KR101465064B1 - Repairing mortar having high wear resistance, high shock resistance and high salt damage prevention and a process for repairing tunnel using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 도수로 터널의 벽체 및 바닥 인버트 콘크리트의 보수 공사를 저온, 습윤환경에서 짧은 시간에 신속하게 보수할 수 있는 내마모, 내충격 및 내염해성이 우수한 보수용 모르타르 및 이를 이용한 터널 보수 공법에 관한 것으로, 속경성 무기결합재 혼합물(B), 세골재 및 물(W)을 혼련하여 수득하되, 재령 3시간의 압축강도가 10N/㎟ 이상을 발현하며, 프리플로우 250㎜ 이상이고, 응결 시발 시간이 40분 이후이며, 응결 종결 시간이 80분 이내인, 내마모, 내충격 및 내염해성이 우수한 보수용 모르타르는 고유동성과 속경성이 우수해 터널 벽체 및 바닥 인버트의 콘크리트의 보수 공사를 단시간에 신속히 보수할 수 있는 효과가 있으며, 내염해, 내마모 및 내충격성이 우수하므로, 담수 터널 뿐만 아니라 해수 터널의 보수에 적합한 효과가 있다.The present invention relates to a repair mortar having excellent resistance to abrasion, impact resistance and flame retardancy, which can quickly repair a wall and a bottom invert concrete of an irrigation tunnel in a short time in a low temperature and wet environment, and a tunnel repair method using the same (B), fine aggregate, and water (W), wherein the compressive strength at 3 hours of aging is more than 10 N / mm 2, the free flow is 250 mm or more, the condensation initiation time is 40 minutes The repair mortar with excellent abrasion resistance, impact resistance and flame retardancy with a condensation termination time of less than 80 minutes is excellent in high fluidity and quick hardness so that repair work of concrete of tunnel wall and floor invert can be repaired in a short time. And is excellent in flame retardancy, abrasion resistance and impact resistance, and is suitable for repairing not only fresh water tunnels but also seawater tunnels.
Description
본 발명은 내마모, 내충격 및 내염해성이 우수한 보수용 모르타르 및 이를 이용한 터널 보수 공법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도수로 터널의 벽체 및 바닥 인버트 콘크리트의 보수 공사를 저온, 습윤환경에서 짧은 시간에 신속하게 보수할 수 있는 내마모, 내충격 및 내염해성이 우수한 보수용 모르타르 및 이를 이용한 터널 보수 공법에 관한 것이다.The present invention relates to a repair mortar having excellent abrasion resistance, impact resistance and flame retardancy, and a tunnel repair method using the same. More particularly, the present invention relates to a repair mortar for repairing walls and floor invert concrete of a waterway tunnel, The present invention relates to a repair mortar having excellent abrasion resistance, impact resistance and flame retardancy, and a tunnel repair method using the same.
일반 터널이나 수로 터널 및 도수로 등의 복공 콘크리트 표층부 및 바닥 인버트에는 년수가 지남에 따른 마모·세굴·갈라짐 등의 열화가 발생하는데, 이의 보수 공사로서, 통상적으로는 이동식의 센터 형틀을 설치하여 구라우트 펌프 등으로 모르타르를 주입·충전하는 내권 공법이 실시되고 있다. 이때 교통량이 적은 야간 시공 또는 건조기에서 될 수 있는 한 신속히 시공할 수 있는 것이 요망되고 있다. 특히 수력발전소에서는 건설 후 50년 이상 경과한 수리 구조물이 많이 있으며, 이에 대처하기 위해서는, 지구환경의 보전 및 자원순환형 자재의 사용을 고려하면서 산업부산물을 유효 이용하여 보수할 수 있어야 한다.In general tunnel, waterway tunnels, waterways, etc., the surface layer and bottom invert of deteriorated concrete are subject to deterioration such as wear, scouring and cracking over the years. As a repair work, a movable center mold frame is usually installed, And a mortar is injected and filled with a pump. At this time, it is demanded that the construction can be carried out as quickly as possible in a nighttime installation or dryer having a low traffic volume. Especially, hydroelectric power plants have many hydraulic structures that have passed 50 years or more after construction. To cope with this, it is necessary to be able to use industrial byproducts in consideration of conservation of global environment and use of recyclable materials.
수로 터널의 보수 공사는, 거의 11월 내지 2월의 건조기의 시공 환경 기온 10℃ 이하의 습윤상태에서 이루어지고 있는데 공기 단축을 위해 이동식 센터 형틀(강제 조립 형틀)을 사용하여 보수 모르타르를 그라우트 펌프로 주입 충전한 후, 타설후 3시간 만에 탈형하는 신속 시공이 요구된다. 또한 담수기준의 수로터널 뿐 아니라 해수를 이용한 수로터널을 감안하여 해수저항성이 강한 구조물을 위해 염해저항성이 강한 모르타르 필요성도 요구된다. 이를 위해서는, 고유동성과 속경성, 그리고 내염해, 내마모 및 내충격성을 구비한 보수 모르타르의 사용이 불가피하다. 일반적으로 모르타르 조성물의 유동성을 높이면 경화가 느려지고, 속경성을 높이면 유동을 유지하고 있는 시간이 짧아져 시공에 필요한 충분한 가사(可使)시간을 확보할 수 없게 된다.The repair work of the waterway tunnel is carried out in a wet state at a temperature of 10 ° C or lower in the construction environment of the dryer of almost November to February. In order to shorten the air, the maintenance mortar is put into a grout pump Rapid construction is required for demoulding after 3 hours of pouring after filling. In addition, considering the waterway tunnels as well as the waterway tunnels, it is also necessary to have a salt-resistant mortar for structures with high resistance to seawater. For this purpose, it is inevitable to use a repair mortar having high flowability, quick hardness, salt resistance, abrasion resistance and impact resistance. In general, if the flowability of the mortar composition is increased, the curing will be slowed down. If the fastening speed is increased, the time for maintaining the flow will be shortened and sufficient time required for construction will not be ensured.
대한민국특허공개 제10-2008-0071844호(2008.08.05.)에는 보수용 모르타르 및 이를 사용한 터널 보수 공법이 개시되어 있다. 상기 특허는 고유동성을 가지며 이의 고유동성을 10분 이상 유지할 수 있는 장점이 있지만, 담수의 수로터널에는 적합하나 해수 터널에 사용하기에는 내염해성이 미흡한 문제가 있다.
Korean Patent Laid-Open No. 10-2008-0071844 (Aug. 8, 2008) discloses a maintenance mortar and a tunnel maintenance method using the mortar. The above patent has an advantage of being able to maintain high fluidity and high fluidity for 10 minutes or more, but it is suitable for a tunnel for fresh water, but has a problem in that the salt resistance is insufficient for use in a sea water tunnel.
이에 따라, 고유동성과 속경성 뿐만 아니라 내염해, 내마모 및 내충격성이 우수한 터널 보수용 모르타르를 개발하였다.
As a result, we have developed mortar for repairing tunnels, which is excellent in flammability, abrasion resistance and impact resistance, as well as high flowability and high hardness.
본 발명의 목적은 고유동성과 속경성 뿐만 아니라 내염해, 내마모 및 내충격성이 우수한 보수용 모르타르 및 이를 이용한 터널 보수 공법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a repair mortar having excellent resistance against flotation, abrasion resistance and impact resistance, as well as high fluidity and fastness, and a tunnel repairing method using the same.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 다음과 같은 수단을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
본 발명은, 속경성 무기결합재 혼합물(B), 세골재 및 물(W)을 혼련하여 수득하되, 재령 3시간의 압축강도가 10N/㎟ 이상을 발현하며, 프리플로우 250㎜ 이상이고, 응결 시발 시간이 40분 이후이며, 응결 종결 시간이 80분 이내인, 내마모, 내충격 및 내염해성이 우수한 보수용 모르타르를 제공한다. The present invention relates to a process for producing a quick-setting inorganic binder mixture (B), a fine aggregate and water (W) by kneading, Of 40 minutes or less and a condensation termination time of 80 minutes or less, which is excellent in abrasion resistance, impact resistance and salt resistance.
상기 속경성 무기결합재 혼합물(B)과 물(W)의 배합비율인 물/결합재 비(W/B)가 34~36%인 것을 특징으로 한다.And a water / binder ratio (W / B) of 34 to 36%, which is a blending ratio of the quick-hard inorganic binder mixture (B) and water (W).
상기 속경성 무기결합재 혼합물(B)은 속경성 결합재, 초미립 활성화재, 팽창재 및 고미분말 수재슬래그를 포함하며, 상기 속경성 무기결합재 혼합물(B)은 실리카흄을 추가적으로 포함할 수 있다.The quick-setting inorganic binder mixture (B) may include a quick-setting binder, a superfine-activating agent, an expanding agent, and a fine-powdered flyash slag, and the quick-setting inorganic binder mixture (B) may further include silica fume.
상기 속경성 결합재는 4CaO3Al2O3SO3 계로서 800㎏/㎥이하 배합되고, 상기 초미립 활성화제는 분말도 8,000㎠/g 이상의 무수 석고로서 200㎏/㎥이하 배합되고, 상기 팽창재는 칼슘알루미네이트계로서 80㎏/㎥이하 배합되고, 상기 고미분말 수재슬래그는 분말도 8,000㎠/g 이상으로서 150㎏/㎥이하 배합되고, 상기 실리카흄은 50㎏/㎥이하 배합되는 것을 특징으로 한다.The quick-setting binder is blended at 800 kg / m 3 or less as 4CaO 3 Al 2 O 3 SO 3 system, and the ultrafine particulate activator is blended at 200 kg / m 3 or less as anhydrous gypsum powder having a powder viscosity of 8,000 cm 2 / g or more, The calcium phosphate alumina powder is blended at a rate of 80 kg / m 3 or less, and the fine powdery flywheel slag is blended at a powder rate of 8,000 cm 2 / g or more and 150 kg / m 3 or less, and the silica fume is blended at 50 kg / m 3 or less.
상기 세골재는 규사 및 석탄회를 포함하되, 석탄회가 세골재의 30부피% 이하며, 상기 석탄회의 평균 입자 직경이 5㎜ 이하인 것을 특징으로 한다.The fine aggregate includes silica sand and fly ash, wherein the fly ash is 30 volume% or less of the fine aggregate, and the fly ash has an average particle diameter of 5 mm or less.
상기 보수용 모르타르는 재령 28일의 압축강도가 40N/㎟ 이상을 발현하는 것을 특징으로 한다.The above-mentioned mortar for repair is characterized by exhibiting a compressive strength of 28 N / day or more at 40 N / mm < 2 > or more.
상기 프리플로우, 응결 시발 시간 및 응결 종결 시간은 기온 10℃, 상대 습도 80%의 조건하에서 측정된 값인 것을 특징으로 한다.The free flow, the condensation start time and the condensation termination time are values measured under conditions of a temperature of 10 ° C and a relative humidity of 80%.
상기 보수용 모르타르는 분산제, 소포제, 강도 촉진제, 지연제 및 증점제로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 혼화제를 추가적으로 포함하되, 상기 분산제는 20㎏/㎥이하, 상기 소포제는 1㎏/㎥이하, 상기 강도 촉진제는 1㎏/㎥이하, 상기 지연제는 1㎏/㎥이하, 상기 증점제는 1㎏/㎥이하를 배합하는 것을 특징으로 한다. Wherein the repair mortar further comprises at least one admixture selected from the group consisting of a dispersing agent, an antifoaming agent, a strength promoting agent, a retarding agent and a thickening agent, wherein the dispersing agent is 20 kg / m 3 or less, the defoaming agent is 1 kg / m 3 or less, M 3 or less, the retarder is 1 kg / m 3 or less, and the thickener is 1 kg / m 3 or less.
또한, 본 발명은, 일반 터널, 수로 터널 또는 해수 터널의 내벽 또는 바닥에 형틀을 설치하고, 상기 내벽 또는 바닥 복공콘크리트와 형틀과의 공간에 보수용 모르타르를 충전하는 터널의 내권 공법에 있어서, 상기 내마모, 내충격 및 내염해성이 우수한 보수용 모르타르를 사용하는 것을 특징으로 하는 터널 보수 공법을 제공한다.
Further, the present invention provides a tunneling method for installing a mold on an inner wall or bottom of a general tunnel, a waterway tunnel or a sea water tunnel, and charging a repair mortar into the space between the inner wall or the bottom concrete and the mold, The present invention provides a tunnel repairing method which uses repair mortar excellent in abrasion resistance, impact resistance and salt resistance.
본 발명에 따른 보수용 모르타르는 고유동성과 속경성이 우수해 터널 벽체 및 바닥 인버트의 콘크리트의 보수 공사를 단시간에 신속히 보수할 수 있는 효과가 있다.The repair mortar according to the present invention is excellent in high fluidity and quick hardness, so that repair work of the concrete of the tunnel wall and the bottom invert can be promptly repaired in a short time.
또한, 본 발명의 보수용 모르타르는 내염해, 내마모 및 내충격성이 우수하므로, 담수 터널 뿐만 아니라 해수 터널의 보수에 적합한 효과가 있다.
Further, since the repair mortar of the present invention is excellent in flame retardancy, abrasion resistance and impact resistance, it is suitable for repairing a fresh water tunnel as well as a sea water tunnel.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명자들은 노후화된 터널의 콘크리트 열화의 문제를 해결하기 위해, 복공 콘크리트의 내측에 이동식의 강철제 형틀을 설치하고 고유동성 모르타르를 충전하여 단시간에 탈형하면서 충전 범위를 바꾸어 가는 센터 형틀 사용의 내권 공법이 단시간 시공성의 점과, 보수 품질의 점에서 우수한 것에 착안하고, 내권 공법에 적합한 보수 모르타르를 수득하기 위해 여러 가지 검토를 한 결과, 가능한 한 산업부산물 자재를 원료로 하면서, 내권 공법의 이점을 충분히 도출할 수 있는 보수 모르타르를 개발하였다.In order to solve the problem of deterioration of concrete in aged tunnels, the present inventors have proposed a method in which a movable steel mold frame is disposed inside a double-walled concrete and a high-strength mortar is filled therein, As a result of various studies in order to obtain a repair mortar suitable for the internal construction method, it has been found that by taking the industrial by-product material as a raw material as possible, We have developed a repair mortar that can be derived.
본 발명에 따른 보수 모르타르는 속경성 결합재, 초미립자 활성화재, 고미분말 슬래그, 실리카흄, 팽창재, 규사 및 석탄회를 사용하여, 물/결합재 비를 34 내지 36%로 설정하고, 재령 3시간의 압축 강도 10N/㎟ 이상, 프리플로우 250 ㎜이상, 응결 시발 시간 40분 이상, 응결 종결 시간 80분 이내를 발현시키는 것을 특징으로 한다.The repair mortar according to the present invention is characterized in that the water / binder ratio is set to 34 to 36% and the compressive strength is 10 N at the age of 3 hours, using a quick-setting binder, ultrafine particle activator, scaly powder, silica fume, / Mm < 2 >, a free flow of 250 mm or more, a condensation start time of 40 minutes or more, and a condensation termination time of 80 minutes or less.
다음은 본 발명에 따른 보수 모르타르에서 특정하는 사항을 설명한다.
Hereinafter, the details of the repair mortar according to the present invention will be described.
[속경성 결합재][Quick-setting binder]
4CaO3Al2O3SO3 입자를 미세화한 결합재이고, 분말도 5,000 내지 6,000㎠/g의 속경성 무기계 결합재로서 초미립자 활성화제와 반응하여 경화속도를 높인다. 상기 4CaO3Al2O3SO3 계 속경성 결합재는 물과의 수화 반응이 빠르며, 또한 결합 매트릭스의 조직을 치밀화하기 때문에 일반 CA계 속경성 시멘트보다도 초기 강도가 높아지고 장기 강도도 증가하게 된다. 본 발명에서는 상기 속경성 결합재를 800 ㎏/㎥ 이하, 바람직하게는 500 내지 800 ㎏/㎥ 의 배합으로 사용함으로써, 보수 모르타르의 속경성과 고강도화를 추진한다. 속경성 결합재의 배합량이 500 ㎏/㎥ 미만인 경우에는 이러한 작용을 충분히 발휘할 수 없으며 강도도 부족한 문제가 있으며, 800 ㎏/㎥ 을 초과하는 배합에서는 재령 3시간의 압축 강도 10N/㎟ 을 확보할 수 없는 경우도 발생할 수 있기 때문에, 500 내지 800 ㎏/㎥ 의 배합으로 사용하는 것이 바람직하다.
4CaO 3 Al 2 O 3 SO 3 particles. The powder is also a fast-caking inorganic binder having a particle size of 5,000 to 6,000 cm 2 / g, which reacts with the ultrafine particle activating agent to increase the curing rate. The 4CaO 3 Al 2 O 3 SO 3 -based quick-bonding material has a faster hydration reaction with water and also densifies the structure of the bonding matrix. Therefore, the initial strength and the long-term strength of the 4CaO 3 Al 2 O 3 SO 3 -containing hardened cement increase. In the present invention, the use of the above-mentioned quick-setting binder in a blend of 800 kg / m 3 or less, preferably 500 to 800 kg / m 3, promotes quick hardening and strengthening of the repair mortar. When the blend amount of the quick hard binder is less than 500 kg / m3, such action can not be sufficiently exhibited and there is a problem of insufficient strength. In a blend exceeding 800 kg / m3, a compressive strength of 10 hours / It is preferable to use it in a blending amount of 500 to 800 kg / m < 3 >.
[세골재][Fine Aggregate]
본 발명에서 사용하는 세골재는 규사 및 천연사 중 어느 하나 이상을 사용하는 것이 바람직하다. 적절한 입도 분포를 갖는 규사 또는 천연사를 사용함으로써 보수용 모르타르의 유동성 및 치밀성을 향상시킬 수 있다. 세골재의 배합은 물/결합재 비와 석탄회 입도 및 배합량에도 의존하지만, 600 내지 1,000 ㎏/㎥ 의 범위, 바람직하게는 700 내지 950 ㎏/㎥ 의 범위인 것이 바람직하다. 상기 규사에 대한 석탄회의 대체량이 많을수록, 산업부산물의 유효 이용이 가능해진다.
The fine aggregate used in the present invention is preferably at least one of silica sand and natural sand. By using silica sand or natural silica having an appropriate particle size distribution, the fluidity and compactness of the repair mortar can be improved. The blend of fine aggregates is preferably in the range of 600 to 1,000 kg / m 3, and preferably in the range of 700 to 950 kg / m 3, depending on the water / binder ratio and the coal grain size and blending amount. The more the amount of coal fly ash substitutes for the silica sand, the more effective use of industrial byproducts becomes possible.
[물/결합재 비][Water / binder ratio]
본 발명에 따른 보수 모르타르는, 물/결합재 비를 34 내지 36%로 하여 혼련한다. 물/결합재 비의 산출에 있어서, 결합재는 속경성 결합재와 초미립 활성화재, 팽창재, 고분말슬래그 및 실리카흄의 총량으로 하여 물/(속경성 결합재+초미립 활성화재+팽창재+고분말슬래그+실리카흄)의 백분율로 나타낸다. 물/결합재 비가 34% 미만인 경우에는 보수용 모르타르의 프리플로우 250㎜ 를 안정적으로 확보하는 것이 곤란해지며, 36%를 초과하면 강도를 의도하는 곳까지 높이는 것이 곤란해지고, 재료 분리가 생기기 쉬워진다.
The repair mortar according to the present invention is kneaded at a water / binder ratio of 34 to 36%. In the calculation of the water / binder ratio, the binder is water / (quick hard binder + superfine activating material + expander + high powder slag + silica fume / water) as the total amount of the quick hard binder and the ultrafine active material, the expansion material, the high powder slag, ). When the water / binder ratio is less than 34%, it is difficult to secure a free flow of 250 mm of the repair mortar stably. When the water / binder ratio is more than 36%, it becomes difficult to increase the strength to the intended extent.
본 발명의 보수용 모르타르는, 결합재로서 4CaO3Al2O3SO3 계 속경성 결합재와 분말도가 8000㎠/g 이상인 초미립자 수재슬래그를 사용하고 세골재의 30부피% 이하를 석탄회(조분 10~15% 포함)로 대체하며 물/결합재 비를 34 내지 36%로 한 기본 배합을 채용하여, 상기 기본 배합물을 혼련함으로써, 10℃이하의 저온 환경에서 프리플로우 250㎜ 이상, 바람직하게는 270㎜ 이상의 양호한 유동성을 가지면서 재령 3시간의 압축 강도 10N/㎟ 이상을 발현하고, 응결 시발 시간이 40분 이후이고, 응결 종결 시간이 80분 이내인 초기 경화 특성을 나타낸다. 또한 재령 28일의 압축 강도 40N/㎟ 이상을 확보할 수 있다.The repair mortar of the present invention is characterized by using 4CaO 3 Al 2 O 3 SO 3 quick binder as a binder and ultrafine flywheel slag having a powder degree of 8000 cm 2 / g or more and not more than 30 volume% of fine aggregate as coal fly ash %), And a water / binder ratio of 34 to 36% is adopted. By kneading the basic blend, it is possible to obtain a good flow of 250 mm or more, preferably 270 mm or more in a low temperature environment of 10 占 폚 or less It exhibits a compressive strength of more than 10 N / mm 2 at 3 hours of aging with fluidity, exhibits initial curing properties with a coagulation initiation time after 40 minutes and a condensation termination time within 80 minutes. Also, it is possible to secure a compressive strength of 40 N / mm < 2 > at the age of 28 days.
상기 기본 배합의 보수용 모르타르에 의하면 10℃이하의 저기온 환경하에 있어서도 터널의 인버트 내권 공법을 양호한 시공성으로 실시할 수 있다. 즉, 일반 터널 또는 수로 터널의 바닥에 부착성능이 강하면서도 내마모성, 내충격성 및 내염해성이 우수한 본 발명의 보수용 모르타르를 양호하게 자기 충전해 가고, 더구나 혼련으로부터 40분 이내에는 경화가 시작되지 않기 때문에, 혼련물을 주입 개시할 때까지 충분한 여유를 가질 수 있는 동시에, 3시간 후에는 탈형 가능한 10N/㎟ 이상의 강도를 나타내기 때문에 시공 시간과 시기에 제한을 받는 터널 바닥 보수 공법의 시공법의 개선에 크게 공헌할 수 있다.
According to the repair mortar of the above basic formulation, even under a low temperature environment of 10 ° C or lower, the in-line tunneling method of the tunnel can be carried out with good workability. In other words, the repair mortar of the present invention, which has a high adhesion performance to the bottom of a general tunnel or a water tunnel and is excellent in abrasion resistance, impact resistance and flame retardancy, is self-charged satisfactorily and hardening is not started within 40 minutes after kneading Therefore, it is possible to have a sufficient margin until the injection of the kneaded material starts, and at the same time, after 3 hours, since the strength of 10 N / mm 2 or more is demountable, improvement of the construction method of the tunnel floor maintenance method Can greatly contribute.
본 발명에 따르는 보수용 모르타르는 상기 기본 배합의 보수용 모르타르에 대하여, 더욱 적절한 혼화재 및 혼화제를 배합하여 이의 특성을 더욱 개선한 것을 제공한다. 본 발명에서 사용하는 혼화재 및 혼화제는 다음과 같다.
The repair mortar according to the present invention further comprises a proper admixture and an admixture to the repair mortar of the above basic formulation to further improve its properties. The admixture and admixture used in the present invention are as follows.
혼화재Mixed material
[칼슘알루미네이트계 팽창재][Calcium aluminate-based expanding material]
칼슘알루미네이트계 팽창재를 배합하면, 수화 반응 초기의 시멘트 매트릭스 조직을 치밀화하여 시멘트 경화제를 팽창시키는 작용이 있고, 이로 인해 시멘트의 자기 수축을 보상하여 장기적으로 건조 수축을 방지할 수 있다. 본 발명의 보수용 모르타르에 있어서도, 이러한 칼슘알루미네이트계 팽창재를 배합하면 보수 개소의 건조 수축이 억제되기 때문에, 장기에 걸쳐 안정된 품질을 갖는 보수를 할 수 있다. 본 발명의 보수용 모르타르에 대한 칼슘알루미네이트계 팽창재의 배합량으로는 60 내지 80㎏/㎥ 의 범위가 바람직하다.
When the calcium aluminate-based expansion material is blended, the cement matrix structure at the initial stage of the hydration reaction is densified to expand the cement hardening agent, thereby compensating for the self-contraction of the cement, thereby preventing long-term drying shrinkage. Also in the repair mortar of the present invention, when such a calcium aluminate-based expanding agent is compounded, drying and shrinkage of repair parts is suppressed, so that repair with stable quality over a long period of time can be performed. The blending amount of the calcium aluminate-based expander to the repair mortar of the present invention is preferably in the range of 60 to 80 kg / m 3.
[고미분말 수재슬래그][Gummy powder wool slag]
고로 수재슬래그를 분말도 8,000㎠/g 이상으로 미세 분쇄하여 고미분말화 시킨 입자를 말한다. 일반적으로 고로 분말 수재슬래그(3,500~4,500㎠/g)는 시멘트에 대한 치환율이 클수록 초기의 강도 증진이 작게 되는 경향이 있고 잠재 수경성 반응에 의하여 장기재령으로 갈수록 강도는 증진된다. 또한 잠재수경성에 의해 생성된 C-S-H 겔이 공극구조를 개선하기 때문에 수밀성이 향상되고, 이러한 수밀성의 향상에 의하여 황산염, 염소이온의 침투 등에 대한 저항성을 증가시키는 재료로 알려져 있다. 그러나 고미분말 수재슬래그는 분말도는 8,000㎠/g 이상 10,000㎠/g 이상까지 높인 초미립자이기 때문에 물과의 수화 반응이 빠르며, 또한 시멘트 매트릭스의 조직을 치밀화하기 때문에 보통 시멘트보다도 초기 강도가 높아지고 장기 강도도 증가하게 된다. 본 발명에서는 이러한 고미분말 수재슬래그를 150㎏/㎥ 이하, 바람직하게는 120 내지 150㎏/㎥ 의 배합으로 사용함으로써, 보수용 모르타르의 속경성과 고강도화를 촉진시킨다. 고미분말 수재슬래그의 배합량이 120㎏/㎥ 미만인 경우에는 이러한 작용을 충분히 발휘할 수 없으며 강도도 부족하며, 150㎏/㎥를 초과하는 배합에서는 재령 3시간의 압축 강도 10N/㎟ 를 확보할 수 없는 경우도 발생할 수 있기 때문에, 120 내지 150㎏/㎥ 의 배합으로 사용한다.
It refers to particles made by finely pulverizing blast furnace slag with powder at 8,000 cm2 / g or more. Generally, as the substitution ratio of cement to blast furnace slag (3,500 ~ 4,500cm2 / g) increases, initial strength increase tends to be small and strength increases to long term age due to latent hydraulic reaction. In addition, the CSH gel produced by the latent hydraulics improves the pore structure, thereby improving the watertightness, and it is known that the watertightness improves resistance to the infiltration of sulfate and chlorine ions. However, since the finely powdered waterglass slag is ultra-fine particles having a powder degree of 8,000 cm 2 / g or more and 10,000 cm 2 / g or more, the hydration reaction with water is quick, and since the texture of the cement matrix is densified, . In the present invention, the use of such fine powdery wastes slag in a blending amount of 150 kg / m 3 or less, preferably 120 to 150 kg / m 3, promotes rapid hardening and high strength of the repair mortar. If the blending amount of the grit powder is less than 120 kg / m 3, such action can not be sufficiently exhibited and the strength is insufficient. If the blending amount exceeding 150 kg / m 3 can not secure a compressive strength of 10 N / It may be used in a blending ratio of 120 to 150 kg / m < 3 >.
[석탄회][Coal ash]
석탄회는 화력 발전소에서 발생하는 산업부산물로서, 바텀애쉬, 신더애쉬, 플라이애쉬 등을 일컫는 용어지만 여기서는 매립장에 주로 방치되어 있는 석탄재를 말한다. 정제된 플라이애쉬는 주로 시멘트의 원료와 레디믹스 콘크리트 공장 및 건설현장에서의 콘크리트 제조시 시멘트의 대체재로 사용되고 있지만, 플라이애쉬 발생량의 전부가 여기에 사용되고 있는 것은 아니며, 불사용분(미정제분)은 매립용 등으로 처리되고 있다. 본 발명에서는, 이러한 불사용분의 플라이애쉬와 함께 혼입되어 있는 석탄재(조분량 10~15% 포함)를 될 수 있는 한 다량으로 사용함으로써, 노후화된 터널 콘크리트의 보수 모르타르로서 유효하게 이용할 수 있도록 하였다. 석탄회 중 미정제분 플라이애쉬는 물과는 직접 반응하지 않으며, 무기계 결합재와 물의 반응에 의해서 생성되는 수산화칼슘과 반응하여 경화 작용을 한다. 또 석탄회 조분은 골재의 표준입도 범위내에서 일부 규사 대체재로 사용될 수 있다. 즉, 본 발명의 보수용 모르타르에서는 강한 기능성 속경성 무기계 결합재와 함께 일부 규사대체재로 사용될 수 있고 그중 플라이애쉬 성분은 보조 결합재로서의 기능을 하는 잠재 수경성 물질로서 사용되고 일반 포틀랜드 시멘트보다 강도 발현은 느리고 화학 저항성에 강한 성질이 있으며, 이에 의해 장기 강도의 증가를 도모할 수 있다. 또한 석탄회의 미분성분은 무기결합재 매트릭스의 조직을 치밀화하는데 기여하여 구조물의 내구성을 높히고, 보조 모르타르의 고유동성과 점성에 작용을 미친다. 본 발명의 보수용 모르타르에서는, 상기 무기계 결합재의 30중량% 이하를 석탄회로 대체하여 사용할 수 있다. 구체적으로는 150 ㎏/㎥ 이하의 배합으로 사용하는 것이 양호하다. 150 ㎏/㎥ 를 초과하는 배합에서는 재령 3시간 강도 10N/㎟ 이상을 확보하는 것이 곤란해지는 경우가 있다.
Fly ash is an industrial by-product from a thermal power plant and refers to bottom ash, ash ash and fly ash, but here coal ash is largely left in landfills. Refined fly ash is mainly used as a cement raw material and ready mix concrete plant and as a substitute for cement when manufacturing concrete in a construction site. However, not all the fly ash generated is used here, It is processed for embedding and so on. In the present invention, by using as much coal ash (including 10 to 15% crude fraction) mixed with fly ash for such unused fractions, it can be effectively used as maintenance mortar of aged tunnel concrete . Fly Ash in fly ash does not react directly with water but reacts with calcium hydroxide produced by the reaction of inorganic binder and water to cure. Fly ash can also be used as a substitute for some silica within the standard size range of aggregate. That is, the repair mortar of the present invention can be used as a substitute for some silica as well as a strong functional quick-hard inorganic binder. Among them, the fly ash component is used as a latent hydraulic material which functions as an auxiliary binder, So that the long-term strength can be increased. Also, the fine particles of fly ash contributes to the densification of the matrix of the inorganic binder matrix, thereby enhancing the durability of the structure and affecting the fluidity and viscosity of the secondary mortar. In the repair mortar of the present invention, 30 weight% or less of the inorganic binder may be replaced with coal fly ash. Specifically, it is preferable to use it in a blend of 150 kg / m 3 or less. It may be difficult to secure a strength of 10 N / mm < 2 > or more at 3 hours of aging in a blend exceeding 150 kg / m < 3 >.
[초미립 활성화재][Ultra fine activated material]
초미립 활성화재는 분말도 8,000㎠/g 이상의 초미립자의 무수석고로 이루어진다. 이러한 초미립 활성화재를 본 발명의 보수용 모르타르에 배합하면, 속경성 무기계 결합재가 물과 접촉하여 급결하는 것을 방지할 수 있다. 이로 인해, 시공작업에 필요한 가사시간을 안정적으로 확보할 수 있다. 일정한 시간이 경과한 후에는, 이러한 초미립 활성화재는 속경성 무기계 결합재와 화학반응하여 초기 강도의 확보에 기여하며, 조직의 치밀화에 유효하게 작용한다. 그러나, 초기에 반응하지 않았던 미반응의 무수석고는 장기간에 걸쳐 반응을 일으킨다. 본 발명의 보수용 모르타르에 대한 초미립 활성화재의 배합량으로서는 125 내지 200㎏/㎥ 의 범위가 바람직하다.
The ultrafine activated material is composed of ultrafine anhydrous gypsum having a powder content of at least 8,000 cm < 2 > / g. When such ultrafine activated material is blended in the repair mortar of the present invention, it is possible to prevent the quick-hard inorganic binder from being contacted with water to be precipitated. As a result, it is possible to stably secure the pot life required for the construction work. After a certain period of time, the ultrafine particulate activator chemically reacts with the fast-curing inorganic binder to contribute to securing the initial strength and effectively works to densify the structure. However, unreacted anhydrous gypsum, which did not react initially, causes a reaction over a long period of time. The blending amount of the ultrafine particulate activator to the repair mortar of the present invention is preferably in the range of 125 to 200 kg / m 3.
[실리카흄][Silica fume]
고미분말(8,000㎠/g 이상) 수재슬래그의 일부를 비압축 실리카흄(순도 90%이상)으로 대체하여 사용할 수 있다. 실리카흄을 사용한 경우에는, 상기 실리카흄의 양을 결합재의 양에 산입하여 물/결합재 비를 산출한다.It is possible to use a part of the wastepaper slag (8,000cm2 / g or more) with the uncompensated silica fume (purity 90% or more). In the case of using silica fume, the amount of silica fume is added to the amount of the binder to calculate the water / binder ratio.
상기 혼화재는, 어느 것이나 보수용 모르타르의 강도에 영향을 주는 결합재 중의 일종이라고 말할 수 있다. 이로 인해 이러한 혼화재를 사용하는 경우의 물/결합재 비의 산출에 있어서는, 상기 혼화재도 결합재로 산입한다. 또한, 상기 혼화재 중, 칼슘알루미네이트계 팽창재 및 초미립 활성화재에 관해서는, 분말상태로 속경성 무기계 결합재와 미리 혼합해 두고, 이러한 혼합분말을 무기분체 결합재로서 사용할 수 있다. 그리고 물/ 결합재 비의 산출에 있어서는, 이러한 혼화재를 혼합한 무기계 결합재를 그대로 결합재의 양에 산입하여 적용한다.Any of these admixtures may be said to be one kind of binder that affects the strength of the repair mortar. Therefore, in the calculation of the water / binder ratio when such an admixture is used, the admixture is also included as a binder. Among the above admixtures, the calcium aluminate expander and the ultrafine particle activator may be previously mixed with the quick-hard inorganic binder in powder form, and such mixed powder may be used as the inorganic powder binder. In calculating the water / binder ratio, the inorganic binder mixed with such an admixture is directly incorporated into the amount of the binder.
또한 이러한 혼화재를 배합하였을 때의 물/결합재 비에 관해서는, 기본 배합에서 설명한 바와 같이 34 내지 36%로 하는 것이 바람직하다.
The water / binder ratio when such an admixture is blended is preferably 34 to 36% as described in the basic blend.
혼화제Admixture
시공환경에 따라서는 보수용 모르타르의 유동성이나 강도 특성을 적절히 조절하는 것이 필요해지는 경우가 있다. 이와 같은 경우에는, 다음의 혼화제를 첨가하여 보수용 모르타르를 혼련하는 것이 바람직하다.
It may be necessary to appropriately adjust the fluidity and strength characteristics of the repair mortar depending on the construction environment. In such a case, it is preferable to add the following admixture to knead the repair mortar.
[소포제][Defoamer]
연행 공기의 발생에 의해 공기량이 증가하는 경우에, 이를 억제하기 위해서 첨가하는 것으로, 폴리에스테르계, 실리콘계, 에틸알콜 및 에틸렌글리콘 중의 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있고, 시장에서 입수 가능한 것을 사용할 수 있다. 첨가량으로는 1 ㎏/㎥ 으로 충분하다.
When the amount of air is increased by the generation of entrained air, it is added in order to suppress it, and one or two or more of polyester type, silicone type, ethyl alcohol and ethylene glycol can be used, Can be used. An addition amount of 1 kg / m3 is sufficient.
[분산제][Dispersant]
단위 수량을 과잉으로 하지 않고 모르타르의 유동성을 확보하고, 수밀성 향상 및 동결 융해의 저항성을 개선시켜 내구성을 증진시키는 데 사용된다. 또한, 프레쉬한 모르타르의 점성과 유동성을 동시에 부가하여, 압축이 불필요한 유동성을 갖기 위해서 사용한다. 분산제로서는 시장에서 입수할 수 있는 고성능 감수제를 사용할 수 있고, 폴리카르복실산계, 나프탈렌계, 멜라민계 및 리그닌계의 고성능 감수제 중의 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 첨가량으로서는 20 ㎏/㎥ 이하에서 목적을 달성할 수 있다.
It is used for securing the fluidity of the mortar without increasing the unit water quantity, improving the watertightness and improving the resistance to freezing and thawing to improve the durability. In addition, it is used to add fluidity and viscosity of the fresh mortar at the same time and to have fluidity that does not require compression. As the dispersing agent, a high-performance water reducing agent available on the market can be used, and one or two or more of polycarboxylic acid based, naphthalene based, melamine based and lignin based high performance water reducing agents can be used. The target can be attained at an addition amount of 20 kg / m < 3 > or less.
[강도 촉진제][Strength accelerator]
본 보수용 모르타르의 3시간 이후의 강도 발현을 촉진시키는 것이 필요할 때에 사용한다. 강도 촉진제 종류로는 탄산리튬(LiCO3), 황산나트륨(Na2SO4), 질산나트륨(NaNO3), 시안화나트륨(NaSCN), 질산칼슘(CaNO3) 등이 있으며, 단독 또는 혼합하여 사용하는 것이 가능하다. 첨가량으로는 1 ㎏/㎥ 이하에서 목적 달성이 가능하다.
This mortar is used when it is necessary to accelerate the development of strength after 3 hours. Examples of the strength promoter include lithium carbonate (LiCO 3 ), sodium sulfate (Na 2 SO 4 ), sodium nitrate (NaNO 3 ), sodium cyanide (NaSCN) and calcium nitrate (CaNO 3 ) It is possible. The addition amount is 1 kg / m3 or less.
[지연제][Delay agent]
시공 환경에 따라서는 반죽에서부터 타설까지 가사 시간을 길게 조정하는 것이 필요할 때가 있다. 이러한 경우에 속경성 무기계 결합재 및 칼슘알루미네이트계 팽창제와 수화 반응을 지연시킬 수 있는 지연제를 사용한다. 상기 지연제는, 나트륨 글루코네이트, 시트르산, 타르타르산 및 붕산 중 단독으로 또는 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 첨가량으로서는 1 ㎏/㎥ 이하로 충분하다.
Depending on the construction environment, it may be necessary to adjust the pot life from dough to pouring. In this case, a quick-acting inorganic binder and a calcium aluminate-based swelling agent and a retarding agent capable of delaying the hydration reaction are used. The retarder is preferably used alone or in combination with sodium gluconate, citric acid, tartaric acid and boric acid. An addition amount of 1 kg / m 3 or less is sufficient.
[증점제][Thickener]
본 보수용 모르타르의 재료분리를 막기 위해 분리 저감제(SFCA, 증점제 일종)를 사용할 수 있다. 분리 저감제의 경우 산어부산물 미분의 응집효과가 뛰어나 일정량까지는 사용효과가 있으나, 과다 사용시 급격한 처짐현상이 나타나며, 미리 혼합하여 사용하지 않는 것이 바람직하다.
Separation reducing agents (SFCA, a kind of thickener) can be used to prevent separation of the materials of the repair mortar. In the case of the separation reducing agent, the aggregate effect of the by-product of the raw fish by-products is excellent, and although it has a use effect up to a certain amount, it shows a sudden sagging phenomenon at the time of use, and it is preferable not to mix it beforehand.
상기 혼화재 및 혼화제를 배합하여 개선한 배합 예를 표 1에 기재하였다.
Table 1 shows mixing examples in which the above-mentioned admixture and admixture are blended.
(%)
#1W / B
(%)
#One
(㎏/㎥ )
Coal fly ash
(Kg / m < )
(㎏/㎥ )규사 또는 천연사Fine aggregate
(Kg / m < ) Silica sand or natural sand
결합재Rapid hardening
Binders
이하800
Below
200125 ~
200
이하50
Below
이하150
Below
이하20
Below
# 1 : 물(W)을 속경성 무리결합재(B)로 나눈 값# 1: Water (W) divided by quick-setting flock binder (B)
# 2 a: 초미립 활성화재, b: 칼슘알루미네이트계 팽창제,# 2 a: ultrafine activated material, b: calcium aluminate-based swelling agent,
c: 실리카흄, d: 고미분말 수재슬래그
c: silica fume, d: gummy powder wastes slag
이하, 실시 예를 통하여 본 발명의 구성 및 효과를 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시 예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 이들 실시 예에 의해 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the constitution and effects of the present invention will be described in more detail through examples. These embodiments are only for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited by these embodiments.
본 실시예에서 사용한 원재료의 종류와 이들의 물성을 표 2에 기재하였다. 상기 원재료를 표 3에 기재한 배합으로 혼련하여, 나타난 각 모르타르의 배합의 결과를 표3에 병기하였다. 시험은, 건조기에 수로 터널 바닥 보수를 실시하는 것을 상정하고, 기온 10℃, 상대 습도 80%의 조건으로 설정하였다.Table 2 shows the kinds of the raw materials used in this example and their physical properties. The raw materials were kneaded in the formulations shown in Table 3, and the results of the mixing of the respective mortars shown in Table 3 are shown. The test was carried out under conditions of a temperature of 10 ° C and a relative humidity of 80% on the assumption that the dryer was subjected to water channel tunnel floor maintenance.
속경성 결합재에 초미립자 활성화재와 칼슘알루미네이트계 팽창제, 고미분말 수재슬래그를 미리 혼합한 속경성 무기결합제 혼합물을 사용하였다. 본 실시예에서 사용한 속경성 무기결합재 혼합물의 각 재료별 혼합 비율은 속경성 결합재 62.7중량%, 칼슘알루미네이트계 팽창제 6.6중량%, 초미립 활성화재 15.7중량%, 고분말 슬래그 15중량% 이다. A mixture of super - fine particles activated material, calcium aluminate - based swelling agent and grit - powdered wastewater slag was used as a quick - setting inorganic binder mixture. The blending ratios of the materials of the fast-burning inorganic binder material used in this example were 62.7 wt% of a quick-hard binder, 6.6 wt% of a calcium aluminate-based expander, 15.7 wt% of a superfine-active material, and 15 wt% of a high-
표 3의 배합예에 있어서, 이러한 속경성 무기결합재 혼합물 중의 각 재료의 배합 비율은 모르타르 1㎥ 당 단위 중량 기준으로 나타내면, 속경성 결합재 572~662 ㎏/㎥, 칼슘알루미네이트계 팽창제 60~78 ㎏/㎥, 초미립 활성화재 125~143㎏/㎥, 고분말 슬래그 46~137 ㎏/㎥ 가 된다.In the formulation examples given in Table 3, the compounding ratio of each material in the mixture of the quick-hard inorganic binder material is 572 to 662 kg / m 3 of the quick-setting binder and 60 to 78 kg of the calcium aluminate- / M < 3 >, the superfine particle activating material is 125 to 143 kg / m3, and the high powder slag is 46 to 137 kg / m3.
조합은 표 3에 기재한 바와 같이 배합예 1~6에 있어서는 물/결합재 비(W/B)를 34%, 단위 결합재 양을 912 ㎏/㎥, 하고, 속경성 무기결합재 혼합물의 0~137 ㎏/㎥를 대체 수준을 바꿔 고분말 슬래그로 대체하였다. 또한 전체 골재량의 30%에 상당하는 분을 석탄회(석탄회 조분 10~15%)로 대체하였다.As shown in Table 3, the combinations were as follows: in the formulation examples 1 to 6, the water / binder ratio (W / B) was 34%, the unit binder amount was 912 kg / / ㎥ was replaced with high - grade powder slag. In addition, 30% of the total aggregate amount was replaced with coal fly ash (10 ~ 15% fly ash).
실제 현장에서는 시공시에 단위 수량을 정량적으로 계량하는 것이 곤란하기 때문에, 배합예 7~12에 있어서 단위 수량만을 증가한 경우의 성상 변화를 조사하였다. 즉, 고미분말 슬래그의 혼입량 46, 91, 137 ㎏/㎥ 의 배합에 있어서 물/결합재 비를 34%와 36%로 하여, 이들의 성상 변화를 조사하였다.
Since it is difficult to quantitatively measure the unit water quantity at the time of construction in the actual site, the change in the property when the unit water quantity was increased in Formulation Examples 7 to 12 was investigated. That is, the water / binder ratio was determined to be 34% and 36% in the mixing amounts of the fine powder slag of 46, 91 and 137 kg / m3, respectively.
주구성광물 4CaO3Al2O3SO3 Density: 2.85 g / cm3, powder: 5,258 cm2 / g, ignition loss: 3.54%
Main constituent minerals 4CaO 3 Al 2 O 3 SO 3
주구성광물 3CaO3Al2O3CaSO4 A density of 2.90 g / cm 3, a powder density of 2,800 cm 2 / g, a glass-CaO content of 16.0%
The main constituent minerals 3CaO3Al 2 O 3 CaSO 4
CaSO4 98%Density of 2.93 g / cm 3, powder of 8,100 cm 2 / g, molecular weight of 136.14
CaSO 4 98%
합
예ship
synthesis
Yes
(%)
#1W / B
(%)
#One
플로우
(㎜)free
Flow
(Mm)
(초)
J14
(second)
(%)
Air volume
(%)
활성화재Superfine
Activating material
#2Fine aggregate
#2
34
34
310
310
35
35
319
319
35
35
319
319
36
36
328
328
#1 B 는 속경성 무기계결합재 혼합물(속경성결합재+초미립 활성화재+팽창재+고분말슬래그)# 1 B is a mixture of a fast-hard inorganic binder (quick hard binder + superfine activator + expander + high-powder slag)
#2 세골재는 규사 및 석탄회(골재 전체량의 30%)를 혼합한 것을 나타냄(질건질량)
# 2 Fine aggregate is a mixture of silica sand and fly ash (30% of total aggregate)
[시험 항목과 시험 방법][Test items and test methods]
각 배합의 시험 방법은 다음과 같다.The test method for each formulation is as follows.
프리플로우 시험 : KS F 2476(폴리머 시멘트 모르타르의 플로우 시험)에 준하여, 낙하 운동을 하지 않는 자유 플루우값을 측정하였다.Free flow test: The free float value without falling motion was measured in accordance with KS F 2476 (flow test of polymer-cement mortar).
J14 로트 시험 : JSCE-F541(충전 모르타르의 유동성 시험)에 준하였다.J14 Lot test: The test was carried out according to JSCE-F541 (flowability test of filling mortar).
공기량과 단위 용적 질량의 측정 : KS L 3136(수경성 시멘트 모르타르의 공기량 측정방법)에 준하였다.Measurement of air volume and unit volume mass: The measurement was made in accordance with KS L 3136 (air mass measurement method of hydraulic cement mortar).
응결 시간의 측정 : KS F 4044(수경성 무수축 그라우트의 응결시간 시험)에 준하였다.Measurement of settling time: The test was carried out in accordance with KS F 4044 (Test of setting time of hydraulic shrinkage grout).
압축 강도의 측정 : KS F 4042(폴리머 시멘트 모르타르의 압축강도 시험)에 준하여, 측정 재령을 3시간, 7일, 28일로 하고, 양생 조건은 2일 항온항습(10±2℃), 5일 수중양생(10±2℃), 21일 항온항습(10±2℃)으로 하였다.Measurement of Compressive Strength: The measurement time was set to 3 hours, 7 days, and 28 days in accordance with KS F 4042 (compressive strength test of polymer cement mortar). Curing conditions were 2 days of constant temperature and humidity (10 ± 2 ° C) Curing (10 ± 2 ° C) and constant temperature and humidity (10 ± 2 ° C) for 21 days.
길이 변화 시험 : KS F 4042(폴리머 시멘트 모르타르의 길이 변화 시험)에 준하여, 시험체의 치수 40×40×160㎜으로 하고, 2일 항온항습(10±2℃), 5일 수중양생(10±2℃)하여 28일 동안 측정하였다.(10 ± 2 ° C) for 5 days, 10 ± 2 for 5 days for underwater curing (2 ± 2 ° C) for 2 days with the dimensions of the test specimen of 40 × 40 × 160 mm according to KS F 4042 (Length Change Test of Polymer Cement Mortar) Lt; 0 > C) for 28 days.
부착시험 : KS F 4042(폴리머 시멘트 모르타르의 부착 강도 시험)에 준하여, 40×40×20㎜의 몰드를 사용하여 시험체를 제작하고 2일 항온항습(10±2℃), 5일 수중양생(10±2℃), 21일 항온항습(10℃)으로 양생한 후 시험체와 상부 인장용 지그를 접착제로 접착하여 24시간 후 표준 조건, 냉온 반복 2가지를 측정한다. 측정값은 공시체 3개의 평균값을 산출한다.Attachment test: A test specimen was prepared using a mold of 40 × 40 × 20 mm in accordance with KS F 4042 (Bond Strength Test of Polymer Cement Mortar), and subjected to 2 days of constant temperature and humidity (10 ± 2 ° C.) ± 2 ° C). After curing with constant temperature and humidity (10 ° C) for 21 days, the specimen and the upper tensile jig are bonded with adhesive. The measured values are the average of three specimens.
마모시험 : ASTM C 779 콘크리트 표면의 내마모 시험 방법의 A법(회전 원반기)에 준하여 실시하였다. 시험체는 300×300×50㎜의 평판으로 하고, 재령 28일까지 10℃ 수중에 침지 양생후 1주간 20℃, 60% R.H.로 기건 양생을 실시하고, 0분, 30분, 60분, 90분, 120분까지의 마모 시험을 실시하였다. 마모량의 측정방법은 시험체의 네 모퉁이에 측정판의 다리부를 고정시키기 위한 칩을 붙이고 측정판을 설치하여, 상부 표면으로부터 시험체 상부 표면까지의 깊이를 마모면 24점에 관해서 디지털 게이지로 평균치를 구하였다.Abrasion test: ASTM C 779 Test method A (anti-rotation period) of the surface of concrete. The test specimen was a flat plate of 300 × 300 × 50 mm and cured at 20 ° C. and 60% RH for 1 week in water at 10 ° C. until 28 days of age, and cured at 0, 30, 60 and 90 minutes , And a wear test was performed up to 120 minutes. In order to measure the amount of wear, a chip for fixing the leg portion of the measuring plate was attached to the four corners of the test body, and a measuring plate was provided. The depth from the upper surface to the upper surface of the test body was averaged by a digital gauge about 24 worn surfaces .
충격시험 : 충격시험체와 복공콘크리트로서 실제강도 24N/㎟ 의 콘크리트를 이용해서 300×300×200㎜ 의 공시체를 제작하고, 재령 28일까지 수중양생을 실시했다. 그후, 2종류의 콘크리트와 200㎜ 3종류의 모르타르는 50㎜ 를 타설하고, 재령 28일 까지 습윤양생을 실행한 후, 충격시험을 실행했다. 충격시험은 철공에 낙하에 따른 박리상황을 파악했다. 시험방법은 직경 46.8㎜, 무게 390g의 철공을 이용해서 높이 1.3m에서 초속 5.0m(mgh=1/2mv)로 낙하하는 것을 상정한다. 낙하회수는 1, 2, 3, 4, 5, 10, 20, 30, 40, 50 회로 하고, 파인 상황의 목시관찰과 최대 파인 깊이의 측정을 실시했다.Impact test: A specimen of 300 × 300 × 200㎜ was made using concrete with an actual strength of 24N / ㎟ as impact test body and double concrete, and underwater curing was carried out until 28 days of age. Thereafter, two types of concrete and three kinds of mortars of 200 mm were laid 50 mm, and wet curing was carried out until August 28, and impact test was carried out. The impact test identified the state of detachment due to dropping in the ironwork. It is assumed that the test method is to fall from a height of 1.3 m to a speed of 5.0 m (mgh = 1/2 mv) per second using a steel wire having a diameter of 46.8 mm and a weight of 390 g. The number of times of dropping was 1, 2, 3, 4, 5, 10, 20, 30, 40, and 50, and visual observation and maximum depth of pine depth were measured.
염화물 이온 침투 저항성 시험 : KS F 4042(폴리머 시멘트 모르타르의 염화물 이온 침투 저항성 시험)에 준하여 φ 100×50㎜ 몰드로 시험체를 제작하여 2일 항온항습(10±2℃), 4일 수중양생(10±2℃), 1일 진공포화하여 7일 저항성을 측정하고 2일 항온항습(10±2℃), 24일 수중양생(10±2℃), 1일 진공포화하여 28일 저항성을 측정하였다.
Chloride ion penetration resistance test: A specimen was fabricated with a mold of φ 100 × 50 mm in accordance with KS F 4042 (chloride ion penetration resistance test of polymer cement mortar), and was subjected to constant temperature and humidity (10 ± 2 ° C.) for 2 days, ± 2 ° C), and the resistance was measured for 7 days after vacuum saturation for 1 day. The resistance was measured for 28 days by constant temperature and humidity (10 ± 2 ° C) for 2 days, underwater curing (10 ± 2 ° C) for 24 days and vacuum saturation for 1 day.
[시험 결과][Test result]
1. 프리플로우는 슬래그의 혼입량 46㎏/㎥, 91㎏/㎥ 과 137㎏/㎥에 있어서 물/결합재 비를 변화시킨 경우에 프리플로우는 슬래그의 혼입량이 증가하면 작아지는 경향이 있지만, 물/결합재 비 34~36%에서는 250~310㎜를 나타낸다.1. Free flow shows a tendency that the free flow is decreased when the mixing amount of slag is increased when the water / binder ratio is changed in the mixed amount of slag at 46 kg / m 3, 91 kg / m 3 and 137 kg / At the binder ratio of 34 to 36%, it shows 250 to 310 mm.
2. 공기량에 관해서는 모든 조합에 있어서 1.2 내지 2.9%의 범위이고, 슬래그의 혼입량과 물/결합재 비의 변화에 의한 영향은 거의 보이지 않는다.2. With regard to the amount of air, in all the combinations, it is in the range of 1.2 to 2.9%, and the influence of the mixing amount of slag and the change of the water / binder ratio is hardly seen.
3. 석탄회의 혼입량에 의한 J 로트의 충전 유동성의 결과와 관련 석탄회를 혼입한 보수용 모르타르에서는, 슬래그의 혼입량이 증가할수록 J 로트의 유하 시간이 느려지는 경향이 있고, 20 내지 55초 정도이다. 또한, 물/결합재 비가 저하되면 유하 시간이 느려지는 경향이 있고, 물/결합재 비 34% 보수용 모르타르는 물/결합재 비 36%인 것보다 1.3~1.6배 정도 느리다.3. Results of filling flow of J-lot by mixing amount of fly ash In the case of repair mortar admixed with fly ash, the falling time of J-lot tends to slow down as the mixing amount of slag increases, and it is about 20 to 55 seconds. Also, when the water / binder ratio is lowered, the dropping time tends to be slowed, and the water / binder ratio 34% of the repair mortar is 1.3-1.6 times slower than that of the water / binder ratio 36%.
4. 모든 배합에 있어서 응결 시발 시간이 46 내지 62분, 종결 시간이 61 내지 77분이고, 시발에서 종결까지 약 15분 정도이다. 보수용 모르타르의 보수 공법으로의 실용화에 있어서는, 반죽하면서 그라우트 펌프에 의한 주입까지 20분 정도의 시간을 요하기 때문에, 30분 이상의 가사 시간의 확보가 필요해지지만, 본 예의 모르타르는 시발 시간이 46분 이상을 나타내고 있기 때문에, 가사 시간을 충분히 확보할 수 있다.4. In all formulations, the condensation initiation time is 46 to 62 minutes, the termination time is 61 to 77 minutes, and the time from initiation to termination is about 15 minutes. In the practical use of the repair mortar for repairing, it takes about 20 minutes for injection by the grout pump while kneading. Therefore, it is necessary to secure a pot life of 30 minutes or longer. However, in this example mortar, Or more, so that the housekeeping time can be sufficiently secured.
5. 재령 3시간의 압축 강도는 슬래그의 상대적 혼입량이 증가함으로써 저하되는 경향이 있지만, 모두 10N/㎟ 이상으로 목표 범위이다.5. The compressive strength at 3 hours of aging tends to be lowered by increasing the relative amount of slag, but the target range is above 10 N / ㎟.
6. 고미분말 슬래그의 양이 증가함에 따라 시발 시간은 빨라지지만, 3시간 압축 강도는 작아지는 경향을 나타낸다. 슬래그의 혼입량에 의한 시발 시간의 차는 최대 15분 정도이다. 결합재 양에 대한 슬래그의 혼입량의 조정에 의해 시발 시간을 조정할 수 있다.6. As the amount of the fine powder slag increases, the start-up time is accelerated but the compressive strength at 3 hours tends to decrease. The difference in the start time due to the mixing amount of the slag is about 15 minutes. The starting time can be adjusted by adjusting the mixing amount of the slag with respect to the amount of the binder.
7. 결합재/물 비(B/W)의 차이에 의한 압축강도 변화와 관련, 고미분말 슬래그의 혼입량 46㎏/㎥ 와 91㎏/㎥ 및 137㎏/㎥에 관해서, 재령 3시간의 압축 강도는 결합재/물 비의 차이에 의한 영향은 적고, 어느 결합재/물 비에서도 10N/㎟ 이상을 나타낸다. 재령 28일의 압축 강도는 결합재/물 비가 증가하면 커지는 경향이 있지만, 어느 것이나 40N/㎟ 를 상회한다. 본 발명에 따르는 보수용 모르타르에서는, 고미분말 슬래그의 혼입량 및 단위 수량의 가감에 의한 물/결합재 비의 변화에 대한 압축 강도는, 고미분말 슬래그의 혼입량이 150㎏/㎥ 이하이면, 설정한 목표치를 만족시키는 것을 알 수 있다. 따라서, 단위 수량의 가감에 의한 물/결합재 비의 허용 범위로서, 계획 조합에 있어서 물/결합재 비가 ±1%(단위 수량±9㎏/㎥) 정도이더라도, 이의 압축 강도의 품질을 확보할 수 있다.7. Regarding the change in the compressive strength due to the difference in binder / water ratio (B / W), the compressive strength at 3 hours of aging was about 46 kg / m3, 91 kg / m3 and 137 kg / The effect of difference in binder / water ratio is small and exhibits more than 10 N / mm 2 at any binder / water ratio. The compressive strength at 28 days of age tends to increase as the binder / water ratio increases, but both exceed 40N / mm2. In the case of the repair mortar according to the present invention, the compressive strength with respect to the variation of the water / binder ratio due to the addition of the amount of the fine powder slag and the unit yield is not more than 150 kg / m < It can be seen that it satisfies. Therefore, even if the water / binder ratio is about ± 1% (unit quantity ± 9 kg / m 3) in the planned combination, the quality of the compression strength can be ensured as the allowable range of the water / .
8. 상기 모든 배합예에 있어 재령 60일부터 길이는 거의 안정적이고, 재령 91일에서는 5.0×10-4 내지 5.5×10-4 범위이다. 또한 고미분말 슬래그 혼입량에 의한 길이 변화에는 큰 차이가 없다.8. In all the above examples, the length is almost stable from the age of 60 days to 5.0 × 10 -4 to 5.5 × 10 -4 at the age of 91 days. In addition, there is no significant difference in the length change due to the amount of grit powder slag incorporated.
9. 재령 14일의 부착 강도는, 에폭시 수지계 프라이머를 제외하고, 1.5N/㎟ 를 크게 상회하고 있다. 재령 28일의 부착 강도는 2.1 내지 2.9N/㎟를 나타낸다. 에폭시 수지계 프라이머를 제외하고, 프라이머의 도포에 의해 부착 강도가 약간 증가하는 경향이 있다. 프라이머 성분에 착안하면 아크릴계 중합체의 부착 강도가 높다.9. Adhesion strength at 14 days of age is significantly higher than 1.5N / mm2, except for the epoxy resin-based primer. The bond strength at 28 days of age indicates 2.1 to 2.9 N / mm < 2 >. The adhesion strength tends to be slightly increased by application of the primer except for the epoxy resin-based primer. Considering the primer component, the adhesion strength of the acrylic polymer is high.
10. 마모 시험 결과와 관련 본 발명 모르타르와 보통 시멘트를 사용한 고강도 모르타르(W/C : 36.4%, 재령 28일 60N/㎟, S/C : 1.5, 규사 사용)와 비교하면 마모 깊이는 양자 모두 경과 시간에 따라 직선적으로 커지지만, 경과 시간 120분 에 있어서는 마모 깊이는 양자 모두 약 2㎜ 정도이고, 또한 동등한 경사를 나타내고 있는 점에서, 양자에게는 유의적인 차는 없으며 거의 동동하다.10. Wear test results Compared with the present invention mortar and high strength mortar (W / C: 36.4%, 28 days 60 N / mm 2, S / C: 1.5, using silica) using ordinary cement, But the wear depth is about 2 mm both at the elapsed time of 120 minutes and also shows an equal slope, so there is no significant difference between them, and they are almost the same.
11. 내충격성 시험은 φ 10㎝ 이상 돌의 충격을 상정한 철구낙하시험으로 직경 46.8㎜, 무게 390g의 철공을 이용해 높이 1.3m 에서 자연낙하 시킴으로써 현상을 관찰하였다. 낙하외수는 1, 2, 3, 4, 5, 10, 20, 30, 40, 50 회로 하고, 파인 상황의 목시관찰과 최대 파인 깊이의 측정을 실시한 결과 본 발명 모르타르와 보통 시멘트를 사용한 고강도 모르타르(W/C : 36.4%, 재령 28일 60N/㎟, S/C : 1.5, 규사 사용) 모두 낙하회수가 증가하면 파인 깊이가 깊어지는 경향이 있었으나 본 발명 모르타르는 보통 시멘트를 사용한 고강도 모르타르 보다 철구가 맞는 면적에 충격이 균등하게 분산되고 파인 깊이가 감소되는 현상이 있었다.11. In the impact resistance test, the phenomenon was observed by dropping at 1.3 m in height using a steel ball having a diameter of 46.8 mm and a weight of 390 g by a steel ball drop test in which a shock of a stone having a diameter of 10 cm or more was assumed. As a result of visual observation and maximum pine depth measurement of the fine conditions, the mortar and the high strength mortar using the cement according to the present invention were measured (1, 2, 3, 4, 5, 10, 20, 30, 40, W / C: 36.4%, 28 days old: 60N / mm2, S / C: 1.5, using silica sand) The pine depth tended to increase when the number of drops was increased. However, the mortar of the present invention is usually made of steel rather than high strength mortar using cement There is a phenomenon that the impact is uniformly dispersed in the area and the depth of the pine is reduced.
12. 염해 저항성 시험12. Salt resistance test
상기 모든 배합에 있어 염화물 이온 침투 저항성은 통과전하량 기준 500 coloumbs 이하로서 단면복구 모르타르 기준인 1,000 coloumbs 이하 보다 훨씬 우수한 제품임이 확인되었다.
It was confirmed that the chloride ion penetration resistance in all of the above blends was below 500 coloumbs based on the amount of passing charge and was superior to 1,000 coloumbs or less based on single-sided recovery mortar.
본 발명에 따른 보수용 모르타르는 산업부산물인 수재슬래그를 재분쇄한 고미분말 수재슬래그와 석탄회를 주원료로 사용하여 고유동, 속경성, 고강도, 고내구성을 발현한 것이며, 용도로서는 일반 터널, 수로 터널 및 해수 터널에서의 바닥 모르타르 보수공법에 적합하다. 또한 일반 도로 및 다른 구조물의 보수용 재료로 사용하는 것도 가능하며, 특히 내염해성, 내마모성 및 내충격성이 강해 해수환경에 접해 있는 해양구조물 등의 수리 구조물에 적합하다. 본 발명의 보수용 모르타르는 일반적인 보수 모르타르와 비교하면, 유동성, 속경성, 고강도, 고내구성이 우수하기 때문에, 양호한 작업성을 기초로 고품질의 보수 성과를 얻을 수 있으며, 경제적이다.The repair mortar according to the present invention exhibits high fluidity, quick hardness, high strength, and high durability by using fine powdered flywheel slag and fly ash as main raw materials, And bottom mortar repair in seawater tunnels. Also, it can be used as repairing material for general roads and other structures. Especially, it is suitable for repair structures such as offshore structures that are resistant to salt water, abrasion resistance and impact resistance. The repair mortar of the present invention is superior in fluidity, quick hardness, high strength and high durability as compared with general repair mortar, so that high quality maintenance performance can be obtained on the basis of good workability and is economical.
Claims (11)
상기 속경성 무기결합재 혼합물(B)과 물(W)의 배합비율인 물/결합재 비(W/B)가 34~36%인 것을 특징으로 하는 내마모, 내충격 및 내염해성이 우수한 보수용 모르타르.
(B), fine aggregate and water (W) were mixed to obtain a compression strength of at least 3 hours at 10 N / mm 2, a free flow of 250 mm or more, a condensation initiation time of 40 minutes And the condensation termination time is within 80 minutes,
And a water / binder ratio (W / B) of 34 to 36%, which is a blending ratio of the quick-hard inorganic binder mixture (B) and water (W) is 34 to 36%.
상기 속경성 무기결합재 혼합물(B)은 속경성 결합재, 초미립 활성화재, 팽창재 및 고미분말 수재슬래그를 포함하되,
상기 초미립 활성화재는 분말도 8,000㎠/g 이상의 초미립자의 무수석고로 이루어지며, 상기 고미분말 수재슬래그는 고로 수재슬래그를 분말도 8,000㎠/g 이상으로 미세 분쇄하여 고미분말화 시킨 입자인 것을 특징으로 하는 내마모, 내충격 및 내염해성이 우수한 보수용 모르타르.
3. The method of claim 2,
Wherein the quick-setting inorganic binder mixture (B) comprises a quick-setting binder, a micro-particulate activator, an expander, and a fine-
Characterized in that the ultrafine activated material comprises ultrafine anhydrous gypsum powder having a powder content of 8,000 cm 2 / g or more, and the fine powdery material slag is fine particles of powdered blast furnace slag with a powder of 8,000 cm 2 / g or more, Repair mortar with excellent abrasion resistance, impact resistance and salt resistance.
상기 속경성 무기결합재 혼합물(B)은 실리카흄을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 내마모, 내충격 및 내염해성이 우수한 보수용 모르타르.
The method of claim 3,
The quick-setting inorganic binder mixture (B) further comprises silica fume, and is a maintenance mortar excellent in abrasion resistance, impact resistance and flame retardancy.
상기 속경성 결합재는 4CaO3Al2O3SO3 계로서 800㎏/㎥이하 배합되고, 상기 초미립 활성화제는 200㎏/㎥이하 배합되고, 상기 팽창재는 칼슘알루미네이트계로서 80㎏/㎥이하 배합되고, 상기 고미분말 수재슬래그는 150㎏/㎥이하 배합되고, 상기 실리카흄은 50㎏/㎥이하 배합되는 것을 특징으로 하는 내마모, 내충격 및 내염해성이 우수한 보수용 모르타르.
5. The method of claim 4,
The quick-setting binder is blended at 800 kg / m 3 or less as 4CaO 3 Al 2 O 3 SO 3 system, the ultrafine particulate activator is blended at 200 kg / m 3 or less, the expansion material is 80 kg / Wherein the fine powdery wastes slag is blended at a rate of 150 kg / m 3 or less, and the silica fume is blended at a rate of 50 kg / m 3 or less, and is excellent in resistance to abrasion, impact resistance and flame retardancy.
상기 세골재는 규사 및 석탄회를 포함하되, 석탄회가 세골재의 30부피% 이하인 것을 특징으로 하는 내마모, 내충격 및 내염해성이 우수한 보수용 모르타르.
3. The method of claim 2,
The fine aggregate includes silica sand and fly ash, wherein the fly ash is not more than 30% by volume of the fine aggregate. The mortar has excellent abrasion resistance, impact resistance and flame retardancy.
상기 석탄회의 평균 입자 직경이 5㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 내마모, 내충격 및 내염해성이 우수한 보수용 모르타르.
The method according to claim 6,
Characterized in that the fly ash has an average particle diameter of 5 mm or less, and is excellent in abrasion resistance, impact resistance and flame retardancy.
상기 보수용 모르타르는 재령 28일의 압축강도가 40N/㎟ 이상을 발현하는 것을 특징으로 하는 내마모, 내충격 및 내염해성이 우수한 보수용 모르타르.
3. The method of claim 2,
Characterized in that the above-mentioned repair mortar exhibits a compressive strength of not less than 40 N / mm < 2 > at 28 days of age, which is excellent in abrasion resistance, impact resistance and flame retardancy.
상기 프리플로우, 응결 시발 시간 및 응결 종결 시간은 기온 10℃, 상대 습도 80%의 조건하에서 측정된 값인 것을 특징으로 하는 내마모, 내충격 및 내염해성이 우수한 보수용 모르타르.
3. The method of claim 2,
Wherein the preflow, the condensation initiation time and the condensation termination time are values measured under conditions of a temperature of 10 ° C and a relative humidity of 80%, wherein the mortar has excellent abrasion resistance, impact resistance and flame retardancy.
분산제, 소포제, 강도 촉진제, 지연제 및 증점제로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 혼화제를 추가적으로 포함하되, 상기 분산제는 20㎏/㎥이하, 상기 소포제는 1㎏/㎥이하, 상기 강도 촉진제는 1㎏/㎥이하, 상기 지연제는 1㎏/㎥이하, 상기 증점제는 1㎏/㎥이하를 배합하는 것을 특징으로 하는 내마모, 내충격 및 내염해성이 우수한 보수용 모르타르.
3. The method of claim 2,
M3 or less, the defoaming agent is 1 kg / m3 or less, the strength promoting agent is 1 kg / m3 or less, and the reinforcing agent is 1 kg / m3 or less. And the thickener is 1 kg / m < 3 > or less. [5] The mortar according to claim 1, wherein the retarder is 1 kg / m 3 or less and the thickener is 1 kg / m 3 or less.
제 2항의 내마모, 내충격 및 내염해성이 우수한 보수용 모르타르를 사용하는 것을 특징으로 하는 터널 보수 공법.A method for inspecting a tunnel in which a mold frame is installed on an inner wall or bottom of a general tunnel, a waterway tunnel or a sea water tunnel, and a repair mortar is filled in the space between the inner wall or the bottom concrete block and the mold frame,
A repair method of a tunnel according to claim 2, wherein a repair mortar having excellent abrasion resistance, impact resistance and flame retardancy is used.
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| KR20080071844A (en) * | 2007-01-31 | 2008-08-05 | 가지마 겐세쓰 가부시키가이샤 | Repairing mortar and a process for repairing tunnel using the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20120022005A (en) | 2012-03-09 |
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