KR101710300B1

KR101710300B1 - 동결융해, 염해저항성 및 균열저항성을 향상시킨 초속경 라텍스 개질 콘크리트를 이용한 교면 보수 및 포장 공법

Info

Publication number: KR101710300B1
Application number: KR1020160030096A
Authority: KR
Inventors: 임준규
Original assignee: 주식회사 에코이앤씨; 이동우
Priority date: 2016-03-14
Filing date: 2016-03-14
Publication date: 2017-02-24

Abstract

본 발명은 초속경 라텍스 개질 콘크리트를 이용한 교면 포장 보수 공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 손상된 교면 포장을 보수함에 있어 휨강도, 인장강도 및 압축강도 등 물리적 특성이 조기에 발현되도록 하여 교통 통제 기간을 최소화할 수 있으며, 기존 포장과의 접합이 우수하고 균열 및 박리가 없는 동시에, 특히 동결융해 및 염해에 대한 내성도 우수하여 장기 내구성이 우수하며, 보수제에 있어 사용 기간이 제한되는 문제가 없고 현장에서의 사용이 편리하며, 자재 손실과 환경 오염이 방지될 수 있는 특성을 갖는 교면 포장 보수 공법을 제공한다.

Description

동결융해, 염해저항성 및 균열저항성을 향상시킨 초속경 라텍스 개질 콘크리트를 이용한 교면 보수 및 포장 공법 {Method of repairing bridge surface pavement using ultra rapid hardening latex modified concrete with enhanced freezing and thawing durability, salt damage resistance and crack resistance}

본 발명은 초속경 라텍스 개질 콘크리트를 이용한 교면 포장 보수 공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초기 강도를 단시간에 확보할 수 있으므로 시공이 신속하게 진행되어 교통 차단을 최소화할 수 있으며, 기존 포장과의 접합이 우수하고 균열 및 박리가 없는 동시에, 장기 강도 및 내구성이 우수하여 보수 효과가 장기간 유지될 수 있는 교면 포장 보수 공법에 관한 것이다.

아스팔트 콘크리트 도로는 비교적 작업이 쉽고 빠른 교통 개방과 주행시 쾌적한 승차감을 주는 등 많은 장점으로 인해 많이 이용되고 있다. 그런데 상기 아스팔트 콘크리트 도로는 기후에 민감한 특성을 가지고 있어 균열 발생이 많이 일어나고 물에 취약하여 포트홀 등이 많이 발생하여 차량의 안전 주행과 원활한 교통 소통에 지장을 초래하는 경우가 종종 발생한다. 또한, 시멘트 콘크리트 도로의 경우에는 도로 특성상 줄눈 커팅부로부터 야기되는 도로 파손이 많이 일어나는 상황이다.

이러한 도로 포장의 파손은 주로 강설이나 강우시 일어나며 이로 인한 평탄성 저하로 운전 중 사고로 이어질 수 있기 때문에 긴급한 보수가 이루어져야 한다.

특히 교량의 경우에 있어서는 중차량 통행에 따른 소성 변형과 충격에 따른 파손, 지역적 특성에 따른 기후 변화, 동결 융해에 대한 영향, 장대 교량의 경우 처짐 진동에 따른 영향, 우수 및 염소 이온 등의 침투로 인한 철근의 부식 및 이에 따른 교량 상판 콘크리트의 손상 촉진 등의 원인에 의해 손상이 일어나기 쉽다.

이와 같이 교면 포장에 손상이 발생하는 경우, 파손된 부분을 제거하고 그 부분을 보수해야 하는데, 특히 교량의 보수에 있어서는 장기간 교량 폐쇄시 교통 체증이 발생하게 되므로 교량 보수 공사는 빠른 시간에 신속하게 이루어질 필요가 있다. 또한, 기존 포장과의 접합이 우수해야 하고, 장기 강도 및 내구성이 우수하여 보수 효과가 장기간 유지되어야 한다.

기존의 교량 보수 공법은 주로 아스팔트 덧씌우기, 폴리머 콘크리트 박층 포장 보수 공법 등이 이용되고 있으나 작업 시간이 오래 걸리고 기존 포장과의 접합이 열악하며 강도 및 내구성이 크지 않아 보수 효과가 장기간 유지되지 못하는 면이 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위한 기술로서, 대한민국 등록특허 제10-0806849호는 배근층의 상부 포장을 파쇄하고 고압살수를 이용하여 배근층을 절삭한 후 콘크리트를 타설하여 양생시킴에 의해 교면 포장을 보수하는 방법을 제안하였다. 이 방법에서는 콘크리트 타설 전에 라텍스 혼합 개질 모르타르를 얇게 도포하고 그 위에 콘크리트를 타설하는 방법에 의해 접합 강도가 우수한 보수층을 형성하는 기술을 제시하였다. 그러나, 이 기술에서 제안된 방법은 기존에 사용되는 일반적인 교면 보수 방법과 크게 차이가 있는 방법이 아니며, 라텍스 개질 모르타르의 경우도 초기 강도 발현 속도가 빠르지 않아 교통 폐쇄 기간이 크게 단축되지 못한다는 단점이 있다.

한편, 대한민국 등록특허 제10-0403979호에서는 교량 상판의 긴급 보수용을 사용되는 초속경 라텍스 개질 콘크리트 조성물을 제조하는 방법에 관하여 제안하였다. 이 기술에서는 소포제를 라텍스 수지에 대하여 일정 비율로 투입함으로써 공기를 제거하여 내부 강도를 강화하고 공률을 감소시켜 동결 융해에 대한 파손 가능성을 낮추었다는 점을 장점으로 설명한다. 그러나, 소포제를 투입하여 공기를 빼내는 것은 모르타르를 이용한 교면 보수 방법에서는 일반적인 기술로서 특별한 것이 아니며, 단순히 소포제를 사용함에 따라 양생기간이 단축되고 초기 강도가 발현되며 강도가 강화된다고 보기는 어렵다.

본 발명은 상기와 같은 종래 제안된 기술의 한계점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 손상된 교면 포장을 보수함에 있어 휨강도, 인장강도 및 압축강도 등 물리적 특성이 조기에 발현되도록 하여 교통 통제 기간을 최소화할 수 있으며, 기존 포장과의 접합이 우수하고 균열 및 박리가 없는 동시에,, 특히 동결융해 및 염해에 대한 내성도 우수하여 장기 내구성이 우수하며, 보수제에 있어 사용 기간이 제한되는 문제가 없고 현장에서의 사용이 편리하며, 자재 손실과 환경 오염이 방지될 수 있는 특성을 갖는 교면 포장 보수 공법을 제공하고자 한다.

상술한 과제의 해결 수단으로서 본 발명은,

(a) 교면 포장 보수용 모르타르 조성물을 준비하는 단계로서, 상기 교면 포장 보수용 모르타르 조성물은

(1) 시멘트 50~100중량부, 클링커 0.5 내지 10 중량부, 플라스터 0.5 내지 10 중량부, 알파형 반수석고 0.5 내지 10 중량부, 실리카퓸 0.1 내지 5 중량부, 플라이애쉬 0.01 내지 5 중량부, 석회석 0.5 내지 10 중량부, 고로슬래그 1 내지 20 중량부, 하소포졸라나 0.01 내지 10 중량부 및 마이크로실리카 0.01 내지 10 중량부를 포함하는 제1분말 성분 10~70 중량%; 및 규산질계 방수제 2 ~ 7중량부, CSA계 팽창재 5 ~ 15중량부, 점도증강제 0.05 ~ 0.2중량부, 유동화제 0.3 ~ 1.1중량부, 경화촉진제 0.1 ~ 0.5중량부, 지연제 0.1 ~ 0.4중량부 및 규사 42 ~ 64중량부를 포함하는 제2분말 성분 30~90 중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 분체 성분 100 중량부;

(2) EVA(Ethylene-vinyl acetate) 수지, NR(Natural rubber) 수지, NBR(Natural rubber-Butadiene rubber) 수지 및 SBR(Styrene-Butadiene Rubber) 수지 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 분말 또는 액상 고무 수지에 초속경시멘트와 카본블랙 및 섬유를 혼합하여 얻어진 개질 라텍스 성분 1~20 중량부;

(3) 메틸메타아크릴레이트 1 내지 7 중량부, 스티렌모노머 5 내지 20 중량부, 노말부틸아크릴레이트 1 내지 10 중량부, 메틸아크릴레이트 0.1 내지 10 중량부, 이소보닐아크릴레이트 0.1 내지 10 중량부, 개시제 0.05 내지 5 중량부 및 유화제 0.05 내지 5 중량부를 포함하는 액상 성분 1~20 중량부;

(4) 친수성 폴리비닐알코올 단섬유 성분 1~10 중량부;

(5) 방부제, 소포제, 습윤제의 혼합물로 이루어진 첨가제 성분 1~5 중량부; 및

(6) 물 10 ~ 50중량부;를 포함하여 구성되는 교면 포장 보수제에, 충전재 및 골재를 혼합하되, 상기 교면 포장 보수제 5 ~50 중량부, 충전재 10~40 중량부 및 골재 20~70 중량부를 혼합하여 구성되는 교면 포장 보수용 모르타르 조성물을 준비하는 단계;

(b) 교면 포장의 파손된 부분을 파쇄하되, 내부 배근이 손상되지 않도록 배근의 상부만을 부분적으로 파쇄하는 단계;

(c) 상기 파쇄된 부분을 고압 살수로써 절삭해내고 절삭면에 존재하는 이물질을 제거하는 단계;

(d) 상기 이물질이 제거된 절삭면에 상기 (a)에서 준비된 교면 포장 보수용 모르타르 조성물을 타설하는 단계; 및

(e) 상기 타설된 교면 포장 보수용 모르타르 조성물을 양생시키고 표면을 마무리하는 단계;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 교면 포장 보수 공법을 제공한다.

또한, 상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 (1)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 사용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 (d)에서 상기 이물질이 제거된 절삭면에 상기 (a)에서 준비된 교면 포장 보수용 모르타르 조성물을 타설하기에 전에 프라이머를 100~300g/m²의 범위로 도포하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 분체 성분의 제2분말 성분에 포함되는 유동화제는 나프탈렌계, 멜라민계 또는 폴리카르본산계 유동화제를 사용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 교면 포장 보수용 모르타르 조성물이 도포되고 양생된 후에 코팅제를 도포하는 것을 더 포함하되, 상기 코팅제는 에폭시 수지 10~50중량%, 폴리메틸메타크릴레이트 수지 5~40 중량%, 희석제 1~25중량%, 응집제 0.1~15중량%, 무기물 충전재 1~20중량%, 촉진제 0.1~5중량%, 유화제 0.05~20중량% 및 물 10~80중량%를 혼합하여 얻어지는 주재 성분 100 중량부에 대하여, 수용성 오일 1~20 중량%, 유화제 1~10중량%, 촉진제 5~20 중량% 및 물 50~90 중량%를 혼합하여 수용액을 제조하고, 상기 얻어진 수용액 100 중량부를 기준으로 폴리아미드 5~50중량부 및 아민 화합물 0.1~40중량부를 혼합하여 얻어지는 경화제 성분을 5~50 중량비로 혼합한 에폭시 코팅제를 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 교면 포장의 손상 부분을 보수함에 있어 아크릴계 혼합 수지를 사용하고 특히 시멘트에 클링커, 플라스터, 알파형 반수석고, 실라카퓸, 플라이애쉬, 석회석, 고로슬래그, 하소포졸라나 및 마이크로실리카를 포함한 분말 성분을 포함함으로써 휨강도, 인장강도 및 압축강도 등 물리적 특성이 매우 우수하고, 기존 교면 포장과의 부착성능이 우수하며, 내화학성 및 방수성도 우수하고, 동결융해 및 염해에 대한 내성도 우수하며, 규산질계 방수제, CSA계 팽창제, 유동화제 등의 분말 성분을 사용함으로써 모르타르의 양생 속도를 대폭 향상시키고 방수 효과가 증대될 수 있다. 또한, 개질 라텍스 고무형 수지 성분을 포함함으로써 초기 강도 향상 효과가 획기적으로 증대될 수 있고, 단량체 성분과 개시제 성분 및 유화제를 사용하여 내부 구조를 더욱 치밀하게 함으로써 물성이 더욱 강화되며, 특히 도포후 초기 강도 확보가 가능하여 작업 시간을 획기적으로 단축할 수 있어 교통 통제 시간을 최소화할 수 있으며, 동결 융해 및 염해에 대한 저항성이 획기적으로 향상되어 보수 효과가 장기간 유지될 수 있는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명에 따른 교면 포장 보수 공법은 하기의 다섯 단계를 포함하여 구성된다. 즉,

제1단계: 교면 포장 보수용 모르타르 조성물 준비단계

제2단계: 교면 포장의 파손 부분 파쇄 단계

제3단계: 고압 절삭 및 이물질 제거 단계

제4단계: 교면 포장 보수용 모르타르 조성물 타설 단계

제5단계: 모르타르 조성물 양생 및 표면 마무리 단계

이하에서는 상기 각 단계에 관하여 구체적으로 설명한다.

먼저, 상기 제1단계에서의 교면 포장 보수용 모르타르 조성물의 준비는 하기의 6가지 성분을 혼합하여 보수제를 준비하고, 여기에 충전재 10~40 중량부 및 골재 20~70 중량부를 혼합하여 준비한다.

즉, 본 발명에 따른 보수제는

(4) 친수성 폴리비닐알코올 단섬유 성분 1~10 중량부;

(6) 물 10 ~ 50중량부;를 포함하여 구성된다.

이하에서는 상기 조성물의 주요 성분에 관하여 구체적으로 설명한다.

먼저, 본 발명에서 상기 분체 성분은 제1분말 성분과 제2분말 성분을 혼합하여 사용하며, 상기 제1분말 성분은 결합제의 역할을 하는 성분이고 상기 제2분말 성분은 상기 제1분말 성분의 성능을 향상시키기 위한 성분이다.

본 발명에 따른 상기 분체 성분의 제1분말 성분에 포함되는 시멘트는 초기 압축강도, 휨강도, 접착 강도 등의 강도를 증대시키고 경화시간을 단축하도록 조성된다. 구체적으로 상기 시멘트 성분은 일반 포틀랜트 시멘트를 사용할 수 있으며 그 외에 초속경시멘트, 알루미나 시멘트, 아윈계 시멘트 등을 혼합하여 사용할 수도 있다.

또한, 본 발명에서 상기 분체 성분의 제1분말 성분에 포함되는 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.

또한, 본 발명에서 상기 분체 성분의 제1분말 성분에 포함되는 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 보수제의 점성 및 부착성이 저하되는 문제가 있으며, 10 중량부를 초과하는 경우는 강도가 낮아지는 문제가 있다.

또한, 본 발명에서 상기 분체 성분의 제1분말 성분에 포함되는 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.

또한, 본 발명에서 상기 분체 성분의 제1분말 성분에 포함되는 상기 알파형 반수석고는 이수석고를 -600 토르(torr) 이상의 감압 하에 약 75~100℃의 온도로 1시간 이상 가열하여 얻어진 것으로서, 감압 가열에 의해 알파형 반수석고로 제조되며 상기 알파형 반수석고는 시멘트와 혼합하여 사용하는 경우 수축 팽창율이 거의 제로에 가까운 성능을 발휘하며, 수축 팽창에 의한 균열을 억제하는 효과가 있다. 더욱 구체적으로 설명하면, 일반적으로 석고는 크게 천연석고와 화학석고로 나뉘는데, 보통 SO₃의 함량에 따라 순도가 결정되며 석고에 들어있는 결정수의 함량에 따라 이수석고, 반수석고, 무수석고로 구분된다. 이수석고는 탈수조건에 따라 알파형, 베타형 또는 무수석고로 전이되는데 건조한 상태에서 탈수가 이루어지는 경우에는 베타형으로, 습식상태에서 탈수되는 경우에는 알파형으로 전이된다. 알파형 반수석고는 베타형 반수석고에 비하여 강도가 10배 이상 뛰어나고 초기 경화시간이 짧으며 수축 팽창에 따른 균열을 억제하는 효과가 있다. 또한, 알파형 반수석고는 후술하는 CSA계 팽창제와 함께 고강도, 급결 및 팽창성을 강화하는 역할을 하며, CSA계 팽창제의 단점을 보완하는 역할을 한다.

본 발명에서 상기 알파형 반수석고는 상기 제1분말 성분 중에 0.5 중량부 내지 10 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직한데, 상기 알파형 반수석고의 함량이 0.5 중량부 미만인 경우는 균열에 대한 저항성이 저하되며, 10 중량부를 초과하는 경우는 반응속도가 빨라져서 가사시간이 짧아지므로 작업성이 떨어지는 문제가 있다.

또한, 본 발명에서 상기 분체 성분의 제1분말 성분에 포함되는 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, 보수제의 강도를 향상시키는 역할을 한다. 특히, 실리카퓸은 보수제의 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 보수제의 방수성 및 내화학성이 저하되고 강도가 낮아지는 문제가 있으며, 5 중량부를 초과하는 경우는 균열이 발생할 수 있는 문제가 있다.

또한, 본 발명에서 상기 분체 성분의 제1분말 성분에 포함되는 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 보수제의 부착성능이 저하되며, 5 중량부를 초과하는 경우는 내화학성이 저하되는 문제가 있다.

또한, 본 발명에서 상기 분체 성분의 제1분말 성분에 포함되는 상기 석회석은 본 발명에 따른 보수제의 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 보수제의 부착성 향상 효과가 저하되며, 10 중량부를 초과하는 경우는 내화학성이 저하되는 문제가 있다.

또한, 본 발명에서 상기 분체 성분의 제1분말 성분에 포함되는 상기 고로슬래그는 제철소 등에서 철강을 제조하는 과정에서 발생하는 부산물로서, 고로슬래그의 주성분은 알루미나 규산염이며, 이를 결합제에 혼합하는 경우 경화과정에서 발생하는 열인 수화열을 낮추는 역할을 하며, 보수제의 내구성 및 내화학성을 높이는 역할을 한다. 특히 고로슬래그는 투수성이 낮아 본 발명에 따른 보수제의 방수성을 향상시키는 역할을 하고 동결융해 및 염해에 대한 저항성을 향상시키는 역할을 한다. 상기 고로슬래그는 상기 제1분말 성분 중에 0.01 중량부 내지 5 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직한데, 상기 슬래그의 함량이 0.01 중량부 미만인 경우는 보수제의 내구성, 내화학성, 방수성, 동결융해 저항성 및 염해 저항성이 저하되는 문제가 있으며, 5 중량부를 초과하는 경우는 보수제의 균열이 발생할 수 있고 보수제의 무게가 증가하는 문제가 있다.

또한, 본 발명에서 상기 분체 성분의 제1분말 성분에 포함되는 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 보수제의 방수성이 저하되며, 10 중량부를 초과하는 경우는 보수제의 강도가 저하되는 문제가 있다.

또한, 본 발명에서 상기 분체 성분의 제1분말 성분에 포함되는 상기 마이크로실리카는 10 내지 200㎛의 입경을 갖는 실리카 입자이며, 본 발명에 따른 보수제의 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 보수제의 강도 및 내화학성이 저하되며, 10 중량부를 초과하는 경우는 보수제의 부착성능이 저하되는 문제가 있다.

본 발명에서 상기 분체 성분의 제2분말 성분은 상기 제1분말 성분을 사용할 경우의 부작용을 최소화시키고 성능을 향상시키는 용도로 사용된다.

본 발명에서 상기 분체 성분의 제2분말 성분에 포함되는 규산질계 방수제는 시멘트 경화체의 공극을 화학적 및 물리적으로 충진하여 치밀화시킴에 의해 방수성을 향상시킨다. 상기 규산질계 방수제는 상기 제2분말 성분 중에 2~7 중량부로 포함되는 것이 바람직한데, 상기 규산질계 방수제의 함량이 2 중량부 미만이면 방수효과가 미미하며, 7 중량부를 초과시에는 미반응 물질이 발생하여 물리적 성질이 감소하는 문제점이 있다.

본 발명에서 상기 분체 성분의 제2분말 성분에 포함되는 CSA(Calcium sulphoaluminate)계 팽창재는 상기 제2분말 성분 중에 5 ~ 15중량부의 범위 내에서 포함되는 것이 바람직하다. 상기 CSA계 팽창재의 함량이 5 중량부 미만이면 수축 저감 효과가 미미하며, 15 중량부를 초과하면 팽창이 발생하여 경화체가 파괴되는 현상이 나타나며 강도 등 물성이 저하될 수 있다.

본 발명에서 상기 분체 성분의 제2분말 성분에 포함되는 점도증강제는 셀룰로오스계 증점제, 스타치계 증점제 등을 사용할 수 있다. 이때 본 발명에서 상기 점도증강제는 제2분말 성분 중에 0.05 ~ 0.2 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직한데, 0.05 중량부 미만이면 재료 분리가 발생할 수 있고, 0.2 중량부를 초과하면 응집이 과도하게 일어나 블리딩 현상을 유발하여 시공 품질이 저하될 수 있다.

본 발명에서 상기 분체 성분의 제2분말 성분에 포함되는 유동화제는 나프탈렌계, 멜라민계, 폴리카르본산계 등의 유동화제를 사용할 수 있다. 이때, 본 발명에서 상기 유동화제는 제2분말 성분 중에 0.3 ~ 1.1 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직한데, 상기 함량이 0.3 중량부 미만이면 점도를 떨어뜨리는 효과를 발휘할 수 없고, 1.1 중량부를 초과할 경우에는 재료분리, 블리딩 발생 등의 문제점들이 발생할 수 있다.

본 발명에서 상기 분체 성분의 제2분말 성분에 포함되는 경화촉진제는 CaCl₂, Na₂CO₃, Al(OH)₃, NaAlO₂ 등의 염화물이나 알카리 탄산염, 알카리 알루민산염 등의 무기계 경화촉진제가 사용될 수 있으며, 상기 경화촉진제는 제2분말 성분 중에 0.1 ~ 0.5중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 분체 성분의 제2분말 성분에 포함되는 지연제는 시멘트 수화물의 생성을 억제하는 기능이 있어 경화시간을 자유롭게 조절하는 역할을 하며, 주석산, 글루콘산, 구연산, 옥시카본산 등이 사용될 수 있다. 본 발명에서 상기 지연제는 제2분말 성분 중에 0.1∼0.4 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직하다.

본 발명의 상기 분체 성분의 제2분말 성분에 포함되는 규사는 조성물의 비중을 고려하여 42 ~ 64 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기와 같은 조성으로 얻어지는 제1분말 성분과 제2분말 성분은 각각 10~70 중량% 및 30~90 중량%의 범위로 혼합되어 분체 성분을 이룬다.

본 발명에서 상기 (2)의 개질 라텍스 성분은 분말 또는 액상 라텍스계 고무 수지를 개질시킨 것을 사용한다. 본 발명에서 바람직한 라텍스계 고무 수지로는 EVA(Ethylene-vinyl acetate) 수지, NR(Natural rubber) 수지, NBR(Natural rubber-Butadiene rubber) 수지 및 SBR(Styrene-Butadiene Rubber) 수지 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 수지 혼합물로 이루어진 분말 또는 액상 고분자 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 상기 라텍스계 고무 수지는 모르타르의 경화 전 상태에서 유동성 증가, 작업시간(가사시간) 증대 및 작업성 개선 효과를 나타내며, 경화 후에는 표면 부착력 증가, 응집력 증가, 굴곡강도 증가, 방수력 증대 등의 성능을 발현시키는 역할을 한다. 또한, 상기 라텍스계 고무 수지는 염화물이나 수분의 침투를 방지하여 콘크리트가 부식되는 것을 방지하는 역할을 한다. 본 발명에서 상기 라텍스계 고무 수지는 상기 분말 액상 고무 수지에 초속경시멘트와 카본블랙 및 섬유를 일정량 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 상기 초속경시멘트는 아윈계 초속경시멘트를 사용할 수 있으며 라텍스계 고무 수지와 혼합될 경우 압축강도를 강화하는 역할을 한다.

또한, 본 발명에서 상기 카본블랙은 라텍스계 고무 수지와 혼합될 경우 장기 압축강도를 향상시키는 역할을 한다.

또한, 상기 섬유는 라텍스계 고무 수지와 혼합될 경우 휨강도 및 인장강도를 향상시키는 역할을 하며, 본 발명에서 상기 섬유는 셀룰로오스와 같은 천연 섬유나 나일론, 폴리에스테르와 같은 합성섬유를 사용할 수 있다.

본 발명에서 상기 개질 라텍스 성분을 이루는 분말 또는 액상 고무 수지와 초속경시멘트, 카본블랙 및 섬유의 혼합 비율은 100:1~20:0.1~10:0.1~10 중량비인 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 (2)의 개질 라텍스 성분은 상기 (1)의 분체 성분 100 중량부를 기준으로 1~20 중량부의 범위로 사용되는 것이 바람직하다. 상기 (2)의 개질 라텍스 성분이 1 중량부 미만으로 사용되면 성능 증대 효과를 기대하기 어렵고, 20 중량부를 초과하면 수화반응시 생성되는 에트린자이트의 생성을 방해하여 강도가 저하될 수 있다.

본 발명에서 (3)의 액상 성분은 메틸메타아크릴레이트 1 내지 7 중량부, 스티렌모노머 5 내지 20 중량부, 노말부틸아크릴레이트 1 내지 10 중량부, 메틸아크릴레이트 0.1 내지 10 중량부, 이소보닐아크릴레이트 0.1 내지 10 중량부, 개시제 0.05 내지 5 중량부 및 유화제 0.05 내지 5 중량부를 포함하여 구성된다.

본 발명에서 상기 액상 성분을 이루는 모노머 성분은 메틸메타아크릴레이트, 스티렌모노머, 노말부틸아크릴레이트, 메틸아크릴레이트 및 이소보닐아크릴레이트를 포함하여 구성되며, 여기에 개시제와 유화제를 혼합하여 구성된다.

구체적으로, 상기 메틸메타아크릴레이트(methyl methacrylate, MMA)는 본 발명에 따른 보수제의 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 보수제의 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 보수제의 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 보수제의 경화속도가 낮아지고 경화된 보수제의 강도가 저하되며, 20 중량부를 초과하는 경우는 필요 이상으로 포함되는 것으로서 경제성이 떨어진다.

상기 노말부틸아크릴레이트(n-butyl acrylate)는 본 발명에 따른 보수제의 부착성능을 향상시키는 역할을 한다. 상기 노말부틸아크릴레이트는 상기 제1액상 성분에 1 내지 10 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직한데, 상기 노말부틸아크릴레이트가 1 중량부 미만으로 포함되는 경우는 보수제의 부착력이 저하되며, 10 중량부를 초과하는 경우는 경제성이 떨어진다.

상기 메틸아크릴레이트(methyl acrylate)는 본 발명에 따른 보수제의 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 보수제에 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 보수제의 균일한 물성을 얻기가 어려운 문제가 있고, 10 중량부를 초과하는 경우는 기타 다른 성분의 첨가량이 제한되어 보수제의 우수한 강도 및 부착성능을 얻기 어려운 문제가 있다.

본 발명에서는 상기와 같이 구성되는 모노머 성분과는 별도로 개시제 및 유화제을 포함한다.

본 발명에서 상기 개시제는 상기 상기 모노머 성분의 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 상기 액상 성분에 0.05 내지 5.0 중량부의 범위로 사용되는 것이 바람직한데, 상기 개시제의 함량이 0.05 중량부 미만인 경우는 모노머의 중합 개시반응이 저하되어 결국 보수제의 강도 특성이 낮아지는 문제가 있으며, 5.0 중량부를 초과하는 경우는 중합반응의 효율적 제어가 어려운 문제가 있다.

본 발명에서 상기 유화제는 본 발명에 따른 보수제에 물을 첨가하는 경우 보수제가 물과 용이하게 혼합되도록 하는 역할을 한다. 본 발명에서 상기 유화제로는 글리세린지방산에스테르, 솔비탄지방산에스테르, 또는 폴리글리세린지방산에스테르 등이 사용될 수 있다. 본 발명에서 상기 유화제는 상기 액상 성분에 0.05 내지 5.0 중량부의 범위로 사용되는 것이 바람직한데, 상기 유화제의 함량이 0.05중량부 미만인 경우는 보수제의 시공시 보수제가 물과 용이하게 혼합되기 어려운 문제가 있고, 5 중량부를 초과하는 경우는 보수제의 강도 및 부착성능이 발휘되기 어려운 문제가 있다.

본 발명에서 상기 (4)의 친수성 폴리비닐알코올 단섬유 성분은 탄소를 함유한 솔벤트, 기름, 염분, 알칼리에 매우 높은 저항성을 나타내며 직사 광선에 노출되어도 뛰어난 저항성을 가지고 있다. 또한, 섬유 표면에 수산기를 가지고 있는 친수성 구조로서 액상에서 분산이 잘되고 높은 탄성계수와 분체 성분에 대한 부착성능이 우수하며, 비교적 작은 직경을 갖추고 있어 미소균열을 억제하고 안정화하며 섬유의 가교작용을 통하여 역학적 성질을 증대시키는데 매우 효과적이며 피로와 충격하중에 의해 발생하는 균열을 억제하는데 효과적이다.

본 발명에 사용되는 상기 친수성 폴리비닐알코올 단섬유는 비중 1.1~1.3g/㎤, 직경 9~12㎛, 인장강도 7000~9000kgf/㎠, 길이 3∼8㎜ 인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 분체 성분 100 중량부를 기준으로 약 1~10 중량부의 범위로 사용되는 것이 바람직하다. 상기 친수성 폴리비닐알코올 단섬유의 함량이 1 중량부 미만이면 소성균열을 억제하는데 효과가 없으며 10 중량부를 초과시에는 섬유의 엉킴현상이 발생할 수 있다.

본 발명에서 상기 (5)의 첨가제 성분으로는 방부제, 소포제, 습윤제의 혼합물을 적정 비율로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 방부제는 곰팡이나 박테리아가 서식할 수 없도록 하기 위해 사용되며, 액상 성분과 분체 성분과의 혼합 과정, 모르타르 제조 과정에서 기포 발생을 억제하기 위해 소포제를 사용하는데, 구체적으로는 미네랄오일계 소포제를 사용할 수 있다. 또한, 습윤제는 액상 성분과 분체 성분의 혼합을 균일하게 하기 위한 계면활성제로 낮은 점성의 습윤제를 사용할 수 있다.

본 발명에서 상기 첨가제 성분의 구체적인 혼합 비율은 특별히 한정하지 않으나, 예를 들어 방부제, 소포제, 습윤제가 1~10:1~10:1~10의 중량비로 혼합되어 사용될 수 있다.

본 발명에서 상기 (5)의 첨가제 성분은 상기 분체 성분 100 중량부를 기준으로 약 1~5 중량부의 범위로 사용되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 상기 (6)의 물은 시멘트 수화 반응에 불필요한 불순물이 혼합되지 않은 순수한 물이 사용되는 것이 바람직하며 상기 분체 성분 100 중량부를 기준으로 10~50 중량부의 범위로 사용되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 조성으로 얻어지는 교면 포장 보수제는 액상 성분과 분말 성분이 분리된 상태로 존재하며, 사용 직전에 충전재 및 골재와 혼합되어 모르타르 조성물, 즉 교면 포장 보수용 모르타르 조성물을 구성한다.

구체적으로 본 발명에 따른 교면 포장 보수용 모르타르 조성물은 상기와 같이 본 발명의 조성에 의해 얻어지는 상기 교면 포장 보수제 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 교면 포장 보수용 모르타르 조성물을 이용하여 교면 포장을 보수 시공하는 방법에 관하여 설명한다.

먼저, 교면 포장의 파손된 부분을 파쇄한다. 이 때 내부 배근이 손상되지 않도록 배근의 상부만을 부분적으로 파쇄하는 것이 바람직하다. 이 때 배근의 설치 위치를 교면 포장의 상면에 표시하고 표시된 지점을 피하면서 파쇄 작업을 수행하면 효율적으로 진행될 수 있다.

배근의 상부가 파쇄되면 워터젯 등의 장비를 이용하여 고압 살수하여 파쇄된 부분을 절삭해낸다. 고압 살수 절삭 작업은 고압수를 분사하는 분사 노즐이 구비된 고압 살수 차량을 이용하여 포장면 전체에 대해서 실시하는 것이 바람직하다.

이어서 절삭된 면을 청소하고 이물질을 제거한다. 청소 및 이물질 제거는 진공 흡입 차량을 이용하여 교량의 길이방향으로 이동하면서 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. 이 때 별도의 표면 건조 작업을 동시에 수행할 수도 있다.

이어서, 이물질에 제거된 절삭면에 상기 준비된 교면 포장 보수용 모르타르 조성물을 타설한다.

이 때, 본 발명에서 상기 이물질이 제거된 절삭면에 상기에서 준비된 교면 포장 보수용 모르타르 조성물을 타설하기에 전에 프라이머를 100~300g/m²의 범위로 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 프라이머는 일반적으로 사용되는 프라이머를 사용할 수 있으며 이에 관하여 특별히 한정하지는 않는다.

이어서, 상기 타설된 교면 포장 보수용 모르타르 조성물이 양생되면 표면을 마무리 작업한다.

본 발명에서 필수적 사항은 아니나, 상기 교면 포장 보수용 모르타르 조성물이 도포되고 양생된 후에 코팅제를 도포하여 보수 작업을 완료할 수도 있다.

본 발명에서 상기 코팅제로는 주재 성분 및 경화제 성분으로 이루어진 수성 코팅제를 사용하는 것이 바람직하다.

구체적으로, 본 발명에서 상기 코팅제로는 에폭시 수지 10~50중량%, 폴리메틸메타크릴레이트 수지 5~40 중량%, 희석제 1~25중량%, 응집제 0.1~15중량%, 무기물 충전재 1~20중량%, 촉진제 0.1~5중량%, 유화제 0.05~20중량% 및 물 10~80중량%를 혼합하여 얻어지는 주재 성분 100 중량부에 대하여, 수용성 오일 1~20 중량%, 유화제 1~10중량%, 촉진제 5~20 중량% 및 물 50~90 중량%를 혼합하여 수용액을 제조하고, 상기 얻어진 수용액 100 중량부를 기준으로 폴리아미드 5~50중량부 및 아민 화합물 0.1~40중량부를 혼합하여 얻어지는 경화제 성분을 5~50 중량비로 혼합한 에폭시 코팅제를 사용하는 것이 바람직하다.

이 때 상기 본 발명에서 상기 에폭시 수지는 통상적으로 사용되는 에폭시 수지를 사용할 수 있으며, 일반적인 에폭시 수지, 염소를 포함하는 에폭시 수지, 노볼락 에폭시 수지, 브롬화 에폭시 수지 또는 그 혼합물을 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에서 상기 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지는 에폭시 수지 조성물의 내후성을 강화하고, 경화 건조를 원만하게 진행되도록 하는 역할을 한다. 본 발명에서 상기 폴리메틸메타크릴레이트 수지는 중량평균분자량이 10,000~300,000 범위에 드는 것을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 반응성 희석제는 n-부틸글리시딜에테르를 사용할 수 있다.

본 발명에서 상기 응집제는 실리콘 디옥사이드, 에어로질, 벤토나이트 나노입자, 실리카 나노입자 등을 사용할 수 있다.

본 발명에서 상기 무기물 충전재는 탄산칼슘, 탈크, 중탄, 쎄라믹, 점토, 실리카 및 백운석 등의 파우더로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.

본 발명에서 상기 촉진제는 페놀을 사용할 수 있다.

본 발명에서 상기 유화제는 폴리옥시에틸렌 및 폴리옥시프로필렌의 공중합체를 사용할 수 있다.

상기 폴리아미드는 중량평균분자량이 1,000~5,000인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1,000~4,000인 것을 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 아민 화합물은 폴리옥시프로필렌 디아민을 사용할 수 있다.

본 발명에서 상기 수성 경화제 성분을 제조하기 위하여 사용되는 수용성 오일은 실리콘 오일 또는 아세테이트 오일을 사용할 수 있다.

본 발명에서 상기 주재 성분은 경화제 성분에 의해 경화되어 가교 결합이 증대되며, 경화 반응에서 단계적인 속도 제어로 간력의 활성화를 가져와 우수한 경화 물성을 갖는다. 또한, 경화 과정에서 상기 에폭시 수지는 응집제의 작용에 의해 내측에 밀착 형성되어 표면으로 노출되지 않고 무기질 성분은 표면으로 응집되어 무광택의 무기질 층을 형성하므로 상기 무기질 층이 에폭시 수지 부분에 의해 표면에 강력하게 고정되는 효과가 있다. 이에 따라 무기질 층의 박리 및 균열을 방지할 수 있고, 내습성 및 내후성이 향상되며, 표면 열화가 방지되어 내구성이 향상되는 효과도 있다.

본 발명에 따른 교면 포장 보수용 모르타르 조성물은 염분 및 산성 물질 등의 열화 물질의 침투를 억제시킴으로써, 콘크리트 구조물의 내구성을 향상시키는 역할을 하며, 시멘트와의 혼화성이 매우 뛰어나다.

또한, 본 발명에 따른 교면 포장 보수용 모르타르 조성물은 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 교면 포장 보수용 모르타르 조성물은 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 교면 포장 보수용 모르타르 조성물은 강도가 우수하여 양호한 구조물을 얻을 수 있으며, 이산화탄소의 침투를 저지하고, 물 침투를 차단한다. 본 발명에 따른 교면 포장 보수용 모르타르 조성물은 VOC(volatile organic compound)의 함량이 낮아 환경친화적이고 대기오염이 없으며, 강도 발현성이 높고, 조기 강도성이 우수하며, 미세한 입자로 구성되어 균열 보수 능력이 뛰어나고 균열 발생을 억제한다. 본 발명에 따른 교면 포장 보수용 모르타르 조성물은 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 교면 포장 보수용 모르타르 조성물은 액상 성분과 분말 성분간의 혼화성이 뛰어나고 배합이 쉬워 시공이 용이하며 작업성이 우수하다. 본 발명에 따른 교면 포장 보수용 모르타르 조성물은 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 교면 포장 보수용 모르타르 조성물은 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 교면 포장 보수용 모르타르 조성물을 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

포틀랜트 시멘트 70중량부, 클링커 5 중량부, 석고 5 중량부, 플라스터 5 중량부, 알파형 반수석고 5 중량부, 실리카퓸 3 중량부, 플라이애쉬 3 중량부, 석회석 7 중량부, 고로슬래그 3 중량부, 하소포졸라나 7 중량부, 마이크로실리카 3 중량부를 혼합하여 제1분말 성분을 제조하고,

규산질계 방수제 5 중량부, CSA계 팽창제 10 중량부, 점도 증강제 0.1 중량부, 유동화제 1.0 중량부, 경화촉진제 0.2 중량부, 지연제 0.2 중량부 및 규사 55 중량부를 혼합하여 제2분말 성분을 제조한 후,

상기 얻어진 제1분말 성분과 제2분말 성분을 50:50 중량비로 혼합하여 분체 성분을 얻었다.

이어서 SBR 분말 수지에 초속경시멘트와 카본블랙 및 섬유를 혼합하여 개질 라텍스 성분을 얻은 후 이를 상기 분체 성분 100 중량부를 기준으로 10 중량부를 준비하였다.

이어서, 메틸메타아크릴레이트 5 중량부, 스티렌모노머 10 중량부, 노말부틸아크릴레이트 5 중량부, 메틸아크릴레이트 5 중량부, 이소보닐아크릴레이트 5 중량부를 혼합하고, t-부틸퍼옥시벤조에이드 3 중량부 및 글리세린지방산에스테르 4 중량부를 혼합하여 액상 성분을 얻은 후 이를 상기 분체 성분 100 중량부를 기준으로 10 중량부를 준비하였다.

이어서 친수성 폴리비닐알코올 단섬유를 상기 분체 성분 100 중량부를 기준으로 5 중량부를 준비하였다.

이어서 방부제, 소포제 및 습윤제의 혼합물로 이루어진 첨가제 성분을 3 중량부 준비하였다.

상기 얻어지는 물질들을 사용 전 물 40 중량부와 혼합하여 보수제 조성물을 얻고, 상기와 같이 제조된 보수제 조성물 40 중량부에 석분 및 탈크로 이루어진 충전재 30 중량부 및 규사 60 중량부를 혼합하여 보수용 모르타르 조성물을 제조하였다.

비교예 1 (대한민국 등록특허 제10-1528120호의 조성을 이용한 실험)

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 보수제 조성물을 제조하였다.

상기와 같이 제조된 보수제 조성물 50 중량부에 석분 및 탈크로 이루어진 충전재 40 중량부 및 규사 70 중량부를 혼합하여 모르타르 조성물을 제조하였다.

비교예 2

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 보수제 조성물을 제조하였다.

상기와 같이 제조된 보수제 조성물 40 중량부에 석분 및 탈크로 이루어진 충전재 30 중량부 및 규사 60 중량부를 혼합하여 모르타르 조성물을 제조하였다.

비교예 3

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 보수제 조성물을 제조하였다.

비교예 4

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 보수제 조성물을 제조하였다.

비교예 5

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 보수제 조성물을 제조하였다.

상기와 같이 제조된 보수제 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 0.1중량부 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 보수제 조성물을 제조하였다.

비교예 7

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 보수제 조성물을 제조하였다.

<성능 평가>

1. 시간에 따른 압축강도 평가

실시예 1 및 비교예 1 내지 7에 따라 제조된 보수용 모르타르 조성물의 시간에 따른 압축강도를 KS F 2405의 방법에 따라 평가하고 그 결과를 표 1에 나타내었다.

샘플	1시간(Mpa)	3시간(Mpa)	6시간(Mpa)	24시간(Mpa)	7일(Mpa)
실시예 1	16.2	25.1	35.9	40.8	42.0
비교예 1	8.5	16.9	19.1	25.5	28.1
비교예 2	9.2	18.5	19.9	25.1	27.8
비교예 3	10.1	19.0	22.1	26.9	28.9
비교예 4	9.5	18.2	23.0	25.2	28.0
비교예 5	8.2	17.0	20.1	25.9	27.8
비교예 6	9.7	19.2	22.0	23.8	25.1
비교예 7	10.8	21.0	23.9	27.0	29.9

상기 표 1의 결과에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 보수용 모르타르 조성물인 실시예 1의 경우 기존 모르타르 조성물들인 비교예 1 내지 7의 경우에 비하여 초기 강도 특성이 매우 높게 나타남을 알 수 있다. 이에 따라 작업 시간을 최소화할 수 있으므로 교면 포장의 보수 공사 시간을 단축할 수 있어 교통 통제를 최소화할 수 있을 것으로 예상된다.

2. 시간에 따른 휨강도 평가

실시예 1 및 비교예 1 내지 7에 따라 제조된 보수용 모르타르 조성물의 시간에 따른 휨강도를 KS F 2408의 방법에 따라 평가하고 그 결과를 표 2에 나타내었다.

샘플	1시간(Mpa)	3시간(Mpa)	6시간(Mpa)	24시간(Mpa)	7일(Mpa)
실시예 1	3.9	5.9	6.8	8.0	9.5
비교예 1	2.5	4.5	5.0	6.4	7.2
비교예 2	2.6	4.7	5.3	6.1	6.9
비교예 3	2.9	4.5	5.1	6.2	7.0
비교예 4	3.0	4.1	4.9	5.8	6.8
비교예 5	2.5	4.2	4.9	5.5	6.5
비교예 6	2.6	4.6	5.3	6.3	7.0
비교예 7	2.9	5.0	5.9	6.5	7.5

상기 표 2의 결과에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 보수용 모르타르 조성물인 실시예 1의 경우 기존 모르타르 조성물들인 비교예 1 내지 7의 경우에 비하여 휨강도 특성이 매우 높게 나타남을 알 수 있다. 이에 따라 기존 포장과의 접합 강도가 우수하게 나타나며 교면 포장의 긴급 보수용으로 사용되기에 적합하다는 것을 알 수 있다.

3. 휨강도, 압축강도, 인장강도, 부착강도 및 부피변화율 테스트

실시예 1 및 비교예 1 내지 7에 따라 제조된 보수용 모르타르 조성물의 휨강도, 압축강도, 인장강도, 부피변화율, 부착강도를 측정하였다.

상기 휨강도, 압축강도, 인장강도 및 부착강도는 콘크리트 보수제의 시공 28일 후 KS F 4042-02의 표준에 따라 측정하였으며, 상기 부피변화율은 시공 28일 후의 보수용 모르타르 조성물의 부피를 0℃부터 35℃까지 온도를 달리하여 매일 부피 변화의 정도를 측정함으로써 평가하였고 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

샘플	휨강도 (N/㎟)	압축강도 (N/㎟)	인장강도 (N/㎟)	부착강도 (MPa)	부피변화율 (%)
실시예 1	25.0	72.8	12.0	3.5	0.0001
비교예 1	17.2	50.0	5.0	2.0	0.0005
비교예 2	15.5	35.5	3.5	0.5	0.0009
비교예 3	10.6	40.0	4.0	1.2	0.0012
비교예 4	8.5	30.5	3.8	1.0	0.0008
비교예 5	11.2	35.0	2.9	0.8	0.0009
비교예 6	8.9	35.5	4.4	0.9	0.0010
비교예 7	10.8	38.0	4.2	1.1	0.0015

상기 표 3을 참고하면, 본 발명에 따른 보수용 모르타르 조성물은 기존 재료들에 비하여 강도특성 및 부착성능 면에서 매우 우수하다는 것을 나타낸다.

4. 방수성 및 내화학성 테스트

실시예 1 및 비교예 1 내지 7에 따라 제조된 보수용 모르타르 조성물의 방수성 및 내화학성을 측정하였다.

상기 방수성은 상기 보수용 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 4에 나타내었다.

샘플	방수성 테스트 (개월)	내화학성 테스트 (일)
샘플	방수성 테스트 (개월)	염수	황산용액
실시예 1	-	-	45
비교예 1	1	5	15
비교예 2	1	20	5
비교예 3	2	35	10
비교예 4	1	40	15
비교예 5	2	26	8
비교예 6	1	39	12
비교예 7	1	27	9

상기 표 4를 살펴보면, 실시예 1의 경우는 6개월간 수분이 전혀 침투되지 않은 반면, 비교예 1 내지 7의 경우는 1~2개월 경과 후 수분이 침투된 것을 확인할 수 있다. 이는 본 발명에 따른 보수용 모르타르 조성물의 우수한 방수 성능을 나타내는 결과인 것으로 해석된다.

또한, 상기 표 4를 살펴보면, 실시예 1의 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 7의 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 보수 보강용 모르타르 조성물의 우수한 내화학성을 뒷받침하는 결과인 것으로 해석된다.

5. 동결융해 저항성, 균열 저항성 및 건조수축 저항성

실시예 1 및 비교예 1 내지 7에 따라 제조된 보수용 모르타르 조성물의 동결융해 저항성, 균열 저항성 및 건조수축 저항성을 측정하였다.

동결융해 저항성은 KS F 2456에 따라 동결융해 저항성 시험을 수행하였다.

균열 저항성은 AASHTO PP34-98에 따라 균열 저항성 시험을 수행하였다.

건조수축 저항성은 KS F 2424에 따라 건조수축 저항성 시험을 수행하였다.

그 결과를 표 5에 나타내었다.

샘플	동결융해저항성(%)	균열저항성	건조수축 저항성
샘플	기준값: 80% 이상	기준값:56일까지 균열없음	기준값: 0.15 이하
실시예 1	95	균열없음	0.01
비교예 1	88	균열없음	0.02
비교예 2	87	균열없음	0.03
비교예 3	82	균열없음	0.03
비교예 4	82	균열없음	0.05
비교예 5	80	균열없음	0.05
비교예 6	80	균열없음	0.04
비교예 7	80	균열없음	0.04

상기 표 5를 살펴보면, 본 발명에 따른 실시예 1의 보수용 모르타르 조성물은 기존 재료에 비하여 동결융해 저항성, 균열 저항성 및 건조수축 저항성에서 동등 이상으로 우수하다는 것을 알 수 있다.

Claims

(a) 교면 포장 보수용 모르타르 조성물을 준비하는 단계로서, 상기 교면 포장 보수용 모르타르 조성물은
(1) 시멘트 50~100중량부, 클링커 0.5 내지 10 중량부, 플라스터 0.5 내지 10 중량부, 알파형 반수석고 0.5 내지 10 중량부, 실리카퓸 0.1 내지 5 중량부, 플라이애쉬 0.01 내지 5 중량부, 석회석 0.5 내지 10 중량부, 고로슬래그 1 내지 20 중량부, 하소포졸라나 0.01 내지 10 중량부 및 마이크로실리카 0.01 내지 10 중량부를 포함하는 제1분말 성분 10~70 중량%; 및 규산질계 방수제 2 ~ 7중량부, CSA계 팽창재 5 ~ 15중량부, 점도증강제 0.05 ~ 0.2중량부, 유동화제 0.3 ~ 1.1중량부, 경화촉진제 0.1 ~ 0.5중량부, 지연제 0.1 ~ 0.4중량부 및 규사 42 ~ 64중량부를 포함하는 제2분말 성분 30~90 중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 분체 성분 100 중량부;
(2) EVA(Ethylene-vinyl acetate) 수지, NR(Natural rubber) 수지, NBR(Natural rubber-Butadiene rubber) 수지 및 SBR(Styrene-Butadiene Rubber) 수지 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 분말 또는 액상 고무 수지에 초속경시멘트와 카본블랙 및 섬유를 혼합하여 얻어진 개질 라텍스 성분 1~20 중량부;
(3) 메틸메타아크릴레이트 1 내지 7 중량부, 스티렌모노머 5 내지 20 중량부, 노말부틸아크릴레이트 1 내지 10 중량부, 메틸아크릴레이트 0.1 내지 10 중량부, 이소보닐아크릴레이트 0.1 내지 10 중량부, 개시제 0.05 내지 5 중량부 및 유화제 0.05 내지 5 중량부를 포함하는 액상 성분 1~20 중량부;
(4) 친수성 폴리비닐알코올 단섬유 성분 1~10 중량부;
(5) 방부제, 소포제, 습윤제의 혼합물로 이루어진 첨가제 성분 1~5 중량부; 및
(6) 물 10 ~ 50중량부;를 포함하여 구성되는 교면 포장 보수제에, 충전재 및 골재를 혼합하되, 상기 교면 포장 보수제 5 ~50 중량부, 충전재 10~40 중량부 및 골재 20~70 중량부를 혼합하여 구성되는 교면 포장 보수용 모르타르 조성물을 준비하는 단계;
(b) 교면 포장의 파손된 부분을 파쇄하되, 내부 배근이 손상되지 않도록 배근의 상부만을 부분적으로 파쇄하며, 상기 배근의 설치 위치를 교면 포장의 상면에 표시하고 표시된 지점을 피하면서 파쇄 작업을 수행하고, 배근의 상부가 파쇄되면 워터젯 장비를 이용하여 고압 살수하여 파쇄된 부분을 절삭해 냄으로써 교면 포장의 파손된 부분을 파쇄하는 단계;
(c) 상기 파쇄된 부분을 고압 살수로써 절삭해내고 절삭면에 존재하는 이물질을 제거하되, 진공 흡입 차량을 이용하여 교량의 길이 방향으로 이동하면서 청소 및 이물질 제거를 수행하고 표면 건조 작업을 동시에 수행하는 단계;
(d) 상기 이물질이 제거된 절삭면에 상기 (a)에서 준비된 교면 포장 보수용 모르타르 조성물을 타설하는 단계; 및
(e) 상기 타설된 교면 포장 보수용 모르타르 조성물을 양생시키고 표면을 마무리하는 단계;를 포함하여 구성되며,
상기 (1)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 ㎛가 되도록 분쇄한 것을 특징으로 하고,
상기 교면 포장 보수용 모르타르 조성물이 양생된 후에 코팅제를 도포하는 것을 더 포함하되, 상기 코팅제는 에폭시 수지 10~50중량%, 폴리메틸메타크릴레이트 수지 5~40 중량%, 희석제 1~25중량%, 응집제 0.1~15중량%, 무기물 충전재 1~20중량%, 촉진제 0.1~5중량%, 유화제 0.05~20중량% 및 물 10~80중량%를 혼합하여 얻어지는 주재 성분 100 중량부에 대하여, 수용성 오일 1~20 중량%, 유화제 1~10중량%, 촉진제 5~20 중량% 및 물 50~90 중량%를 혼합하여 수용액을 제조하고, 상기 얻어진 수용액 100 중량부를 기준으로 폴리아미드 5~50중량부 및 아민 화합물 0.1~40중량부를 혼합하여 얻어지는 경화제 성분을 5~50 중량비로 혼합한 에폭시 코팅제를 사용하는 것을 특징으로 하는 교면 포장 보수 공법.
삭제
청구항 1에 있어서, 상기 (d)에서 상기 이물질이 제거된 절삭면에 상기 (a)에서 준비된 교면 포장 보수용 모르타르 조성물을 타설하기에 전에 프라이머를 100~300g/m²의 범위로 도포하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교면 포장 보수 공법.
청구항 3에 있어서, 상기 분체 성분의 제2분말 성분에 포함되는 유동화제는 나프탈렌계, 멜라민계 또는 폴리카르본산계 유동화제를 사용하는 것을 특징으로 하는 교면 포장 보수 공법.
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