KR20170091251A

KR20170091251A - 에폭시수지를 이용한 균열 보수보강제 조성물 및 이를 이용한 시공방법

Info

Publication number: KR20170091251A
Application number: KR1020160011985A
Authority: KR
Inventors: 이평원
Original assignee: (주)대한하이텍건설
Priority date: 2016-01-29
Filing date: 2016-01-29
Publication date: 2017-08-09
Also published as: KR101819919B1

Abstract

본 발명은 에폭시 수지 100중량부를 기준으로, 칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부; 수산화알루미늄, 탄산칼슘 또는 이들의 혼합물로 이루어진 충진제 5 내지 50중량부; 섬유 10 내지 40중량부; 경화제 5 내지 20중량부; 라텍스 30 내지 50중량부; 재유화형 폴리머 분말 0.01 내지 4중량부; 부착증진제 1 내지 10중량부; 및 저수축제 3 내지 15중량부를 포함하는 보수보강제 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 균열 보수보강제 조성물은 보수보강제 조성물에 에폭시 수지, 충진제, 경화제, 섬유 등을 포함시켜, 균열부 주변과의 접착성을 향상시키는 동시에, 우수한 방수성 및 장기 내구성을 증가시키도록 하는 균열 보수보강제 조성물을 제공한다.

Description

에폭시수지를 이용한 균열 보수보강제 조성물 및 이를 이용한 시공방법{ A Composition for Reinforcement of Crack Using Epoxy Resin and Reinforcement of Concrete Structure Using Thereof}

본 발명은 에폭시 수지를 이용한 균열 보수보강제 조성물에 관한 것으로서, 더 상세하게는 콘크리트 구조물 등의 균열부위에 적용되어 보수 및/또는 보강을 하기 위한 에폭시 수지를 이용한 균열 보수/보강제 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 구조물은 시간이 지남에 따라 설계 및 시공 상의 하자, 사용 중의 구조변경, 환경변화에 따른 노후화 및 자연재해, 화재 등 각종 원인에 의해 내구성 및 내하력이 저하되며, 이러한 원인에 의해 구조적으로 영향을 받게 된 구조물들은 균열 등으로 인하여 붕괴로까지 이어질 수 있어 인명피해 등 대형 참사뿐만 아니라, 사회 기반인 주요시설 및 교통망이 장기간 마비되고 복구를 위해서는 막대한 공사비가 소요되어 사회적으로 큰 영향을 미친다.

한편, 구조적인 손상을 입은 구조물들은 안전성 확보를 위해 전면 또는 부분적인 보수/보강조치가 반드시 필요하며, 특히, 구조적인 손상을 유발하는 균열은 외부의 영향 다시 말해, 콘크리트 구조물과 이웃하는 토사에 빗물 등이 응축되어 있다가 구조물 표면으로 스며들면서 열화가 발생하게 되어 발생하는 것이 대부분이다.

특히, 콘크리트 구조물은 콘크리트의 건조와 수축, 온도변화, 누수, 진동 등 여러 요인에 의해 외부 또는 내부에 균열이 발생될 가능성이 매우 높으며, 차량이나 열차의 통행이 많은 터널, 지하철의 차량 통로에는 진동 등의 여러 요인에 의해 균열이 빈번하게 발생된다.

이러한 콘크리트의 균열 부분은 외부의 수분 및 공기의 유입이 쉽게 이루어지므로 콘크리트의 풍화를 촉진하고, 철근의 부식을 초래하여 콘크리트 구조물의 수명 및 안전성에 치명적인 악영향을 미치게 된다.

한편, 이러한 구조물, 특정적으로 콘크리트 구조물을 보강하기 위한 방법으로 콘크리트 구조물의 균열 부위에 팩커(Packer) 및 보수보강제 등을 이용하여 보수/보강하는 것이 일반적이다.

이러한 균열을 보수하는 일례로서, 대한민국 특허 제1119232호에는 콘크리트 구조물의 균열부위에 레진을 주입하여 보강하는 콘크리트 균열 보강용 주입식 에폭시 조성물을 이용한 콘크리트 구조물 보강 공법이 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출한 것으로서, 보수보강제 조성물에 에폭시 수지, 충진제, 경화제, 섬유 등을 포함시켜, 균열부 주변과의 접착성을 향상시키는 동시에, 우수한 방수성 및 장기 내구성을 증가시키도록 하는 균열 보수보강제 조성물을 제공하고자 한다.

본 발명은

에폭시 수지 100중량부를 기준으로,

칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부;

수산화알루미늄, 탄산칼슘 또는 이들의 혼합물로 이루어진 충진제 5 내지 50중량부;

섬유 10 내지 40중량부;

경화제 5 내지 20중량부;

라텍스 30 내지 50중량부;

재유화형 폴리머 분말 0.01 내지 4중량부;

부착증진제 1 내지 10중량부; 및

저수축제 3 내지 15중량부를 포함하는 보수보강제 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은

시공할 균열부 주변을 정리하는 단계;

상기 균열부에 에폭시 수지 100중량부를 기준으로, 칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부, 수산화알루미늄, 탄산칼슘 또는 이들의 혼합물로 이루어진 충진제 5 내지 50중량부, 섬유 10 내지 40중량부, 경화제 5 내지 20중량부, 라텍스 30 내지 50중량부, 재유화형 폴리머 분말 0.01 내지 4중량부, 부착증진제 1 내지 10중량부, 및 저수축제 3 내지 15중량부를 포함하는 균열 보수보강제 조성물을 주입하는 보수보강제 조성물 주입단계; 및

상기 보수보강제 조성물 주입단계가 종료된 후 경화시키는 경화단계를 포함하는 균열 보수보강제 조성물 시공방법을 제공한다.

본 발명은 보수보강제 조성물에 에폭시 수지, 충진제, 경화제, 섬유 등을 포함시켜, 균열부 주변과의 접착성을 향상시키는 동시에, 우수한 방수성 및 장기 내구성을 증가시키도록 하는 균열 보수보강제 조성물을 제공한다.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.

한 가지 관점에서, 본 발명은 에폭시 수지 100중량부를 기준으로, 칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부; 수산화알루미늄, 탄산칼슘 또는 이들의 혼합물로 이루어진 충진제 5 내지 50중량부; 섬유 10 내지 40중량부; 경화제 5 내지 20중량부; 라텍스 30 내지 50중량부; 재유화형 폴리머 분말 0.01 내지 4중량부; 부착증진제 1 내지 10중량부; 및 저수축제 3 내지 15중량부를 포함하는 보수보강제 조성물을 제공한다.

다른 관점에서, 본 발명은 시공할 균열부 주변을 정리하는 단계; 상기 균열부에 에폭시 수지 100중량부를 기준으로, 칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부, 수산화알루미늄, 탄산칼슘 또는 이들의 혼합물로 이루어진 충진제 5 내지 50중량부, 섬유 10 내지 40중량부, 경화제 5 내지 20중량부, 라텍스 30 내지 50중량부, 재유화형 폴리머 분말 0.01 내지 4중량부, 부착증진제 1 내지 10중량부, 및 저수축제 3 내지 15중량부를 포함하는 균열 보수보강제 조성물을 주입하는 보수보강제 조성물 주입단계; 및 상기 보수보강제 조성물 주입단계가 종료된 후 경화시키는 경화단계를 포함하는 균열 보수보강제 조성물 시공방법을 제공한다.

본 발명에 따른 균열 보수보강제 조성물, 특정적으로 에폭시 수지를 이용한 균열 보수보강제 조성물은 균열부 특정적으로 콘크리트, 예를 들면 콘크리트 구조물의 균열부에 적용함으로써, 우수한 방수성 및 장기 내구성 등을 증가시키도록 하는 것이라면 특별히 한정되지 않는다.

본 발명에 따른 에폭시 수지는 당업계에서 통상적으로 사용되는 에폭시 수지라면 특별히 한정되지 않는다.

본 발명에 따른 균열 보수보강제 조성물의 에폭시 수지 외 나머지 성분들의 함량은 에폭시 수지 100중량부를 기준으로 한다.

본 발명에 따른 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate)는 수축보상, 고강도, 예를 들면 높은 압축강도와 휨강도 및 초속경을 부여하기 위한 물질로서, 이러한 목적을 갖는 칼슘설포알루미네이트라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하며, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 30중량부인 것을 추천한다.

여기서, 상기 칼슘설포알루미네이트의 사용량이 5중량부 미만이면 경화속도가 감소하고 30중량부 이상인 경우 체적이 팽창되는 문제점이 발생할 수 있다.

한편, 상기 칼슘설포알루미네이트는 물과 접촉할 경우 순식간에 반응하여 에트린가이트(Ettringite) 수화물을 생성함으로써, 보수보강제 조성물의 압축강도를 수분 내지 수 시간 안에 얻을 수 있도록 한다.

이때, 보다 신속한 수화반응을 위해 초미립 비정질 칼슘설포알루미네이트를 사용할 수도 있다.

상기 수화반응성 증대를 위해 사용되는 초미립 비정질 칼슘설포알루미네이트의 블레인 분말도는 5,000 내지 8,000㎠/g 정도인 것이 좋다.

특정 양태로서, 본 발명에 따른 칼슘설포알루미네이트는 28 내지 62중량%인 압연종말슬러지와, 19 내지 52중량%인 백운석슬러지와, 9 내지 20중량%인 부산석고가 포함되도록 구성되고, 상기 혼합물의 입도가 88㎛, 잔분이 5 내지 20중량%로 분쇄되어 이루어질 수 있다.

이후에, 상기 혼합물을 소성로에서 1,000 내지 1,300℃의 소성온도로 1시간 이상 유지한 후 공냉시켜, 칼슘설포알루미네이트를 제조하게 된다. 이때, 소성온도가 낮거나, 백운석슬러지의 함량이 높은 경우에는 미반응 석회의 양이 많아져 팽창성을 나타내므로 붕괴, 파괴의 염려가 있으며, 소성온도가 높거나 석회석 배합량이 적어도 칼슘설포알루미네이트의 생산이 적어져 소기의 목적을 달성할 수 없다.

본 발명에 따른 충진제는 치수 안정성 및 내마모성을 향상시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 충진제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하며, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부를 기준으로 5 내지 50중량부인 것이 좋다.

바람직한 충진제로는 수산화알루미늄, 탄산칼슘 또는 이들의 혼합물을 추천한다.

본 발명에 따른 섬유는 보수보강제 조성물의 강도 등을 향상시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 섬유라면 특별히 한정되지 않는다.

바람직한 섬유로는 현무암 섬유, 아라미드 섬유, 유리섬유, 탄소섬유 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 사용할 수 있고, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 10 내지 40중량부를 사용하는 것이 좋다.

여기서, 상기 현무암섬유는 유리섬유와 화학적 성질이 서로 유사하다. 즉, 유리와 현무암 모두 실리카를 주성분으로 하는 비결정성 소재이다.

또한, 상기 카본섬유는 고강도로서 현무암 섬유에 비하여 큰 우위에 있다. 그러나 탄성률이 1.5%로 현무암 섬유 4.2%에 비해 매우 낮아 섬유가공 측면에서 어려운 부분도 있다.

상기 아라마이드 섬유는 실의 형태로 뽑아 직물을 만드는 데 사용하는 필라멘트 형태, 분말형태로 형성하여 제품을 만드는 데 사용하는 펄프형태, 실의 두께를 자유롭게 조정함은 물론 다른 성질의 실과 혼방하여 사용하기 위해 약한 분쇄가공을 한 스테플 형태가 있는데, 본 발명에서는 필요에 따라 이중 선택된 어느 하나의 형태로 적용될 수 있다.

한편, 상기 아라미드 섬유는 단일 형상을 갖는 것이며, 그 길이는 1 내지 100mm, 바람직하게는 3 내지 40mm이며, 단면의 직경 또는 두께는 1 내지 50㎛, 바람직하게는 10 내지 40㎛이다. 상기 아라미드의 길이 및 직경 또는 두께는 목적하는 보수보강제 조성물의 품질, 내구 성능과 인장강도, 휨강도 및 인성 등에 따라 최적 범위로 조절할 수 있으며, 단일 형상을 유지하는 단일 길이 및 단일 직경으로 사용하는 것이 바람직하다.

상기 아라미드에서 단일 형상이라 함은 길이 또는 직경 중 어느 하나라도 상이한 섬유가 혼합되지 않은 것을 의미하며, 보수보강제 조성물 내의 분산성 측면에서 단일 길이 및 단일 직경의 단일 형상을 갖는 것이 바람직하다.

또한, 상기 아라미드는 5mm의 게이지 길이(gauge length)로 측정한 강도가 8.5g/d 이상, 바람직하게는 9.5g/d이상이고, 5mm의 게이지 길이로 측정한 신도가 60 내지 135%, 바람직하게는 75 내지 115%가 될 수 있다.

본 발명에서 상기 아라미드의 강도 및 신도가 상기 범위를 벗어나면 보수보강제 조성물의 균열저항 등을 개선하는 효과가 미약해질 수 있다.

상기 아라미드는 상대점도(RV)가 2.9 이상, 바람직하게는 3.2 이상이 될 수 있으며, 아라미드의 상대점도(RV)가 상기 범위 보다 낮으면 섬유자체의 강도 및 내마모 특성이 저하될 수 있다.

본 발명에서 아라미드는 섬도가 1 내지 10 데니어, 바람직하게는 1.5 내지 5 데니어인 것을 사용할 수 있다.

상기 섬도가 1 데니어 미만인 경우에는 섬유의 표면적이 증가해서 접촉면적이 증가하는 장점은 있으나, 섬유 자체의 강도가 저하되고 보수보강제 조성물 내 섬유의 분산성이 저하될 수 있다. 반면에, 섬도가 10 데니어를 초과하는 경우에는 보수보강제 조성물 단위면적당 섬유 개수가 감소하여 상대적으로 보수보강제 조성물에서 취약부가 형성될 위험이 발생될 수 있다.

특정 양태로서, 본 발명에 따른 아라미드 섬유는 분산제가 코팅된 형태를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 분산제가 코팅된 아라미드(aramid)는 인장력, 내마모성, 내구성 등이 뛰어나다는 장점이 있어서 이를 보수보강제 조성물에 혼입하게 되면, 앞서와 같은 아라미드 고유의 특성을 보수보강제 조성물에 부여할 수 있으며, 또한, 아라미드는 낮은 열전도도 특성 때문에 단열성능을 향상시킬 수 있다.

다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 아라미드 섬유는 그 표면에 에스테르계 윤활제 및 비이온성 계면활성제를 포함하는 코팅액으로 코팅될 수 있으며, 이러한 코팅을 통해 보수보강제 조성물 내 분산성과 각 조성물과의 결합력이 크게 향상될 수 있다.

아라미드의 분산성과 결합력의 개선효과를 고려하면, 상기 코팅액의 코팅량은 아라미드 전체 중량 대비 0.5 내지 3중량%가 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니다.

본 발명에 따른 경화제는 보수보강제 조성물을 경화시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용하는 경화제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다.

바람직한 경화제로는 파라 톨루엔 설포닉산[PTSA(Para Toluene Solfonic Acid)], 페놀술폰산, t-부틸페록식 벤조에이트(tert-Butylperoxy benzoate, TBPB), 무수프탈산(Phthalic acid anhydride), 방향족 폴리아민, 비스-(4-t -부틸사이클로헥산)페록시디카보네이트, 폴리메캅탄(Polymercaptan) 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부를 기준으로, 5 내지 20중량부를 사용하는 것이 좋다.

본 발명에 따른 라텍스는 에폭시 수지의 공극 및 구조물의 공극을 메워 접착성 및 방수성, 내구성 등을 향상시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용되는 라텍스라면 특별히 한정되지 않고, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 30 내지 50중량부를 사용하는 것이 좋다.

본 발명에 따른 재유화형 폴리머 분말(Redispersible Polymer Powder)은 보수보강제 조성물 내부에 필름을 형성하여 휨 및 부착강도를 향상시키며, 보수성이 개선되어 중성화, 염화물 이온 침투, 동결융해 등에 대한 내구성을 향상시킬 수 있다.

바람직한 재유화형 폴리머 분말은 에틸렌 초산 비닐(EVA) 또는 초산비닐/비닐바사테이트(Va/VeoVa) 중 선택된 어느 하나 이상으로 구성되는데, 겉보기 비중은 475±g/l, 입도는 max,2%>400㎛이고, 물에 재분산 시 0.3 내지 9㎛의 입도분포를 나타내며, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부를 기준으로 0.01 내지 3중량부인 것이 좋다.

본 발명에 따른 부착증진제는 보수보강제 조성물이 구조물의 균열에 충진될 경우 보다 용이하게 접착될 수 있도록 하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 부착증진제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다.

바람직한 부착증진제로는 아크릴 포스페이트계 부착 증진제, 예를 들면 하이드록시 에틸 아크릴로일 포스페이트, 하이드록시 에틸 메타 아크릴레이트 포스페이트 등을 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부인 것을 추천한다.

본 발명에 따른 저수축제는 보수보강제 조성물이 균열부에 충진된 상태에서 수축되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 당업계에서 통상적으로 사용되는 저수축제라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 폴리비닐 아세테이트계 저수축제, 폴리에스터계 저수축제, 특정적으로 불포화 폴리에스터 수지로 이루어진 저수축제를 사용하는 것이 좋다.

바람직한 저수축제의 사용량은 사용자의 선택에 따라 변동 가능하지만, 추천하기로는 에폭시 수지 100중량부 기준으로 3 내지 15중량부인 것이 좋다.

특정 양태로서, 본 발명에 따른 보수보강제 조성물, 특정적으로 균열 보수보강제 조성물은 방수성 및 장기 내구성 등을 향상시키기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 우레탄 수지 50 내지 90중량부를 더 포함할 수 있다.

다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 균열 보수보강제 조성물은 보수 및/또는 보강에 적용되는 조성물의 강도를 증가시키고, 조성물간의 결합력, 균열방지 등을 제공하기 위하여 에폭시 수지 100중량부를 기준으로 폴리아미드 섬유 보강재 5 내지 30중량부를 더 포함할 수 있다.

상기 폴리아미드 섬유 보강재는 균열 보수보강제 조성물의 균열방지 및 인성증대를 위해 첨가된다.

상기 폴리아미드 섬유 보강재로는 폴리아미드(나일론) 6, 폴리아미드(나일론) 66 또는 이들의 혼합물을 포함한다.

또 다른, 특정 양태로서, 본 발명에 따른 보수보강제 조성물은 우수한 접착력 및 기계적 물성을 유지하여 외부 충격에 의한 크랙 및 탈락현상을 방지하기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 메틸메타아크릴레이트(MMA: Methyl MethAcrylate) 5 내지 15중량부를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 메틸메타아크릴레이트는 점도가 10 내지 1,000cps인 저점도 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지 49 내지 70중량%와, 점도가 2,000 내지 20,000cps인 고점도 메틸메타크릴레이트(MMA) 20 내지 50중량%를 혼합하여 얻어지는 메틸메타크릴레이트 혼합물에 SIS(stylene isoprene stylene), SBR(stylene butadiene rubber), SBS(stylene butadiene stylene) 중에서 선택된 하나 이상의 혼합물 1 내지 10중량%를 혼합한 변성 메틸메타아크릴레이트를 사용할 수도 있다.

이때, 상기 SIS, SBR 및/또는 SBS의 함량이 1중량% 미만인 경우에는 내충격성 저하로 인한 크랙이 발생할 수 있고, 10중량%를 초과하는 경우에는 점도상승으로 인하여 작업성에 문제가 발생될 수 있기 때문에 바람직하지 못하다.

또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 보수보강제 조성물은 소성변형을 감소시키기 위해 에폭시 수지 100중량부를 기준으로 5 내지 30중량부의 변형방지제를 더 포함할 수 있다.

바림직한 변형방지제는 폴리에틸렌, 폴리뷰텐, 하임팩트폴리스티렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 추천한다.

또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 보수보강제 조성물은 보수보강제 조성물과 균열부 사이의 강고한 밀착성, 내수성, 내약품성, 기계적 특성(탄성, 유리전이온도, 응력완화) 등을 제공하기 위하여, 에폭시 수지 100중량부를 기준으로 10 내지 50중량부의 아크릴코폴리머를 더 포함할 수 있다.

바람직한 아크릴코폴리머는 아크릴 모노머, 4-시아노바릭 산(4-cyanovaleric acid), 글리시달메타아크릴레이트(GMA)의 중합에 의해 형성된 것을 사용하는 것이 바람직하고, 추천하기로는 아크릴레이트코폴리머(Acrylates copolymer)를 사용하는 것이 좋다.

이때, 상기 아크릴 모노머는 부틸아크릴레이트(BAM), 글리시달메타아크릴레이트(GMA) 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋다.

또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 보수보강제 조성물은 초기 접착력을 강화하기 위하여 폴리비닐알콜을 더 포함할 수 있는데, 폴리비닐알콜은 보수보강제 조성물의 구성성분의 분산성을 좋게 할 뿐만 아니라, 초기의 끈적임 정도(tacky property)도 증가되어 초기접착력을 개선하여 들뜸 현상, 뒤틀림 등의 불량률을 감소시킬 수 있다.

상기 폴리비닐알콜의 사용량은 에폭시 수지 100중량부를 기준으로 2 내지 10중량부인데, 폴리비닐알콜이 2중량부 이하 일 때는 그 효과가 미미하며, 10중량부 이상일 경우에는 그 양이 과도하여 경제적이지 못할 뿐만 아니라, 보수보강제 조성물의 내후성 등에 나쁜 영향을 미칠 수 있어 바람직하지 않다.

또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 보수보강제 조성물은 테트라에틸렌펜타민(Tetraethylenepentamine; TEPA)을 에폭시 수지 100중량부를 기준으로 2 내지 8중량부로 더 포함할 수 있는데, 테트라에틸렌펜타민은 폴리아민의 일종으로서, 보수보강제 조성물의 경화속도 및 점도 조절의 역할을 하며, 그 사용량이 2중량부 이하 일 때는 효과가 미미하며, 8중량부 이상일 경우에는 그 양이 과도하여 경제적이지 못하다.

또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 보수보강제 조성물은 접착성을 향상시키기 위하여 옥틸트리에톡시실란을 더 포함할 수 있다.

상기 옥틸트리에톡시실란은 단량체 형태로 사용 가능하며, 상기 단량체의 분자량은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 바람직하게는 150 내지 450Da인 것이 좋고, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부를 기준으로 1 내지 10중량부인 것을 추천한다.

또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 보수보강제 조성물은 실온에서 효과적으로 경화하고 내열성, 저온 성능, 내화학성, 내용매성 및 내유성과 같은 개선된 특성을 제공하기 위하여 아미노기 함유 실록산(Aminofunctional siloxan)을 더 포함할 수 있다.

상기 아미노 함유 실록산은 특별히 제한되는 것은 아니며, 일례로서 아미노메틸폴리디메틸실록산을 들 수 있으며, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부를 기준으로 3 내지 10중량부인 것을 추천한다.

또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 보수보강제 조성물은 보수보강제 조성물의 수명 연장을 위하여 마그네슘 실리케이트를 에폭시 수지 100중량부를 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함할 수 있다.

상기, 마그네슘 실리케이트는 내화학성 및 내약품성과 풍화 저항성이 우수한 물성을 갖고 있으므로 보수보강제 조성물에 포함되면 상기와 같은 특성에 의해 수명이 연장되는 것이다.

또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 보수보강제 조성물은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 희석제 3 내지 10중량부를 더 포함할 수 있다.

바람직한 희석제로는 스티렌모노머, 비닐 아세테이트(VAc) 또는 메틸 아크릴레이트를 사용할 수 있다.

또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 보수보강제 조성물은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 진크 설페이트(zinc sulphate)를 1 내지 3중량부를 더 포함할 수 있다.

진크 셀페이트는 알카리부여제로소 널리 사용되는 것으로 진크 설페이트가 보수보강제 조성물에 포함되면 보수보강하고자 하는 재료인 콘크리트, 철근 등의 알카리성을 회복시키며, 표면에 비활성막을 생성함으로써 부식을 방지할 수 있다.

또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 보수보강제 조성물은 초기 접착력을 향상하기 위하여 폴리비닐알콜을 더 포함할 수 있는데, 폴리비닐알콜은 보수보강제 조성물의 구성성분의 분산성을 좋게 할 뿐만 아니라, 초기의 끈적임 정도(tacky property)도 증가되어 초기접착력을 개선하여 작업공정상 보수보강제 조성물의 들뜸 현상, 뒤틀림 등의 불량률을 감소시킬 수 있다.

상기 폴리비닐알콜의 사용량은 에폭시 수지 100중량부를 기준으로 2 내지 10중량부인데, 폴리비닐알콜이 2중량부 이하 일 때는 그 효과가 미미하며, 10중량부 이상일 경우에는 그 양이 과도하여 경제적이지 못할 뿐만 아니라, 보수보강용 조성물의 내후성 등에 나쁜 영향을 미칠 수 있어 바람직하지 않다.

또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 보수보강제 조성물은 공극을 치밀하게 하고 누수를 방지하며 강도를 향상시키기 위하여 나트륨벤토나이트를 에폭시 수지 100중량부를 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함할 수 있다.

상기 나트륨벤토나이트는 많은 양의 물을 흡수해 원래 부피의 여러 배로 팽창되며 겔과 같은 상태가 되어 조성물의 공극을 치밀하게 매우게 되어 누수를 방지하고 강도를 향상시켜 균열방지에 기여하게 된다.

또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 보수보강제 조성물은 에폭시 수지 100중량부를 기준으로 0.1 내지 5중량부의 촉매를 더 포함할 수 있다.

상기 촉매는 경화를 촉진시키고 구성 성분들간에 서로 용이하게 결합시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 촉매라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 아미노프로핀트리에폭시실란을 사용하는 것이 좋다.

또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 보수보강제 조성물은 수분침투를 방지하여 내구성을 향상시키기 위해 에폭시 수지 100중량부를 기준으로 가교된 폴리아크릴레이트염 1 내지 10중량부를 더 포함할 수 있다.

상기 가교된 폴리아크릴레이트염은 보수보강제 조성물의 내부의 공극을 채우게 되어 수분의 침투를 방지하게 되고 이에 따라 내부의 내구성을 증진시키는 역할을 하게 되는데, 상세하게는 상기 가교된 폴리아크릴레이트염은 아크릴레이트염의 중합체가 가교(crosslinking)된 물질을 말하며, 가교제로 아크릴산(Acrylic acid)이 포함된 아크릴산과 소듐아크릴레이트(sodium acrylate)의 공중합체로 이루어지며, 하기 (C₃H₄O₂.C₃H₃O₂Na)x의 분자식을 갖는다.

상기 구조로 이루어지는 가교된 폴리아크릴레이트염은 고분자 사슬 간의 가교결합(cross-linking)을 통한 3차원 망상구조 또는 단일 사슬구조에서 친수성기의 도입에 따라 가교된 폴리아크릴레이트염이 사용되면 수분 침투시 팽창하여 내부 공극을 채워 수분의 침투를 방지하고, 내구성을 증진시키게 된다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 보수보강제 조성물을 이용한 균열 보수보강공법을 설명하면 다음과 같다. 여기서, 하기 보수보강공법은 보수보강제 조성물의 일 실시양태로서 이에 한정되지 않고, 당업계의 통상적인 보수보강제 조성물을 이용한 보수 보강공법이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다.

본 발명에 따른 보수보강제 조성물을 이용한 보수 보강공법시공할 균열부 주변을 정리하는 단계;

상기 보수보강제 조성물 주입단계가 종료된 후 경화시키는 경화단계를 포함한다.

이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 하기의 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

[실시예 1]

에폭시 수지 100g, 칼슘설포알루미네이트 15g, 수산화알루미늄 25g, 탄소섬유 20g, 파라 톨루엔 설포닉산 10g, 라텍스 40g, 에틸렌 초산 비닐 2g, 하이드록시 에틸 아크릴로일 포스페이트 5g 및 불포화 폴리에스터 수지로 이루어진 저수축제 8g을 혼합하여 균열 보수보강제 조성물을 제조하였다.

[실시예 2]

실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 우레탄 수지 70g을 더 포함시켜 균열 보수보강제 조성물을 제조하였다.

[실시예 3]

실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 폴리아미드 15g을 더 포함시켜 균열 보수보강제 조성물을 제조하였다.

[실시예 4]

실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 보수보강제 조성물에 저점도 메틸메타크릴레이트 수지 60중량%와, 점도가 약 10,000cps인 고점도 메틸메타크릴레이트(MMA) 39중량%, 및 SIS(stylene isoprene stylene) 1중량%를 혼합한 메틸메타아크릴레이트 10g을 더 부가하여 실시하였다.

[실시예 5]

실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 보수보강제 조성물에 폴리뷰텐을 포함하는 변형방지제 15g을 더 부가하여 실시하였다.

[실시예 6]

실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 보수보강제 조성물에 아크릴코폴리머 25g을 더 부가하여 실시하였다.

[실시예 7]

실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 보수보강제 조성물에 테트라에틸렌펜타민 4g을 더 부가하여 실시하였다.

[실시예 8]

실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 보수보강제 조성물에 옥틸트리에톡시실란 5g을 더 포함시켜 실시하였다.

[실시예 9]

실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 보수보강제 조성물에 아미노메틸폴리디메틸실록산 7g을 더 부가하여 실시하였다.

[실시예 10]

실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 보수보강제 조성물에 스티렌모노머로 이루어진 희석제 5g을 더 부가하여 실시하였다.

[실시예 11]

실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 보수보강제 조성물에 진크 설페이트(zinc sulphate) 2g을 더 포함시켜 실시하였다.

[실시예 12]

실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 보수보강제 조성물에 폴리비닐알콜 5g을 더 부가하여 실시하였다.

[실시예 13]

실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 보수보강제 조성물에 나트륨벤토나이트 2g을 더 부가하여 실시하였다.

[실시예 14]

실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 보수보강제 조성물에 가교된 폴리아크릴레이트염 2g을 더 포함시켜 실시하였다.

[실시예 15]

실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 보수보강제 조성물에 촉매로서 아미노프로핀트리에폭시실란 2g을 더 부가하여 실시하였다.

[비교예 1]

실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 에폭시 수지 100g을 제외하여 실시하였다.

[실 험]

실시예 및 비교예에 따라 제조된 보수보강제 조성물을 경화시켜 압축강도, 휨강도 및 인장신율을 측정하여 표 1로 나타내었다.

	압축강도(kg/㎡)	휨강도(kg/㎡)	인장신율(%)
실시예 1	890	400	8.0
실시예 2	900	390	7.5
실시예 3	950	380	7.0
실시예 4	850	390	7.5
실시예 5	790	340	7.0
실시예 6	890	410	7.0
실시예 7	940	420	8.0
실시예 8	950	430	8.0
실시예 9	940	420	8.0
실시예 10	890	400	7.0
실시예 11	910	400	7.5
실시예 12	920	390	6.5
실시예 13	910	400	8.0
실시예 14	920	380	6.4
실시예 15	920	400	8.0
비교예 1	650	150	3.0

표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 보수보강제 조성물을 사용한 실시예 1 내지 실시예 15는 비교예에 비하여 압축강도, 휨강도 및 인장신율 등의 물리적 특성이 좋음을 확인할 수 있었다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

에폭시 수지 100중량부를 기준으로,
칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부;
수산화알루미늄, 탄산칼슘 또는 이들의 혼합물로 이루어진 충진제 5 내지 50중량부;
섬유 10 내지 40중량부;
경화제 5 내지 20중량부;
라텍스 30 내지 50중량부;
재유화형 폴리머 분말 0.01 내지 4중량부;
부착증진제 1 내지 10중량부; 및
저수축제 3 내지 15중량부를 포함하는 균열 보수보강제 조성물.
제1항에 있어서,
상기 경화제는 파라 톨루엔 설포닉산, 페놀술폰산, t-부틸페록식 벤조에이트, 무수프탈산, 방향족 폴리아민, 비스-(4-t -부틸사이클로헥산)페록시디카보네이트, 폴리메캅탄 또는 이들의 혼합물 균열 보수보강제 조성물.
제1항에 있어서,
상기 섬유는 유리섬유, 바졸트 섬유, 천연섬유, 카본섬유, 합성섬유, 비닐섬유 및 아라미드 섬유 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 포함하는 균열 보수보강제 조성물.
시공할 균열부 주변을 정리하는 단계;
상기 균열부에 에폭시 수지 100중량부를 기준으로, 칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부, 수산화알루미늄, 탄산칼슘 또는 이들의 혼합물로 이루어진 충진제 5 내지 50중량부, 섬유 10 내지 40중량부, 경화제 5 내지 20중량부, 라텍스 30 내지 50중량부, 재유화형 폴리머 분말 0.01 내지 4중량부, 부착증진제 1 내지 10중량부, 및 저수축제 3 내지 15중량부를 포함하는 균열 보수보강제 조성물을 주입하는 보수보강제 조성물 주입단계; 및
상기 보수보강제 조성물 주입단계가 종료된 후 경화시키는 경화단계를 포함하는 균열 보수보강제 조성물 시공방법.