KR100921937B1 - 라텍스 혼합개질 저소음 콘크리트 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 라텍스 혼합개질 저소음 콘크리트 조성물에 관한 것으로서, 도로 포장용으로 사용되어지는 라텍스 혼합 개질 콘크리트(LMC)의 저소음 및 배수성 기능을 향상시키기 위한 것이다.

이를 실현하기 위한 본 발명의 포장층 조성물은, 입경 10mm 이상 16mm 이하의 굵은골재 50~80중량%, 시멘트 3~20중량%, 모래 2~18중량%, 합성고무계 라텍스 3~30중량%, 감수제 0.5~5중량%가 혼합되어진 것을 특징으로 한다.

라텍스, LMC, 저소음, 배수성, 콘크리트, 포장, 조성물

Description

라텍스 혼합개질 저소음 콘크리트 조성물{A LOW NOISE TYPE PAVED LMC MATERIAL COMPOSITION}

본 발명은 저소음 콘크리트 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 도로 포장용으로 사용되어지는 라텍스 혼합 개질 콘크리트(LMC)의 저소음 및 배수성 기능을 향상시키기 위한 것이다.

종래, 교량 구조물을 보수하는 방법으로는 아스콘 포장방법 및 콘크리트 포장방법이 공지·공용되어 있다. 아스콘 포장방법은 소성변형, 열화현상 등으로 인해 소요의 주행성을 확보하기 위해서 주기적으로 재포장을 해야하기 때문에 이로 인한 유지보수비가 과다투입되고 교통장애의 요인이 되며, 교량상판의 노후화 징후 파악이 곤란하고, 방수층의 시공이 불량한 경우 상판에 염화물이 침투하여 철근이 부식되거나 콘크리트가 열화하는 현상이 발생하여 교량의 공용성을 단축시키는 문제점이 대두되어 왔다.

한편, 보통 콘크리트 포장방법에 따르면, 교량의 바닥판 콘크리트와 동시 타설로 시공성은 우수하나 소요의 평탄성을 확보하기가 어렵고 콘크리트의 투기성, 투수성에 따른 염화물의 침투로 철근이 부식되고 콘크리트의 균열이 발생되어 교면 의 열화현상이 발생하여 확실한 방수가 곤란하다는 단점이 있다.

교면 포장은 그 수명이 통상 약 4년이므로 4년마다 재포장을 실시할 때 이에 따른 보수공사비, 교통처리 문제가 수반된다. 또한 교면 포장은 교량을 보호하는 지붕의 역할을 수행하여야 하므로 누수를 방지하여 주형의 수명을 향상시켜야 한다는 전제조건이 필요하다. 현재 국내에서 시공하는 교면 포장공법은 포장체와 바닥 콘크리트면 사이에 방수층 시공이 필요하며 그에 따른 노무비의 증가를 가져오고 있으며, 흔히 적용해 온 아스콘 포장은 재료의 물성이 낮은 강도값과 저밀도 값으로 인하여 불법과중 차량이나 교통량 증대로 인하여 반복적인 반복하중을 받는 경우 교면 포장에 소성변형, debonding, spalling,shoving을 일으켜 포장재인 아스팔트가 이질재인 콘크리트에서 떨어져 들뜸현상이 발생되고 그에 따라 그 균열 사이로 빗물, 공기, 염화물 이온이 침투하여 콘크리트 상판을 열화시키며 철근의 부식을 발생시켜 교량의 상판은 급진적인 노화를 초래하고 결국 교량의 내구성을 현저히 저하시켜 왔다.

한편, 콘크리트 포장은 그 동안 우리나라 중부 및 호남고속도로 일부 구간에서 적용한 것으로 바닥판 콘크리트와 동시에 타설하는 것으로써 시공성이 양호하나 교면의 평탄성 확보가 어려워 승차감이 불량하고 타설 후 습도, 온도 등 환경조건의 변화와 반복하중으로 인하여 안정성이 떨어져 골재와 시멘트 페이스트 사이의 경계면에서 균열이 발생하기 때문에 완벽한 방수층 설치가 불가능하고 이러한 균열층에 빗물 및 염화물의 침투에 의하여 역시 교량의 노후화가 촉진된다.

근래에는, 상기 문제를 개선하기 위하여 부착력이 우수하고 방수효과가 뛰어 난 합성고무계 라텍스(Latex)를 이용한 라텍스 혼합 개질 콘크리트(LMC:Latex Modified Concrete)가 이용되고 있다.

그러나, 종래 사용되는 LMC는 차량 통행시 마찰 소음이 증가 되어지며, 수막현상으로 인한 교통사고의 원인이 되는 문제점이 있었다.

특히, 시공후 일정 시간이 경과되면 포장면의 요철이 심하게 발생하여 승차감이 아스콘도로에 비해 현저히 떨어지고 타이어 마모율이 높으며 운전자의 시각적 피로감이 쉽게 오는 문제점이 있었다.

또한, 겨울철 결빙이 쉽게 되는 반면에 쉽게 녹지 않는 치명적인 단점을 가지고 있다.

본 발명은 상기한 종래 포장용 라텍스 혼합 개질 콘크리트(LMC) 사용에 따른 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 골재 혼합비율 조절을 통해 콘크리트 포장층의 배수성을 향상시킴으로서 시공 후 수막현상 발생을 방지함과 함께 소음을 저감시킬 수 있도록 하는데 목적이 있다.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 포장층은, 입경 10mm 이상 16mm 이하의 굵은골재 50~80중량%, 시멘트 3~20중량%, 모래 2~18중량%, 합성고무계 라텍스 3~30중량%, 감수제 0.5~5중량%가 혼합되어진 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 라텍스 혼합 개질 콘크리트(LMC) 조성물은, 도로 포장용으로 시공시 포장층의 저소음 및 배수기능을 향상시킴으로서 포장층의 시공 만족도 및 기능성을 극대화 할 수 있게 된다.

특히, 표면 마찰계수가 증대되어질 수 있게 되어 우천시에도 차량의 주행 안전성을 향상시킬 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 살펴보기로 한다.

<제1 실시예>

먼저, 본 발명의 일 실시 예에 따른 포장재 조성을 살펴보면, 입경 13mm의 굵은골재(자갈) 56중량%, 시멘트 12중량%, 모래 12중량%, 합성고무계 라텍스 7중량%, 시멘트 입자의 분산작용을 위한 감수제(water reduction agent) 3중량%에 물을 10중량%로 혼합한 포장재료를 이용하여 도로 포장을 실시하였다.

상기에서 합성 고무계 라텍스(Latex)는 고무나무로부터 얻어지는 자연제품을 말하나 현재 공급되고 있는 것들은 55%의 물에 45%의 합성고무 polymer를 첨가하여 제조된 것이다. 이와 같이, 라텍스를 시멘트나 모르타르에 첨가하였을 때는 유동성이 증가하고 골재에 점착성이 향상되어 미세균열의 충진효과가 현저히 상승될 뿐만 아니라, 이와 같은 충진효과에 의하여 수분의 침투성이 감소하여 방수효과가 증대된다.

특히, 하기 [표 1]에서와 같은 조건을 만족하는 합성고무계 라텍스 성분을 사용함으로서 포장층의 밀도 저하에 따른 강도 약화를 보강할 수 있게 된다.

브타디엔 함유량(중량%)	고형분 함유량(중량%)	pH	응고량 (%)	표면장력 (dyne/㎝)	입자크기 (Å)	동결융해 안정성
32~36	46~53	9.5~11	0.1이하	40 이하	1,800~2,100	응고량 0.1%이하

한편, 이와는 별도로 상온 경화성 아크릴계 유화공중합물을 혼합시킴으로써 라텍스 고무중합물질의 점착성을 다소 유연하게 하여 분산성도 아울러 현저하게 향상시켜 시공시 작업성을 높이는 특징을 나타낼 수 있다.

<제2 실시예>

본 발명의 제2 실시예에서는 입경 13mm의 굵은골재(자갈) 52중량%, 시멘트 10중량%, 모래 12중량%, 합성고무계 라텍스 7중량%, 발포 스티로폼 4중량%, 감수제(water reduction agent) 3중량%, 세륨암모늄질산염(CAN: cerium ammonium nitrate) 1중량%에 물을 11중량%로 혼합한 포장재료를 이용하여 도로 포장을 실시하였다.

상기에서 포장층 조성물에 세륨암모늄질산염이 첨가되어짐으로서, 발포 스티로폼이 활성화 되어질 수 있게 되어 도로 포장 과정에서 열에 의한 수축이나 변형이 방지되어질 수 있게된다.

그리고, 이와 같이 발포 스티로폼이 혼합되어지게 되면, 스티로폼 입자들이 자갈 사이의 공극부위에 위치되어지게 되면서 포장층의 흡음효율이 증대되어 소음저감효과가 더욱 향상되어질 수 있게 된다.

<비교예>

본 발명과 공극률 비교를 위한 비교예에서는 입경 13mm의 굵은골재(자갈) 12중량%, 입경 4mm의 잔골재 38중량%, 시멘트 14중량%, 모래 18중량%, 합성고무계 라텍스 2중량%, 감수제(water reduction agent) 3중량%에 물을 13중량%로 혼합한 포장재료를 이용하여 도로 포장을 실시해 보았다.

한편, 상기 각 실시예에 따른 포장층의 공극률 비교표를 하기 [표2]에 나타내었다.

	공극률
제1 실시예	28%
제2 실시예	22%
비교예	13%

상기 비교표를 통해 나타내어지는 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예에서는 20% 이상의 높은 공극률이 나타난 반면, 비교예의 경우는 13%의 상대적으로 낮은 공극률이 나타나는 것을 확인할 수 있었다.

따라서, 본 발명의 조성물에 의해 시공되어진 포장층은 안정적인 공극률이 유지되어지게 됨으로, 배수성 및 소음흡수 효율이 극대화 되어질 수 있게 됨을 알 수 있다.

그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명의 포장층 조성물 성분이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 수 있음은 자명한 일이다.

예를 들면, 상기 실시예에 기재된 물질 외에 기타 기능성 추가를 위한 성분이 혼합 내지는 첨가되어 사용되어질 수도 있게 된다.

또한, 굵은 골재 뿐만 아니라 잔골재가 소량 첨가되어질 수도 있게 된다.

그러나, 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 내에 포함된다 해야 할 것이다.

Claims (6)

1. 입경 10mm 이상 16mm 이하의 굵은골재 50~80중량%, 시멘트 3~20중량%, 모래 2~18중량%, 합성고무계 라텍스 3~30중량%, 감수제 0.5~5중량%, 흡음효율 향상을 위한 발포스티로폼 1~5중량% 범위로 혼합되어지되,

   상기 조성물에는 세륨암모늄질산염(CAN: cerium ammonium nitrate)이 더 첨가되어짐을 특징으로 하는 라텍스 혼합개질 저소음 콘크리트 조성물.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제