KR102656641B1 - 자기치유 경관용 스프레이드 콘크리트를 이용한 비정형 경관구조물 시공방법 - Google Patents

자기치유 경관용 스프레이드 콘크리트를 이용한 비정형 경관구조물 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시공대상면에 와이어메쉬 설치단계(S10); 상기 와이어메쉬에 타설하고자 하는 비정형 구조물의 형상에 대향하는 프레임 설치단계(S20); 상기 프레임의 외곽에 외곽망 설치단계(S30); 및 상기 외곽망에 자기치유 경관용 스프레이드 콘크리트를 타설하는 단계(S40);를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기치유 경관용 스프레이드 콘크리트를 이용한 비정형 경관구조물 시공방법에 관한 것이다.

Description

자기치유 경관용 스프레이드 콘크리트를 이용한 비정형 경관구조물 시공방법{Construction method of atypical scenery structure using sprayed concrete for self-healing scenery}
본 발명은 자기치유 경관용 스프레이드 콘크리트를 이용하여 비정형 구조물을 시공하는 방법에 관한 것이다.
최근, 콘크리트 또는 모르타르 등 시멘트계 조성물을 이용하여 다양한 형태의 비정형 구조물을 조성하고 있다.
상기 비정형 구조물은 테마 조형물, 조형물, 특수 건축물, 인공암, 및 인공 수목의 줄기 등에 다양하게 적용되고 있다.
한편 콘크리트 구조물은 높은 내구성에도 불구하고 시간경과에 따른 열화현상에 의해 구조적 문제점이 도출된다. 이러한 열화현상은 다양하게 나타나고 있으나 콘크리트 물성자체가 갖고 있는 건조수축, 온도수축 등에 의해 균열부위가 발생하며, 이러한 구조물의 균열부위에서 콘크리트의 중성화가 촉진됨과 동시에 콘크리트 부분에서 열화현상이 복합적으로 발생되어 구조물 표면이 박리, 박락의 현상을 보이는 문제가 있다.
이에 균열에 대한 저항성은 물론 시공후 발생된 균열에 대한 자기치유능이 발현될 수 있는 다양한 콘크리트 또는 모르타르 등 시멘트계 조성물에 대한 기술이 제시되고 있다.
이에 상기 비정형 구조물에 있어서도 자기치유능이 발현될 수 있는 콘크리트 제품의 적용에 관한 연구의 필요성이 대두되는 것이다.
대한민국 특허등록 제10-1014869호
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 자기치유 경관용 스프레이드 콘크리트를 이용하여 비정형 구조물을 시공하는 방법을 제공하고자 함이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자기치유 경관용 스프레이드 콘크리트를 이용한 비정형 경관구조물 시공방법(이하, "본 발명의 시공방법"이라 함)은, 시공대상면에 와이어메쉬 설치단계(S10); 상기 와이어메쉬에 타설하고자 하는 비정형 구조물의 형상에 대향하는 프레임 설치단계(S20); 상기 프레임의 외곽에 외곽망 설치단계(S30); 및 상기 외곽망에 자기치유 경관용 스프레이드 콘크리트를 타설하는 단계(S40);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 S40단계에는, 상기 외곽망에 상,하 방향으로 복수의 섬유사로 구성되는 변형방지 섬유를 설치하는 단계(S41); 상기 외곽망에 상기 경관용 스프레이드 콘크리트를 타설하여 조각층을 형성하는 단계(S42); 및 상기 조각층을 조각 및 컬러링을 하여 비정형 구조물을 완공하는 단계(S43);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 변형방지 섬유는 복수의 섬유사가 비부착에 의해 구성되며, 각 섬유사는 대전서열이 차이가 나는 재질로 구성되는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 자기치유 경관용 스프레이드 콘크리트는, 시멘트, 골재, 고로슬래그, 무기계 결정촉진제, 유동화제, 팽창재, 제올라이트, 경화재, 분말수지, 증점재, 조기강도 증진재, 응결 조절재, 셀룰로오스 섬유를 포함하는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 무기계 결정촉진제에는 외연에 코팅층이 도포된 망초 또는 석고인 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 코팅층은 저융점 열가소성 수지로 구성된 외층과 폴리비닐 피롤리돈계 고분자, 아세트산, 글리세린, 마그네슘염을 포함하는 내층으로 구성됨을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 자기치유 경관용 스프레이드 콘크리트는, 클링커가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 조기강도 증진재는 아황산염 및 알지닌 혼합물인 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 자기치유 경관용 스프레이드 콘크리트는, 아세트산이 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 자기치유 경관용 스프레이드 콘크리트는, 소듐 폴리아크릴레이트 스타치가 더 첨가됨을 특징으로 한다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 시공공법에 의해 시공되는 비정형구조물은 염해저항성 등 물성이 우수한 것은 물론, 시공후 사후적으로 균열발생시 자기치유 성능을 발현시킬 수 있어 유지 및 관리가 용이한 장점이 있다.
또한 본 발명의 시공방법은 타설된 콘크리트의 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 2는 외곽망에 변형방지 섬유가 설치된 상태를 나타내는 개략도.
도 3은 변형방지 섬유의 일 실시예를 나타내는 도면.
아래에서는 본 발명에 따른 양호한 실시 예를 상세히 설명한다.
본 발명의 시공방법은 도 1에서 보는 바와 같이 시공대상면에 와이어메쉬 설치단계(S10); 상기 와이어메쉬에 타설하고자 하는 비정형 구조물의 형상에 대향하는 프레임 설치단계(S20); 상기 프레임의 외곽에 외곽망 설치단계(S30); 및 상기 외곽망에 자기치유 경관용 스프레이드 콘크리트를 타설하는 단계(S40);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
우선 본 발명은 시공대상면에 와이어메쉬 설치단계(S10)를 갖는다. 비정형 구조물이 타설될 시공대상면에 와이어메쉬를 설치하여 이후 공정(S20)에서 상기 와이어메쉬에 프레임이 설치가 가능하도록 하는 것이다.
본 단계(S10)에서는 와이어메쉬의 설치에 더하여 필요에 따라 비탈면 용수시 드레인보드를 설치하고, 철근도 배근할 수 있다.
그 다음으로 상기 와이어메쉬에 타설하고자 하는 비정형 구조물의 형상에 대향하는 프레임 설치단계(S20)를 갖는다.
본 단계(S20)에서는 도면에 도시된 바는 없으나 상기 와이어메쉬에 기준이 되는 강보를 설치하고, 강보에 비정형 구조물의 형상에 대향하는 강봉을 설치하는 단계를 포함한다.
즉 기준이 되는 강보와 비정형 구조물의 형상에 대향하는 강봉이 와이어메쉬에 설치되는 프레임에 해당하는 것이다.
그 다음으로 상기 프레임의 외곽에 외곽망 설치단계(S30)를 갖는다.
상기 외곽망은 라스망, 토목섬유, 그리드 등이 적용될 수 있다.
마지막으로 상기 외곽망에 자기치유 경관용 스프레이드 콘크리트를 타설하는 단계(S40)를 갖는다.
본 단계(S40)에는, 상기 외곽망에 상,하 방향으로 복수의 섬유사로 구성되는 변형방지 섬유를 설치하는 단계(S41); 상기 외곽망에 상기 자기치유 경관용 스프레이드 콘크리트를 타설하여 조각층을 형성하는 단계(S42); 및 상기 조각층을 조각 및 컬러링을 하여 비정형 구조물을 완공하는 단계(S43);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 단계(S40)에는 우선 상기 외곽망(1)에 상,하 방향으로 복수의 섬유사로 구성되는 변형방지 섬유를 설치하는 단계(S41)를 갖는 바, 도 2에서 보는 바와 같이 외곽망(1)에 복수의 개소에 상,하 방향으로 변형방지 섬유(2)가 장착되도록 하는 것이다.
이와 같이 변형방지 섬유(2)가 장착되도록 하는 이유는 설치된 외곽망(1)에 경관용 스프레이드 콘크리트를 타설한 후 경관용 스프레이드 콘크리트가 경화되기 전에 외곽망(1)에서 하방향으로 자중에 의해 처짐이 발생되는 것을 제어하기 위한 것이다.
여기서 외곽망(1)은 도 2에 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 외곽망(1) 중 도면에서 보는 바와 같이 외곽망(1)이 절곡되는 부분에 설치되도록 하여 절곡되는 부분에서 자중에 의한 변형을 방지함으로써 조각층의 형성이 용이하게 이루어지도록 하기 위한 것이다.
상기 외곽망(1)의 경우 비정형의 어떠한 형상을 이루기 위해 소성거동을 하는 철재질로 이루어진 라스망이 주로 사용되는데 이러한 라스망보다 콘크리트와 부착력이 더 큰 변형방지 섬유(2)가 외곽망(1)에서 상,하 방향으로 설치가 되어 타설된 경관용 스프레이드 콘크리트를 잡아줌으로써 타설에 의해 형성되는 자중에 의한 형상변형을 제어할 수 있게 되는 것이다.
특히 상기 변형방지 섬유(2)는 도 3에서 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 섬유사(21, 22)의 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.
그 다음으로 상기 자기치유 경관용 스프레이드 콘크리트를 타설하여 조각층을 형성하는 단계(S42)를 갖는데, 상기 조각층은 상기 변형방지 섬유(2)가 복수의 개소에 장착된 외곽망(1) 상부에 상기 경관용 스프레이드 콘크리트를 이용하여 고압으로 뿜어부침에 의해 형성되도록 하는 것이다.
상기 조각층은 후공정의 조각을 통해 타설하고자 하는 비정형 구조물이 형성되도록 일정 두께 이상으로 타설되어야 한다.
마지막으로 상기 조각층을 조각 및 컬러링을 하여 비정형 구조물을 완공하는 단계(S43)를 갖는다.
전 단계(S42)에서 조각층이 타설되면 본 단계(S43)에서는 조각층이 굳기전에 조각과정을 거침에 의해 비정형 구조물이 형성되도록 하는 것이다.
이렇게 조각층에 조각이 이루어지면 컬러링을 함으로써 비정형 구조물이 완성되도록 하는 것이다.
특히 본 발명에서는 상기 자기치유 경관용 스프레이드 콘크리트의 바람직한 실시예를 제시하고 있는데, 본 실시예의 자기치유 경관용 스프레이드 콘크리트는 시멘트, 골재, 고로슬래그, 유동화제, 팽창재, 제올라이트, 경화재, 분말수지, 증점재, 조기강도 증진재, 응결 조절재, 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, 팽창재 10 내지 50중량부, 제올라이트 10 내지 50중량부, 경화재 5 내지 10중량부, 분말수지 10 내지 50중량부, 증점재 2 내지 10중량부, 조기강도 증진재 10 내지 70중량부, 응결 조절재 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 팽창재는 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 응결조절재는 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 증진재로 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 또는 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 경관용 스프레이드 콘크리트의 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, 팽창재 10중량부, 제올라이트 10중량부, 경화재 5중량부, 분말수지 10중량부, 증점재 2중량부, 아황산염 20중량부, 응결 조절재 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, 팽창재 10중량부, 제올라이트 10중량부, 경화재 5중량부, 분말수지 10중량부, 증점재 2중량부, 아황산염 및 알지닌 혼합물(중량비로 9:1) 20중량부, 응결 조절재 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, 팽창재 10중량부, 제올라이트 10중량부, 경화재 5중량부, 분말수지 10중량부, 증점재 2중량부, 아황산염 및 알지닌 혼합물(중량비로 9:1) 20중량부, 응결 조절재 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, 팽창재 10중량부, 제올라이트 10중량부, 경화재 5중량부, 분말수지 10중량부, 증점재 2중량부, 아황산염 및 알지닌 혼합물(중량비로 9:1) 20중량부, 응결 조절재 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, 팽창재 10중량부, 제올라이트 10중량부, 경화재 5중량부, 분말수지 10중량부, 증점재 2중량부, 아황산염 및 알지닌 혼합물(중량비로 9:1) 20중량부, 응결 조절재 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, 팽창재 10중량부, 제올라이트 10중량부, 경화재 5중량부, 분말수지 10중량부, 증점재 2중량부, 아황산염 및 알지닌 혼합물(중량비로 9:1) 20중량부, 응결 조절재 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) 115 120 125 60 120
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 실시 예들이 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.
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 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기 실시 예에 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 : 외곽망 2 : 섬유
21, 22 : 섬유사

Claims (10)

  1. 시공대상면에 와이어메쉬 설치단계(S10);
    상기 와이어메쉬에 타설하고자 하는 비정형 구조물의 형상에 대향하는 프레임 설치단계(S20);
    상기 프레임의 외곽에 외곽망 설치단계(S30); 및
    상기 외곽망에 자기치유 경관용 스프레이드 콘크리트를 타설하는 단계(S40);를 포함하되,
    상기 자기치유 경관용 스프레이드 콘크리트는,
    시멘트, 골재, 고로슬래그, 유동화제, 팽창재, 제올라이트, 경화재, 분말수지, 증점재, 조기강도 증진재, 응결 조절재, 셀룰로오스 섬유, 무기계 결정촉진제를 포함하고,
    상기 조기강도 증진재는,
    아황산염 및 알지닌 혼합물인 것을 특징으로 하는 자기치유 경관용 스프레이드 콘크리트를 이용한 비정형 경관구조물 시공방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 S40단계에는,
    상기 외곽망에 상,하 방향으로 복수의 섬유사로 구성되는 변형방지 섬유를 설치하는 단계(S41);
    상기 외곽망에 상기 경관용 스프레이드 콘크리트를 타설하여 조각층을 형성하는 단계(S42); 및
    상기 조각층을 조각 및 컬러링을 하여 비정형 구조물을 완공하는 단계(S43);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기치유 경관용 스프레이드 콘크리트를 이용한 비정형 경관구조물 시공방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 변형방지 섬유는 복수의 섬유사가 비부착에 의해 구성되며, 각 섬유사는 대전서열이 차이가 나는 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 자기치유 경관용 스프레이드 콘크리트를 이용한 비정형 경관구조물 시공방법.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 무기계 결정촉진제에는 외연에 코팅층이 도포된 망초 또는 석고인 것을 특징으로 하는 자기치유 경관용 스프레이드 콘크리트를 이용한 비정형 경관구조물 시공방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 코팅층은 저융점 열가소성 수지로 구성된 외층과 폴리비닐 피롤리돈계 고분자, 아세트산, 글리세린, 마그네슘염을 포함하는 내층으로 구성됨을 특징으로 하는 자기치유 경관용 스프레이드 콘크리트를 이용한 비정형 경관구조물 시공방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 자기치유 경관용 스프레이드 콘크리트는,
    클링커가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 자기치유 경관용 스프레이드 콘크리트를 이용한 비정형 경관구조물 시공방법.
  8. 삭제
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 자기치유 경관용 스프레이드 콘크리트는,
    아세트산이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 자기치유 경관용 스프레이드 콘크리트를 이용한 비정형 경관구조물 시공방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 자기치유 경관용 스프레이드 콘크리트는,
    소듐 폴리아크릴레이트 스타치가 더 첨가됨을 특징으로 하는 자기치유 경관용 스프레이드 콘크리트를 이용한 비정형 경관구조물 시공방법.
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