KR102600829B1 - 워터젯과 폐유리 재생골재를 활용한 콘크리트 구조물 단면보수공법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 콘크리트 구조물의 보수부위를 워터젯 분사장치를 이용하여 치핑하는 단계(S10); 시멘트, 고로슬래그, 팽창재, 조기강도 증진재, 폐유리 재생골재, 소포재, 보습재, 응결조절재, 수축저감재, 폴리머 수지, 보강섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 보수용 모르타르 조성물을 콘크리트 구조물의 보수부위에 타설하는 단계(S20);을 포함하는 것을 특징으로 하는 워터젯과 폐유리 재생골재를 활용한 콘크리트 구조물 단면보수공법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 워터젯을 이용한 치핑과, 폐유리 재생골재를 포함하는 모르타를 사용한 단면보수공법에 관한 것이다.
국내에서 발생되는 폐유리병 생활폐기물은 년간 약 574천톤 발생되어지고 있다. 이중에 제병사는 443천톤으로 세척병까지 감안시 450천톤 정도이며 나머지 124천톤은 폐기물로 매립이나, 소각으로 처리 되어지는 것이 우리나라의 현재 상황이다.
한편 콘크리트 구조물의 중성화, 염해 및 황산염의 침식 등과 같은 각종 열화현상에 의해 손상된 콘크리트의 유지보수에 많은 비용이 발생 되고 있다. 특히 지하구조물 외 진동이 유발되는 콘크리트 교량의 교각이나, 상판 보수에는 진동으로 인한 많은 리바운드량과 낮은 시공두께로 인하여 필요 이상의 비용이 발생되어지고 있다.
이렇게 진동이 많이 발생되는 구조물의 보수에 있어 밀도가 낮은 경량모르타르의 시공이 유리하다. 현재 시중에 판매되는 경량모르타르의 경량골재로 펄라이트 또는 인공 경량골재를 활용한 제품들이 대부분을 차지하고 있는데 이러한 펄라이트 또는 인공 경량골재는 그 단가가 비싸다는 문제가 있다.
이에 종래의 경량골재의 대용으로서 폐유리를 활용하는 경우 폐기물의 량을 줄여 환경친화적이며, 자원을 재활용함으로써 경제적인 바, 이에 대한 연구의 필요성이 대두되는 것이다.
한편 종래에는 콘크리트 구조물의 보수부위에 대해 콘크리트 열화부를 인력 치핑으로 정리 후 보수용 모르타르를 타설하였는데, 치핑과정에서 파쇄부위 주변에 충격력이 전달되어 건전부 콘크리트에 균열이 발생되거나, 철근의 파손이 발생되어 보수이후 사후적 하자가 발생되는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 폐유리 재생골재를 활용하면서도 강도 등 물성이 우수한 보수 모르타르를 제공하는 것은 물론 치핑과정에서 파쇄부위 주변에 충격력이 전달되어 건전부 콘크리트에 균열, 철근의 파손 등의 문제가 제어될 수 있는 공법을 제공하고자 함이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 워터젯과 폐유리 재생골재를 활용한 콘크리트 구조물 단면보수공법(이하, “본 발명의 공법”이라함)은, 콘크리트 구조물의 보수부위를 워터젯 분사장치를 이용하여 치핑하는 단계(S10); 시멘트, 고로슬래그, 팽창재, 조기강도 증진재, 폐유리 재생골재, 소포재, 보습재, 응결조절재, 수축저감재, 폴리머 수지, 보강섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 보수용 모르타르 조성물을 콘크리트 구조물의 보수부위에 타설하는 단계(S20);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 보강섬유는, 나일론 또는 셀룰로오스로 구성된 심재와, 상기 심재의 외주연에 도포되어 형성되며 양이온 교환기를 포함하는 저융점 열가소성 수지로 구성된 외피층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 조기강도 증진재는 황산알루미늄 및 헤마타이트 혼합물인 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 보수용 모르타르 조성물에는 폴리아크릴산나트륨이 더 첨가되는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 워터젯 분사장치는, 높이가 조절되는 워터젯 분사부, 상기 워터젯 분사부로 고압수를 공급하는 공급부, 치핑처리후 발생되는 폐수를 처리하는 페수처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 워터젯 분사부에는 워터젯 분사노즐과, 상기 워터젯 분사노즐 하부에 위치하며 상부가 개구되어 치핑처리후 발생되는 폐수가 유입되고 내부에 폐수로부터 입경이 큰 이물질을 걸러내는 메쉬망이 형성되며 콘크리트 구조물과 접하는 부분에는 하향으로 경사구배를 형성하는 탄성재질의 유도벽이 형성되고 하단에는 폐수배출관이 형성되는 폐수호퍼가 포함되는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 유도벽은 호퍼몸체에 부착되는 프레임과 상기 프레임 간을 연결하는 벽부와 프레임의 상단부에 돌출되며 호퍼몸체에 부착되는 가용부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 공법은 워터젯을 이용하여 치핑을 함으로써 건전부 콘크리트와 철근에 충격과 진동이 없는 상태에서 치핑이 가능하여 보수부분의 구조적 건전성을 향상시킬 수 있다.
또한 폐유리 재생골재를 사용하여 환경보호와 자원 재활용(Recycle)을 실현하면서 경량에 의해 리바운드에 의한 자재손실을 감소시킬 수 있으며 천정부 등의 시공도 용이한 장점이 있다.
또한 폐유리 재생골재를 사용함에 따라 발생될 수 있는 강도저하를 제어하고, 폐유리골재의 사용에 따른 알카리 실리카 반응을 제어함으로써 균열저항성을 향상시켜 보수부분의 구조적 건전성을 향상시키는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 공법을 나타내는 블록도이고,
도 2는 본 발명의 공법에 사용되는 워터젯 분사장치를 나타내는 도면이고,
도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 워터젯 분사장치의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 공법에 사용되는 워터젯 분사장치를 나타내는 도면이고,
도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 워터젯 분사장치의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
아래에서는 본 발명에 따른 양호한 실시 예를 상세히 설명한다.
본 발명의 공법은 도 1에서 보는 바와 같이 콘크리트 구조물의 보수부위를 워터젯 분사장치를 이용하여 치핑하는 단계(S10); 시멘트, 고로슬래그, 팽창재, 조기강도 증진재, 폐유리 재생골재, 소포재, 보습재, 응결조절재, 수축저감재, 폴리머 수지, 보강섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 보수용 모르타르 조성물을 콘크리트 구조물의 보수부위에 타설하는 단계(S20);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
우선 본 발명은 콘크리트 구조물의 보수부위를 워터젯 분사장치를 이용하여 치핑하는 단계(S10)를 갖는다.
본 단계(S10)에서는 워터젯을 이용하여 치핑을 함으로써 콘크리트 구조물의 보수부위에 있어 열화부만을 용이하게 치핑이 가능하도록 하는 것이다. 즉 건전부 콘크리트와 철근에 충격과 진동이 없는 상태에서 치핑이 가능하여 보수부분의 구조적 건전성을 향상시킬 수 있는 것이다.
상기 S10단계에서 워터젯 분사장치(1)는 도 2에서 보는 바와 같이 높이가 조절되는 워터젯 분사부(2), 상기 워터젯 분사부(2)로 고압수를 공급하는 공급부(3), 치핑처리후 발생되는 폐수를 처리하는 페수처리부(4)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 워터젯 분사부(2)는 이하에서 설명하는 워터젯 분사노즐(21)이 구성되어 콘크리트 구조물의 보수부위에 고압수가 분사되도록 하는 것이다. 이러한 워터젯 분사노즐(21) 및 워터젯 분사노즐(21)의 작동기작은 다양한 공지기술이 존재하므로 그 상세 설명은 생략한다.
상기 공급부(3)는 상기 워터젯 분사부(2)로 고압수를 공급하는 구성으로 도면에서 보는 바와 같이 고압펌프(32)와 물탱크(31)가 포함된다.
상기 페수처리부(4)는 상기 워터젯 분사부(2)에 의한 치핑과정에서 발생하는 폐수를 정화처리하여 처리수를 배출토록 하는 구성으로 폐수의 정화처리에 있어 다양한 공지기술의 적용이 가능하므로 그 상세 설명은 생략한다.
이에 더하여 본 발명에서는 도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이 치핑과정에서 발생되는 폐수가 외부로 유출되는 것을 제어시키면서 상기 페수처리부(4)로 전달토록 하는 실시예가 제시된다.
본 실시예의 워터젯 분사부(2)는 워터젯 분사노즐(21)과, 상기 워터젯 분사노즐(21) 하부에 위치하며 상부가 개구되어 치핑처리후 발생되는 폐수가 유입되고 내부에 폐수로부터 입경이 큰 이물질을 걸러내는 메쉬망(221)이 형성되며 콘크리트 구조물(C)과 접하는 부분에는 하향으로 경사구배를 형성하는 탄성재질의 유도벽(222)이 형성되고 하단에는 폐수배출관(223)이 형성되는 폐수호퍼(22)가 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기 워터젯 분사노즐(21)에 의한 치핑결과물로서 폐수가 발생되는데, 이러한 폐수가 상기 워터젯 분사노즐(21) 하부에 위치하는 폐수호퍼(22)로 유입되어 상기 페수처리부(4)로 전달토록 함으로써 최대한 폐수의 외부유출을 제어토록 하는 것이다.
이를 위해 상기 폐수호퍼(22)는 상부가 개구되는 호퍼몸체(도면번호 없음)와 상기 호퍼몸체에 부착되는 유도벽(222)으로 구성되는데, 상기 호퍼몸체는 일측에 가압바(224)가 연결되어 도면에 도시된 바는 없으나 구동수단에 의해 가압바(224)가 상기 호퍼몸체를 가압하여 상기 유도벽(222) 상단이 콘크리트 구조물(C)에 압착되도록 하는 것이다.
또한 상기 호퍼몸체에는 메쉬망(221)이 상하를 구획하여 상기 호퍼몸체로 유입된 폐수로부터 입경이 비교적 큰 이물질을 걸러내고 이물질이 걸러진 폐수만이 페수처리부(4)와 연결된 폐수배출관(223)으로 배출되도록 하는 것이다.
상기 유도벽(222)은 탄성재질로 콘크리트 구조물(C)과 접하도록 상기 호퍼몸체의 일면에 부착되는 구성이다.
도면에서 보는 바와 같이 상기 유도벽(222)은 호퍼몸체에 부착되는 프레임(222-1)과 상기 프레임(222-1) 간을 연결하는 벽부(222-3)와 프레임(222-1)의 상단부에 돌출되며 호퍼몸체에 부착되는 가용부(222-2)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 프레임(222-1)은 상기 벽부(222-3) 및 상기 가용부(222-2)보다 직경이 크게 구성되어 탄성거동을 하게 되는 바, 특히 상기 가용부(222-2)의 탄성거동이 가능하도록 하는 것이다.
콘크리트 구조물(C)에 있어 보수부위는 구조물 자체의 형상이 평활면이 아니거나 열화가 발생되어 평활면이 아닌 경우가 많은데 이렇게 평활면이 아닌 보수부위에서 유도벽(222)이 보수부위에 압착되도록 하여 콘크리트 구조물(C)을 타고 유동하는 폐수가 누수없이 폐수호퍼(22)로 유입되도록 하는 것이다.
이를 위해 구동수단에 의해 가압바(224)가 상기 호퍼몸체를 가압하게 되면 유도벽(222) 상단의 프레임(222-1)이 콘크리트 구조물(C)에 접하면서 가압되고 동시에 상기 가용부(222-2)에 변형이 발생되는데 이 과정에서 상기 벽부(222-3)의 상단부가 콘크리트 구조물(C)에 압착이 되어 누수틈이 제어되도록 하는 것이다.
이렇게 워터젯에 의한 치핑이 완료되면 보수용 모르타르 조성물을 콘크리트 구조물의 보수부위에 타설하는 단계(S20)를 갖는다.
특히 상기 보수용 모르타르 조성물은 시멘트, 고로슬래그, 팽창재, 조기강도 증진재, 폐유리 재생골재, 소포재, 보습재, 응결조절재, 수축저감재, 폴리머 수지, 보강섬유를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 시멘트는 바인더 기능 및 역할을 하고, 철근의 표면에 부동태의 알칼리 보호피막을 형성한다. 시멘트로는 KS L 5201에서 규정하는 포틀랜드 시멘트나 플라이애시 시멘트 중 1가지 이상을 사용할 수 있다.
본 발명의 조성물에서는 폐유리 재생골재를 사용함에 따라 강도저하의 문제가 발생될 수 있는 바, 이에 높은 분말도의 마이크로 시멘트와 고로슬래그가 첨가되도록 하는 것이다.
팽창재는 바람직하게 상기 CSA계 팽창재 및 CaO계 팽창재가 첨가되도록 하는 것이 타당하다. 이러한 팽창재는 모르타르 양생시 시멘트의 체적이 급격하게 줄어들어 균열이 생기는 것을 방지하기 위한 것이다.
팽창재의 함량이 이하에서 설명하는 적정의 배합범위 미만이면 그 사용량이 너무 적어서 팽창재 사용으로 인한 효과를 볼 수 없고, 상기 배합범위를 초과하여 사용하면 팽창재 영향으로 인해 오히려 접착성, 부착성이 떨어지거나, 양생 후 콘크리트의 치밀도가 낮아져서 강도가 약해지는 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다.
상기 폐유리 재생골재는 골재용도로 재활용 되어지는 것으로, 이러한 폐유리 재생골재의 사용으로 환경보호와 자원 재활용(Recycle)이 가능하게 되는 것이다.
또한 폐유리 재생골재의 사용으로 기존 경량골재를 사용한 경량모르타르의 밀도(1.80g/cm2)와 유사한 밀도를 나타냄에 따라 진동이 유발되는 장소에서도 높은 점성으로 리바운드량의 감소 뿐만 아니라, 높은 시공성을 발휘하여 경제적인 효과를 볼 수 있게 되는 것이다.
하기 표 1은 본 발명의 조성물에 적용될 수 있는 폐유리 재생골재의 입도를 제시하고 있다.
| 체크기(mm) | 각 체에 남은양의 누계 | 각 체의 남은량 | 통과량 | ||
| (g) | (%) | (g) | (%) | (%) | |
| 10 | |||||
| No 4 (4.760) | |||||
| No 8 (2.380) | 100 | ||||
| No 16 (1.190) | 228.56 | 46 | 228.56 | 46 | 54 |
| No 30 (0.595) | 348.89 | 70 | 120.33 | 24 | 30 |
| No 50 (0.297) | 417.30 | 84 | 68.41 | 14 | 16 |
| No 100 (0.149) | 458.28 | 92 | 40.98 | 8 | 8 |
| 펜 (접시) | 499.60 | 41.32 | 8 | 0 | |
| 계 | 291 | ||||
| 조립률 | 2.91 | ||||
상기 폴리머 수지는 모르타르의 경화 과정에서 폴리머 필름을 형성하여 수분 증발을 억제하며, 소성 수축 현상을 방지하고, 경화된 후에 외부에서 침입하는 수분 또는 이산화탄소 등의 유해물질을 차단하여 내구성을 향상시키는 역할을 수행하는 것으로서, 그 종류를 특별히 한정하지 않으나 아민계 수지, 염화비닐계 수지, EVA수지 중 하나 이상인 것이 바람직하다.
상기 폴리머 수지의 함량은 하기 배합범위 미만이면 부착성능이 저하되는 문제가 있을 수 있고, 하기 배합범위를 초과하면 양생시간이 너무 길어지고 작업성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.
상기 수축저감제는 모르타르가 경화된 후에 그로부터 수분이 증발할 경우 표면장력을 저하시키고 응결 및 수화반응을 촉진하는 물리작용으로 모르타르의 수축을 저감시키는 기능 및 역할을 한다.
상기 수축저감제는 그 종류를 한정하지 않으나, 일 예로 아크릴 에멀젼이 적용될 수 있다. 아크릴 에멀젼으로는 아크릴 수지, 메틸메타크릴레이트 수지, 부틸아크릴레이트 수지, 폴리비닐메틸에테르, 폴리비닐아민, 폴리에틸렌글리콜 모노메타크릴레이트, 알킬페놀 수지로 이루어진 것을 사용할 수 있다.
이러한 수축저감제는 자기수축 감소와 유동성 증진의 효과를 얻을 수 있고, 이를 통해 균열방지 및 외부로부터 염소이온, 탄산가스, 수분 등 유해물질의 침투를 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.
상기 보강섬유는 가교작용을 통해 균열저항성을 향상시키기 위한 구성으로서 그 종류를 한정하지 않으나, 바람직하게 셀룰로오스 섬유 또는 나일론 섬유가 적용됨이 타당하다.
한편 폐유리 재생골재의 주성분으로서 반응성 실리카인 SiO2와 시멘트중 알카리 금속이온인 Na+, K+이 반응하여 알카리 규산염겔을 생성하고 물을 흡수하여 팽창하는 알카리 실리카 반응에 의해 균열발생의 문제가 발생될 수 있다.
이에 본 발명에서는 폐유리 재생골재를 사용함에도 알카리 실리카 반응을 제어함으로써 균열에 대한 저항성을 향상시키기 위한 실시예를 제시하고 있다.
본 실시예에서 보강섬유는, 나일론 또는 셀룰로오스로 구성된 심재와, 상기 심재의 외주연에 도포되어 형성되며 양이온 교환기를 포함하는 저융점 열가소성 수지로 구성된 외피층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 심재는 복수의 나일론 또는 셀룰로오스 섬유사로 이루어지는데, 페이스트의 가교작용, 골재와 페이스트 간 맞물림 응력증대 등이 기능이 발현되도록 하는 것이다.
상기 외피층은 저융점 열가소성 수지로 구성되어 모르타르가 배합 및 양생될 때 발생하는 경화열에 의해 외피층이 용융되도록 하는 것이다. 이렇게 외피층이 구성되어 보관 및 배합과정 등에서 보강섬유간 응집이 제어되도록 하여 분산성을 확보토록 하는 것이며, 충분히 균일하게 배합된 후에는 경화열에 의해 용융되도록 하여 페이스트의 수밀성, 강도가 확보되도록 하기 위한 것이다.
상기 외피층은 저융점의 열가소성수지로서 다양한 공지의 재질이 적용될 수 있으며, 예로 폴리올, 유기 디이소시아네이트가 포함되는 조성물에 의해 형성될 수 있다. 상기 외피층은 경화열의 범위인 50 내지 90℃에서 용융이 되도록 하는 것이 바람직하다.
특히 본 실시예에서 상기 저융점의 열가소성수지에는 양이온 교환기가 포함되도록 하는데 양이온 교환기가 포함되어 페이스트에서 용출되는 Na+, K+을 제거함으로써 상기에서 언급한 알카리 실리카 반응이 제어되도록 하는 것이다.
즉 본 실시예에 의해 보강섬유의 분산성, 페이스트와 부착성이 향상되도록 함과 동시에 폐유리 재생골재의 첨가에 의해 발생되는 알카리 실리카 반응을 제어하여 균열저항성을 더욱 배가시키도록 하는 것이다.
양이온 교환기는 술폰산기(-SO3H), 카르복실기(-COOH), 포스피닉기(-HPO2H), 아소닉기(-AsO3H2) 및 셀리노닉기(-SeO3H)로 구성된 군에서 선택된 하나 또는 하나 이상인 것이 바람직하다.
바람직하게 상기 조성들은 시멘트 100중량부에 대해, 마이크로 시멘트 20 내지 80중량부, 고로슬래그 20 내지 80중량부, CSA계 팽창재 5 내지 15중량부, CaO계 팽창재 3 내지 10중량부, 조기강도 증진재 20 내지 80중량부, 폐유리 재생골재 20 내지 80중량부, 소포재 0.05 내지 0.1중량부, 보습재 5 내지 10중량부, 응결조절재 5 내지 10중량부, 수축저감재 5 내지 10중량부, 아민계 수지 5 내지 10중량부, 염화비닐계 수지 5 내지 10중량부, EVA수지 5 내지 10중량부, 보강섬유 1 내지 5중량부로 배합되는 것이 타당하다.
한편 본 발명에서는 상기 조기강도 증진재로 황산알루미늄 및 헤마타이트 혼합물을 제시하고 있다.
상기 황산알루미늄은 에트링자이트 생성을 촉진시킴으로써 시멘트의 급결성을 부여하기 위한 것으로서, 통상적으로 그 입자 크기가 10 내지 150㎛인 것이 많이 사용되나 바람직하게는 50 내지 80㎛인 것이 타당하다.
또한, 상기 황산알루미늄은 시멘트와 혼합되어 수경성 경화시 염소이온 고정화, 응집화 및 방청효과에 의해 염소이온의 침투저항성을 향상시키고, 콘크리트에 배근된 철근의 부식 억제제로서 작용하여 염해저항성을 향상시키게 된다.
그런데 황산알루미늄만을 첨가하는 경우 pH가 낮아져 중성화에 노출될 수 있는 문제가 있고, 알루미늄은 시멘트 조성물 중의 알칼리성분과 반응시 미세한 수소가스를 발생시켜 페이스트를 팽창시켜 균열을 제어하는 기능도 하는데, 이 과정에서 발생한 수소가스에 의해 공극형성에 의한 강도저하, 표면 공극형성에 의한 표면마감제 등과의 들뜸현상 등을 초래하게 될 수 있다.
이에 본 발명에서는 황산알루미늄에 더하여 헤마타이트가 더 혼합되도록 하는 것이다.
상기 헤마타이트는 보오크사이트로부터 알루미나를 제조하기 위한 베이어(Bayer) 공정에 따라 부산물로 생성되는 레드머드 미립자를 건조 가공하여 수득된 다공성의 알칼리성 물질이다. 상기 레드머드 미립자는 베이어 공정중의 침출 반응에 의해 보오크사이트로부터 알루미늄 이온이 빠져나가고 미립의 기공이 형성된다. 또한 헤마타이트의 기공 및 표면 중에는 소다(결정형 탄산나트륨) 성분 또는 상기 침출 반응에 의해 생성된 소달라이트 광물 등의 알칼리성 물질이 함유된다.
이와 같은 특성에 의해 황산알루미늄의 첨가에 의한 조강성 및 내염해성을 확보하면서 이 과정에서 발생될 수 있는 수소가스를 제거하여 수소가스에 의해 공극형성에 의한 강도저하, 균열발생, 표면 공극형성에 의한 표면마감제 등과의 들뜸현상 등의 문제를 제어토록 함과 동시에 pH저하를 제어하여 중성화 저항성을 향상시키도록 하는 것이다.
바람직하게 황산알루미늄 및 헤마타이트는 중량비로 (8:2) 내지 (9:1)로 혼합되는 것이 타당하다.
또한 상기 조성물에는 폴리아크릴산나트륨이 더 첨가될 수 있는데, 상기 폴리아크릴산나트륨은 폴리머 수지의 첨가에 따른 작업성 저하를 방지하기 위한 것이다. 즉 폴리아크릴산나트륨의 첨가에 의해 응결속도를 적절한 수준으로 조절하기 위한 것으로, 응결속도가 지나치게 빨라질 경우 작업공정이 어려워지고 성능이 떨어지는 문제점을 해결할 수 있다.
상기 폴리아크릴산나트륨은 시멘트 100중량부에 대해 0.1 내지 1중량부로 배합됨이 타당하다.
이하에서는 실험 예에 의해 본 발명에 대해 설명한다.
하기에서 보는 바와 같이 각각 시료를 제작하였으며, 그 실험결과가 표 2에 도시되고 있다.
[실시예 1]
보통시멘트 100중량부에 대해, 마이크로 시멘트 50중량부, 고로슬래그 50중량부, CSA계 팽창재 5중량부, CaO계 팽창재 3중량부, 황산알루미늄 20중량부, 폐유리 재생골재 30중량부, 소포재 0.1중량부, 보습재 5중량부, 응결조절재 5중량부, 수축저감재 5중량부, 아민계 수지 5중량부, 염화비닐계 수지 5중량부, EVA수지 5중량부, 셀룰로오스 섬유 1중량부를 포함하도록 배합하여 시료를 제조하였다.
[실시예 2]
보통시멘트 100중량부에 대해, 마이크로 시멘트 50중량부, 고로슬래그 50중량부, CSA계 팽창재 5중량부, CaO계 팽창재 3중량부, 황산알루미늄 20중량부, 폐유리 재생골재 30중량부, 소포재 0.1중량부, 보습재 5중량부, 응결조절재 5중량부, 수축저감재 5중량부, 아민계 수지 5중량부, 염화비닐계 수지 5중량부, EVA수지 5중량부, 개질 셀룰로오스 섬유 1중량부를 포함하도록 배합하되, 개질 셀룰로오스 섬유는 표면에 양이온 교환기가 포함된 저융점의 열가소성수지가 도포되도록 하여 시료를 제조하였다.
[실시예 3]
보통시멘트 100중량부에 대해, 마이크로 시멘트 50중량부, 고로슬래그 50중량부, CSA계 팽창재 5중량부, CaO계 팽창재 3중량부, 황산알루미늄 및 헤마타이트 혼합물(중량비로 9:1) 20중량부, 폐유리 재생골재 30중량부, 소포재 0.1중량부, 보습재 5중량부, 응결조절재 5중량부, 수축저감재 5중량부, 아민계 수지 5중량부, 염화비닐계 수지 5중량부, EVA수지 5중량부, 개질 셀룰로오스 섬유 1중량부를 포함하도록 배합하여 시료를 제조하였다.
[실시예 4]
보통시멘트 100중량부에 대해, 마이크로 시멘트 50중량부, 고로슬래그 50중량부, CSA계 팽창재 5중량부, CaO계 팽창재 3중량부, 황산알루미늄 및 헤마타이트 혼합물(중량비로 9:1) 20중량부, 폐유리 재생골재 30중량부, 소포재 0.1중량부, 보습재 5중량부, 응결조절재 5중량부, 수축저감재 5중량부, 아민계 수지 5중량부, 염화비닐계 수지 5중량부, EVA수지 5중량부, 개질 셀룰로오스 섬유 1중량부, 폴리아크릴산나트륨 0.5중량부를 포함하도록 배합하여 시료를 제조하였다.
| 시험항목 | 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | 실시예4 | 시험규격 | |
| 압축강도 (MPa) |
7일 | 29.1 | 31.8 | 31.9 | 32.1 | KS F 4042 |
| 28일 | 44.2 | 46.5 | 48.3 | 48.1 | ||
| 휨강도 (MPa) |
7일 | 5.4 | 6.2 | 6.3 | 6.2 | |
| 28일 | 6.8 | 8.1 | 8.9 | 8.8 | ||
| 염소이온 침투저항성 (coulomb) |
607 | 621 | 635 | 634 | ||
| 흐름(%) | 182 | 183 | 182 | 188 | ||
| 길이변화율(%) | -0.051 | -0.028 | -0.019 | -0.017 | ||
강도면에서 보면 실시예 1보다 실시예 2의 경우가 유리한 결과가 도출되는 것을 알 수 있느데, 이는 실시예 2의 경우 개질 보강섬유가 첨가되도록 하여 균열저항성을 더욱 배가시킴에 기인한 것으로 판단된다. 강도면에서 실시예 3 및 4의 경우가 가장 유리한 결과가 도출되는 것을 알 수 있는데 이는 황산알루미늄 및 헤마타이트 혼합물이 첨가되어 밀실한 페이스트가 구현되고 표면공극의 제어에 기인한 것으로 판단된다.
상기 표 2에서 보는 바와 같이 염소이온 침투저항성을 보면 실시예 1보다 실시예 2에서 더 좋은 결과가 도출되는 것을 알 수 있는데, 이는 상기에서 언급한 바와 같이 실시예 2의 경우가 개질 보강섬유의 첨가에 의해 균열저항성을 향상시킴에 기인한 것으로 판단된다. 또한 실시예 3 및 실시예 4가 가장 유리한 결과가 도출되는 것을 알 수 있는데 이는 황산알루미늄 및 헤마타이트 혼합물이 첨가되어 밀실한 페이스트가 구현되고 표면공극의 제어에 기인한 것으로 판단된다.
길이변화율에서 상기에서 본 바와 같이 실시예 2가 실시예 1보다 유리한 결과가 도출되었으며, 실시예 3 및 실시예 4가 가장 유리한 결과가 도출되는 것을 알 수 있는데 이는 황산알루미늄 및 헤마타이트 혼합물이 첨가되어 밀실한 페이스트가 구현되고 표면공극의 제어를 통한 균열저항성 향상에 기인한 것으로 판단된다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않음은 물론이며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 기술적 지식을 가진 자에 의해 상기 기재된 내용으로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 수 있음은 물론이다.
1: 워터젯 분사장치
2: 워터젯 분사부
3: 공급부
4: 폐수처리부
2: 워터젯 분사부
3: 공급부
4: 폐수처리부
Claims (7)
- 콘크리트 구조물의 보수부위를 워터젯 분사장치를 이용하여 치핑하는 단계(S10); 및
시멘트, 고로슬래그, 팽창재, 조기강도 증진재, 폐유리 재생골재, 소포재, 보습재, 응결조절재, 수축저감재, 폴리머 수지, 보강섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 보수용 모르타르 조성물을 콘크리트 구조물의 보수부위에 타설하는 단계(S20);을 포함하되,
상기 워터젯 분사장치는,
높이가 조절되는 워터젯 분사부와, 상기 워터젯 분사부로 고압수를 공급하는 공급부, 치핑처리후 발생되는 폐수를 처리하는 페수처리부를 포함하고,
상기 워터젯 분사부에는 워터젯 분사노즐과, 상기 워터젯 분사노즐 하부에 위치하며 상부가 개구되어 치핑처리후 발생되는 폐수가 유입되고 내부에 폐수로부터 입경이 큰 이물질을 걸러내는 메쉬망이 형성되며 콘크리트 구조물과 접하는 부분에는 하향으로 경사구배를 형성하는 탄성재질의 유도벽이 형성되고 하단에는 폐수배출관이 형성되는 폐수호퍼가 포함되며,
상기 유도벽은 호퍼몸체에 부착되는 프레임과 상기 프레임 간을 연결하는 벽부와 프레임의 상단부에 돌출되며 호퍼몸체에 부착되는 가용부를 포함하는 것을 특징으로 하는 워터젯과 폐유리 재생골재를 활용한 콘크리트 구조물 단면보수공법.
- 제 1항에 있어서,
상기 보강섬유는, 나일론 또는 셀룰로오스로 구성된 심재와, 상기 심재의 외주연에 도포되어 형성되며 양이온 교환기를 포함하는 저융점 열가소성 수지로 구성된 외피층을 포함하는 것을 특징으로 하는 워터젯과 폐유리 재생골재를 활용한 콘크리트 구조물 단면보수공법.
- 제 1항에 있어서,
상기 조기강도 증진재는 황산알루미늄 및 헤마타이트 혼합물인 것을 특징으로 하는 워터젯과 폐유리 재생골재를 활용한 콘크리트 구조물 단면보수공법.
- 제 1항에 있어서,
상기 보수용 모르타르 조성물에는 폴리아크릴산나트륨이 더 첨가되는 것을 특징으로 하는 워터젯과 폐유리 재생골재를 활용한 콘크리트 구조물 단면보수공법. - 삭제
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- 2022-06-08 KR KR1020220069615A patent/KR102600829B1/ko active IP Right Grant
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