KR102525691B1 - 폴리머 모르타르를 이용한 콘크리트 단면 보수 보강 공법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리머 모르타르를 이용한 콘크리트 단면 보수 보강 공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리머 모르타르는 포틀랜드 시멘트 37 ~ 44 중량%, 칼슘설포알루미네이트 3 ~ 5 중량%, 실리카 샌드 49 ~ 56 중량%, 나프탈렌설폰산 0.3 ~ 0.5 중량%, 폴리비닐알코올 화이버 0.1 ~ 0.3 중량%, 비닐 아세테이트 에틸렌 폴리머 0.7 ~ 1 중량%, 메틸 셀룰로오스 0.3 ~ 0.5 중량%로 혼합되어 구성되며, 이를 이용한 콘크리트 단면 보수 보강공법은 (a) 열화된 콘크리트 구조물 손상부를 치핑하고 고압수로 세척하여 이물질을 제거하는 치핑 및 세척 단계(S11); (b) 이물질 제거된 손상부 표면에 구체강화제를 균일하게 도포하여 표면 균열을 메우고 강화하는 구체강화제 도포단계(S12); (c) 상기 구체강화제 도포면에 폴리머 모르타르를 손미장등으로 도포하는 방식으로 충전하여 단면을 복구하는 충전단계(S13); 및 (d) 상기 폴리머 모르타르가 충전된 단면의 표면에 표면마감재를 도포하여 마무리하는 표면마감재 도포단계(S14);로 구성됨을 특징으로 하는 폴리머 모르타르를 이용한 콘크리트 단면 보수 보강 공법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 폴리머 모르타르를 이용한 콘크리트 단면 보수 보강 공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리머 모르타르는 포틀랜드 시멘트 37 ~ 44 중량%, 칼슘설포알루미네이트 3 ~ 5 중량%, 실리카 샌드 49 ~ 56 중량%, 나프탈렌설폰산 0.3 ~ 0.5 중량%, 폴리비닐알코올 화이버 0.1 ~ 0.3 중량%, 비닐 아세테이트 에틸렌 폴리머 0.7 ~ 1 중량%, 메틸 셀룰로오스 0.3 ~ 0.5 중량%로 혼합되어 구성되며, 이를 이용한 콘크리트 단면 보수 보강공법은 (a) 열화된 콘크리트 구조물 손상부를 치핑하고 고압수로 세척하여 이물질을 제거하는 치핑 및 세척 단계(S11); (b) 이물질 제거된 손상부 표면에 구체강화제를 균일하게 도포하여 표면 균열을 메우고 강화하는 구체강화제 도포단계(S12); (c) 상기 구체강화제 도포면에 폴리머 모르타르를 손미장등으로 도포하는 방식으로 충전하여 단면을 복구하는 충전단계(S13); 및 (d) 상기 폴리머 모르타르가 충전된 단면의 표면에 표면마감재를 도포하여 마무리하는 표면마감재 도포단계(S14);로 구성됨을 특징으로 하는 폴리머 모르타르를 이용한 콘크리트 단면 보수 보강 공법에 관한 것이다.
일반적으로, 콘크리트의 열화(熱火)현상으로 인한 박리(剝離), 박락(剝落), 부식 및 팽창된 손상부에 대한 콘크리트의 단면보수시 일반적인 폴리머 모르타르로 시공하였다.
따라서, 열화된 콘크리트 구조물의 열화손상부와 단면보수 보강부재의 1회 최소 시공두께가 30mm 이하로 매우 얇고, 단면보수재의 경제적 비용이 상당하여 실시설계 반영 시 공사비용의 고가로 인하여 발주처 및 시공사의 부담이 가중되어 광범위한 콘크리트를 이루는 콘크리트 전면 단면보수가 불가능하다는 문제점이 있었다.
이를 해결하기 위해 한국 등록특허 제10-1567851호(발명의 명칭 : KR파우더가 혼입된 친환경 폴리머 모르터르 및 이를 이용한 콘크리트 단면보수 보강방법. 공고일자 2015.11.10)는 기존의 시멘트보다 부착강도 및 압축, 휨강도를 증진시키고, 산업부산물인 래들슬래그를 재활용함으로 경제적이며 친환경적인 공법을 제공하는 KR파우더가 혼입된 친환경 폴리머 모르터르 및 이를 이용한 콘크리트 단면보수 보강방법에 관한 것으로 산업부산물인 래들슬래그를 재활용하기 때문에 분체계 보수재료 생산 시 원가가 절감되며, 상기 래들슬래그는 적은 흡수율, 구형의 입형때문에 기존의 모르터르 조성물보다 유동성 확보에 유리하므로, 비교적 고가인 수용성폴리머, 액상폴리머의 사용을 저감시킬 수 있는 효과가 있다고 하나, 명세서상 한정된 혼합비율의 래들슬래그나 슬라그 미분말등을 구하기가 실질적으로 매우 어려운 실정이며, 0.1㎛ 내지 1㎛의 크기로 분쇄된 피치 파이버로는 충분한 균열 및 충격 파손에 대한 저항성을 가지기 힘들다는 문제점이 있는바, 특히 보수후에 발생할 수 있는 균열에 대한 억제력이 문제가 될 수 있어 이에 대한 보완이 절실한 형편이다.
본 발명인 폴리머 모르타르를 이용한 콘크리트 단면 보수 보강 공법은 다음과 같은 목적을 가진다.
(1) 본 발명의 목적은 기존의 폴리머 모르타르가 가지는 각종 물성, 즉 압축강도, 휨강도, 부착강도, 길이변화, 저항성, 화학안정성을 증대 내지 유지시키되, 그 제작에 사용되는 재료를 간소화하여 제조설비비를 절감하는 한편, 폴리머양을 비약적으로 감소시켜 이로 인한 재료비를 저감하여 전체적으로 생산비용을 저감시키는 콘크리트 단면 보수 보강 공법을 제공함에 있다.
(2) 본 발명의 또다른 목적은 기존의 폴리머 모르타르의 지나친 유동성을 회피하여 1회의 충전 실시에 의해 보수를 마무리할 수 있도록 하며, 보수후 표면 마무리를 추후 균열에 저항성을 극대화할 수 있도록 하는 콘크리트 단면 보수 보강 공법을 제공함에 있다.
본 발명에 사용되는 폴리머 모르타르는 포틀랜드 시멘트 37 ~ 44 중량%, 칼슘설포알루미네이트 3 ~ 5 중량%, 실리카 샌드 49 ~ 56 중량%, 나프탈렌설폰산 0.3 ~ 0.5 중량%, 폴리비닐알코올 화이버 0.1 ~ 0.3 중량%, 비닐 아세테이트 에틸렌 폴리머 0.7 ~ 1 중량%, 메틸 셀룰로오스 0.3 ~ 0.5 중량%로 혼합되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 폴리비닐알코올 화이버를 대체하여 폴리비닐알코올 화이버, 초고분자량폴리에틸렌(UHMWPE, Ultra High molecular weight Polyethylene), 케블라를 중량비 1:0.5:0.2 비율로 혼합하여 사용함이 바람직하다.
초고분자량폴리에틸렌과 케블라의 길이는 4mm ~ 11mm인 것을 사용함이 바람직하다.
상기 비닐 아세테이트 에틸렌 폴리머를 대체하여 비닐 아세테이트 에틸렌과 폴리 카보네이트 폴리머와 스티렌부타디엔 고무를 중량비 1 : 0.5 : 0.5로 혼합하여 중합된 것을 사용하는 것도 본 발명의 바람직한 일실시예에 해당한다.
본 발명인 폴리머 모르타르를 이용한 콘크리트 단면 보수 보강공법은
(a) 열화된 콘크리트 구조물 손상부를 치핑하고 고압수로 세척하여 이물질을 제거하는 치핑 및 세척 단계(S11);
(b) 이물질 제거된 손상부 표면에 구체강화제를 균일하게 도포하여 표면 균열을 메우고 강화하는 구체강화제 도포단계(S12);
(c) 상기 구체강화제 도포면에 상기 폴리머 모르타르를 도포하는 방식으로 충전하여 단면을 복구하는 충전단계(S13); 및
(d) 상기 폴리머 모르타르가 충전된 단면의 표면에 표면마감재를 도포하여 마무리하는 표면마감재 도포단계(S14);로 구성됨을 특징으로 한다.
상기 구체강화제는 리튬실리케이트, 규산나트륨에서 선택된 1 이상을 포함하여 구성된 것을 사용함이 바람직하다.
상기 표면마감재는 포틀랜드 시멘트 38 ~ 42 중량%, 칼슘설포알루미네이트 3 ~ 5 중량%, 실리카 샌드 49 ~ 53 중량%, 나프탈렌설폰산 0.3 ~ 0.5 중량%, 폴리비닐알코올 화이버 2 ~ 5 중량%, 비닐 아세테이트 에틸렌 폴리머 0.7 ~ 1 중량%, 메틸 셀룰로오스 0.3 ~ 0.5 중량%로 혼합하여 사용하되, 상기 폴리비닐알코올 화이버는 위사와 경사로 격자화된 것을 사용함이 바람직하다.
본 발명은 다음과 같은 효과를 가진다.
(1) 본 발명은 기존의 폴리머 모르타르가 가지는 각종 물성, 즉 압축강도, 휨강도, 부착강도, 길이변화, 저항성, 화학안정성을 증대 내지 유지시키되, 그 제작에 사용되는 재료를 간소화하여 제조설비비를 절감하는 한편, 사용되는 폴리머양을 비약적으로 감소시켜 이로 인한 재료비를 저감하여 전체적으로 생산비용을 저감시킨다.
(2) 본 발명은 기존의 폴리머 모르타르의 지나친 유동성을 회피하여 1회의 충전 실시에 의해 보수를 마무리할 수 있도록 하며, 보수후 표면 마무리를 추후 균열에 저항성을 극대화할 수 있도록 하는 콘크리트 표면 보수 공법을 제공한다.
도 1은 본 발명인 폴리머 모르타르를 이용한 콘크리트 단면 보수 보강 공법에 대한 시계열적인 단계로 나타낸 도면이다.
먼저, 본 발명의 구체적인 설명에 들어가기에 앞서, 본 발명에 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라 질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명에 따른 "폴리머 모르타르를 이용한 콘크리트 단면 보수 보강 공법"을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
본 명세서에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지는 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명은 일면에 있어서, 도 1은 본 발명인 폴리머 모르타르를 이용한 콘크리트 단면 보수 보강 공법에 대한 시계열적인 단계로 나타낸 도면이다.
본 발명에서 사용되는 폴리머 모르타르는 포틀랜드 시멘트 37 ~ 44 중량%, 칼슘설포알루미네이트 3 ~ 5 중량%, 실리카 샌드 49 ~ 56 중량%, 나프탈렌설폰산 0.3 ~ 0.5 중량%, 폴리비닐알코올 화이버 0.1 ~ 0.3 중량%, 비닐 아세테이트 에틸렌 폴리머 0.7 ~ 1 중량%, 메틸 셀룰로오스 0.3 ~ 0.5 중량%로 혼합되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
옹벽체를 이루는 것은 대부분 콘크리트를 의미하는바, 콘크리트 단면 보수 보강 폴리머 모르타르라고 하여도 무방하다.
상기 포틀랜드시멘트는 석회질 원료와 점토질 원료를 적당한 비율로 혼합하여 미분쇄하고 약 1,450℃로 소성하여 얻어지는 클링커에 응결조절제로서, 석고를 가하여 미분쇄하여 만든 것으로서, 석회 즉, 생석회나 소석회 및 무수석고와 반응하며 포졸란(Pozzolan), 에트링자이트(Ettringite) 반응을 형성하여 콘크리트 구조물을 고화 안정화하는 역할을 수행하는 것으로, 이렇게 형성되는 수화물은 고강도 특성을 나타내며, 분말입도는 약 3,500∼4,200㎠/g 범위인 1종 보통 포틀랜트 시멘트를 사용함이 바람직하며, 37 ∼ 44 중량% 범위의 것을 사용한다.
상기 칼슘설포알루미네이트(CSA)가 5 중량%를 초과할 경우에는, 급격한 응결로 인해 작업시간 확보가 어렵고, 3 중량% 미만을 사용할 경우에는 과팽창반응으로 인해 강도가 저하된다.
상기 실리카 샌드는 이른바 규사로서, 충전제 역할을 하며, 49 중량% 미만으로 사용할 경우에는 수축을 억제하는 효과가 미미하여 건조수축량이 증대될 수 있고, 비경제적이며, 56 중량%를 초과하여 사용할 경우에는 충전제 양이 과도해져 유동성 및 시공성이 저하되는 문제점이 있다.
상기 나프탈렌설폰산은 감수제로 사용되는데, 모르타르가 경화된 후의 내구성을 향상시킬 뿐만 아니라 모르타르의 유동성을 확보하여 작업성을 좋게 하는 효과가 있다.
다만 0.3 중량% 미만으로 사용하면 충분한 내구성 저하 방지 효과를 볼 수 없을 수 있고, 0.5 중량%를 초과하여 사용하면 오히려 그 사용량이 많아서 경화가 지체되어 내구성이 저하될 수 있으므로 상기 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.
폴리비닐알코올 화이버는 모르타르의 경화 과정에서 폴리머 필름을 형성하여 수분 증발을 억제하여 소성 수축 현상을 방지하고, 경화된 후에 외부에서 침입하는 수분 또는 이산화탄소 등의 유해물질을 차단하여 내구성을 향상시키는 역할을 수행하는바, 이때, 0.1 중량% 미만 사용시 폴리머 필름 형성시 결합이 약하여, 유해물질 차단 효과 및 내구성 향상 기여도가 낮아지는 문제가 있을 수 있고, 0.3 중량%를 초과하여 사용하면 모르타르의 경화를 방해하여 역효과를 초래한다.
비닐 아세테이트 에틸렌 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.
특히 비닐 아세테이트 에틸렌 폴리머는 고형분 40~60%, pH 8.0~9.5, 및 점도 100~2000cps인 것을 사용함이 바람직하다.
메틸 셀룰로오스는 증점제로 사용되는데, 시멘트 모르타르 조성물의 재료분리를 방지하기 위하여 첨가한다.
상기 폴리비닐알코올 화이버를 대체하여 폴리비닐알코올 화이버, 초고분자량폴리에틸렌(UHMWPE, Ultra High molecular weight Polyethylene), 케블라를 중량비 1:0.5:0.2 비율로 혼합하여 사용함이 바람직하다.
초고분자량폴리에틸렌과 케블라의 길이는 4mm ~ 11mm인 것을 사용함이 바람직하다.
여기서, 초고분자량폴리에틸렌(UHMWPE, Ultra High molecular weight Polyethylene)의 길이가 4mm 미만이면 적정한 배열을 유도하기 어려워 보강재의 역할을 기대하기 어려우며, 11mm를 초과하면 섬유뭉침 현상으로 인해 인장응력 전달이 어려우므로, 초고분자량폴리에틸렌(UHMWPE, Ultra High molecular weight Polyethylene)의 길이는 4mm~11mm인 것이 좋은데, 상기 초고분자량폴리에틸렌을 보강하는 역할을 하는 케블라의 길이도 역시 마찬가지의 논리가 그대로 적용되어 같은 길이로 한정하고 있다.
상기 케블라는 고분자 물질과 결합하여, 시멘트의 보강재로도 사용되고 있는데, 특히 초고분자량폴리에틸렌과의 결합력이 우수하여 내화성과 내마찰성은 물론 강력한 내충격성을 가지게 하는데, 다만 물에 젖으면 강도가 약해지는 특성이 있으므로 방수처리가 된 것을 사용해야 한다.
상기 비닐 아세테이트 에틸렌 폴리머를 대체하여 비닐 아세테이트 에틸렌과 폴리 카보네이트 폴리머와 스티렌부타디엔 고무를 중량비 1 : 0.5 : 0.5로 혼합하여 중합된 것을 사용하는 것도 본 발명의 바람직한 일실시예에 해당한다.
즉 비닐 아세테이트 에틸렌 폴리머를 단독으로 사용하는 경우보다, 보다 큰 내충격성과 같은 기계적 강도가 매우 우수한 폴리카보네이트 폴리머와 내마모성과 내열성이 우수한 스티렌부타디엔 고무를 적절히 블렌딩하여 사용함이 더 유리함은 보수 공정상 당연해 보이나, 제조단가에 영향을 미치는 바, 본 명세서상 혼합비율에 대한 기술데이터는 상술한 바와 같이 한정하고 있는데, 이로써, 작업성, 내수성, 휨강도, 인장강도, 부착강도, 건조수축 저항성, 기계적 물성 등이 더욱 향상되며, 게다가 내약품성, 동결융해 저항성을 포함하는 내구성도 비닐 아세테이트 에틸렌 폴리머를 단독으로 사용하는 경우보다 더 좋아졌다.
실험예 1 : 모르타르 물성 측정
모르타르 1000g을 하기의 표 1과 같은 중량비로 실시예 1 내지 7을 제조하되, 굳지 않은 모르타르 물리적 특성 중 단위용적 중량은 KS F 3136에 의하고, 경화모르타르의 압축 및 휨강도에 대한 평가는 KS F 2476의 「폴리머 시멘트 모르타르의 강도시험 방법」에 준하여 평가하였고, 접착강도는 KS F 4716 「폴리머 시멘트 모르타르의 강도시험 방법」에 준하여 실시하였고, 내알칼리성, 길이변화(%), 투수량(g), 물흡수계수, 습기투과저항성은 KS F 4042 단면복구 모르타르 품질기준 시험방법에 준하여 평가를 실시하였고, 그 결과는 하기의 표 2에 나타내었다.
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포틀랜드
시멘트 |
실리카
샌드 |
칼슘설포알루미네이트 | 나프탈렌설폰산 | 폴리비닐알코올화이버 | 비닐아세테이트에틸렌폴리머 | 메틸셀룰로오스 | |
| 실시예1 | 41 | 54 | 3 | 0.4 | 0.2 | 0.9 | 0.5 |
| 실시예2 | 41 | 54 | 2.9 | 0.5 | 0.2 | 0.9 | 0.5 |
| 실시예3 | 41 | 54 | 3.2 | 0.2 | 0.2 | 0.9 | 0.5 |
| 실시예4 | 41 | 54 | 3 | 0.6 | 0.2 | 0.7 | 0.5 |
| 실시예5 | 41 | 54 | 3.01 | 0.5 | 0.09 | 0.9 | 0.5 |
| 실시예6 | 41 | 54 | 3 | 0.4 | 0.2(1) | 0.9 | 0.5 |
| 실시예7 | 41 | 54 | 3 | 0.4 | 0.2 | 0.9(2) | 0.5 |
|
압축강도
(kgf/cm^2) |
휨강도
(kgf/cm^2) |
부착강도
(kgf/cm^2) |
염화물이온침투저항성(Coulombs) | 길이변화(%) | 투수량(g) |
물흡수계수
(kg/m^2,h) |
습기투과저항성(m) | |||||
| 1일 | 7일 | 28일 | 7일 | 28일 | 7일 | 28일 | ||||||
| 실시예1 | 95 | 472 | 599 | 89 | 105 | 18.1 | 23.1 | 185 | -0.008 | 1.55 | 0.02 | 0.95 |
| 실시예2 | 84 | 411 | 545 | 83 | 92 | 18.2 | 19.3 | 183 | -0.003 | 1.58 | 0.035 | 0.98 |
| 실시예3 | 92 | 468 | 565 | 88 | 99 | 18.0 | 21.1 | 185 | -0.007 | 1.54 | 0.02 | 0.96 |
| 실시예4 | 93 | 468 | 532 | 87 | 93 | 18.0 | 19.1 | 182 | -0.007 | 1.52 | 0.04 | 1.01 |
| 실시예5 | 54 | 408 | 535 | 80 | 89 | 18.0 | 20.1 | 202 | -0.015 | 1.7 | 0.07 | 1.05 |
| 실시예6 | 96 | 477 | 602 | 91 | 107 | 18.0 | 23.0 | 184 | -0.007 | 1.54 | 0.02 | 0.94 |
| 실시예7 | 95 | 478 | 599 | 87 | 106 | 18.1 | 22.8 | 182 | -0.008 | 1.54 | 0.02 | 0.97 |
실시예 1은 본 발명의 중량비 범위내에서 제조되었고, 실시예 2 내지 5는 중량비 범위 미만이거나 초과하여 제조된 것이고, 실시예 6과 7은 각각 폴리비닐알코올 파이버 대신에 폴리비닐알코올 화이버, 초고분자량폴리에틸렌, 케블라를 중량비 1:0.5:0.2 비율로 혼합하되, 초고분자량폴리에틸렌과 케블라의 길이는 7mm인 것을 사용한 것과, 비닐 아세테이트 에틸렌 폴리머를 대체하여 비닐 아세테이트 에틸렌과 폴리 카보네이트 폴리머와 스티렌부타디엔 고무를 중량비 1 : 0.5 : 0.5로 혼합하여 중합된 것을 사용한 것이다.
결과는 다음과 같다.
(1) 실시예 2의 강도가 실시예 1에 비해 감소되었고, 길이변화는 줄었지만 그 차이는 미미한 것으로 평가되고, 나머지 평가지표는 정상과 거의 차이가 없는 것으로 보인다.
(2) 실시예 3은 28일 경과후의 강도가 실시예 1의 그것에 비해 감소된 것으로 나타났다.
(3) 실시예 4는 28일 경과후의 강도가 실시예 3 보다 더 큰 편차로 감소되었고, 물 흡수와 관련된 지표도 타 실시예에 비해 비교적 좋지 않게 나타났다.
(4) 실시예 5는 부착강도를 제외하고 압축강도와 휨강도가 타 실시예에 비해 가장 좋지 않았고, 기타 염화이온침투저항성, 투수량, 물흡수계수, 습기투과저항성과 같은 지표에서도 최저치가 나왔다.
(5) 실시예 6은 폴리비닐알코올 파이버 대신에 폴리비닐알코올 화이버, 초고분자량폴리에틸렌, 케블라를 중량비 1:0.5:0.2 비율로 혼합하되, 초고분자량폴리에틸렌과 케블라의 길이는 7mm인 것을 사용한 것으로, 부착강도를 제외하고 압축강도와 휨강도에서 실시예 1을 초과하는 평가가 나왔다.
(6) 실시예 7은 비닐 아세테이트 에틸렌 폴리머를 대체하여 비닐 아세테이트 에틸렌과 폴리 카보네이트 폴리머와 스티렌부타디엔 고무를 중량비 1 : 0.5 : 0.5로 혼합하여 중합된 것을 사용한 것으로, 실시예 1에 비해 강도가 더 좋게 나왔고, 나머지 수분등의 흡수 지표에서는 실시예 1과 거의 같게 나왔다.
본 발명인 폴리머 모르타르를 이용한 콘크리트 단면 보수 보강 공법은
(a) 열화된 콘크리트 구조물 손상부를 치핑하고 고압수로 세척하여 이물질을 제거하는 치핑 및 세척 단계(S11);
(b) 이물질 제거된 손상부 표면에 구체강화제를 균일하게 도포하여 표면 균열을 메우고 강화하는 구체강화제 도포단계(S12);
(c) 상기 구체강화제 도포면에 폴리머 모르타르를 도포하는 방식으로 충전하여 단면을 복구하는 충전단계(S13); 및
(d) 상기 폴리머 모르타르가 충전된 단면의 표면에 표면마감재를 도포하여 마무리하는 표면마감재 도포단계(S14);로 구성됨을 특징으로 한다.
상기 구체강화제는 리튬실리케이트, 규산나트륨에서 선택된 1 이상을 포함하여 구성된 것을 사용함이 바람직하다.
상기 리튬실리케이트는 시멘트, 모르타르, 콘크리트와 같은 시멘트 물질로 된 구조물의 표면강화제로서 사용되는데, 콘크리트 표면 내부로 침투하여 콘크리트의 유리 알칼리성분들과 화학적 반응을 일으켜 콘크리트를 강화시킨다.
상기 규산나트륨은 조성에 따라 메타규산나트륨(NaSiO), 그 수화물인 오르토규산나트륨(NaSiO), 이규산나트륨(NaSiO) 등 여러 가지가 있으나 보통은 메타규산나트륨을 의미하며, 물에 잘 녹으며 수용액은 가수분해하여 알칼리성이 되는 성질을 가진다.
상기 표면마감재는 포틀랜드 시멘트 38 ~ 42 중량%, 칼슘설포알루미네이트 3 ~ 5 중량%, 실리카 샌드 49 ~ 53 중량%, 나프탈렌설폰산 0.3 ~ 0.5 중량%, 폴리비닐알코올 화이버 2 ~ 5 중량%, 비닐 아세테이트 에틸렌 폴리머 0.7 ~ 1 중량%, 메틸 셀룰로오스 0.3 ~ 0.5 중량%로 혼합하여 사용하되, 상기 폴리비닐알코올 화이버는 위사와 경사로 격자화된 것을 사용함이 바람직하다.
모르타르의 처짐성을 방지하고 나아가 소성수축과 소성균열을 방지하기 위한 첨가제 보강재로 첨가하는 폴리비닐알코올 화이버는 소정 크기로 절단하여 그대로 사용하는 것도 가능하지만, 경제성과 공정의 용이성을 위해 부산물에 해당되는 직물의 가장자리 조직을 사용하는 것이 바람직하고, 내처짐성등의 우수한 향상을 기대할 수 있도록 경사와 위사 분리를 위해 방적사를 만드는 초기 공정인 소면 공정을 통하여 솜 형태의 뭉치를 필라멘트 가닥으로 분리하는 공정(이하 ‘소면 과정’이라 함)을 수행한 것을 사용함이 더욱 바람직한데, 이러한 화이버를 위사와 경사로 격자화 즉 그리드화 된 것을 사용하면 그 표면보수 효과가 극대화된다.
본 발명은 다음과 같은 효과를 가진다.
(1) 본 발명은 기존의 폴리머 모르타르가 가지는 각종 물성, 즉 압축강도, 휨강도, 부착강도, 길이변화, 저항성, 화학안정성을 증대 내지 유지시키되, 그 제작에 사용되는 재료를 간소화하여 제조설비비를 절감하는 한편, 사용되는 폴리머양을 비약적으로 감소시켜 이로 인한 재료비를 저감하여 전체적으로 생산비용을 저감시킨다.
(2) 본 발명은 기존의 폴리머 모르타르의 지나친 유동성을 회피하여 1회의 충전 실시에 의해 보수를 마무리할 수 있도록 하며, 보수후 표면 마무리를 추후 균열에 저항성을 극대화할 수 있도록 하는 콘크리트 표면 보수 공법을 제공한다.
S11 : 치핑 및 세척 단계
S12 : 구체강화제 도포 단계
S13 : 충전 단계
S14 : 표면마감재 도포 단계
S12 : 구체강화제 도포 단계
S13 : 충전 단계
S14 : 표면마감재 도포 단계
Claims (5)
- 폴리머 모르타르를 이용한 콘크리트 단면 보수 보강공법에 있어서,
상기 보수 보강공법은
(a) 열화된 콘크리트 구조물 손상부를 치핑하고 고압수로 세척하여 이물질을 제거하는 치핑 및 세척 단계(S11);
(b) 이물질 제거된 손상부 표면에 구체강화제를 균일하게 도포하여 표면 균열을 메우고 강화하는 구체강화제 도포 단계(S12);
(c) 상기 구체강화제 도포면에 폴리머 모르타르를 도포하는 방식으로 충전하여 단면을 복구하는 충전단계(S13); 및
(d) 상기 폴리머 모르타르가 충전된 단면의 표면에 표면마감재를 도포하여 마무리하는 표면마감재 도포단계(S14);로 이루어지며,
상기 폴리머 모르타르는,
포틀랜드 시멘트 37 ~ 44 중량%, 칼슘설포알루미네이트 3 ~ 5 중량%, 실리카 샌드 49 ~ 56 중량%, 나프탈렌설폰산 0.3 ~ 0.5 중량%, 폴리비닐알코올 화이버 0.1 ~ 0.3 중량%, 비닐 아세테이트 에틸렌 폴리머 0.7 ~ 1 중량%, 메틸 셀룰로오스 0.3 ~ 0.5 중량%로 혼합되어 구성되는 것을 특징으로 하는 폴리머 모르타르를 이용한 콘크리트 단면 보수 보강공법. - 청구항 1에 있어서,
상기 폴리비닐알코올 화이버를 대체하여 폴리비닐알코올 화이버, 초고분자량폴리에틸렌(UHMWPE, Ultra High molecular weight Polyethylene), 케블라를 중량비 1:0.5:0.2 비율로 혼합하여 사용하되,
초고분자량폴리에틸렌와 케블라의 길이는 4mm ~ 11mm인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 폴리머 모르타르를 이용한 콘크리트 단면 보수 보강공법. - 청구항 1에 있어서,
상기 비닐 아세테이트 에틸렌 폴리머를 대체하여 비닐 아세테이트 에틸렌과 폴리 카보네이트 폴리머와 스티렌부타디엔 고무를 중량비 1 : 0.5 : 0.5로 혼합하여 중합된 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 폴리머 모르타르를 이용한 콘크리트 단면 보수 보강공법. - 청구항 1에 있어서,
상기 구체강화제는 리튬실리케이트, 규산나트륨에서 선택된 1 이상을 포함하여 구성된 것을 사용하며
상기 표면마감재는 포틀랜드 시멘트 38 ~ 42 중량%, 칼슘설포알루미네이트 3 ~ 5 중량%, 실리카 샌드 49 ~ 53 중량%, 나프탈렌설폰산 0.3 ~ 0.5 중량%, 폴리비닐알코올 화이버 2 ~ 5 중량%, 비닐 아세테이트 에틸렌 폴리머 0.7 ~ 1 중량%, 메틸 셀룰로오스 0.3 ~ 0.5 중량%로 혼합하여 사용하되, 상기 폴리비닐알코올 화이버는 위사와 경사로 격자화된 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 폴리머 모르타르를 이용한 콘크리트 단면 보수 보강공법. - 삭제
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