KR19980075892A - 수중콘크리트 구조물 보수보강제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수중콘크리트 구조물 보수보강제(VOC 삭감형 수중접착 에폭시몰탈 및 콘크리트로)에 관한 것으로, 종래에는 철근콘크리트의 토목, 건축구조물에 콘크리트가 열화현상으로 박리, 박락되는 철근콘크리트의 손상을 보수보강할 때 일반몰탈, 콘크리트 및 에폭시수지로 보수보강 공사를 시공하므로서, 열화된 콘크리트 구조물의 열화손상부와 보수보강부재가 일체화되지 못하여 완벽한 보수보강부를 구축할 수 없고, 특히 압축강도, 굴곡강도와 접착강도가 유지되지 못하며, 특히, 교각 및 교각우물통과 습기가 침습된 수중 및 지하건물의 보수보강시에는 수중손상부와 보수보강부의 접착력이 미약하여 일체화되지 못하고 이완상태에서 경화되므로 보수보강재(부)가 박리, 탈락현상이 있고, 더욱 물이 흐르는 교각의 경우에는 보수보강재가 유속에 의해 유실되는 문제점이 큰 것이며, 또한 접착, 방수, 도장, 콕킹의 기능을 갖는 제재를 선택하여 순서적으로 시공하는 시공상의 까다로움과 시공비가 많이 요구되는 경제적인 문제점이 컸었다.

본 발명은 종래의 상기와 같은 문제점을 해소할 수 있도록, 수중 보수보강용 에폭시주제의 보수보강제인 경우에는 에폭시수지 70∼95%(중량비), 산화티탄(Ti0₂) 1∼10%(중량비), 충전제(TALC) 2∼20%(중량비), 착색제(에폭시수지용 안료) 5∼40%(중량비), 소포제(에폭시전용) 0.1∼2%(중량비)를 혼합하여 보수보강제(A제;에폭시 주제)를 조성하고, 에폭시 경화제의 보수보강제인 경우에는 수중경화제 10∼50 %(중량비), 수중접착제 20∼60%(중량비), 저온경화제 10∼40 %(중량비), 충전제(TALC) 25∼65%(중량비), 소포제 0.1∼2%(중량비)를 혼합하여 보수보강제(B제;에폭시 경화제)를 조성하며, 이러한 콘크리트 보수보강용 에폭시 주제인 A제 1(중량비), 에폭시 경화제인 B제 1(중량비), 백색시멘트 1(중량비), 가네트 1(중량비)로 혼합하여 이뤄지는 수중콘크리트 구조물 보수보강제(VOC 삭감형 수중접착 에폭시몰탈 및 콘크리트)로 되어 있고, 이것을 보수보강 부위에 직접적으로 실링, 코킹, 충전 도포로 보수보강의 시공을 수행하므로서 열화부분에 완전히 접착 경화되어 열화된 콘크리트 구체를 강화하여 보수보강부의 강도강화 및 방수, 방식하므로서 수중구조물 포함의 보수보강부가 견고히 구축되고 보수 보강구조물의 수명이 장구히 보존되며 보수보강시공의 작업성이 능률적이고 경제적인 효과를 얻을 수 있는 것이다.

Description

수중콘크리트 구조물 보수보강제

본 발명은 수중콘크리트 구조물 보수보강제에 관한 것으로서, 이는 특히 접착성, 방수성, 내활성, 내마모성, 탄성, 방식 및 방청, 염해방지와 고강도를 유지하도록 VOC 삭감형 수중접착 에폭시몰탈 및 콘크리트로 수중 시멘트콘크리트 구조물, 콘크리트블록 구조물의 열화 손상부의 열화상태에 따라 적정비율로 수복 및 도포하여 기존 열화된 콘크리트의 압축강도와 굴곡강도를 높이고 일체화가 되도록 보수보강 하므로서, 수중(지하침습부위 포함)구조물의 보강부가 견고하게 구축되어 보수, 보강구조물의 수명을 장구히 유지 보존할 수 있고, 한편으로는 에폭시수지의 사용으로 철근의 부식문제, 접착문제, 콘크리트 중성화 문제 등도 해결할 수 있도록 한 것이다.

근래에 철근콘크리트의 토목, 건축구조물에 콘크리트가 박리, 박락, 비정상적인 크랙 등 여러가지의 열화현상으로 콘크리트의 압축강도와 철근의 인장강도가 떨어져 철근콘크리트의 손상과 나아가 붕괴현상과 철조구조물의 부식으로 인한 철조구조물의 파손 등으로 인한 안전사고의 문제점이 신문, 티브이(TV) 방송에서도 보도되어 큰 사회문제로 대두되고 있는 것이다.

이러한, 콘크리트 열화인자, 열화현상의 요인은 콘크리트는 강알칼리성(PH=12.5)을 가지고 있어, 철근의 부식은 진행되지 않으나, 이산화탄산가스, 산성물질, 염화물질(염소이온)의 침투, 알칼리골재반응, 기상조건하의 팽창으로 인하여 콘크리트에 중성화 현상이 진행되고 철근이 부식이 진행되며 녹까지 슬게 되어 녹의 팽창으로 인해 콘크리트에 금이 가고 박리, 박락에 의하여 철근콘크리트가 파손되고 구조물이 붕괴에 이르게 되는 것이다.

그리고, 이러한 각종 토목 및 건축을 포함하는 시멘트콘크리트의 시설구조물들이 이산화탄산가스 및 산선비 등의 침투에 의해 중화되면서 콘크리트의 균열현상과 철근의 부식으로 시설구조물이 약화되는 현상은 이산화탄산가스의 침투뿐 아니라, 시멘트콘크리트에 혼합되는 자갈 및 모래가 화산암의 경우에는 시멘트콘크리트의 중화현상이 가속되는 것으로 알려져 있다.

특히, 교각 및 교각우물통과 습기가 침습된 지하건물의 보수보강시에는 수중손상부와 보수보강재의 접착력이 미약하여 일체화되지 못하고 이완상태에서 경화되므로 보수보강재(부)가 박리, 탈락되는 현상에 의해 보수보강능력을 상실하게 되는 문제점이 많았고, 더욱 물이 흐르는 교각의 경우에는 보수보강재가 흐르는 유속에 의해 쉽게 유실되는 큰 문제점을 갖고 있는 것이다.

상기와 같은 몰탈, 콘크리트의 토목 건축구조물, 철교 등의 철물구조물, 금속지붕 등의 금속구조물, CRC(유리섬유강화콘크리트판)의 구조물의 열화 및 부식으로 손상된 손상부를 보수보강함에 있어, 일반적으로 토목, 건축물 등 노출콘크리트 구조물이나 수중콘크리트의 구조물에 보수보강 시공을 할 때 일반몰탈, 콘크리트 또는 에폭시수지로 보수보강 공사를 시공하고 있으나, 열화된 콘크리트 구조물의 보수보강 시공을 하여도 열화손상부와 보수보강부재가 일체화되지 못하여 일정기간이 경과하면 보수보강부가 이완되어 보수보강 기능이 상실되는 문제점이 많았다.

또한, 종전의 열화된 콘크리트의 보수보강 조성물의 구체적인 예로 FRP 보수보강 조성물에서는 유리섬유를 주된 보강재로 하는 저압성형용 열결화성 수지의 적층 성형품으로 탄성계수는 보통 플라스틱 정도로 작아서 강성이 크게 요구되는 곳은 피해야 하고, 콘크리트의 탈락방지 열화진행을 막기 위한 콘크리트의 보호 등에 적합하나 콘크리트와 물성치가 다르며 습한 표면에 부착력의 낮은 문제점이 있는 것이고, 또한 다른 예로 무수축 그라우트 단면보강의 조성물에서는 콘크리트의 피복부족 또는 열화의 진행에 따른 콘크리트의 박리, 탈락 등에 의해, 철근이 노출된 벽체에 대해서 지금까지 보수공법으로 가장 널리 사용되고 있으며, 결합재로 시멘트계 재료를 사용, 경과 후 수축이 일어나지 않도록 할 수 있으나, 수중에서 작업이 불가능하고 보강재로 요구되는 성능을 충족시키지 못하고. 특히 압축강도, 굴곡강도와 보강재로서의 가장 중요한 구성요소인 접착강도가 유지되지 못하는 문제점이 있는 것이다.

근래에는 상기와 같은 몰탈, 콘크리트 등의 토목건축물 등 콘크리트구조물의 보수보강과 철교 등의 철물구조물, 금속지붕 등 금속구조물을 보수 보강하는 방수피막제, 투명광택 마감제, 미끄럼방지용 방활제, 실링제로 크랙보수 및 방수제, 코킹용 도막제, 강화와 방수성을 부여하도록 첨가하는 혼화제, 방활제와 방수제, 도장 및 피착제, 탄성 방청 염해방지 도장제, 녹처리제등으로 종전의 보수보강 시공에서의 문제점을 개선하는 제품이 외국에서 개시되고 있는 것으로, 이들을 대관하여 보면 다음과 같다.

콘크리트구조물, 금속구조물의 투명광택 마감제로 일본국 공개특허공보 소화 64-9273호에서는 수성우레탄수지, 물매체, 습윤제, 소포제로 조성되는 투명광택 마감제가 알려져 있다.

또, 콘크리트구조물의 방활제로 일본국 공개특허 공보 소화64--9275호에서는골재와 수경시멘트를 함유하는 분말상의 미끄럼방지제, 아크릴계수지로 조성되는 것을 알 수 있다.

또, 시멘트, 모르타르, 콘크리트, 콘크리트블록, CRC판(유리섬유강화콘크리트판)의 마감제로 일본국 공개특허 공보 평1-153583호에서는 포트랜트시멘트, 이산화티탄, 분말아크릴수지로 조성되며 하지마감에 앞서 도장하는 시멘트구조물 하지용 플라이머 및 시멘트구조물 하지용 플라이머 도장방법이 알려져 있으며, 접속실링, 새시의실링, 타일메지 P.C판메지, 모르타르, 콘크리트보수의 실링제로 일본국 공개특허공보 평1-297485호에서는 아크릴수지, 암모니아, 산화아연, 가소알루미나로 조성되는 시런트가 알려져 있다.

또, 콘크리트, ALC판, 블록 등의 크랙보수 및 방수제로 일본국 공개특허 공보 평1-297479호에서는 아크릴수지, 암모니아, 산화아연, 탄산칼슘, 에틸렌글리콜모노부틸에티르로 조성되는 코킹제가 알려져 있으며, 콘크리트, 철판, 지붕 등의 균열, 코킹용 도막제로 일본국 공개특허공보 평2-29467호에서는 아크릴계수지, 소포제, 유동가습성분, 물매체, 가소제, 방미제, 안료분산제, 무기재로 조성되는 도막마감제가 알려져 있다. 또, 시멘트, 콘크리트, 모르타르에 첨가하여 강화와 방수성을 부여하는 혼화제로 일본국 공개특허 공보 평2-30648호에서는 수지에멀젼, 물매체, 소포제, 방부제로 조성되는 시멘트혼화제가 알려져 있고, 내마모성이 높은 방활제와 방수제로 일본국 공개특허공보 평2-43270호에서는 에멀젼, 소포제, 에틸렌글리콜모노브틸에테르, 카르아크리계, 벤조이소티아졸린, 안료로 조성되는 착색실링 마감제가 알려져 있다.

또, 도상재, 도벽재, 기타 도장재, 피착제로 일본국 공개특허 공보 평7-764312호에서는 가아네트(Garnet)와 시멘트, 아크릴계 수성에멀젼으로 조성되는 복합수지 조성물이 알려져 있으며, 탄성도장재, 방청 탄성도장재, 염해 방지도장제로 일본국 공개특허공보 평7-76325(한국 특허공보 공번94-7562호)호에서는 아크릴계수지 수성에멀젼, 산화티탄, 산화철, 탄산칼슘으로 조성되는 복합수지조성물이 알려져 있다.

또, 크리트면, 전기도금 및 도장면에 미끄럼방지용 방활제로 일본국 공개특허공보 평7-122047호에서는 가아네트, 골재 및 수경성시멘트를 함유하는 방활용분말, 아크릴계수지에멀젼으로 조성되는 방활제가 소개되어 있다.

이러한, 종전의 각종 토목 및 건축을 포함하는 몰타르 콘크리트의 시설구조물, 철물구조물, 금속구조물을 보수, 보강하는 조성물들은 구조물의 표면에 도장하는 피막성을 갖는 도장제이거나, 몰타르에 첨가하는 첨가제 및 구조물을 마감처리하는 마감제로서 시멘트콘크리트의 시설구조물에서는 표면에 형성되는 피막으로 하여금 대기중의 탄산가스의 침투를 지연시키어 고알카리성인 시멘트의 중화속도를 느리게 하므로서, 시멘트콘크리트의 시설구조물의 강도유지와 철근의 부식도 방지하여 시멘트콘크리트의 시설구조물의 수명을 보완하며 또한 철물구조물 및 금속구조물에서도 표면에 형성되는 피막에 의해 내부식성을 부여하여 손상을 예방하는 것으로 소개 되어져 있는 것이다.

그리고, 화산암의 자갈 및 모래가 사용되어 콘크리트의 열화현상이 가속되는 경우에 중화를 지연시키는 효과가 우수하다고 알려져 있으나 이들의 조성물은 가격이 고가이고 보수보강 대상 구조물의 열화상태에 따라 적정제품을 선정하고 이들 제품을 순서적으로 시공하여야 하는 시공상에 까다로움이 있어 시공비가 많이 요구되는등 경제적인 문제점이 큰 부담으로 안고 있는 것이다.

본 발명의 목적은 종전의 몰탈, 콘크리트 등의 수중토목 건축물 등 콘크리트구조물의 보수보강과 철교의 피아 및 우물통을 보수 보강하는 보수, 보강제의 문제점을 고려하여 보수, 보강조성물인 몰탈 및 콘크리트에 접착성, 방수성, 광택성, 내활성, 내마모성, 탄성, 방식 및 방청, 염해방지와 높은 압축, 굴곡 및 인장강도를 유지 할 수 있는 VOC 삭감형 수중접착 에폭시몰탈 및 콘크리트를 수중콘크리트 구조물 보수보강제로 제공함에 있는 것이다.

본 발명의 수중 콘크리트 구조물 보수보강제(voc 삭감형 수중접착에폭시몰탈 및 콘크리트)는 보수보강할 수중 및 침습지의 토목, 건축구조물과 접착성을 증대시킬수 있도록 에폭시수지, 산화티탄, 수중경화제, 수중접착제, 저온경화제를 주요 조성물로 하므로서 보수보강물과의 이완을 줄이고 방활성을 증대시키어 보수보강부의 박탈현상을 최소화하며, 또한 저온경화제를 사용하여 섭씨 영하10도에서도 보수보강하는 몰탈 및 콘크리트구조물과 접착 및 경도를 증대시키어 보수보강된 수중토목, 건축시설구조물의 내수성이 우수하여 수명이 반영구적으로 사용할 수 있도록 한 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여는 우수한 접착성, 방수성, 광택성, 내활성, 내마모성, 탄성, 방식 및 방청, 염해방지가 이루어지는 에폭시수지, 산화티탄, 수중경화제, 수중접착제, 저온경화제로 몰타르 및 콘크리트를 조성하는 토목, 건축, 철조 시설구조물의 보수보강제를 조성물로 하고, 이들의 보수보강 조성물을 실링(sealing), 코킹(caulking)을 포함한 충전방법과 단면증설방법에 의해 이뤄질 수 있는 것이다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여는 경화시 및 경화 후에 수축성이 적어 기존 콘크리트 구조물과 확실하게 접합시킬 수 있게 경화수축이나 건조수축을 보상하는 팽창성 성분이나 발포성 성분을 적절하게 배합한 치수안정성, 기존 열화된 콘크리트와 열패창계수와 탄성계수가 가까운 물성, 내하력을 유지보존할 수 있게 방수성의 유기계 재료를 조합해 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 또다른 목적을 달성하기 위하여는 보수보강 조성물로 차염성, 중성화 억제효과, 물 및 산소확산에 대한 저항성이 폴리머 미혼입 몰탈에 비해 높은 경화체를 얻을 수 있게 수성저온조강 폴리머몰탈(콘크리트)와 녹의 차단과 접착 강화용의 수성침투성 방청제와, 수성저온조강경화성 폴리머몰탈과 내수성, 내약품성 및 내후성이 뛰어난 수성 강력 에폭시를 마감재를 이용하여 보수보강 조성물로 함이 바람직하다.

상기와 같이 조성되는 보수보강용 조성물의 혼합비율은 그 시공처와 용도에 따라 임의로 변경가능한 것이며 보수보강물에 대하여 바람직한 비율로 조성된 보수보강 조성물을 실링, 코킹을 포함하는 충전방법에 의해 보수보강의 시공을 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여는 토목, 건축, 철조구조물의 보수보강공법의 선정에서 일체성, 충전성의 확보이고 주입성, 고유동성, 무수축성 및 구체와 일체화시킬 수 있도록 기존 콘크리트를 보수보강한 후 내수성, 내약품성, 내후수성이 강한 제품으로 표면을 마감시키는 보수보강의 시공방법과 콘크리트 표면에 콘크리트수성침투성강화제 및 수성침투성탄성방수제를 도포하여 콘크리트의 공극코킹 및 침수에 의한 콘크리트 열화 및 크랙 발생과 부식을 예방하는 보수보강의 시공방법으로 보수보강부를 장기적으로 유지보존할 수 있게 한다.

특히, 본 발명의 보수보강제는 수중 및 지하의 침습 토목, 건축, 철조 시설구조물에도 보수보강의 시공을 실시할 수 있는 것이다.

다음 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서 수중의 토목, 건축시설 구조물 보수보강제의 조성은 에폭시수지, 산화티탄, 충전제, 소포제 및 안료, 수중경화제, 수중접착제, 저온경화제로 조성되는 혼화제로 이루어지는 것으로, 배합작업이 수월하고 유동성은 8∼23까지 자유자재로 가능하고 뛰어난 시공성, 조강성 및 강력한 접착효과로 특히, 압축강도와 굴곡강도 가 높고 부착성이 뛰어나고 콘크리트의 기본조건인 알칼리성이 비슷한 재료로서 보수보강구체(구조물)와 보수보강재의 접착력도 상당히 우수하며, 더욱 종전에 보수보강 조성물은 수중 및 습지의 토목, 건축구조물을 보수보강을 할 때 접착매체인 도료나 플라이머를 도장한 후에 보수, 보강제 및 콘크리트를 주입, 도포, 타설시공하여야 하던 작업성의 불편을 해소할 수 있는 것이다.

본 발명에서 일반 습지를 포함하는 수중 보수보강용 보수보강제(에폭시 주제)의 경우에는 에폭시수지 70∼95%(중량비), 산화티탄(Ti0₂) 1∼10%(중량비), 충전제(TALC)2∼20%(중량비), 착색제(에폭시수지용 안료) 5∼40%(중량비), 소포제(에폭시전용) 0.1∼2%(중량비)를 혼합하여 보수보강제를 조성한다.

실시예 1

수중 보수보강용 보수보강제(A제;에폭시 주제)의 배합비

에폭시수지------------------------------ 70∼95%(중량비),

산화티탄(Ti0₂)--------------------------- 1∼10%(중량비),

충전제(TALC)----------------------------- 2∼20%(중량비),

착색제(에폭시수지용 안료)---------------- 5∼40%(중량비),

소포제(에폭시전용)----------------------- 0.1∼2%(중량비).

본 발명에서 일반 습지를 포함하는 수중 보수보강용 보수보강제(에폭시 경화제)의 경우에는 수중경화제 10∼50%(중량비), 수중접착제 20∼60%(중량비), 저온경화제 10∼40%(중량비), 충전제(TALC) 25∼65%(중량비), 소포제 0.1∼2%(중량비)를 혼합하여 보수보강제를 조성한다.

실시예 2

수중 보수보강용 보수보강제(B제;에폭시 경화제)의 배합비

수중경화제------------------------------- 10∼50%(중량비),

수중접착제------------------------------- 20∼60%(중량비),

저온경화제------------------------------- 10∼40%(중량비),

충전제(TALC)----------------------------- 25∼65%(중량비),

소포제----------------------------------- 0.1∼2%(중량비),

이때, 본 발명의 보수보강제의 시공에 있어 콘크리트 보수보강용 에폭시 주제인 A제1(중량비), 에폭시 경화제인 B제1(중량비), 백색시멘트1(중량비), 가네트1(중량비)로 혼합하여 도포 시공방법으로 콘크리트 보수보강하므로서, 열화부분에 완전히 접착경화되어 열화된 콘크리트 구체를 강화하고 방수기능을 증대하며 중성화 진행을 저지하여 종전의 문제점을 해결할 수 있다.

또한, 다른 예의 경우로 콘크리트 보수보강용 에폭시 주제인 A제1(중량비), 에폭시 경화제인 B제1(중량비), 백색시멘트1(중량비), 가네트1(중량비), 규사1(중량비), 자갈1(중량비)로 혼합하여 타설시공방법으로 콘크리트 보수보강하므로서, 상기와 같이 열화부분에 완전히 접착경화되어 열화된 콘크리트 구체를 강화하고 방수기능을 증대하며 중성화 진행을 저지하여 종전의 문제점을 해결할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명은 다리를 포함하는 수중 토목, 건축구조물의 콘크리트 등의 균열, 손상, 누수부를 접착성, 방수성, 광택성, 내활성, 내마모성, 탄성, 방식 및 방청, 염해방지, 하수도 유화수소에 의한 열화방지와 고강도를 유지하며 시공여건이 용이하도록 가아네트(Garnet), 백색시멘트, 규사, 자갈, 수중접착경화에폭시 몰탈 및 콘크리트를 조성하여 보수보강부에 직접적으로 실링(sealing), 코킹(caulking)을 포함하여 충전방법으로 보수 및 보강의 시공할 수 있게 하여 강도강화 및 방수, 방식이 되므로서 수중구조물에도 보수보강부가 견고하게 구축되어 보수보강구조물의 수명을 장구히 보존하는 등의 작업성 및 경제적인 효과를 얻는 유용한 발명인 것이다.

이상 본 발명의 그 일시예를 설명하였으나, 본 발명은 이에 국한되지 않고 특허청구의 범위에 기재된 범위에서 변경이 가능할 것이다.

Claims (3)

1. 에폭시수지 70∼95%(중량비), 산화티탄(Ti0₂) 1∼10%(중량비), 충전제(TALC) 2∼20%(중량비), 착색제(에폭시수지용 안료) 5∼40%(중량비), 소포제(에폭시전용) 0.1∼2%(중량비)로 조성되는 에폭시 주제와, 수중경화제 10∼50%(중량비), 수중접착제 20∼60%(중량비), 저온경화제10∼40%(중량비), 충전제(TALC) 25∼65%(중량비), 소포제 0.1∼2%(중량비)로 조성되는 에폭시 경화제를 선택적으로 혼합하시키어 되는 조성되는 수중접착 경화성 에폭시(voc 삭감형)몰탈 및 콘크리트를 보수보강 대상구조물에 직접적으로 주입, 도포를 포함하는 코킹 및 타설하여 시공하여 강도강화 및 방수, 방식함을 특징으로 하는 수중콘크리트 구조물 보수보강제.
2. 제1항에 있어서, 에폭시수지 70∼95%(중량비), 산화티탄(Ti0₂) 1∼10%(중량비), 충전제(TALC) 2∼20%(중량비), 착색제(에폭시수지용 안료) 5∼40%(중량비), 소포제(에폭시전용) 0.1∼2%(중량비)로 조성되는 에폭시 주제를 특징으로 하는 수중(노출포함) 콘크리트 구조물 보수보강제,
3. 제1항에 있어서, 수중경화제 10∼50%(중량비), 수중접착제 20∼60%(중량비), 저온경화제 10∼40%(중량비), 충전제(TALC) 25∼65%(중량비), 소포제 0.1∼2%(중량비)로 조성되는 수중콘크리트 구조물 보수보강제.