KR20130108229A - High strength composition for repairing and reinforcing concrete structure - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 콘크리트 보수용 고강도 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 칼슘알루미노설페이트 20중량% 내지 30중량%; 포틀랜드 시멘트 60중량% 내지 65중량%; 황산칼슘 7중량% 내지 15중량%; 아크릴계 폴리머 4중량% 내지 6중량%; 멜라민계 고유동화제 0.15중량% 내지 0.2중량%; 및 주석산 0.01중량% 내지 0.02중량%을 포함하되, 총 중량 대비 SiO2 : Al2O3 : CaO의 중량비율이 7.1 : 13.56 : 55.4인 콘크리트 보수용 고강도 조성물에 관한 것이다.
The present invention relates to a high-strength composition for repairing concrete, more specifically, 20% to 30% by weight of calcium aluminosulfate; 60% to 65% by weight of Portland cement; 7% to 15% calcium sulfate; 4 wt% to 6 wt% of an acrylic polymer; 0.15% to 0.2% of a melamine-based high fluidizing agent; And 0.01 wt% to 0.02 wt% of tartaric acid, but the weight ratio of SiO 2 : Al 2 O 3 : CaO to the total weight is 7.1: 13.56: 55.4.
다양한 건설현장에서 구조재료로 가장 널리 사용되고 있는 콘크리트의 대표적인 시멘트계 재료는 우수한 압축강도, 경제성 및 내구성이 뛰어나나, 인장 및 휨강도가 작고 변형 능력이 작아 유해한 균열발생 후에 응력 및 내구성이 급격히 저하되는 문제점을 가지고 있다. Cement-based materials of concrete, which are most widely used as structural materials in various construction sites, have excellent compressive strength, economical efficiency, and durability, but have a low tensile and flexural strength and low deformation ability. Have.
일반적으로, 콘크리트 구조물은 극심한 기후변화, 공해 등의 환경적 요인과 유지 관리 소홀 등의 인위적 요인에 의해 구조물의 노후화, 성능저하, 내구성 저하가 발생하고 있다. 이 외에도 콘크리트 구조물이 접하게 되는 수분에 의한 건습반복, 염분의 침투에 의한 염해, 이산화탄소 등의 침투로 인한 콘크리트의 중성화, 외기 온도의 심한 변화에 의한 동결융해 및 각종 산 등의 침식에 의한 화학적 침식에 의해 구조물의 내구성이 저하되고 있는 실정이다. 이와 같이 내구성이 저하된 콘크리트 구조물을 방치할 경우 균열, 누수, 철근부식, 박리, 박락 등의 현상이 발생할 수 있으며, 심한 경우 구조물의 붕괴로도 이어지고 있다. In general, concrete structures are degraded due to environmental factors such as extreme climate change and pollution, and artificial factors such as poor maintenance. In addition to the wet and dry repetition by moisture that the concrete structure encounters, salt by the penetration of salt, neutralization of the concrete by the penetration of carbon dioxide, chemical erosion by freezing and thawing due to the severe change of the outside temperature and erosion of various acids. As a result, the durability of the structure is reduced. As such, when the concrete structure is degraded, the phenomenon of cracking, leaking, reinforcing corrosion, peeling, peeling, etc. may occur, and in severe cases, it may lead to the collapse of the structure.
종래에는 이러한 균열 및 파손이 발생했을 때 보수하는 일반적인 방법으로 파손부위를 청소하고, 이 공간에 에폭시 수지를 주입 또는 충전하여 균열부를 보수하거나 보강 콘크리트를 타설하여 채우는 방법을 사용하여 왔다.
Conventionally, a method of repairing cracks and breakages has been used as a general method of repairing broken areas, repairing cracks by pouring or filling epoxy spaces, or pouring reinforcement concrete.
*그러나 이와 같이 주입 보수나 보강 콘크리트 타설로 보수하는 방법은 연접부위가 견고하게 접착되지 못하고, 타설후 장시간 동안 통행을 통제해야 하므로, 교통대란이 발생되는 문제점이 발생되었으며, 파손공간에 에폭시 수지를 주입 또는 충전하여 보수하는 방법은 보강물이 고결되면 연성이 없어지게 되므로, 일정한 강도 이상의 충격이 가해질 경우, 그 충격을 흡수하지 못하여 충격과 진동이 상단까지 전달되어 부위가 재파손되는 등 문제점이 있었다. 이러한 콘크리트 결합을 유지 및 보수하는 방법 중의 하나로 보수용 모르타르를 이용하는 방법이 있다. * However, this method of repairing by injection repair or reinforcement concrete pouring does not adhere firmly to the joints and requires traffic to be controlled for a long time after pouring, resulting in traffic disturbances. In the case of repairing by injection or filling, the ductility disappears when the reinforcement is solidified, and when a shock of a certain strength or more is applied, the shock and vibration are transmitted to the upper end because the shock cannot be absorbed. . One of the methods for maintaining and repairing the concrete bond is a method of using a repair mortar.
또한 손상 부위를 채우는 보강 콘크리트로 통상 사용되는 유기계 모르타르는 경화시간이 빠르고, 접착력이 우수하며, 압축강도와 굴곡강도, 인장강도가 우수한 장점이 있는 반면, 습윤면에는 사용이 불가능하며, 콘크리트 모체와의 탄성계수, 열팽창계수가 달라 발수성을 방해하여 단기간내에 탈락이 발생할 수 있다. 이를 보완한 유.무기계 모르타르 역시 습윤면에 시공이 가능하고, 높은 압축강도, 휨강도가 가능하며, 경화시간이 빨라 긴급타설에 용이하나, 여전히 콘크리트 모체와의 탄성계수, 열팽창계수가 달라 내구성이 떨어지며, 경화시간이 짧아 작업성이 떨어져서 넓은 단면 복구에는 적용되기 어려운 단점을 갖는다.
In addition, organic mortars commonly used as reinforcement concrete to fill damaged areas have the advantages of fast curing time, excellent adhesion, excellent compressive strength, flexural strength, and tensile strength, while they cannot be used on wet surfaces. The elastic modulus and the coefficient of thermal expansion are different so that the water repellency may be impaired and dropping may occur within a short time. Compensated organic and inorganic mortars can be applied to wet surfaces, high compressive strength and flexural strength, and fast curing time, which is easy for emergency casting.However, the durability is inferior due to the elastic modulus and thermal expansion coefficient of the concrete matrix. However, the hardening time is short, the workability is inferior to difficult to apply to a wide cross-sectional recovery.
본 발명은 기존 보강용 시멘트 조성물이 갖는 단점을 보완하여 초속경, 고강도, 내구성 및 방수성이 뛰어난 콘크리트 보수용 고강도 조성물을 제공하는 데 목적이 있다. The present invention aims to provide a high-strength composition for repairing concrete excellent in superhard diameter, high strength, durability and waterproofness by supplementing the disadvantages of the existing reinforcing cement composition.
특히 본 발명은 필요에 따라 세사, 품질 골재 또는 충진 재료 등을 혼합하여 토목, 건촉, 환경 구조물, 방수 재료, 긴급공사 구조물, 철근 콘크리트 대응 구조물, 부재 보강 구조물 등의 보수 및 보강 재료를 제공하는 데 목적이 있다.
In particular, the present invention is to provide a repair and reinforcement materials, such as civil engineering, wet, environmental structures, waterproofing materials, emergency construction structures, reinforced concrete counter-structures, member reinforcing structures by mixing fine sand, quality aggregate or filling materials as necessary There is a purpose.
본 발명의 실시예에 따르면, 칼슘알루미노설페이트 20중량% 내지 30중량%; 포틀랜드 시멘트 60중량% 내지 65중량%; 아크릴계 폴리머 4중량% 내지 6중량%; 멜라민계 고유동화제 0.15중량% 내지 0.2중량%; 및 주석산을 포함하는 콘크리트 보수용 고강도 조성물을 제공한다.According to an embodiment of the present invention, 20% to 30% by weight of calcium aluminosulfate; 60% to 65% by weight of Portland cement; 4 wt% to 6 wt% of an acrylic polymer; 0.15% to 0.2% of a melamine-based high fluidizing agent; And it provides a high strength composition for repairing concrete comprising tartaric acid.
또한, 칼슘알루미노설페이트; 포틀랜드 시멘트; 아크릴계 폴리머; 멜라민계 고유동화제; 및 주석산을 포함하는 콘크리트 보수용 고강도 조성물을 제공한다.Calcium aluminosulfate; Portland cement; Acrylic polymer; Melamine-based high fluidizing agent; And it provides a high strength composition for repairing concrete comprising tartaric acid.
또한, 콘크리트 보수용 고강도 조성물은 황산칼슘을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the high-strength composition for concrete repair is characterized in that it further comprises calcium sulfate.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 아크릴계 폴리머는 사염화규소와 폴리메타크릴산을 중합하여 얻은 것임을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the acrylic polymer is characterized in that obtained by polymerizing silicon tetrachloride and polymethacrylic acid.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 콘크리트 보수용 고강도 조성물은 비표면적이 3,100 내지 130,000 ㎡/㎏임을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the concrete high strength composition for repair is characterized in that the specific surface area of 3,100 to 130,000 m 2 / kg.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 멜라민계 고유동화제는 설포네이트 멜라민 포름알데하이드(Sulfonated Melamine Formaldehyde)인 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the melamine-based high fluidizing agent is a sulfonate melamine formaldehyde (Sulfonated Melamine Formaldehyde) is characterized in that.
본 발명의 실시예에 따르면, 콘크리트 보수용 고강도 조성물은 총 중량 대비 SiO2 : Al2O3 : CaO의 중량비율이 7.1 : 13.56 : 55.4 인 것을 특징으로 한다.
According to the embodiment of the present invention, the high-strength composition for repairing concrete is characterized in that the weight ratio of SiO 2 : Al 2 O 3 : CaO to the total weight is 7.1: 13.56: 55.4.
본 발명의 콘크리트 보수용 고강도 조성물은 초속경, 고강도, 내구성 및 우수한 방수기능을 갖고, 오래 시간 경과 후에도 인장변형률이 적고, 우수한 경과 거동을 나타내고, 기존 콘크리트에 비하여 매우 높은 연성을 유지하는 효과를 갖는다.The high-strength composition for repairing concrete of the present invention has an ultrafast diameter, high strength, durability, and excellent waterproofing function, has a low tensile strain even after a long time, has excellent elongation behavior, and has an effect of maintaining very high ductility compared to existing concrete. .
본 발명의 콘크리트 보수용 고강도 조성물은 충격에 강하며, 부분 하중에 의한 손상과 균열이 없고, 보수가 자유로와 시공시간 및 작업을 단축할 수 있어, 긴급공사, 고강도 콘크리트 구조물, 내진성 구조물 및 부재의 보강성이 우수한 효과를 갖는다.The high-strength composition for repairing concrete of the present invention is shock-resistant, there is no damage and cracking due to partial load, and the repair can be freely and the construction time and work can be shortened. The reinforcement has an excellent effect.
본 발명의 콘크리트 보수용 고강도 조성물은 필요에 따라 세사, 품질 골재 또는 충진 재료 등을 혼합하여 토목, 건촉, 환경 구조물, 방수 재료, 긴급공사 구조물, 철근 콘크리트 대응 구조물, 부재 보강 구조물 등의 보수 및 보강 재료로 활용할 수 있다. The high-strength composition for repairing concrete of the present invention mixes fine sand, quality aggregates or filling materials as necessary to repair and reinforce civil engineering, wet, environmental structures, waterproof materials, emergency construction structures, reinforced concrete counter-structures, member reinforcement structures, and the like. Can be used as a material.
또한, 본 발명의 콘크리트 보수용 고강도 조성물은 골재와 혼합하여도 강도가 저하되지 않으면서 우수한 강도를 유지하여, 일반적인 시멘트 구조물보다 1/3 두께의 조성물을 통해서도 동일한 강도를 얻을 수 있는 효과를 갖는다.
In addition, the high-strength composition for repairing concrete of the present invention maintains excellent strength without mixing the strength with the aggregate, and has the effect of obtaining the same strength through the composition 1/3 thickness than the general cement structure.
상기 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 콘크리트 보수용 고강도 조성물은 칼슘알루미노설페이트(Calcium Sulfoaluminate) 20중량% 내지 30중량%; 포틀랜드 시멘트 60중량% 내지 65중량%; 황산칼슘 7중량% 내지 15중량%; 아크릴계 폴리머 4중량% 내지 6중량%; 멜라민계 고유동화제 0.15중량% 내지 0.2중량%; 및 주석산 0.01중량% 내지 0.02중량%을 포함하고, 총 중량 대비 SiO2 : Al2O3 : CaO의 중량비율이 7.1 : 13.56 : 55.4 인 콘크리트 보수용 고강도 조성물을 제공하는 것을 특징으로 한다.High-strength composition for repairing concrete of the present invention for achieving the above object is 20% to 30% by weight of calcium aluminosulfate (Calcium Sulfoaluminate); 60% to 65% by weight of Portland cement; 7% to 15% calcium sulfate; 4 wt% to 6 wt% of an acrylic polymer; 0.15% to 0.2% of a melamine-based high fluidizing agent; And 0.01 wt% to 0.02 wt% of tartaric acid, and the weight ratio of SiO 2 : Al 2 O 3 : CaO to the total weight is 7.1: 13.56: 55.4 to provide a high strength composition for repairing concrete.
본 발명의 칼슘알루미노설페이트(Calcium Sulfoaluminate, 4CaO·3Al2O3·SO3)는 시멘트 및 콘크리트 건조수축에 의한 균열방지용 팽창제, 초속경 시멘트, 초조강 시멘트, 급결재 등의 원료로 사용되는 특징을 갖는다. 또한, 칼슘알루미노설페이트는 보크사이트 및 명반석 중에서 선택된 하나 이상에 석회석 및 석고를 혼합하여 1200℃ 내지 1300℃ 에서 소성한 클링커를 분쇄하여 제조된 것이 바람직하다. 상기보다 낮거나 높은 온도에서는 칼슘알루미노설페이트 클링커의 소성 효율이 감소한다. 상기 칼슘알루미노설페이트는 조성물 전체 중량 대비 20중량% 내지 30중량%로 포함되는 것이 가장 바람직하다. 상기 중량보다 더 적게 포함되는 경우에는 시멘트의 경화 수축을 충분히 보상할 수 없어 수축으로 인하여 원래 구조물과의 분리 가능성이 증가하고, 상기 중량보다 더 많이 포함되는 경우에는 경화시간이 과도하게 단축될 수 있어(순결현상) 바람직하지 않다.Calcium Sulfoaluminate (Calcium Sulfoaluminate, 4CaO · 3Al 2 O 3 · SO 3 ) of the present invention is used as a raw material for the expansion preventing agent, cemented carbide, cemented carbide, quickener, etc. Has In addition, the calcium aluminosulfate is preferably prepared by mixing limestone and gypsum in at least one selected from bauxite and alum and pulverizing the clinker calcined at 1200 ℃ to 1300 ℃. At lower or higher temperatures, the firing efficiency of the calcium aluminosulfate clinker is reduced. The calcium aluminosulfate is most preferably included in 20 to 30% by weight relative to the total weight of the composition. When less than the weight is included, the hardening shrinkage of the cement can not be sufficiently compensated, the possibility of separation from the original structure due to the shrinkage increases, if more than the weight, the curing time may be excessively shortened (Purity) undesirable.
본 발명의 포틀랜드 시멘트는 주로 석회질 원료와 점토질 원료를 적당한 비율로 혼합하여, 필요에 따라 규산질 원료와 산화철 원료를 첨가하기도 하여 미분쇄한 후, 일부가 용융할 때까지(약 1,450℃) 소성하여 얻어지는 클링커에, 약간의 석고를 가하여 미분쇄하여 만든다. 포틀랜드 시멘트의 주성분은 석회 CaO, 실리카 SiO2, 알루미나 Al2O3 및 산화철 Fe2O3 등이다. 포틀랜드 시멘트 클링커의 구성화합물은 규산삼석회 3CaO·SiO2, 규산이석회 2CaO·SiO2, 알루민산삼석회 3CaO·Al2O3 및 철(鐵)화합물 4CaO·Al2O3·Fe2O3이다. 3CaO·SiO2를 주로 하고 약간의 Al2O3·MgO 등을 고용한 고용체를 앨라이트(alite), 2CaO·SiO2 중 β형의 것을 주로 한 고용체를 벨라이트(belite)라 한다. 본 발명의 포틀랜드 시멘트는 KS 규격에 규정된 것을 사용하는 것이 바람직하고, 상기 포틀랜드 시멘트를 본 발명의 조성물 총 중량 대비 60중량% 내지 65중량%로 포함하는 경우 본 발명의 조성물이 우수한 강도 및 유연성을 갖춘다. 상기 중량보다 더 많이 포함하거나 더 적게 포함하는 경우에는 기존 시멘트 구조물과의 물성 차이로 인하여 분리 가능성이 증가할 수 있다.Portland cement of the present invention is obtained by mainly mixing the calcite raw material and the clay raw material in an appropriate ratio, adding the siliceous raw material and the iron oxide raw material as necessary, and then pulverizing it until it is partially melted (about 1,450 ° C). The clinker is made by pulverizing with the addition of some plaster. The main components of Portland cement are lime CaO, silica SiO 2 , alumina Al 2 O 3 and iron oxides Fe 2 O 3 . The constituent compounds of Portland cement clinker are tricalcium silicate 3CaO · SiO 2 , dicalcium silicate 2CaO · SiO 2 , tricalcium aluminate 3CaO · Al 2 O 3 and iron compounds 4CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3 to be. A solid solution mainly composed of 3CaO · SiO 2 and some solid solution of Al 2 O 3 · MgO is used as alite, and a solid solution mainly having β type of 2CaO · SiO 2 is called belite. It is preferable to use the portland cement of the present invention as defined in the KS standards, and when the portland cement is included in 60 to 65% by weight relative to the total weight of the composition of the present invention, the composition of the present invention provides excellent strength and flexibility. Equipped. Including more or less than the weight may increase the separation possibility due to the difference in physical properties with the existing cement structure.
본 발명의 아크릴계 폴리머는 두 가지 이상의 무기 규소 수지계 재료간에 각각 다른 상용성을 개량시켜 최상의 극성 특성을 갖도록 공유결합시켜 환원한 것으로, 사염화규소(SiCl4)와 폴리메타크릴산(CH2=C(CH3)COOH)을 중합하여 얻은 것임을 특징으로 한다. 이를 제조하기 위하여 인산나트륨(Na2HPO4)을 촉매로 가하여 프로피온산 염화규소를 얻고, 여기에 폴리메타크릴산을 가한 후, 염화나트륨 및 인산나트륨을 침전제거시킨 다음에 규산나트륨을 가해 중화건조하여 분말을 얻는다. 상기의 아크릴계 폴리머는 조성물 내에서 무기성 분말 간의 접착력을 향상시키고 보강 대상인 기존 구조물과의 접착력을 향상시키고 강도도 현저하게 개선시킨다. 상기 효과를 달성하기 위하여 아크릴계 폴리머는 조성물 총 종량 대비 4중량% 내지 6중량%로 포함되는 것이 가장 바람직하다. 상기 아크릴계 폴리머를 본 발명의 조성물 총 중량 대비 4중량% 내지 6중량%로 포함하는 경우 본 발명의 조성물이 우수한 접착력및 강도를 갖는다. 상기 중량보다 더 적게 포함하는 경우에는 접착력 및 강도 강화 효과를 실질적으로 발휘하기 어렵고, 상기 중량보다 더 많이 포함하는 경우에는 아크릴계 폴리머의 함유량 증가 대비 접착력 및 강도의 증가 정도가 감소하므로 효율면에서 바람직하지 않다.The acrylic polymer of the present invention is reduced by covalently bonding to have the best polarity characteristics by improving different compatibility between two or more inorganic silicon resin materials, silicon tetrachloride (SiCl 4 ) and polymethacrylic acid (CH 2 = C ( CH 3 ) COOH), characterized in that obtained by polymerization. To prepare this, sodium phosphate (Na 2 HPO 4 ) was added as a catalyst to obtain silicon propionate, and polymethacrylic acid was added thereto, followed by precipitation removal of sodium chloride and sodium phosphate, followed by neutralization drying of sodium silicate to powder. Get The acrylic polymer improves the adhesion between the inorganic powders in the composition, improves the adhesion with the existing structure to be reinforced and also significantly improves the strength. In order to achieve the above effect, the acrylic polymer is most preferably included in an amount of 4% by weight to 6% by weight based on the total amount of the composition. When the acrylic polymer is included in an amount of 4 wt% to 6 wt% based on the total weight of the composition of the present invention, the composition of the present invention has excellent adhesion and strength. If it contains less than the weight, it is difficult to substantially exert the adhesion and strength reinforcing effect, and if it contains more than the weight, it is not preferable in terms of efficiency because the degree of increase in adhesion and strength decreases compared to the content of the acrylic polymer. not.
본 발명의 멜라민계 고유동화제는 경화 촉진 역할을 하고, 물의 함량을 줄이는 반면 유동성을 증가시키고, 사용 도중에 운용성을 증가시키기 위해 첨가된다. 즉, 본 발명의 조성물에 물이 첨가된 경우 반죽 안에서 조성물 입자의 분산을 일으키게 하여 유동성을 좋게 할 뿐 아니라, 입자들의 분산으로 물과의 접촉면이 커서 물을 적게 첨가할 수 있으므로 초기 및 종결 강도를 현저히 증가시키고, 블리딩 현상도 방지할 수 있다. 최적의 유동성을 발휘하면서도 경제성을 갖추기 위해서는 상기 멜라민계 고유동화제는 0.15중량% 내지 0.2중량%로 포함하는 것이 바람직하다. 상기 중량보다 더 적게 포함하는 경우에는 유동성 강화 효과를 실질적으로 발휘하기 어렵고, 상기 중량보다 더 높게 포함하는 경우에는 유동화제 함유량 증가 대비 유동성 증가 정도가 감소하므로 효율면에서 바람직하지 않다. 또한 멜라닌계 고유동화제 중에서 설포네이트 멜라민 포름알데하이드(Sulfonated Melamine Formaldehyde)가 시멘트 조성물 내에서 우수한 유동성 증가 효과를 발휘한다.The melamine-based high fluidizing agent of the present invention serves to promote hardening, reduce water content while increasing fluidity, and is added to increase operability during use. In other words, when water is added to the composition of the present invention, not only does the dispersion of the composition particles in the dough improve the fluidity, but also the contact surface with water is large due to the dispersion of the particles, so that less water can be added. Significantly increase and bleeding phenomenon can be prevented. In order to achieve optimal fluidity and economical efficiency, the melamine-based high fluidizing agent is preferably included at 0.15% by weight to 0.2% by weight. When it contains less than the weight, it is difficult to substantially exert the fluidity enhancing effect, and when it contains more than the weight, the degree of fluidity increase is decreased compared to the increase of the fluidizing agent content, which is not preferable in terms of efficiency. In addition, sulfonated melamine formaldehyde among the melanin-based high fluidizing agents exhibits an excellent fluidity increasing effect in the cement composition.
본 발명의 주석산(tartaric acid)는 흰색결정을 지닌 유기산(하이드록실산)의 일종으로 타타르산이라고 불리기도 한다. 주석산의 첨가로 인해 본 발명의 조성물의 pH를 약간 낮추는 효과를 갖고, 상기 조성물에 물을 첨가한 반죽에 가소성, 유연성 및 교질성을 부여하여 우수한 작업성을 확보할 수 있다. 이를 통해 종래 시멘트나 모르타르의 반죽으로는 만들 수 없었던 정교한 제품이나 수정작업이 필요한 제품을 만들 수 있게 한다. 상기 주석산은 0.01중량% 내지 0.02중량%를 포함하는 경우 조성물의 pH를 적정하게 낮추어 주고 우수한 가소성 및 유연성을 부여한다. 상기 중량보다 더 적게 포함하는 경우에는 pH감소 효과가 낮고 가소성 및 유연성 효과를 실질적으로 발휘하기 어렵고, 상기 중량보다 더 많이 포함하는 경우에는 주석산 함유량 증가 대비 가소성 및 유연성의 증가 정도가 감소하므로 효율면에서 바람직하지 않다.Tartaric acid of the present invention is a type of organic acid (hydroxyl acid) having white crystals and is also called tartaric acid. Due to the addition of tartaric acid has the effect of slightly lowering the pH of the composition of the present invention, it is possible to secure plasticity, flexibility and colloidal properties to the dough added to the composition to ensure excellent workability. Through this, it is possible to make a sophisticated product that cannot be made with conventional cement or mortar dough, or a product requiring modification. When the tartaric acid includes 0.01% by weight to 0.02% by weight, the pH of the composition is appropriately lowered, and it gives excellent plasticity and flexibility. In the case of containing less than the weight, the pH reduction effect is low, and it is difficult to exert a plasticity and flexibility effect substantially, and in the case of containing more than the weight, the increase in plasticity and flexibility in comparison with the increase in the content of tartaric acid decreases in terms of efficiency. Not desirable
본 발명의 콘크리트 보수용 고강도 조성물은 SiO2 : Al2O3 : CaO의 중량비율은 조성물 총 중량대비 7.1 : 13.56 : 55.4인 것이 바람직하다. 상기 조성 비율을 갖는 경우 고강도 유연성이 확보되고 압축강도가 높은 효과를 달성하고, 그 범위를 벗어나는 경우에는 우수한 강도, 유연성, 연성 및 부착력을 발휘하기 어렵다.In the high-strength composition for repairing concrete of the present invention, the weight ratio of SiO 2 : Al 2 O 3 : CaO is preferably 7.1: 13.56: 55.4 with respect to the total weight of the composition. When the composition ratio is high, high strength flexibility is achieved and high compressive strength is achieved, and when it is out of the range, it is difficult to exert excellent strength, flexibility, ductility, and adhesion.
본 발명의 콘크리트 보수용 고강도 조성물은 비표면적이 3,100 내지 130,000 ㎡/㎏임을 특징으로 한다. 상기보다 비표면적이 상기보다 낮은 경우에는 입자간의 분산성이 좋지 않고 고르게 배합되기 어려우며, 반면 상기보다 비표면적이 높은 경우에는 조성물 내 분말이 비산하는 성질이 높아 작업하기 용이하지 않다.The high strength composition for repairing concrete of the present invention is characterized by a specific surface area of 3,100 to 130,000 m 2 / kg. When the specific surface area is lower than the above, the dispersibility between particles is not good and it is difficult to mix evenly. On the other hand, when the specific surface area is higher than the above, the powder in the composition is scattered and it is not easy to work.
본 발명의 콘크리트 보수용 고강도 조성물은 칼슘알루미노설페이트와 시멘트, 석고, 아크릴계 폴리머 및 주석산의 적절한 배합을 통하여 고강도에 침투성, 밀봉성, 내후성, 내수성 및 인장력이 우수하다. 특히 일반 콘크리트에 비하여 낮은 물의 계수와 높은 강도, 유연성 및 휨강도를 발휘하며, 저온에서 경화 가능하며, 온도팽창계수는 강철과 유사하게 7×10-6/inch 값을 갖는다. The high-strength composition for repairing concrete of the present invention has excellent permeability, sealability, weather resistance, water resistance, and tensile strength at high strength through proper mixing of calcium aluminosulfate with cement, gypsum, acrylic polymer, and tartaric acid. In particular, it exhibits low water modulus, high strength, flexibility and flexural strength compared to general concrete, and can be cured at low temperatures. The coefficient of temperature expansion has a value of 7 × 10 -6 / inch, similar to steel.
본 발명의 콘크리트 보수용 고강도 조성물은 충격에 강하며, 부분 하중에 의한 손상과 균열이 없고, 보수가 자유로와 시공시간 및 작업을 단축할 수 있어, 긴급공사, 고강도 콘크리트 구조물, 내진성 구조물 및 부재의 보강성이 우수한 효과를 발휘한다. The high-strength composition for repairing concrete of the present invention is shock-resistant, there is no damage and cracking due to partial load, and the repair can be freely and the construction time and work can be shortened. Excellent reinforcement effect.
특히 본 발명의 조성물은 물과 혼합시 반수용화되어서 침투성이 좋고, 비누체계를 사용하지 않고도 성막을 형성하여 무기 재료에 밀봉성, 내약품성이 우수하다. 따라서 필요에 따라 세사, 품질 골재 또는 충진 재료 등을 혼합하여 토목, 건축, 환경 구조물, 방수 재료, 긴급공사 구조물, 철근 콘크리트 대응 구조물, 부재 보강 구조물 등의 보수 및 보강 재료로 활용할 수 있다.In particular, the composition of the present invention, when mixed with water, is semi-solubilized to have good permeability, and forms a film without using a soap system, so that the inorganic material is excellent in sealability and chemical resistance. Therefore, fine sand, quality aggregates or filling materials may be mixed as needed to be used as repair and reinforcement materials for civil engineering, construction, environmental structures, waterproofing materials, emergency construction structures, reinforced concrete response structures, and member reinforcing structures.
또한 본 발명은 폴리메타크릴산과 사염화규소의 중합체와 같은 아크릴계 폴리머의 첨가를 통해 강력한 공유결합과 수밀성을 확보하고, 적절한 미세구조가 조정을 이루고, 비표면적이 비교적 큰 조성물로 제조하여 공극을 최소화하여 초속경, 고강도, 내구성 및 우수한 방수기능을 갖는다. 이를 통해 본 발명은 오래 시간 경과 후에도 인장변형률이 적고, 우수한 경과 거동을 나타내고, 기존 콘크리트에 비하여 매우 높은 연성을 유지한다.In addition, the present invention secures strong covalent bonds and water tightness through the addition of acrylic polymers such as polymethacrylic acid and silicon tetrachloride polymer, adjusts the appropriate microstructure, and manufactures a composition with a relatively large specific surface area to minimize voids Super fast mirror, high strength, durable and waterproof. Through this, the present invention has a low tensile strain even after a long time elapses, shows excellent elongational behavior, and maintains very high ductility compared to conventional concrete.
이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 다만, 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다 할 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It should be understood, however, that these examples are for illustrative purposes only and are not to be construed as limiting the scope of the present invention.
[실시예]
[Example]
1. 실시예의 제조1. Preparation of Example
칼슘알루미노설페이트(Calcium Sulfoaluminate, 4CaO·3Al2O3·SO3)는 명반, 석회석 및 석고를 1200 내지 1300℃에서 고온 소성하여 제조한 클리커를 분쇄하여 제조하였다.Calcium Sulfoaluminate (Calcium Sulfoaluminate, 4CaO.3Al 2 O 3 .SO 3 ) was prepared by pulverizing the clicker, which was prepared by calcining alum, limestone and gypsum at 1200 to 1300 ° C at high temperature.
포틀랜드 시멘트는 한국산업규격 KSL 5201에 따른 보통 시멘트를 사용하였다. Portland cement used plain cement according to Korean Industrial Standard KSL 5201.
아크릴계 폴리머는 사염화 규소를 폴리메타크릴산에 결합시키기 위하여 인산나트륨(Na2HPO4)을 촉매로 가하여 SiCl2로 환원시킨 후, 프로피온산 염화규소를 얻고, 여기에 폴리메타크릴산을 가한 후, 염화나트륨 및 인산나트륨을 침전 제거 시킨 다음 물을 가한다. 상기 산성용액에 규산나트륨을 가해 중화 건조하여 백색의 초미세 분말을 얻는다.
In order to bond silicon tetrachloride to polymethacrylic acid, an acrylic polymer is reduced to SiCl 2 by adding sodium phosphate (Na 2 HPO 4 ) as a catalyst, to obtain silicon propionic acid chloride, to which polymethacrylic acid is added, and then to sodium chloride. And sodium phosphate was precipitated and water was added. Sodium silicate is added to the acidic solution and neutralized to dryness to obtain a white ultrafine powder.
*석고, 설포네이트 멜라민 포름알데하이드(Sulfonated Melamine Formaldehyde)와 주석산은 시중에서 판매되고 있는 제품을 사용하였다. * Gypsum, Sulfonated Melamine Formaldehyde and Tartaric acid were used commercially.
혼합시 비교적 넓은 비표면적의 입도 분포를 확보하기 위하여 공기 부양식 교반혼합장치를 사용하였다.
In order to ensure the particle size distribution of the relatively large specific surface area during mixing, an air-floating stirring mixer was used.
2. 실시예의 성분
2. Ingredients of the Example
*상기에서 제조한 실시예의 성분 분석결과는 하기 표 1과 같다.* Component analysis results of Examples prepared above are shown in Table 1 below.
(㎡/㎏)Specific surface area
(㎡ / ㎏)
~130,0003,100
~ 130,000
3. 실시예에 대한 물성평가
3. Evaluation of Properties for Examples
상기 제조한 실시예 100g에 물 30g을 첨가한 후 경화하여 하기의 물성평가를 시행하였다. 그 결과는 하기 표 2와 같다.
30 g of water was added to 100 g of the prepared example, and cured to carry out the following physical property evaluation. The results are shown in Table 2 below.
4. 제조예에 대한 물성평가
4. Evaluation of Physical Properties of Manufacturing Examples
상기 제조한 실시예 35g에 석재골재 65g을 혼합한 것에 물 30g을 첨가한 후, 두께 T/30㎜ 제품으로 만들어 물성평가를 실시하였다. 상기 물성평가 결과는 하기 표 3과 같다.
After adding 30 g of water to the mixture of 65 g of the stone aggregate and 35 g of the prepared example, it was made into a T / 30 mm thick product and subjected to physical property evaluation. The property evaluation results are shown in Table 3 below.
상기 결과를 통해 골재와 혼합하여 보수 보강을 하는 경우에도 높은 연성을 유지하고, 나아가 종래 시멘트 구조물 보다 1/3 정도의 두께만으로도 기존 구조물과 동등한 정도의 경도를 확보할 수 있다는 것을 확인하였다.
Through the above results, it was confirmed that even in the case of repair and reinforcement by mixing with aggregate, high ductility was maintained, and further, hardness of about the same as that of the existing structure can be secured by only one third the thickness of the conventional cement structure.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항 들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, those skilled in the art will appreciate that such specific embodiments are merely preferred embodiments and that the scope of the present invention is not limited thereby. something to do. It is therefore intended that the scope of the invention be defined by the claims appended hereto and their equivalents.
Claims (7)
포틀랜드 시멘트 60중량% 내지 65중량%;
아크릴계 폴리머 4중량% 내지 6중량%;
멜라민계 고유동화제 0.15중량% 내지 0.2중량%; 및
주석산을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 보수용 고강도 조성물.
20% to 30% by weight of calcium aluminosulfate;
60% to 65% by weight of Portland cement;
4 wt% to 6 wt% of an acrylic polymer;
0.15% to 0.2% of a melamine-based high fluidizing agent; And
A high strength composition for repairing concrete, comprising tartaric acid.
포틀랜드 시멘트;
아크릴계 폴리머;
멜라민계 고유동화제; 및
주석산을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 보수용 고강도 조성물.
Calcium aluminosulfate;
Portland cement;
Acrylic polymers;
Melamine-based high fluidizing agent; And
A high strength composition for repairing concrete, comprising tartaric acid.
황산칼슘을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 보수용 고강도 조성물.
3. The method of claim 2,
High strength composition for repairing concrete, further comprising calcium sulfate.
상기 아크릴계 폴리머는 사염화규소와 폴리메타크릴산을 중합하여 얻은 것임을 특징으로 하는 콘크리트 보수용 고강도 조성물.
3. The method of claim 2,
The acrylic polymer is a high strength composition for repairing concrete, characterized in that obtained by polymerizing silicon tetrachloride and polymethacrylic acid.
상기 콘크리트 보수용 고강도 조성물은 비표면적이 3,100 ㎡/㎏ 내지 130,000 ㎡/㎏의 범위인 것을 특징으로 하는 콘크리트 보수용 고강도 조성물.
3. The method of claim 2,
The high strength composition for concrete repair is a high strength composition for concrete repair, characterized in that the specific surface area of 3,100 m 2 / kg to 130,000 m 2 / kg.
상기 멜라민계 고유동화제는 설포네이트 멜라민 포름알데하이드(Sulfonated Melamine Formaldehyde)인 것을 특징으로 하는 콘크리트 보수용 고강도 조성물.
3. The method of claim 2,
The melamine-based high fluidizing agent is sulfonate melamine formaldehyde (Sulfonated Melamine Formaldehyde), characterized in that the high strength composition for repairing concrete.
상기 콘크리트 보수용 고강도 조성물은 총 중량 대비 SiO2 : Al2O3 : CaO의 중량비율이 7.1 : 13.56 : 55.4 인 것을 특징으로 하는 콘크리트 보수용 고강도 조성물.3. The method of claim 2,
The high-strength composition for repairing concrete is a high-strength composition for repairing concrete, characterized in that the weight ratio of SiO 2 : Al 2 O 3 : CaO to the total weight is 7.1: 13.56: 55.4.
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