KR102640408B1 - 자기치유 숏크리트 조성물을 이용한 스케이트보드용 다중곡면 구조물 시공방법 - Google Patents

자기치유 숏크리트 조성물을 이용한 스케이트보드용 다중곡면 구조물 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다중곡면 구조물의 설치를 위한 기준틀을 설치하는 기준틀 설치단계(S10); 상기 기준틀 설치단계 후 자기치유 숏크리트 조성물을 이용하여 1차 타설과 2차 타설을 수행하고 스크리드 바를 이용하여 커팅하여 기준면을 형성하는 타설단계(S20); 및 상기 타설단계 후 크림타입의 시멘트 페이스트를 타설면에 도포하는 크림마감단계(S30);를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기치유 숏크리트 조성물을 이용한 스케이트보드용 다중곡면 구조물 시공방법에 관한 것이다.

Description

자기치유 숏크리트 조성물을 이용한 스케이트보드용 다중곡면 구조물 시공방법{Construction method of multi curved surface structure for skateboard using self-healing shotcrete composition}
본 발명은 자기치유 숏크리트 조성물을 이용하여 스케이트보드 경기장 등 다중곡면 구조물을 시공하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 스케이트보드 경기장은 1970년대부터 길에서 즐기던 장소들의 특성을 담고, 트릭을 도전적으로 할 수 있는 형태의 코스를 만들기 위해 발전하였다. 미국의 경우, 스케이트보드를 즐기는 인구가 늘어나자 정부의 움직임으로 공공 스케이트보드 경기장이 생겨나게 되었다.
스케이트보드는 전세계 청소년과 일반 동호인들에게 가장 대중적인 인기를 누리는 액션 스포츠로 한국 최초의 공공 스케이트 파크가 지어진 것은 고양시의 호수공원으로서, 1999년에 개최된 스케이트보드 경기는 여러 기물이나 난간을 놓고 화려한 기술을 펼쳐 화려한 볼거리를 제공했다.
이러한 스케이트보드 경기장은 콘크리트 일체 구조물로 보울(Bowl)과 스트릿 파크(Street Park)가 결합된 형태의 경기장이 주를 이루고 있다. 곡선 및 직선 등 다양한 구조형상으로 구성되어 있으며, 끊임없이 변화하는 단면형상이 주를 이루고 있다.
한편 숏크리트(Shotcrete)는 뿜어 붙이는 콘크리트이다. 일반적인 콘크리트는 거푸집을 대고 콘크리트를 부어서 굳게 만드는 방법을 사용한다. 그래서 일반적인 콘크리트는 모양이 변하지 않는 곳에는 손쉽게 사용할 수 있지만 계속적으로 모양이 변하는 곳에는 사용하기 어렵다. 특히 스케이트보드 경기장은 무수히 많은 커브로 이루어져 있어 계속 단면의 모양이 변해 일반적인 콘크리트로는 타설할 수 없고 쏘아서 붙이는 숏크리트를 사용해야 한다.
스케이트보드는 바퀴직경이 52mm이며, 보드 최고 속도는 32km/hr 정도이다. 스케이트 파크는 몸무게 하중 70kg 정도를 지탱할 수 있어야 한다. 스케이트보드는 작은 바퀴로 빠른 속도를 내며 달리기 때문에, 사용되는 재료는 마모저항성이 매우 커야 한다.
특히 스케이트보드 경기장은 넓은 면적이 대기 중에 노출되기 때문에 시공 중과 준공 이후에 건조수축에 의해 균열이 발생할 수 있어 균열저항성이 매우 우수한 숏크리트 조성물이 요구되고 있는 것이며, 이에 더하여 시공후 발생된 균열에 대한 자기치유능이 발현될 수 있는 숏크리트 조성물에 대한 기술이 요구되고 있는 것이다.
대한민국 특허등록 제10-1014869호
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 자기치유 숏크리트 조성물을 이용하여 스케이트보드 경기장 등 다중곡면 구조물을 시공하는 방법을 제공하고자 함이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자기치유 숏크리트 조성물을 이용한 스케이트보드용 다중곡면 구조물 시공방법(이하, "본 발명의 시공방법"이라 함)은, 다중곡면 구조물의 설치를 위한 기준틀을 설치하는 기준틀 설치단계(S10); 상기 기준틀 설치단계 후 자기치유 숏크리트 조성물을 이용하여 1차 타설과 2차 타설을 수행하고 스크리드 바를 이용하여 커팅하여 기준면을 형성하는 타설단계(S20); 및 상기 타설단계 후 크림타입의 시멘트 페이스트를 타설면에 도포하는 크림마감단계(S30);를 포함하되, 상기 자기치유 숏크리트 조성물은, 시멘트, 골재, 고로슬래그, 유동화제, 팽창제, 제올라이트, 경화제, 분말수지, 증점제, 조기강도 증진제, 응결 조절제, 셀룰로오스 섬유, 무기계 결정촉진제를 포함하고, 상기 무기계 결정촉진제는, 외연에 코팅층이 도포된 망초 및 외연에 코팅층이 도포된 석고의 혼합물이며,상기 코팅층은, 저융점 열가소성 수지로 구성된 외층과, 폴리비닐 피롤리돈계 고분자, 아세트산, 글리세린, 마그네슘염을 포함하는 내층으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 S10단계에는, 상기 기준틀에 상,하 방향으로 복수의 섬유사로 구성되는 변형방지 섬유를 설치하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 변형방지 섬유는, 복수의 섬유사가 비부착에 의해 구성되며, 각 섬유사는 대전서열이 차이가 나는 재질로 구성되는 것을 특징으로 한다.
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하나의 예로 상기 자기치유 숏크리트 조성물은, 클링커가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 조기강도 증진제는, 아황산염 및 알지닌 혼합물인 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 자기치유 숏크리트 조성물은, 아세트산이 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 자기치유 숏크리트 조성물은, 소듐 폴리아크릴레이트 스타치가 더 첨가됨을 특징으로 한다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 시공방법에 의해 시공되는 다중곡면 구조물은 염해저항성 등 물성이 우수한 것은 물론, 시공 후 사후적으로 균열발생시 자기치유 성능을 발현시킬 수 있어 유지 및 관리가 용이한 장점이 있다.
또한 본 발명의 시공방법은 타설된 숏크리트의 처짐을 방지하여 섬세한 부분의 구현이 가능하도록 하면서 타설과정에서 발생될 수 있는 미세먼지를 저감시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 시공방법을 나타내는 블록도.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 시공방법을 나타내는 사진.
도 3은 기준틀에 변형방지 섬유가 설치된 상태를 나타내는 개략도.
도 4는 변형방지 섬유의 일 실시 예를 나타내는 도면.
아래에서는 본 발명에 따른 양호한 실시 예를 상세히 설명한다.
본 발명의 시공방법은 도 1에서 보는 바와 같이 다중곡면 구조물의 설치를 위한 기준틀을 설치하는 기준틀 설치단계(S10); 상기 기준틀 설치단계 후 자기치유 숏크리트 조성물을 이용하여 1차 타설과 2차 타설을 수행하고 스크리드 바를 이용하여 커팅하여 기준면을 형성하는 타설단계(S20); 및 상기 타설단계 후 크림타입의 시멘트 페이스트를 타설면에 도포하는 크림마감단계(S30);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 우선 다중곡면 구조물의 설치를 위한 기준틀을 설치하는 기준틀 설치단계(S10)를 갖는다.
여기서 "다중곡면 구조물"이라 함은 스케이트보드 경기장 등 다중으로 곡면을 형성하는 구조물이면 그 종류를 한정하지 않는다.
여기서 기준틀은 그 재질을 한정하지 않으며, 예로 나무 등이 적용될 수 있다. 도 2에서는 기준틀로서 나무가 적용된 예를 도시하고 있다.
스케이트보드 경기장 등 다중곡면 구조물의 시공은 기준틀을 설계단면에 맞게 여러 개의 곡선으로 설치하여 숏크리트 타설 높이 기준으로 활용하는 한편, 시공조인트 역할, 수축줄눈 역할을 하게 된다. 다중곡면 구조물의 경우 아주 다양한 곡선으로 구성되어 있어서 거푸집을 사용한 일반 콘크리트 타설 방법은 적합하지 않고, 숏크리트를 이용한 시공방법이 매우 효율적이다.
이렇게 기준틀이 설치되면 그 다음으로 이하에서 설명하는 자기치유 숏크리트 조성물을 이용하여 1차 타설과 2차 타설을 수행하고 스크리드 바를 이용하여 커팅하여 기준면을 형성하는 타설단계(S20)를 갖는다.
이때 바람직하게는 공기가 체적대비 7% 내지 15% 이하로 많이 생성하여 슬럼프가 70mm 내지 180mm 정도 되는 자기치유 숏크리트 조성물을 생산하고 재 배합된 숏크리트 조성물을 레미콘트럭에서 숏크리트 펌프카로 배출한다. 또한 공기압 숏팅을 통해 공기를 소산시켜 공기량을 3 내지 7% 정도로 줄이고 0 내지 20mm 정도의 슬럼프를 가지는 숏크리트를 생성한다.
숏크리트 조성물의 시공은 1차 숏팅(타설)과 2차 숏팅(타설)으로 구성되며, 1차 숏팅은 기준면 30 내지 50mm 이하 정도로 타설하고, 2차 숏팅은 기준틀 높이 보다 약간 높게 숏팅하고 스크리드 바를 이용하여 커팅하여 기준면을 형성한다.
마지막으로 상기 타설단계 후 크림타입의 시멘트 페이스트를 타설면에 도포하는 크림마감단계(S30)를 갖는다.
구조물 본체 시공을 위해 1차 숏팅과 2차 숏팅을 시행하고 컷팅하여 기준면을 형성한 이후에, 크림타입의 시멘트 페이스트를 타설면에 도포하여 크림마감시공을 하게 된다. 크림타입의 시멘트 페이스트를 표면에 압착하여 마무리하면 강하고 반질반질한 표면이 형성되며 강한 내마모성을 형성하게 된다. 여기서 크림타입의 시멘트 페이스트는 그 종류를 한정하지 않는다.
한편 본 발명에서는 상기 S10단계에 있어 상기 기준틀에 상,하 방향으로 복수의 섬유사로 구성되는 변형방지 섬유를 설치하는 단계가 더 포함되는 예가 제시되고 있다.
도 3에서 보는 바와 같이 기준틀(1)에 복수의 개소에 상,하 방향으로 변형방지 섬유(2)가 장착되도록 하는 것이다. 이와 같이 변형방지 섬유(2)가 장착되도록 하는 이유는 설치된 기준틀(1)에 자기치유 숏크리트 조성물을 타설한 후 자기치유 숏크리트 조성물이 경화되기 전에 기준틀(1)에서 하방향으로 자중에 의해 처짐이 발생되는 것을 제어하기 위한 것이다.
여기서 기준틀(1)은 도 3에 도시된 바와 같이 복수의 횡프레임(11)과 복수의 종프레임(12)의 상호 결합에 의해 격자형 구조를 가질 수 있다.
또한 바람직하게 상기 변형방지 섬유(2)는 기준틀(1) 중 도면에서 보는 바와 같이 기준틀(1)이 절곡되는 부분에 설치되도록 하여 절곡되는 부분에서 자중에 의한 변형을 방지함으로써 기준면의 형성이 용이하게 이루어지도록 하기 위한 것이다.
상기 기준틀(1)의 경우 상기에서 언급한 바와 같이 나무 등의 재질이 주로 사용되는데 이러한 나무보다 콘크리트와 부착력이 더 큰 변형방지 섬유(2)가 기준틀(1)에서 상,하 방향으로 설치가 되어 타설된 자기치유 숏크리트 조성물를 잡아줌으로써 타설에 의해 형성되는 자중에 의한 형상변형을 제어할 수 있게 되는 것이다.
특히 상기 변형방지 섬유(2)는 도 4에서 보는 바와 같이 복수의 섬유사가 비부착에 의해 구성되며, 각 섬유사(21, 22)는 대전서열이 차이가 나는 재질로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 변형방지 섬유(2)가 복수의 섬유사의 비부착에 의해 구성되어 도면에서 보는 바와 같이 섬유사 간에 간극이 형성되는 바, 이러한 간극에 의해 콘크리트와 부착력을 향상시키도록 하는 것이다.
이에 더하여 각 섬유사(21, 22)는 타종으로 구성되되, 대전서열이 차이가 나는 재질로 구성되도록 하여 각 섬유사(21, 22) 간 마찰에 의해 콘크리트의 타설과정에서 발생될 수 있는 미세먼지 등이 상기 변형방지 섬유(2)에 부착되도록 하여 타설과정에서 비산이 제어되도록 하는 것이다. 타설과정에서의 비산은 타설되는 콘크리트에 혼입된 미세먼지는 물론, 타설압에 의해 타설면에서 비산되는 미세먼지 등이 될 수 있다.
하나의 예로 일 섬유사(21)는 나일론으로 구성되도록 하면서 타 섬유사(22)는 염화비닐로 구성되도록 함으로써 양 섬유사(21, 22)의 대전서열 차를 크게 하여 정전기 발생효율을 높이도록 하는 것이다.
특히 본 발명에 있어 자기치유 숏크리트 조성물은 시멘트, 골재, 고로슬래그, 유동화제, 팽창제, 제올라이트, 경화제, 분말수지, 증점제, 조기강도 증진제, 응결 조절제, 셀룰로오스 섬유, 무기계 결정촉진제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 시멘트 100중량부에 대해 골재 80 내지 200중량부, 고로슬래그 30 내지 80중량부, 유동화제 0.5 내지 5중량부, 팽창제 10 내지 50중량부, 제올라이트 10 내지 50중량부, 경화제 5 내지 10중량부, 분말수지 10 내지 50중량부, 증점제 2 내지 10중량부, 조기강도 증진제 10 내지 70중량부, 응결 조절제 2 내지 15중량부, 셀룰로오스 섬유 2 내지 5중량부, 무기계 결정촉진제 2 내지 30중량부가 포함되도록 배합됨이 타당하다.
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.
상기 고로슬래그는 물과 접촉될 경우 직접적으로 반응을 하지 않으나 수산기 이온 및 황산염 등과 접촉할 때 경화하는 잠재수경성을 가지고 있다. 기존에는 화학적 활성화제를 첨가하여 고로슬래그의 반응을 유도토록 하였으나 이러한 화학적 활성화제의 과다사용에 따른 2차 오염의 문제가 있었다.
이에 본 발명에서는 화학적 활성화제 대신 무기계 결정촉진제로서 석고가 첨가되도록 하는데 상기 석고가 자극제로서 첨가됨에 따라 친환경적인면에서 유리하게 되는 것이다.
상기 팽창제는 경화과정에서 유발되는 균열 등을 제어하기 위한 것으로 그 종류를 한정하지 않으며, 일 예로 산화칼슘(CaO) 함량이 20% 이상인 석탄연소 소각잔재, 바이오매스 소각잔재, 제지슬러지 소각잔재 등이 사용될 수 있다.
상기 응결조절제는 메틸알코올·클로로포름·메틸렌콜로라이드 중 하나 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 한다. 이는 수분함유량이 최소인 재료(순도 99.9% 이상)를 사용토록 하는 것이다. 본 발명의 조성물을 프리믹스타입화 하는 경우 수분함유량이 높은 재질을 사용하는 경우 제품단계에서 수화반응이 유발될 수 있으므로 이를 억제하기 위한 것이다.
상기 분말 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 셀룰로오스 섬유는 가교작용을 통해 균열저항성을 향상시키기 위한 구성에 해당한다.
한편 본 발명에서는 상기 조기강도 증진제로 아황산염 및 알지닌 혼합물을 제시하고 있다.
상기 아황산염은 에트링자이트 생성을 촉진시킴으로써 시멘트의 급결성을 부여하기 위한 것이며, 동시에 분해작용에 의해 페이스트로부터 잔존하는 염소기(Cl-) 성분의 분해가 촉진되고 염화수소를 거쳐 고체상의 염화아연으로 고정화 되도록 함으로써 염해저항성을 향상시키도록 하는 것이다.
그런데 아황산염만을 첨가하는 경우 pH가 낮아져 중성화에 노출될 수 있는 문제가 있으며, 조강성의 증진에 의해 건조수축 등에 의한 균열을 유발할 수 있는 문제가 있다.
이에 본 발명에서는 아황산염에 더하여 알지닌이 더 혼합되도록 하는 것이다.
상기 알지닌의 알카리성에 의해 pH가 낮아지는 문제가 제어되도록 하며, 알지닌은 보습제로서 기능도 발현되어 상기에서 언급한 조강성의 증진에 따른 균열에 대한 저항성을 향상시키도록 하는 것이다.
이와 같은 특성에 의해 아황산염의 첨가에 의한 조강성 및 내염해성을 확보하면서 이 과정에서 발생될 수 있는 균열발생의 문제, pH저하에 의한 중성화 문제가 알지닌의 첨가에 의해 제어되도록 하는 것이다.
바람직하게 아황산염 및 알지닌 혼합물은 중량비로 (7:3) 내지 (9:1)로 혼합되는 것이 타당하다.
상기 무기계 결정촉진제는 외연에 코팅층이 도포된 망초 및 외연에 코팅층이 도포된 석고인 것을 특징으로 한다.
상기 망초는 Na+와 SO42-로 용해되어 SO42-는 침상형 수화물인 Ettringite와 판상형 수화물인 monosulfate를 형성하여 균열을 치유하고, Na+는 높은 확산 속도로 균열이 발생한 위치로 빠르게 이동하여 균열에서 Na-계 화합물을 형성하여 균열을 치유한다. 상기 망초는 Na+ 공급재료로서 자기치유에는 유리하지만, Na+ 이온이 강도 발현에 나쁜 영향을 미치기 때문에 일부를 석고 분말로 대체하는 것이다.
상기 석고는 Ca2 +와 SO4 2-로 용해되어 SO4 2-는 침상형 수화물인 Ettringite와 판상형 수화물인 monosulfate를 형성하여 균열을 치유하고, Ca2 +는 CO3 2-와 반응하여 탄산칼슘(CaCO3)를 형성하여 균열을 치유한다.
바람직하게는 망초와 석고는 중량비로 (60 내지 80) : (40 내지 20)으로 혼합하여 사용하는 것이 타당하다.
이에 더하여 상기 무기계 결정촉진제로서 망초 및 석고는 외연에 코팅층이 도포되도록 하는데, 이는 보관 및 배합과정에서 무기계 결정촉진제가 수분과 반응하여 사후적으로 자기치유능의 발현을 기대할 수 없게 되는 문제를 제어하기 위한 것이다.
특히 상기 코팅층은 저융점 열가소성 수지로 구성된 외층과 폴리비닐 피롤리돈계 고분자, 아세트산, 글리세린, 마그네슘염을 포함하는 내층으로 구성됨을 특징으로 한다.
상기 외층은 저융점 열가소성 수지로 구성되어 콘크리트가 배합 및 양생될 때 발생하는 수화열에 의해 외층이 용융되도록 하는 것이다. 이렇게 외층이 구성되어 보관 및 배합과정 등에서 응집이 제어되도록 하여 분산성을 확보토록 하는 것이며, 충분히 균일하게 배합된 후에는 수화열에 의해 용융되도록 하여 페이스트의 수밀성, 강도가 확보되도록 하기 위한 것이다.
상기 외층은 저융점의 열가소성수지로서 다양한 공지의 재질이 적용될 수 있으며, 예로 폴리올, 유기 디이소시아네이트가 포함되는 조성물에 의해 형성될 수 있다. 상기 외층은 수화열의 범위인 50 내지 90℃에서 용융이 되도록 하는 것이 바람직하다.
망초 및 석고의 외연에 접하는 내층은 바람직하게 폴리비닐 피롤리돈계 고분자 100중량부에 대해 아세트산 30 내지 80중량부, 글리세린 30 내지 80중량부, 마그네슘염 30 내지 80중량부로 배합됨이 타당하다.
상기 폴리비닐 피롤리돈계 고분자는 필름형성제로서 기능을 하는 것이다.
상기 아세트산, 상기 글리세린은 표면에 대한 점착능을 향상시키기 위한 구성에 해당하며, 상기 마그네슘염은 안정화제로서 기능이 발현된다.
이러한 내층은 상기 외층이 배합과정에서 용융되어 제거되는 경우 그 후에 무기계 결정촉진제가 수분과의 접촉을 지연시키도록 하는 것으로, 배합과정 등에 무기계 결정촉진제의 선반응을 제어하여 사후적으로 균열발생시 자기치유효능의 발현을 배가시키기 위한 것이다.
특히 상기 마그네슘염은 안정화제로서 기능이 발현되나, 균열발생에 의해 수분과 접촉시 팽창성 수화물로서 브루사이트(Brucite)가 생성되어 망초 및 석고에 의한 균열치유효능을 배가시키도록 한다. 즉 균열부위에 더욱 밀실한 충진이 가능하도록 하는 것이다.
또한 본 발명에서는 상기 조성들외에도 클링커가 더 포함되는 예를 제시한다. 바람직하게 클링커는 시멘트 100중량부에 대해 5 내지 30중량부로 배합됨이 타당하다.
바람직하게 상기 클링커는 30 내지 300㎛ 입도 분포로 분쇄된 클링커 바인더 및 60 내지 2,000㎛의 입도 분포로 분쇄된 클링커 골재가 포함되도록 할 수 있다.
이러한 클링커를 분쇄한 클링커 바인더와 클링커 골재를 더 첨가하여 균열 발생 시 수분 침투에 의해 재수화할 수 있는 미반응량을 증가시켜 자기치유 성능을 향상시키도록 하는 것이다.
상기 클링커란 석회(CaO), 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3) 및 산화철(Fe2O3) 및 석고를 혼합하고, 로터리킬른에서 소성해 얻어진 덩어리를 의미한다.
한편 본 발명의 조성물에는 상기 조성들 외에도 아세트산이 더 포함되도록 할 수 있다. 아세트산의 첨가에 의해 페이스트의 방수성을 향상시킬 수 있게 되는 것이다. 즉 내염해성, 방청성 등의 물성이 향상되는 것이다.
바람직하게 상기 아세트산은 시멘트 100중량부에 대해 0.01 내지 0.1중량부로 배합됨이 타당하다.
그런데 이러한 아세트산의 첨가에 의해 방수성을 향상시키나, 점성이 커져서 전체적으로 작업성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.
이에 본 발명에서는 아세트산에 더하여 소듐 폴리아크릴레이트 스타치가 더 포함되도록 하는 예가 제시되고 있다.
상기 소듐 폴리아크릴레이트 스타치는 배합 및 타설과정에까지 작업성이 유지되도록 하는 것이다. 즉 아세트산에 의해 조성물의 배합이 젤(Gel) 형태가 되는데 소듐 폴리아크릴레이트 스타치의 첨가에 의해 이러한 조성물의 배합 및 타설과정 등에서 기계적 충돌에 의해 졸(Sol) 형태로 변하여 작업성이 시간적 경과에도 불구 유지되도록 하는 것이며 이후 타설후에 기계적 충돌 등 에너지가 제거되면 다시 젤(Gel) 형태가 되어 점성이 발현되도록 하는 것이다.
바람직하게 소듐 폴리아크릴레이트 스타치는 시멘트 100중량부에 대해 0.01 내지 0.05중량부가 배합되도록 하는 것이 타당하다.
이하 실험 예를 통해 상기 자기치유 숏크리트 조성물의 실시 예를 설명한다.
하기에서 보는 바와 같이 각각 시료를 제작하였으며, 그 실험결과가 하기 표 1 및 표 2에 도시되고 있다.
[실시예 1]
시멘트 100중량부에 대해 골재 200중량부, 고로슬래그 50중량부, 유동화제 1중량부, 팽창제 10중량부, 제올라이트 10중량부, 경화제 5중량부, 분말수지 10중량부, 증점제 2중량부, 아황산염 20중량부, 응결 조절제 3중량부, 셀룰로오스 섬유 2중량부, 망초 및 석고 혼합물(중량비로 6:4) 20중량부를 포함하도록 배합하여 시료를 제조하였다.
[실시예 2]
시멘트 100중량부에 대해 골재 200중량부, 고로슬래그 50중량부, 유동화제 1중량부, 팽창제 10중량부, 제올라이트 10중량부, 경화제 5중량부, 분말수지 10중량부, 증점제 2중량부, 아황산염 및 알지닌 혼합물(중량비로 9:1) 20중량부, 응결 조절제 3중량부, 셀룰로오스 섬유 2중량부, 망초 및 석고 혼합물(중량비로 6:4) 20중량부를 포함하도록 배합하여 시료를 제조하였다.
[실시예 3]
시멘트 100중량부에 대해 골재 200중량부, 고로슬래그 50중량부, 유동화제 1중량부, 팽창제 10중량부, 제올라이트 10중량부, 경화제 5중량부, 분말수지 10중량부, 증점제 2중량부, 아황산염 및 알지닌 혼합물(중량비로 9:1) 20중량부, 응결 조절제 3중량부, 셀룰로오스 섬유 2중량부, 망초 및 석고 혼합물(중량비로 6:4) 20중량부를 포함하도록 배합하되, 망초 및 석고는 각각 저융점 열가소성 수지로 구성된 외층과 폴리비닐 피롤리돈계 고분자 100중량부에 대해 아세트산 50중량부, 글리세린 30중량부로 배합된 내층을 포함하는 코팅층이 도포되도록 하였다.
[실시예 3-1]
시멘트 100중량부에 대해 골재 200중량부, 고로슬래그 50중량부, 유동화제 1중량부, 팽창제 10중량부, 제올라이트 10중량부, 경화제 5중량부, 분말수지 10중량부, 증점제 2중량부, 아황산염 및 알지닌 혼합물(중량비로 9:1) 20중량부, 응결 조절제 3중량부, 셀룰로오스 섬유 2중량부, 망초 및 석고 혼합물(중량비로 6:4) 20중량부를 포함하도록 배합하되, 망초 및 석고는 각각 저융점 열가소성 수지로 구성된 외층과 폴리비닐 피롤리돈계 고분자 100중량부에 대해 아세트산 50중량부, 글리세린 30중량부, 마그네슘염 50중량부로 배합된 내층을 포함하는 코팅층이 도포되도록 하였다.
[실시예 4]
시멘트 100중량부에 대해 골재 200중량부, 고로슬래그 50중량부, 유동화제 1중량부, 팽창제 10중량부, 제올라이트 10중량부, 경화제 5중량부, 분말수지 10중량부, 증점제 2중량부, 아황산염 및 알지닌 혼합물(중량비로 9:1) 20중량부, 응결 조절제 3중량부, 셀룰로오스 섬유 2중량부, 망초 및 석고 혼합물(중량비로 6:4) 20중량부를 포함하도록 배합하되, 망초 및 석고는 각각 저융점 열가소성 수지로 구성된 외층과 폴리비닐 피롤리돈계 고분자 100중량부에 대해 아세트산 50중량부, 글리세린 30중량부로 배합된 내층을 포함하는 코팅층이 도포되도록 하고, 이에 더하여 아세트산 0.1중량부를 포함하도록 배합하여 시료를 제조하였다.
[실시예 5]
시멘트 100중량부에 대해 골재 200중량부, 고로슬래그 50중량부, 유동화제 1중량부, 팽창제 10중량부, 제올라이트 10중량부, 경화제 5중량부, 분말수지 10중량부, 증점제 2중량부, 아황산염 및 알지닌 혼합물(중량비로 9:1) 20중량부, 응결 조절제 3중량부, 셀룰로오스 섬유 2중량부, 망초 및 석고 혼합물(중량비로 6:4) 20중량부를 포함하도록 배합하되, 망초 및 석고는 각각 저융점 열가소성 수지로 구성된 외층과 폴리비닐 피롤리돈계 고분자 100중량부에 대해 아세트산 50중량부, 글리세린 30중량부로 배합된 내층을 포함하는 코팅층이 도포되도록 하고, 이에 더하여 아세트산 0.1중량부, 소듐 폴리아크릴레이트 스타치 0.01중량부를 포함하도록 배합하여 시료를 제조하였다.
시험항목 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 시험규격
압축강도
(MPa)		 7일 26.1 26.5 26.8 27.1 26.7 KS F 4042
28일 41.2 45.4 46.9 46.2 46.4
염소이온 침투저항성
(coulomb)		 609 557 553 521 524
슬럼프(mm) 105 115 105 75 100
압축강도면(28일)에서 보면 실시예 1보다 실시예 2의 경우가 유리한 결과가 도출되는 것을 알 수 있는데, 이는 실시예 2에 아황산염 및 알지닌 혼합물이 첨가되어 밀실한 페이스트가 구현되고 균열제어에 기인한 것으로 판단된다.
염소이온 침투저항성을 보면 실시예 1보다 실시예 2에서 더 좋은 결과가 도출되는 것을 알 수 있는데, 이는 알지닌의 첨가에 의한 균열저항성 향상에 기인한 것으로 판단된다.
또한 실시예 4의 경우가 실시예 2 및 실시예 3보다 유리한 결과가 도출되는 것을 알 수 있는데 이는 실시예 4의 경우 아세트산의 더 첨가되어 페이스트 방수성 향상에 기인 한 것으로 판단된다.
작업성면에서 보면 실시예들이 거의 유사한 결과가 도출되는 것을 알 수 있는데 이중 실시예 4의 경우가 작업성이 저하되는 것을 알 수 있다.
이는 실시예 4의 경우 방수성 향상을 위해 아세트산의 첨가가 이루어지는데, 이러한 아세트산에 의해 점성이 커져서 전체적으로 작업성이 저하가 유발된 것으로 판단되며, 이에 실시예 5의 경우 소듐 폴리아크릴레이트 스타치가 더 첨가되도록 하여 작업성이 유지되면서도 방수성을 배가시키도록 함에 기인한 것으로 판단된다.
또한 자기치유와 관련 실험을 수행하였는 바, 상기 각각 시료에 대해 배합 이후 1일 간 23±1°C, RH 100% 챔버에서 양생하였으며, 이후 23±1°C 수조에서 재령 28일까지 수중양생 하였다.
재령 28일의 시편을 수조에서 꺼내 UTM을 이용하여 관통 균열을 낸 후 실리콘 시트를 시편 양 끝에 넣어 균열 폭이 250 ± 10㎛이 되도록 고정시킨다. 그 다음 water flow test 세팅을 한 후 시간에 따른 투수량 변화를 28일간 수행하였다.
또한 자기치유와 관련 실험을 수행하였는 바, 상기 각각 시료에 대해 배합 이후 1일 간 23±1°C, RH 100% 챔버에서 양생하였으며, 이후 23±1°C 수조에서 재령 28일까지 수중양생 하였다. 재령 28일의 시편을 수조에서 꺼내 UTM을 이용하여 관통 균열을 낸 후 실리콘 시트를 시편 양 끝에 넣어 균열 폭이 250 ± 10㎛이 되도록 고정시킨다. 그 다음 water flow test 세팅을 한 후 시간에 따른 투수량 변화를 28일간 수행하였다.
시험항목 실시예1 실시예2 실시예3 실시예3-1 실시예4 실시예5
28일 투수량감소율(%) 59 61 83 92 86 85
상기 표 2에서 보는 바와 같이 실시예 3 및 실시예 3-1의 경우가 실시예 1 및 실시예 2와 대비 투수량감소율이 큰 것으로 보아 자기치유 성능이 실시예 1 및 2보다 큰 것을 알 수 있는데 이는 외연이 코팅된 망초 및 석고가 적용됨에 기인한 것으로 판단되며, 특히 실시예 3보다 실시예 3-1의 경우가 투수량감소율이 큰 것으로 보아 코팅층의 내피에 마그네슘염이 더 첨가되어 균열치유시 팽창성 수화물의 생성에 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 : 기준틀 2 : 섬유
21, 22 : 섬유사

Claims (10)

  1. 다중곡면 구조물의 설치를 위한 기준틀을 설치하는 기준틀 설치단계(S10);
    상기 기준틀 설치단계 후 자기치유 숏크리트 조성물을 이용하여 1차 타설과 2차 타설을 수행하고 스크리드 바를 이용하여 커팅하여 기준면을 형성하는 타설단계(S20); 및
    상기 타설단계 후 크림타입의 시멘트 페이스트를 타설면에 도포하는 크림마감단계(S30);를 포함하되,
    상기 자기치유 숏크리트 조성물은,
    시멘트, 골재, 고로슬래그, 유동화제, 팽창제, 제올라이트, 경화제, 분말수지, 증점제, 조기강도 증진제, 응결 조절제, 셀룰로오스 섬유, 무기계 결정촉진제를 포함하고,
    상기 무기계 결정촉진제는,
    외연에 코팅층이 도포된 망초 및 외연에 코팅층이 도포된 석고의 혼합물이며,
    상기 코팅층은,
    저융점 열가소성 수지로 구성된 외층과, 폴리비닐 피롤리돈계 고분자, 아세트산, 글리세린, 마그네슘염을 포함하는 내층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 자기치유 숏크리트 조성물을 이용한 스케이트보드용 다중곡면 구조물 시공방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 S10단계에는,
    상기 기준틀에 상,하 방향으로 복수의 섬유사로 구성되는 변형방지 섬유를 설치하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 자기치유 숏크리트 조성물을 이용한 스케이트보드용 다중곡면 구조물 시공방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 변형방지 섬유는,
    복수의 섬유사가 비부착에 의해 구성되며, 각 섬유사는 대전서열이 차이가 나는 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 자기치유 숏크리트 조성물을 이용한 스케이트보드용 다중곡면 구조물 시공방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 자기치유 숏크리트 조성물은,
    클링커가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 자기치유 숏크리트 조성물을 이용한 스케이트보드용 다중곡면 구조물 시공방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 조기강도 증진제는,
    아황산염 및 알지닌 혼합물인 것을 특징으로 하는 자기치유 숏크리트 조성물을 이용한 스케이트보드용 다중곡면 구조물 시공방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 자기치유 숏크리트 조성물은,
    아세트산이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 자기치유 숏크리트 조성물을 이용한 스케이트보드용 다중곡면 구조물 시공방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 자기치유 숏크리트 조성물은,
    소듐 폴리아크릴레이트 스타치가 더 첨가됨을 특징으로 하는 자기치유 숏크리트 조성물을 이용한 스케이트보드용 다중곡면 구조물 시공방법.
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