KR101528120B1 - 콘크리트 구조물 보수 보강제 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법 - Google Patents

콘크리트 구조물 보수 보강제 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 콘크리트 구조물 보수 보강제 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법에 관한 것으로서, 손상된 콘크리트 구조물을 보수 보강함에 있어 아크릴계 혼합 수지를 사용하고 특히 굴껍질 분말, 폐유리 분말 등의 제2분말 성분을 포함하여 사용하므로 휨강도, 인장강도 및 압축강도 등 물리적 특성이 매우 우수하고, 클링커, 석고, 플라스터 등을 포함하는 제1분말 성분으로 인해 콘크리트 구조물과의 부착성능이 우수하며, 내화학성 및 방수성도 우수하고, 염해에 대한 내성과 방사능 차폐성능도 우수하며, 수지 성분과 개시제 성분을 서로 분리하고 분말 성분을 제1분말 성분 및 제2분말 성분으로 분리하여 사용하며 별도의 셀룰로오스 장섬유 성분을 추가하므로 장기 저장시에도 경화되지 않아 보관 안정성이 우수하고, 각 성분들이 사용 직전에 혼합되어 사용되므로 사용 기간이 제한되는 문제가 없고 현장에서의 사용이 편리하며, 남는 자재로 인해 자재 손실과 환경 오염이 발생하는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

Description

콘크리트 구조물 보수 보강제 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법{Repairing and reinforcing material for concrete structure and method of repairing and reinforcing concrete structure using the same}
본 발명은 콘크리트 구조물 보수 보강제 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 콘크리트 구조물의 단면을 보수 보강함에 있어 내구성과 콘크리트 구조물과의 접착 강도가 향상되어 보수 보강 효과를 장기간 유지하는 동시에 단시간에 보수 보강 공사를 안정적으로 완료할 수 있어 경제성도 우수하고, 액상 및 분말상의 분리형으로 구성되어 현장에서 골재 및 물과 혼합하여 사용함으로써 사용 편리성 및 보관 안정성도 우수한 콘크리트 구조물 보수 보강제 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법에 관한 것이다.
철근 콘크리트 구조물은 건설 후 염해나 중성화, 알칼리 골재 반응, 화학적 부식 외에 물의 침투에 의한 강재의 부식 팽창 등으로 구조물이 열화되면서 장기적으로 내구성 및 사용성이 저하된다. 이러한 구조물의 열화가 계속 진행되면 결국 구조물의 붕괴를 초래할 위험성이 있기 때문에 지속적으로 보수하고 관리할 필요가 있다.
구조물 표면의 박리 또는 초기 결함이나 균열의 발생은 열화 요인의 이동을 용이하게 하여 열화의 진행을 촉진시키므로 철근 콘크리트 구조물의 안정성 및 성능 확보를 위해서는 열화 초기에 보수 보강을 실시하여 더 이상의 열화 진행을 억제하고 내구성능을 향상시킬 필요가 있다.
따라서 콘크리트의 열화, 강재의 부식, 기타의 원인에 의해 구조물 단면의 박리나 탈락 등의 열화 인자를 포함하는 콘크리트 부분을 제거한 후 단면을 원래의 성능 및 형태로 복원하기 위해 단면 복구 재료를 충진하거나 뿜칠 시공을 하여 보수를 실시하는 것이 일반적이다.
한편, 콘크리트 구조물을 보강하기 위해서는 보수 보강용 모르타르 조성물의 내구성, 접착강도 및 속경성 등의 물성이 요구되며, 또한 재료의 경제적인 문제도 중요한 요소가 된다.
기존 기술에서는 콘크리트 구조물의 손상을 복구하기 위하여 시멘트와 폴리머를 혼합한 폴리머 모르타르가 사용되어 왔는데, 종래의 폴리머 모르타르는 주로 에폭시 수지 계열의 폴리머를 사용하였다. 이러한 에폭시 수지 계열의 폴리머를 이용한 단면 복구용 모르타르는 휨강도, 인장강도, 압축강도 등의 물리적 특성이 높지 않고 특히 산성환경에 취약하다는 단점이 있다.
이를 개선하기 위하여 최근에는 아크릴 수지 계열의 폴리머를 이용한 콘크리트 구조물 보수 보강제가 개발되었으나, 이는 주로 메틸메타크릴레이트 수지만을 사용함으로써 충분한 내화학성 및 방수성을 확보하지 못하는 문제가 있었다.
특히, 콘크리트 구조물은 교량, 도로, 터널 등의 토목 구조물 뿐만 아니라 해양의 항만 구조물 및 수중 구조물 등에도 다양하게 사용되므로 이렇나 구조물의 보수 및 보강을 위하여 해수의 염분으로 인한 염해를 방지할 수 있는 보수 보강제의 개발이 요구된다.
또한, 원자력 발전소나 핵폐기물 처리장 등의 콘크리트 구조물의 경우 방사능 차폐성능이 추가로 요구된다.
또한, 콘크리트 구조물용 보수 보강제는 콘크리트 구조물의 표면에 직접 시공되는 특성상 대상물인 콘크리트 구조물에 대한 우수한 부착 성능이 요구된다.
한편, 종래의 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르는 폴리머 성분을 포함하고 있으나 액상 성분에 개시제를 함께 포함하고 있어 장기 저장시 경화되어 버리는 문제가 있어 보관 안정성이 떨어지는 문제가 있었으며, 또한, 결합제 등의 분말 성분이 액상 성분과 혼합될 경우 사용 기간이 제한되는 문제가 있고, 사용되지 않는 모르타르의 경우는 폐기되므로 자재 손실과 환경 오염의 원인이 되는 문제가 있었다.
<관련 선행기술 문헌>
1. 대한민국 등록특허 제10-0999354호
2. 대한민국 등록특허 제10-1456822호
본 발명은 상기와 같은 상황을 고려하여 도출된 것으로서, 손상된 콘크리트 구조물을 보수 보강함에 있어 휨강도, 인장강도 및 압축강도 등 물리적 특성을 높게 유지할 수 있도록 하면서, 콘크리트 구조물과의 부착성능이 우수하고, 내화학성 및 방수성도 우수한 동시에, 염해에 대한 내성과 방사능 차폐성능도 우수하고, 특히 장기 저장시에도 경화되지 않아 보관 안정성이 우수하고, 각 성분들이 분리되어 있다가 사용 직전에 혼합되어 사용되므로 사용 기간이 제한되는 문제가 없고 현장에서의 사용이 편리하며, 자재 손실과 환경 오염이 방지될 수 있는 특성을 갖는 콘크리트 구조물 보수 보강제 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법을 제공하고자 한다.
상술한 과제의 해결 수단으로서 본 발명은,
(1) 메틸메타아크릴레이트 1 내지 7 중량부, 스티렌모노머 5 내지 20 중량부, 노말부틸아크릴레이트 1 내지 10 중량부, 메틸아크릴레이트 0.1 내지 10 중량부 및 이소보닐아크릴레이트 0.1 내지 10 중량부를 포함하는 제1액상 성분;
(2) 개시제 0.05 내지 5 중량부 및 유화제 0.05 내지 5 중량부를 포함하는 제2액상 성분;
(3) 클링커 0.5 내지 10 중량부, 석고 1 내지 10 중량부, 플라스터 0.5 내지 10 중량부, 무수석고 0.5 내지 10 중량부, 실리카퓸 0.1 내지 5 중량부, 플라이애쉬 0.01 내지 5 중량부, 석회석 0.5 내지 10 중량부, 슬래그 0.01 내지 5 중량부, 하소포졸라나 0.01 내지 10 중량부 및 마이크로실리카 0.01 내지 10 중량부를 포함하는 제1분말 성분;
(4) 굴껍질 분말 10~50 중량부, 정수 슬러지 분말 5~20 중량부, 폐유리 분말 5~20 중량부 및 폐석고 분말 10~40 중량부를 포함하는 제2분말 성분; 및
(5) 셀룰로오스 장섬유;를 포함하여 구성되며,
상기 제1액상 성분 및 제2액상 성분은 50~95:5~50 중량비로 혼합되며, 상기 혼합된 액상 성분 100 중량부를 기준으로 상기 제1분말 성분 2~5 중량부, 상기 제2분말 성분 3~8 중량부, 및 상기 셀룰로오스 장섬유 1~3 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보수 보강제 조성물을 제공한다.
또한, 상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은
상기 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 보수 보강제 조성물 5 ~50 중량부, 충전재 10~40 중량부 및 골재 20~70 중량부를 포함하여 구성되는 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물을 제공한다.
또한, 상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은
(a) 손상된 콘크리트 구조물의 시공 대상면을 치핑하여 손상되지 않은 부분이 나올 때까지 표면 또는 단면을 다듬는 단계; 및
(b) 상기 다듬어진 시공 대상면에 상기 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물을 도포하고 양생시키는 단계;
를 포함하는 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 손상된 콘크리트 구조물을 보수 보강함에 있어 아크릴계 혼합 수지를 사용하고 특히 굴껍질 분말, 폐유리 분말 등의 제2분말 성분을 포함하여 사용하므로 휨강도, 인장강도 및 압축강도 등 물리적 특성이 매우 우수하고, 클링커, 석고, 플라스터 등을 포함하는 제1분말 성분으로 인해 콘크리트 구조물과의 부착성능이 우수하며, 내화학성 및 방수성도 우수하고, 염해에 대한 내성과 방사능 차폐성능도 우수하며, 수지 성분과 개시제 성분을 서로 분리하고 분말 성분을 제1분말 성분 및 제2분말 성분으로 분리하여 사용하며 별도의 셀룰로오스 장섬유 성분을 추가하므로 장기 저장시에도 경화되지 않아 보관 안정성이 우수하고, 각 성분들이 사용 직전에 혼합되어 사용되므로 사용 기간이 제한되는 문제가 없고 현장에서의 사용이 편리하며, 남는 자재로 인해 자재 손실과 환경 오염이 발생하는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
이하에서는 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 보수 보강제 조성물은 하기의 5가지 성분을 포함하여 구성된다.
(1) 메틸메타아크릴레이트 1 내지 7 중량부, 스티렌모노머 5 내지 20 중량부, 노말부틸아크릴레이트 1 내지 10 중량부, 메틸아크릴레이트 0.1 내지 10 중량부 및 이소보닐아크릴레이트 0.1 내지 10 중량부를 포함하는 제1액상 성분;
(2) 개시제 0.05 내지 5 중량부 및 유화제 0.05 내지 5 중량부를 포함하는 제2액상 성분;
(3) 클링커 0.5 내지 10 중량부, 석고 1 내지 10 중량부, 플라스터 0.5 내지 10 중량부, 무수석고 0.5 내지 10 중량부, 실리카퓸 0.1 내지 5 중량부, 플라이애쉬 0.01 내지 5 중량부, 석회석 0.5 내지 10 중량부, 슬래그 0.01 내지 5 중량부, 하소포졸라나 0.01 내지 10 중량부 및 마이크로실리카 0.01 내지 10 중량부를 포함하는 제1분말 성분;
(4) 굴껍질 분말 10~50 중량부, 정수 슬러지 분말 5~20 중량부, 폐유리 분말 5~20 중량부 및 폐석고 분말 10~40 중량부를 포함하는 제2분말 성분; 및
(5) 셀룰로오스 장섬유
이하에서는 상기 각 성분에 관하여 구체적으로 설명한다.
먼저, 제1액상 성분은 폴리머를 조성하는 수지 성분으로서 아크릴계 수지 성분이다.
본 발명에서 상기 제1액상 성분을 이루는 수지 성분은 메틸메타아크릴레이트 1 내지 7 중량부, 스티렌모노머 5 내지 20 중량부, 노말부틸아크릴레이트 1 내지 10 중량부, 메틸아크릴레이트 0.1 내지 10 중량부 및 이소보닐아크릴레이트 0.1 내지 10 중량부를 포함하여 구성된다.
상기 메틸메타아크릴레이트(methyl methacrylate, MMA)는 본 발명에 따른 보수 보강제의 점성 및 접착성을 높이는 역할을 한다. 상기 메틸메타아크릴레이트는 상기 제1액상 성분에 1 내지 7 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직한데, 상기 메틸메타아크릴레이트가 1 중량부 미만으로 포함되는 경우 보수 보강제의 점성이 낮아져 콘크리트 구조물에 대한 부착성능이 저하되는 문제가 있으며, 7 중량부를 초과하는 경우는 지나친 점성으로 인하여 아크릴 에멀젼 수지가 장섬유 및 결합제 등과 용이하게 혼합되지 못하며, 이에 따라 아크릴 에멀젼 수지의 분산성이 저하되는 문제가 있고 또한 지나친 점성으로 인하여 작업성이 저하되는 문제도 발생한다.
상기 스티렌 모노머(styrene monomer)는 개시제에 의하여 폴리머 형태로 중합되며, 본 발명에 따른 보수 보강제의 경화를 촉진시키고 강도를 증가시키는 역할을 한다. 상기 스티렌 모노머는 상기 제1액상 성분에 5 내지 20 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직한데, 상기 스티렌 모노머가 5 중량부 미만으로 포함되는 경우는 보수 보강제의 경화속도가 낮아지고 경화된 보수 보강제의 강도가 저하되며, 20 중량부를 초과하는 경우는 필요 이상으로 포함되는 것으로서 경제성이 떨어진다.
상기 노말부틸아크릴레이트(n-butyl acrylate)는 본 발명에 따른 보수 보강제의 부착성능을 향상시키는 역할을 한다. 상기 노말부틸아크릴레이트는 상기 제1액상 성분에 1 내지 10 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직한데, 상기 노말부틸아크릴레이트가 1 중량부 미만으로 포함되는 경우는 보수 보강제의 부착력이 저하되며, 10 중량부를 초과하는 경우는 경제성이 떨어진다.
상기 메틸아크릴레이트(methyl acrylate)는 본 발명에 따른 보수 보강제의 부착성능 및 강도를 향상시키는 역할을 한다. 상기 메틸아크릴레이트는 상기 제1액상 성분에 0.1 내지 10 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직한데, 상기 메틸아크릴레이트가 0.1 중량부 미만으로 포함되는 경우는 부착성능 및 강도특성이 저하되고, 10 중량부를 초과하는 경우는 경제성이 떨어진다.
상기 이소보닐아크릴레이트(isobornyl acrylate)는 본 발명에 따른 보수 보강제에 포함된 성분의 분산성을 향상시키는 역할을 한다. 상기 이소보닐아크릴레이트는 상기 제1액상 성분에 0.1 내지 10 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직한데, 상기 이소보닐아크릴레이트가 0.1 중량부 미만으로 포함되는 경우는 다양한 성분의 분산성이 저하되어 보수 보강제의 균일한 물성을 얻기가 어려운 문제가 있고, 10 중량부를 초과하는 경우는 기타 다른 성분의 첨가량이 제한되어 보수 보강제의 우수한 강도 및 부착성능을 얻기 어려운 문제가 있다.
본 발명에서는 상기와 같이 구성되는 제1액상 성분과는 별도로 제2액상 성분을 포함한다.
본 발명에서 상기 제2액상 성분은 개시제와 유화제로 이루어진다.
본 발명에서 상기 개시제는 상기 제1액상 성분에 포함되는 아크릴계 수지 성분 및 스티렌모노머의 중합반응을 개시하는 역할을 하며, 이러한 개시제로는 t-부틸퍼옥시벤조에이드, 벤조일퍼옥사이드, 메틸에틸케톤퍼옥사이드, 쿠멘히드로퍼옥사이드, t-부틸아세테이프, 또는 2,5-디메틸헥실-2,5-디퍼옥시벤조에이트 등이 사용될 수 있다. 본 발명에서 상기 개시제는 상기 제2액상 성분에 0.05 내지 5.0 중량부의 범위로 사용되는 것이 바람직한데, 상기 개시제의 함량이 0.05 중량부 미만인 경우는 아크릴 수지 및 스티렌 모노머의 중합 개시반응이 저하되어 결국 보수 보강제의 강도 특성이 낮아지는 문제가 있으며, 5.0 중량부를 초과하는 경우는 중합반응의 효율적 제어가 어려운 문제가 있다.
본 발명에서 상기 유화제는 본 발명에 따른 보수 보강제에 물을 첨가하는 경우 보수 보강제가 물과 용이하게 혼합되도록 하는 역할을 한다. 본 발명에서 상기 유화제로는 글리세린지방산에스테르, 솔비탄지방산에스테르, 또는 폴리글리세린지방산에스테르 등이 사용될 수 있다. 본 발명에서 상기 유화제는 상기 제2액상 성분에 0.05 내지 5.0 중량부의 범위로 사용되는 것이 바람직한데, 상기 유화제의 함량이 0.05중량부 미만인 경우는 보수 보강제의 시공시 보수 보강제가 물과 용이하게 혼합되기 어려운 문제가 있고, 5 중량부를 초과하는 경우는 보수 보강제의 강도 및 부착성능이 발휘되기 어려운 문제가 있다.
본 발명에서 상기 액상 성분들과는 별도로 분말 성분들을 포함한다. 본 발명에서 사용되는 분말 성분으로는 제1분말 성분 및 제2분말 성분으로 구성된다.
본 발명에서 상기 제1분말 성분은 클링커 0.5 내지 10 중량부, 석고 1 내지 10 중량부, 플라스터 0.5 내지 10 중량부, 무수석고 0.5 내지 10 중량부, 실리카퓸 0.1 내지 5 중량부, 플라이애쉬 0.01 내지 5 중량부, 석회석 0.5 내지 10 중량부, 슬래그 0.01 내지 5 중량부, 하소포졸라나 0.01 내지 10 중량부 및 마이크로실리카 0.01 내지 10 중량부를 포함한다.
상기 클링커(clinker)는 규산칼슘인 알라이트, 베라이트 및 세라이트 등으로 구성된다. 상기 클링커는 결합제와 물의 혼합을 촉진시키는 역할을 한다. 상기 클링커는 상기 제1분말 성분 중에 0.5 중량부 내지 10 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직한데, 상기 클링커의 함량이 0.5 중량부 미만인 경우는 결합제와 물의 혼합이 용이하지 않으며, 10 중량부를 초과하는 경우는 강도가 저하되는 문제가 있다.
상기 석고는 결합제를 물에 혼합시 점성을 증가시켜 부착성을 향상시키는 역할을 한다. 상기 석고는 상기 제1분말 성분 중에 1 중량부 내지 10 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직한데, 상기 석고의 함량이 1 중량부 미만인 경우는 본 발명에 따른 보수 보강제의 점성 및 부착성이 저하되는 문제가 있으며, 10 중량부를 초과하는 경우는 강도가 낮아지는 문제가 있다.
상기 플라스터(plaster)는 결합제에 포함된 성분이 물과 용이하게 혼합되도록 하는 역할을 한다. 상기 플라스터는 상기 제1분말 성분 중에 0.5 중량부 내지 10 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직한데, 따라서, 상기 플라스터의 함량이 0.5 중량부 미만인 경우는 결합제에 포함된 다양한 성분이 물과 용이하게 혼합되기 어려운 문제가 있고, 10 중량부를 초과하는 경우는 강도 및 내화학성 등이 저하되는 문제가 있다.
상기 무수석고는 황산칼슘의 무수물에 해당하는 광물로서 염산에 녹으며, 물을 흡수하면 석고가 된다. 무수석고는 결합제와 물의 혼합시 결합제의 부착성을 향상시키는 역할을 하게 되며 결국 본 발명에 따른 보수 보강제의 부착성을 향상시킨다. 상기 무수석고는 상기 제1분말 성분 중에 0.5 중량부 내지 10 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직한데, 상기 무수석고의 함량이 0.5 중량부 미만인 경우는 보수 보강제의 부착성이 저하되며, 10 중량부를 초과하는 경우는 내화학성이 저하되는 문제가 있다.
상기 실리카퓸(silica fume)은 비정질의 활성 실리카로서 평균입경이 0.15㎛ 정도이며, 완전 구형에 가까운 입자이다. 실리카퓸은 구상입자의 특성에 의해 결합제 입자 사이의 충진 효과에 의하여 방수성 및 내화학성을 향상시키며, 보수 보강제의 강도를 향상시키는 역할을 한다. 특히, 실리카퓸은 보수 보강제의 부착성능을 향상시키는 역할을 하기도 한다. 상기 실리카퓸은 상기 제1분말 성분 중에 0.1 중량부 내지 5 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직한데, 상기 실리카퓸의 함량이 0.1 중량부 미만인 경우는 보수 보강제의 방수성 및 내화학성이 저하되고 강도가 낮아지는 문제가 있으며, 5 중량부를 초과하는 경우는 균열이 발생할 수 있는 문제가 있다.
상기 플라이애쉬(fly ash)는 화력발전소 등 석탄을 연료로 사용하는 시설에서 석탄을 태우고 남은 성분들이 산화물 형태로 남아 산화 실리콘(SiO2)나 산화 알루미늄(Al2O3) 성분의 미세한 먼지로 남은 것을 의미한다. 상기 플라이애쉬를 콘크리트에 혼합하여 사용하면 작업성이 개선되고 경화열이 낮아질 뿐만 아니라 장기적인 강도 및 수밀성이 향상되어 경제적이다. 상기 플라이애쉬는 상기 제1분말 성분 중에 0.01 중량부 내지 5 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직한데, 상기 플라이애쉬의 함량이 0.01 미만인 경우는 보수 보강제의 부착성능이 저하되며, 5 중량부를 초과하는 경우는 내화학성이 저하되는 문제가 있다.
상기 석회석은 본 발명에 따른 보수 보강제의 부착성을 보조적으로 향상시키는 역할을 한다. 상기 석회석은 상기 제1분말 성분 중에 0.5 중량부 내지 10 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직한데, 상기 석회석의 함량이 0.5 중량부 미만인 경우는 보수 보강제의 부착성 향상 효과가 저하되며, 10 중량부를 초과하는 경우는 내화학성이 저하되는 문제가 있다.
상기 슬래그는 제철소 등에서 철강을 제조하는 과정에서 발생하는 부산물로서, 슬래그의 주성분은 알루미나 규산염이며, 이를 결합제에 혼합하는 경우 경화과정에서 발생하는 열인 수화열을 낮추는 역할을 하며, 보수 보강제의 내구성 및 내화학성을 높이는 역할을 한다. 특히 슬래그는 투수성이 낮아 본 발명에 따른 보수 보강제의 방수성을 향상시키는 역할을 한다. 상기 슬래그는 상기 제1분말 성분 중에 0.01 중량부 내지 5 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직한데, 상기 슬래그의 함량이 0.01 중량부 미만인 경우는 보수 보강제의 내구성, 내화학성 및 방수성이 저하되는 문제가 있으며, 5 중량부를 초과하는 경우는 보수 보강제의 균열이 발생할 수 있고 보수 보강제의 무게가 증가하는 문제가 있다.
상기 하소포졸라나(calcinated pozzolana)는 주로 세립인 적색의 화산성 흙으로 구성되어 있는 천연 포졸라나에 칼슘을 첨가하여 제조하며, 본 발명에 따른 보수보강제의 방수성을 향상시키는 역할을 한다. 구체적으로 상기 하소포롤라나는 천연 포졸라나 100 중량부에 칼슘 1~20 중량부를 혼합한 혼합물을 1000~1200℃에서 0.5~1 시간 동안 소성한 후 평균입도가 10~20 μm가 되도록 분쇄한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기와 같이 처리된 하소포졸라나는 모르타르에 적용시 조직의 치밀성을 향상시켜 방수성 및 강도를 증가시키는 역할을 한다. 상기 하소포졸라나는 상기 제1분말 성분 중에 0.01 중량부 내지 5 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직한데, 상기 하소포졸라나의 함량이 0.01 중량부 미만인 경우는 보수 보강제의 방수성이 저하되며, 10 중량부를 초과하는 경우는 보수 보강제의 강도가 저하되는 문제가 있다.
상기 마이크로실리카는 10 내지 200㎛의 입경을 갖는 실리카 입자이며, 본 발명에 따른 보수 보강제의 강도 및 내화학성을 향상시키는 역할을 한다. 상기 마이크로실리카는 상기 제1분말 성분 중에 0.01 중량부 내지 10 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직한데, 상기 마이크로실리카의 함량이 0.01 중량부 미만이면 보수 보강제의 강도 및 내화학성이 저하되며, 10 중량부를 초과하는 경우는 보수 보강제의 부착성능이 저하되는 문제가 있다.
본 발명에서 상기 제2분말 성분은 굴껍질 분말 10~50 중량부, 정수 슬러지 분말 5~20 중량부, 폐유리 분말 5~20 중량부 및 폐석고 분말 10~40 중량부를 포함한다.
상기 제2분말 성분을 이루는 각 성분들은 폐기되는 재료들을 활용하는 것으로서, 폐 재료들을 바람직하게는 10~200㎛의 입경을 갖도록 분말화한 것을 사용하며, 상기 분말로 인해 강도(특히 압축강도)가 더욱 강화되고, 경제적 효과도 얻을 수 있으며, 폐기물 재활용으로 인해 2차적 환경 오염을 예방하는 효과도 있다.
본 발명에서 상기 폐재료를 활용한 성분은 굴껍질 분말, 정수 슬러지 분말, 폐유리 분말 및 폐석고 분말을 혼합하여 사용하며, 각 성분의 함량 비율은 굴껍질 분말 10~50 중량부, 정수 슬러지 분말 5~20 중량부, 폐유리 분말 5~20 중량부 및 폐석고 분말 10~40 중량부로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명에서 제5성분인 상기 셀룰로오스 섬유는 휨 강도 및 인장 강도를 증진시키고 양생시 표면 크랙을 줄이기 위해 사용되며, 모르타르 시공 후 초기 시공 안정성에 효과적이며 초기 분산성을 높이기 위한 목적으로 사용된다.
본 발명에서 상기 (1) 내지 (5)의 각 성분들은 적정 비율로 혼합되어 사용되는데, 바람직하게는 사용 직전에 혼합되는 것이 좋다.
구체적으로, 본 발명에서 상기 제1액상 성분 및 제2액상 성분은 50~95:5~50 중량비로 혼합되며, 상기 혼합된 액상 성분 100 중량부를 기준으로 상기 제1분말 성분 2~5 중량부, 상기 제2분말 성분 3~8 중량부, 및 상기 셀룰로오스 장섬유 1~3 중량부의 비율로 혼합되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 조성으로 얻어지는 콘크리트 구조물 보수 보강제 조성물은 액상 성분과 분말 성분이 분리된 상태로 존재하며, 사용 직전에 충전재 및 골재와 혼합되어 모르타르 조성물, 즉 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물을 구성한다.
구체적으로 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물은 상기와 같이 본 발명의 조성에 의해 얻어지는 콘크리트 보수 보강제 조성물 5~50 중량부와 충전재 10~40 중량부 및 골재 20~70 중량부를 포함하여 구성된다.
본 발명에서 상기 충전재는 구체적으로 석회석, 석분, 탈크에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 그 함량은 10 ~ 40 중량부 범위로 사용하는 것이 바람직하다. 10 중량부 미만인 경우 모르타르 경화체의 수축을 억제하는 효과가 미미하여 건조 수축량이 증대될 우려가 있으며, 40 중량부를 초과하는 경우에는 충전재량이 과도해져 유동성 및 시공성이 저하될 수 있다.
상기 골재는 규사가 적합하며, 규사의 입도는 0.2 ~ 2.5 ㎜인 것이 수중에서 분리되지 않고 접착성이 좋은 모르타르를 제조하기에 적합하므로 바람직하다. 상기 골재는 모르타르에 대한 작업성을 고려하여 전체 모르타르 조성물에 대하여 20 ∼ 70 중량부의 비율을 가지는 것이 바람직하다.
또한 본 발명은 필요에 따라 상기 모르타르 조성물에 분산제 0.1 ~ 10 중량부, 소포제 0.01 ~ 3 중량부, 지연제 0.01 ~ 10 중량부에서 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
다음으로 상기 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물을 이용하여 콘크리트 구조물을 보수 보강 시공하는 방법에 관하여 설명한다.
본 발명에 따른 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법은
(a) 손상된 콘크리트 구조물의 시공 대상면을 치핑하여 손상되지 않은 부분이 나올 때까지 표면 또는 단면을 다듬는 단계; 및
(b) 상기 다듬어진 시공 대상면에 상기 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물을 도포하고 양생시키는 단계;
를 포함하여 구성된다.
본 발명에서 상기 (b)단계의 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물 도포시 스프레이 또는 흙손을 이용하여 1차 타설시 5~15 mm, 2차 및 3차 타설시 20~50 mm 및 최종 타설시 5~15 mm 두께로 시공 및 미장하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 콘크리트 구조물 보수 보강제 이를 이용한 보수 보강 공법은 다양한 분야에서 콘크리트 구조물의 보수 및 보강에 사용될 수 있으며, 예를 들어, 교량의 슬라브 보수보강, 교각 보수보강, 이음부 보수보강, 난간 보수보강, 콘크리트 도로 긴급보수 및 완급보수, 조인트 보수, 지하철 단면복구, 이음부 보수, 중성화 방지 피복, 누수부위 보수, 터널의 단면복구, 중성화 방지보수, 라이닝 보수, 누수부위 보수, 댐의 여수로 보수보강, 중성화 탈락면 단면복구 보수보강, 전력구, 하수 암거, 지하 공동구, 복개천, 흄관, 수로관, 옹벽 등의 보수보강, 비행기 활주로의 박층 및 후층 보수와 각종 콘크리트 구조물의 시공하자 보수와 같은 토목구조물의 보수 및 보강에 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 보수 보강제 및 이를 이용한 보수 보강 공법은 슬래브, 보, 기둥, 벽체 단면복구 보수 보강 및 바닥면 특히, 칼라하드너 바닥보수와 같이 건축구조물의 보수보강에 사용될 수도 있으며, 염해에 대한 내성이 강하여 항만의 슬래브, 보, 기둥 보수보강 및 염소이온 침투방지 보수, 선박도크 및 방파제와 같은 수중구조물의 교각 및 기둥 보수보강, 수로, 암벽, 기타 해양구조물 등의 보수보강에 유용하게 사용될 수 있고, 고강도 및 고밀도 특성을 나타내므로 원자력발전소, 핵폐기물 처리장 등의 보수보강에도 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 콘크리트 구조물 보수 보강제는 염분 및 산성 물질 등의 열화 물질의 침투를 억제시킴으로써, 콘크리트 구조물의 내구성을 향상시키는 역할을 하며, 시멘트와의 혼화성이 매우 뛰어나다.
또한, 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 보수 보강제는 기존 모재와의 접착력이 우수하고, 콘크리트와의 중성화 반응이 없으며, 내수성, 내오존성, 내약품성, 방수성, 통기성, 자외선에 의해 산화되어 노화되는 현상이 발생하지 않는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 보수 보강제는 통기성이 우수하고, 결로현상이 발생하지 않으며, 구조물 표면을 산화시키지 않고, 침투성이 우수하고, 침투된 제품이 경화되어 밀도가 조밀하고, 내구성, 방수성이 우수하며, 특히 온도 변화에 따른 수축 및 팽창이 반복되는 모체의 균열을 방지하고, 신축성이 우수하여 진동부위의 작업에 매우 적합한 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 보수 보강제는 강도가 우수하여 양호한 구조물을 얻을 수 있으며, 이산화탄소의 침투를 저지하고, 물 침투를 차단한다. 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 보수 보강제는 VOC(volatile organic compound)의 함량이 낮아 환경친화적이고 대기오염이 없으며, 강도 발현성이 높고, 조기 강도성이 우수하며, 미세한 입자로 구성되어 균열보수 능력이 뛰어나고 균열발생을 억제한다. 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 보수 보강제는 내수성, 내후성, 내화학성, 내오염성이 뛰어나 화학가스, 배기가스, 빗물 등으로부터 모체와 마감면을 보호할 수 있고, 노출 콘크리트 구조물의 보호 마감에 큰 효과를 나타내며, 시공이나 장비 청소에 유기용제 (시너 등)을 사용치 않으므로 환경오염이 없다.
또한, 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 보수 보강제는 액상 성분과 분말 성분간의 혼화성이 뛰어나고 배합이 쉬워 시공이 용이하고 작업성이 우수하다. 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 보수 보강제는 고탄성, 평활성, 저온안정성(내잔갈라짐), 무취성이 우수하고 적은 물과의 혼합비로 양호한 분산작용을 나타내며, 전체적으로 균일한 강도를 유지함과 동시에 고강도이다. 또한, 결합제의 양호한 분산작용으로 고밀도의 치밀한 조직체를 형성하여 내화학성(내염성, 내산성)이 우수하며 물, 기름 등의 침투를 억제한다.
또한, 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 보수 보강제는 콘크리트와 같은 무기계이므로, 유사 재질의 친화작용으로 부착력이 우수하며, 단기적 부착강도와 장기적 안정성 면에서 모두 우수하다고, 부착강도가 우수하여 5% 이하의 낮은 리바운드율을 나타내어 경제적이다. 또한, 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 보수 보강제를 사용하는 경우 강도와 안정성의 적절한 조화로 크랙이 발생하지 않는 장점이 있다.
이하에서는 본 발명을 실시예예 의거하여 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1
메틸메타아크릴레이트 5 중량부, 스티렌모노머 10 중량부, 노말부틸아크릴레이트 5 중량부, 메틸아크릴레이트 5 중량부, 이소보닐아크릴레이트 5 중량부를 혼합하여 제1액상 성분을 제조하고, t-부틸퍼옥시벤조에이드 3 중량부 및 글리세린지방산에스테르 4 중량부를 혼합하여 제2액상 성분을 제조한 다음, 클링커 5 중량부, 석고 5 중량부, 플라스터 5 중량부, 무수석고 5 중량부, 실리카퓸 3 중량부, 플라이애쉬 3 중량부, 석회석 7 중량부, 슬래그 3 중량부, 하소포졸라나 7 중량부, 마이크로실리카 3 중량부를 혼합하여 제1분말 성분을 제조하고, 굴껍질 분말 20 중량부, 정수 슬러지 분말 10 중량부, 폐유리 분말 10 중량부 및 폐석고 분말 30 중량부를 혼합하여 제2분말 성분을 제조하였다.
이후 상기 제조된 제1액상 성분과 제2액상 성분을 90:10의 중량비로 혼합하여 액상 성분을 제조한 후 상기 제조된 액상 성분 100 중량부를 기준으로 상기 제1분말 성분 4 중량부, 상기 제2분말 성분 7중량부 및 셀룰로오스 장섬유 2 중량부를 혼합하여 보수 보강제 조성물을 제조하였다.
상기와 같이 제조된 보수 보강제 조성물 40 중량부에 석분 및 탈크로 이루어진 충전재 30 중량부 및 규사 60 중량부를 혼합하여 모르타르 조성물을 제조하였다.
실시예 2
메틸메타아크릴레이트 7 중량부, 스티렌모노머 8 중량부, 노말부틸아크릴레이트 10 중량부, 메틸아크릴레이트 10 중량부, 이소보닐아크릴레이트 5 중량부를 혼합하여 제1액상 성분을 제조하고, t-부틸퍼옥시벤조에이드 3 중량부 및 글리세린지방산에스테르 3 중량부를 혼합하여 제2액상 성분을 제조한 다음, 클링커 5 중량부, 석고 5 중량부, 플라스터 5 중량부, 무수석고 5 중량부, 실리카퓸 3 중량부, 플라이애쉬 3 중량부, 석회석 7 중량부, 슬래그 3 중량부, 하소포졸라나 7 중량부, 마이크로실리카 3 중량부를 혼합하여 제1분말 성분을 제조하고, 굴껍질 분말 20 중량부, 정수 슬러지 분말 10 중량부, 폐유리 분말 20 중량부 및 폐석고 분말 40 중량부를 혼합하여 제2분말 성분을 제조하였다.
이후 상기 제조된 제1액상 성분과 제2액상 성분을 90:10의 중량비로 혼합하여 액상 성분을 제조한 후 상기 제조된 액상 성분 100 중량부를 기준으로 상기 제1분말 성분 5 중량부, 상기 제2분말 성분 8중량부 및 셀룰로오스 장섬유 3 중량부를 혼합하여 보수 보강제 조성물을 제조하였다.
상기와 같이 제조된 보수 보강제 조성물 50 중량부에 석분 및 탈크로 이루어진 충전재 40 중량부 및 규사 70 중량부를 혼합하여 모르타르 조성물을 제조하였다.
실시예 3
메틸메타아크릴레이트 7 중량부, 스티렌모노머 10 중량부, 노말부틸아크릴레이트 5 중량부, 메틸아크릴레이트 5 중량부, 이소보닐아크릴레이트 5 중량부를 혼합하여 제1액상 성분을 제조하고, t-부틸퍼옥시벤조에이드 3 중량부 및 글리세린지방산에스테르 3 중량부를 혼합하여 제2액상 성분을 제조한 다음, 클링커 5 중량부, 석고 5 중량부, 플라스터 5 중량부, 무수석고 5 중량부, 실리카퓸 3 중량부, 플라이애쉬 3 중량부, 석회석 7 중량부, 슬래그 3 중량부, 하소포졸라나 7 중량부, 마이크로실리카 3 중량부를 혼합하여 제1분말 성분을 제조하고, 굴껍질 분말 40 중량부, 정수 슬러지 분말 5 중량부, 폐유리 분말 10 중량부 및 폐석고 분말 40 중량부를 혼합하여 제2분말 성분을 제조하였다.
이후 상기 제조된 제1액상 성분과 제2액상 성분을 95:5의 중량비로 혼합하여 액상 성분을 제조한 후 상기 제조된 액상 성분 100 중량부를 기준으로 상기 제1분말 성분 2 중량부, 상기 제2분말 성분 5중량부 및 셀룰로오스 장섬유 1 중량부를 혼합하여 보수 보강제 조성물을 제조하였다.
상기와 같이 제조된 보수 보강제 조성물 20 중량부에 석분 및 탈크로 이루어진 충전재 20 중량부 및 규사 60 중량부를 혼합하여 모르타르 조성물을 제조하였다.
비교예 1
메틸메타아크릴레이트 30 중량부, 글리세린지방산에스테르 5 중량부를 혼합하고, 여기에 다시 클링커 5 중량부, 석고 5 중량부, 플라스터 5 중량부, 무수석고 5 중량부, 실리카퓸 3 중량부, 플라이애쉬 3 중량부, 석회석 7 중량부, 슬래그 3 중량부, 하소포졸라나 7 중량부, 마이크로실리카 3 중량부 및 셀룰로오스 장섬유 2 중량부를 혼합하여 보수 보강제 조성물을 제조하였다.
상기와 같이 제조된 보수 보강제 조성물 40 중량부에 석분 및 탈크로 이루어진 충전재 30 중량부 및 규사 60 중량부를 혼합하여 모르타르 조성물을 제조하였다.
비교예 2
스티렌모노머 30 중량부, t-부틸퍼옥시벤조에이드 5 중량부 및 글리세린지방산에스테르 5 중량부를 혼합하고 여기에 다시 클링커 5 중량부, 석고 5 중량부, 플라스터 5 중량부, 무수석고 5 중량부, 실리카퓸 3 중량부, 플라이애쉬 3 중량부, 석회석 7 중량부, 슬래그 3 중량부, 하소포졸라나 7 중량부, 마이크로실리카 3 중량부 및 셀룰로오스 장섬유 2 중량부를 혼합하여 보수 보강제 조성물을 제조하였다.
상기와 같이 제조된 보수 보강제 조성물 40 중량부에 석분 및 탈크로 이루어진 충전재 30 중량부 및 규사 60 중량부를 혼합하여 모르타르 조성물을 제조하였다.
비교예 3
노말부틸아크릴레이트 30 중량부 및 글리세린지방산에스테르 5 중량부를 혼합하고, 여기에 다시 클링커 5 중량부, 석고 5 중량부, 플라스터 5 중량부, 무수석고 5 중량부, 실리카퓸 3 중량부, 플라이애쉬 3 중량부, 석회석 7 중량부, 슬래그 3 중량부, 하소포졸라나 7 중량부, 마이크로실리카 3 중량부 및 셀룰로오스 장섬유 2 중량부를 혼합하여 보수 보강제 조성물을 제조하였다.
상기와 같이 제조된 보수 보강제 조성물 40 중량부에 석분 및 탈크로 이루어진 충전재 30 중량부 및 규사 60 중량부를 혼합하여 모르타르 조성물을 제조하였다.
비교예 4
이소보닐아크릴레이트 30 중량부 및 글리세린지방산에스테르 5 중량부를 혼합하고, 여기에 다시 클링커 5 중량부, 석고 5 중량부, 플라스터 5 중량부, 무수석고 5 중량부, 실리카퓸 3 중량부, 플라이애쉬 3 중량부, 석회석 7 중량부, 슬래그 3 중량부, 하소포졸라나 7 중량부, 마이크로실리카 3 중량부 및 셀룰로오스 장섬유 2 중량부를 혼합하여 보수 보강제 조성물을 제조하였다.
상기와 같이 제조된 보수 보강제 조성물 40 중량부에 석분 및 탈크로 이루어진 충전재 20 중량부 및 규사 70 중량부를 혼합하여 모르타르 조성물을 제조하였다.
비교예 5
메틸메타아크릴레이트 5 중량부, 스티렌모노머 10 중량부, 노말부틸아크릴레이트 5 중량부, 메틸아크릴레이트 5 중량부, 이소보닐아크릴레이트 5 중량부, t-부틸퍼옥시벤조에이드 0.1중량부 및 글리세린지방산에스테르 0.1 중량부를 혼합하고, 여기에 다시 클링커 5 중량부, 석고 5 중량부, 플라스터 5 중량부, 무수석고 5 중량부, 실리카퓸 3 중량부, 플라이애쉬 3 중량부, 석회석 7 중량부, 슬래그 3 중량부, 하소포졸라나 7 중량부, 마이크로실리카 3 중량부 및 셀룰로오스 장섬유 2 중량부를 혼합하여 보수 보강제 조성물을 제조하였다.
상기와 같이 제조된 보수 보강제 조성물 40 중량부에 석분 및 탈크로 이루어진 충전재 20 중량부 및 규사 70 중량부를 혼합하여 모르타르 조성물을 제조하였다.
비교예 6
메틸메타아크릴레이트 5 중량부, 스티렌모노머 10 중량부, 노말부틸아크릴레이트 5 중량부, 메틸아크릴레이트 5 중량부, 이소보닐아크릴레이트 5 중량부, t-부틸퍼옥시벤조에이드 0.1 중량부 및 글리세린지방산에스테르 0.1 중량부를 혼합한 후, 여기에 다시 석회석 46 중량부를 혼합하여 보수 보강제 조성물을 제조하였다.
상기와 같이 제조된 보수 보강제 조성물 40 중량부에 석분 및 탈크로 이루어진 충전재 30 중량부 및 규사 60 중량부를 혼합하여 모르타르 조성물을 제조하였다.
성능 평가
1. 휨강도, 압축강도, 인장강도, 부착강도 및 부피변화율 테스트
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 6에 따라 제조된 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물의 휨강도, 압축강도, 인장강도, 부피변화율, 부착강도를 측정하였다.
상기 휨강도, 압축강도, 인장강도 및 부착강도는 콘크리트 보수보강제의 시공 28일 후 KS F 4042-02의 표준에 따라 측정하였으며, 상기 부피변화율은 시공 28일 후의 보수 보강용 모르타르 조성물의 부피를 0℃부터 35℃까지 온도를 달리하여 매일 부피 변화의 정도를 측정함으로써 평가하였고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
샘플 휨강도
(N/㎟)		 압축강도
(N/㎟)		 인장강도
(N/㎟)		 부착강도
(MPa)		 부피변화율
(%)
실시예 1 20.0 65.8 10.0 1.5 0.0001
실시예 2 17.2 50.0 5.0 2.0 0.0005
실시예 3 25.0 70.0 8.6 1.8 0.0003
비교예 1 15.5 35.5 3.5 0.5 0.0009
비교예 2 10.6 40.0 4.0 1.2 0.0012
비교예 3 8.5 30.5 3.8 1.0 0.0008
비교예 4 11.2 35.0 2.9 0.8 0.0009
비교예 5 8.9 35.5 4.4 0.9 0.0010
비교예 6 10.8 38.0 4.2 1.1 0.0015
상기 표 1을 참고하면, 본 발명에 따른 콘크리트 구조물의 보수 보강용 모르타르 조성물은 15 내지 25 N/㎟의 휨강도, 50 내지 70 N/㎟의 압축강도, 5 내지 10 N/㎟의 인장강도, 1.5 내지 2MPa의 부착강도를 나타내었으며, 부피변화율은 0.0001 내지 0.0005%의 범위 내인 것으로 측정되었다. 그러나, 비교예 1 내지 6의 경우는 8.5 내지 15.5 N/㎟의 휨강도, 35.0 내지 40.0 N/㎟의 압축강도, 2.9 내지 4.4 N/㎟의 인장강도, 0.5 내지 1.2MPa의 부착강도를 나타내었으며, 부피변화율은 0.0008 내지 0.0015%로 측정되었다.
이러한 결과는 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물이 강도특성 및 부착성능 면에서 매우 우수하다는 것을 나타낸다.
2. 방수성 및 내화학성 테스트
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 6에 따라 제조된 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물의 방수성 및 내화학성을 측정하였다.
상기 방수성은 상기 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물을 콘크리트 구조물 위에 1㎝ 두께로 도포하고 모르타르 조성물층 상에 원통형의 물탱크를 설치하여 1개월 단위로 수분의 침투여부를 6개월간 확인하였다.
내화학성은 35‰의 염분 농도를 갖는 염수 및 2%농도의 황산용액을 각각 콘크리트 구조물 상에서 경화 후 28일 지난 모르타르 조성물층 상에 매일 1시간씩 처리한 후 모르타르 조성물층이 손상되었는지 여부를 1일 단위로 60일간 확인하였다.
그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
샘플 방수성 테스트
(개월)		 내화학성 테스트 (일)
염수 황산용액
실시예 1 - - 45
실시예 2 - - 50
실시예 3 - - 52
비교예 1 1 20 5
비교예 2 2 35 10
비교예 3 1 40 15
비교예 4 2 26 8
비교예 5 1 39 12
비교예 6 1 27 9
상기 표 2를 살펴보면, 실시예 1 내지 3의 경우는 6개월간 수분이 전혀 침투되지 않은 반면, 비교예 1 내지 6의 경우는 1~2개월 경과 후 수분이 침투된 것을 확인할 수 있다. 이는 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물의 우수한 방수성능을 나타내는 결과인 것으로 해석된다.
또한, 상기 표 2를 살펴보면, 실시예 1 내지 3의 경우는 60일간 처리된 염수에 의하여 전혀 표면 손상이 일어나지 않았으며, 황산용액을 처리한 경우 45 내지 52일간 표면 손상이 일어나지 않은 것을 확인할 수 있다. 반면, 비교예 1 내지 6의 경우는 염수처리 후 20 내지 40일 후에 표면 손상이 일어났으며, 황산용액을 처리한 경우는 5 내지 15일 내에 표면 손상이 발생한 것을 확인할 수 있다.
이는 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물의 우수한 내화학성을 뒷받침하는 결과인 것으로 해석된다.

Claims (5)

  1. (1) 메틸메타아크릴레이트 1 내지 7 중량부, 스티렌모노머 5 내지 20 중량부, 노말부틸아크릴레이트 1 내지 10 중량부, 메틸아크릴레이트 0.1 내지 10 중량부 및 이소보닐아크릴레이트 0.1 내지 10 중량부를 포함하는 제1액상 성분;
    (2) 개시제 0.05 내지 5 중량부 및 유화제 0.05 내지 5 중량부를 포함하는 제2액상 성분;
    (3) 클링커 0.5 내지 10 중량부, 석고 1 내지 10 중량부, 플라스터 0.5 내지 10 중량부, 무수석고 0.5 내지 10 중량부, 실리카퓸 0.1 내지 5 중량부, 플라이애쉬 0.01 내지 5 중량부, 석회석 0.5 내지 10 중량부, 슬래그 0.01 내지 5 중량부, 하소포졸라나 0.01 내지 10 중량부 및 마이크로실리카 0.01 내지 10 중량부를 포함하는 제1분말 성분;
    (4) 굴껍질 분말 10~50 중량부, 정수 슬러지 분말 5~20 중량부, 폐유리 분말 5~20 중량부 및 폐석고 분말 10~40 중량부를 포함하는 제2분말 성분; 및
    (5) 셀룰로오스 장섬유;를 포함하여 구성되며,
    상기 제1액상 성분 및 제2액상 성분은 50~95:5~50 중량비로 혼합되며, 상기 혼합된 액상 성분 100 중량부를 기준으로 상기 제1분말 성분 2~5 중량부, 상기 제2분말 성분 3~8 중량부, 및 상기 셀룰로오스 장섬유 1~3 중량부를 포함하고,
    상기 (3)의 하소포졸라나는 천연 포졸라나 100 중량부에 칼슘 1~20 중량부를 혼합한 혼합물을 1000~1200℃에서 0.5~1 시간 동안 소성한 후 평균입도가 10~20 μm가 되도록 분쇄한 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보수 보강제 조성물.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 따른 콘크리트 구조물 보수 보강제 조성물 5 ~50 중량부, 충전재 10~40 중량부 및 골재 20~70 중량부를 포함하여 구성되는 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물.
  4. (a) 손상된 콘크리트 구조물의 시공 대상면을 치핑하여 손상되지 않은 부분이 나올 때까지 표면 또는 단면을 다듬는 단계; 및
    (b) 상기 다듬어진 시공 대상면에 청구항 3에 따른 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물을 도포하고 양생시키는 단계;
    를 포함하는 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 (b)에서 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물을 도포시 스프레이 또는 흙손을 이용하여 1차 타설시 5~15 mm, 2차 및 3차 타설시 20~50 mm 및 최종 타설시 5~15 mm 두께로 시공 및 미장하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법.
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