KR101340856B1 - 내구성 및 수밀성이 우수한 시멘트 모르타르 조성물과 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법 - Google Patents

내구성 및 수밀성이 우수한 시멘트 모르타르 조성물과 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 시멘트계 결합재 10∼75중량%, 잔골재 20∼70중량%, 폴리머 분말수지 0.01∼15중량% 및 물 0.1∼15중량%를 포함하며, 상기 폴리머 분말수지는 에틸렌초산비닐 분말수지 45∼99중량%, 아크릴(폴리메타크릴산메틸, 스티렌-아크릴 에스테르, 폴리아크릴산나트륨, 폴리 아크릴 에스테르 및 메틸메타크릴레이트를 제외한 아크릴임) 분말수지 0.01∼15중량%, 폴리메타크릴산메틸 분말수지 0.01∼15중량%, 에틸렌프로필렌고무 분말수지 0.01∼15중량% 및 폴리아미드 분말수지 0.01∼10중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 시멘트 모르타르 조성물과 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 내구성이 우수한 시멘트계 결합재와 방수, 수밀성이 우수한 폴리머 분말수지 등을 사용함으로써 강도 및 내구성, 특히 내구성, 방수성 및 수밀성이 우수하여 해양콘크리트 구조물, 수중콘크리트 구조물, 수리구조물, 열악한 환경하의 콘크리트 구조물 및 프리캐스트 제품, 하수관거 등의 화학적 침식으로 인한 콘크리트 부식을 방지할 수 있어 이에 사용되는 유지관리 비용을 현저히 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

내구성 및 수밀성이 우수한 시멘트 모르타르 조성물과 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법{Cement mortar composite having improved durability and watertightness and repairing method of conctrete structure using the composite}
본 발명은 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내구성이 우수한 시멘트계 결합재와, 방수성 및 수밀성이 우수한 폴리머 분말수지 등을 사용함으로써 강도, 고유동성, 탄성, 접착력, 방수성, 수밀성 및 내구성이 우수하고, 특히 내구성, 방수성 및 수밀성이 우수한 환경친화형 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수방법에 관한 것이다.
일반적인 환경에서 화학적 부식 문제가 생기는 것은 확률적으로 매우 적으며, 생활 하수 등에 포함된 유기물이 세균에 의해 반응을 일으켜 황산 이온을 생성함으로써 콘크리트를 침식하거나, 온천 지대 또는 산성비 등에 의한 산성물질에 의해 콘크리트가 침식되는 경우나, 해양환경에 위치하는 철근 콘크리트 구조물의 염해에 의해 콘크리트 구조물이 부식되는 경우가 대부분이다. 화학적 부식을 받는 구조물로는 해양 콘크리트, 화학공장, 식품공장, 축사 바닥 등의 관련 구조물, 토양 오염 및 온천 지대의 지하 구조물, 하수도 관련 하수 관거 및 복개 구조물 등을 들 수 있다.
한편, 프리캐스트 콘크리트(precast concrete) 제품은 건조수축에 의한 균열이 발생하며, 표면에 블리이딩(bleeding)으로 인한 레이탄스(laitance)가 발생하여 표면 강도가 약하고 내구성이 떨어진다는 단점이 있으며, 또한 프리캐스트 제품 즉, PC 암거 등의 조인트 부분의 수밀성이 매우 열악한 실정이다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 대체 방안으로 폴리머 디스퍼젼을 이용한 제품 등이 사용되고 있으나, 재료원가가 높다는 단점을 가지고 있다. 특히, 프리캐스트 제품의 조인트 부분에 사용되고 있는 주입재료는 대부분이 무수축 모르타르를 사용하고 있는데, 건조수축에 의한 균열 등을 보완할 수 있으나 수밀성(水密性)이 떨어지는 단점을 가지고 있다.
따라서 이러한 프리캐스트 제품의 문제점을 해결하기 위하여 기술적 측면으로는 조인트 주입재에 대한 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다. 한편, 경제적인 측면과 산업적 측면으로 볼 때, 프리캐스트 제품의 조인트 주입재 및 보수재의 강도 및 내구성을 향상시킴으로써 보수비용의 절감 효과를 얻는 것도 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 내구성이 우수한 시멘트계 결합재와 방수, 수밀성이 우수한 폴리머 분말수지 등을 사용함으로써 강도 및 내구성, 특히 내구성, 방수성 및 수밀성이 우수하여 해양콘크리트 구조물, 수중콘크리트 구조물, 수리구조물, 열악한 환경하의 콘크리트 구조물 및 프리캐스트 제품, 하수관거 등의 화학적 침식으로 인한 콘크리트 부식을 방지할 수 있어 이에 사용되는 유지관리 비용을 현저히 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있는 내구성, 방수성 및 수밀성이 우수한 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수방법을 제공함에 있다.
본 발명은, 시멘트계 결합재 10∼75중량%, 잔골재 20∼70중량%, 폴리머 분말수지 0.01∼15중량% 및 물 0.1∼15중량%를 포함하며, 상기 폴리머 분말수지는 에틸렌초산비닐 분말수지 45∼99중량%, 아크릴(폴리메타크릴산메틸, 스티렌-아크릴 에스테르, 폴리아크릴산나트륨, 폴리 아크릴 에스테르 및 메틸메타크릴레이트를 제외한 아크릴임) 분말수지 0.01∼15중량%, 폴리메타크릴산메틸 분말수지 0.01∼15중량%, 에틸렌프로필렌고무 분말수지 0.01∼15중량% 및 폴리아미드 분말수지 0.01∼10중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 시멘트 모르타르 조성물을 제공한다.
상기 시멘트계 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트 10∼70중량%, 고로슬래그 분말 5∼45중량%, 플라이애쉬 5∼20중량%, 메타카올린 1∼15중량%, 무수석고 1∼20중량%, 마그네슘설포알루미네이트 0.1∼15중량%, 알루미나 실리케이트계 세노스페어 분말 0.1∼10중량% 및 황산 알루미늄 칼륨 0.01∼10중량%를 포함할 수 있다.
삭제
상기 폴리머 분말수지는 건조수축을 저감하기 위해 폴리옥시에틸렌, 폴리프로필렌글리콜 및 폴리에틸렌글리콜 중에서 선택된 1종 이상의 물질 0.01∼5중량%를 더 포함할 수 있다.
상기 폴리머 분말수지는 폴리에테르설폰 분말수지 0.1∼10중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 폴리머 분말수지는 스티렌-아크릴 에스테르 분말수지 0.1∼15중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 폴리머 분말수지는 폴리아크릴산나트륨 수지 0.1∼15중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은, 콘크리트 구조물의 불순물, 레이탄스 또는 열화된 부위를 제거하는 단계와, 제거된 부위에 프라이머 처리하고 노출된 철근은 방청처리하는 단계와, 상기 프라이머 처리 및 방청처리된 결과물 상부에 상기 시멘트 모르타르 조성물을 타설하여 단면을 복구하는 단계 및 복구된 결과물을 표면마무리하고 표면보호제를 도포하여 마무리 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수방법을 제공한다.
상기 프라이머 처리는 스티렌-부타디엔 라텍스, 폴리 아크릴 에스테르, 에틸 비닐 아세테이트, 메틸메타크릴레이트 및 실란계 화합물 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 물질을 사용할 수 있고, 상기 표면보호제는 스티렌-부타디엔 라텍스, 폴리 아크릴 에스테르, 아크릴(폴리메타크릴산메틸, 스티렌-아크릴 에스테르, 폴리아크릴산나트륨, 폴리 아크릴 에스테르 및 메틸메타크릴레이트를 제외한 아크릴임), 에틸 비닐 아세테이트, 메틸메타크릴레이트 및 실란계 화합물 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 물질을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명은, 콘크리트 구조물의 불순물, 레이탄스 또는 열화된 부위를 제거하는 단계와, 제거된 부위에 프라이머 처리하는 단계와, 상기 프라이머 처리된 결과물 상부에 상기 시멘트 모르타르 조성물을 주입하는 단계 및 상기 시멘트 모르타르 조성물이 주입된 결과물을 표면마무리하고 표면보호제를 도포하여 마무리 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수방법을 제공한다.
상기 시멘트 모르타르 조성물을 주입하는 단계는, 상기 시멘트 모르타르 조성물을 주입할 부분에 스틸 거푸집을 형성하고 상기 스틸 거푸집에 상기 시멘트 모르타르 조성물을 주입하는 단계로 이루어질 수 있고, 상기 마무리 처리하는 단계 전에 상기 스틸 거푸집을 탈형한다.
상기 프라이머 처리는 스티렌-부타디엔 라텍스, 폴리 아크릴 에스테르, 에틸 비닐 아세테이트, 메틸메타크릴레이트 및 실란계 화합물 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 물질을 사용할 수 있고, 상기 표면보호제는 스티렌-부타디엔 라텍스, 폴리 아크릴 에스테르, 아크릴(폴리메타크릴산메틸, 스티렌-아크릴 에스테르, 폴리아크릴산나트륨, 폴리 아크릴 에스테르 및 메틸메타크릴레이트를 제외한 아크릴임), 에틸 비닐 아세테이트, 메틸메타크릴레이트 및 실란계 화합물 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 물질을 사용할 수 있다.
본 발명에 의한 시멘트 모르타르 조성물에 의하면, 내구성이 우수한 시멘트계 결합재와, 방수성 및 수밀성이 우수한 폴리머 분말수지 등을 사용함으로써 내구성, 고유동성, 탄성, 접착력, 방수성, 수밀성, 강도 및 내구성이 크게 향상되는 효과가 있다.
본 발명에 의하면, 시멘트계 결합재 및 폴리머 분말수지를 사용함으로써 강도 및 내구성, 특히 방수 및 수밀성이 우수하여 해양콘크리트 구조물, 수리구조물, 지수구조물, 지중구조물, 화학공장 바닥, 하수관거, 프리캐스트 제품 등의 화학적 침식으로 인한 콘크리트 부식을 방지할 수 있어 이에 사용되는 유지관리 비용을 현저히 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 우수한 압축강도, 휨강도 및, 부착강도를 구비하고 있어, 산성물질이 많은 하수시설, 물에 접해 있는 콘크리트 지수구조물뿐만 아니라, 기존의 각종 공법에도 용이하게 적용할 수 있으며, 뿜칠 시공 등 기계화 시공이 가능하므로 작업능률 향상 및 시공상의 경제성을 구비하는 등 많은 효과가 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시멘트 모르타르 조성물은 내구성이 우수한 시멘트계 결합재 10∼75중량%, 잔골재 20∼70중량%, 방수성 및 수밀성이 우수한 폴리머 분말수지 0.01∼15중량% 및 물 0.1∼15중량%를 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시멘트 모르타르 조성물은 특히, 내구성, 방수성 및 수밀성이 우수한 장점이 있다.
상기 폴리머 분말수지는 부착력, 강도 및 내구성을 개선하기 위한 에틸렌초산비닐 분말수지, 접착력 및 내열성을 개선하기 위한 아크릴(폴리메타크릴산메틸, 스티렌-아크릴 에스테르, 폴리아크릴산나트륨, 폴리 아크릴 에스테르 및 메틸메타크릴레이트를 제외한 아크릴임) 분말수지, 내산성 및 내알칼리성을 개선하기 위한 폴리메타크릴산메틸 분말수지, 강도 및 내구성을 개선하기 위한 에틸렌프로필렌고무 분말수지, 유동성, 응집력 및 재료분리 방지성을 부여하기 위한 폴리아미드 분말수지를 포함한다.
상기 폴리머 분말수지는 에틸렌초산비닐 분말수지 45∼99중량%, 아크릴(폴리메타크릴산메틸, 스티렌-아크릴 에스테르, 폴리아크릴산나트륨, 폴리 아크릴 에스테르 및 메틸메타크릴레이트를 제외한 아크릴임) 분말수지 0.01∼15중량%, 폴리메타크릴산메틸 분말수지 0.01∼15중량%, 에틸렌프로필렌고무 분말수지 0.01∼15중량% 및 폴리아미드 분말수지 0.01∼10중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 폴리머 분말수지는 시멘트 모르타르 조성물에 0.01∼15중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 폴리머 분말수지의 함량이 15중량%를 초과하면 점도가 낮아져 재료 분리가 발생되기 쉽고, 수화반응을 지연시켜 조기 압축강도 발현을 저하시킴과 동시에 가격경쟁력이 저하될 수 있다. 그리고, 상기 폴리머 분말수지의 함량이 0.01중량% 미만이면 방수성 및 수밀성 개선 효과가 미약할 수 있다.
상기 폴리머 분말수지에 에틸렌초산비닐 분말수지가 함유되면 부착력, 강도 및 내구성이 개선된다. 상기 에틸렌초산비닐 분말수지는 상기 폴리머 분말수지에 45∼99중량% 함유되는 것이 바람직한데, 상기 에틸렌초산비닐 분말수지의 함량이 45중량% 미만일 경우에는 무기물 간의 결합력, 부착력, 강도 및 내구성 개선의 효과가 미약하고, 상기 에틸렌초산비닐 분말수지의 함량이 99중량%를 초과하는 경우에는 더 이상의 부착력, 강도 및 내구성 개선 효과를 기대하기 어렵다.
상기 아크릴(폴리메타크릴산메틸, 스티렌-아크릴 에스테르, 폴리아크릴산나트륨, 폴리 아크릴 에스테르 및 메틸메타크릴레이트를 제외한 아크릴임) 분말수지는 접착력 및 내열성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 아크릴(폴리메타크릴산메틸, 스티렌-아크릴 에스테르, 폴리아크릴산나트륨, 폴리 아크릴 에스테르 및 메틸메타크릴레이트를 제외한 아크릴임) 분말수지는 상기 폴리머 분말수지에 0.01∼15중량% 함유되는 것이 바람직한데, 상기 아크릴(폴리메타크릴산메틸, 스티렌-아크릴 에스테르, 폴리아크릴산나트륨, 폴리 아크릴 에스테르 및 메틸메타크릴레이트를 제외한 아크릴임) 분말수지의 함량이 15중량%를 초과하면 시멘트 모르타르 조성물의 성능은 개선되나 가격경쟁력이 떨어질 수 있으며, 상기 아크릴(폴리메타크릴산메틸, 스티렌-아크릴 에스테르, 폴리아크릴산나트륨, 폴리 아크릴 에스테르 및 메틸메타크릴레이트를 제외한 아크릴임) 분말수지의 함량이 0.01중량% 미만이면 조성물의 작업성은 개선되나 접착력 및 내열성 개선 효과가 미약할 수 있다.
상기 폴리메타크릴산메틸 분말수지는 시멘트 모르타르 조성물의 점도를 저하시켜 작업성 및 연성의 성질을 증진시키기 위해 사용된다. 또한, 상기 폴리메타크릴산메틸 분말수지는 내산 및 내알칼리성이 우수하여 강도를 개선하는 효과가 있다. 상기 폴리메타크릴산메틸 분말수지는 상기 폴리머 분말수지에 0.01∼15중량% 함유되는 것이 바람직한데, 상기 폴리메타크릴산메틸 분말수지의 함량이 15중량%를 초과하면 시멘트 모르타르 조성물의 성능은 개선되나 가격경쟁력이 떨어질 수 있으며, 상기 폴리메타크릴산메틸 분말수지의 함량이 0.01중량% 미만이면 연성, 내산성 및 내알칼리성 개선 효과가 미약할 수 있다.
상기 에틸렌프로필렌고무 분말수지는 시멘트 모르타르 조성물의 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 에틸렌프로필렌고무 분말수지는 상기 폴리머 분말수지에 0.01∼15중량% 함유되는 것이 바람직한데, 상기 에틸렌프로필렌고무 분말수지의 함량이 15중량%를 초과하면 시멘트 모르타르 조성물의 성능은 개선되나 가격경쟁력이 떨어질 수 있으며, 상기 에틸렌프로필렌고무 분말수지의 함량이 0.01중량% 미만이면 강도 및 내구성 개선 효과가 미약할 수 있다.
상기 폴리아미드 분말수지는 유동성, 응집력 및 재료분리 방지성을 부여하여 안정적인 콘크리트 구조체를 형성하는데 기여할 수 있으며, 부수적으로는 탁월한 응집력에 의해 수밀성을 부여하고 수중 오염방지, 콘크리트 구조물의 철근 보호 등의 부수적인 효과를 거둘 수 있다. 상기 폴리아미드 분말수지는 상기 폴리머 분말수지에 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 폴리아미드 분말수지의 함량이 10중량%를 초과하면 시멘트 모르타르 조성물의 점도가 높아져 작업성이 저하될 수 있으며, 상기 폴리아미드 분말수지의 함량이 0.01중량% 미만이면 시멘트 모르타르 조성물의 작업성은 개선되나 유동성, 응집력 및 재료분리 방지성 개선 효과가 미약할 수 있다.
상기 폴리머 분말수지는 폴리에테르설폰(polyethersulfone) 분말수지를 더 포함할 수 있다. 상기 폴리에테르설폰 분말수지는 접착력 및 내열성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 폴리에테르설폰 분말수지는 상기 폴리머 분말수지에 0.1∼10중량% 함유되는 것이 바람직한데, 상기 폴리에테르설폰 분말수지의 함량이 10중량%를 초과하면 시멘트 모르타르 조성물의 성능은 개선되나 가격경쟁력이 떨어질 수 있으며, 상기 폴리에테르설폰 분말수지의 함량이 0.1중량% 미만이면 시멘트 모르타르 조성물의 작업성은 개선되나 접착력 및 내열성 개선 효과가 미약할 수 있다.
또한, 상기 폴리머 분말수지는 스티렌-아크릴 에스테르 분말수지를 더 포함할 수 있다. 상기 스티렌-아크릴 에스테르 분말수지는 시멘트 모르타르 조성물의 내산성 및 내알칼리성을 증진시키기 위해 사용된다. 상기 스티렌-아크릴 에스테르 분말수지는 상기 폴리머 분말수지에 0.1∼15중량% 함유되는 것이 바람직한데, 상기 스티렌-아크릴 에스테르 분말수지의 함량이 15중량%를 초과하면 시멘트 모르타르 조성물의 성능은 개선되나 가격경쟁력이 떨어질 수 있으며, 상기 스티렌-아크릴 에스테르 분말수지의 함량이 0.1중량% 미만이면 시멘트 모르타르 조성물의 작업성은 개선되나 내산성 및 내알칼리성 증진 효과가 미약할 수 있다.
또한, 상기 폴리머 분말수지는 폴리아크릴산나트륨 수지를 더 포함할 수 있다. 상기 폴리아크릴산나트륨 수지는 시멘트 모르타르 조성물의 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 폴리아크릴산나트륨 수지는 상기 폴리머 분말수지에 0.1∼15중량% 함유되는 것이 바람직한데, 상기 폴리아크릴산나트륨 수지의 함량이 15중량%를 초과하면 시멘트 모르타르 조성물의 성능은 개선되나 가격경쟁력이 떨어질 수 있으며, 상기 폴리아크릴산나트륨 수지의 함량이 0.1중량% 미만이면 강도 및 내구성 개선 효과가 미약할 수 있다.
또한, 상기 폴리머 분말수지는 수축저감제를 더 포함할 수 있다. 상기 수축저감제는 시멘트 모르타르 조성물의 건조수축을 저감하기 위해 사용한다. 상기 수축저감제는 상기 폴리머 분말수지에 0.01∼5중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 수축저감제로는 폴리옥시에틸렌, 폴리프로필렌글리콜 및 폴리에틸렌글리콜 중에서 어느 하나 이상을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 폴리머 분말수지는 소포제를 더 포함할 수 있다. 상기 소포제는 상기 폴리머 분말수지 내의 기포를 제거하여 강도 및 내구성을 높이기 위하여 사용한다. 또한, 상기 소포제가 상기 폴리머 분말수지에 첨가되면 공기연행 효과를 부여하여 작업성 및 가사시간을 향상시킬 수 있다. 상기 소포제는 상기 폴리머 분말수지에 0.01∼2중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 소포제로는 알콜계 소포제, 실리콘계 소포제, 지방산계 소포제, 오일계 소포제, 폴리 에스테르계 소포제, 옥시알킬렌계 소포제 등을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 폴리 에스테르계 소포제를 사용한다.
또한, 상기 폴리머 분말수지는 감수제를 더 포함할 수 있다. 상기 감수제는 물-시멘트비를 감소시켜 강도 및 내구성을 개선하고 상기 폴리머 분말수지의 유동성을 확보하기 위하여 사용한다. 상기 폴리머 분말수지에 감수제가 첨가되면 물-시멘트비가 저감된다. 상기 감수제는 상기 폴리머 분말수지에 0.01∼2중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 감수제는 폴리카본산계, 멜라민계 또는 나프탈렌계 감수제를 사용할 수 있으나, 나프탈렌계와 멜라민계는 폴리카본산계에 비하여 조성물의 강도가 떨어지고 작업성 및 가사시간을 저하시킬 수 있으므로 조성물의 강도, 작업성 및 가사시간을 저하시키지 않는 폴리카본산계 감수제를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 시멘트계 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트, 고로슬래그 분말, 플라이애쉬, 메타카올린, 무수석고, 마그네슘설포알루미네이트, 알루미나 실리케이트계 세노스페어 분말 및 황산 알루미늄 칼륨을 포함할 수 있다. 상기 시멘트계 결합재는 내구성이 우수하고 친환경적이다.
상기 시멘트계 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트 10∼70중량%, 고로슬래그 분말 5∼45중량%, 플라이애쉬 5∼20중량%, 메타카올린 1∼15중량%, 무수석고 1∼20중량%, 마그네슘설포알루미네이트 0.1∼15중량%, 알루미나 실리케이트계 세노스페어 분말 0.1∼10중량% 및 황산 알루미늄 칼륨 0.01∼10중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 보통 포틀랜드 시멘트는 KS 규격에 맞는 시멘트를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 보통 포틀랜드 시멘트는 상기 시멘트계 결합재에 10∼70중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 고로슬래그 분말은 잠재 수경성 특성, 장기 강도 발현 및 내구성 증진을 위하여 사용한다. 상기 고로슬래그 분말의 중량비가 증가하면 조기 강도는 저하되나, 장기 강도 발현 및 내구성이 증가한다. 상기 고로슬래그 분말은 상기 시멘트계 결합재에 5∼45중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 플라이애쉬는 잠재 수경성 특성, 장기 강도 발현 및 내구성 증진을 위하여 사용한다. 상기 플라이애쉬의 중량비가 증가하면 조기 강도는 저하되나, 장기 강도 발현 및 내구성이 증가한다. 상기 플라이애쉬는 상기 시멘트계 결합재에 5∼20중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 메타카올린은 잠재 수경성 특성, 장기 강도 발현 및 내구성 증진을 위하여 사용한다. 상기 메타카올린의 중량비가 증가하면 조기 강도는 저하되나, 장기 강도 발현 및 내구성이 증가한다. 상기 메타카올린은 상기 시멘트계 결합재에 1∼15중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 무수석고(CaSO4)는 시멘트 중의 성분, 특히 C3A(3CaO·Al2O3)와 반응하여 초기에 에트린자이트(AFt상, C3A·3CaSO4·32H2O)를 생성하게 되는데, 생성된 에트린자이트는 수화가 진행됨에 따라 그 양이 감소하거나 또는 그 일부가 모노 설페이트(AFm상, C3A·CaSO4·12H2O)로 전이된다. 본 발명에서와 같이 다량의 무수석고가 첨가될 경우 에트린자이트가 초기부터 충분히 생성되어 시멘트의 구조를 치밀화시킴으로써 초기 재령에서 염화물 이온에 대한 침투저항성을 증가시키게 된다. 또한 일반 시멘트의 경우 생성된 에트린자이트가 초기에만 주로 존재하게 되지만 본 발명의 조성물의 경우 무수석고량이 충분히 첨가되기 때문에 장기재령에 있어서도 에트린자이트가 일정 부분 존재하게 되거나 또는 일부의 에트린자이트가 연속적으로 생성되기도 한다. 이와 같이 생성된 에트린자이트는 콘크리트 구조체 내의 공극을 치밀하게 채워줌으로써 장기 재령에 있어서도 염화물에 대한 침투 저항성을 증가시키게 된다. 상기 무수석고는 상기 시멘트계 결합재에 1∼20중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 무수석고의 중량비가 증가하면 빠른 경화특성을 나타내며, 상기 무수석고의 함량이 1중량% 미만일 경우 강도 및 작업성이 떨어질 수 있고, 상기 무수석고의 함량이 20중량%를 초과할 경우에는 빠른 경화 특성으로 인해 좋은 물성을 얻을 수 있으나 제조 원가가 높아져 경제적이지 못하다.
상기 마그네슘 설포알루미네이트는 수화반응성을 증가시키고 균열 억제를 위해 첨가하는 무기계 속경성 광물 재료로서, 물과 접촉할 때 순식간에 물과 반응하여 에트린자이트(Ettringite) 수화물을 생성함으로써, 시멘트와 혼합할 때 단시간 내에 우수한 압축 강도를 얻을 수 있게 한다. 상기 마그네슘 설포알루미네이트는 상기 시멘트계 결합재에 0.1∼15중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 마그네슘 설포알루미네이트의 중량비가 증가하면 빠른 경화특성을 나타내며, 상기 마그네슘 설포알루미네이트의 함량이 0.1중량% 미만일 경우 강도 및 균열 발생 억제 효과가 미약할 수 있고, 상기 마그네슘 설포알루미네이트의 함량이 15중량%를 초과할 경우에는 빠른 경화 특성으로 인해 좋은 물성을 얻을 수 있으나 제조 원가가 높아져 경제적이지 못하다.
상기 알루미나 실리케이트계 세노스페어 분말은 화력발전소에서 석탄을 연소 후 발생되는 플라이애쉬 중에서 습식 또는 건식방법으로 포집하여 가공한 것으로, 내부에 기체(CO2 또는 N2)가 충전되어 있는 알루미나 실리케이트 계열의 구형 유리질 중공체(Hollow Microsphere)로서 종류에 따라 타 광물성 필러(Feller)에 비해 초경량성, 방음성, 절연성, 유동성의 특징을 지님으로써 시멘트계 결합재의 작업성 및 평활성이 개선되고 부착강도 및 내구성을 증가시킬 수 있다. 상기 알루미나 실리케이트계 세노스페어 분말은 상기 시멘트계 결합재에 0.1∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 알루미나 실리케이트계 세노스페어 분말의 중량비가 증가하면 빠른 경화특성을 나타내며, 상기 알루미나 실리케이트계 세노스페어 분말의 함량이 0.1중량% 미만일 경우 작업성, 평활성, 부착강도 및 내구성 개선 효과가 미약할 수 있고, 상기 알루미나 실리케이트계 세노스페어 분말의 함량이 10중량%를 초과할 경우에는 빠른 경화 특성으로 인해 좋은 물성을 얻을 수 있으나 제조 원가가 높아져 경제적이지 못하다.
상기 황산 알루미늄 칼륨은 시멘트에 일부 소량 첨가 시, 시멘트 경화체의 수축을 보상하여 시멘트 경화체의 자기수축 및 건조수축으로 인하여 발생하는 균열과 내구성능 저하를 방지하기 위해 사용한다. 상기 황산 알루미늄 칼륨은 상기 시멘트계 결합재에 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 황산 알루미늄 칼륨의 중량비가 증가하면 팽창효과를 나타내며, 상기 황산 알루미늄 칼륨의 함량이 0.01중량% 미만일 경우 수축보상 효과가 미약할 수 있고, 상기 황산 알루미늄 칼륨의 함량이 10중량%를 초과할 경우에는 과도한 팽창으로 인하여 오히려 균열이 발생할 수 있다.
상기 시멘트 결합재는 물-시멘트비를 감소시켜 강도 및 내구성을 개선하기 위한 감수제를 더 포함할 수 있다. 상기 감수제는 시멘트 모르타르 조성물의 물-시멘트비를 감소시켜 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 감수제는 폴리카본산계, 멜라민계 또는 나프탈렌계 유동화제를 사용할 수 있다. 멜라민계 또는 나프탈렌계 감수제는 폴리카본산계 감수제에 비하여 강도 및 내구성의 개선 효과가 미약하고, 물-시멘트비의 저감 효과가 크지 않으며, 폴리머 분말수지와 혼합되는 경우 거품 현상이 발생하여 혼화성이 나쁘다는 단점이 있다. 따라서, 상기 감수제는 폴리카본산계 감수제를 사용하는 것이 바람직하고, 상기 시멘트계 결합재에 0.01∼2중량% 함유되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 시멘트계 결합재는 일정 시간 동안 작업성을 확보하고 급격하게 경화되는 것을 지연하기 위하여 지연제를 더 포함할 수 있다. 상기 지연제는 일정 시간 동안 작업성을 확보하고 급격하게 경화되는 것을 지연하기 위하여 사용될 수 있다. 상기 지연제는 상기 시멘트계 결합재에 0.01∼2중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 지연제로는 일반적으로 잘 알려진 물질을 사용할 수 있는데, 예컨대 포도당, 글루코오스, 텍스트린, 덱스트란과 같은 당류, 글루콘산, 사과산, 구연산, 시트릭산(citric acid)과 같은 산류 또는 그의 염, 아미노카복실산 또는 그의 염, 포스폰산 또는 그의 유도체, 글리세린과 같은 다가알코올 등을 사용할 수 있다.
일반적으로 골재는 잔골재와 굵은 골재로 구분되며, 굵은골재는 입경 5 ㎜를 초과하는 골재를 의미하고, 이하에서 잔골재라 함은 굵은골재와 대비하여 입경 5 ㎜ 이하의 골재를 의미하는 것으로 사용한다.
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이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시멘트 모르타르 조성물의 제조방법을 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시멘트 모르타르 조성물은 상기 시멘트계 결합재 10∼75중량%, 상기 잔골재 20∼70중량%, 상기 폴리머 분말수지 0.01∼15중량%을 진공형 강제식 믹서에서 프리믹싱한 후, 물 0.1∼15중량% 첨가하여 강제식 믹서나 연속식 믹서로 소정 시간(예컨대, 1∼5분) 동안 믹싱하여 제조할 수 있다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 콘크리트 구조물의 보수방법을 설명한다. 이하에서, 콘크리트 구조물이라 함은, 화학공장, 식품공장, 축사 바닥 등의 관련 구조물, 해양콘크리트 구조물, 수중콘크리트 구조물, 지수구조물, 수리구조물, 지중구조물, 하수관거, 도로의 노면, 교량 교면, 교량의 콘크리트 슬래브, 교량 신축이음부, 프리캐스트 제품 등의 구조물로서 콘크리트로 이루어진 구조물을 의미하는 것으로 사용한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 콘크리트 구조물의 보수방법은, 콘크리트 구조물의 불순물, 레이탄스, 열화된 부위 등을 핸드워터젯, 고압수 세척기 등으로 제거하는 단계와, 제거된 부위에 프라이머 처리하고 노출된 철근은 방청처리하는 단계와, 상기 프라이머 처리 및 방청처리된 결과물 상부에 상기 시멘트 모르타르 조성물을 타설하여 단면을 복구하는 단계 및 복구된 결과물을 표면마무리하고 표면보호제를 도포하여 마무리 처리하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 콘크리트 구조물의 보수방법은, 콘크리트 구조물의 불순물, 레이탄스, 열화된 부위 등을 핸드워터젯, 고압수 세척기 등으로 제거하는 단계와, 제거된 부위에 프라이머 처리하는 단계와, 상기 프라이머 처리된 결과물 상부에 상기 시멘트 모르타르 조성물을 주입하는 단계와, 상기 시멘트 모르타르 조성물이 주입된 결과물을 표면마무리하고 표면보호제를 도포하여 마무리 처리하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 시멘트 모르타르 조성물을 주입하는 단계는, 보수할 콘크리트 구조물이 조인트 등의 부분으로서 개방된 형태를 갖는 경우에는 상기 시멘트 모르타르 조성물을 주입할 부분에 스틸 거푸집을 형성하고 상기 스틸 거푸집에 상기 시멘트 모르타르 조성물을 주입하는 단계로 이루어질 수 있으며, 상기 마무리 처리하는 단계 전에 상기 스틸 거푸집을 탈형할 수 있다.
이하에서, 상기 프라이머 처리는 상기 시멘트 모르타르 조성물이 콘크리트 구조물에 고착되기 용이하게 하기 위한 물질을 코팅하는 것을 의미하는 것으로 사용한다. 상기 프라이머 처리는 스티렌-부타디엔 라텍스, 폴리 아크릴 에스테르, 에틸 비닐 아세테이트, 메틸메타크릴레이트 및 실란계 화합물 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 물질을 사용하는 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하에서, 상기 표면보호제는 표면을 보호하기 위한 물질을 의미하는 것으로 사용한다. 상기 표면보호제는 스티렌-부타디엔 라텍스, 폴리 아크릴 에스테르, 아크릴(폴리메타크릴산메틸, 스티렌-아크릴 에스테르, 폴리아크릴산나트륨, 폴리 아크릴 에스테르 및 메틸메타크릴레이트를 제외한 아크릴임), 에틸 비닐 아세테이트, 메틸메타크릴레이트 및 실란계 화합물 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 물질을 사용하는 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하에서, 본 발명에 따른 시멘트 모르타르 조성물 조성물의 실시예들을 더욱 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실시예들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
시멘트계 결합재 40중량%, 잔골재 50중량% 및 폴리머 분말수지 5중량%를 진공형 강제식 믹서에 프리믹싱한 후, 물 5중량%을 첨가하여 2분간 강제식 믹서로 교반하여 시멘트 모르타르 조성물을 제조하였다.
이때, 상기 시멘트계 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트 45중량%, 고로슬래그 분말 20중량%, 플라이애쉬 10중량%, 메타카올린 5중량%, 무수석고 5중량%, 마그네슘 설포알루미네이트 5중량%, 알루미나 실리케이트계 세노스페어분말 5중량%, 황산알루미늄칼륨 4중량%, 지연제 0.5중량% 및 감수제 0.5중량%를 혼합하여 사용하였다. 상기 지연제로는 구연산을 사용하였다. 상기 감수제는 폴리카본산계 감수제를 사용하였다.
상기 폴리머 분말수지는 에틸렌초산비닐 분말수지 95중량%, 아크릴(폴리메타크릴산메틸, 스티렌-아크릴 에스테르, 폴리아크릴산나트륨, 폴리 아크릴 에스테르 및 메틸메타크릴레이트를 제외한 아크릴임) 분말수지 1중량%, 폴리메타크릴산메틸 분말수지 1중량%, 에틸렌프로필렌고무 분말수지 1중량%, 폴리아미드 분말수지 0.5중량%, 소포제 0.5중량%, 감수제 0.5중량% 및 수축저감제 0.5중량%를 혼합하여 사용하였다.
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<실시예 2>
시멘트계 결합재 40중량%, 잔골재 50중량% 및 폴리머 분말수지 5중량%를 진공형 강제식 믹서에 프리믹싱한 후 물 5중량%을 첨가하여 2분간 강제식 믹서로 교반하여 시멘트 모르타르 조성물을 제조하였다.
이때, 상기 시멘트계 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트 45중량%, 고로슬래그 분말 20중량%, 플라이애쉬 10중량%, 메타카올린 5중량%, 무수석고 5중량%, 마그네슘 설포알루미네이트 5중량%, 알루미나 실리케이트계 세노스페어분말 5중량%, 황산알루미늄칼륨 4중량%, 지연제 0.5중량% 및 감수제 0.5중량%를 혼합하여 사용하였다. 상기 지연제로는 구연산을 사용하였다. 상기 감수제는 폴리카본산계 감수제를 사용하였다.
상기 폴리머 분말수지는 에틸렌초산비닐 분말수지 90중량%, 아크릴(폴리메타크릴산메틸, 스티렌-아크릴 에스테르, 폴리아크릴산나트륨, 폴리 아크릴 에스테르 및 메틸메타크릴레이트를 제외한 아크릴임) 분말수지 3중량%, 폴리메타크릴산메틸 분말수지 2중량%, 에틸렌프로필렌고무 분말수지 2중량%, 폴리아미드 분말수지 1.5중량%, 소포제 0.5중량%, 감수제 0.5중량% 및 수축저감제 0.5중량%를 혼합하여 사용하였다.
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<실시예 3>
시멘트계 결합재 40중량%, 잔골재 50중량% 및 폴리머 분말수지 5중량%를 진공형 강제식 믹서에 프리믹싱한 후 물 5중량%을 첨가하여 2분간 강제식 믹서로 교반하여 시멘트 모르타르 조성물을 제조하였다.
이때, 상기 시멘트계 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트 45중량%, 고로슬래그 분말 20중량%, 플라이애쉬 10중량%, 메타카올린 5중량%, 무수석고 5중량%, 마그네슘 설포알루미네이트 5중량%, 알루미나 실리케이트계 세노스페어분말 5중량%, 황산알루미늄칼륨 4중량%, 지연제 0.5중량% 및 감수제 0.5중량%를 혼합하여 사용하였다. 상기 지연제로는 구연산을 사용하였다. 상기 감수제는 폴리카본산계 감수제를 사용하였다.
상기 폴리머 분말수지는 에틸렌초산비닐 분말수지 85중량%, 아크릴(폴리메타크릴산메틸, 스티렌-아크릴 에스테르, 폴리아크릴산나트륨, 폴리 아크릴 에스테르 및 메틸메타크릴레이트를 제외한 아크릴임) 분말수지 5중량%, 폴리메타크릴산메틸 분말수지 3중량%, 에틸렌프로필렌고무 분말수지 3중량%, 폴리아미드 분말수지 2.5중량%, 소포제 0.5중량%, 감수제 0.5중량% 및 수축저감제 0.5중량%를 혼합하여 사용하였다.
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상기의 실시예 1 내지 실시예 3의 특성을 보다 용이하게 파악할 수 있도록 본 발명의 실시예들과 비교할 수 있는 비교예들을 제시하며, 후술할 비교예 1 및 2는 현재 일반적으로 널리 사용되고 있는 보통 시멘트 모르타르 조성물 및 폴리머 시멘트 모르타르 조성물을 제시한 것이다.
<비교예 1>
보통 시멘트 40중량%, 잔골재 50중량% 및 물 10중량%를 강제식 믹서로 교반하여 보통 시멘트 모르타르 조성물을 제조하였다.
<비교예 2>
보통 시멘트 40중량%, 잔골재 50중량% 및 에틸렌초산비닐 분말수지 5중량%를 진공형 강제식 믹서로 프리믹싱한 후 물 5중량%를 첨가하여 강제식 믹서로 2분간 교반하여 폴리머 시멘트 모르타르 조성물을 제조하였다.
아래의 시험예들은 본 발명에 따른 실시예 1 내지 실시예 3의 특성을 보다 용이하게 파악할 수 있도록 본 발명에 따른 실시예들과 비교예 1 및 비교예 2의 특성을 비교한 실험결과들을 나타낸 것이다.
<시험예 1>
본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물과 비교예들에서 제조한 시멘트 모르타르 조성물의 물리적 특성을 비교하기 위하여, 실시예 1 내지 실시예 3의 시멘트 모르타르 조성물 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 의하여 제조된 시멘트 모르타르 조성물을 KS F 2405(모르타르의 압축강도 시험방법)에 의한 압축강도 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 또한, KS F 2408(모르타르의 휨강도 시험방법)에 의하여 휨강도 시험을 수행하였고, KS F 2423(모르타르의 인장강도 시험방법)에 의하여 인장강도 시험을 수행하였으며, JIS A 6916 (마무리 도장재용 바탕 조정재)에 의하여 공시체의 접착강도를 측정하여 각각의 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2

강도
(kgf/㎠)		 휨 96 104 112 68 88
압축 498 512 529 469 469
인장 55 62 69 31 49
접착 22 24 26 17 20
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물의 휨, 압축, 인장 및 접착강도는 비교예 1 및 비교예 2에서 제조한 시멘트 모르타르 조성물보다 월등히 높았다.
본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물이 비교예들에서 제조한 시멘트 모르타르 조성물과 비교하여 강도 면에서 월등히 우수함을 확인할 수 있었다.
<시험예 2>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물을 KS F 2424(콘크리트의 길이변화 시험방법)에 의하여 건조수축율을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
건조수축율(%) 0.08 0.04 0.03 0.20 0.13
위의 표 2에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물에 비하여 건조수축량이 감소되어 수축 저감 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
<시험예 3>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물을 JIS A 1171(폴리머 시멘트 모르타르의 시험방법)에 규정한 방법에 따라 흡수율의 측정 결과를 아래의 표 3에 나타내었다. 흡수율이 높으면 불순물이나 물이 콘크리트의 내부로 침투하게 되면 콘크리트의 내부에 기공률이 증가하게 되어 구조물의 파손을 초래하는 문제가 발생한다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
흡수율(%) 0.7 0.6 0.45 2.8 1.0
위의 표 3에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물은 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물에 비하여 흡수율이 낮았다.
<시험예 4>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물을 JIS A 1171(폴리머 시멘트 모르타르의 시험방법)에 의한 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
염화물 이온 침투 깊이(mm) 1.0 0.8 0.6 2.1 1.2
위의 표 4에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물에 비하여 염화물 이온 침투 깊이가 적게 나타나 염해에 대한 저항성이 높음을 확인할 수 있었다.
<시험예 5>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물을 JIS A 1171(폴리머 시멘트 모르타르의 시험방법)에 의한 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
중성화 깊이(mm) 0.5 0.3 0.2 1.5 0.8
위의 표 5에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물에 비하여 중성화 침투 깊이가 적게 나타나 중성화에 대한 저항성이 높음을 확인할 수 있었다.
<시험예 6>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물을 일본 공업 규격 원안 [콘크리트의 용액침적에 의한 내약품성 시험 방법]에 준하여 2% 염산, 5% 황산 및 45% 수산화 나트륨의 수용액을 시험 용액으로 28일 공시체를 침적하여 내약품성 시험의 측정결과를 아래의 표 6에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
중량변화율
(%)		 염산 -1.7 -1.3 -1.0 -8.0 -2.3
황산 -0.1 -0.1 0.1 -1.9 -0.6
수산화나트륨 +0.6 +0.9 +1.4 -0.2 +0.3
위의 표 6에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물에 비하여 내약품성에 대한 중량변화율이 적게 나타나 내약품성에 대한 저항성이 높음을 확인할 수 있었다.
<시험예 7>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물을 KS F 2456에 규정한 방법에 따라 동결융해저항성 시험의 측정 결과를 아래의 표 7에 나타내었다. 동결융해는 콘크리트에 모세관내에 흡수된 수분이 결빙되고 녹는 것을 말하는 것으로, 동결융해가 반복되면 콘크리트 조직에 미세한 균열이 발생하게 되어 내구성이 저하되는 문제가 발생하게 된다. 표 7은 동결융해 저항성 시험에 따른 각각의 실시예들 및 비교예들의 내구성 지수를 표시한 것이다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
내구성 지수 91 92 93 68 89
위의 표 7에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물에 비하여 내구성 지수가 월등히 높으므로, 내구성이 향상된 것을 알 수 있었다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims (11)

  1. 시멘트계 결합재 10∼75중량%, 잔골재 20∼70중량%, 폴리머 분말수지 0.01∼15중량% 및 물 0.1∼15중량%를 포함하며,
    상기 폴리머 분말수지는 에틸렌초산비닐 분말수지 45∼99중량%, 아크릴 ( 폴리메타크릴산메틸, 스티렌-아크릴 에스테르, 폴리아크릴산나트륨, 폴리 아크릴 에스테르 및 메틸메타크릴레이트를 제외한 아크릴임) 분말수지 0.01∼15중량%, 폴리메타크릴산메틸 분말수지 0.01∼15중량%, 에틸렌프로필렌고무 분말수지 0.01∼15중량% 및 폴리아미드 분말수지 0.01∼10중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 시멘트 모르타르 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 시멘트계 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트 10∼70중량%, 고로슬래그 분말 5∼45중량%, 플라이애쉬 5∼20중량%, 메타카올린 1∼15중량%, 무수석고 1∼20중량%, 마그네슘설포알루미네이트 0.1∼15중량%, 알루미나 실리케이트계 세노스페어 분말 0.1∼10중량% 및 황산 알루미늄 칼륨 0.01∼10중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 시멘트 모르타르 조성물.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 폴리머 분말수지는 건조수축을 저감하기 위해 폴리옥시에틸렌, 폴리프로필렌글리콜 및 폴리에틸렌글리콜 중에서 선택된 1종 이상의 물질 0.01∼5중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시멘트 모르타르 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 폴리머 분말수지는 폴리에테르설폰 분말수지 0.1∼10중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시멘트 모르타르 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 폴리머 분말수지는 스티렌-아크릴 에스테르 분말수지 0.1∼15중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시멘트 모르타르 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 폴리머 분말수지는 폴리아크릴산나트륨 수지 0.1∼15중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시멘트 모르타르 조성물.
  8. 콘크리트 구조물의 불순물, 레이탄스 또는 열화된 부위를 제거하는 단계;
    제거된 부위에 프라이머 처리하고 노출된 철근은 방청처리하는 단계;
    상기 프라이머 처리 및 방청처리된 결과물 상부에 제1항에 기재된 시멘트 모르타르 조성물을 타설하여 단면을 복구하는 단계; 및
    복구된 결과물을 표면마무리하고 표면보호제를 도포하여 마무리 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수방법.
  9. 콘크리트 구조물의 불순물, 레이탄스 또는 열화된 부위를 제거하는 단계;
    제거된 부위에 프라이머 처리하는 단계;
    상기 프라이머 처리된 결과물 상부에 제1항에 기재된 시멘트 모르타르 조성물을 주입하는 단계; 및
    상기 시멘트 모르타르 조성물이 주입된 결과물을 표면마무리하고 표면보호제를 도포하여 마무리 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 시멘트 모르타르 조성물을 주입하는 단계는,
    상기 시멘트 모르타르 조성물을 주입할 부분에 스틸 거푸집을 형성하고 상기 스틸 거푸집에 상기 시멘트 모르타르 조성물을 주입하는 단계로 이루어지고,
    상기 마무리 처리하는 단계 전에 상기 스틸 거푸집을 탈형하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수방법.
  11. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 프라이머 처리는 스티렌-부타디엔 라텍스, 폴리 아크릴 에스테르, 에틸 비닐 아세테이트, 메틸메타크릴레이트 및 실란계 화합물 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 물질을 사용하고,
    상기 표면보호제는 스티렌-부타디엔 라텍스, 폴리 아크릴 에스테르, 아크릴(폴리메타크릴산메틸, 스티렌-아크릴 에스테르, 폴리아크릴산나트륨, 폴리 아크릴 에스테르 및 메틸메타크릴레이트를 제외한 아크릴임), 에틸 비닐 아세테이트, 메틸메타크릴레이트 및 실란계 화합물 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 물질을 사용하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수방법.
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