WO2015129947A1 - 급냉 제강환원슬래그 분말을 결합재로 이용한 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로보수 방법 - Google Patents

급냉 제강환원슬래그 분말을 결합재로 이용한 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로보수 방법 Download PDF

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concrete composition
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road repair
concrete
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김진만
최선미
복영재
오상윤
이대성
강정훈
김지호
강승희
김재원
한상일
김건우
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공주대학교 산학협력단
주식회사 에코마이스터
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    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
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    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/08—Slag cements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C23/00—Auxiliary devices or arrangements for constructing, repairing, reconditioning, or taking-up road or like surfaces
    • E01C23/06—Devices or arrangements for working the finished surface; Devices for repairing or reconditioning the surface of damaged paving; Recycling in place or on the road
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C7/00—Coherent pavings made in situ
    • E01C7/08—Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders
    • E01C7/10—Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders of road-metal and cement or like binders
    • E01C7/14—Concrete paving
    • E01C7/147—Repairing concrete pavings, e.g. joining cracked road sections by dowels, applying a new concrete covering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/0075—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for road construction

Definitions

  • the present invention relates to a concrete composition for fast hardening road repair using a quenching steel reducing slag powder as a binder and to a road repairing method using the same, and more specifically, to a furnace-reduction slag of by-products generated during iron smelting at an ironworks as a binder.
  • Rapidly hardened steel reduction slag powder which is characterized by using a quenched steel reduction slag powder, which is pulverized by spraying and scattering high pressure and high-speed gas, as a substitute for super fast cement, and a concrete composition for fast hard road repair It relates to the road repair method used.
  • bridge pavement In general, concrete pavement causes various forms of deterioration and breakage due to the effects of traffic loads generated by vehicles and environmental loads caused by climate change. Repair and reinforcement of the aged concrete pavement is essential and traffic blocking or bypass is very difficult. For this reason, bridge pavement should be designed and constructed to have long-term commonality at the time of construction.
  • Korean Patent No. 10-1234787 discloses quenched steel reduction slag powder (RC-LFS Powder) which is pulverized by quenching by spraying and scattering high-pressure and high-speed gas into an electric furnace molten reduction slag among by-products generated during iron smelting at a steel mill.
  • R-LFS Powder quenched steel reduction slag powder
  • gypsum used by the quenching steel reducing slag powder to retard condensation and increasing initial and long-term strength when reacting with water.
  • a hydraulic binder composition using a quenching steel reduction slag powder comprising a, wherein the quenching steel reduction slag powder is sprayed at high pressure, high-speed gas for 5 to 10 seconds to the molten reduction slag, and scattered by 1,300 ⁇ 1,400 °C
  • the slag is quenched to 400 ⁇ 600 °C pulverized and has a powder degree of 3,000 cm2 / g or more
  • the gypsum is anhydrous gypsum, hemihydrate gypsum or dihydrate gypsum It is at least one selected from,
  • the retardant is at least one selected from citric acid powder or tartaric acid powder,
  • the gypsum is used in a weight ratio of 60: 40 to 90: 10 to the weight of the quenching steel reduction slag powder: gypsum
  • the retarder is known as a hydraulic binder composition using a quenching steel reduction slag powder, characterized in that it is used
  • the hydraulic binders described in the above patents use reducing slag powder, which is an industrial by-product, and exhibit super-hard or hydraulic properties.
  • the hydraulic binders have the durability, compressive strength, flexural strength, physical properties necessary for road paving or road repair.
  • fast-cooling steel reducing slag powder which is a cement-based fast-hardening binder, as a binder, to provide fast-hardening, high-durability concrete.
  • the composition was developed to complete the present invention.
  • the present invention has been made in order to solve the above problems, and to provide a concrete composition for fast-hard road repair using fast-cooled steel reduction slag powder, which is an industrial by-product to replace the cement-based fast-hard binder.
  • the present invention by using the quenching steel reducing slag powder is very short curing time to open the traffic early by the rapid construction to minimize the inconvenience of the customer and the burden of the user, as well as to improve the structural function of the road, driving and durability It is a technical problem to provide a road repairing method using a concrete composition for fast hardening road repair using a rapid cooling steel reducing slag powder as a binder to increase the service life.
  • the present invention uses a quenched steel reduction slag powder as a binder to replace the cement-based fast-hardening binder as a binder, including a quenched steel reduction slag powder, fine aggregate, coarse aggregate, latex and blended water It is a technical solution to provide a fast-hardening road repair concrete composition using the quenching steel reduction slag powder is configured as a binder.
  • the present invention comprises 10 to 20% by weight quenching steel reducing slag powder, 35 to 45% by weight of aggregate, coarse aggregate 30 to 40% by weight, latex 1 to 3% by weight, 4 to 6% by weight
  • the rapid hardening steel reducing slag powder is used as a binder as a concrete solution for fast hard road repair concrete composition.
  • the concrete composition for fast curing road repair using the quenching steel reducing slag powder as a binder is a technical solution to express a compressive strength of 21 MPa or more after 4 hours after pouring.
  • the present invention packaging cutting step; Smoothing step; Cleaning and drying steps; Producing and laying the concrete composition for fast hardening road repair composed of quenching steel reducing slag powder, fine aggregate, coarse aggregate, latex, blended water; And road repair method using a fast-cooling steel reducing slag powder comprising a curing step as a binder as a fast-hard road repair concrete composition as a technical solution.
  • the present invention packaging cutting step; Smoothing step; Cleaning and drying steps; Rapid hardening steel slag powder 10-20% by weight, fine aggregate 35-45% by weight, coarse aggregate 30-40% by weight, latex 1-3% by weight, 4-6% by weight Producing and spraying the composition; And road repair method using a fast-cooling steel reducing slag powder comprising a curing step as a binder as a fast-hard road repair concrete composition as a technical solution.
  • the fast-hardening road repair concrete composition using the quenching steel reducing slag powder of the present invention as a binder is used as an industrial by-product quenching steel reducing slag powder to replace the cement-based fast-hardening binder to discharge carbon in the cement production process. Can reduce environmental damage and improve economics.
  • the fast-hardening road repair concrete composition using the quenching steel reducing slag powder as a binding material expresses a compressive strength of 21 MPa or more within 4 hours after casting, and excellent freeze-thawing resistance and waterproof performance to extend the life of the concrete pavement It works.
  • Figure 2 is a quench reduction slag fine powder pictures according to the present invention
  • the present invention uses a quenched steel reduction slag powder, fine aggregate, coarse aggregate, latex and blended water as a binder to replace the cement-based fast hardening binder as a binder. It is characterized by the technical composition of the concrete composition for fast hard road repair.
  • the present invention comprises 10 to 20% by weight quenching steel reducing slag powder, 35 to 45% by weight of aggregate, coarse aggregate 30 to 40% by weight, latex 1 to 3% by weight, 4 to 6% by weight Rapid hardening steel reduction slag powder as a binder is characterized by the fast-moving concrete composition for road repair.
  • the concrete composition for fast curing road repair using the quenching steel reducing slag powder as a binder is characterized by the technical configuration that expresses the compressive strength of 21 MPa or more after 4 hours after pouring.
  • the present invention packaging cutting step; Smoothing step; Cleaning and drying steps; Producing and laying the concrete composition for fast hardening road repair composed of quenching steel reducing slag powder, fine aggregate, coarse aggregate, latex, blended water; And road repair method using a fast-cooling steel reducing slag powder including a curing step as a binder as a fast hard road repair concrete composition is characterized by the technical configuration.
  • the present invention packaging cutting step; Smoothing step; Cleaning and drying steps; Rapid hardening steel slag powder 10-20% by weight, fine aggregate 35-45% by weight, coarse aggregate 30-40% by weight, latex 1-3% by weight, 4-6% by weight Producing and spraying the composition; And road repair method using a fast-cooling steel reducing slag powder including a curing step as a binder as a fast hard road repair concrete composition is characterized by the technical configuration.
  • the quenching steel reduction slag powder of the present invention is a high-pressure, high-speed gas for 5 ⁇ 60 seconds to the molten reduction slag of the furnace by-products generated during iron smelting in the steel mill as shown in [Fig. 1] to [7].
  • Molten reduced slag of 1,300-1,600 ° C. was quenched to 40-90 ° C. and pulverized to a powder of 3,000-8,000 cm 2 / g, and its oxide composition was 40-60 mass% of CaO, 5-20 of SiO 2.
  • the mass% and Al 2 O 3 occupy 10-30 mass%, and they contain a large amount of minerals of C 12 A 7 having rapid quenching ability and ⁇ -C 2 S showing stable long-term strength.
  • the curing time is very short, and not only has an effect on improving durability, but also reduces the carbon emissions emitted during the production of cement, such quenching steel reducing slag powder is used as a binder.
  • the quenching steel reduction slag powder is less than 10% by weight, there is a problem in securing strength and finishing of concrete due to the lack of a binder, and in the case of more than 20% by weight, there is a problem in securing construction workability due to excessive powder. Since it is preferably in the range of 10 to 20% by weight based on 100% by weight of the total concrete composition of the present invention.
  • the fine aggregate is preferable to use a clean and solid natural yarn or chain yarn, less than 35% by weight has a problem in the surface finishing work of concrete, more than 45% by weight there is a problem of construction finishing and material separation Therefore, it is preferable to use in the range of 35 to 45% by weight based on 100% by weight of the total composition of the present invention.
  • the coarse aggregate is preferable to use clean and solid crushed stone or gravel
  • the maximum aggregate size is a problem in the watertightness and concrete surface finish of the concrete when the size of the coarse aggregate is more than 1/2 of the installation thickness Therefore, it is preferable that it is 1/2 or less of the installation thickness.
  • the coarse aggregate is less than 30% by weight, there is a problem in securing workability and strength, and in the case of more than 40% by weight, there is a problem in finishing the concrete surface, based on 100% by weight of the total composition of the present invention. It is preferable to use it in 40 weight% range.
  • the latex is preferably used to use SBR (Styrene Butadiene Rubber) latex, it is used to improve the physical properties of the composition of the present invention, such as improved waterproof function, adhesion and durability improvement, bending strength, tensile strength and fluidity enhancement, If it is less than 1% by weight, there is a problem in securing fluidity and waterproof performance, and in the case of more than 3% by weight, there is a problem of material separation, so that it is in the range of 1 to 3% by weight based on 100% by weight of the total composition of the present invention. It is preferable.
  • SBR Styrene Butadiene Rubber
  • the blended water is preferably purified water because it may contain harmful substances that adversely affect concrete or steel materials such as oil, acid, organic impurities, turbidity, or seawater cannot be used.
  • the blended water is less than 4% by weight, there is a problem in securing the workability of concrete, and in the case of more than 6% by weight, there is a problem in securing strength, based on 100% by weight of the total composition of the present invention. It is preferable to set it as the weight% range.
  • the powder, stability, condensation time, and compressive strength were all within the range of the reference values in Table 2, and therefore, it was found that they were suitable for quality standards as binders.
  • the concrete composition for fast curing road repair using the quenching steel reducing slag powder as a binder expresses a compressive strength of 25 MPa or more within 4 hours (that is, after 3 hours).
  • the compressive strength was measured by KS F 2405 for the specimen prepared according to the method of the above example.
  • the pressing plate of the tester and the end face of the specimen are in direct contact with each other and a load is applied at a constant speed so as not to impact the specimen. It measured, and the result is shown in [Table 4].
  • Bending strength was measured according to KS F 2408 for the specimen prepared according to the method of the above embodiment.
  • the upper and lower sides of the specimen are placed in the center of the bearing butterfly, and the upper pressurizing device is contacted with the third quarter of the ground.
  • the flexural strength was measured at 4 hours and 28 days, and the results are shown in [Table 4].
  • Bond strength was measured according to KS F 2762 for the specimen prepared according to the method of the above example. That is, after applying a force gradually by making a right angle to the surface of the specimen, the epoxy surface is coated with an epoxy resin adhesive and then the dolly is bonded. After the adhesive strength was solidified at right angles to the dolly attached to the core, the tensile strength was applied in the vertical direction to the core, and the load was applied until fracture. The adhesion strength was measured at 4 hours and 28 days, and the results are shown in [Table 4]. Indicated.
  • the change of the length of the specimen manufactured according to the method of the above embodiment was measured by using the dilatometer made of the Invar support frame with very low strain due to temperature change through LVDT by the method of AASHTO TP60-00. Is shown in [Table 4].
  • the test was conducted according to ASTM C 672.
  • the freeze-thaw repetition was performed for a total of 50 cycles by freezing at -17 ⁇ 1.7 ° C. for 16-18 hours and then melting at 23 ⁇ 2 ° C. and 45-55% RH for 6-8 hours.
  • the degree of surface peeling was observed according to the ASTM standard, and the results are shown in [Table 4].
  • freeze thaw resistance test was performed according to KS F 2456 (A method of rapid resistance test of concrete for rapid freezing thaw). One cycle was 4 hours, and the relative dynamic modulus was measured every 30 cycles. The results are shown in [Table 4].
  • Ring test experiments were conducted according to AASHTO PP34-98.
  • the concrete was placed in the space between the two rings to remove the outer mold after 1 hour, and the upper and lower surfaces of the concrete specimen were sealed with silicon to induce the evaporation of moisture to the outer circular surface. Thereafter, the occurrence and growth of cracks were observed for 56 days in a constant temperature and humidity room with a relative humidity of 45% and a temperature of 23 ° C., and the results are shown in [Table 4].
  • Salt penetration resistance test was performed according to KS F 2711. That is, the center portion of the specimen is cut to a thickness of 50 mm, put in a desiccator to remove the trapped air inside the specimen, and operated a vacuum pump for 3 hours, and then put water in the desiccator to saturate the specimen again with water. The pump was turned on for hours. After that, the vacuum pump was stopped and the specimen was kept in water completely in saturation for 18 ⁇ 1 hours. After the preparation of specimens for permeability experiment, the specimens were fixed to A.V.Cell to test permeability. The positive electrode was filled with 0.3N NaOH solution, the negative electrode was filled with 3% NaCl solution, and DC 60V was supplied to the specimen, and the current value was measured for 6 hours at 7 days and 56 days. It is shown in Table 4 below.
  • cutting equipment In the cutting process, cutting equipment must be operated so that damaged parts of existing concrete can be cut quickly in order to secure proper curing time and minimize traffic blocking time.
  • the upper surface of the damaged pavement concrete is completely removed to the depth specified in the design book using cutting equipment (scrap crushers and water jets). Parts that are difficult to remove by applying cutting equipment are cut using a hand breaker.
  • Scarifiers should be capable of cutting the surface of concrete to a specified depth, and should be able to collect or dispose of foreign matter or dust from the operation of the equipment.
  • Water jet is a device used to remove damaged concrete under rebar without damaging reinforcing steel or healthy existing concrete. Scattering nets should be installed to prevent cuttings from scattering.
  • the cutting should be stopped immediately and cut by water jet method.
  • Concrete cutting equipment should be able to cut the deteriorated concrete surface evenly to the desired depth, and should be able to collect or dispose of foreign matter or dust generated by the operation of the equipment. It must be an efficient equipment at.
  • Surface cleaning equipment should be a device that can remove weak concrete from the surface, including damaged concrete on the surface caused by cutting at room temperature cutting machine.
  • Cutting wastes generated by the surface crusher and water jet are collected by a skid loader and placed in a dump truck and disposed of at a designated waste disposal site. Cutting foreign matter and moisture that are not removed by the skid loader are sucked out using a vacuum suction truck.
  • Vacuum suction truck is a device that sucks and cleans fine materials crushed by water jet and water used in water jet. It should be equipped with suction power to suck cutting foreign materials located under reinforcing bar. It should be equipped with suction hose.
  • the surface condition after cutting greatly affects the repair reinforcement effect and the adhesion of old and new concrete. After cleaning is completed, check whether there is an unfavorable section such as a waterproof layer or damaged concrete. do.
  • Vacuum equipment must be a device with a suction force to suction the cutting debris from deep below the reinforcement as equipment for suction, cleaning the foreign substances such as fine material or dust crushed by a cutting device, and load capacity to be less than 6m 3 It should be equipped with suction hose.
  • the production of concrete composition for fast hardening road repair using the quenching steel reduction slag powder of the present invention as a binder is carried out using a mobile mixer which is a mobile batch plant, and the mobile mixer loads each material before the cleaning process is completed. Wait for The floor concrete is kept in a wet state in order to enhance adhesion and eliminate defects at the old and new interfaces when the fast-hard, low carbon, environmentally friendly cement concrete composition of the present invention is installed.
  • the mobile mixer is a device that can mix each material quantitatively, and it must be equipped with a control valve that can control the mixing amount when it can produce concrete of uniform quality continuously. In principle, there should also be a separate storage bin for each material and a weighing device for accurate weighing.
  • the composition of the present invention discharged from the mixer should be equal until the components and the kneading machine is finished, and should have a sufficient capacity so that the concrete can be continuously installed.
  • a small amount of mortar is applied to a brimming (Brooming) process using a brush or a suitable tool.
  • the laying should be carried out before the bruised side of the surface dries, the laying thickness should be at least 30 mm and finished with vibration compaction.
  • Finishing should satisfy the required compaction and flatness by using concrete roller fabric. If it is difficult to apply concrete roller fabric, use screed to finish laying.
  • a tinning is performed to finish the rough surface. The interval between the tinnings is 30 mm and the depth is 2-3 mm.
  • the curing agent After laying, the curing agent should be sprayed to prevent it from being adversely affected by drying, temperature change, load, or impact until traffic is opened.
  • Encapsulants should use oil-based products, should be spread evenly over the entire installed surface, and in no case should there be any part without the application of the curing agent.
  • Finishing and tying equipment should be the equipment that can secure and maintain the function of the paved surface, so the finishing equipment should be adjustable in width and height to secure the flatness of the concrete pavement.
  • the tie-in equipment should be a device that can secure the gap and depth for the concrete pavement.
  • Curing is air cured for 3 hours after laying concrete. However, if the air temperature is below 5 °C, the curing period can be extended. During the curing period, adequate protection shall be provided against adverse effects such as temperature changes, loads and impacts.

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Abstract

본 발명은 결합재로서 시멘트계 결합재를 대체하여 급냉제강환원슬래그 분말을 결합재로 사용하는 것을 특징으로 하는 급냉 제강환원슬래그 분말 10~20중량%, 잔골재 35~45중량%, 굵은골재 30~40중량%, 라텍스 1~3중량% 및 배합수 4~6중량%를 포함하는 급냉 제강환원슬래그 분말을 결합재로 이용한 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물 및 이를 사용한 콘크리트 포장보수방법에 관한 것으로서, 결합재로 산업부산물인 급냉제강환원슬래그 분말을 활용함으로써 속경성 시멘트계 결합재를 대체하고, 시멘트 생산 과정에서 배출되는 탄소배출 절감하며, 환경파괴를 저감하며 경제성을 개선할 수 있다. 또한, 상기 속경성 콘크리트의 타설 후 4시간 이내에 21MPa 이상의 압축강도를 발현하여 양생시간을 최소화하며, 동경융해저항성과 방수성능이 우수하여 콘크리트 포장체의 수명을 연장하는 효과가 있다.

Description

급냉 제강환원슬래그 분말을 결합재로 이용한 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로보수 방법
본 발명은 급냉 제강환원슬래그 분말을 결합재로 이용한 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로보수 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 바인더로서 제철소에서 철 제련 중에 발생되는 부산물 중 전기로 용융환원 슬래그에 고압, 고속가스를 분사, 비산시켜 급냉 처리하여 분쇄한 급냉 제강환원슬래그 분말을 초속경 시멘트 대체용으로 사용하는 것을 특징으로 하는 급냉 제강환원슬래그 분말을 결합재로 이용한 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로보수 방법에 관한 것이다.
일반적으로 콘크리트 포장에는 차량에 의해 발생되는 교통하중 및 기후변화에 의한 환경하중 등의 작용으로 인하여 여러 형태의 열화 및 파손이 발생한다. 이러한 노후된 콘크리트 포장의 보수 및 보강은 필수적이며 이에 따른 교통차단이나 우회가 대단히 어렵다. 이 때문에 교면포장은 건설 당시에 장기적인 공용성을 갖도록 설계하고 시공되어야 한다.
특히, 이런 노후 콘크리트 포장은 최근 보수비가 급증하고 있으며, 더불어 노후 콘크리트 포장의 연장 역시 앞으로 빠른 속도로 증가할 것으로 보인다. 따라서 앞으로 급증할 노후 콘크리트 물량을 생각할 때 우리나라도 노후 콘크리트포장의 근본적인 보수 및 보강대책 마련이 시급한 상황이다.
또한, 시멘트 생산에 따른 환경 파괴 문제가 심각한 사회문제로 대두됨에 따라 정부는 저탄소 녹생성장 정책을 시행하고 있다. 따라서, 현재의 콘크리트 포장 보수재료에 대한 친환경적인 고부가가치 재료가 적용될 경우 매우 획기적인 대안이 될 수 있으며 이를 위해 시멘트를 산업부산물로 대체하는 친환경 저탄소 녹색성장에 기여하는 차세대 콘크리트 기술개발이 절실히 요구된다.
이에 발맞추어 최근에 개발된 친환경적인 고부가가치 재료인 슬래그 분발을 사용한 콘크리트 포장 보수재료를 살펴 보면, 한국등록특허 10-1234787에 제철소에서 철 제련 중에 발생되는 부산물 중 전기로 용융환원 슬래그를 턴디쉬를 통하여 낙하시키면서 고압의 공기를 분사하여 용융환원슬래그를 공기중으로 비산, 600℃이하로 급냉시켜 유리석회가 존재하지 않도록 제조된 급냉된 비드상 입자를 3,000-12,000㎠/g의 분말도를 갖도록 분쇄한 환원슬래그 분말을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 환원슬래그 분말을 이용한 초속경성 수경결합재가 개발된 바 있다.
또한, 한국등록특허 10-1234787에는 제철소에서 철 제련 중에 발생되는 부산물 중 전기로 용융환원 슬래그에 고압, 고속가스를 분사, 비산시켜 급냉 처리하여 분쇄한 급냉 제강환원슬래그 분말(RC-LFS Powder)과, 상기 급냉 제강환원슬래그 분말이 물과의 반응시 응결의 지연을 위하여 사용하는 지연제와, 상기 급냉 제강환원슬래그 분말이 물과의 반응시 응결의 지연 및 초기 및 장기강도 증진을 위하여 사용하는 석고를 포함하여 구성되는 급냉 제강환원슬래그 분말을 이용한 수경성 결합재 조성물로서, 상기 급냉 제강환원슬래그 분말은 상기 용융환원 슬래그에 고압, 고속가스를 5~10초간 분사, 비산시켜 1,300~1,400℃의 상기 용융환원 슬래그를 400~600℃로 급냉하여 분쇄한 3,000㎠/g 이상의 분말도를 가진 것이고, 상기 석고는 무수석고, 반수석고 또는 이수석고 중에서 선택되는 1종 이상 인 것이며, 상기 지연제는 구연산 분말 또는 주석산 분말로부터 선택되는 1종 이상인 것이고, 상기 석고는 급냉 제강환원 슬래그 분말 : 석고의 중량 대비 60 : 40 내지 90 : 10 중량비로 사용하며, 상기 지연제는 급냉 제강환원슬래그 분말 : 지연제 중량 대비 100 : 0.1 내지 100 : 2 중량비로 사용하는 것을 특징으로 하는 급냉 제강환원슬래그 분말을 이용한 수경성 결합재 조성물이 공지되어 있다.
그러나, 상기 특허에 나타난 수경성 결합재들은 비록 산업부산물인 환원슬래그 분말을 이용하고 있고, 초속경성 또는 수경성 성질을 나타내고 있지만, 실제로 도로포장 또는 도로보수에 사용되기 위해서 필요한 물성인 내구성, 압축강도, 휨강도, 부착강도, 동결융해저항성과 방수성능 등의 도로포장물성을 나타내는데는 불가능한 문제점이 있었던 바, 이에 본 발명자들은 바인더로서 시멘트계 속경성 결합재인 급냉 제강환원슬래그 분말을 결합재로 사용하여 속경성의 고내구성 콘크리트 조성물을 개발하여 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 시멘트계 속경성 결합재를 대체하여 산업부산물인 급냉 제강환원슬래그 분말을 결합재로 이용한 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 급냉 제강환원슬래그 분말을 사용함으로써 양생시간이 매우 짧아 신속한 시공으로 교통을 조기 개통함으로서 고객의 불편과 사용자의 부담비용을 최소화함은 물론 도로의 구조기능을 향상 유지함으로서 주행성과 내구성을 증진시켜 공용수명을 연장하는 급냉제강환원슬래그 분말을 결합재로 이용한 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물을 이용한 도로보수 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상기와 같은 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 바인더로서 시멘트계 속경성 결합재를 대체하여 급냉 제강환원슬래그 분말을 결합재로 사용하는 것으로서 급냉 제강환원슬래그 분말, 잔골재, 굵은골재, 라텍스 및 배합수를 포함하여 구성되는 급냉 제강환원슬래그 분말을 결합재로 이용한 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물을 제공하는 것을 기술적 해결수단으로 한다.
또한, 본 발명은 급냉제강환원슬래그 분말 10~20중량%, 잔골재 35~45중량%, 굵은골재 30~40중량%, 라텍스 1~3중량%, 배합수 4~6중량%를 포함하여 구성되는 급냉 제강환원슬래그 분말을 결합재로 이용한 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물을 기술적 해결수단으로 한다.
또한, 상기 급냉제강환원슬래그 분말을 결합재로 이용한 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물은 타설 후 4시간 경과시 21 MPa 이상의 압축강도를 발현하는 것을 기술적 해결수단으로 한다.
또한, 본 발명은 포장절삭 단계; 평삭작업 단계; 청소 및 건조단계; 급냉제강환원슬래그 분말, 잔골재, 굵은골재, 라텍스, 배합수를 포함하여 구성되는 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물의 생산 및 포설단계; 및 양생단계를 포함하는 급냉제강환원슬래그 분말을 결합재로 이용한 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물을 이용한 도로보수 방법을 기술적 해결수단으로 한다.
또한, 본 발명은 포장절삭 단계; 평삭작업 단계; 청소 및 건조단계; 급냉제강환원슬래그 분말 10~20중량%, 잔골재 35~45중량%, 굵은골재 30~40중량%, 라텍스 1~3중량%, 배합수 4~6중량% 포함하여 구성되는 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물의 생산 및 포설단계; 및 양생단계를 포함하는 급냉제강환원슬래그 분말을 결합재로 이용한 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물을 이용한 도로보수 방법을 기술적 해결수단으로 한다.
본 발명의 급냉제강환원슬래그 분말을 결합재로 이용한 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물은 산업부산물인 급냉 제강환원슬래그 분말을 속경성 결합재로 활용함으로써 시멘트계 속경성 결합재를 대체하여 시멘트 생산 과정에서 배출되는 탄소배출을 절감하여 환경파괴를 저감하며 경제성을 개선할 수 있다.
또한, 상기 급냉제강환원슬래그 분말을 결합재로 이용한 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물은 타설 후 4시간 이내에 21 MPa 이상의 압축강도를 발현하고 동결융해저항성과 방수성능이 우수하여 콘크리트 포장체의 수명을 연장하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 급냉 제강 환원슬래그 골재를 나타내는 사진
도 2는 본 발명에 따른 급냉 환원슬래그 미분말 사진
도 3은 본 발명에 따른 제강 환원슬래그 공기급냉 과정
도 4는 본 발명에 따른 급냉 환원슬래그의 산화물 조성
도 5는 본 발명에 따른 환원슬래그의 서냉 및 급냉 후의 광물조성 비교
도 6은 급냉 환원슬래그 미분말의 지연제 사용량에 따른 응결특성
도 7은 본 발명에 따른 급냉 환원슬래그 미분말의 압축강도 특성
본 발명은 바인더로서 시멘트계 속경성 결합재를 대체하여 급냉 제강환원슬래그 분말을 결합재로 사용하는 것으로서 급냉 제강환원슬래그 분말, 잔골재, 굵은골재, 라텍스 및 배합수를 포함하여 구성되는 급냉 제강환원슬래그 분말을 결합재로 이용한 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물을 기술구성의 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 급냉제강환원슬래그 분말 10~20중량%, 잔골재 35~45중량%, 굵은골재 30~40중량%, 라텍스 1~3중량%, 배합수 4~6중량%를 포함하여 구성되는 급냉 제강환원슬래그 분말을 결합재로 이용한 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물을 기술구성의 특징으로 한다.
또한, 상기 급냉제강환원슬래그 분말을 결합재로 이용한 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물은 타설 후 4시간 경과시 21 MPa 이상의 압축강도를 발현하는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 포장절삭 단계; 평삭작업 단계; 청소 및 건조단계; 급냉제강환원슬래그 분말, 잔골재, 굵은골재, 라텍스, 배합수를 포함하여 구성되는 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물의 생산 및 포설단계; 및 양생단계를 포함하는 급냉제강환원슬래그 분말을 결합재로 이용한 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물을 이용한 도로보수 방법을 기술구성의 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 포장절삭 단계; 평삭작업 단계; 청소 및 건조단계; 급냉제강환원슬래그 분말 10~20중량%, 잔골재 35~45중량%, 굵은골재 30~40중량%, 라텍스 1~3중량%, 배합수 4~6중량% 포함하여 구성되는 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물의 생산 및 포설단계; 및 양생단계를 포함하는 급냉제강환원슬래그 분말을 결합재로 이용한 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물을 이용한 도로보수 방법을 기술구성의 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예 및 도면을 통하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예 및 도면에 한정되지 않는다.
우선, 본 발명의 급냉 제강환원슬래그 분말은 [도 1] 내지 [도 7]에 나타난 바와 같이, 제철소에서 철 제련 중에 발생되는 부산물 중 전기로 용융환원 슬래그에 고압, 고속가스를 5~60초간 분사, 비산시켜 1,300~1,600℃의 상기 용융환원 슬래그를 40~90℃로 급냉하여 3,000~8,000㎠/g의 분말도로 분쇄한 것으로, 이것의 산화물 조성은 CaO 40~60 질량%, SiO2 5~20질량%, Al2O3 가 10~30질량%를 차지하고 있으며, 이들은 급냉 후 급결성을 갖는 C12A7과 안정적인 장기강도 발현성을 보이는 β-C2S의 광물을 다량 함유함에 따라 초기 속경 특성 및 장기강도를 만족하며, 여기에 수축저감을 위한 석고, 작업성확보를 위한 응결지연제, 작업성확보를 위한 감수제를 첨가하고, 재료분리저항을 위한 증점제를 선택적으로 첨가한 것으로서, 콘크리트의 초기강도 발현성능을 증진시켜 양생시간이 매우 짧으며, 내구성 증진에 효과를 가질 뿐만 아니라 시멘트의 생산과정에서 배출되는 탄소배출을 절감시키므로 이러한 급냉 제강환원슬래그 분말을 결합재로 사용한다.
상기 급냉 제강환원슬래그 분말은 10중량% 미만의 경우에는 결합재 부족으로 인한 강도확보와 콘크리트의 표면 마무리에 문제가 있고, 20중량% 초과의 경우에는 분체 과다로 인한 콘크리트의 시공작업성 확보에 문제가 있기 때문에 본 발명의 총 콘크리트 조성물 100중량%를 기준으로 10~20중량% 범위로 하는 것이 바람직하다.
상기 잔골재는 깨끗하고 견실한 자연사 또는 쇄사를 사용하는 것이 바람직하며, 35중량% 미만의 경우에는 콘크리트의 표면 마무리 작업에 문제가 있고, 45중량% 초과의 경우에는 시공마무리 및 재료분리의 문제가 있기 때문에 본 발명의 총 조성물 100중량%를 기준으로 35~45중량% 범위로 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 굵은 골재는 깨끗하고 견실한 쇄석 또는 자갈을 사용하는 것이 바람직하며, 최대 골재치수는 굵은 골재의 치수가 포설 두께의 1/2 초과의 경우에는 콘크리트의 수밀성 및 콘크리트 표면 마무리에 문제가 있기 때문에 포설 두께의 1/2이하인 것이 바람직하다.
상기 굵은골재는 30중량% 미만의 경우에는 시공 작업성 및 강도 확보에 문제가 있고, 40중량% 초과의 경우에는 콘크리트 표면 마무리에 문제가 있기 때문에 본 발명의 총 조성물 100중량%를 기준으로 30~40중량% 범위로 사용하는 것이 바람직하다.
상기 라텍스는 SBR(Styrene Butadiene Rubber)계 라텍스를 사용하는 것이 바람직하며, 방수기능향상, 부착력 증진 및 내구성 향상, 휨강도, 인장강도 증진 및 유동성 증진 등 본 발명의 조성물의 물성 향상을 위해 사용하는 것으로, 1중량% 미만의 경우에는 유동성 및 방수성능 확보에 문제가 있고, 3중량% 초과의 경우에는 재료분리의 문제가 있기 때문에 본 발명의 총 조성물 100중량%를 기준으로 1~3중량%범위로 하는 것이 바람직하다.
상기 배합수는 기름, 산, 유기불순물, 혼탁물 등 콘크리트나 강재에 나쁜 영향을 미치는 유해물질을 함유하거나 바닷물을 사용할 수 없으므로 정제수인 것이 바람직하다. 상기 배합수는 4중량% 미만의 경우에는 콘크리트의 시공작업성 확보에 문제가 있고, 6중량% 초과의 경우에는 강도 확보에 문제가 있기 때문에 본 발명의 총 조성물 100중량%를 기준으로 4~6중량% 범위로 하는 것이 바람직하다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나 다음의 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당업자에 의한 통상적인 변화가 가능하다.
[실시예 1]
[급냉 제강환원슬래그 분말을 결합재로 이용한 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물의 제조]
하기 [표 1]에 기재된 조성으로 KS F 2425 「실험실에서 콘크리트 시료를 만드는 방법」에 따라 강제 혼합 믹서를 이용하여 본 발명의 급냉 제강환원슬래그 분말을 결합재로 이용한 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물을 제조하였다.
표 1
구 분 구성성분(㎏/㎥)
배합수 급냉제강환원슬래그분말 라텍스 잔골재(5㎜미만) 굵은골재(5㎜~19㎜)
실시예 119 360 61 930 767
[실시예 2]
[급냉 제강환원슬래그 분말의 결합재로서의 품질 측정]
하기 [표 2]의 시험방법으로 분말도, 안정도, 응결시간, 압축강도를 측정한 결과를 [표 3]에 나타내었다.
하기의 [표 3]에서 확인할 수 있는 바와 같이 분말도, 안정도, 응결시간, 압축강도 각각의 값이 모두 [표 2]의 기준값의 범위 내이므로 결합재로서의 품질 기준에 적합함을 알 수 있었다. 특히, 상기 급냉제강환원슬래그 분말을 결합재로 이용한 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물은 타설 후 4시간 이내(즉, 3시간 경과시)에 25 MPa 이상의 압축강도를 발현하는 것을 알 수 있다.
표 2
항 목 시험방법 기준
분말도(㎠/g) KS L 5106 3,000 ~ 8,000
안정도 KS L 5107 0.8이하
응결시간(분) KS L 5103 초 결 20~ 30분
종 결 60분 이하
압축강도 MPa(㎏f/㎠) KS L 5105 3시간 25(250) 이상
1일 30(300) 이상
28일 45(450) 이상
표 3
항 목 결 과
분말도(㎠/g) 5625
안정도 0.6
응결시간(분) 초 결 23
종 결 47
압축강도 MPa(㎏f/㎠) 3시간 26.2(267.1)
1일 34.2(348.7)
28일 49.5(504.7)
[실시예 3]
[급냉 제강환원슬래그 분말을 결합재로 이용한 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물의 구조적 특성 시험]
[압축강도]
상기 실시예의 방법에 따라 제작된 공시체에 대하여 KS F 2405에 의하여 압축강도를 측정하였다. 즉, 상기 공시체를 그 중심축이 가압판의 중심과 일치하도록 놓은 후, 시험기의 가압판과 공시체의 끝면은 직접 밀착시키고 공시체에 충격을 주지 않도록 일정한 속도로 하중을 가해서 압축강도를 4시간, 28일에 측정하였으며, 그 결과를 [표 4]에 나타내었다.
[휨강도]
상기 실시예의 방법에 따라 제작된 공시체를 대상으로 KS F 2408에 준하여 휨강도를 측정하였다. 즉, 상기 공시체를 콘크리트를 몰드에 채웠을 때 옆면을 상하면으로 하여 베어링나비의 중앙에 놓고 지간 3등분점에 상부 가압장치를 접촉시킨 후, 공시체가 인장쪽 표면 지간방향 중심선의 3등분점 사이에서 파괴하여 휨강도를 4시간, 28일에 측정하였으며, 그 결과를 [표 4]에 나타내었다.
[부착강도]
상기 실시예의 방법에 따라 제작된 공시체를 대상으로 KS F 2762에 준하여 부착강도를 측정하였다. 즉, 상기 공시체 표면에 직각이 되도록 하여 서서히 힘을 가하며 천공 후, 코어 면에 에폭시 수지 접착제를 칠한 후 돌리를 접착시킨다. 접착강도기를 코어에 부착된 돌리 위에 직각이 되도록 고성시킨 후 코어에 대하여 연직 방향으로 인장력을 가하여 파괴시까지 하중을 가하여 부착강도를 4시간, 28일에 측정하였으며, 그 결과를 [표 4]에 나타내었다.
[실시예 4]
[급냉 제강환원슬래그 분말을 결합재로 이용한 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물의 적합특성 시험]
[탄성계수]
상기 실시예의 방법에 따라 제작된 공시체의 상하면을 연마기로 연마하였으며 길이 60mm의 변형율 게이지를 사용하여 측정하여 KS F 2438 「콘크리트 원주공시체의 정탄성계수 및 푸아송비 시험방법」에 따라 측정하였으며, 그 결과를 [표 4]에 나타내었다.
[건조수축]
상기 실시예의 방법에 따라 제작된 공시체를 KS　F 2424 「모르타르 및 콘크리트의 길이 변화 시험 방법」에 따라 주변의 온도를 20℃ 습도를 60%로 유지하고 온도 및 습도를 유지한 상태에서 다이얼 게이지를 사용하여 길이변화율을 산출하였으며, 그 결과를 [표 4]에 나타내었다.
[열팽창계수]
AASHTO TP60-00의 방법으로 LVDT통해 온도변화에 따른 변형율이 매우낮은 Invar지지 프레임으로 제작된 팽창계를 사용하여 온도변화에 따른 상기 실시예의 방법에 따라 제작된 공시체의 길이변화를 측정하였으며, 그 결과를 [표 4]에 나타내었다.
[실시예 5]
[급냉 제강환원슬래그 분말을 결합재로 이용한 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물의 내구특성 시험]
[스케일링 저항성]
ASTM C 672에 준하여 시험을 실시하였다. 동결융해 반복은 -17± 1.7℃에서 16~18시간 동안 동결을 시킨 다음 23± 2℃, 상대습도 45~55%에서 6~8시간 동안 융해시키는 것을 1사이클로 하여 총 50사이클 동안 수행했으며, 매 5사이클 마다 표면상태를 측정하기 위해 ASTM 규정에 따라 등급으로 표면박리 정도를 관찰하였으며, 그 결과를 [표 4]에 나타내었다.
[동결융해 저항성]
동결융해 저항성을 측정하기 위해서 KS F 2456(급속 동결융해에 대한 콘크리트의 저항시험 방법 중 A 방법-수중 급속 동결 융해 시험 방법)에 따라 동결융해 저항성 시험을 수행하였다. 1 사이클을 4시간으로 하였으며, 매 30 사이클에서 상대 동탄성계수를 측정하였으며, 그 결과를 [표 4]에 나타내었다.
[균열저항성]
AASHTO PP34-98에 의거하여 링 테스트 실험을 실시하였다. 실험은 두 링사이의 공간에 콘크리트를 타설하여 1시간 후에 외부 몰드를 제거하였고 수분의 증발을 외부 원형표면으로 유도하기 위해서 콘크리트 공시체 상하면을 실리콘으로 실링하였다. 이후에 상대습도 45%, 온도 23℃의 항온 항습실에서 56일간 균열의 발생 및 성장을 관찰하였으며, 그 결과를 [표 4]에 나타내었다.
[염분침투저항성]
KS F 2711에 따라 염분침투 저항성 시험을 수행하였다. 즉, 상기 공시체의 가운데 부분을 50mm 두께로 절단하고, 공시체 내부의 갇힌 공기를 제거하기 위해 데시게이터 안에 넣고 진공펌프를 3시간 동안 작동시킨 후 다시 공시체를 물로 포화시키기 위하여 데시게이터에 물을 넣어 1시간 동안 펌프를 작동시켰다. 그 후에 진공펌프의 작동을 중지시키고 공시체를 물속에서 완전히 포화시킨 상태로 18± 1시간 동안 유지하였다. 투수실험을 위한 공시체 준비단계가 끝난 후 투수성을 실험하기 위하여 공시체를 A.V.Cell에 고정시켰다. (+)전극에는 0.3N의 NaOH 용액을 채우고, (-)전극에는 3%의 NaCl 용액을 채운 후 공시체에 직류 60V를 공급하여 7일과 56일에 6시간 동안 전류값을 측정하였으며, 그 결과를 하기 [표 4]에 나타내었다.
표 4
항목 기준값 시험결과
4시간 28일
구조특성 휨 강도(N/㎟) 3.15이상 5.4 6.3
압축 강도(N/㎟) 21.0이상 23.6 38.8
부착 강도(N/㎟) 1.4이상 1.5 2.0
적합특성 탄성계수(GPa) 11.3~78.0 28.0
건조수축(%) 0.15이하 0.06
열팽창 계수(Micro-strain/℃) 3.5~26 4.8
내구특성 스케일링 저항성(kg/m2) 적정(Acceptable) 이상 적정
동결융해 저항성(300 사이클) 80% 이상 83%
균열저항성 재령 56일까지 균열없음 균열없음
염분침투저항성(Coulomb) 2000 이하(7일)1000 이하(28일) 7일 28일
1547 770
상기 [표 4]에 나타난 바와 같이, 본 발명의 급냉 제강환원슬래그 분말을 결합재로 이용한 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물의 구조 특성, 적합특성 및 내구특성은 기준값을 모두 충족하는 것을 알 수 있다.
한편, 본 발명의 급냉 제강환원슬래그 분말을 결합재로 이용한 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물을 이용한 도로보수 방법에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
[기존 포장콘크리트의 절삭 및 평삭]
절삭 공정에서는 적정한 양생시간의 확보와 교통차단시간을 최소화하기 위해서 기존 포장콘크리트의 손상된 부분을 빠른 시간 내 절삭할 수 있도록 절삭장비를 운영해야 한다. 손상된 포장콘크리트의 상부면은 절삭장비(노면파쇄기 및 워터제트)를 사용하여 설계도서에 규정된 깊이까지 완전히 제거한다. 절삭장비를 적용하여 제거하기 어려운 부분은 핸드 브레이커를 사용하여 절삭한다.
노면파쇄기는 콘크리트의 표면을 지정된 깊이까지 절삭할 수 있는 장비이어야 하며, 장비의 가동으로 생기는 이물질 또는 먼지 등을 수집하거나 처분할 수 있어야한다.
워터제트는 철근이나 건전한 기존 콘크리트에 손상을 주지 않으며 철근아래 손상된 콘크리트를 제거할 목적으로 사용하는 장비로서, 절삭물이 비산되지 않도록 비산방지망을 설치하여야 한다.
노면파쇄기를 사용하는 도중에 상부철근이 노출되거나 걸려나오는 경우에는 즉시 절삭을 멈추고, 워터제트에 의한 방법으로 절삭을 실시하여야 한다.
콘크리트 절삭 장비(상온 절삭기)는 열화된 콘크리트 표면을 원하는 깊이로 균등하게 절삭할 수 있는 장비이어야 하며, 장비의 가동으로 생기는 이물질 또는 먼지 등을 수집하거나 처분할 수 있어야 하며, 작업의 능률 및 환경차원에서 효율적인 장비이어야 한다.
표면정리 장비는 상온 절삭기에 의한 절삭으로 인해 발생되는 표면부의 손상 콘크리트를 포함하여 표면의 약한 콘크리트를 제거할 수 있는 장비이어야 한다.
[열화부 제거, 교면 청소 및 건조]
노면파쇄기와 워터제트에 의해 발생하는 절삭폐기물은 스키드로더로 집적하여 덤프트럭에 실어 지정된 폐기물 처리장소에 처리하며, 스키드로더로 제거되지 않는 절삭이물질 및 수분은 진공흡입트럭을 이용하여 흡입 제거한다.
진공흡입트럭은 워터제트에 의해 분쇄된 미세물질 및 워터제트에 사용된 물을 흡입, 청소하는 장비로서 철근 아래 위치한 절삭이물질까지 흡입할 수 있는 흡입력을 가진 장비이어야 하고, 적재용량은 6㎥ 이상이어야 하며, 흡입호스가 장착되어 있는 장비이어야 한다.
절삭 후 표면상태는 보수보강효과 및 신구 콘크리트의 부착력에 크게 영향을 미침으로 청소가 완료된 후 절삭면에 방수층, 손상이 발생한 콘크리트 등의 양호하지 못한 구간이 존재하는지를 확인하며, 이를 발견 시에는 제거해야 한다.
진공흡입장비는 절삭장비에 의해 분쇄된 미세물질 및 먼지 등의 이물질을 흡입, 청소하는 장비로서 철근아래 깊은 곳까지 절삭 이물질을 흡입할 수 있는 흡입력을 가진 장비여야 하고, 적재용량은 6m3이상이어야 하며, 흡입호스가 장착되어 있는 장비이어야 한다.
[급냉 제강환원슬래그 분말을 결합재로 이용한 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물의 생산 및 포설]
본 발명의 급냉 제강환원슬래그 분말을 결합재로 이용한 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물의 생산은 이동식 배치플랜트인 모바일 믹서를 이용하여 실시하며, 모바일 믹서는 청소공정이 완료되기 이전에 각 재료를 적재하고 현장에 대기하여야 한다. 본 발명의 속경성 저탄소 친환경 무시멘트 콘크리트 조성물 포설 시 부착력을 증진시키고 신구 경계면의 결함을 없애기 위하여 바닥콘크리트를 습윤상태로 유지한다.
모바일믹서는 각 재료를 정량으로 혼합할 수 있는 장비이며, 연속적으로 균질한 품질의 콘크리트를 생산할 수 있어야 배합량을 조절할 수 있는 조절밸브가 장착되어 있어야 한다. 또한 원칙적으로 각 재료를 위한 별도의 저장빈과 정확한 계량을 위한 계량 장치가 있어야 한다.
상기 모바일 믹서에 굵은골재, 급냉 제강환원슬래그 분말, 잔골재, 라텍스, 배합수 순으로 투입하여 소요의 작업성을 확보할 수 있는 시간 이상 배합을 한다. 상기 믹서로부터 배출된 본 발명의 조성물은 구성성분과 반죽질기가 포설이 종료될 때까지 균등하여야 하며, 콘크리트를 연속적으로 포설이 진행될 수 있도록 충분한 용량이어야 한다.
상기 본 발명의 조성물의 부착력을 증진시키고 신구 경계면의 결함을 없애기 위하여 포설 직전에 소량의 모르타르를 솔 또는 적절한 도구를 이용하여 기존 바닥판 표면에 엷게 도포하는 브루밍(Brooming) 작업을 한다.
포설은 표면의 상기 브루밍한 면이 마르기 전에 실시하여야 하며, 포설 두께는 최소 30mm 이상이어야 하고, 진동다짐으로 마무리하여야 한다.
[마무리 및 양생]
마무리는 콘크리트 롤러페이버를 이용하여 소요의 다짐도와 평탄성 등을 만족하여야 한다. 콘크리트 롤러페이버의 적용이 곤란한 경우에는 스크리드(Screed)를 사용하여 포설을 마무리한다. 본 발명에서는 거친면 마무리를 위하여 타이닝(tinning)을 실시한다. 타이닝의 간격은 30mm이며, 깊이는 2~3mm로 한다.
포설마무리 후 교통이 개방될 때까지 건조, 온도변화, 하중, 충격 등의 나쁜 영향을 받지 않도록 피막양생제를 살포하여 양생을 실시하여야 한다.
포설마무리 후 표면에 성형성이 유지되면 즉시 타이닝을 실시하거나, 양생 후에 그루빙(Grooving)을 실시하여 충분한 마찰계수를 갖도록 하여야 한다.
피막양생제는 유성제품을 사용하여야 하며, 포설된 전면적에 고르게 살포되어야 하며, 어떠한 경우에서든 양생제가 살포되지 않은 부분이 있어서는 안된다.
마무리 및 타이닝 장비는 포설된 콘크리트가 포장 표면의 기능을 확보, 유지할 수 있는 장비이어야 하므로, 마무리 장비는 콘크리트 포장의 평탄성을 확보할 수 있도록 폭 및 높이 조절이 가능하여야 한다. 타이닝 장비는 콘크리트 포장에 소요의 간격과 깊이를 확보할 수 있는 장비이어야 한다.
양생은 콘크리트를 포설한 후 3시간 동안 기건양생을 실시한다. 다만 대기온도가 5℃ 이하일 경우에는 양생기간을 더 연장할 수 있다. 양생기간 중에는 온도변화, 하중 및 충격 등의 악영향에 대하여 충분한 보호를 실시하여야 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 급냉 제강환원슬래그 분말, 잔골재, 굵은골재, 라텍스, 배합수를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 급냉 제강환원슬래그 분말을 결합재로 이용한 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물은 급냉 제강환원슬래그 분말 10~20중량%, 잔골재 35~45중량%, 굵은 골재 30~40중량%, 라텍스 1~3중량% 및 배합수 3~6중량%인 것을 특징으로 하는 급냉 제강환원슬래그 분말을 결합재로 이용한 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 급냉제강환원슬래그 분말을 결합재로 이용한 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물은 타설 후 4시간 경과시 21 MPa 이상의 압축강도를 발현하는 것을 특징으로 하는 급냉 제강환원슬래그 분말을 결합재로 이용한 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물.
  4. 포장절삭 단계; 평삭작업 단계; 청소 및 건조단계; 급냉제강환원슬래그 분말, 잔골재, 굵은골재, 라텍스, 배합수를 포함하여 구성되는 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물의 생산 및 포설단계; 및 양생단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 급냉제강환원슬래그 분말을 결합재로 이용한 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물을 이용한 도로보수 방법
  5. 제4항에 있어서,
    상기 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물은 급냉 제강환원슬래그 분말 10~20중량%, 잔골재 35~45중량%, 굵은 골재 30~40중량%, 라텍스 1~3중량% 및 배합수 3~6중량%를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 급냉제강환원슬래그 분말을 결합재로 이용한 속경성 도로보수용 콘크리트 조성물을 이용한 도로보수 방법
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