KR101676296B1 - 나노경질실리카 및 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스로 개질된 조강 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 보수공법 - Google Patents
나노경질실리카 및 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스로 개질된 조강 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 보수공법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 라텍스로 개질된 조강 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 포장보수공법에 관한 것으로서, 조강 시멘트 결합재 10-30 중량부, 잔골재 25-60 중량부, 굵은 골재 25-60중량부, 물 1-10 중량부 및 콘크리트의 부착강도, 방수성과 내구성을 개선하기 위해 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스 1-15중량부를 포함하며, 상기 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스는 페닐에텐 30-40 중량부, 에틸-프로페노에이트 30-40 중량부, 부틸-프로-2-에노에이트 1-20 중량부, 2-프로페넨나이트릴 1-10 중량부, 프로-2-에노익산 1-10 중량부, 디메틸암모노에틸메틸아크릴레이트 1-10 중량부를 함유하는, 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스로 개질된 조강 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 포장 보수공법에 관한 것이다. 본 발명의 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스로 개질된 조강 콘크리트 조성물은, 콘크리트 타설 후 3시간 이내 종결하여 강도발현을 시작하고, 양생 24시간에 21PMa 이상의 압축강도를 발현하여, 교통개방함으로서 조기교통개방에 따른 사회적 간접비용을 절감하고, 또한 콘크리트의 방수성과 내구성이 개선하여 슬래브 중성화 억제 및 콘크리트 포장체의 수명연장에 따른 장기 보수 비용절감 효과가 있다.
Description
본 발명은 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 유지보수공법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도로의 노면포장, 교량의 교면포장, 도로 노면포장 등의 긴급공사 등에 사용되는 폴리머 개질 조강 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 유지보수공법에 관한 것이다.
일반적으로 콘크리트 포장은 아스팔트 포장에 비해 내구성이 우수하고 유지보수비용이 적게 소요되는 등의 장점으로 고속도로 및 국도에 적용되고 있다. 그러나 콘크리트 포장은 기후변화에 따라 수축과 이완반복, 동절기 염화물 살포에 의한 콘크리트 표면 및 내부로의 중성화, 통행 교통량 증가에 따른 누적피로손상 등에 의해 균열 또는 부분파괴현상이 발생하였다.
상기 문제점을 보완하기 위해 콘크리트 보수 및 보강공사에 SBR(styrene-butadiene rubber) 라텍스를 첨가한 라텍스 개질 콘크리트의 사용이 대한민국등록특허공보 제 421255호에 기재되어 있다.
상기 기재된 내용에 의해 개질 조강 콘크리트를 제조하기 위해 SBR 라텍스를 사용하는 경우에 동절기 염화물침투저항력 또는 동결융해안정성이 떨어져 동절기 이후, 라텍스 개질 콘크리트의 표면박리, 부분손상과 탈락, 포트홀 발생 및 건조수축과 이완응력에 의한 균열이 발생 발생하였다.
이에, 본 발명자들은 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스로 개질된 조강 콘크리트 조성물을 개발하고, 상기 조강 콘크리트 조성물은 콘크리트 타설 후 3시간 이내 종결하여 강도발현을 시작하고, 양생 24시간에 21PMa 이상의 압축강도를 발현하여, 콘크리트의 방수성과 내구성이 개선하여 슬래브 중성화 억제 및 콘크리트 포장체의 수명연장에 따른 장기 보수 비용절감 효과가 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 SBR 라텍스 개질 콘크리트보다 우수한 내수성 및 동결융해안정성을 발현할 수 있는 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스로 개질된 조강 콘크리트 조성물을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스로 개질된 조강 콘크리트 조성물의 우수한 부착력과 염화물 침투저항성 및 동결융해 안정성을 이용하여 상기 라텍스 개질 조강 콘크리트 조성물을 구성하는 폴리머 사용량을 절감한 조건에서도 기존 SBR 라텍스 개질 조강 콘크리트 조성물 보다 압축강도, 부착강도 등의 물리적 성능을 향상시키고, 염화물침투 저항성 및 동결융해 저항성 등의 내구성능 향상을 통해 경제성 제고효과를 얻을 수 있는 폴리머 라텍스로 개질된 조강 콘크리트 조성물과 이를 이용한 콘크리트 포장 보수공법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 조강 시멘트 결합재 1-30 중량부, 잔골재 25-60 중량부, 굵은 골재 25-60 중량부, 물 1-10 중량부 및 방수성과 내구성을 개선하기 위해 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스 1-15 중량부를 포함하는 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스로 개질된 조강 콘크리트 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 1) 포장층의 열화 부위 및 열화정도를 확인하는 단계; 2) 상기 열화부위 또는 손상부위를 파쇄기를 이용, 제거하여 건전부를 노출시키는 단계; 3) 상기 노출된 건전부 표면을 절삭 또는 평삭기를 이용하여 이물질 및 미제거 손상부위를 제거하고 고압수로 청소하는 단계; 4) 상기 청소된 건전부를 폴리에틸렌 필름 또는 이에 준하는 필름으로 덮어 전전부를 포화건조 상태로 만드는 단계; 5) 상기 제조된 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스로 개질된 조강 콘크리트 조성물을 생산하여 절삭면 위에 타설하는 단계; 6) 상기 보수된 콘크리트를 굳지 않은 상태에서 표면을 데크 휘니셔 및 스크리드를 이용하여 평탄화하는 단계; 및 7) 상기 보수된 콘크리트 표면에 유성 양생제를 살포하여 피막을 형성하는 단계;를 포함하는 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스로 개질된 조강 콘크리트 조성물을 이용한 콘크리트 포장 보수방법을 제공한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 조강 시멘트 결합재 1-30 중량부, 잔골재 25-60 중량부, 굵은 골재 25-60 중량부, 물 1-10 중량부 및 방수성과 내구성을 개선하기 위해 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스 1-15 중량부를 포함하는 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스로 개질된 조강 콘크리트 조성물을 제공한다.
본 발명의 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스로 개질된 조강 콘크리트 조성물에 있어서, 상기 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스는 페닐에텐 30-40 중량부, 에틸-프로페노에이트 30-40 중량부, 부틸-프로-2-에노에이트 1-20 중량부, 2-프로페넨나이트릴 1-10 중량부, 프로-2-에노익산 1-10 중량부, 디메틸암모노에틸메틸아크릴레이트 1-10 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스로 개질된 조강 콘크리트 조성물에 있어서, 상기 조강 시멘트 결합재는 조강 시멘트 50-90 중량부, 유리무수석고(CaSO4) 1-20 중량부, 유리석회(CaO) 1-20 중량부, 하우인(hauyne) 1-10 중량부, 경질실리카 1-5 중량부, 및 폴리에틸렌옥사이드 0.01-1.0 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 이때 상기 조강 시멘트 결합재는 무정형 경질실리카(amorphous precipitated silica)를 0.1-0.2 중량부를 더 포함하거나 분자량 300,000-500,000인 폴리에틸렌옥사이드를 0.01-1.0 중량부를 더 포함하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 본 발명은 1) 포장층의 열화 부위 및 열화정도를 확인하는 단계; 2) 상기 열화부위 또는 손상부위를 파쇄기를 이용, 제거하여 건전부를 노출시키는 단계; 3) 상기 노출된 건전부 표면을 절삭 또는 평삭기를 이용하여 이물질 및 미제거 손상부위를 제거하고 고압수로 청소하는 단계; 4) 상기 청소된 건전부를 폴리에틸렌 필름 또는 이에 준하는 필름으로 덮어 전전부를 포화건조 상태로 만드는 단계; 5) 상기 제조된 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스로 개질된 조강 콘크리트 조성물을 생산하여 절삭면 위에 타설하는 단계; 6) 상기 보수된 콘크리트를 굳지 않은 상태에서 표면을 데크 휘니셔 및 스크리드를 이용하여 평탄화하는 단계; 및 7) 상기 보수된 콘크리트 표면에 유성 양생제를 살포하여 피막을 형성하는 단계;를 포함하는 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스로 개질된 조강 콘크리트 조성물을 이용한 콘크리트 포장 보수방법을 제공한다.
본 발명의 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스로 개질된 조강 콘크리트 조성물을 이용한 콘크리트 포장 보수방법에 있어서, 상기 1) 단계의 포장층의 열화 부위 및 열화정도의 확인은 부착강도시험과 비파괴강도 시험을 통해 이루어질 수 있다.
또한, 상기 2) 단계의 상기 열화부위 또는 손상부위를 파쇄기를 이용, 제거하여 건전부를 노출시키는 단계는 노면파쇄기, 고압수 파쇄기(워터젯), 스키드로더, 브레이커, 연삭기, 평삭기 등의 장비를 이용하여 기존 열화부 또는 탈락부위를 제거할 수 있다.
아울러, 상기 열화부 제거 표면을 진공흡입장치로 표면 이물질과 콘크리트 잔존물을 진동흡입, 제거할 수 있다. 또한, 상기 폴리머 개질 콘크리트 조성물을 교면포장용 평탕장비(데크 휘니셔, 스크리트) 등의 장비를 이용하여 포설하고 평탄화 작업으로 절삭 단면을 복구하며, 상기 포설된 폴리머 개질 콘크리트 조성물 표면을 유성 피막양생제로 도포할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스로 개질된 조강 콘크리트는 (페닐에텐)-(에틸-프로페노에이트)-(부틸-프로-2-에노에이트)-(2-프로페넨나이트릴)-(프로-2-에노익산)-(디메틸암모노에틸메틸아크릴레이트) 폴리머 합성라텍스를 사용함으로써 콘크리트의 휨 및 부착강도 등의 물리적 성질을 개선할 수 있다.
또한, 상기 조강 콘크리트는 염화칼슘에 의한 콘크리트의 중성화를 억제시키고 기온변화에 따른 동결융해저항성을 향상시킬 수 있다.
또한, 합성라텍스의 첨가량을 줄이면서 기존 SBR 라텍스 개질 콘크리트의 물리적, 화학적 성능과 유사 또는 우수한 물성을 제공하여 경제성을 제고할 수 있다.
본 발명에 따른 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스로 개질된 조강 콘크리트 조성물은, 상기 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 합성라텍스의 우수한 콘크리트 유동성을 활용하여 굳지 않은 콘크리트의 배합수를 기존 조강 콘크리트의 경우보다 30% 이상 절감하여 배합수 감량에 따른 상기 조강 콘크리트 조성물의 압축강도와 휨강도 등 물리적 강도를 향상시키고, 상기 합성라텍스가 콘크리트 포장체의 방수성, 마찰저항, 염화물에 의한 콘크리트 부식 저항성 등을 개선하기 위하여 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스 1-15 중량부, 조강 시멘트 결합제 10-30 중량부, 잔골재 25-60 중량부, 굵은 골재 25-60중량부, 물 1-10 중량부를 포함한다.
상기 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스는 페닐에텐 30-40 중량부, 에틸-프로페노에이트 30-40 중량부, 부틸-프로-2-에노에이트 1-20 중량부, 2-프로페넨나이트릴 1-10 중량부, 프로-2-에노익산 1-10중량부, 디메틸암모노에틸메틸아크릴레이트 1-10 중량부로 유화중합하여 얻어지는 것이 바람직하다.
상기 페닐에텐은 중합된 합성라텍스 필름의 스티프니스(stiffness)를 부여하며 이를 통해 상기 합성라텍스 개질 콘크리트의 압축강도 및 경도를 조절을 할 수 있으며, 그 사용량은 폴리머의 주쇄의 에틸-프로페노에이트와의 중합율을 고려할 때, 30-40중량%가 바람직하다. 그 사용량이 30중량% 미만이면 콘크리트의 강성이 저하되어 기준치 이상의 압축강도와 마찰저항을 충족할 수 없으므로, 40중량%를 초과하면 합성라텍스 필름의 형성이 불안정하게 되어 상기 합성라텍스 개질 콘크리트의 휨강도 및 인장강도 등이 저하된다.
상기 에틸-프로페노에이트는 중합된 합성라텍스 필름의 연성 부여 및 조절용으로 라텍스 개질 콘크리트의 휨강도 증진시키며, 그 사용량은 폴리머 주쇄의 페닐에텐과의 중합율을 고려할 때, 30-40중량%가 바람직하다. 그 사용량이 30중량% 미만이면 콘크리트의 연성이 부족하게 되고, 40중량% 이상이면 연성이 초과되어 압축강도가 저하된다.
상기 부틸-프로-2-에노에이트는 중합된 합성라텍스 필름의 연성을 부여하고, 라텍스 개질 콘크리트의 휨강도를 증진하는데 효과적이며, 교량보수용 슬라브의 열화부 및 강도저하 부분에 합성라텍스 혼입 콘크리트의 부착강도를 보강시켜 준다. 따라서 페닐에텐과 에틸-프로페노에이트와의 공중합율은 1-20중량%가 바람직하며, 사용량이 20중량% 이상이면 중합된 합성라텍스 필름의 연성이 증가하여 콘크리트의 압축강도를 저하시킨다.
상기 2-프로페넨나이트릴는 중합된 합성라텍스 필름의 stiffness를 보강하며, 주쇄의 가교결합과 필름의 인장강도를 증대시킨다. 따라서 라텍스 혼입 콘크리트의 교통량 진동에 의한 라텍스-시멘트, 라텍스-골재간 인장강도 유지와 단면파괴 저항성을 향상시킨다. 그 사용량은 1-10중량%가 바람직하며, 10중량% 이상에서는 합성라텍스 필름의 연성을 증가시켜 그 사용량을 최대 10중량% 이하로 조절하는 것이 중요하다.
상기 프로-2-에노익산은 중합라텍스의 1차 중합 폴리머에 음이온성 관능기를 부여하며, 이를 통해 다량의 양이온성 표면 관능기를 갖는 시멘트 입자 표면을 중화시켜 콘크리트 작업시 가사시간을 연장시키며, 또한 잔골재 및 굵은 골재 표면의 토분 및 미분입자에 의한 시멘트 및 콘크리트 분산성을 향상시킨다. 10중량% 이상이면 상기 합성라텍스 개질 콘크리트 생산시 과도한 분산성으로 인해 재료분리 및 유동성이 크게 발생한다. 따라서 그 사용량은 1-10중량% 정도가 바람직하다.
상기 디메틸암모노에틸메틸아크릴레이트는 중합된 라텍스 표면의 불활성 아미노기를 부여하고 상기 콘크리트 개질 콘크리트 내 라텍스입자간, 라텍스 입자와 시멘트, 골재 입자간 결합력을 높여 콘크리트의 장기 강도를 증진시킨다. 본 사용량이 10 중량% 이상이면 상기 합성라텍스의 분산 및 저장안정성이 떨어져 합성라텍스 개질 콘크리트의 점성과 배합수 증가가 발생, 작업성 및 콘크리트 강도가 저하된다. 따라서 그 사용량은 1-10중량%가 바람직하다.
상기 조강 시멘트 결합제는 조강 시멘트 50-90 중량부, 유리무수석고 1-20 중량부, 유리석회 1-20 중량부, 하우인 1-30 중량부, 무정형 경질시리카(amorphous precipitated silica) 1-5 중량부, 폴리에틸렌옥사이드 0.01-1.0 중량부를 포함한다.
상기 조강 시멘트는 KS에 규정한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 조강 시멘트의 사용량이 50 중량부 이하이면 초기강도 발현이 지연되어 조기 교통개방에 문제가 있으며, 90 중량부 이상이면 미분말 조강 시멘트의 배합수 요구량이 증가하고, 상대적으로 유리석고 및 유리석회 첨가량이 감량되어 장기 강도 및 내구성이 떨어지게 된다. 따라서 조강 시멘트 첨가량은 50-90 중량부가 바람직하다.
상기 유리무수석고는 배합수로 사용된 물분자와 반응하여 초기응결 및 강도 발현용으로 사용한다. 상기 유리무수석고의 양이 1.0 중량부 미만일 경우, 합성라텍스 개질 콘크리트의 콘크리트 응결이 지연되어 초기강도 개선효과가 미비하고, 20 중량부 이상이면 초기 경화가 너무 촉진되는 특성으로 인해, 장기강도는 크게 향상되나 초기 작업성이나 과팽창에 의한 콘크리트 내구성이 저하될 수 있다.
상기 유리석회는 초기 및 중기강도 발현을 위해 사용된다. 상기 유리석회 첨가량이 1 중량부 미만인 경우, 합성라텍스 개질 콘크리트의 초기강도 발현 효과가 미약하고, 20 중량부 이상인 경우에는 장기 강도가 과도하게 증가하여 콘크리트의 균열안정성이 저하된다.
상기 하우인은 콘크리트의 조강성을 보강하고 배합수로 사용된 물분자와의 반응을 통해 최종적으로 초미립 마이크로미터 크기의 에트링자이트 콜로이드상 수화물 결정체를 형성함으로서 미세공극 충진 및 경화시 수축과 건조수축을 저감시킨다. 상기 하우인의 사용량이 1 중량부 미만이면, 조기강도 발현이 늦어지고, 30 중량부 이상이면, 경화과정에서의 높은 수화열이 발생하여 콘크리트 표면과 내부의 온도응력에 따른 균열발생 가능성이 높아진다. 상기 하우인의 사용량은 1-30중량부가 바람직하다.
상기 경질실리카은 미분말상태의 초미립자 크기의 분체로서 콘크리트 내부의 공극을 충진하고, 배합수와의 수화반응을 통해 장기적으로 수화반응을 유도, 콘크리트의 수밀성을 보강하고 방수성을 향상시켜 콘크리트의 장기 내구성을 증진시킨다. 그 사용량은 1-5 중량부이며, 5 중량부를 초과하면 초미립자에 의한 입자의 비표면적인 급속히 증가하여 분산을 위한 콘크리트 배합수량이 증가하고 점성이 높아져 초기 작업성이 악화된다. 따라서 그 사용량은 1-5 중량부가 바람직하다.
상기 폴리에틸렌옥사이드는 고분자 수용성 유동성개량제로서 시멘트, 골재 및 합성라텍스간 결합력 강화, 보수력 증진, 증점성 향상 및 필름형성에 의한 방수성을 보강한다. 상기 분말 유동성개량제의 평균 분자량은 300,000-500,000이며 첨가량은 0.01-1.0 중량부를 사용한다. 사용량이 0.01 중량부 미만이면, 콘크리트 증점 및 유동성 개량효과가 반감하고, 1.0 중량부 이상이면, 과도한 점성 증가에 따라 콘크리트의 유동성이 떨어진다. 따라서 0.01-1.0 중량부가 바람직하다.
상기 잔골재는 5mm 이하의 입자크기를 가지며, 콘크리트표준시방서 기준치를 만족하면 별도의 제한 없이 사용 가능하며, 상기 잔골재의 사용량이 25 중량부 이하이면 콘크리트 표면의 평탄성이 불량해지며, 60 중량부 이상이면, 콘크리트의 점성저하에 따른 블리딩, 재료분리 및 장기강도가 저하됨으로, 상기 잔골재의 사용량은 25-60 중량부가 바람직하다.
상기 굵은 골재는 19mm 정도의 입자크기를 가지며, 콘크리트표준시방서 기준치를 만족하는 것을 사용하며, 상기 굵은 골재의 사용량이 25 중량부 이하이면 콘크리트의 강도가 떨어지고, 60 중량부 이상이면, 콘크리트의 유동성 저하에 따라 추가배합수가 요구되며 콘크리트 표면의 평탄성이 불량해진다. 따라서 상기 굵은 골재의 사용량은 25-60 중량부가 바람직하다.
상기 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스로 개질된 조강 콘크리트 조성물과 이를 이용한 콘크리트 보수공법은 포장층의 열화 부위 및 열화정도를 확인하는 단계; 열화부위 또는 손상부위를 파쇄기를 이용, 제거하는 단계; 상기 노출된 건전부 표면을 절삭 또는 평삭기를 이용하여 이물질 및 미제거 손상부위를 제거하고 고압수로 청소하는 단계; 청소된 건전부를 폴리에틸렌 필름 또는 이에 준하는 필름으로 덮어 전전부를 포화건조상태로 만드는 단계; 상기 제조된 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스로 개질된 조강 콘크리트 조성물을 생산하여 절삭면 위에 타설하는 단계; 보수된 콘크리트를 굳지 않은 상태에서 표면을 데크 휘니셔 및 스크리드를 이용하여 평탄화하는 단계; 보수된 콘크리트 표면에 유성 양생제를 살포하여 피막을 형성하는 단계로 이루어진다.
이하, 본 발명에 따른 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스로 개질된 조강 콘크리트 조성물의 바람직한 실시예를 더욱 구체적으로 제시하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 상기와 같은 실시예들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
조강 시멘트 결합재 20 중량부, 잔골재 40 중량부, 굵은 골재 36 중량부를 강제식 콘크리트 팬믹서에 투입하고 3분간 건배합한 다음, 배합수 7 중량부 및 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스 5 중량부를 첨가하여 합성라텍스 개질 콘크리트 조성물을 제조하였다.
상기 조강 시멘트 결합재는 조강 시멘트 80 중량부, 유리무수석고 15 중량부, 유리석회 15 중량부, 하우인 5 중량부, 경질실리카(precipitated silica) 1.0 중량부, 폴리에틸렌옥사이드 0.04 중량부를 사용하였다.
이때, 상기 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스는 소디움 테트라피로페스페이트 0.25중량부, 소디움 모노도데실설페이트 0.3중량부, 소디움 하이드록사이드 0.3중량부로 구성된 유화제 및 반응개시제 조성물과 페닐에텐 32.5중량부, 에틸-프로페노에이트 30중량부, 부틸-프로-2-에노에이트 20중량부, 2-프로페넨나이트릴 5중량부 및 프로-2-에노익산 5.0중량부, 디메틸암모노에틸메틸아크릴레이트 7.5중량부, 터셔리-부틸 하이드로 퍼옥사이드 0.3중량부 및 소디움 하이드록시메탄 설피네이트 0.5중량부로 구성된 합성라텍스를 사용하였다.
<실시예 2>
조강 시멘트 결합재 20 중량부, 잔골재 40 중량부, 굵은 골재 36 중량부를 강제식 콘크리트 팬믹서에 투입하고 3분간 건배합한 다음, 배합수 7 중량부 및 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스 5 중량부를 첨가하여 합성라텍스 개질 콘크리트 조성물을 제조하였다.
상기 조강 시멘트 결합재는 조강 시멘트 80 중량부, 유리무수석고 15 중량부, 유리석회 15 중량부, 하우인 5 중량부, 경질실리카(precipitated silica) 3.0 중량부, 폴리에틸렌옥사이드 0.05 중량부를 사용하였다.
이때, 상기 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스는 소디움 테트라피로페스페이트 0.25중량부, 소디움 모노도데실설페이트 0.3중량부, 소디움 하이드록사이드 0.3중량부로 구성된 유화제 및 반응개시제 조성물과 페닐에텐 32.5중량부, 에틸-프로페노에이트 30중량부, 부틸-프로-2-에노에이트 20중량부, 2-프로페넨나이트릴 5중량부 및 프로-2-에노익산 5.0중량부, 디메틸암모노에틸메틸아크릴레이트 7.5중량부, 터셔리-부틸 하이드로 퍼옥사이드 0.3중량부 및 소디움 하이드록시메탄 설피네이트 0.5중량부로 구성된 합성라텍스를 사용하였다.
<실시예 3>
조강 시멘트 결합재 20 중량부, 잔골재 40 중량부, 굵은 골재 36 중량부를 강제식 콘크리트 팬믹서에 투입하고 3분간 건배합한 다음, 배합수 7 중량부 및 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스 5 중량부를 첨가하여 합성라텍스 개질 콘크리트 조성물을 제조하였다.
상기 조강 시멘트 결합재는 조강 시멘트 80 중량부, 유리무수석고 15 중량부, 유리석회 15 중량부, 하우인 5 중량부, 경질실리카(precipitated silica) 5.0 중량부, 폴리에틸렌옥사이드 0.06 중량부를 사용하였다.
이때, 상기 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스는 소디움 테트라피로페스페이트 0.25중량부, 소디움 모노도데실설페이트 0.3중량부, 소디움 하이드록사이드 0.3중량부로 구성된 유화제 및 반응개시제 조성물과 페닐에텐 32.5중량부, 에틸-프로페노에이트 30중량부, 부틸-프로-2-에노에이트 20중량부, 2-프로페넨나이트릴 5중량부 및 프로-2-에노익산 5.0중량부, 디메틸암모노에틸메틸아크릴레이트 7.5중량부, 터셔리-부틸 하이드로 퍼옥사이드 0.3중량부 및 소디움 하이드록시메탄 설피네이트 0.5 중량부로 구성된 합성라텍스를 사용하였다.
<비교예 1>
상기 조강 시멘트 결합재 20 중량부, 잔골재 40 중량부, 굵은 골재 36 중량부를 강제식 콘크리트 팬믹서에 투입하고 3분간 건배합한 다음, 배합수 7 중량부 및 SBR 라텍스 6 중량부를 첨가하여 합성라텍스 개질 콘크리트 조성물을 제조하였다.
상기 조강 시멘트 결합재는 조강 시멘트 80 중량부, 유리무수석고 15 중량부, 유리석회 15 중량부, 하우인 5 중량부를 사용하였다.
<시험예>
하기의 표 1은 실시예 1-3과 비교예 1에 대한 라텍스 개질 콘크리트의 슬럼프 시험 결과를 나타낸 것이다. 상기 슬럼프 실험은 KS F2402 [콘크리트의 슬럼프 시험방법]에 따라 진행하였다.
| 구분 | 슬럼프(mm) | ||
| 교반직후 | 20분 경과 후 | 40분 경과 후 | |
| 실시예 1 | 215 | 198 | 163 |
| 실시예 2 | 206 | 183 | 155 |
| 실시예 3 | 203 | 180 | 148 |
| 비교예 1 | 210 | 145 | 60 |
상기 표 1의 시험 결과에 의하면, 실시예 1 내지 3은 비교예 1에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물에 비하여 교반직후 유동성이 모두 높은 수치를 나타냈으며, 경시변화에 따른 슬럼프 또한 우수한 유동성을 나타냈다.
하기의 표 2는 실시예 1-3과 비교예 1에 대한 라텍스 개질 콘크리트의 압축강도 시험 결과를 나타낸 것이다. 상기 실험은 KS F2405 [콘크리트 압축강도 시험방법]에 따라 진행하였다.
| 구분 | 압축강도(MPa) | ||
| 24시간 | 7일 | 28일 | |
| 실시예 1 | 24.5 | 29.3 | 47.1 |
| 실시예 2 | 26.1 | 29.8 | 48.4 |
| 실시예 3 | 26.8 | 30.1 | 49.6 |
| 비교예 1 | 18.8 | 28.5 | 43.1 |
상기 표 2의 시험 결과에 의하면, 실시예 1 내지 3은 비교예 1에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물에 비하여 초기강도가 전반적으로 우수하였으며, 특히 실시예 2와 실시예 3은 장기 강도가 가장 우수하였다. 이러한 결과는 무정형 경질실리카의 수화반응에 따른 화학적 결합수 증가와 에트링자이트 침상결정 생성이 콘크리트 내부의 공극충진 및 수밀화에 따른 결과로 판단된다.
하기의 표 3은 실시예 1-3과 비교예 1에 대한 라텍스 개질 콘크리트의 휨강도 시험 결과를 나타낸 것이다. 상기 실험은 KS F22408 [콘크리트의 휨 시험방법]에 따라 진행하였다.
| 구분 | 휨강도(MPa) | ||
| 24시간 | 7일 | 28일 | |
| 실시예 1 | 4.81 | 6.84 | 8.15 |
| 실시예 2 | 4.95 | 6.93 | 8.21 |
| 실시예 3 | 4.96 | 7.02 | 8.43 |
| 비교예 1 | 3.38 | 5.98 | 7.91 |
상기 표 3의 시험 결과에 의하면, 실시예 1 내지 3은 비교예 1에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물에 비하여 우수한 휨강도를 나타냈으며, 이러한 결과는 경질실리카 및 폴리에틸렌옥사이드가 사용된 실시예 2 내지 실시예 3에 따라 제조된 라텍스 개질 콘크리트 조성물이 콘크리트 내부의 공극충진 및 수밀화에 따른 결과로 사료된다.
하기의 표 4는 실시예 1-3과 비교예 1에 대한 라텍스 개질 콘크리트의 부착강도 시험 결과를 나타낸 것이다. 상기 실험은 KS F2386 [콘크리트의 부착강도 시험방법]에 따라 진행하였다.
| 구분 | 부착강도(MPa) | ||
| 24시간 | 7일 | 28일 | |
| 실시예 1 | 1.45 | 1.66 | 1.98 |
| 실시예 2 | 1.48 | 1.71 | 1.98 |
| 실시예 3 | 1.48 | 1.83 | 2.01 |
| 비교예 1 | 1.23 | 1.57 | 1.81 |
상기 표 4의 시험결과에 의하면, 실시예 1 내지 3은 비교예 1에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물에 비하여 우수한 부착강도를 나타냈다. 이러한 결과는 실시예 1 내지 실시예 3에서 사용한 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스가 비교예 1에 사용된 SBR 라텍스보다 우수한 신구 콘크리트간 부착성능을 보여 주었다.
하기의 표 5는 실시예 1-3과 비교예 1에 대한 라텍스 개질 콘크리트의 염소이온침투저항성 시험 결과를 나타낸 것이다. 상기 실험은 KS F2711 [콘크리트의 염소이온침투저항성 시험방법]에 따라 진행하였다.
| 구분 | 염소이온침투성(통과전하량, Coulomb) | |
| 7일 | 28일 | |
| 실시예 1 | 1532 | 454 |
| 실시예 2 | 1432 | 380 |
| 실시예 3 | 1430 | 315 |
| 비교예 1 | 3254 | 980 |
상기 표 5의 시험결과에 의하면, 실시예 1 내지 3은 비교예 1에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물에 비하여 염화물 침투량이 현저히 감소한 것을 알 수 있었다. 상기 결과는 실시예 1 내지 실시예 3에서 사용한 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스가 비교예 1에 사용된 SBR 라텍스보다 콘크리트 내부조직이 치밀하여 염화물의 침투를 억제시키는 효과와 경질실리카의 콘크리트 조직 수밀화 작용에 따른 결과로 판단된다.
하기의 표 6은 실시예 1-3과 비교예 1에 대한 라텍스 개질 콘크리트의 모르타르 및 콘크리트의 길이 변화 시험결과를 나타낸 것이다. 상기 실험은 KS F2424 [모르타르 및 콘크리트의 길이 변화 시험방법]에 따라 진행하였다.
| 구분 | 길이변화율(%) | ||
| 3일 | 14일 | 28일 | |
| 실시예 1 | 0.024 | -0.058 | -0.108 |
| 실시예 2 | -0.022 | -0.052 | -0.102 |
| 실시예 3 | -0.021 | -0.051 | -0.104 |
| 비교예 1 | -0.028 | -0.097 | -0.133 |
상기 표 6의 시험결과에 의하면, 실시예 1 내지 3은 비교예 1에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물에 비하여, 콘크리트의 초기 길이변화율은 차이가 적으나, 장기 길이변화율은 차이가 크다는 것을 알 수 있었다. 상기 결과는 실시예 1 내지 실시예 3에서 사용한 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스가 비교예 1의 SBR 라텍스 개질 콘크리트보다 콘크리트의 수축을 억제하고, 실시예 1 내지 3에서 사용한 경질실리카 및 폴리에틸렌옥사이드가 무수석고, 유리석회 및 하우인과의 결정체의 수축억제 및 팽창재로서의 역할에 기인한 것이다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
Claims (6)
- 조강 시멘트 결합재 10-30 중량부, 잔골재 25-60 중량부, 굵은 골재 25-60중량부, 물 1-10 중량부 및 방수성과 내구성을 개선하기 위해 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스 1-15 중량부를 포함하고,
이때, 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스는 페닐에텐 30-40 중량부, 에틸-프로페노에이트 30-40 중량부, 부틸-프로-2-에노에이트 1-20 중량부, 2-프로페넨나이트릴 1-10 중량부, 프로-2-에노익산 1-10 중량부, 디메틸암모노에틸메틸아크릴레이트 1-10 중량부를 포함하고,
상기 조강 시멘트 결합재는 조강 시멘트 50-90 중량부, 유리무수석고(CaSO4) 1-20 중량부, 유리석회(CaO) 1-20 중량부, 하우인(hauyne) 1-10 중량부, 경질실리카 1-5 중량부, 분자량 300,000-500,000인 폴리에틸렌옥사이드 0.01-1.0 중량부 및 무정형 경질실리카(amorphous precipitated silica) 0.1-0.2 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스로 개질된 조강 콘크리트 조성물.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 1) 포장층의 열화 부위 및 열화정도를 확인하는 단계;
2) 상기 열화부위 또는 손상부위를 파쇄기를 이용, 제거하여 건전부를 노출시키는 단계;
3) 상기 노출된 건전부 표면을 절삭 또는 평삭기를 이용하여 이물질 및 미제거 손상부위를 제거하고 고압수로 청소하는 단계;
4) 상기 청소된 건전부를 폴리에틸렌 필름 또는 이에 준하는 필름으로 덮어 전전부를 포화건조 상태로 만드는 단계;
5) 상기 제 1항의 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스로 개질된 조강 콘크리트 조성물을 생산하여 절삭면 위에 타설하는 단계;
6) 상기 보수된 콘크리트를 굳지 않은 상태에서 표면을 데크 휘니셔 및 스크리드를 이용하여 평탄화하는 단계; 및
7) 상기 보수된 콘크리트 표면에 유성 양생제를 살포하여 피막을 형성하는 단계;를 포함하는 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스로 개질된 조강 콘크리트 조성물을 이용한 콘크리트 포장 보수방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020160028939A KR101676296B1 (ko) | 2016-03-10 | 2016-03-10 | 나노경질실리카 및 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스로 개질된 조강 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 보수공법 |
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| KR1020160028939A KR101676296B1 (ko) | 2016-03-10 | 2016-03-10 | 나노경질실리카 및 페닐에텐-에틸 프로펜노에이트계 폴리머 합성라텍스로 개질된 조강 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 보수공법 |
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