KR20130090681A - 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 관로의 제조 방법 및 보수 방법 - Google Patents

콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 관로의 제조 방법 및 보수 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리스티렌 부틸아크릴레이트(Polystyrene buthylacrylate), 폴리초산비닐(Polyvinyl acetate), 폴리아크릴산에스테르(Polyacrylic ester), 페놀수지 에멀젼(Polyphenolic emulsion) 및 메틸셀룰로오스(Methyl cellulose)가 포함되어 콘크리트 관로의 표층을 강화하고 보호하도록 구성되는 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물과, 이를 이용하여 콘크리트 관로를 제조하는 방법 및 노후화된 콘크리트 관로를 보수하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 침투력이 우수하고 내수성, 내화학성, 내산성, 내구성, 내염성 및 강도 특성이 우수한 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물에 의하여 표층이 대폭 강화된 콘크리트 관로를 제공할 수 있다.

Description

콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 관로의 제조 방법 및 보수 방법{Polymer admixture compound for strengthening and protecting the out layer of concrete and method for manufacturing and reparing of concrete pipeline using the compound}
본 발명은 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 관로의 제조 방법 및 보수 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각종 콘크리트 관로의 표층을 강화 및 보호하도록 폴리스티렌 부틸아크릴레이트(Polystyrene buthylacrylate), 폴리초산비닐(Polyvinyl acetate), 폴리아크릴산에스테르(Polyacrylic ester), 페놀수지 에멀젼(Polyphenolic emulsion) 및 메틸셀룰로오스(Methyl cellulose)가 포함되어 이루어지는 폴리머 혼화재 조성물과, 이를 이용하여 콘크리트 관로를 제조하는 방법 및 노후화된 콘크리트 관로를 보수하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 상ㆍ하수, 오수ㆍ폐수 및 농공업용수 등의 배수로를 형성하는데에는 땅속으로 완전히 매설되어 설치되는 암거를 사용하거나 상부가 개방되어 외부로 노출된 상태로 설치되는 명거(통상 '플륨관'이라고 호칭된다)가 사용되고 있다. 상기와 같은 암거는 인도 및 차도 등의 통행로를 만드는데 사용되는 한편, 전기통신 및 통신설비 등을 지하에 매설하기 위한 지하공동구의 제작 등에 다양하게 사용되고 있다.
이러한 암거나 플륨관은 시공 현장이나 공장에서 거푸집을 형성하고 철근을 조립하여 매입한 후 콘크리트를 타설하여 제작한 콘크리트 암거나 플륨관(이하 "배수관"이라 한다)이 일반적이다. 그러나, 종래의 콘크리트 배수관(암거, 플륨관)을 포함하는 콘크리트 관로는 콘크리트의 시공불량이나 균열 등에 의해 누수가 생기거나 지하수가 유입되는 등의 현상이 발생하여 방수성에 문제점 및 균열되어 떨어진 콘크리트 박편에 의해 배수로가 막히는 등의 여러 문제점이 있다. 특히, 이와 같은 콘트리트 관로를 하수처리장 배수로, 오수ㆍ폐수 등의 배수로, 화학공업단지 내의 하수 배수로, 또는 하천 배수로 등으로 적용할 경우 세제, 화학약품 등의 화합물 및 황화수소 가스 등의 부식가스로 인하여 콘크리트 관로의 내부 벽체가 탈리되거나 부서져서 내구성이 저하됨과 동시에, 콘크리트 관로의 배수능력이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해서는, 콘크리트 관로에 대한 침투력이 우수하고 안정된 표층 강화 기능과 보호 기능을 갖는 새로운 소재의 개발이 필수적이다.
본 발명이 해결하려는 과제는 콘크리트의 표면을 강화하고 보호할 수 있도록 내수성, 내화학성, 내산성, 내구성, 내염성 및 강도 특성이 우수한 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물과, 이를 이용하여 콘크리트 관로를 제조하는 방법 및 노후화된 콘크리트 관로를 보수하는 방법을 제공함에 있다.
본 발명은, 소수성 및 부드러움을 부여하여 콘크리트에 대한 물의 침투 방지 기능, 염화물 이온 침투 방지 기능 및 내약품성을 제공하기 위한 폴리스티렌 부틸아크릴레이트(Polystyrene buthylacrylate) 80∼99 중량부와, 점도 및 접착강도를 개선하기 위한 폴리초산비닐(Polyvinyl acetate) 0.1∼10 중량부와, 습윤강도 및 마모저항성을 강화하기 위한 폴리아크릴산에스테르(Polyacrylic ester) 0.1∼5 중량부와, 접착강도를 개선하기 위한 페놀수지 에멀젼(Polyphenolic emulsion) 0.01∼5 중량부 및 분산 안정성 및 점도를 개선하기 위한 메틸셀룰로오스(Methyl cellulose) 0.01∼3 중량부를 포함하여 이루어지는 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 거푸집을 조립 형성하는 단계, 상기 거푸집에 철근을 배근하는 철골 거푸집을 형성하는 단계, 상기 철골 거푸집에 시멘트 콘크리트를 타설하고 진동을 인가하여 충전하는 단계, 상기 충전된 시멘트 콘크리트를 양생하여 콘크리트 성형체를 형성하는 단계, 상기 콘크리트 성형체의 표면에 상기 기재된 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 도포하여 폴리머 혼화재 조성물 코팅 콘크리트 성형체를 형성하는 단계 및 상기 폴리머 혼화재 조성물 코팅 콘크리트 성형체에 도포된 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 양생하여 콘크리트 관로를 형성하는 단계를 포함하는 표층 강화 콘크리트 관로의 제조 방법을 제공한다.
상기 표층 강화 콘크리트 관로의 제조 방법의 폴리머 혼화재 조성물 코팅 콘크리트 성형체를 형성하는 단계에서 콘크리트 성형체의 표면에 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 200∼500 g/㎡의 비율로 도포하도록 구성된다.
상기 콘크리트 성형체는 길이 방향을 따라 내부에 원형 수로가 관통되게 구비된 콘크리트블록을 포함하도록 성형되며, 상기 콘크리트블록은 측단면 형상이 사각 형태를 이루고, 상기 콘크리트블록의 일측면에는 경사면을 이루면서 안쪽으로 제2 연결부까지 연장되는 제1 연결부가 구비되고, 상기 제1 연결부와 상기 수로의 입구부 사이에는 상기 수로의 입구부를 둘러싸면서 일정 영역을 갖는 제2 연결부가 구비되며, 상기 제2 연결부에는 지수링이 삽착될 수 있게 오목한 반원 형상의 지수링부가 구비되고, 상기 콘크리트블록의 다른 측면에는 상기 제1 연결부에 대응되면서 맞닿도록 경사면을 이루면서 바깥쪽으로 돌출된 삽입부가 구비되게 성형될 수 있다.
또한, 상기 콘크리트 성형체는, 상기 콘크리트블록의 상면에 내부의 수로와 연통되는 제1 개구부가 구비되고, 상기 제1 개구부의 내측면에는 그레이팅을 안착하기 위한 단턱부가 구비되며, 상기 콘크리트블록의 상면에는 내부의 수로와 연통되는 제2 개구부가 구비되게 성형될 수 있다.
또한, 본 발명은 콘크리트 관로의 열화된 부위를 치핑(Chipping) 처리하여 제거하는 단계, 상기 치핑 처리된 부위에 모르타르 고착용 프라이머를 도포하는 단계, 상기 도포된 모르타르 고착용 프라이머의 표면에 모르타르를 덧씌우고 양생하는 단계, 상기 양생된 모르타르 부위에 상기에서 기재된 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 도포하는 단계 및 상기 도포된 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 양생하는 단계를 포함하는 콘크리트 관로의 보수 방법을 제공한다.
상기 콘크리트 관로의 보수 방법의 모르타르 고착용 프라이머를 도포하는 단계에서 사용되는 모르타르 고착용 프라이머는 아크릴, 에틸 비닐 아세테이트(Ethyl vinyl acetate; EVA) 및 스티렌 부타디엔 고무(Styrene butadiene rubber; SBR)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 모르타르 고착용 프라이머를 사용하도록 구성된다.
또한, 상기 콘크리트 관로의 보수 방법의 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 도포하는 단계에서 양생된 모르타르 부위의 표면에 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 200∼500 g/㎡의 비율로 도포하도록 구성된다.
본 발명에 의하면, 침투력이 탁월하고 내수성, 내화학성, 내산성, 내구성, 내염성 및 강도 특성이 탁월한 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물은 콘크리트 관로에 깊숙이 침투하여 균열을 채워서 일체화시킬 뿐만 아니라, 상기 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물이 철근 근입 깊이까지 강도가 향상된 차단막을 형성하게 함으로써, 콘크리트 관로에 수분의 차단 효과와 더불어 염화물 또는 이산화탄소에 의한 중성화 방지 기능, 내수성, 내후성 및 내동결 융해성이 크게 향상되는 효과를 제공하게 된다.
도 1은 제1 실시예에 따른 콘크리트 관로의 외관을 보여주는 도면이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 콘크리트 관로의 정면도이다.
도 3은 제1 실시예에 따른 콘크리트 관로의 평면도이다.
도 4는 제1 실시예에 따른 콘크리트 관로의 좌측면도이다.
도 5는 제1 실시예에 따른 콘크리트 관로의 우측면도이다.
도 6은 제1 실시예에 따른 콘크리트 관로를 구성하는 콘크리트블록의 상부 단면을 보여주는 부분 단면도이다.
도 7은 제1 실시예에 따른 콘크리트 관로 2개가 서로 연결된 모습을 보여주는 도면이다.
도 8은 제2 실시예에 따른 콘크리트 관로의 외관을 보여주는 도면이다.
도 9는 제2 실시예에 따른 콘크리트 관로의 정면도이다.
도 10은 제2 실시예에 따른 콘크리트 관로의 평면도이다.
도 11은 제2 실시예에 따른 콘크리트 관로의 좌측면도이다.
도 12는 제2 실시예에 따른 콘크리트 관로의 우측면도이다.
도 13은 제2 실시예에 따른 콘크리트 관로를 구성하는 콘크리트블록의 상부 단면을 보여주는 부분 단면도이다.
도 14는 제2 실시예에 따른 콘크리트 관로 2개가 서로 연결된 모습을 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
먼저, 본 발명의 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물에 대하여 상세하게 설명한다.
본 발명에서는 콘크리트 관로는 물론 노출 콘크리트 제품, 지수/지하 콘크리트 구조물 등과 같은 각종 콘크리트 제품의 표면에 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 도포함으로써 콘크리트에 대한 물의 침투 방지 기능, 염화물 이온 침투 방지 기능 및 내약품성을 크게 개선할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하고자, 본 발명에서는 폴리스티렌 부틸아크릴레이트(Polystyrene buthylacrylate) 80∼99 중량부, 폴리초산비닐(Polyvinyl acetate) 0.1∼10 중량부, 폴리아크릴산에스테르(Polyacrylic ester) 0.1∼5 중량부, 페놀수지 에멀젼(Polyphenolic emulsion) 0.01∼5 중량부 및 메틸셀룰로오스(Methyl cellulose) 0.01∼3 중량부를 포함하여 이루어지는 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물이 제공된다.
콘크리트에 대한 물의 침투 방지 기능, 염화물 이온 침투 방지 기능 및 내약품성을 향상시키기 위해서는, 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물이 소수성 및 부드러움(softness)을 지니는 것이 요구된다.
이러한 요구를 충족하기 위하여, 본 발명에서는 다양한 화합물 중에서도 소수성 및 부드러움(softness)을 함께 구비한 폴리스티렌 부틸아크릴레이트가 주성분으로 사용되어 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물이 구성된다.
폴리스티렌 부틸아크릴레이트는 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물에 소수성 및 부드러움(softness)을 함께 부여하여 콘크리트에 대한 물의 침투 방지 기능, 염화물 이온 침투 방지 기능 및 내약품성을 제공하게 되는 것이다.
본 발명에서는 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물은 콘크리트에 대한 물의 침투 방지 기능, 염화물 이온 침투 방지 기능 및 내약품성을 지니도록 폴리스티렌 부틸아크릴레이트 80∼99 중량부가 포함되어 구성된다.
콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물에 포함되는 폴리스티렌 부틸아크릴레이트의 함량이 80 중량부 미만이면 상기 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물의 소수성 및 부드러움(softness)이 저하되며, 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물에 포함되는 폴리스티렌 부틸아크릴레이트의 함량이 99 중량부를 초과하면 상기 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물에 포함되는 다른 성분의 함량이 상대적으로 감소되고 이로 인하여 상기 폴리머 혼화재 조성물에서 소수성 및 부드러움(softness) 이외의 다른 물성이 저하될 수 있다.
또한, 본 발명의 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물은 폴리초산비닐 0.1∼10 중량부가 포함되어 구성된다.
콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물이 콘크리트의 표면에 용이하게 도포되어 강력하게 접착되고 접착내구성이 장기간 유지되기 위해서는, 상기 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물이 점도 및 접착강도를 구비하는 것이 필수적이다.
콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물의 주성분인 폴리스티렌 부틸아크릴레이트는 소수성 및 부드러움(softness)을 함께 구비하고 있다. 그러나, 폴리스티렌 부틸아크릴레이트는 점도가 낮기 때문에 콘크리트의 표면에서 도포되어 양생되는 도중에 형태가 변하게 될 뿐만 아니라, 접착강도가 낮기 때문에 콘크리트에 강력하게 접착되지 않으며 접착내구성이 부족하다는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하고자, 본 발명에서는 점도가 매우 높고 접착강도가 양호하면서도 폴리스티렌 부틸아크릴레이트와의 친화력이 우수한 폴리초산비닐 0.1∼10 중량부가 포함되어 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물이 구성된다. 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물에 포함되는 폴리초산비닐 0.1 중량부 미만이면 상기 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물의 점도 및 접착강도가 저하되며, 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물에 포함되는 폴리초산비닐 10 중량부를 초과하면 상기 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물의 점도가 지나치게 높아져서 취급이 곤란하게 될 수 있다.
또한, 본 발명의 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물은 폴리아크릴산에스테르 0.1∼5 중량부가 포함되어 구성된다.
콘크리트의 표면에 도포되어 양생된 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물의 내수성, 내구성을 장기간 유지하기 위해서는, 상기 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물이 습윤강도 및 내마모성 등과 같은 기계적 물성을 구비해야 한다.
콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물의 주성분인 폴리스티렌 부틸아크릴레이트는 소수성 및 부드러움(softness)을 함께 구비하는 반면, 습윤강도 및 내마모성이 불충분하기 때문에, 콘크리트의 표면에서 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 장기간 유지하는 것이 곤란하다.
이에 따라, 본 발명에서는 습윤강도 및 내마모성이 탁월하면서도 폴리스티렌 부틸아크릴레이트와의 친화력이 우수한 폴리아크릴산에스테르 0.1∼5 중량부가 포함되어 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물이 구성된다. 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물에 포함되는 폴리아크릴산에스테르의 함량이 0.1 중량부 미만이면 상기 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물의 습윤강도 및 내마모성이 저하되며, 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물에 포함되는 폴리아크릴산에스테르의 함량이 5 중량부를 초과하면 상기 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물에서 폴리스티렌 부틸아크릴레이트의 함량이 상대적으로 감소되어 소수성 및 부드러움(softness)이 저하될 수 있다.
또한, 본 발명의 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물은 페놀수지 에멀젼 0.01∼5 중량부가 포함되어 구성된다.
콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물의 주성분인 폴리스티렌 부틸아크릴레이트는 소수성 및 부드러움(softness)을 함께 구비하는 반면, 접착강도가 낮기 때문에, 콘크리트에 강력하게 접착되지 않으며 접착내구성이 부족하다
이에 따라, 본 발명에서는 접착강도가 탁월하면서도 폴리스티렌 부틸아크릴레이트와의 친화력이 우수한 페놀수지 에멀젼 0.01∼5 중량부가 포함되어 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물이 구성된다. 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물에 포함되는 페놀수지 에멀젼의 함량이 0.01 중량부 미만이면 상기 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물의 접착강도가 저하되며, 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물에 포함되는 페놀수지 에멀젼의 함량이 5 중량부를 초과하면 상기 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물에서 폴리스티렌 부틸아크릴레이트의 함량이 상대적으로 감소되어 소수성 및 부드러움(softness)이 저하될 수 있다.
또한, 본 발명의 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물은 메틸셀룰로오스 0.01∼3 중량부가 포함되어 구성된다.
콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물의 보존성을 대폭 향상시키기 위해서는, 그 구성성분인 폴리스티렌 부틸아크릴레이트, 폴리초산비닐, 폴리아크릴산에스테르 및 페놀수지 에멀젼이 혼합되어 분산된 상태를 안정화시키는 것이 요구된다. 그리고, 폴리스티렌 부틸아크릴레이트, 폴리초산비닐, 폴리아크릴산에스테르 및 페놀수지 에멀젼로 이루어진 혼합물의 점도를 증가시키는 것이, 상기 혼합물이 콘크리트의 표면에서 도포되어 양생되는 도중에 형태가 변형되는 것을 방지할 수 있다는 측면에서 바람직하다.
이에 따라, 본 발명에서는 폴리머에 대한 분산 안정 기능이 탁월하고 점도가 높은 메틸셀룰로오스 0.01∼3 중량부가 포함되어 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물이 구성된다. 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물에 포함되는 함량이 메틸셀룰로오스 0.01 중량부 미만이면 상기 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물의 분산 안정성 및 점도가 저하되며, 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물에 포함되는 함량이 메틸셀룰로오스 3 중량부를 초과하면 상기 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물에서 폴리스티렌 부틸아크릴레이트의 함량이 상대적으로 감소되어 소수성 및 부드러움(softness)이 저하될 수 있다.
또한, 상기에서 기술된 폴리스티렌 부틸아크릴레이트, 폴리초산비닐, 폴리아크릴산에스테르 및 페놀수지 에멀젼, 메틸셀룰로오스 이외에도 소포제, 발수제 등과 같이 콘크리트 제품이나 콘크리트 코팅제의 제조에 사용되는 기 공지된 첨가제를, 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물에서 요구되는 소수성 및 부드러움(softness) 등의 각종 물성이 저하되지 않는 함량 범위 내에서 혼합하여 본 발명의 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 구성할 수 있다.
상기와 같은 구성성분으로 이루어지는 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물은 콘크리트에 대한 침투력이 탁월하고 내수성, 내화학성, 내산성, 내구성, 내염성 및 강도 특성이 우수한 특성을 지니고 있다.
또한, 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물은 콘크리트 관로에 깊숙이 침투하여 균열을 채워서 일체화시킬 뿐만 아니라, 상기 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물이 철근 근입 깊이까지 강도가 향상된 차단막을 형성하게 함으로써, 콘크리트 관로에 수분의 차단 효과와 더불어 염화물 또는 이산화탄소에 의한 중성화 방지 기능, 내수성, 내후성 및 내동결 융해성이 향상되는 효과를 제공한다.
도 1은 제1 실시예에 따른 콘크리트 관로의 외관을 보여주는 도면이고, 도 2는 제1 실시예에 따른 콘크리트 관로의 정면도이며, 도 3은 제1 실시예에 따른 콘크리트 관로의 평면도이고, 도 4는 제1 실시예에 따른 콘크리트 관로의 좌측면도이며, 도 5는 제1 실시예에 따른 콘크리트 관로의 우측면도이며, 도 6은 제1 실시예에 따른 콘크리트 관로를 구성하는 콘크리트블록의 상부 단면을 보여주는 부분 단면도이고, 도 7은 제1 실시예에 따른 콘크리트 관로 2개가 서로 연결된 모습을 보여주는 도면이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 콘크리트 관로(100)는 길이 방향을 따라 내부에 원형 수로(112)가 관통되게 구비된 콘크리트블록(110)을 포함하며, 콘크리트블록(110)은 측단면 형상이 사각 형태를 이룬다.
콘크리트블록(110)의 일측면에는 경사면을 이루면서 안쪽으로 제2 연결부(116)까지 연장되는 제1 연결부(114)가 구비되고, 제1 연결부(114)와 수로(112)의 입구부 사이에는 수로(112)의 입구부를 둘러싸면서 일정 영역을 갖는 제2 연결부(116)가 구비되어 있다. 제2 연결부(116)는 콘크리트 관로 2개를 서로 연결시에 다른 콘크리트 관로의 삽입부(118)가 더 이상 안쪽으로 삽입되지 않도록 하면서 패킹하는 역할을 한다. 제2 연결부(116)에는 지수링이 삽착될 수 있게 오목한 반원 형상의 지수링부(120)가 구비되어 있다.
콘크리트블록(110)의 다른 측면에는 제1 연결부(114)에 대응되면서 맞닿도록 경사면을 이루면서 바깥쪽으로 돌출된 삽입부(118)가 구비되어 있다.
콘크리트블록(110)의 상면(122)에는 내부의 수로(112)와 연통되는 제1 개구부(124)가 구비되고, 제1 개구부(124)의 내측면에는 그레이팅(130)을 안착하기 위한 단턱부(126)가 구비되어 있다. 콘크리트블록(110)의 상면(122)에 구비된 단턱부(126)에 그레이팅(130)을 설치함으로써 도로 등에 흐르는 빗물을 배수할 수 있게 된다. 또한, 콘크리트블록(110)의 상면(122)에는 내부의 수로(112)와 연통되는 제2 개구부(132)가 구비될 수도 있다.
콘크리트블록(110)의 정면과 배면에서 좌측과 우측 가장자리 부분에 연결공(128)이 구비되어 있다.
콘크리트 관로들(100a, 100b)을 연속적으로 연결하여 설치하는 경우, 설치하고자 하는 위치에 소정 폭과 깊이로 터파기를 하고 콘크리트 관로들(100a, 100b)을 터파기한 바닥면에 대하여 수평을 이루도록 안착시키고, 제1 콘크리트 관로(100a)의 삽입부(118)가 형성된 부분이 제2 콘크리트 관로(100b)의 제1 연결부(114)가 형성된 부분에 맞닿게 하여 제1 콘크리트 관로(100a)와 제2 콘크리트 관로(100b)가 t서로 연결되도록 한다. 제1 콘크리트 관로(100a)의 삽입부(118)가 제2 콘크리트 관로(100b)의 제1 연결부(114)에 삽입되어 밀착되게 된다.
이렇게 연결된 콘크리트 관로들들(100a, 100b)을 서로 견고하게 결속하기 위하여 연결공(128)에 고정봉(미도시)을 나사결합하고 제1 콘크리트 관로(100a)의 연결공(128)에 삽입된 고정봉과 제2 콘크리트 관로(100b)의 연결공(128)에 삽입된 고정봉을 결속부재(미도시)로 상호 결속시킬 수 있다.
도 8은 제2 실시예에 따른 콘크리트 관로의 외관을 보여주는 도면이고, 도 9는 제2 실시예에 따른 콘크리트 관로의 정면도이며, 도 10은 제2 실시예에 따른 콘크리트 관로의 평면도이고, 도 11은 제2 실시예에 따른 콘크리트 관로의 좌측면도이며, 도 12는 제2 실시예에 따른 콘크리트 관로의 우측면도이며, 도 13은 제2 실시예에 따른 콘크리트 관로를 구성하는 콘크리트블록의 상부 단면을 보여주는 부분 단면도이고, 도 14는 제2 실시예에 따른 콘크리트 관로 2개가 서로 연결된 모습을 보여주는 도면이다.
도 8 내지 도 14를 참조하면, 콘크리트 관로(200)는 길이 방향을 따라 내부에 원형 수로(212)가 관통되게 구비된 콘크리트블록(210)을 포함하며, 콘크리트블록(210)은 측단면 형상이 사각 형태를 이룬다.
콘크리트블록(210)의 일측면에는 경사면을 이루면서 안쪽으로 제2 연결부(216)까지 연장되는 제1 연결부(214)가 구비되고, 제1 연결부(214)와 수로(212)의 입구부 사이에는 수로(212)의 입구부를 둘러싸면서 일정 영역을 갖는 제2 연결부(216)가 구비되어 있다. 제2 연결부(216)는 콘크리트 관로 2개를 서로 연결시에 다른 콘크리트 관로의 삽입부(218)가 더 이상 안쪽으로 삽입되지 않도록 하면서 패킹하는 역할을 한다. 제2 연결부(216)에는 지수링이 삽착될 수 있게 오목한 반원 형상의 지수링부(220)가 구비되어 있다.
콘크리트블록(210)의 다른 측면에는 제1 연결부(214)에 대응되면서 맞닿도록 경사면을 이루면서 바깥쪽으로 돌출된 삽입부(218)가 구비되어 있다.
콘크리트블록(210)의 상면(222)에는 내부의 수로(212)와 연통되는 개구부(224)가 구비되어 있다. 콘크리트블록(210)의 상면(222)에 구비된 개구부(224)를 설치함으로써 도로 등에 흐르는 빗물을 배수할 수 있게 된다.
콘크리트블록(210)의 정면과 배면에서 좌측과 우측 가장자리 부분에 연결공(228)이 구비되어 있다.
콘크리트 관로들(200a, 200b)을 연속적으로 연결하여 설치하는 경우, 설치하고자 하는 위치에 소정 폭과 깊이로 터파기를 하고 콘크리트 관로들(200a, 200b)을 터파기한 바닥면에 대하여 수평을 이루도록 안착시키고, 제1 콘크리트 관로(200a)의 삽입부(218)가 형성된 부분이 제2 콘크리트 관로(200b)의 제1 연결부(214)가 형성된 부분에 맞닿게 하여 제1 콘크리트 관로(200a)와 제2 콘크리트 관로(200b)가 t서로 연결되도록 한다. 제1 콘크리트 관로(200a)의 삽입부(218)가 제2 콘크리트 관로(200b)의 제1 연결부(214)에 삽입되어 밀착되게 된다.
이렇게 연결된 콘크리트 관로들들(200a, 200b)을 서로 견고하게 결속하기 위하여 연결공(228)에 고정봉(미도시)을 나사결합하고 제1 콘크리트 관로(200a)의 연결공(228)에 삽입된 고정봉과 제2 콘크리트 관로(200b)의 연결공(228)에 삽입된 고정봉을 결속부재(미도시)로 상호 결속시킬 수 있다.
본 발명의 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 이용한 상술한 바와 같은 형태의 콘크리트 관로를 제조하는 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
우선, 본 발명의 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 이용한 콘크리트 관로의 제조 방법은 거푸집을 조립 형성하는 단계가 포함된다.
암거나 플륨관 등과 같은 콘크리트 관로를 제조하도록, 목판 등과 같은 기 공지된 재료를 사용하여 콘크리트 관로 제조용 거푸집을 조립 형성한다.
또한, 본 발명의 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 이용한 콘크리트 관로의 제조 방법은 상기 거푸집에 철근을 배근하여 철골 거푸집을 형성하는 단계가 포함된다.
상기 조립된 콘크리트 관로 제조용 거푸집에 타설 및 양생되는 시멘트 콘크리트를 보강하기 위한 철근을 배근함으로써 철골 거푸집을 형성하는 것이다.
또한, 본 발명의 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 이용한 콘크리트 관로의 제조 방법은 상기 철골 거푸집에 시멘트 콘크리트를 타설하고 진동을 인가하여 충전하는 단계가 포함된다.
구체적으로, 콘크리트 보강용 철근이 배근된 철골 거푸집에 시멘트 콘크리트를 타설한 후에, 상기 철골 거푸집에 진동기 등으로 진동을 인가함으로써 타설된 시멘트 콘크리트를 충전하는 것이다.
또한, 본 발명의 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 이용한 콘크리트 관로의 제조 방법은 상기 충전된 시멘트 콘크리트를 양생하여 콘크리트 성형체를 형성하는 단계가 포함된다.
구체적으로, 철골 거푸집에 충전되어 경화된 시멘트 콘크리트로부터 거푸집을 제거한 후에, 노출된 상태인 시멘트 콘크리트를 기 공지된 시멘트 콘크리트의 양생 방법으로 양생하여 콘크리트 성형체를 형성하는 것이다.
또한, 본 발명의 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 이용한 콘크리트 관로의 제조 방법은 상기 콘크리트 성형체의 표면에 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 도포하여 폴리머 혼화재 조성물 코팅 콘크리트 성형체를 형성하는 단계가 포함된다.
시멘트 콘크리트가 양생되어 이루어진 콘크리트 성형체에 폴리스티렌 부틸아크릴레이트 80∼99 중량부, 폴리초산비닐 0.1∼10 중량부, 폴리아크릴산에스테르 0.1∼5 중량부, 페놀수지 에멀젼 0.01∼5 중량부 및 메틸셀룰로오스 0.01∼3 중량부가 포함되어 이루어진 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 도포하여 폴리머 혼화재 조성물 코팅 콘크리트 성형체를 형성한다.
구체적으로, 콘크리트 성형체의 적어도 일 표면에 코터(Coater), 스프레이 등과 같은 기 공지된 도포 장치에 의하여, 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 200∼500 g/㎡의 비율로 도포함으로써, 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물이 코팅된 폴리머 혼화재 조성물 코팅 콘크리트 성형체를 형성하는 것이다. 콘크리트 성형체의 표면에 도포되는 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물의 비율이 200 g/㎡ 미만이면 상기 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물의 두께 부족으로 인하여 염화물 또는 이산화탄소에 의한 중성화 방지 기능, 내수성, 내후성 및 내동결 융해성이 저하되며, 콘크리트 성형체의 표면에 도포되는 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물의 비율이 500 g/㎡를 초과하면 상기 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물의 두께 과다로 인하여 양생 도중에 형태가 변형되기 쉬울 뿐만 아니라 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물의 사용량 과다로 인하여 콘크리트 관로의 제조 원가가 높아지게 된다.
즉, 콘크리트 성형체의 표면에 200∼500 g/㎡의 비율로 도포되는 본 발명의 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물은 고유의 점성과 표면장력이 작용하기 때문에 상기 콘크리트 성형체의 표면에서 형태 변형이 발생하지 않는다.
또한, 본 발명의 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 이용한 콘크리트 관로의 제조 방법은 상기 폴리머 혼화재 조성물 코팅 콘크리트 성형체에 도포된 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 양생하여 콘크리트 관로를 형성하는 단계가 포함된다.
상기와 같이 콘크리트 관로의 표면에 도포된 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 양생하여 건조 및 밀착시킴으로써, 콘크리트 표층이 대폭 강화된 콘크리트 관로를 형성한다,
표층 강화 콘크리트 관로의 표면에 적층된 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물은 철근 근입 깊이까지 강도가 향상된 차단막을 형성함으로써, 콘크리트 관로에 수분 차단 효과는 물론 염화물 또는 이산화탄소에 의한 중성화 방지 기능, 내수성, 내후성 및 내동결 융해성을 향상시키는 효과를 제공한다.
또 다른 실시예를 참조하여 본 발명의 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 이용한 콘크리트 관로의 보수 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
우선, 본 발명의 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 이용한 콘크리트 관로의 보수 방법은 콘크리트 관로의 열화된 부위를 치핑(Chipping) 처리하여 제거하는 단계가 포함된다.
콘크리트 관로이 노후화되거나 또는 시공불량 등에 의해 열화된 부위가 발생하게 되며, 이러한 콘크리트 관로의 열화된 부위 및 불순물을 박피기 등에 의해 치핑 처리하여 제거하는 것이다.
또한, 본 발명의 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 이용한 콘크리트 관로의 보수 방법은 상기 치핑 처리된 부위에 모르타르 고착용 프라이머를 도포하는 단계가 포함된다.
콘크리트 관로를 보수하기 위해서는 치핑 처리된 부위를 모르타르로 덧씌우는 것이 필수적이다. 그런데, 콘크리트 관로의 치핑 처리된 부위는 모르타르가 제대로 고착되지 않기 때문에, 치핑 처리된 부위에 그대로 모르타르를 덧씌우게 되면, 콘크리트 관로 내부의 수압 등에 의해 치핑 처리된 부위로부터 모르타르가 쉽게 떨어져 나가게 되는 문제가 있다.
이런 문제를 해결하고자, 본 발명에서는 유연성이 탁월하여 콘크리트 관로의 치핑 처리된 부위에 정확하게 일치될 수 있으며, 접착력이 우수하여 모르타르를 용이하게 고착시킬 수 있는 특성을 지닌 모르타르 고착용 프라이머를 치핑 처리된 부위에 도포한다. 콘크리트 관로의 치핑 처리된 부위에 도포되는 모르타르 고착용 프라이머는 유연성과 접착력이 탁월한 아크릴, 에틸 비닐 아세테이트(Ethyl vinyl acetate; EVA), 스티렌 부타디엔 고무(Styrene butadiene rubber; SBR)의 화합물을 단독으로 사용하거나 2종 이상의 화합물을 혼합하여 사용한다.
또한, 본 발명의 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 이용한 콘크리트 관로의 보수 방법은 상기 도포된 모르타르 고착용 프라이머의 표면에 모르타르를 덧씌우고 양생하는 단계가 포함된다.
상기와 같이 콘크리트 관로의 치핑 처리된 부위에 도포된 모르타르 고착용 프라이머의 표면에 모르타르를 덧씌우고, 상기 덧씌워진 모르타르를 양생하여 경화시킨다.
또한, 본 발명의 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 이용한 콘크리트 관로의 보수 방법은 상기 양생된 모르타르 부위에 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 도포하는 단계가 포함된다.
양생된 모르타르 부위에 폴리스티렌 부틸아크릴레이트 80∼99 중량부, 폴리초산비닐 0.1∼10 중량부, 폴리아크릴산에스테르 0.1∼5 중량부, 페놀수지 에멀젼 0.01∼5 중량부 및 메틸셀룰로오스 0.01∼3 중량부가 포함되어 이루어진 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 도포한다.
구체적으로, 양생된 모르타르 부위의 표면에 코터(Coater), 스프레이 등과 같은 기 공지된 도포 장치에 의하여, 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 200∼500 g/㎡의 비율로 도포하는 것이다. 양생된 모르타르 부위의 표면에 도포되는 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물의 비율이 200 g/㎡ 미만이면 상기 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물의 두께 부족으로 인하여 염화물 또는 이산화탄소에 의한 중성화 방지 기능, 내수성, 내후성 및 내동결 융해성이 저하되며, 양생된 모르타르 부위의 표면에 도포되는 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물의 비율이 500 g/㎡를 초과하면 상기 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물의 두께 과다로 인하여 양생 도중에 형태가 변형되기 쉽고 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물의 사용량 과다로 인하여 콘크리트 관로의 보수 비용이 높아지게 된다.
양생된 모르타르 부위의 표면에 200∼500 g/㎡의 비율로 도포되는 본 발명의 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물은 고유의 점성과 표면장력이 작용하여 상기 양생된 모르타르 부위의 표면에서 형태 변형이 발생하지 않는다.
또한, 본 발명의 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 이용한 콘크리트 관로의 보수 방법은 상기 도포된 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 양생하는 단계가 포함된다.
상기와 같이 양생된 모르타르 부위의 표면에 도포된 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 양생하여 건조 및 밀착시킴으로써, 콘크리트 표층을 대폭 강화하는 형태로 콘크리트 관로를 보수한다,
이하에서, 본 발명에 따른 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물의 실시예들을 더욱 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실시예들에 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
폴리스티렌 부틸아크릴 85 중량부, 폴리초산비닐 6 중량부, 폴리아크릴산에스테르 4 중량부, 페놀수지 에멀젼 4 중량부 및 메틸셀롤로오스 1 중량부를 혼합기에 주입하고 혼합 교반하여 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 제조하였다.
<실시예 2>
폴리스티렌 부틸아크릴 90 중량부, 폴리초산비닐 5 중량부, 폴리아크릴산에스테르 2 중량부, 페놀수지 에멀젼 2 중량% 및 메틸셀롤로오스 1 중량를 혼합기에 주입하고 혼합 교반하여 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 제조하였다.
<실시예 3>
폴리스티렌 부틸아크릴 95 중량부, 폴리초산비닐 2.5 중량부, 폴리아크릴산에스테르 1 중량부, 페놀수지 에멀젼 1 중량부 및 메틸셀롤로오스 0.5 중량부를 혼합기에 주입하고 혼합 교반하여 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 제조하였다.
<시험용 공시체의 제작>
다음의 표 1의 구성성분 및 조건에 의거하여 직경 150 ㎜, 높이 40 ㎜의 원통형 콘크리트 시험체를 제작하였다.
굵은 골재 최대 직경(㎜) 슬럼프(㎝) 공기 함량(%) 물/시멘트 (%) 잔골재율(%) 단위(㎏/㎥)
물 시멘트 잔골재 굵은 골재 혼화제
16.0 15 4.5 53.0 35.0 180 340 624 1160 0.8
상기 원통형 콘크리트 시험체에 개별적으로 실시예 1의 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물, 실시예 2의 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물, 실시예 3의 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 20 g씩 각각 도포한 후에, 항온항습실에서 온도 20±2 ℃, 상대습도 65±5 %(RH)로 14일간 양생하여 실시예 1, 2, 3의 시험용 공시체를 제조하였다.
또한, 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 도포하지 않은 원통형 콘크리트 시험체를 비교예의 시험용 공시체로서 사용하였다.
<시험예 1> 물의 침투 깊이 측정 시험
KS F 4930(콘크리트 표면 도포용 액상형 흡수방지제의 측정 시험)에 의거하여 실시예 1, 2, 3의 시험용 공시체에 대한 물의 침투 깊이를 측정하였다. 각 시험용 공시체를 2분할하여 그 단면에 물을 분무하고, 상기 물이 침투한 부분의 두께와 물이 침투하지 않은 부분의 표면 색상 차에 따라 구분되는 두께를 측정하였다. 측정은 실시예 1, 2, 3의 시험용 공시체에 대해 각각 3 개소의 침투깊이를 측정하고 그 평균값을 물 침투 깊이로 산출하여 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.
또한, KS F 2609 (건축재료의 물 흡수계수 측정 방법)에 의거하여 실시예 1, 2, 3의 시험용 공시체에 대한 내흡수 성능을 측정하였다. 각 시험용 공시체의 측면을 에폭시수지로 방수처리하고, 상기 방수처리된 각 시험용 공시체의 중량을 0.1 g 단위로 측정하였다. 상기 각 시험용 공시체를 20 ℃의 물에 10 ㎜의 깊이로 담근 후에 10분, 30분, 1시간, 6시간, 24시간이 경과되는 시점에서 중량을 측정하였다. 각 시험용 공시체의 중량을 측정할 때에는, 상기 각 시험용 공시체를 꺼내어 표면의 수분을 깨끗이 제거한 후에 중량을 측정하였으며, 상기 중량 측정값의 실선의 기울기에 의거하여 물 흡수계수를 산출하고 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.
구 분 실시예 1 실시예 2 실시예 3
물 침투 깊이(㎜) 34.2 34.5 34.5
물 흡수계수 0.06 0.06 0.06
<시험예 2> 강도 측정 시험
본 발명의 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물의 역학적 특성을 확인하기 위하여, KS F 2405(콘크리트의 압축강도 시험 방법)에 의거하여 실시예 1, 2, 3의 시험용 공시체 및 비교예의 시험용 공시체에 대한 압축강도 시험을 실시하고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
또한, KS F 2408(콘크리트의 휨강도 시험 방법)에 의거하여 실시예 1, 2, 3의 시험용 공시체 및 비교예의 시험용 공시체에 대한 휨강도 측정 시험을 실시하고, KS F 2423(콘크리트의 인장강도 시험방법)에 의하여 실시예 1, 2, 3의 시험용 공시체 및 비교예의 시험용 공시체에 대한 인장강도 측정 시험을 실시하였으며, 그 각각의 결과를 다음 표 3에 나타내었다.
구 분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예
강도
(kgf/㎠)		 휨 90 92 95 52
압축 395 408 429 325
인장 55 56 59 28
상기 표 3에서는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조한 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 도포한 시험용 공시체의 휨, 압축 및 인장강도가, 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 도포하지 않은 시험용 공시체의 휨, 압축 및 인장강도에 비하여 훨씬 높은 것으로 나타났다.
이에 따라 본 발명의 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물로 처리한 콘크리트가 강도 면에서 월등히 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.
<시험예 3> 중성화 깊이 및 염화물 이온 침투 깊이 측정 시험
본 발명의 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물의 내구 특성을 확인하기 위하여, JIS A 1171(폴리머 시멘트 모르타르 시험 방법)에 의거하여 실시예 1, 2, 3의 시험용 공시체 및 비교예의 시험용 공시체를 14일간 촉진 중성화 시험장치에서 온도 30 ℃, 상대습도 60 %(RH), 이산화탄소 농도 5.0 %의 조건으로 정치한 후에, 상기 정치된 각 시험용 공시체를 2분할하고 그 단면에 페놀프탈레인 1%의 알코올 용액을 분무하였으며, 적색으로 변화하지 않는 부분을 중성화 부분으로 인정하여 중성화 깊이를 측정하고. 그 결과를 다음 표 4에 나타내었다.
또한, 염화물 이온 침투 시험은 JIS A 1171(폴리머 시멘트 모르타르 시험 방법)에 의거하여 실시예 1, 2, 3의 시험용 공시체 및 비교예의 시험용 공시체를 20 ℃의 2.5% 염화나트륨 수용액 중에 7일간 침적한 후에 상기 각 시험용 공시체를 2분할하고 그 단면에 0.1% 프롤로세인 나트륨 수용액 및 0.1N 초산은 용액을 분무하였으며, 형광을 발하는 부분을 염화물 이온 (Cl-) 침투 부분으로 인정하여 염화물 이온 침투 깊이를 측정하고, 그 결과를 다음 표 4에 나타내었다.
구 분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예
중성화 깊이(㎜) 0.12 0.10 0.06 3.9
염화물 이온 침투 깊이(㎜) 0.15 0.13 0.10 5.2
상기 표 4에서는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조한 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 도포한 시험용 공시체의 중성화 깊이 및 염화물 이온 침투 깊이가, 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 도포하지 않은 시험용 공시체 의 중성화 깊이 및 염화물 이온 침투 깊이에 비하여 매우 낮은 것으로 나타났다.
이에 따라 본 발명의 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물로 처리한 콘크리트가 중성화 방지 및 염해 방지 측면에서 월등히 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.
<시험예 4> 내수성 측정 시험
본 발명의 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물의 내수성을 확인하기 위하여, JIS A 1171(폴리머 시멘트 모르타르의 시험 방법)에 의거하여 실시예 1, 2, 3의 시험용 공시체 및 비교예의 시험용 공시체에 대한 물 흡수율 측정 시험을 실시하고, 그 결과를 다음 표 5에 나타내었다.
구 분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예
흡수율(%) 0.14 0.11 0.08 5.2
상기 표 5에서는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조한 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 도포한 시험용 공시체의 흡수율이 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 도포하지 않은 시험용 공시체의 흡수율에 비하여 매우 낮은 것으로 나타났다.
이에 따라 본 발명의 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물로 처리한 콘크리트가 내수성 측면에서 월등히 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.
<시험예 5> 내후성 측정 시험
본 발명의 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물의 내후성을 확인하기 위하여, ASTM(Designation: G26- Nonmetallic Materials)에 의거하여, 실시예 1, 2, 3의 시험용 공시체 및 비교예의 시험용 공시체에 대한 촉진 내후성 시험을 제논-아크 타입(Xenon-Arc Type) 수냉식 시험 장치로 실시하였다. 시험 조건은 온도 40 ℃, 상대습도 60 %(RH)에서 51분간 빛만 조사하고, 9분간 빛의 조사와 물의 분사를 동시에 수행시켜 1사이클 60분으로 설정하고, 2000 사이클을 적용하여 실시예 1, 2, 3의 시험용 공시체 및 비교예의 시험용 공시체에 대한 내후성 측정 시험을 실시하고, 그 결과를 다음 표 6에 나타내었다.
구 분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예
내후성 변화없음 변화없음 변화없음 갈라짐 및 황변현상
상기 표 5에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조한 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 도포한 시험용 공시체의 표면에서는 어떠한 변화도 나타나지 않았으나, 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 도포하지 않은 시험용 공시체의 표면에서는 갈라짐 현상 및 황변현상이 나타났다.
이에 따라 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조한 본 발명의 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물로 처리한 콘크리트가 내후성 측면에서 월등히 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.
<시험예 6> 내동결 융해성
본 발명의 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물의 내동결 융해성을 확인하기 위하여, KS F 2456 (급속 동결 융해에 대한 콘크리트의 저항 시험 방법)에 준하여, 실시예 1, 2, 3의 시험용 공시체 및 비교예의 시험용 공시체에 대한 수중 급속 동결 융해시험을 실시하고, 그 결과를 다음 표 7에 나타내었다.
구 분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예
내구성 지수 96 97 97 59
상기 표 7에서는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조한 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 도포한 시험용 공시체의 내구성 지수가, 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 도포하지 않은 시험용 공시체의 내구성 지수보다 크게 높은 것으로 나타났다.
이에 따라 본 발명의 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물로 처리한 콘크리트가 내구성 측면에서 월등히 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
100, 200: 콘크리트 관로 110, 210: 콘크리트블록
112, 212: 수로 114, 214: 제1 연결부
116, 216: 제2 연결부 118, 218: 삽입부
120, 220: 지수링부 122, 222: 상면
124, 224: 개구부 126, 226: 단턱부
128, 228: 연결공 130: 그레이팅
132: 제2 개구부

Claims (8)

  1. 소수성 및 부드러움을 부여하여 콘크리트에 대한 물의 침투 방지 기능, 염화물 이온 침투 방지 기능 및 내약품성을 제공하기 위한 폴리스티렌 부틸아크릴레이트(Polystyrene buthylacrylate) 80∼99 중량부;
    점도 및 접착강도를 개선하기 위한 폴리초산비닐(Polyvinyl acetate) 0.1∼10 중량부;
    습윤강도 및 마모저항성을 강화하기 위한 폴리아크릴산에스테르(Polyacrylic ester) 0.1∼5 중량부;
    접착강도를 개선하기 위한 페놀수지 에멀젼(Polyphenolic emulsion) 0.01∼5 중량부; 및
    분산 안정성 및 점도를 개선하기 위한 메틸셀룰로오스(Methyl cellulose) 0.01∼3 중량부를 포함하여 이루어지는 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물.
  2. 거푸집을 조립 형성하는 단계;
    상기 거푸집에 철근을 배근하여 철골 거푸집을 형성하는 단계;
    상기 철골 거푸집에 시멘트 콘크리트를 타설하고 진동을 인가하여 충전하는 단계;
    상기 충전된 시멘트 콘크리트를 양생하여 콘크리트 성형체를 형성하는 단계;
    상기 콘크리트 성형체의 표면에 청구항 1에서 기재된 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 도포하여 폴리머 혼화재 조성물 코팅 콘크리트 성형체를 형성하는 단계; 및
    상기 폴리머 혼화재 조성물 코팅 콘크리트 성형체에 도포된 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 양생하여 콘크리트 관로를 형성하는 단계를 포함하는 콘크리트 관로의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 폴리머 혼화재 조성물 코팅 콘크리트 성형체를 형성하는 단계에서 콘크리트 성형체의 표면에 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 200∼500 g/㎡의 비율로 도포하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 관로의 제조 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 콘크리트 성형체는 길이 방향을 따라 내부에 원형 수로가 관통되게 구비된 콘크리트블록을 포함하도록 성형되며,
    상기 콘크리트블록은 측단면 형상이 사각 형태를 이루고,
    상기 콘크리트블록의 일측면에는 경사면을 이루면서 안쪽으로 제2 연결부까지 연장되는 제1 연결부가 구비되고,
    상기 제1 연결부와 상기 수로의 입구부 사이에는 상기 수로의 입구부를 둘러싸면서 일정 영역을 갖는 제2 연결부가 구비되며,
    상기 제2 연결부에는 지수링이 삽착될 수 있게 오목한 반원 형상의 지수링부가 구비되고,
    상기 콘크리트블록의 다른 측면에는 상기 제1 연결부에 대응되면서 맞닿도록 경사면을 이루면서 바깥쪽으로 돌출된 삽입부가 구비되게 성형되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 관로의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 콘크리트 성형체는,
    상기 콘크리트블록의 상면에 내부의 수로와 연통되는 제1 개구부가 구비되고,
    상기 제1 개구부의 내측면에는 그레이팅을 안착하기 위한 단턱부가 구비되며,
    상기 콘크리트블록의 상면에는 내부의 수로와 연통되는 제2 개구부가 구비되게 성형되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 관로의 제조 방법.
  6. 콘크리트 관로의 열화된 부위를 치핑(Chipping) 처리하여 제거하는 단계;
    상기 치핑 처리된 부위에 모르타르 고착용 프라이머를 도포하는 단계;
    상기 도포된 모르타르 고착용 프라이머의 표면에 모르타르를 덧씌우고 양생하는 단계;
    상기 양생된 모르타르 부위에 청구항 1에서 기재된 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 도포하는 단계; 및
    상기 도포된 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 양생하는 단계를 포함하는 콘크리트 관로의 보수 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 모르타르 고착용 프라이머를 도포하는 단계에서 사용되는 모르타르 고착용 프라이머는 아크릴, 에틸 비닐 아세테이트(Ethyl vinyl acetate; EVA) 및 스티렌 부타디엔 고무(Styrene butadiene rubber; SBR)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 모르타르 고착용 프라이머인 것을 특징으로 하는 콘크리트 관로의 보수 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 도포하는 단계에서 양생된 모르타르 부위의 표면에 콘크리트 표층 강화 및 보호용 폴리머 혼화재 조성물을 200∼500 g/㎡의 비율로 도포하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 관로의 보수 방법.
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