KR101165785B1 - Mortar composition for repairing concrete structure and using method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 콘크리트 구조물의 단면 복구용 무기계 폴리머 시멘트 몰탈 조성물 및 이를 이용한 구조물의 보수보강방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 염해, 알카리 골재반응, 동해, 화학적 부식, 중성화 등에 의한 균열, 박락, 콘크리트의 취약화, 철근부식, 들뜸, 철근노출 등과 같은 콘크리트 구조물의 결함을 보수보강하는 것이다.The present invention relates to an inorganic polymer cement mortar composition for repairing a cross section of a concrete structure and a method for repairing the structure using the same, and more specifically, to cracking, peeling, and concrete caused by salt, alkali aggregate reaction, east sea, chemical corrosion, neutralization, etc. Reinforcement of defects in concrete structures such as fragility, reinforcement corrosion, lifting, and rebar exposure.
일반적으로 콘크리트 구조물은 콘크리트가 높은 내구성을 구비하고 있어 반영구적으로 사용할 수 있는 것으로 인정되어 왔으나, 최근의 많은 연구결과와 기존 구조물의 조사 결과 콘크리트 구조물도 경년 열화현상을 피할 수 없음이 밝혀지고In general, concrete structures have been acknowledged that they can be used semi-permanently because they have high durability, but many recent studies and investigations of existing structures reveal that concrete structures cannot avoid ageing deterioration.
있으며, 특히 경과년 수십년을 넘기지 못하고 본래의 기능을 상실하게 되는 사례가 종종 보여지고 있다.In particular, it is often seen that the original function is lost after decades.
상기와 같이 콘크리트의 수명을 단축하는 열화현상은 다양하게 나타나고 있으나 특히 염분을 제거하지 않은 바닷모래를 사용하여 콘크리트를 제조하였거나 겨울철에 사용하는 융빙제 또는 제설제 등 외부에서 침입하는 염화물에 의한 철근부식영향으로 콘크리트 구조물의 피해사례가 심각한 것으로 조사되고 있다.As described above, there are various deterioration phenomena that shorten the life of concrete, but the corrosion of reinforcement by chlorides invading from the outside such as melting concrete or snow removing agent used in winter or manufacturing concrete using sea sand without salt removal The impact of concrete structures has been seriously investigated.
또한, 철근 콘크리트 구조물은 구조물의 인장측 콘크리트에는 인장응력으로 말미암아 균열이 발생되며, 균열폭이 어느 한도 이상으로 크면 균열부위로 주위의 공기와 습기가 침입하여 철근을 부식시키고 침투된 물이 동절기에는 동결팽창하여In addition, the reinforced concrete structure is cracked due to tensile stress in the tension-side concrete of the structure, and if the crack width is greater than a certain limit, the surrounding air and moisture invade the cracked portion and corrode the steel, and the infiltrated water freezes in winter. Inflate
콘크리트를 파손시키는 경우가 있다. It may damage concrete.
그리고 콘크리트는 건조수축, 온도 변화 등에 의해서도 균열이 발생되며, 이러한 구조물의 균열부위 및 표면에서 콘크리트의 중성화가 촉진됨과 동시에 구조물의 콘크리트 부분에서 열화현상이 복합적으로 발생되어 구조물의 표면이 박리, 박락의 현상을 보이는 문제가 있다.In addition, concrete is cracked due to drying shrinkage, temperature change, etc., and the neutralization of concrete at the cracked part and surface of the structure is promoted, and at the same time, the deterioration phenomenon occurs at the concrete part of the structure. There is a problem with the phenomenon.
따라서 철근 콘크리트 구조물의 결함을 보수하거나 보강하여야 하는 바, 상기 보수, 보강을 위하여 사용되는 몰탈는 기존의 구조물 표면이나 단면 등에 보충하여 타설하였을 때 기존의 콘크리트 구조물과 실질적으로 결합할 수 있어야 한다.Therefore, it is necessary to repair or reinforce the defect of the reinforced concrete structure, and the mortar used for the repair and reinforcement should be able to be substantially combined with the existing concrete structure when it is poured in addition to the existing surface or cross section.
그러나 종래 단면 복구용 몰탈 조성물들은 구조체와 열팽창계수 및 탄성계수의 차이로 인해 접착강도가 저하되어 구조체로부터 박리박락되는 현상이 발생되었으며, 시간이 경과함에 따라 균열로 인한 누수가 발생되고 들뜸현상이 발생되는 문제점이 있었다.However, conventional mortar compositions for cross-sectional recovery have a phenomenon in which the adhesive strength decreases due to the difference between the structure, the thermal expansion coefficient, and the elastic modulus, resulting in peeling and peeling off of the structure. There was a problem.
한편, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 2005년 등록된 대한민국 등록특허 제10-0474665호에서는 콘크리트의 열화된 부분을 제거하고 이물질을 제거하는 표면처리에서부터 표면 강화재의 도포단계를 거쳐 단면 복구용 몰탈의 도포 및 세라믹 코팅으로 마감하는 단계로 구성된 기술을 제안하였으며, 대한민국 등록특허 제10-0643524호에서는 중성화, 동해, 염해, 알칼리에 의해 부식된 콘크리트를 단면복구하는 몰탈를 일반 포트랜드 시멘트와 이산화규소(SiO2) 및 산화알루미늄(Al2O3)이 90%이상 함유된 고미분 무기질계 경화촉진재 및 모래로 몰탈의 고체성분을 만들고 올가노 알콕시 실란 또는 올가노 카르복시 실란을 용해시킨 수용액에 규산염 화합물 및 금속산화물이 포함된 pH 11~12정도로 조절된 수용액과 반죽된 몰탈를 이용한 단면 복구에 대하여 제안하였다. 그러나 이들 조성물의 공통적인 성분은 시멘트, 탄산칼슘 미분말, 슬래그 미분말, 팽창제, 석고 및 모래를 포함하고 있으며, 여기에 각종 수지 또는 분산제, 공기연행제, 화이버 및 항균제 등을 첨가하여 기능성을 유지하고자 하였으나, 실용화되지는 못하고 있는 실정이다.On the other hand, the Republic of Korea Patent No. 10-0474665, registered in 2005 in order to solve the above problems through the surface treatment to remove the deteriorated portion of the concrete and remove foreign matters through the application of the surface reinforcement mortar for the cross-sectional recovery A technology consisting of coating and finishing with ceramic coating has been proposed. In Korea Patent No. 10-0643524, mortar which recovers concrete corroded by neutralization, East Sea, salt sea and alkali is used for general portland cement and silicon dioxide (SiO 2). ) And a silicate compound and metal in an aqueous solution in which a solid component of mortar is made of a finely divided inorganic curing accelerator and sand containing at least 90% of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and dissolved in an organoalkoxy silane or an organo carboxy silane. Section Recovery Using Kneading Mortar with Aqueous Solution Adjusted to pH 11 ~ 12 Containing Oxide It was not. However, common components of these compositions include cement, fine calcium carbonate powder, slag fine powder, swelling agent, gypsum and sand, and various resins or dispersants, air entrainers, fibers and antimicrobial agents have been added to maintain functionality. This situation is not being put to practical use.
본 발명은 상기한 종래의 콘크리트 구조체의 보수보강용 몰탈 조성물 및 그 보수보강방법이 갖는 제반문제점인, 보수 또는 보강 시 사용되는 몰탈 조성물과 기존 콘크리트와의 열팽창계수 및 탄성계수의 차이로 인해 접착강도가 저하되어 구조체로부터 박리박락되는 현상과 시간이 경과함에 따라 균열로 인한 누수가 발생되고 들뜸현상이 발생되는 것을 해결하는 것을 목적으로 한다.The present invention is an adhesive strength due to the difference in thermal expansion coefficient and elastic modulus of the mortar composition used for repair or reinforcement and existing concrete, which is a general problem of the above-described conventional reinforcement mortar composition and its reinforcement method. The purpose of the present invention is to solve a phenomenon in which a phenomenon of peeling and peeling off from the structure and the time elapsed and leakage due to cracking and lifting occurs.
즉, 본 발명의 몰탈 조성물은 초미립 포틀랜드시멘트와 프롬시멘트를 주성분으로 하여 초속경, 초고강도, 내식성을 높이고, 세피오라이트와 섬유보강재를 사용하여 내구성, 수밀성, 접착성을 높여 균열성을 억제하고, 슬래그와 가넷을 사용하여 내구성과 내화학성을 향상시킴으로써, 콘크리트 모체와 열팽창계수 및 탄성 계수 등을 거의 동일하게 하는 것을 목적으로 하는 것이며,That is, the mortar composition of the present invention contains ultrafine portland cement and prompt cement as main components to increase the super hard diameter, ultra high strength, and corrosion resistance, and to inhibit cracking by increasing the durability, water tightness, and adhesiveness using sepiolite and fiber reinforcement materials. By using slag and garnet to improve durability and chemical resistance, it is intended to make the concrete matrix, thermal expansion coefficient, elastic modulus, etc. almost the same.
상기한 몰탈을 이용하여 콘크리트 구조물을 보수 및 보강함으로써, 콘크리트 구조물과 유사한 열팽창계수 및 탄성계수를 확보하여 접착력 증가와 내구성 향상으로 구조체로부터 박리박락되는 현상을 막고, 아크릴변성 에폭시계 프라이머를 사용함으로써, 균열로 인한 누수와 들뜸을 미연에 방지 및 복구하는 데 그 목적이 있는 것이다.By repairing and reinforcing the concrete structure using the mortar as described above, by securing a thermal expansion coefficient and elastic modulus similar to the concrete structure to prevent the peeling and peeling from the structure by increasing the adhesive strength and improved durability, by using an acrylic modified epoxy-based primer, Its purpose is to prevent and repair leaks and lifting due to cracking.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 콘크리트 구조물의 보수보강용 무기계 폴리머 시멘트 몰탈 조성물은, 포틀랜드시멘트, 실리카샌드, 프롬시멘트, 슬래그 및 가넷을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The inorganic polymer cement mortar composition for reinforcing and reinforcing the concrete structure of the present invention for achieving the above object is characterized in that it comprises a portland cement, silica sand, a prompt cement, slag and garnet.
그리고 상기 포틀랜드시멘트 100중량부, 실리카샌드 80~100중량부, 프롬시멘트 2~15중량부, 슬래그 15~40중량부 및 가넷 5~12중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.And it is characterized in that it comprises 100 parts by weight of the Portland cement, 80 to 100 parts by weight of silica sand, 2 to 15 parts by weight of the prompt cement, 15 to 40 parts by weight of slag and 5 to 12 parts by weight of garnet.
그리고 세피오라이트 0.5~4.0중량부, 경화촉진제 0.05~0.85중량부, 섬유보강재 0.5~3.5중량부, 알루미나이트계 팽창제 12~18중량부, 유동화제 1.5~6.0 중량부 및 재유화형분말수지 4.5~7.5중량부로 이루어진 군 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 것을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.And 0.5 to 4.0 parts by weight of sepiolite, 0.05 to 0.85 parts by weight of curing accelerator, 0.5 to 3.5 parts by weight of fiber reinforcement, 12 to 18 parts by weight of aluminite-based expander, 1.5 to 6.0 parts by weight of fluidizing agent, and 4.5 to 7.5 weight of reemulsified powder resin. It further comprises one or two or more selected from the group consisting of parts.
그리고 상기 포틀랜드시멘트는 20~90㎛의 입도인 것을 특징으로 한다.And the Portland cement is characterized in that the particle size of 20 ~ 90㎛.
또한 본 발명에 따른 보수보강방법은 열화된 철근콘크리트 구조물을 치핑 및 세정하는 단계와, 상기 치핑 및 세정된 콘크리트 구조물의 철근에 방청환원제를 도포하는 단계와, 상기 방청환원제가 도포된 철근과 콘크리트 구조물에 프라이머를 도포하는 단계와, 상기 프라이머 상에 상기한 무기계 폴리머 시멘트 몰탈 조성물을 타설하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the reinforcement method according to the present invention comprises the steps of chipping and cleaning the deteriorated reinforced concrete structure, the step of applying the anti-rust reducing agent to the rebar of the chipped and cleaned concrete structure, and the reinforcing steel and concrete structure coated with the anti-rust reducing agent And applying a primer to the primer, and pouring the inorganic polymer cement mortar composition onto the primer.
그리고 상기 방청환원제는 아질산계리튬염과 실란으로 조성된 것을 특징으로한다. The anti-rust reducing agent is characterized in that the composition is composed of a nitrite lithium salt and silane.
그리고 상기 프라이머는 아크릴변성에폭시계수지 100중량부, 변성지방족아민 40~75중량부, 반응촉진제 2~6중량부, 흐름성조정제 6~15중량부 및 프롬시멘트 2.4~9중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.And the primer is composed of 100 parts by weight of acrylic modified epoxy resin, 40 to 75 parts by weight of modified aliphatic amine, 2 to 6 parts by weight of reaction accelerator, 6 to 15 parts by weight of flow modifier and 2.4 to 9 parts by weight of procement. It features.
본 발명에 따르면 고침투성 변성에폭시계 프라이머와 무기계 폴리머 시멘트 몰탈 조성물을 이용하여 콘크리트 구조체를 보수, 보강함에 따라 콘크리트 구조물과 거의 동일한 열팽창계수와 탄성계수를 나타냄으로써 고강도가 발현되고, 이 고강도로 인하여 부재의 단면을 작게 할 수 있으며, 접착력 및 내마모성, 내피로성, 내약품성 및 내충격성 등이 우수하게 되고, 수축, 팽창으로 발생되는 박리박락과 균열발생으로 인한 누수, 콘크리트 구조체 표면의 들뜸을 복구 및 방지하는 등의 유용한 효과를 제공한다.According to the present invention, by repairing and reinforcing the concrete structure using a high permeability modified epoxy clock primer and an inorganic polymer cement mortar composition, high strength is exhibited by exhibiting a coefficient of thermal expansion and an elastic modulus almost the same as that of the concrete structure. The cross section can be made small, and the adhesion, abrasion resistance, fatigue resistance, chemical resistance and impact resistance are excellent, and water leakage due to peeling peeling and cracking caused by shrinkage and expansion and recovery of the surface of the concrete structure are prevented and lifted. To provide useful effects.
본 발명은 콘크리트 구조물의 단면 복구에 의한 보수보강방법으로서, 상기 단면 복구는 염해, 알카리골재반응, 동해, 화학적 부식, 중성화 등에 의한 균열박락, 콘크리트의 취약화, 철근부식, 들뜸, 철근노출 등의 많은 결함에 대한 보수방법으로 콘크리트 부위를 부분적으로 대체하는 형식을 취하는 보수공법이다.The present invention is a repair and reinforcement method by recovering the cross-section of the concrete structure, the cross-sectional recovery is the salt peeling, alkali aggregate reaction, East Sea, chemical corrosion, neutralization, such as crack peeling, weakening of the concrete, reinforcing corrosion, lifting, rebar exposure As a repair method for many defects, it is a repair method that partially replaces concrete part.
그리고 본 발명의 콘크리트 구조물의 보수보강용 무기계 폴리머 시멘트 몰탈 조성물 및 이를 이용한 구조물의 보수보강방법은, 콘크리트 보, 수로교, 상하수도 정수지, 옹벽, 터널, 도심지 지하공동구, 용수암거, 배수암거, 하수암거, 콘크리트 수리시설물, 유해가스의 영향을 받는 분뇨처리시설 및 정수처리시설, 해안가 또는 내륙지방의 국도 및 교량건축물 등 광범위하게 적용이 가능하다.
In addition, the inorganic polymer cement mortar composition for repairing and reinforcing the concrete structure of the present invention and the method for repairing the structure using the same, concrete beams, aqueduct bridge, water and sewage water purification plant, retaining wall, tunnel, underground underground pit, water culvert, drainage culvert, sewage culvert, It can be widely applied to concrete repair facilities, manure treatment facilities and water treatment facilities affected by harmful gases, national roads and bridge buildings in coastal or inland areas.
먼저, 본 발명에서 사용되는 콘크리트 구조물의 보수보강용 무기계 폴리머 시멘트 몰탈 조성물에 대해 설명한다.First, the inorganic polymer cement mortar composition for reinforcement of concrete structures used in the present invention will be described.
상기 콘크리트 구조물의 보수보강용 무기계 폴리머 시멘트 몰탈 조성물은 포틀랜드시멘트, 실리카샌드, 프롬시멘트, 슬래그 및 가넷을 포함하여 이루어진다.The inorganic polymer cement mortar composition for reinforcing and reinforcing the concrete structure may include portland cement, silica sand, prompt cement, slag and garnet.
상기 포틀랜드시멘트는 시멘트 몰탈 조성물의 주요성분으로서 본 발명에서는 20~90㎛의 입도인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이는 상기 포틀랜드시멘트의 입도를 제한함으로써, 초속경, 초고강도, 내식성을 높이기 위한 것이며, 콘크리트 구조물과 최대한 동일한 거동을 갖도록 하기 위함이다. 이하 상기 무기계 폴리머 시멘트 몰탈 조성물의 조성비는 상기 포틀랜드시멘트 100중량부를 기준으로 한다.The portland cement is preferably used as the main component of the cement mortar composition having a particle size of 20 ~ 90㎛. This is to limit the particle size of the portland cement, to increase the super speed, ultra-high strength, corrosion resistance, and to have the same behavior as the concrete structure. Hereinafter, the composition ratio of the inorganic polymer cement mortar composition is based on 100 parts by weight of the portland cement.
그리고 상기 실리카샌드(SilicaSand)는 골재로서 사용되는 것으로, ＃9：＃8：＃７의 중량비를 2 : 1 : 2 의 비율로 혼합하여 사용하여 공재를 형성한다. 상기 실리카샌드의 크기를 제한하는 것은 작업성을 개선하고 균열을 저감하도록 하기 위한 것이나, 이를 반드시 제한하는 것은 아니다. 상기 실리카샌드는 몰탈 조성물 내에서 80~100중량부만큼 사용되는 바, 그 조성비가 적으면 작용이 미미하게 되고 과량이되면 오히려 몰탈의 물성을 저하시킬 수 있기 때문이다.The silica sand is used as an aggregate, and a weight ratio of 9: 9 to 8: 7 is used in a ratio of 2: 1: 2 to form a common material. Limiting the size of the silica sand is to improve the workability and to reduce cracks, but is not necessarily limited. The silica sand is used as much as 80 to 100 parts by weight in the mortar composition, because if the composition ratio is small, the action is insignificant, and if excessive, the physical properties of the mortar can be lowered.
상기 프롬시멘트는 초속경, 초고강도이며 높은 분말도로 우수한 수밀성을 가져, 실리카샌드와 함께 내구성을 강화함과 동시에, 포틀랜드시멘트와 함께 콘크리트 구조물과 최대한 동일한 거동을 갖도록 하기 위해 사용되며, 접착력 또한 우수하게 하는 것이다. 상기 프롬시멘트는 몰탈 조성물 내에서 2~15중량부만큼 사용되는 바, 그 조성비가 적으면 내구성 강화작용이 미미하게 되고 과량이 되면 오히려 몰탈의 물성을 저하시킬 수 있기 때문이다.The cementite has excellent watertightness with ultra-high hardness, high strength and high powder density, and is used to enhance durability with silica sand and to have the same behavior as concrete structures with portland cement. will be. Since the prompt cement is used in the mortar composition as much as 2 to 15 parts by weight, the composition ratio is small because the durability strengthening action is insignificant, and when excessive, the physical properties of the mortar can be lowered.
그리고 상기 슬래그(Slag)는 수축저감제의 역할을 하는 것으로, 내구성을 강화한다. 상기 슬래그는 그 입도가 1~140㎛정도이고, 비중이 1.9~2.3정도이며, 그 형태는 대부분 구형이다. 상기 슬래그는 몰탈 조성물 내에서 15~40중량부만큼 사용되는 바, 상기 슬래그의 사용량이 적거나 많으면 몰탈의 물성을 저하시키기 때문이다.And the slag (slag) to act as a shrinkage reducing agent, to enhance the durability. The slag has a particle size of about 1 to 140 μm, specific gravity of about 1.9 to 2.3, and the shape of the slag is mostly spherical. The slag is used by 15 to 40 parts by weight in the mortar composition, because if the amount of the slag used is small or large, the physical properties of the mortar is reduced.
상기 가넷(garnet, 입도5~7μm,경도7.5)은 고경도로서 부착력을 향상시키고, 강도증진, 내마모성 및 내구성을 콘크리트와 가깝게 하는 조성물로서, 상기 가넷은 몰탈 조성물 내에서 5~12중량부만큼 사용되는 바, 상기 가넷의 사용량이 적거나 많으면 부착력, 내마모성 등이 좋지 못하기 때문이다.The garnet (garnet, particle size 5 ~ 7μm, hardness 7.5) is a high hardness to improve the adhesion, and to increase the strength, wear resistance and durability close to the concrete, the garnet is used in 5 to 12 parts by weight in the mortar composition If the usage of the garnet is small or large, the adhesion, wear resistance, etc. are not good.
즉, 상기와 같이 본 발명에 따른 콘크리트 구조물의 보수보강용 무기계 폴리머 시멘트 몰탈 조성물은 초미립자의 포틀랜드시멘트, 실리카샌드, 프롬시멘트, 슬래그 및 가넷을 포함하여 이루어짐으로써, 콘크리트 구조체와 최대한 동일한 거동을 갖게 되는 것이다.That is, as described above, the inorganic polymer cement mortar composition for reinforcing and reinforcing the concrete structure according to the present invention is made of ultra fine particles of portland cement, silica sand, prompt cement, slag and garnet, thereby having the same behavior as that of the concrete structure. will be.
한편, 상기 콘크리트 구조물의 보수보강용 무기계 폴리머 시멘트 몰탈 조성물은 세피오라이트, 경화촉진제, 섬유보강재, 알루미나이트계 팽창제, 유동화제, 재유화형분말수지로 이루어진 군 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 것을 더 포함할 수 있는 데, 상기한 조성물을 더 포함하게 되면 접착력, 시공성, 강도 등을 향상시킬 수 있게 된다.On the other hand, the inorganic polymer cement mortar composition for the reinforcement of the concrete structure further comprises one or two or more selected from the group consisting of sepiolite, curing accelerator, fiber reinforcement, aluminite-based expanding agent, fluidizing agent, re-emulsified powder resin. If it can be, further comprising the above composition can improve the adhesion, workability, strength and the like.
먼저, 상기 세피오라이트(Sepiolite)는 무기계 증점제로서, 시멘트의 수화반응 시 수화물 결정체를 생성하여 내구성, 수밀성 및 고강도성을 향상시키고, 균열을 억제할 수 있으며, 콘크리트와의 접착력이 향상되고 흡수성 및 유동성의 발현에 의해 시공성을 개선하여, 공기단축효과를 얻을 수 있는 것이다. 상기 세피오라이트는 몰탈 조성물 내에서 0.5~4.0중량부만큼 사용되는 데, 그 사용이 적으면 효과가 미미하게 되고 과량이 되면 오히려 몰탈 조성물의 물성을 저하시킬 수 있기 때문이다.First, the sepiolite (Sepiolite) is an inorganic thickener, it generates hydrate crystals during the hydration reaction of cement to improve the durability, water tightness and high strength, to suppress cracks, to improve the adhesion to concrete and the absorbency and fluidity By improving the workability by expression, it is possible to obtain an air shortening effect. Sepiolite is used by 0.5 to 4.0 parts by weight in the mortar composition, because the use is small, the effect is insignificant, and if excessive, rather it may lower the physical properties of the mortar composition.
상기 경화촉진제는 몰탈 조성물의 경화속도를 촉진시키기 위한 것으로, 상기 경화촉진제로는 예를 들면 탄산칼슘 등이 사용될 수 있는 데, 이를 반드시 제한하는 것은 아니다. 상기 경화촉진제는 몰탈 조성물 내에서 0.05~0.85중량부만큼 사용되는 데, 그 사용량이 적으면 경화를 촉진할 수 없고 과량이 되면 오히려 몰탈 조성물의 물성을 저하시킬 수 있기 때문이다. The curing accelerator is for promoting the curing rate of the mortar composition, and as the curing accelerator, for example, calcium carbonate may be used, but is not necessarily limited thereto. The curing accelerator is used by 0.05 to 0.85 parts by weight in the mortar composition, because if the amount is small it may not promote the curing, but if excessive, may lower the physical properties of the mortar composition.
상기 섬유보강재로는 폴리프로필렌 섬유가 사용될 수 있는 데, 상기 섬유보강재는 콘크리트 및 몰탈의 균열억제 및 기균열 확산을 방지하고, 에너지 흡수능력이 뛰어나 우수한 휨인성 효과를 발휘하여 내구성을 향상시키는 것이며, 시공시 처짐을 줄여주고 접착력과 응집효과를 높여주는 것이다. 상기 섬유보강재는 몰탈 조성물 내에서 0.5~3.5중량부만큼 사용되는 데, 그 사용이 적으면 균열저항성이 떨어지고 과량이 되면 몰탈 내에서 분산에 문제가 생길 수 있기 때문이다.Polypropylene fiber may be used as the fiber reinforcing material, and the fiber reinforcing material is to prevent cracking and diffusion of cracks and cracks of concrete and mortar, and has excellent energy absorption ability to exert excellent bending toughness effect to improve durability. It is to reduce the deflection during construction and to enhance the adhesion and cohesive effect. The fiber reinforcing material is used by 0.5 to 3.5 parts by weight in the mortar composition, because if the use is less, the crack resistance is lowered, if excessive, may cause problems in dispersion in the mortar.
상기 알루미나이트계(CSA) 팽창제는 콘크리트 내 미세공극을 메우면서 장기적으로 안정적이고 치밀한 구조를 형성함에 따라 콘크리트의 수밀성 향상 및 구조물의 안정적인 강도증진에 효과적임과 동시에, 온도변화에 따른 재료의 변화가 거의 나타나지 않으므로 온도변화로 인한 부착력 저하와 박리현상 등이 발생하지 않도록 하는 효과가 있다. 상기 알루미나이트계 팽창제로서 본 발명에서는 아우린 및 산화칼슘의 혼합물을 사용할 수 있는 바, 이를 제한하는 것은 아니며, 알루미나이트계 팽창제는 그 종류를 제한하지 않는다. 상기 알루미나이트계(CSA) 팽창제는 몰탈 조성물 내에서 12~18중량부만큼 사용되는 데, 그 사용이 적으면 효과가 미미하게 되고 과량이 되면 과도한 팽창으로 몰탈에 균열을 발생시킬 수 있기 때문이다.The aluminite-based (CSA) expanding agent forms a stable and dense structure in the long term while filling the micro voids in concrete, which is effective in improving the watertightness of the concrete and increasing the stable strength of the structure, and at the same time, the change of the material according to the temperature change. Since it hardly appears, there is an effect of preventing the adhesive force degradation and peeling phenomenon due to the temperature change. In the present invention, the mixture of aurin and calcium oxide may be used as the aluminite-based expander, but the present invention is not limited thereto, and the aluminite-based expander does not limit its type. The aluminite-based (CSA) expanding agent is used by 12 to 18 parts by weight in the mortar composition, because if the use is small, the effect is insignificant, and if excessive, may cause cracking in the mortar by excessive expansion.
상기 유동화제는 나프탈렌계의 것을 사용할 수 있으며, 몰탈의 유동성을 증진시켜 단위수량을 20~30% 저감시켜 재료비의 절감과 강도증진의 효과를 주는 것이다. 상기 유동화제는 몰탈 조성물 내에서 1.5~6.0중량부만큼 사용되는 데, 그 사용이 적으면 재료비 절감 및 강도증진의 효과가 없고 과량이 되면 유동성이 너무 커지게 되어 부착성이 저하됨은 물론, 경화가 지연되는 문제점이 있기 때문이다. The fluidizing agent may be used in the naphthalene-based, it is to increase the fluidity of the mortar to reduce the unit amount by 20 ~ 30% to reduce the material cost and increase the strength. The fluidizing agent is used in the mortar composition as much as 1.5 ~ 6.0 parts by weight, if the use is small, the material cost reduction and the strength of the effect is not increased, if excessive, the fluidity becomes too large, adhesion is reduced, as well as curing This is because there is a delay problem.
상기 재유화형분말수지는 폴리머로서 사용되는 것으로, 응경시간, 작은 인장강도, 큰 건조수축, 낮은 내약품성 등을 보완하여 골재, 즉 실리카샌드와 시멘트 페이스트 사이의 부착력을 증대시키며, 콘크리트 부재의 변형기간 동안에 보다 많은 파괴에너지(fracture energy)를 흡수할 수 있는 것이다. 또한, 미세공극(micro-pore)까지 침투하므로 수화된 시멘트와 미수화된 시멘트를 결합시키는 효과를 얻을 수 있으며 경화 후에는 조기에 고강도가 발현되고, 이 고강도 때문에 부재의 단면을 작게 할 수 있으며, 접착력 및 내마모성, 내피로성, 내약품성 및 내충격성 등이 우수하게 된다. 상기 재유화형분말수지로는 에틸비닐아세테이트 분말수지 또는 SBR 분말수지를 사용할 수 있다. 상기 재유화형부말수지는 몰탈 조성물 내에서 4.5~7.5중량부만큼 사용되는 데, 그 사용량이 적으면 효과가 미미하게 되고 과량이 되면 경제적이지 못하기 때문이다.The re-emulsified powder resin is used as a polymer, and complements the solidification time, small tensile strength, large dry shrinkage, low chemical resistance, etc. to increase the adhesion between the aggregate, that is, silica sand and cement paste, deformation period of the concrete member It can absorb more fracture energy in the meantime. In addition, since it penetrates into the micro-pore, the effect of combining the hydrated cement with the unhydrated cement can be obtained, and after curing, high strength is expressed early, and the cross section of the member can be made small due to the high strength. Adhesion and wear resistance, fatigue resistance, chemical resistance and impact resistance are excellent. As the re-emulsified powder resin, ethyl vinyl acetate powder resin or SBR powder resin may be used. The re-emulsified powder resin is used in the mortar composition as much as 4.5 to 7.5 parts by weight, because the amount is small, the effect is insignificant and the excess is not economical.
또한 필요에 따라 이외에도 혼화제가 사용될 수 있는 데, 상기 혼화제로는 실리카 흄계의 것을 사용한다. 상기 혼화제는 수화열에 의한 균열을 저감시키며 내화성을 증대시키고, 고강도화를 이루어 장기적으로 내후성 및 내약품성이 우수하도록 한다. 또한 혼화제로 인해 우수한 부착력의 확보가 가능하며 여타 뿜칠 작업에 있어서도 1회에 최대 20cm 까지의 두께로 시공이 가능하며 작업시 리바운드량이 5% 미만으로 탈락률이 적고 연속적 공정의 연결로 작업소요시간을 단축시킬 수 있다. 상기 혼화제는 몰탈 조성물 내에서 0.6~4.0중량부의 범위에서 사용되는 바, 그 사용량이 적으면 내화성이 증대되기 어렵고, 과량이 되면 오히려 물성저하가 초래되기 때문이다.In addition, if necessary, a admixture may be used. The admixture may be a silica fume-based one. The admixture reduces cracks due to hydration heat, increases fire resistance, and achieves high strength to provide excellent weather resistance and chemical resistance in the long term. In addition, it is possible to secure excellent adhesion due to the admixture, and it is possible to construct up to 20cm in thickness at one time for other spraying work, and the rebound amount is less than 5% at the time of work, so the dropout rate is small and the work time is shortened by the connection of continuous process. You can. Since the admixture is used in the range of 0.6 to 4.0 parts by weight in the mortar composition, it is difficult to increase the fire resistance when the amount thereof is used in a small amount.
상기와 같은 본 발명의 무기계 폴리머 시멘트 몰탈 조성물은 472kgf/㎠ 정도의 압축강도, 85kgf/㎠ 정도의 굴곡강도, 47kgf/㎠ 정도의 인장강도, 32kgf/㎠ 정도의 접착강도를 갖는다.As described above, the inorganic polymer cement mortar composition of the present invention has a compressive strength of about 472 kgf / cm 2, a flexural strength of about 85 kgf / cm 2, a tensile strength of about 47 kgf / cm 2, and an adhesive strength of about 32 kgf / cm 2.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 무기계 폴리머 시멘트 몰탈 조성물은 무독성, 친환경성으로 뿜칠공법, 미장법, 콘크리트 이어붓기 공법 등 다양하게 시공이 가능하여 시공성이 용이하고, 내열, 내화성, 열팽창계수, 탄성계수 등의 특성값이 콘크리트 구조체와 유사해서 구조체 거동에 따른 이상 거동이 발생하지 않아 박리박락, 균열 등의 구조체 손상을 일으키지 않는 것이다. As described above, the inorganic polymer cement mortar composition according to the present invention is non-toxic and environmentally friendly, and can be variously constructed, such as a spraying method, a plastering method, a concrete pouring method, etc., and thus easy construction, heat resistance, fire resistance, thermal expansion coefficient, elastic modulus The characteristic value of the structure is similar to that of the concrete structure, so that no abnormal behavior due to the structure behavior does not occur, thereby causing damage to the structure such as peeling peeling and cracking.
즉, 본 발명의 몰탈 조성물은 프롬시멘트, 실리카샌드, 슬래그의 사용으로 내구성을 강화시킨 것이고, 가넷과 알루미나이트계 팽창제의 사용으로 접착력 향상과 강도증진, 내구성 및 내마모성을 향상시켰으며, 초미립자 포틀랜드시멘트와 슬래그 등의 사용으로 시공시 몰탈의 처짐을 보완하였고, 세피오라이트와 슬래그, 알루미나이트계 팽창제의 사용으로 콘크리트의 수밀성, 내구성, 강성을 높이고 접착력을 강화시켜 균열을 억제한 것이다.
That is, the mortar composition of the present invention is to enhance the durability by the use of the prom cement, silica sand, slag, the use of garnet and aluminite-based expansion agent to improve the adhesion and strength, durability and wear resistance, ultra-fine particle portland cement The use of and slag to compensate for the deflection of mortar during construction, and the use of sepiolite, slag, aluminite-based expansion agent to increase the water-tightness, durability, rigidity of the concrete and to strengthen the adhesion to suppress cracks.
이하에서는 본 발명에 따른 콘크리트 구조물의 보수보강방법에 대해 설명한다. Hereinafter will be described the repair and reinforcement method of the concrete structure according to the present invention.
첫번째 단계로서, 열화된 철근콘크리트 구조물을 치핑하고 세정한다. 상기 철근콘크리트 구조물의 치핑 및 세정방법은 종래 이 기술이 속하는 분야에서 충분히 공지된 사항이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.As a first step, the degraded reinforced concrete structures are chipped and cleaned. Since the chipping and cleaning method of the reinforced concrete structure is well known in the art to which the art belongs, a detailed description thereof will be omitted.
다음으로, 상기 치핑 및 세정된 콘크리트 구조물의 철근에 방청환원제를 도포한다. 여기서, 상기 방청환원제로서는 아질산계리튬염과 실란(SiH4)를 사용하는 데, 상기 아질산계리튬염과 실란으로 조성된 방청환원제를 붓이나 로울러 등으로 도포함으로써, 부식된 철근 표면을 방청환원 및 방식시키는 것이다.Next, the antirust agent is applied to the rebar of the chipped and cleaned concrete structure. Here, as the anti-rust reducing agent, a lithium nitrite salt and silane (SiH 4 ) are used, and the anticorrosive reducing agent formed of the lithium nitrite salt and the silane is applied with a brush or a roller, so that the corroded rebar surface is prevented from rust reducing and It is the way.
그리고 상기 방청환원제가 도포된 철근과 열화에 의해 손상된 콘크리트 구조물에 프라이머를 도포함으로써, 열화의 진행을 방지하고 초기 강도를 발현한다. 여기서 상기 프라이머로는 변성에폭시계 프라이머를 사용하는 데, 구체적으로는 아크릴변성에폭시계수지, 변성지방족아민, 반응촉진제, 흐름성조정제 및 프롬시멘트를 포함하여 이루어진다. 그리고 그 조성은 아크릴변성에폭시계수지 100중량부를 기준으로, 상기 아크릴변성에폭시계수지에 변성지방족아민 40~75중량부, 반응촉진제 2~6중량부, 흐름성조정제 6~15중량부 및 프롬시멘트 2.4~9중량부이 혼합되며, 액상으로 이루어짐이 바람직하다. 여기서 상기 반응 촉진제로는 변성지방족아민 경화제를 사용할 수 있으며, 흐름성조정제로는 나프탈렌계를 사용할 수 있으나, 이를 반드시 제한하는 것은 아니다.And by applying the primer to the concrete structure damaged by the deterioration of the rebar and the rust-reducing agent is applied, it prevents the progress of deterioration and expresses the initial strength. Here, as the primer, a modified epoxy clock primer is used. Specifically, the modified epoxy clock primer includes an acrylic modified epoxy clock resin, a modified aliphatic amine, a reaction accelerator, a flow modifier, and a prompt cement. The composition is based on 100 parts by weight of the acrylic modified epoxy resin, 40 to 75 parts by weight of modified aliphatic amine, 2 to 6 parts by weight of reaction accelerator, 6 to 15 parts by weight of flow modifier and procement 2.4 ˜9 parts by weight is mixed, preferably made of a liquid phase. Here, as the reaction accelerator, a modified aliphatic amine curing agent may be used, and a naphthalene system may be used as the flow adjusting agent, but is not necessarily limited thereto.
여기서 상기 프롬시멘트는 초속경, 초고강도이며 높은 분말도로 우수한 수밀성을 가져, 프라이머의 해수응결, 내식성, 내화학성을 향상시키고 접착력을 강화시켜 콘크리트 구조체의 거동에 따른 열화손상을 억제시켜주는 역할을 한다. 그리고 상기 반응촉진제와 흐름성조정제는 계절과 온도변화에 따라 상기 조성비 내에서 가감하여 첨가함으로써, 침투성과 초기발현강도를 높이는 것이고, 상기 프롬시멘트 역시 상기 조성비 내에서 가감하여 첨가함으로써, 염화나트륨과 황산마그네슘에 강한 내식성과 내화학성을 부여하고, 시공성과 내구성을 높이는 것이다.Here, the prompt cement has excellent watertightness with ultrafast diameter, ultra high strength, and high powder density, and improves seawater condensation, corrosion resistance, and chemical resistance of the primer, and serves to suppress deterioration damage due to the behavior of concrete structures by enhancing adhesion. . In addition, the reaction promoter and the flow modifier are added to the composition ratio according to the season and temperature change, thereby increasing the permeability and initial expression strength, and the prophylment is added and added to the composition ratio, so that sodium chloride and magnesium sulfate It gives strong corrosion resistance and chemical resistance to, and improves workability and durability.
상기 변성에폭시계 프라이머는 4000~6000(25℃, cps)의 저점도로 흐름성이 좋아 콘크리트 구조체의 3~15mm의 깊이까지 침투하여 접착력과 내구성을 증가시키는 데, 그 접착강도가 20kgf/㎠ 이상이므로 복구 후 박리, 박락이나 들뜸현상이 없고, 인장신장율이 10% 이상이므로 구조체의 거동에 따른 열화에 의한 균열 및 들뜸을 방지할 수 있는 것이다.The modified epoxy clock primer has a low viscosity of 4000 ~ 6000 (25 ℃, cps) is good flow and penetrates to the depth of 3 ~ 15mm of the concrete structure to increase the adhesive strength and durability, since the adhesive strength is more than 20kgf / ㎠ Since there is no peeling, peeling or lifting after recovery, and the tensile elongation is 10% or more, it is possible to prevent cracking and lifting due to deterioration due to the behavior of the structure.
또한 본 발명에 따른 프라이머는 휘발성 점도조절제나 희석제를 첨가하지 않기 때문에 친환경성 경화물을 구축하고 있으며, 인장강도가 470kgf/㎠이상, 접착강도 20kgf/㎠ 이상의 우수한 기계적 물성과 10% 이상의 연신율로 콘크리트 구조체의 거동에 따른 건조수축 및 팽창균열을 최소화하여 박리박락을 막아주고 균열로 인한 누수 및 들뜸을 잡아주는 것이다.In addition, since the primer according to the present invention does not add a volatile viscosity modifier or diluent, environmentally-friendly cured products are being constructed, the tensile strength is 470kgf / ㎠ or more, the adhesive strength 20kgf / ㎠ or more excellent mechanical properties and elongation of 10% or more It minimizes dry shrinkage and expansion cracks according to the behavior of the structure to prevent peeling peeling and catches leakage and lifting due to cracking.
상기 프라이머의 도포가 완료되면, 다음으로 상기 프라이머 상에 상기 무기계 폴리머 시멘트 몰탈 조성물을 타설한다. 상기 무기계 폴리머 시멘트 몰탈 조성물은 앞서 충분히 설명되었으므로, 그에 대한 설명은 생략한다.When the application of the primer is complete, the inorganic polymer cement mortar composition is next poured on the primer. Since the inorganic polymer cement mortar composition has been sufficiently described above, a description thereof will be omitted.
그리고 상기 무기계 폴리머 시멘트 몰탈 조성물의 타설이 완료되어 단면이 복구되면, 필요에 따라 발수재 또는 방수성 코팅제로 마감하는 것이다.
And when the casting of the inorganic polymer cement mortar composition is completed and the cross section is restored, it is to finish with a water repellent or waterproof coating as needed.
이상에서와 같이 본 발명은 상기한 실시예에 의해 설명되었지만, 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.
As described above, the present invention has been described by the above embodiments, but various modifications can be made without departing from the scope and spirit of the present invention.
Claims (9)
포틀랜드시멘트 100중량부, 실리카샌드 80~100중량부, 프롬시멘트 2~15중량부, 슬래그 15~40 중량부, 가넷 5~12중량부를 포함하고,
세피오라이트 0.5~4.0중량부, 경화촉진제 0.05~0.85중량부, 섬유보강재 0.5~3.5중량부, 알루미나이트계 팽창제 12~18중량부, 유동화제 1.5~6.0 중량부 및 재유화형분말수지 4.5~7.5중량부로 이루어진 군 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수보강용 무기계 폴리머 시멘트 몰탈 조성물.In constructing a cement mortar composition for reinforcement of concrete structures,
100 parts by weight of Portland cement, 80 to 100 parts by weight of silica sand, 2 to 15 parts by weight of prompt cement, 15 to 40 parts by weight of slag, 5 to 12 parts by weight of garnet,
Sepiolite 0.5 to 4.0 parts by weight, curing accelerator 0.05 to 0.85 parts, fiber reinforcement 0.5 to 3.5 parts by weight, aluminite-based expansion agent 12 to 18 parts by weight, fluidizing agent 1.5 to 6.0 parts by weight and re-emulsified powder resin 4.5 to 7.5 parts by weight Inorganic polymer cement mortar composition for reinforcement of a concrete structure, characterized in that it further comprises one or more selected from the group consisting of.
상기 포틀랜드시멘트는 20~90㎛의 입도인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수보강용 무기계 폴리머 시멘트 몰탈 조성물.The method of claim 1,
The portland cement is an inorganic polymer cement mortar composition for reinforcement of a concrete structure, characterized in that the particle size of 20 ~ 90㎛.
상기 치핑 및 세정된 콘크리트 구조물의 철근에 방청환원제를 도포하는 단계와,
상기 방청환원제가 도포된 철근과 콘크리트 구조물에 프라이머를 도포하는 단계와,
상기 프라이머 상에 상기 제 1항 및 제 5항 중 어느 한 항의 무기계 폴리머 시멘트 몰탈 조성물을 타설하는 단계를 포함하여 이루어지되,
상기 프라이머는 아크릴변성에폭시계수지, 변성지방족아민, 반응촉진제, 흐름성조정제 및 프롬시멘트를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수보강공법.Chipping and cleaning the degraded reinforced concrete structure,
Applying an antirust agent to the rebar of the chipped and cleaned concrete structure;
Applying a primer to the reinforcing bar and concrete structure to which the rust-reducing agent is applied;
Comprising the step of pouring the inorganic polymer cement mortar composition of any one of claims 1 and 5 on the primer,
The primer is an acrylic modified epoxy resin, modified aliphatic amines, reaction accelerators, flow modifiers and prophylment, characterized in that the reinforcement method of the concrete structure.
상기 방청환원제는 아질산계리튬염과 실란으로 조성된 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수보강공법.The method according to claim 6,
The anti-rust reducing agent is a repair and reinforcement method of a concrete structure, characterized in that composed of a nitrite-based lithium salt and silane.
상기 프라이머는 아크릴변성에폭시계수지 100중량부, 변성지방족아민 40~75중량부, 반응촉진제 2~6중량부, 흐름성조정제 6~15중량부 및 프롬시멘트 2.4~9중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수보강공법.The method according to claim 6,
The primer comprises 100 parts by weight of acrylic modified epoxy resin, 40 to 75 parts by weight of modified aliphatic amine, 2 to 6 parts by weight of reaction accelerator, 6 to 15 parts by weight of flow modifier, and 2.4 to 9 parts by weight of prompt cement. Repair reinforcement method of concrete structure.
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