지 5중량부, 소포제 0.5 내지 5중량부, 박리방지제 3 내지 10중량부, 및 고성능 감수제 0.01 내지 10중량부를 포함하는 그라우트 조성물을 앵커가 삽입된 천공에 주입하는 그라우트 조성물 주입단계;
상기 그라우트 조성물 주입단계가 종료 된 후, 상기 앵커체 삽입단계에서 삽입된 앵커체에 부착된 강연선을 인장기와 연결하여 인장시켜 강연선 인장단계;
앵커체에 설치된 링크형 가동 암의 제1 링크와 제2 링크가 접어지면 그라우트 조성물 방향으로 돌출되며 파고 들어 앵커체를 고정하는 앵커체 고정 단계;를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 앵커 삽입단계의 앵커는 철, 스테인리스, 합금 등의 재질로 당업계에서 사용되는 통상적인 앵커라면 무방하지만 본 발명에서는 첨부된 도 1의 링크형 영구 앵커를 사용한다.
상기 영구 앵커는 앵커체(100)와, 이 앵커체의 하단에 마련된 가이드슬릿(120)를 따라 승강하며, 강연선의 하단이 결착되어 인장시 상승하는 승강 블록(200)을 구성하는 승강베이스(210)와, 상기 승강베이스에서 돌출되고 상기 가이드 슬릿을 따라 이동함과 아울러 앵커체의 외부로 돌출된 승강연결베이스(220)의 상면에 설치되는 제2링크 연결부(230)가 갖추어진 것을 포함한다.
여기서 상기 가이드슬릿과 링크연결베이스는 3개이상이 형성되며 바람직하게는 4개를 형성한다.
상기 앵커체의 상면에는 막음판(130)이 설치되고, 이 막음판에는 강연선(10)이 끼워지는 강연선삽입홀(111)이 형성되고, 앵커체의 상단 외측에는 링크가 연결되는 제1 링크부(140)가 설치되는 구성이다.
또한 상기 제1 링크부와 제2 링크 연결부 사이에 설치되는 링크형 가동 암(300)은 제1 링크(310)와 제2 링크(320)가 절첩 가능하게 연결되고, 링크의 단부에는 지압쐐기(400)가 갖추어지는 것이다.
도면 중 미설명 부호 130은 앵커체 삽입을 용이하게 하는 하부체이고, 132는 강연선의 하단이 끼워지는 구멍이다.
이러한 구성의 본 발명은 상기와 같이 천공 후 천공에 삽입되고, 그라우트 조성물을 주입 또는 주입 후 강연선을 인장기와 연결하여 인장하면 강연선이 상부로 이동하며 링크 형 가동 암(300)의 제1 링크(310)와 제2 링크(320)가 접어지며 그라우트 방향으로 돌출되어 그라우트와 지면을 파고 들어 영구적으로 고정되는 구성이다.
이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 하기의 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
[실시예 1]
분말도가 약 4,500cm2/g인 시멘트 100g, 블레인 분말도가 약 6,500㎠/g 칼슘설포알루미네이트 18g, 분말도가 약 3,850cm2/g이고, 밀도가 약 3.1g/cm3인 고로슬래그 미분말 35g, 소석회 3g, 나트륨벤토나이트 5g, 메틸메타아크릴레이트 5g, 실리콘카바이드 15g, 약 3 내지 6㎛인 기공을 약 0.2cc/g의 범위로 포함하는 폴리비닐 알코올 6g, 글루콘산 3g, 미네랄오일 2g, 액상형으로 비중이 1.0 이상이고 60℃ 점도가 110 cPs인 폴리인산계 박리방지제 6g, 및 폴리(알킬렌 글리콜)모노아크릴레이트 5g을 혼합하여 그라우트 조성물을 제조하였다.
[실시예 2]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 질화알루미늄 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 3]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 이산화규소 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 4]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 푸탈산 수지 니스 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 5]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 6]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 소디윰스테아레이트 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 7]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 규산칼슘 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 8]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 진크암모늄클로라이드 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 9]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 트리아세틴 1g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 10]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 질산나트륨 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 11]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 산화티탄 1g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 12]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 세피올라이트 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 13]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 벤조산 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 14]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 아세틸레이티드라놀란 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 15]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 케이산 소다 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 16]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 로진산 나트륨 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 17]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 글루코노락톤 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 18]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 이타코닉 산 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 19]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 산화베릴륨 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 20]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 규불화마그네슘 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 21]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 테트라메틸렌 디이소시아네이트 1g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 22]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 이미다졸린베타인 1g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 23]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 평균입경이 0.1mm인 사문암 분말 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 24]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 황산바륨 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 25]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 아라고나이트 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 26]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 진크설페이트 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 27]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 테트라 플루오로 에틸렌 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 28]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 하프늄 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 29]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 스타치 포스페이트 에스테르 1g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 30]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 트리칼슘알루미네이트 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 31]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 견운모 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 32]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 지르코늄 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 33]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 폴리메틸실세스키옥산 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 34]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 마그네사이트 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 35]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 아타풀자이트 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 36]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 가교된 폴리아크릴레이트염 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 37]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 부틸글리시딜에테르 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 38]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 하이드라진 페닐 트리아진 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 39]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 톨루엔 및 검로진이 1:1의 중량비로 혼합된 톨루엔-검로진 혼합물 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 40]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 티오우레아 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 41]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 규회석 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 42]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 디메틸 암모늄 클로라이드 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 43]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 이황화텡스텐 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 44]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 웰란 검 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 45]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 산성백토 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 46]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 47]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 황산나트륨 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 48]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 아질산 칼슘 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 49]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 비표면적이 6,000cm2/g 이상의 아윈 광물 15g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 50]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 알루미나 시멘트 10g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 51]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 알루미나 파우더 8g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 52]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 수산화리튬 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 53]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 실시예 2 내지 실시예 52에 따라 부가된 부가물을 모두 더 부가하여 실시하였다.
[실험]
실시예들에 따라 제조된 그라우트 조성물을 각각 물과 혼합하여 그라우트재를 경화시킨 후 물성, 예를 들면 겔화시간, 압축강도, 용탈현상 등을 측정하였다.
그 결과를 표 1로 나타냈다.
여기서, 압축강도는 Φ5cm×10cm 공시체에 넣어 20℃에서 양생한 후, 1개월 후 측정하였으며, 용탈현상은 육안으로 관찰하였다.
| 겔화시간(초) | 1개월 후 압축강도(MPa) | 1개월후 용탈현상 | |
| 실시예 1 | 15 | 5.2 | 없음 |
| 실시예 2 | 16 | 5.1 | 없음 |
| 실시예 3 | 16 | 5.4 | 없음 |
| 실시예 4 | 12 | 5.3 | 없음 |
| 실시예 5 | 11 | 5.5 | 없음 |
| 실시예 6 | 13 | 5.2 | 없음 |
| 실시예 7 | 13 | 5.4 | 없음 |
| 실시예 8 | 15 | 5.5 | 없음 |
| 실시예 9 | 16 | 5.6 | 없음 |
| 실시예 10 | 14 | 5.4 | 없음 |
| 실시예 11 | 17 | 5.5 | 없음 |
| 실시예 12 | 11 | 5.4 | 없음 |
| 실시예 13 | 13 | 5.4 | 없음 |
| 실시예 14 | 12 | 5.7 | 없음 |
| 실시예 15 | 11 | 5.5 | 없음 |
| 실시예 16 | 11 | 5.4 | 없음 |
| 실시예 17 | 11 | 5.1 | 없음 |
| 실시예 18 | 12 | 5.6 | 없음 |
| 실시예 19 | 13 | 5.3 | 없음 |
| 실시예 20 | 12 | 5.2 | 없음 |
| 실시예 21 | 13 | 5.3 | 없음 |
| 실시예 22 | 14 | 5.8 | 없음 |
| 실시예 23 | 14 | 5.5 | 없음 |
| 실시예 24 | 13 | 5.6 | 없음 |
| 실시예 25 | 15 | 5.4 | 없음 |
| 실시예 26 | 13 | 5.5 | 없음 |
| 실시예 27 | 14 | 5.4 | 없음 |
| 실시예 28 | 15 | 5.6 | 없음 |
| 실시예 29 | 15 | 5.3 | 없음 |
| 실시예 30 | 14 | 5.2 | 없음 |
| 실시예 31 | 12 | 5.2 | 없음 |
| 실시예 32 | 15 | 5.4 | 없음 |
| 실시예 33 | 13 | 5.3 | 없음 |
| 실시예 34 | 15 | 5.5 | 없음 |
| 실시예 35 | 16 | 5.3 | 없음 |
| 실시예 36 | 15 | 5.2 | 없음 |
| 실시예 37 | 14 | 5.4 | 없음 |
| 실시예 38 | 14 | 5.3 | 없음 |
| 실시예 39 | 16 | 5.2 | 없음 |
| 실시예 40 | 13 | 5.4 | 없음 |
| 실시예 41 | 12 | 5.3 | 없음 |
| 실시예 42 | 13 | 5.5 | 없음 |
| 실시예 43 | 13 | 5.3 | 없음 |
| 실시예 44 | 15 | 5.5 | 없음 |
| 실시예 45 | 13 | 5.2 | 없음 |
| 실시예 46 | 14 | 5.2 | 없음 |
| 실시예 47 | 16 | 5.3 | 없음 |
| 실시예 48 | 13 | 5.1 | 없음 |
| 실시예 49 | 14 | 5.3 | 없음 |
| 실시예 50 | 12 | 5.2 | 없음 |
| 실시예 51 | 13 | 5.3 | 없음 |
| 실시예 52 | 14 | 5.5 | 없음 |
| 실시예 53 | 15 | 5.6 | 없음 |
표 1에 나타난 바와 같이, 실시예들에 따라 제조된 그라우트 조성물은 겔화시간이 짧고, 용탈현상이 없으며, 1개월 후 압축강도는 5MPa 이상으로써 통상적인 보수보강을 위한 압축강도를 상회하는 것을 알 수 있었다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (5)
- 시멘트 100중량부 기준으로,
칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부;
고로슬래그 미분말 10 내지 60중량부;
소석회 1 내지 5중량부;
나트륨벤토나이트 1 내지 10중량부;
메틸메타아크릴레이트 1 내지 10중량부;
나노세라믹 입자로서 실리콘 카바이드 10 내지 30중량부;
폴리비닐 알코올 2 내지 10중량부;
응결지연제로서 글루콘산 1 내지 5중량부;
소포제로서 미네랄 오일 0.5 내지 5중량부;
액상형으로 비중이 1.0이상이고 점도가 110cP인 폴리인산계 박리방지제 3 내지 10중량부; 및
고성능 감수제로서 폴리(알킬렌 글리콜)모노아크릴레이트 0.01 내지 10중량부를 포함하는 그라우트 조성물에,
질화알루미늄을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고,
트리아세틴을 시멘트 100중량부 기준으로 0.1 내지 5중량부로 더 포함하며,
질산나트륨을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고,
산화티탄을 시멘트 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부로 더 포함하며,
글루코노락톤을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고,
산화베릴륨을 시멘트 100중량부 기준으로 0.1 내지 5중량부로 더 포함하며,
규불화마그네슘을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고,
사문암 분말을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며,
하프늄을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고,
트리칼슘알루미네이트를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며,
견운모를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함하고,
지르코늄을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며,
마그네사이트를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고,
규회석을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며,
이황화텅스텐을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하는 그라우트 조성물.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 보수보강 대상면에 천공을 형성하는 천공형성단계;
상기 천공형성단계가 종료된 천공홀에 강연선이 장착된 앵커체를 삽입하는 앵커체 삽입단계;
상기 앵커체 삽입단계가 종료된 후, 시멘트 100중량부 기준으로, 칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부, 고로슬래그 미분말 10 내지 60중량부, 소석회 1 내지 5중량부, 나트륨벤토나이트 1 내지 10중량부, 메틸메타아크릴레이트 1 내지 10중량부, 나노세라믹 입자로서 실리콘 카바이드 10 내지 30중량부, 폴리비닐 알코올 2 내지 10중량부, 응결지연제로서 글루콘산 1 내지 5중량부, 소포제로서 미네랄 오일 0.5 내지 5중량부, 액상형으로 비중이 1.0이상이고 점도가 110cP인 폴리인산계 박리방지제 3 내지 10중량부, 및 고성능 감수제로서 폴리(알킬렌 글리콜)모노아크릴레이트 0.01 내지 10중량부를 포함하는 그라우트 조성물에, 질화알루미늄을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고, 트리아세틴을 시멘트 100중량부 기준으로 0.1 내지 5중량부로 더 포함하며, 질산나트륨을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고, 산화티탄을 시멘트 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부로 더 포함하며, 글루코노락톤을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고, 산화베릴륨을 시멘트 100중량부 기준으로 0.1 내지 5중량부로 더 포함하며, 규불화마그네슘을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고, 사문암 분말을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 하프늄을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고, 트리칼슘알루미네이트를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 견운모를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함하고, 지르코늄을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 마그네사이트를 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고, 규회석을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 이황화텅스텐을 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하는 그라우트 조성물을 앵커가 삽입된 천공에 주입하는 그라우트 조성물 주입단계;
상기 그라우트 조성물 주입단계가 종료 된 후, 상기 앵커체 삽입단계에서 삽입된 앵커체에 부착된 강연선을 인장기와 연결하여 인장하는 강연선 인장단계;
강연선을 인장하면 앵커체에 설치된 링크형 가동 암의 제1 링크와 제2 링크가 접어지면 단부가 그라우트 조성물 방향으로 돌출되며 그라우트 조성물로 파고 들어 앵커체를 고정하는 앵커체 고정 단계;를 포함하는 그라우트 조성물을 이용한 보수보강방법.
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| KR1020220119209A KR102514991B1 (ko) | 2022-09-21 | 2022-09-21 | 그라우트 조성물 및 이 조성물과 영구 앵커를 이용한 지반 보수보강공법 |
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| KR1020220119209A KR102514991B1 (ko) | 2022-09-21 | 2022-09-21 | 그라우트 조성물 및 이 조성물과 영구 앵커를 이용한 지반 보수보강공법 |
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| KR102514991B1 true KR102514991B1 (ko) | 2023-03-30 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR102562735B1 (ko) * | 2023-03-02 | 2023-08-02 | 주식회사 성안이엔씨 | 락볼트 |
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-
2022
- 2022-09-21 KR KR1020220119209A patent/KR102514991B1/ko active IP Right Grant
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