KR20060070618A - 보수/보강용 드라이 콘크리트 조성물과 그 제조방법 및 이를 이용한 보수시공방법 - Google Patents

보수/보강용 드라이 콘크리트 조성물과 그 제조방법 및 이를 이용한 보수시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 보수/보강용 드라이 콘크리트 조성물과 그 제조방법 및 이를 이용한 보수시공방법에 관한 것으로, 그 목적은 균열 및 파손된 콘크리트 구조물에 타설 또는 주입되어 신속하게 경화되고, 강도발현에 따른 우수한 내구성을 구비하며, 이를 통해 구조물의 성능을 회복시켜 줄 수 있는 보수/보강용 드라이 콘크리트 조성물과 그 제조방법 및 이를 이용한 보수시공방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 초속경성 시멘트 65 내지 80 중량부, 고강도 혼합재 20 내지 30 중량부, 칼슘 술폰알루미네이트계 무수축재 2 내지 6 중량부, 초속경 시멘트 대비 3 내지 8 중량부의 수지, 상기 초속경 시멘트, 고강도 혼합재, 칼슘 술폰알루미네이트계 무수축재 및 수지로 이루어진 혼합물 대비 80∼120 중량부의 골재로 이루어진 드라이 콘크리트 조성물은 초속경성, 고강도성, 무수축성, 고부착성 및 고내구성등의 다양한 기능을 구비하도록 되어 있다.
보수제, 보강제, 콘크리트보수, 보수공법, 속경성

Description

보수/보강용 드라이 콘크리트 조성물과 그 제조방법 및 이를 이용한 보수시공방법 {The composition/Manufacturing/Porssecss and Construction Method of the Dry Concrete for Repairing Concrete}
도 1 은 본 발명을 사이로부재 및 모바일카에 의한 시공상태를 보인 예시도
도 2 는 본 발명에 따른 도로보수/보강 시공을 보인 블록도
도 3 은 본 발명에 따른 수직/상부벽체 보수/보강 시공을 보인 예시도
도 4 는 본 발명에 따른 수직/상부벽체 보수/보강 시공을 보인 블록도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
(1) : 사이로 부재 (2) : 펌프
(3) : 모바일카 (4) : 믹서
(10) : 콘크리트 (20) : 보강철근
(30) : 공기배출관 (40) : 철판
(50) : 주입관 (100): 기존 포장도로
(200): 보수/보강도로 (300): 타이바(Tie-Bar)
(400): 쇄석층
본 발명은 보수/보강용 드라이 콘크리트 조성물과 그 제조방법 및 이를 이용한 보수시공방법에 관한 것으로, 콘크리트 포장 고속도로의 바닥면, 중앙분리대 및 배수로 등과 같이 각종 물리, 화학적인 요인에 의해 열화된 콘크리트 도로구조물의 콘크리트 공사시 도로 개방시간을 앞당기게 하는 미장성 및 주입성이 우수한 보수/보강용 드라이 콘크리트 조성물과 그 제조방법 및 이를 이용한 보수시공방법에 관한 것이다.
콘크리트로된 도로구조물 특히 포장도로에서 도로의 장기간 사용에 따라 차량으로부터 끊임없이 가해지는 하중, 진동, 충격등에 의하여 콘크리트 포장면은 서서히 균열이 발생하며, 지반의 침하등 피로와 파괴현상이 발생하게 되고, 이를 방치하게 되면 콘크리트로된 시설물은 급속히 노후화가 진행된다.
종래에는 이러한 균열 및 파손이 발생했을 시, 파손부위를 그대로 청소하고, 이 공간에 보강 콘크리트를 타설 채움하거나, 에폭시 수지를 주입 또는 충전하여 균열부를 보수하는 방법을 사용하였으나, 이와 같이 주입보수나 보강 콘크리트를 타설하여 보수하는 방법은 연접부위가 견고하게 접착되지 못하고, 타설후 장시간 동안 통행을 통제해야 하므로, 교통대란이 발생되는 문제점이 발생되었으며, 파손공간에 에폭시 수지를 주입 또는 충전하여 보수하는 방법은 에폭시 수지액이 고결되면 연성이 없어지게 되므로, 일정한 강도 이상의 충격이 가해질 경우, 그 충격을 흡수하지 못하여 충격과 진동이 상단까지 전달되어 부위가 재파손되는 등 문제점이 있었다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은 현장에서 간편하게 사용가능하고, 균열 및 파손된 콘크리트 구조물에 타설 또는 주입되어 신속하게 경화되며, 강도발현에 따른 우수한 내구성을 구비하고, 이를 통해 구조물의 성능을 회복시켜 줄 수 있는 보수/보강용 드라이 콘크리트 조성물과 그 제조방법 및 이를 이용한 보수시공방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 초속경성 시멘트 65 내지 80 중량부, 고강도 혼합재 20 내지 30 중량부, 칼슘 술폰알루미네이트계 무수축재 2 내지 6 중량부 및, 수지 3 내지 8 중량부로 이루어진 시멘트군 100 중량부에 건조 골재를 80 내지 120 중량부를 혼합하여 저장하도록 되어 있다.
상기 초속경성 시멘트는 속경성을 발현하기 위한 것으로, 포틀랜드 시멘트 60∼75%와 알루민산 칼슘계 성분의 시멘트 20∼40wt%, 1족 금속염인 탄산리튬 0.5∼1.5 wt%를 포함하도록 되어 있다. 속경성 보수/보강재의 성능 발현을 위해서는 칼슘 알루미네이트계 수화물을 생성하는 알루민산 칼슘계 성분의 시멘트를 포틀랜드 시멘트와 혼합 사용해야 하며, 특히 혼합시멘트의 빠른 응결시간을 나타내기 위 해서는 혼합 비율이 포틀랜드 시멘트가 약 60∼75wt%가 첨가 되는 것이 가장 적절하며, 상기 2가지 이외에 1족 금속염인 탄산리튬을 첨가하여, 초기 반응성을 빠르게 하고 이를 통해 빠른 경화속도를 나타내게 할 수 있다.
상기 고강도 혼합재는 고강도성, 무수추겅 및 고부착성을 발현하기 위해 첨가되는 것으로, 제철공업에서 발생하는 STS 건슬래그 40∼60 wt%, 무수석고 25∼35wt%, 소석회 3∼8wt% 및, 메타카올린 5∼15wt%를 포함하도록 구성되어 있다.
고강도성 발현을 위해서는 일부 잠재수경성을 갖는 STS 건슬래그의 알파 C2S에 의한 수화반응과 수화자극제로서 소석회를 첨가하며, 규산 알루미늄계로서 천연에서 존재하는 고강도 혼합재인 메타카올린을 첨가하여 포졸란 반응성을 높였으며, 이런 초기 수경성 시멘트재료와 반응시 무수석고와의 반응에 의해 에트링가이트 수화물을 생성하여 경화체내 공극을 체움으로서 고강도성을 발현하도록 되어 있다.
상기 칼슘 술폰알루미네이트(CSA)계 무수축재는 보수재의 치수안정성을 확보 하기 위하여 첨가되고, 수지는 기존 부재와의 접착력 증진을 위한 혼화제로 첨가되는 것으로, 분말형 수지가 첨가된다. 시멘트 경화체의 내구성을 확보하기 위해서는 경화체의 치수안정성이 중요하며, 보편적으로 사용되는 CSA계 재료를 사용함으로서 치수안정성을 높여주며, 현장 시공시 신구 부재의 접착강도 증진을 위해서는 EVA 또는 EVA/Veova 계통의 분말형 재분산재를 첨가함으로서 수화반응시 골재 및 메트릭스와의 브리징 역할 및 폴리머 필름을 형성함으로서 접착력을 증진시켜주며, 내마모성에 의한 내구성을 확보해 준다.
상기 골재는 100∼150℃의 온도 범위에서 직화 또는 간접 화염방식에 의해 건조되고 체가름 공정을 거친 잔골재 및 굵은 골재를 사용하며, 잔골재 30∼50 wt%, 굵은 골재 50∼70 wt%로 혼합되어 있다.
또한, 상기 본 발명의 조성물은 필요에 따라 초속경성 시멘트 대비 유동화제 0.8∼1.2, 증점제 0.20∼0.35, 증점제 대비 15% 중량부의 보조증점제, 발수제 1 중량부, 소포제 0.1∼0.15 중량부 및 경화시간 조정제 0.5∼0.7 중량부를 첨가하여 혼합함으로서 초속경성, 고강도성, 무수축성, 고부착성 및 고내구성등의 다양한 기능을 구비할 수 있다.
이와 같이 조성된 본 발명은 건조상태에서 포대등과 같이 단일단위로 포장하거나, 사이로 등의 저장수단에 저장되며, 시공현장으로 이송한 후, 시공현장에서 물만 부어서 직접 시공할 수 있다.
이하 본 발명의 제조방법에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 산지에서 채취된 잔골재 및 굵은골재를 별도 분리된 치장에 보관하는 제 1 단계와,
로타리 드라이어등의 건조수단에 의해 100∼150℃의 온도 범위에서 직화 또는 간접 화염방식에 의해 골재를 각각 건조시켜 수분을 제거하는 제 2 단계와,
상기 건조된 골재를 체가름에 의해 잔골재와 굵은 골재로 분리하여 선별하는 제 3 단계와,
초속경성 시멘트 65 내지 80 중량부, 고강도 혼합재 20 내지 30 중량부, 칼 슘 술폰알루미네이트계 무수축재 2 내지 6 중량부, 분말형 수지 3 내지 8 중량부를 혼합하는 제 4 단계와,
상기 혼합된 혼합물 100 중량부에 대하여 건조/체가름된 골재를 혼합하고, 이를 고속 믹서기에 의해 혼합하여 드라이 콘크리트 시멘트를 생성하는 제 5 단계와,
상기 혼합 완료된 드라이 콘크리트 시멘트를 사이로 저장, 지대 저장, 벌크화하여 저장하는 제 6 단계로 이루어져 있다.
이와 같이 이루어지는 본발명은 건조된 상태로 개별포장 및 저장수단에 별도 저장되므로, 이동성을 구비하고 있으며, 이와 같이 별도 포장된 드라이 콘크리트 시멘트는 현장에서 물만 부어서 시공할 수 있다.
상기 골재는 건조된 골재를 5.6㎜ 크기의 체에 의해 1차적으로 5.6㎜ 이상되는 크기의 골재를 제거하고, 체를 통과한 잔골재용 건조사는 버켓엘리베이터에 의해 운반되며, 다시 여러장의 체가 설치된 체가름기에 의해 일정 입도 크기로 2차 체가름된 후 입도 크기별로 사이로에 저장된다. 또한, 상기 5.6㎜ 이상되는 크기의 골재를 체가름기에 의해 및 건조된 굵은골재용 골재를 이용하여 13mm 이하 또는 25mm 이하의 굵은 골재를 생산하여 저장한다.
이하 본 발명을 실시예에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
실시예 1
속경성 발현을 위해 포틀랜드 시멘트 70 wt%와 알루민산 칼슘계 성분의 시멘 트 29 wt%, 1 wt%의 탄산리튬계 성분이 포함된 초속경성 시멘트를 제조하였으며, 이에 대한 성분분석결과는 [표1]과 같다.
실시예 2
고강도성 발현을 위해 제철공업에서 발생하는 STS 건슬래그 50 wt%, 무수석고 35 wt%, 메타카올린 10 wt% 및 알카리 자극재로서 소석회 5 wt%로 구성된 고강도 혼합재를 제조하였으며, 이에 대한 성분 분석결과는 [표1]과 같다.
[표1]
구분 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 Ig loss
실시예 1 15.90 15.91 7.04 55.42 1.84 1.64 0.95
실시예 2 18.14 8.23 0.38 37.33 3.16 28.62 3.19
실시예 3
상기 실시예 1 에 따른 초속경성 시멘트 69 중량부와 실시예 2 에 따른 고강도 혼합재 28 중량부에 칼슘 술폰알루미네이트(CSA)계 무수축재 3 중량부 및, 기존 부재와의 접착력 증진을 위해 Vinyl Acetate/VeoVa/Acrylate계 공중합체 분말수지를 초속경성 시멘트 대비 5 중량부를 첨가하고, 이에 건조 및 체가름 공정을 거친 잔골재 35 중량부, 굵은골재 65 중량부를 첨가하여 보수/보강용 드라이 콘크리트 조성물을 생성하였다.
또한, 상기 보수/보강용 드라이 콘크리트 조성물에 혼화제로써, 메틸 셀룰로즈(Methyl Cellose)계 증점제 0.25 중량부 및 스타치계 보조 증점제를 메틸 셀룰로 즈(Methyl Cellose)계 증점제의 15% 중량부를 첨가하며, 경화후 외부 오염물질에 의한 발수성 확보를 위해 스테아린산 금속염계 발수제 1 중량부, 소포제 0.1 중량부 및 경화시간 조정제 0.5 중량부를 첨가하였다.
이와 같이 조성된 전체 조성물에 물 7 중량부를 첨가하여 미장성이 우수한 초속경성 도로 보수용 콘크리트 조성물(미장용)을 제조하였으며, 이에 대한 유동성, 응결시간, 압축강도, 부착강도, 팽창율(길이변형율), 중성화저항성, 염소이온투과저항성, 열팽창율, 동결융해저항성을 [표2]와 같은 실험규격에 의해 측정하였으며, 이에 대한 결과는 [표3] 및 [표4]와 같다.
[표2]
Figure 112004060145385-PAT00001
실시예 4
상기 실시예 1 에 따른 초속경성 시멘트 72 중량부와 실시예 2 에 따른 고강 도 혼합재 25 중량부에 칼슘 술폰알루미네이트(CSA)계 무수축재 3 중량부 및, 기존 부재와의 접착력 증진을 위해 Vinyl Acetate/VeoVa/Acrylate계 공중합체 분말수지를 초속경성 시멘트 대비 5 중량부를 첨가하고, 이에 건조 및 체가름 공정을 거친 잔골재 35 중량부, 굵은골재 65 중량부를 첨가하여 보수/보강용 드라이 콘크리트 조성물을 생성하였다.
또한, 상기 보수/보강용 드라이 콘크리트 조성물에 혼화제로써, Methyl Cellose계 증점제 0.25 중량부 및 스타치계 보조 증점제를 Methyl Cellose계 증점제의 15% 중량부를 첨가하며, 경화후 외부 오염물질에 의한 발수성 확보를 위해 스테아린산 금속염계 발수제 1 중량부, 소포제 0.1 중량부 및 경화시간 조정제 0.5 중량부를 첨가하였다.
이와 같이 조성된 전체 조성물에 물 7 중량부를 첨가하여 미장성이 우수한 초속경성 도로 보수용 콘크리트 조성물(미장용)을 제조하였으며, 이에 대한 유동성, 응결시간, 압축강도, 부착강도, 팽창율(길이변형율), 중성화저항성, 염소이온투과저항성, 열팽창율, 동결융해저항성을 [표2]와 같은 실험규격에 의해 측정하였으며, 이에 대한 결과는 [표3] 및 [표4]와 같다.
실시예 5
상기 실시예 1 에 따른 초속경성 시멘트 75 중량부와 실시예 2 에 따른 고강도 혼합재 22 중량부에 칼슘 술폰알루미네이트(CSA)계 무수축재 3 중량부 및, 기존 부재와의 접착력 증진을 위해 Vinyl Acetate/VeoVa/Acrylate계 공중합체 분말수지 를 초속경성 시멘트 대비 5 중량부를 첨가하고, 이에 건조 및 체가름 공정을 거친 잔골재 35 중량부, 굵은골재 65 중량부를 첨가하여 보수/보강용 드라이 콘크리트 조성물을 생성하였다.
또한, 상기 보수/보강용 드라이 콘크리트 조성물에 혼화제로써, Methyl Cellose계 증점제 0.25 중량부 및 스타치계 보조 증점제를 Methyl Cellose계 증점제의 15% 중량부를 첨가하며, 경화후 외부 오염물질에 의한 발수성 확보를 위해 스테아린산 금속염계 발수제 1 중량부, 소포제 0.1 중량부 및 경화시간 조정제 0.5 중량부를 첨가하였다.
이와 같이 조성된 전체 조성물에 물 7 중량부를 첨가하여 미장성이 우수한 초속경성 도로 보수용 콘크리트 조성물(미장용)을 제조하였으며, 이에 대한 유동성, 응결시간, 압축강도, 부착강도, 팽창율(길이변형율), 중성화저항성, 염소이온투과저항성, 열팽창율, 동결융해저항성을 [표2]와 같은 실험규격에 의해 측정하였으며, 이에 대한 결과는 [표3] 및 [표4]와 같다.
실시예 6
상기 실시예 1 에 따른 초속경성 시멘트 72 중량부와 실시예 2 에 따른 고강도 혼합재 25 중량부에 칼슘 술폰알루미네이트(CSA)계 무수축재 3 중량부 및, 기존 부재와의 접착력 증진을 위해 Vinyl Acetate/VeoVa/Acrylate계 공중합체 분말수지를 초속경성 시멘트 대비 6 중량부를 첨가하고, 이에 건조 및 체가름 공정을 거친 잔골재 35 중량부, 굵은골재 65 중량부를 첨가하여 보수/보강용 건조 콘크리트 조 성물을 생성하였다.
또한, 상기 보수/보강용 드라이 콘크리트 조성물에 혼화제로써, Methyl Cellose계 증점제 0.20 중량부 및 스타치계 보조 증점제를 Methyl Cellose계 증점제의 15% 중량부를 첨가하며, 경화후 외부 오염물질에 의한 발수성 확보를 위해 스테아린산 금속염계 발수제 1 중량부, 소포제 0.15 중량부 및 경화시간 조정제 0.5 중량부를 첨가하였다.
이와 같이 조성된 전체 조성물에 물 7 중량부를 첨가하여 미장성이 우수한 초속경성 도로 보수용 콘크리트 조성물(미장용)을 제조하였으며, 이에 대한 유동성, 응결시간, 압축강도, 부착강도, 팽창율(길이변형율), 중성화저항성, 염소이온투과저항성, 열팽창율, 동결융해저항성을 [표2]와 같은 실험규격에 의해 측정하였으며, 이에 대한 결과는 [표3] 및 [표4]와 같다.
실시예 7
상기 실시예 1 에 따른 초속경성 시멘트 72 중량부와 실시예 2 에 따른 고강도 혼합재 25 중량부에 칼슘 술폰알루미네이트(CSA)계 무수축재 3 중량부 및, 기존 부재와의 접착력 증진을 위해 Vinyl Acetate/VeoVa/Acrylate계 공중합체 분말수지를 초속경성 시멘트 대비 6 중량부를 첨가하고, 이에 건조 및 체가름 공정을 거친 잔골재 35 중량부, 굵은골재 65 중량부를 첨가하여 보수/보강용 드라이 콘크리트 조성물을 생성하였다.
또한, 상기 보수/보강용 드라이 콘크리트 조성물에 혼화제로써, Methyl Cellose계 증점제 0.30 중량부 및 스타치계 보조 증점제를 Methyl Cellose계 증점제의 15% 중량부를 첨가하며, 경화후 외부 오염물질에 의한 발수성 확보를 위해 스테아린산 금속염계 발수제 1 중량부, 소포제 0.15 중량부 및 경화시간 조정제 0.5 중량부를 첨가하였다.
이와 같이 조성된 전체 조성물에 물 7 중량부를 첨가하여 미장성이 우수한 초속경성 도로 보수용 콘크리트 조성물(미장용)을 제조하였으며, 이에 대한 유동성, 응결시간, 압축강도, 부착강도, 팽창율(길이변형율), 중성화저항성, 염소이온투과저항성, 열팽창율, 동결융해저항성을 [표2]와 같은 실험규격에 의해 측정하였으며, 이에 대한 결과는 [표3] 및 [표4]와 같다.
실시예 8
상기 실시예 1 및 2 에서 제조한 초속경성 시멘트 65 중량부와 고강도 혼합재 31 중량부에 칼슘 술폰알루미네이트(CSA)계 무수축재 4 중량부 및 초속경성 시멘트 대비 분말수지를 5 중량부 첨가한 후, 건조 및 체가름 공정을 거친 잔골재 40 중량부, 굵은골재 60 중량부를 첨가하여 보수/보강용 드라이 콘크리트 조성물을 생성하였다.
또한, 상기 보수/보강용 드라이 콘크리트 조성물에 대하여 고유동성 확보를 위해 유동화제 0.8 중량부, 증점제 0.35 중량부, 발수제 1 중량부, 소포제 0.1 중량부 및 경화시간 조정제 0.7 중량부를 첨가하였다.
이와 같이 조성된 전체 조성물에 대하여 물 8 중량부로 조성된 고유동성의 주입용 초속경성 콘크리트 조성물을 제조하였으며, 이에 대한 유동성, 응결시간, 압축강도, 부착강도, 팽창율(길이변형율), 중성화저항성, 염소이온투과저항성, 열팽창율, 동결융해저항성을 실시예 3에서와 같이 이에 대한 결과는 [표3] 및 [표4]와 같다.
실시예 9
상기 실시예 1 및 2 에서 제조한 초속경성 시멘트 68 중량부와 고강도 혼합재 28 중량부에 칼슘 술폰알루미네이트(CSA)계 무수축재 4 중량부 및 초속경성 시멘트 대비 분말수지를 5 중량부 첨가한 후, 건조 및 체가름 공정을 거친 잔골재 40 중량부, 굵은골재 60 중량부를 첨가하여 보수/보강용 드라이 콘크리트 조성물을 생성하였다.
또한, 상기 보수/보강용 드라이 콘크리트 조성물에 대하여 고유동성 확보를 위해 유동화제 1.0 중량부, 증점제 0.35 중량부, 발수제 1 중량부, 소포제 0.1 중량부 및 경화시간 조정제 0.7 중량부를 첨가하였다.
이와 같이 조성된 전체 조성물에 대하여 물 8 중량부로 조성된 고유동성의 주입용 초속경성 콘크리트 조성물을 제조하였으며, 이에 대한 유동성, 응결시간, 압축강도, 부착강도, 팽창율(길이변형율), 중성화저항성, 염소이온투과저항성, 열팽창율, 동결융해저항성을 실시예 3에서와 같이 이에 대한 결과는 [표3] 및 [표4]와 같다.
실시예 10
상기 실시예 1 및 2 에서 제조한 초속경성 시멘트 71 중량부와 고강도 혼합재 25 중량부에 칼슘 술폰알루미네이트(CSA)계 무수축재 4 중량부 및 초속경성 시멘트 대비 분말수지를 5 중량부 첨가한 후, 건조 및 체가름 공정을 거친 잔골재 40 중량부, 굵은골재 60 중량부를 첨가하여 보수/보강용 드라이 콘크리트 조성물을 생성하였다.
또한, 상기 보수/보강용 드라이 콘크리트 조성물에 대하여 고유동성 확보를 위해 유동화제 1.2 중량부, 증점제 0.35 중량부, 발수제 1 중량부, 소포제 0.1 중량부 및 경화시간 조정제 0.7 중량부를 첨가하였다.
이와 같이 조성된 전체 조성물에 대하여 물 8 중량부로 조성된 고유동성의 주입용 초속경성 콘크리트 조성물을 제조하였으며, 이에 대한 유동성, 응결시간, 압축강도, 부착강도, 팽창율(길이변형율), 중성화저항성, 염소이온투과저항성, 열팽창율, 동결융해저항성을 실시예 3에서와 같이 이에 대한 결과는 [표3] 및 [표4]와 같다.
비교예 1
속경성 시멘트 100 중량부, 잔골재 35 중량부, 굵은골재 65 중량부, 물 7 중량부 및 경화시간 조정제는 속경성 시멘트에 대해 0.5 중량부를 첨가하여 바닥 미장 시공이 가능한 콘크리트 조성물을 제조하였다.
이에 대한 유동성, 응결시간, 압축강도, 부착강도, 팽창율(길이변형율), 중 성화저항성, 염소이온투과저항성, 열팽창율, 동결융해저항성을 실시예 3에서와 같이 이에 대한 결과는 [표3] 및 [표4]와 같다.
비교예 2
속경성 시멘트 90 중량부, 슬래그미분말 5 중량부, 무수석고 5 중량부, 잔골재 35 중량부, 굵은골재 65 중량부, 물 7 중량부 및 경화시간 조정제는 속경성 시멘트에 대해 0.6 중량부를 첨가하여 바닥 미장 시공이 가능한 콘크리트 조성물을 제조하였다.
이에 대한 유동성, 응결시간, 압축강도, 부착강도, 팽창율(길이변형율), 중성화저항성, 염소이온투과저항성, 열팽창율, 동결융해저항성을 실시예 3에서와 같이 이에 대한 결과는 [표3] 및 [표4]와 같다.
비교예 3
속경성 시멘트 90 중량부, 슬래그미분말 6 중량부, 무수석고 4 중량부, 잔골재 35 중량부, 굵은골재 65 중량부, 물 7 중량부 및 경화시간 조정제는 속경성 시멘트에 대해 0.6 중량부를 첨가하여 바닥 미장 시공이 가능한 콘크리트 조성물을 제조하였다.
이에 대한 유동성, 응결시간, 압축강도, 부착강도, 팽창율(길이변형율), 중성화저항성, 염소이온투과저항성, 열팽창율, 동결융해저항성을 실시예 3에서와 같이 이에 대한 결과는 [표3] 및 [표4]와 같다.
비교예 4
속경성 시멘트 100 중량부, 슬래그미분말 5 중량부, 무수석고 5 중량부, 잔골재 40 중량부, 굵은골재 60 중량부, 물 8.5 중량부 및 유동화제 및 경화시간 조정제는 속경성 시멘트에 대해 각각 0.7 중량부 및 0.5 중량부를 첨가하여 주입 시공이 가능한 콘크리트 조성물을 제조하였다.
이에 대한 유동성, 응결시간, 압축강도, 부착강도, 팽창율(길이변형율), 중성화저항성, 염소이온투과저항성, 열팽창율, 동결융해저항성을 실시예 3에서와 같이 이에 대한 결과는 [표3] 및 [표4]와 같다.
비교예 5
속경성 시멘트 90 중량부, 슬래그미분말 5 중량부, 무수석고 5 중량부, 잔골재 40 중량부, 굵은골재 60 중량부, 물 8.5 중량부 및 유동화제 및 경화시간 조정제는 속경성 시멘트에 대해 각각 1 중량부 및 0.6 중량부를 첨가하여 주입 시공이 가능한 콘크리트 조성물을 제조하였다.
이에 대한 유동성, 응결시간, 압축강도, 부착강도, 팽창율(길이변형율), 중성화저항성, 염소이온투과저항성, 열팽창율, 동결융해저항성을 실시예 3에서와 같이 이에 대한 결과는 [표3] 및 [표4]와 같다.
비교예 6
속경성 시멘트 90 중량부, 슬래그미분말 6 중량부, 무수석고 4 중량부, 잔골재 40 중량부, 굵은골재 60 중량부, 물 8.5 중량부 및 유동화제 및 경화시간 조정제는 속경성 시멘트에 대해 각각 1 중량부 및 0.6 중량부를 첨가하여 주입 시공이 가능한 콘크리트 조성물을 제조하였다.
이에 대한 유동성, 응결시간, 압축강도, 부착강도, 팽창율(길이변형율), 중성화저항성, 염소이온투과저항성, 열팽창율, 동결융해저항성을 실시예 3에서와 같이 이에 대한 결과는 [표3] 및 [표4]와 같다.
[표3]
Figure 112004060145385-PAT00002
[표4]
Figure 112004060145385-PAT00003
상기 [표3] 및 [표4]에서와 같이, 본 발명의 보수/보강용 드라이 콘크리트 조성물은 기존의 보수/보강용 조성물에 비해 우수한 물성을 구비하고 있음을 알 수 있다.
상기 실시예 3 내지 실시예 7 에서와 같은 미장성이 우수한 초속경성 도로 보수용 드라이 콘크리트 조성물을 이용하여 시공후 3∼4시간이내에 도로 개방이 필요한 열화된 포장 콘크리트 바닥면의 부등침하 방지를 위한 전단면 보수 공법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 발명을 사이로부재 및 모바일카에 의한 시공상태를 보인 예시도를, 도 2 는 본 발명에 따른 도로보수/보강 시공을 보인 블록도를 도시한 것으로, 먼저, 열화된 콘크리트 코아채취를 한후 중성화 시험 및 염소이온 확산시험등을 통해 콘크리트 보수 범위를 정하는 열화상태 평가단계(S100)와, 각종 절삭기를 이용하여 열화된 콘크리트 표면을 지정 깊이까지 절삭하는 콘크리트 표면 절삭단계(S200)와, 고압의 워터 블라스팅 장비를 이용하여 모래 또는 기타 연마제가 포함된 물을 절삭면에 분사함으로서 표면의 오염 및 미세물질을 제거하는 이물질제거단계(S300)와, 원지반의 지내력 부족, 곡선도로 및 신,구 접착구간 등에서의 부등침하에 의한 틸팅(tilting)현상 방지 및 원지반의 지내력 확보를 위해 토목섬유(PET 및 MAT)를 보강하거나 신,구 콘크리트 포장 접속 부위에 타이바(Tie bar), 이형바 및 철근으로 보강하는 부등침하 보강단계(S400)와, 초속경성 시멘트, 고강도 혼합재, 칼슘 술폰알루미네이트(CSA)계 무수축재, 잔골재, 굵은골재, 분말수지, Methyl Cellose계 증점제, 스타치계 보조 증점제, 스테아린산 금속염계 발수제, 소포제, 경화시간 조정제를 사일로시스템 또는 모바일 믹서(Mobile mixer)에 저장하고, 이를 현장에서 정량투입장치에 의해 믹서에서 작업수와 함께 혼합후 펌프로 압송시켜 빠른 시간내에 시공한후 평활도 확보를 위해 바닥 미장을 하는 시공단계(S500)와, 수화열에 의한 균열방지 및 균일한 양생을 위해 초결 시간전에 석유수지 및 합성고분자 레진으로 조성된 콘크리트 양생제를 약 1mm 도포하는 양생단계(S600)와, 경화된 콘크리트면의 균열방지를 위한 신축줄눈 및 팽창줄눈 작업후 실리콘계 주입 줄눈재를 시공하는 줄눈단계(S700)를 통해, 열화된 포장 콘크리트 바닥면의 부등침하 방지를 위한 전단면 보수를 행할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 신구접착 성능을 향상 시키기 위해 프라이머를 처리하 는 공정 대신 드라이 콘크리트 조성물에 공중합체 분말수지를 첨가함으로써, 한단계 작업공정을 줄일 수 있으며, 도 1 에 도시된 바와 같이, 사이로시스템 또는 모바일 믹서(Mobile mixer)를 이용할 경우, 현장에서 자동으로 균일한 조성물의 연속공급이 가능하도록 되어 있다.
상기 현장에서 이동이 가능하도록 특수제작된 모바일 믹서(Mobile mixer)는 공장에서 지대 또는 톤백으로 생산된 초속경 도로 보수용 드라이 콘크리트 조성물을 모바일 믹서에 적재한 후, 벨트콘베이어를 이용하여 믹서 스크류로 정량 투입되는 드라이 콘크리트 조성물과 작업수를 1차 혼합하고, 이를 접이식 스크류를 2차로 통과하면서 재 혼합되도록 되어 있다.
또한, 실시예 8 내지 실시예 10 에서와 같이 조성된 주입용 초속경성 콘크리트 조성물을 이용하여 열화된 소단면 콘크리트 구조물의 벽체 및 부재 하부를 주입하여 기존 콘크리트 부재강도를 발현하는 주입용 초속경 보수공법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 3 은 본 발명에 따른 수직/상부벽체 보수/보강 시공을 보인 예시도를, 도 4 는 본 발명에 따른 수직/상부벽체 보수/보강 시공을 보인 블록도를 도시한 것으로, 먼저 열화된 콘크리트의 수평 및 수직 부위에 대해 코아채취를 한후 중성화 시험 및 염소이온 확산시험등을 통해 콘크리트 보수 범위를 정하는 열화상태 평가단계(S1100)와, 열화된 콘크리트 부위를 지정 깊이까지 제거하는 콘크리트 면 처리단계(S1200)와, 고압의 워터 블라스팅 장비를 이용하여 모래 또는 기타 연마제가 포 함된 물을 절삭면에 분사함으로서 표면의 오염 및 미세물질을 제거하는 이물질제거단계(S1300)와, 철근 열화 상태에 따라 부동태 피막이 파괴되지 않은 철근은 방청제를 이용하여 철근 표면 처리를 하며, 철근 열화가 심한 경우 기존의 철근을 제거한후 보수코자 하는 콘크리트면에서 약 10㎝ 정도 청공을 하고 보강철근을 설치후 초속경성 시멘트 및 고강도 혼합재를 혼합하여 청공부위에 주입하는 철근 보강단계(S1400)와, 초속경성 시멘트, 고강도 혼합재, 칼슘 술폰알루미네이트(CSA)계 무수축재, 잔골재, 굵은골재, 분말수지, 유동화제 0.8 중량부, 증점제 0.35 중량부, 발수제 1 중량부, 소포제 0.1 중량부, 경화시간 조정제 0.7 중량부로 이루어진 건조 콘크리트를 수직 사이로에 저장하고, 이를 현장에서 정량투입장치에 의해 믹서에서 작업수와 혼합후 펌프로 압송시켜 빠른 시간내에 주입관을 통해 주입한후 구비된 공기배출관으로 배출될때 까지 주입용 콘크리트를 주입하여 채움작업 하는 주입단계(S1500)를 통해 열화된 콘크리트 단면을 보강한다.
이와 같이 본 발명을 이용한 열화된 콘크리트부위 주입공법은 신구접착 성능을 향상 시키기 위해 프라이머를 처리한 공정 대신 드라이 콘크리트 조성물에 공중합체 분말수지를 첨가함으로서 한단계 작업공정을 줄일 수 있다.
또한, 상기와 같이 보수된 콘크리트 도로구조물은 시공후 3∼4시간이내에 도로 개방이 가능하고, 열화된 포장 콘크리트 바닥면의 부등침하를 방지할 수 있으며, 시공후 약 6 시간후에는 기존 콘크리트 부재강도를 발현하게 된다.
이와 같이 본 발명은 초속경성 시멘트, 고강도 혼합재, 칼슘 술폰알루미네이트계 무수축재, 수지, 건조 골재 및 각종 혼화제로 이루어져 있으며, 이와 같은 본 발명의 조성물이 지대 또는 벌크화되도록 되어 있어, 시공현장에서 물만 첨가하여 사용할 수 있고, 기존 작업에 비해 시공이 간편하며, 공간확보를 용이하게 할 수 있다.
또한, 우수한 속경성 및 장기적인 고강도를 유지하고, 칼슘 술폰알루미네이트계 무수축재 및, 수지의 첨가에 의해 안정된 무수축성 및 밀착성을 구비하므로, 긴급시공에 적합하게 사용할 수 있다.
또한, 적은 물비로 높은 유동성을 발휘하며, 불규칙한 형상으로된 틈새에 잘 훌러 들어갈 수 있어, 현장 작업능률을 향상시킬 수 있는 등 많은 효과가 있다.









Claims (9)

  1. 초속경성 시멘트 65 내지 80 중량부,
    고강도 혼합재 20 내지 30 중량부,
    칼슘 술폰알루미네이트계 무수축재 2 내지 6 중량부,
    초속경 시멘트 대비 3 내지 8 중량부의 수지,
    상기 초속경 시멘트, 고강도 혼합재, 칼슘 술폰알루미네이트계 무수축재 및 수지로 이루어진 혼합물 대비 80∼120 중량부의 골재로 이루어진 것을 특징으로 하는 보수/보강용 드라이 콘크리트 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서;
    상기 초속경성 시멘트는 포틀랜드 시멘트 60∼75%, 알루민산 칼슘계 성분의 시멘트 20∼40wt%, 1족 금속염인 탄산리튬 0.5∼1.5 wt%를 포함하는 것을 특징으로 하는 보수/보강용 드라이 콘크리트 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서;
    상기 고강도 혼합재는 STS 건슬래그 40∼60 wt%, 무수석고 25∼35wt%, 소석회 3∼8wt% 및, 메타카올린 5∼15wt%를 포함하는 것을 특징으로 하는 보수/보강용 드라이 콘크리트 조성물.
  4. 상기 제 1 항에 있어서;
    상기 골재는 건조 및 체가름 공정을 거친 잔골재 30∼50 wt%, 굵은 골재 50∼70 wt%로 이루어진 것을 특징으로 하는 보수/보강용 드라이 콘크리트 조성물.
  5. 상기 제 1 항 내지 4 항중 어느 한 항에 있어서;
    Methyl Cellose계 증점제 0.20∼0.35 중량부, Methyl Cellose계 증점제 15% 중량부의 스타치계 보조 증점제, 스테아린산 금속염계 발수제 1 중량부, 소포제 0.1∼0.15 중량부, 경화시간 조정제 0.5∼0.7 중량부가 더 첨가한 것을 특징으로 하는 보수/보강용 드라이 콘크리트 조성물.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서;
    유동화제 0.8∼1.2 중량부, 증점제 0.20∼0.35 중량부, 발수제 1 중량부, 소포제 0.1∼0.15 중량부 및 경화시간 조정제 0.5∼0.7 중량부가 더 첨가되는 것을 특징으로 하는 보수/보강용 드라이 콘크리트 조성물.
  7. 산지에서 채취된 잔골재 및 굵은골재를 별도 분리된 치장에 보관하는 제 1 단계;
    로타리 드라이어등의 건조수단에 의해 100∼150℃의 온도 범위에서 직화 또는 간접 화염방식에 의해 골재를 각각 건조시켜 수분을 제거하는 제 2 단계;
    상기 건조된 골재를 체가름에 의해 잔골재와 굵은 골재로 분리하여 선별하는 제 3 단계;
    초속경성 시멘트 65 내지 80 중량부, 고강도 혼합재 20 내지 30 중량부, 칼슘 술폰알루미네이트계 무수축재 2 내지 6 중량부, 초속경성 시멘트 대비 분말형 수지 3 내지 8 중량부로 이루어진 혼합물을 혼합하는 제 4 단계;
    상기 혼합물 100 중량부에 대하여 건조/체가름된 골재 80∼120 중량부를 혼합하고, 이를 고속 믹서기에 의해 혼합하여 드라이 콘크리트 시멘트를 생성하는 제 5 단계;
    상기 혼합 완료된 드라이 콘크리트 시멘트를 사이로저장, 지대저장, 벌크화하여 저장하는 제 6 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 보수/보강용 드라이 콘크리트 조성물 제조방법.
  8. 열화된 콘크리트 코아채취를 한후 중성화 시험 및 염소이온 확산시험등을 통해 콘크리트 보수 범위를 정하는 열화상태 평가단계,
    각종 절삭기를 이용하여 열화된 콘크리트 표면을 지정 깊이까지 절삭하는 콘크리트 표면 절삭단계,
    고압의 워터 블라스팅 장비를 이용하여 모래 또는 기타 연마제가 포함된 물을 절삭면에 분사함으로서 표면의 오염 및 미세물질을 제거하는 이물질제거단계,
    원지반의 지내력 부족, 곡선도로 및 신,구 접착구간 등에서의 부등침하에 의한 틸팅(tilting)현상 방지 및 원지반의 지내력 확보를 위해 토목섬유(PET 및 MAT)를 보강하거나 신,구 콘크리트 포장 접속 부위에 타이바(Tie bar), 이형바 및 철근으로 보강하는 부등침하 보강단계,
    시공현장에서 청구항 5 로 이루어진 드라이 콘크리트 조성물을 조성물을 정량투입장치에 의해 물과 함께 믹서에서 혼합후 펌프로 압송시켜 빠른 시간내에 시공한후 평활도 확보를 위해 바닥 미장을 하는 시공단계,
    수화열에 의한 균열방지 및 균일한 양생을 위해 초결 시간전에 석유수지 및 합성고분자 레진으로 조성된 콘크리트 양생제를 약 1mm 도포하는 양생단계,
    경화된 콘크리트면의 균열방지를 위한 신축줄눈 및 팽창줄눈 작업후 실리콘계 주입 줄눈재를 시공하는 줄눈단계를 통해, 열화된 포장 콘크리트 바닥면의 부등침하 방지를 위한 전단면 보수를 행하는 것을 특징으로 하는 보수/보강용 드라이 콘크리트 조성물을 이용한 보수시공방법.
  9. 열화된 콘크리트의 수평 및 수직 부위에 대해 코아채취를 한후 중성화 시험 및 염소이온 확산시험등을 통해 콘크리트 보수 범위를 정하는 열화상태 평가단계,
    열화된 콘크리트 부위를 지정 깊이까지 제거하는 콘크리트 면 처리단계,
    고압의 워터 블라스팅 장비를 이용하여 모래 또는 기타 연마제가 포함된 물을 절삭면에 분사함으로서 표면의 오염 및 미세물질을 제거하는 이물질제거단계,
    철근 열화 상태에 따라 부동태 피막이 파괴되지 않은 철근은 방청제를 이용하여 철근 표면 처리를 하며, 철근 열화가 심한 경우 기존의 철근을 제거한후 보수코자 하는 콘크리트면에서 약 10cm 정도 청공을 하고 보강철근을 설치후 청구항 2 의 초속경성 시멘트 및 청구항 3 의 고강도 혼합재를 혼합하여 청공부위에 주입하는 철근 보강단계,
    시공현장에서 청구항 6 으로 이루어진 드라이 콘크리트 조성물을 정량투입장치에 의해 믹서에서 물과 혼합후 펌프로 압송시켜 빠른 시간내에 주입관을 통해 주입한후 구비된 공기배출관으로 배출될 때까지 주입용 콘크리트를 주입하여 채움작업하는 주입단계를 통해 열화된 콘크리트 단면을 보강하는 것을 특징으로 하는 보수/보강용 드라이 콘크리트 조성물을 이용한 보수시공방법.
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