KR101001978B1

KR101001978B1 - 방수기능성 칼라 투수 콘크리트 혼합재 및 이를 사용한 칼라 투수 콘크리트 시공방법

Info

Publication number: KR101001978B1
Application number: KR1020100067576A
Authority: KR
Inventors: 지상호; 전효성
Original assignee: 삼중씨엠텍(주)
Priority date: 2010-07-13
Filing date: 2010-07-13
Publication date: 2010-12-17

Abstract

본 발명은 방수기능성 칼라 투수 콘크리트 혼합재 및 이를 사용한 칼라 투수 콘크리트 시공방법에 관한 것으로서, 이는 기존 투수 콘크리트의 문제점인 시공 후 시간경과에 따른 투수성 저하의 문제를 개선하고, 섬유보강재의 사용을 통해 우수한 휨강도, 부착강도, 동결융해저항성, 내알칼리성, 내산성, 내화학성 등을 콘크리트에 부여함과 아울러 이의 시공과정을 용이하게 하기 위한 것이다. 이를 위해 본 발명은, 포틀랜드 시멘트, 알루미나 시멘트, 마이크로 시멘트, 호모 폴리머 폴리프로필렌 섬유(Homo Polymer Polypropylene Fiber), 나노실리카, 폴리카본산, 실리콘방수제, 무기안료 및 EVA 폴리머(Ethylene-Vinyl Acetate Polymer)가 혼합된 바인더조성물과 물이 배합되어 이루어진 혼합재를 선별골재와 함께 작업현장에 평탄하게 타설함으로써 장기간 콘크리트의 상태를 양호하게 유지할 수 있다.

Description

방수기능성 칼라 투수 콘크리트 혼합재 및 이를 사용한 칼라 투수 콘크리트 시공방법{MIXED MATERIAL OF COLOR PERCOLATION CONCRETE HAVING WATERPROOF AND CONSTRUCTING METHOD COLOR PERCOLATION CONCRETE USING THIS}

본 발명은 칼라 투수 콘크리트 혼합재 및 이를 사용한 칼라 투수 콘크리트 시공방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 기존 투수 콘크리트의 투수성 저하 문제를 개선하고, 우수한 휨강도, 부착강도, 동결융해저항성, 내알칼리성, 내산성, 내화학성 등을 콘크리트에 부여함과 아울러 이의 시공을 용이하게 수행하도록 하기 위한 방수기능성 칼라 투수 콘크리트 혼합재 및 이를 사용한 칼라 투수 콘크리트 시공방법에 관한 것이다.

근래에 들어 급격한 산업화와 도시화로 인하여 자동차 보급률이 증가하면서 도로망의 확충 또한 급속하게 진행되어 왔으며, 이에 대응하여 도로의 포장에 적용되는 기술 및 재료 또한 발달되어 왔는데, 현재까지의 도로 포장 재료로는 보도블록, 아스팔트 콘크리트, 시멘트 콘크리트 등과 같이 불투수성인 재료들이 많이 사용되는 이유로 장마철에는 포장면에서 배수구로 우수가 바로 모여 홍수를 일으키고, 갈수기에는 지하수위와 하천수위의 저하로 가뭄현상이 나타나는 악순환이 발생되고 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 개발된 투수성 포장은 빗물을 침투시켜 지하수가 고갈되는 문제를 방지하고, 우수가 하천으로 직접적인 흐르는 양을 감소시켜 홍수를 예방하는데 도움이 되고 있다.

그런데 보도 및 자전거 도로, 공원의 산책로, 주차장에 포장되는 기존 투수콘크리트의 경우 시공 후 일정 기간이 지나면 공기 중의 오염물질과 다양한 이물질로 인해 공극이 막혀 제기능을 상실하는 현상을 보이고 있는 한편, 투수 콘크리트에 사용되는 습기경화형 에폭시의 경우 환경에 유해한 포름알데히드나 발암물질 등을 포함하고 있고, 재포장시에도 폐기물로 처리되어야 하는 문제점을 발생시키고 있으며, 또한 에폭시 경화재의 흐름으로 인하여 공극율이 작아짐에 따라 투수력이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 기존 투수 콘크리트의 문제점인 시공 후 시간경과에 따른 투수성 저하의 문제를 개선하고, 섬유보강재의 사용을 통해 우수한 휨강도, 부착강도, 동결융해저항성, 내알칼리성, 내산성, 내화학성 등을 콘크리트에 부여함과 아울러 이의 시공과정을 용이하게 수행하도록 하기 위한 방수기능성 칼라 투수 콘크리트 혼합재 및 이를 사용한 칼라 투수 콘크리트 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 포틀랜드 시멘트, 알루미나 시멘트, 마이크로 시멘트, 호모 폴리머 폴리프로필렌 섬유(Homo Polymer Polypropylene Fiber), 나노실리카, 폴리카본산, 실리콘방수제, 무기안료 및 EVA 폴리머(Ethylene-Vinyl Acetate Polymer)가 혼합된 바인더조성물과 물이 배합되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

한편으로 본 발명은, 포틀랜드 시멘트, 알루미나 시멘트, 마이크로 시멘트 및 호모 폴리머 폴리프로필렌 섬유가 혼합된 파우더조성물과, SBR 라텍스(Styrene Butadirene Rubber Latex), 나노실리카, 폴리카본산, 실리콘방수제, 무기안료 및 나트라졸(Natrasol)이 혼합된 고분자폴리머조성물이 배합되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

추가적으로 본 발명은, 상기의 혼합재를 사용한 칼라 투수 콘크리트 시공방법으로서, 콘크리트를 타설할 주변에 경계석을 설치하는 제1 단계와; 경계석 내측 공간으로 쇄석을 균일하게 도포한 다음 다짐하는 제2 단계와; 상기 혼합재를 현장에서 제조하는 제3 단계와; 제조된 혼합재에 입경 5~13mm의 선별골재를 믹싱하는 제4 단계와; 믹싱된 혼합재 및 선별골재를 쇄석 위로 1차 타설하는 제5 단계와; 1차 타설된 혼합재 및 선별골재를 평탄화한 다음 격자형 홀더를 배치하는 제6 단계와; 믹싱된 혼합재 및 선별골재를 격자형 홀더 위로 2차 타설하는 제7 단계와; 2차 타설된 혼합재 및 선별골재를 평탄화하는 제8 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 방수기능성 칼라 투수 콘크리트 혼합재 및 이를 사용한 칼라 투수 콘크리트 시공방법은 충분한 공극율과 방수성능을 가지고 있는 혼합재의 사용을 통해 물과 함께 스며드는 이물질이 투수콘크리트에 묻어 공극율이 작아지는 것을 방지할 수 있고 격자홀더(보강 철망)과 섬유를 사용하여 하지 침하에 의한 손상과 골재의 탈락 현상을 최소화할 수 있음에 따라, 투수콘크리트를 통과된 물이 자연스럽게 지표면으로 흐르도록 할 수 있어 환경 피해와 오염공해를 예방 또는 축소시킬 수 있다.

도 1은 종래 투수콘크리트의 타설상태를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 혼합재 및 선별골재로 이루어진 투수콘크리트의 타설상태를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 혼합재를 사용한 칼라 투수 콘크리트 시공방법을 도시한 블록도.

이하, 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 방수기능성 칼라 투수 콘크리트 혼합재 및 이를 사용한 칼라 투수 콘크리트 시공방법을 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 방수기능성 칼라 투수 콘크리트 혼합재의 제1 실시예는 포틀랜드 시멘트, 알루미나 시멘트, 마이크로 시멘트, 호모 폴리머 폴리프로필렌 섬유(Homo Polymer Polypropylene Fiber), 나노실리카, 폴리카본산, 실리콘방수제, 무기안료 및 EVA 폴리머(Ethylene-Vinyl Acetate Polymer)가 혼합된 바인더조성물과 물이 배합되어 이루어지는데, 여기서 바인더조성물와 물의 배합비율은 각각 70~80중량%와 20~30중량%이며, 바인더조성물은 포틀랜드 시멘트 100중량부에 대하여 알루미나 시멘트 4~9중량부와, 마이크로 시멘트 5~11중량부와, 호모 폴리머 폴리프로플렌 섬유 0.05~2중량부와, 나노실리카 3~6중량부와, 폴리카본산 0.2~1.5중량부와, 실리콘방수제 0.7~3중량부와, 무기안료 3~6중량부와, EVA 폴리머 3~8중량부가 첨가되어 제조된다.

상기의 제1 실시예에 따른 혼합재는 알루미나 시멘트와 포틀랜트 시멘트, 나노 실리카 파우더, 마이크로 시멘트를 혼합한 다음, 이에 폴리카본산 유동화제, 호모 폴리머 폴리프로필렌 섬유, 재분산성 EVA 폴리머, 방수기능성 실리콘 화합물을 첨가하여 배합하며, 그 후 무기안료를 첨가하여 균일하게 교반하는 과정에 따라 제조된다.

상기와 같은 제1 실시예에 따른 혼합재 20~30중량%와 선별골재(입경 5~13mm를 갖는 석회석 폐골재, 건축 폐골재, 전신주 파쇄골재, 소성점토벽돌 폐골재, 화강석 폐골재 등) 70~80중량%를 믹싱함으로써 방수기능을 갖는 칼라 투수 콘크리트가 제조된다.

본 발명에 따른 방수기능성 칼라 투수 콘크리트 혼합재의 제2 실시예는 포틀랜드 시멘트, 알루미나 시멘트, 마이크로 시멘트 및 호모 폴리머 폴리프로필렌 섬유가 혼합된 파우더조성물과, SBR 라텍스(Styrene Butadirene Rubber Latex, 고형분 25%), 나노실리카, 폴리카본산(유동화제), 실리콘방수제, 무기안료 및 나트라졸(Natrasol)이 혼합된 고분자폴리머조성물이 배합되어 이루어지데, 여기서 파우더조성물과 고분자폴리머조성물의 배합비율은 각각 70~80중량%와 20~30중량%인 한편, 파우더조성물은 포틀랜드 시멘트 100중량부에 대하여 알루미나 시멘트 4~9중량부와, 마이크로 시멘트 3~6중량부와, 호모 폴리머 폴리프로플렌 섬유 0.05~2중량부가 첨가되어 제조되며, 고분자폴리머조성물은 SBR 라텍스 100중량부에 대하여 나노실리카 2~5중량부와, 폴리카본산 0.1~1중량부와, 실리콘방수제 0.5~2중량부와, 무기안료 0.1~0.5중량부와, 나트라졸 5~25중량부가 첨가되어 제조된다.

상기의 제2 실시예에 따른 혼합재는 SBR 라텍스 에멀젼에 나노실리카, 폴리카본산, 실리콘방수재, 무기 안료, 나트라졸 증점제 등을 고속 믹싱한 고분자폴리머조성물과, 알루미나 시멘트, 포틀랜드 시멘트, 마이크로 시멘트에 호모 폴리머 폴리프로필렌 섬유 등으로 이루어진 파우더조성물을 균일하게 교반함으로써 제조된다.

상기와 같은 제2 실시예에 따른 혼합재 20~30중량%와 선별골재(입경 5~13mm를 갖는 석회석 폐골재, 건축 폐골재, 전신주 파쇄골재, 소성점토벽돌 폐골재, 화강석 폐골재 등) 70~80중량%를 믹싱함으로써 방수기능을 갖는 칼라 투수 콘크리트가 제조된다.

도 1에서와 같이 기존의 투수 콘크리트 재료로는 포틀랜드 시멘트, 골재, 혼화재, 안료를 사용하는 것이 일반적이지만, 도 2를 참조로 하면 본 발명의 경우 이에 추가로 나노실리카, 실리콘방수재, 호모 폴리머 폴리프로필렌 섬유를 사용하여 콘크리트에 지속적인 투수기능을 부여하는 한편, 알루미나 시멘트를 통해 빠른 경화시간을 갖도록 함으로써 조기개방이 가능하고 인장강도, 휨강도, 부착강도, 동결융해저항성, 내산성, 내알칼리성 등의 기능을 향상시키게 된다.

참고로 제1 및 제2 실시예 각각에서 포틀랜드 시멘트, 알루미나 시멘트 및 마이크로 시멘트를 기재된 바와 같은 조성비로 하였을 경우 콘크리트의 강도와 경화속도가 최적으로 확인되었고, 나노실리카는 콘크리트 내에서 Ca(OH)₂와의 화학반응을 통하여 불용성 규산칼슘 수화물을 생성시켜 혼합재와 함께 믹싱되는 선별골재의 결속력을 향상시키는데 적절한 정도로 첨가되었다.

또한 호모 폴리머 폴리프로필렌 섬유는 선별골재간의 결속력을 향상시켜 유동성에 의한 균열, 건조수축 균열을 감소시키고, 내약품성을 증가시키게 되며, 무기안료의 사용을 통해 적, 흑, 황, 녹, 청 등의 다양한 색상을 콘크리트에 부여할 수 있어 자전거 도로, 산책로, 공원 조성 등에 보다 다양한 식별 표시와 용도에 맞는 수려한 색상의 조화를 도모할 수 있게 된다.

한편으로 도 3을 참조로 하면, 본 발명에 따른 혼합재를 사용한 칼라 투수 콘크리트 시공방법은 콘크리트를 타설할 주변에 경계석을 설치하는 제1 단계와, 경계석 내측 공간으로 쇄석을 균일하게 도포한 다음 다짐하는 제2 단계와, 혼합재를 현장에서 제조하는 제3 단계와, 제조된 혼합재에 입경 5~13mm의 선별골재를 믹싱하는 제4 단계와, 믹싱된 혼합재 및 선별골재, 즉 칼라 투수 콘크리트를 쇄석 위에 2~3cm 두께로 1차 타설하는 제5 단계와, 1차 타설된 혼합재 및 선별골재를 평탄화한 다음 격자형 홀더를 배치하는 제6 단계와, 믹싱된 혼합재 및 선별골재를 격자형 홀더 위에 3~4cm 두께로 2차 타설하는 제7 단계와, 2차 타설된 혼합재 및 선별골재를 평탄화하는 제8 단계로 이루어진다.

본 발명에서는 5~13mm 크기의 선별골재를 사용하여 골재의 15%이상이 연속공극율 5×10^-1cm/sec을 넘도록 함으로써, 이를 감싸고 있는 혼합재의 방수기능으로 우수와 함께 씻겨 내려온 미세 먼지나 모래 등의 이물질을 지표로 흘려보낼 수 있어 기존의 투수콘크리트보다 더욱 장기간 투수능을 유지할 수 있도록 하며, 2층으로 이루어진 투수 콘크리트 사이에 설치되는 격자홀더에 의해서는 지반 침하나 우수에 의하여 생기는 침하에 대한 저항성을 향상시켜 결과적으로는 투수콘크리트가 파괴되는 현상을 방지할 수 있다.

Claims

포틀랜드 시멘트, 알루미나 시멘트, 마이크로 시멘트, 호모 폴리머 폴리프로필렌 섬유(Homo Polymer Polypropylene Fiber), 나노실리카, 폴리카본산, 실리콘방수제, 무기안료 및 EVA 폴리머(Ethylene-Vinyl Acetate Polymer)가 혼합된 바인더조성물과 물이 배합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 방수기능성 칼라 투수 콘크리트 혼합재.
청구항 1에 있어서,
상기 바인더조성물 70~80중량%와 물 20~30중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방수기능성 칼라 투수 콘크리트 혼합재.
청구항 2에 있어서,
상기 바인더조성물은 포틀랜드 시멘트 100중량부에 대하여 알루미나 시멘트 4~9중량부와, 마이크로 시멘트 5~11중량부와, 호모 폴리머 폴리프로플렌 섬유 0.05~2중량부와, 나노실리카 3~6중량부와, 폴리카본산 0.2~1.5중량부와, 실리콘방수제 0.7~3중량부와, 무기안료 3~6중량부와, EVA 폴리머 3~8중량부가 첨가되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 방수기능성 칼라 투수 콘크리트 혼합재.
포틀랜드 시멘트, 알루미나 시멘트, 마이크로 시멘트 및 호모 폴리머 폴리프로필렌 섬유가 혼합된 파우더조성물과;
SBR 라텍스(Styrene Butadirene Rubber Latex), 나노실리카, 폴리카본산, 실리콘방수제, 무기안료 및 나트라졸(Natrasol)이 혼합된 고분자폴리머조성물;이 배합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 방수기능성 칼라 투수 콘크리트 혼합재.
청구항 4에 있어서,
상기 파우더조성물 70~80중량%와 고분자폴리머조성물 20~30중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방수기능성 칼라 투수 콘크리트 혼합재.
청구항 5에 있어서,
상기 파우더조성물은 포틀랜드 시멘트 100중량부에 대하여 알루미나 시멘트 4~9중량부와, 마이크로 시멘트 3~6중량부와, 호모 폴리머 폴리프로플렌 섬유 0.05~2중량부가 첨가되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 방수기능성 칼라 투수 콘크리트 혼합재.
청구항 5에 있어서,
상기 고분자폴리머조성물은 SBR 라텍스 100중량부에 대하여 나노실리카 2~5중량부와, 폴리카본산 0.1~1중량부와, 실리콘방수제 0.5~2중량부와, 무기안료 0.1~0.5중량부와, 나트라졸 5~25중량부가 첨가되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 방수기능성 칼라 투수 콘크리트 혼합재.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 따른 혼합재를 사용한 칼라 투수 콘크리트 시공방법에 있어서,
콘크리트를 타설할 주변에 경계석을 설치하는 제1 단계와;
경계석 내측 공간으로 쇄석을 균일하게 도포한 다음 다짐하는 제2 단계와;
상기 혼합재를 현장에서 제조하는 제3 단계와;
제조된 혼합재에 입경 5~13mm의 선별골재를 믹싱하는 제4 단계와;
믹싱된 혼합재 및 선별골재를 쇄석 위로 1차 타설하는 제5 단계와;
1차 타설된 혼합재 및 선별골재를 평탄화한 다음 격자형 홀더를 배치하는 제6 단계와;
믹싱된 혼합재 및 선별골재를 격자형 홀더 위로 2차 타설하는 제7 단계와;
2차 타설된 혼합재 및 선별골재를 평탄화하는 제8 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방수기능성 칼라 투수 콘크리트 혼합재를 사용한 칼라 투수 콘크리트 시공방법.