KR101750031B1 - 친환경 물질이 함유된 콘크리트 단면보수용 구체 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면보수공법 - Google Patents

친환경 물질이 함유된 콘크리트 단면보수용 구체 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면보수공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 친환경 물질이 함유된 콘크리트 단면보수용 구체 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면보수공법에 관한 것으로 시멘트를 대체할 수 있는 친환경 물질을 사용하여 기존의 단면보수용 모르타르와 비교하여 압축강도, 휨강도 및 부착강도등에서 뛰어나며, 중성화, 염해, 황산염 반응, 알칼리-실리카반응 및 동결융해를 방지하여 성능을 뛰어나면서 비용을 점감하고, 또한 환경적인 면에서 시멘트의 사용을 줄이고 친환경적인 물질을 사용함으로서 환경오염을 줄일 수 있는 친환경 물질이 함유된 콘크리트 단면보수용 구체 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면보수공법에 관한 것이다.

Description

친환경 물질이 함유된 콘크리트 단면보수용 구체 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면보수공법{sphere mortar composition containing eco-friendly materials and cross section Repair method using the same}
본 발명은 친환경 물질이 함유된 콘크리트 단면보수용 구체 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면보수공법에 관한 것으로, 구체 모르타르 조성물은 시멘트 78 ~ 85 중량%, 실리카흄 1 ~ 5 중량%, S/BA(styrene-butyl acrylate) 3.5 ~ 7.5 중량%, SBR(styrene-butadiene rubber) 3.5 ~ 7.5 중량%, 비닐론계 섬유 0.05 ~ 1 중량% 및 사탕수수 버개스재 2.3 ~ 2.7 중량%를 혼합하여 이루어지며, 상기 조성물에 의해 제조된 구체 모르타르를 이용하여 콘크리트 단면보수하는 보수공법에 관한 것이다.
본 발명은 친환경 물질이 함유된 콘크리트 단면보수용 구체 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면보수공법에 관한 것으로, 좀더 구체적으로 지하박스, 터널, 구조물, 정수장, 댐, 교량, 정수시설물, 하수시설물 및 지하암거등에 열화(熱火)현상으로 인하여 박리(剝離), 박락(剝落), 부식 및 팽창되는 콘크리트의 단면보수시에 기존 콘크리트의 복구될 단면과 새롭게 도포할 모르타르의 부착력을 증강하여 균열의 발생을 감소시키기 위해 사용되는 구체 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면보수공법에 관한 것이다.
보통 콘크리트는 시간이 지남에 따라 열화가 발생된다.
그 이유는 철근 부식을 방지하는 부동태막인 강알칼리의 수산화칼슘막이 공기중의 이산화탄소가 콘크리트에 침투하면 수산화칼슘막이 중성으로 변화하여 철근 부식이 진행되는 중성화, 콘크리트 내부에 염소이온이 침투하여 철근을 부식시키는 현상으로 구조물의 성능을 저하시키는 염해반응, 토양이나 지하수, 바닷물에 포함되어 있는 다양한 형태의 황산염은 콘크리트 시멘트 성분과 반응하여 팽창성 결정체를 형성하고 상기 결정체가 콘크리트의 균열을 발생시키는 황산염 반응, 콘크리트 내 시멘트로부터 나오는 강 알칼리와 골재중 실리카 성분이 수분이 존재하는 환경에서 장기적으로 반응하여 서서히 새로운 결정을 생성, 상기 결정이 균열을 발생시키는 알칼리-실리카 반응, 콘크리트에 흡수된 수분이 결빙점 이하의 온도에서 얼면 부피가 팽장하는데 지속적으로 동결과 융해가 반복되어 콘크리트가 열화되는 동결융해등 이유로 열화가 발생된다.
콘크리트에 나타나는 열화작용은 콘크리트 자체의 강도를 저하시키고 미관은 물론 구조물의 안전성까지 심각한 위협을 주게 된다.
그러므로 콘크리트는 열화가 상당부분 진행 되었을시 단면보수작업을 실시하는데 보통 콘크리트 표면의 중성화 및 부식된 부분을 제거하고 이후 철근교체와 모르타르를 타설하여 보수하고 최종 복구작업이 진행된다.
상기의 단면보수작업 실시함에 있어서 모르타르 제조는 보수재로서 큰 중요성을 가진다. 현재 모르타르는 내구성의 향상을 목적으로 다양한 조성물의 모르타르가 개발되어 왔다. 그러나 현재는 시멘트를 대체하고 환경적인 측면을 고려한 친환경 물질이 혼합된 조성물이 제조되고 있다.
관련 선행기술 특허문헌을 살펴보면 환경 친화적인 지오폴리머 단면복구용 모르타르 조성물과 이를 이용한 철근부식 및 염해, 중성화 억제 콘크리트 단면보수공법(한국등록특허공보 제10-2011-0123714호(2011.11.24))와 친환경 보수모르타르와 침투식 구체강화제 및 엑폭시도료를 이용한 콘크리트 구조물의 단면복구공법(한국등록특허공보 제10-2008-0031507호(2008.04.04))의 기술이 제안되어 있다.
상기 한국등록특허공보 제10-2011-0123714호는 콘크리트의 내구성을 저하하는 열화 요인으로부터 콘크리트 구조물을 보호하기 위한 시공방법으로, 아질산염을 포함하는 실란변성 침투성 강화재(프라이머)와 단면복구 모르타르의 결합재로 시멘트를 사용하지 않고, 제철용 고로에서 산출되는 고로슬래그에 알칼리 혼화제(자극제)를 첨가하여 경화시키는 메카니즘을 이용한 지오폴리머 내산성 단면복구용 모르타르를 제공하는 것을 특징으로 하는 산업부산물인 슬래그를 재활용할 수 있는 환경친화적인 방법이 제안되어 있고, 한국등록특허공보 제10-2008-0031507호는 투성 및 공극 메움 효과가 개선된 침투식 구체강화재, 그리고 내열성 및 내구성을 확보하기 위해서 친환경 재료인 칼슘 알루미네이트계의 무기계 보수모르타르와 순환골재를 이용해서 손상된 콘크리트 단면을 복구하고, 외부에서 침입하는 열화인자를 차단하기 위해서 중성화 방지제인 엑폭시 도료를 도포함으로서, 기존 공법이 가지고 있는 문제점을 해결한 콘크리트 단면보수공법이 제안되어 있다.
그러나 이러한 공법 역시 재료의 대부분이 염화물에 재노출 되었을 경우 다시 철근의 부식이 진행하게 되고 부착력이 낮아 들뜸이나 균열이 발생하게 되어 다시 보수해야 하는 단점이 있다.
환경 친화적인 지오폴리머 단면복구용 모르타르 조성물과 이를 이용한 철근부식 및 염해, 중성화 억제 콘크리트 단면보수공법(한국등록특허공보 제10-2011-0123714호(2011.11.24)) 친환경 보수모르타르와 침투식 구체강화제 및 엑폭시도료를 이용한 콘크리트 구조물의 단면복구공법(한국등록특허공보 제10-2008-0031507호(2008.04.04))
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하고자 안출(案出)된 것으로서, 본 발명의 목적은 시멘트를 대체할 수 있는 물질을 사용하여 기존의 단면보수용 모르타르와 비교하여 압축강도, 휨강도, 부착강도 및 길이변화등에서 뛰어나며, 중성화, 염해, 황산염 반응, 알칼리-실리카반응 및 동결융해를 방지하여 성능을 뛰어나면서 비용을 절감하고, 또한 시멘트의 사용을 줄이고 친환경적인 물질을 사용함으로서 환경적인 측면을 고려한 친환경 물질이 함유된 콘크리트 단면보수용 구체 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면보수공법을 제공함에 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하고 목적을 달성하기 위하여, 본 발명인 친환경 물질이 함유된 콘크리트 단면보수용 구체 모르타르 조성물은 시멘트 78 ~ 85 중량%, 실리카흄 1 ~ 5 중량%, S/BA(styrene-butyl acrylate) 3.5 ~ 7.5 중량%, SBR(styrene-butadiene rubber) 3.5 ~ 7.5 중량%, 비닐론계 섬유 0.05 ~ 1 중량% 및 사탕수수 버개스재 2.3 ~ 2.7 중량%를 혼합하여 이루어진다.
상기 조성물은 바이오황(Bio-sulfur) 0.8 ~ 0.9 중량%, 제지애쉬 0.8 ~ 0.9 중량% 및 탈황석고 0.8 ~ 0.9 중량%를 추가로 혼합할 수 있다.
상기 사탕수수 버개스재는 200 ~ 300 mesh이다.
한편, 본 발명인 친환경 물질이 함유된 콘크리트 단면보수용 구체 모르타르를 이용한 콘크리트 단면보수공법은
(a) 콘크리트 표면의 열화부를 제거하고, 내부의 부식된 철근을 제거하는 열화부 제거단계(S100);
(b) 상기 열화부 제거단계(S100)후 콘크리트 철근에 방청제를 도포하는 방청제 도포단계(S200);
(c) 상기 방청제 도포단계(S200)후 상기 콘크리트 철근을 추가로 설치하여 보강하는 철근 보강단계(S300);
(d) 상기 철근 보강단계(S300)후 보강된 콘크리트에 고압물 세척장치를 사용하여 표면 및 보수부분의 먼지 및 이물질을 제거하는 이물질 제거단계(S400);
(e) 상기 이물질 제거단계(S400)후 이물질이 제거된 콘크리트 표면에 구체 모르타르를 도포하는 구체 모르타르 도포단계(S500);
(f) 상기 구체 모르타르 도포단계(S500)후 상기 구체 모르타르 상층으로 구체 보수 모르타르를 도포하는 구체 보수 모르타르 도포단계(S600);
(g) 상기 구체 보수 모르타르 도포단계(S600)후 상기 구체 보수 모르타르 상층으로 폴리머 모르타르를 도포하는 폴리머 모르타르 도포단계(S700);
(h) 상기 폴리머 모르타르 도포단계(S700)후 도포된 폴리머 모르타르 상층으로 중성화 방지제를 도포하는 중성화 방지제 도포단계(S800); 및
(i)　상기 중성화 방지제 도포단계(S800)후 중성화 방지제 상층으로 표면마감재를 도포하여 단면을 복구하는 단면복구 양생단계(S900);로 구성된다.
상기 구체 모르타르는 시멘트 78 ~ 85 중량%, 실리카흄 1 ~ 5 중량%, S/BA(styrene-butyl acrylate) 3.5 ~ 7.5 중량%, SBR(styrene-butadiene rubber) 3.5 ~ 7.5 중량%, 비닐론계 섬유 0.05 ~ 1 중량% 및 사탕수수 버개스재 2.3 ~ 2.7 중량%를 혼합하여 이루어진다.
상기 구체 보수 모르타르는 시멘트 78 ~ 85 중량%, 실리카흄 1 ~ 5 중량%, S/BA(styrene-butyl acrylate) 3.5 ~ 7.5 중량%, SBR(styrene-butadiene rubber) 3.5 ~ 7.5 중량%, 비닐론계 섬유 0.05 ~ 1 중량% , 사탕수수 버개스재 2.3 ~ 2.7 중량%, 바이오황(Bio-sulfur) 0.8 ~ 0.9 중량%, 제지애쉬 0.8 ~ 0.9 중량% 및 탈황석고 0.8 ~ 0.9 중량%를 혼합하여 이루어진다.
상기 폴리머 모르타르는 시멘트 35 ~ 40%, 골재 45 ~ 50 중량%, 실리카흄 2 ~ 5 중량%, 알킬암모니움염(Alkyammonium salt) 0.5 ~ 5 중량%, 아미노카복실레이트 염(Aminocarboxylate salt) 0.5 ~ 5 중량%, 칼슘포메이트 0.01 ~ 2 중량%, 비닐아세테이트-비닐버세테이트폴리머 0.01 ~ 5 중량%, 2,2-디메틸-1,3프로판티올 0.1 ~ 2 중량% 및 사탕수수 버개스재 1 ~ 1.2 중량%로 혼합하여 이루어진다.
상기 폴리머 모르타르는 바이오황(Bio-sulfur) 0.1 ~ 0.4 중량%, 제지애쉬 0.1 ~ 0.4 중량% 및 탈황석고 0.1 ~ 0.4 중량%를 추가로 혼합할 수 있다.
상기 단면복구 양생단계는 표면마감장치를 이용하여 표면을 도포하며, 24 ~ 48시간동안 경화된다.
본 발명에 따른 친환경 물질이 함유된 콘크리트 단면보수용 구체 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면보수공법은 각종 친환경 물질을 사용하여 보수재 생산시 비용이 절감되며, 기존의 단면보수용 모르타르와 비교하여 압축강도, 휨강도 및 부착강도등에서 뛰어나며, 중성화, 염해, 황산염 반응, 알칼리-실리카반응 및 동결융해등을 방지한다.
도 1은 친환경 물질이 함유된 콘크리트 단면보수용 구체 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면보수공법의 공정도이다.
도 2는 친환경 물질이 함유된 콘크리트 단면보수용 구체 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면보수공법에서 제조된 시험체의 휨강도, 압축강도 및 부착강도등을 나타낸 품질시험 검사성적서이다.
도 3은 친환경 물질이 함유된 콘크리트 단면보수용 구체 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면보수공법에서 제조된 시험체의 부착강도 비를 나타낸 품질시험 검사성적서이다.
본 발명의 명칭은 "친환경 물질이 함유된 콘크리트 단면보수용 구체 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면보수공법"으로 통상의 기술자가 쉽게 알 수 있도록 구체적인 내용을 기재하고 충분히 유추 가능한 별도의 기재는 생략하며 필요의 경우 실시예 및 도면을 기재한다. 또한 본 명세서 및 특허청구범위에서 정의된 용어들은 한정 해석하지 아니하며, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있고 본 발명의 기술적상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 발명은 지하박스, 터널, 구조물, 정수장, 댐, 교량, 정수시설물, 하수시설물 및 지하암거등 열화(熱火)현상으로 인하여 박리(剝離), 박락(剝落), 부식 및 팽창되는 콘크리트의 단면보수시에 기존 콘크리트의 복구될 단면과 새롭게 도포할 모르타르의 부착력을 증강하여 균열의 발생을 감소시키기 위해 사용되는 구체 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면보수공법이다.
콘크리트는 시간이 지남에 따라 열화가 발생된다.
그 이유는 철근 부식을 방지하는 부동태막인 강알칼리의 수산화칼슘막이 공기중의 이산화탄소가 콘크리트에 침투하면 수산화칼슘막이 중성으로 변화하여 철근 부식이 진행되는 중성화, 콘크리트 내부에 염소이온이 침투하여 철근을 부식시키는 현상으로 구조물의 성능을 저하시키는 염해반응, 토양이나 지하수, 바닷물에 포함되어 있는 다양한 형태의 황산염은 콘크리트 시멘트 성분과 반응하여 팽창성 결정체를 형성하고 상기 결정체가 콘크리트의 균열을 발생시키는 황산염 반응, 콘크리트 내 시멘트로부터 나오는 강 알칼리와 골재중 실리카 성분이 수분이 존재하는 환경에서 장기적으로 반응하여 서서히 새로운 결정을 생성, 상기 결정이 균열을 발생시키는 알칼리-실리카 반응, 콘크리트에 흡수된 수분이 결빙점 이하의 온도에서 얼면 부피가 팽장하는데 지속적으로 동결과 융해가 반복되어 콘크리트가 열화되는 동결융해등 이유로 열화가 발생된다.
콘크리트에 나타나는 열화작용은 콘크리트 자체의 강도를 저하시키고 미관은 물론 구조물의 안전성까지 심각한 위협을 주게 된다. 그러므로 콘크리트는 열화가 상당부분 진행 되었을시 단면보수작업을 실시하는데 보통 콘크리트 표면의 중성화 및 부식된 부분을 제거하고 이후 철근교체와 모르타르를 타설하여 보수하고 최종 복구작업이 진행된다.
상기의 단면보수작업 실시함에 있어서 모르타르 제조는 보수재로서 큰 중요성을 가진다. 현재 모르타르는 내구성의 향상을 목적으로 다양한 조성물의 모르타르가 개발되어 왔다. 그러나 현재는 시멘트를 대체하고 환경적인 측면을 고려한 친환경 물질이 혼합된 조성물이 제조되고 있다.
따라서 상기 언급한 측면을 고려하여 제조된 본 발명인 친환경 물질이 함유된 콘크리트 단면보수용 구체 모르타르 조성물은 시멘트 78 ~ 85 중량%, 실리카흄 1 ~ 5 중량%, S/BA(styrene-butyl acrylate) 3.5 ~ 7.5 중량%, SBR(styrene-butadiene rubber) 3.5 ~ 7.5 중량%, 비닐론계 섬유 0.05 ~ 1 중량% 및 사탕수수 버개스재 2.3 ~ 2.7 중량%를 혼합하여 이루어진다.
상기 실리카흄은 1 ~ 5 중량%를 혼합하는 것이 바람직한데, 실리카흄은 입자의 크기가 작기 때문에 모르타르 조성물 내에 생성된 미세한 공극을 메우는 역할을 하게 된다.
또한 내구성 향상을 위하여 S/BA(styrene-butyl acrylate) 및 SBR(styrene-butadiene rubber)는 혼합하여 첨가했다. S/BA 및 SBR의 혼합으로 인해 인장강도, 휨강도, 접착성, 수밀성, 내마모성 및 내약품성 등을 개선시키는데 우수한 효과가 있으며 특히 강력한 접착력을 발휘하여 접착에 뛰어난 효과를 더한다. S/BA 및 SBR의 혼합물이 3% 미만이면 접착력이 저하되고 15% 초과하면 접착력은 향상되나 점력의 증가로 작업성의 저하를 가져온다. 따라서 혼합물의 1:1 비율로 조절하여 적당량을 혼합한다.
상기 비닐론계 섬유는 길이가 10 ~ 20mm인 섬유를 사용하고 돌기를 갖게 하기 위해 직경이 16 ~ 30μm 섬유를 선택한다. 따라서 피착면에 부착될 때 직경이 커서 섬유자체를 지탱하게 되고 구체 모르타르 표면에 돌출되어 이후 타설될 구체 보수 모르타르에 묻혀 접착력을 증가 시키게 된다.
상기 사탕수수 버개스재는 사탕수수 공정라인에서 나오는 잔류물 및 발전소의 버개스재를 말하며, 최근에 바이오 매스로 활용되어지고 있다. 상기 사탕수수 버개스재를 모르타르에 첨가되면, 시멘트를 대체할 친환경 물질로서 강도를 증가시키는 역할을 한다. 사탕수수 버개스재는 200 ~ 300 mesh로 구성되고, 2.3 ~ 2.7 중량% 혼합하는 것이 바람직하다.
상기의 언급한 구성물질에서, 본 발명은 추가로 바이오황(Bio-sulfur) 0.8 ~ 0.9 중량%, 제지애쉬 0.8 ~ 0.9 중량% 및 탈황석고 0.8 ~ 0.9 중량%를 혼합할 수 있다.
상기 바이오황은 원유 정제공정이나 배기가스 처리공정에서 발생하는 아황산가스(SO2)를 화학적 처리 방법을 이용하여 처리하는 탈황공정에서 생산되는 무기 황과 달리 바이오 황은 매립지에서 발생하는 바이오 가스에 함유된 황화수소(H2S)를 제거하기 위해 미생물을 이용하는 생물학적 처리공정에서 생산되는 유기황을 의미한다.
바이오 황은 화학적인 측면에서 일반 황과 비교시 유사한 특징을 가지고 있으나 차이점이 존재한다.
무기황은 자연계 화학적 탈황 부산물로 소수성이며, 비중 1.95 ∼ 2.26g/cm3을 가진다. 또한 사방정계 구조로 비누 비료등을 제조하는데 활용되고, 반면 바이오황은 자연계 생물학적 탈황 부산물로 친수성으로 비중 1.30 ∼ 1.402.26g/cm3 가지며, 구형구조로서 화학적 제품군 및 비료등을 제조하는데 활용된다.
상기 바이오황은 제지애쉬 및 탈황석고와 함께 혼합되며, 상기 3가지 모두 더한 혼합물이 3% 이내로 혼합하여 첨가한다. 3%가 넘을 시 강도의 저하를 가져올 수 있으므로 3% 이하의 값이 적당하다. 상기 물질들이 혼합되어 첨가시에 강도를 더욱 높이며 내화학성중 내산성 및 내염성을 향상시킨다.
이와같이 본 발명에 따른 친환경 물질이 함유된 콘크리트 단면보수용 구체 모르타르 조성물은 콘크리트와 구체 모르타르 사이에 뛰어난 접착력을 발현하여 콘크리트의 보수가 예상되는 구조물(지하박스, 터널, 구조물, 정수장, 댐, 교량, 정수시설물, 하수시설물 및 지하암거등)에 벌어짐과 균열을 방지함이 가능하다.
한편, 본 발명에서는 친환경 물질이 함유된 콘크리트 단면보수용 구체 모르타르를 이용한 콘크리트 단면보수공법에 대해 상세히 기술한다.
도 1을 참조하면 본 발명인 친환경 물질이 함유된 콘크리트 단면보수용 구체 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면보수공법은 (a) 콘크리트 표면의 열화부를 제거하고, 내부의 부식된 철근을 제거하는 열화부 제거단계(S100);, (b) 상기 열화부 제거단계(S100)후 콘크리트 철근에 방청제를 도포하는 방청제 도포단계(S200);
(c) 상기 방청제 도포단계(S200)후 상기 콘크리트 철근을 추가로 설치하여 보강하는 철근 보강단계(S300);, (d) 상기 철근 보강단계(S300)후 보강된 콘크리트에 고압물 세척장치를 사용하여 표면 및 보수부분의 먼지 및 이물질을 제거하는 이물질 제거단계(S400);, (e) 상기 이물질 제거단계(S400)후 이물질이 제거된 콘크리트 표면에 구체 모르타르를 도포하는 구체 모르타르 도포단계(S500);, (f) 상기 구체 모르타르 도포단계(S500)후 상기 구체 모르타르 상층으로 구체 보수 모르타르를 도포하는 구체 보수 모르타르 도포단계(S600);, (g) 상기 구체 보수 모르타르 도포단계(S600)후 상기 구체 보수 모르타르 상층으로 폴리머 모르타르를 도포하는 폴리머 모르타르 도포단계(S700);, (h) 상기 폴리머 모르타르 도포단계(S700)후 도포된 폴리머 모르타르 상층으로 중성화 방지제를 도포하는 중성화 방지제 도포단계(S800); 및 (i)　상기 중성화 방지제 도포단계(S800)후 중성화 방지제 상층으로 표면마감재를 도포하여 단면을 복구하는 단면복구 양생단계(S900);로 구성된다.
본 발명에 따른 단면보수를 시작하기 전에, 콘크리트의 손상부위를 확인하고 시공해야할 손상부위를 표시이후 상기 단면보수공법에 따라 복구가 진행된다.
상기 (a)단계는 CTC 500mm 간격으로 앵커를 시공하고, 용접철망을 앵커부에 TEG용접하는 앵커시공 및 용접철망 용접단계를 추가하여 염해 및 중성화를 방지하는데 나은 효과를 가진다.
상기 (i) 단계는 표면마감장치를 이용하여 표면을 도포하며, 24 ~ 48시간 경화된다.
상기 방청제 도포단계(S200), 철근 보강단계(S300) 및 구체 모르타르 도포단계(S500)는 손상된 부위의 상태에 따라 시공이 필요할 경우 시공을 진행하고, 시공이 필요없을 경우 생략할 수 있다.
본 발명에서는 친환경 물질이 함유된 콘크리트 단면보수용 구체 모르타르를 이용한 콘크리트 단면보수공법의 특징으로 모르타르 도포단계(S500, S600, S700)에 들어가는 모르타르의 성분이 각각 다르며, 본 발명의 큰 특징을 가진다.
먼저, 상기 (e) 단계에서 도포되는 구체 모르타르는 시멘트 78 ~ 85 중량%, 실리카흄 1 ~ 5 중량%, S/BA(styrene-butyl acrylate) 3.5 ~ 7.5 중량%, SBR(styrene-butadiene rubber) 3.5 ~ 7.5 중량%, 비닐론계 섬유 0.05 ~ 1 중량% 및 사탕수수 버개스재 2.3 ~ 2.7 중량%를 혼합하여 이루어지는 구체 모르타르를 도포한다.
상기 (f) 단계에서 도포되는 구체 보수 모르타르는 상기 (e)단계에서 도포되는 구체 모르타르 조성물에 추가로 바이오황(Bio-sulfur) 0.8 ~ 0.9 중량%, 제지애쉬 0.8 ~ 0.9 중량% 및 탈황석고 0.8 ~ 0.9 중량%를 혼합하여 이루어진다.
상기 (g) 단계에서 도포되는 상기 폴리머 모르타르는 시멘트 35 ~ 40%, 골재 45 ~ 50 중량%, 실리카흄 2 ~ 5 중량%, 알킬암모니움염(Alkyammonium salt) 0.5 ~ 5 중량%, 아미노카복실레이트 염(Aminocarboxylate salt) 0.5 ~ 5 중량%, 칼슘포메이트 0.01 ~ 2 중량%, 비닐아세테이트-비닐버세테이트폴리머 0.01 ~ 5 중량%, 2,2-디메틸-1,3프로판티올 0.1 ~ 2 중량% 및 사탕수수 버개스재 1 ~ 1.2 중량%로 혼합하여 이루어지며, 마찬가지로 상기(f)단계와 같이 추가로 바이오황(Bio-sulfur) 0.1 ~ 0.4 중량%, 제지애쉬 0.1 ~ 0.4 중량% 및 탈황석고 0.1 ~ 0.4 중량%를 혼합할 수 있다.
실시예
본 발명에 따른 친환경 물질이 함유된 콘크리트 단면보수용 구체 모르타르 조성물을 제조했다.
실험예 1
상기 실시예에 따른 친환경 물질이 함유된 콘크리트 단면보수용 구체 모르타르 조성물의 시험체를 제조하고 휨강도, 압축강도 및 부착강도등을 평가하기 위해 한국에스지에스(주) 건설시험연구원에 의뢰하여 시험 및 검사(KS F 4042-'12)를 실시하고 그 결과를 아래 표 1 및 도 2에 나타냈다.
연번 시험검사·종목 단위 시험검사· 방법 시험 ·검사결과


1
휨강도
 3일 N/mm2










KS F 4042-'12



 7.2
7일 N/mm2 9.5
28일 N/mm2 10.9


2
압축강도
 3일 N/mm2 32.8
7일 N/mm2 48.5
28일 N/mm2 66.4


3
부착강도
표준조건		 N/mm2 1.9

온냉 반복 후		 N/mm2 1.6
4 내알칼리성 N/mm2 57.8
5 투 수 량 g 2.3

6
물 흡수 계수		 kg/m2, h0.5 0.16
7 습기 투과 저항성 m 0.8
8 염화물 이온 침투 저항성 coulombs 472
9 길이 변화율 % -0.034
10 중성화 저항성 mm 1.5
상기 표 1에 나타난 것과 같이 KS 품질기준으로 휨강도 6.0 N/mm2 이상, 압축강도 20.0 N/mm2 이상으로 나타나고, 나머지 시험·검사종목 결과값이 판정기준에 부합하여 상기 실시예에 따른 시험체의 우수함을 알 수 있다.
실험예 2
상기 실시예에 따른 친환경 물질이 함유된 콘크리트 단면보수용 구체 모르타르 조성물의 시험체를 제조하고 시험을 위해 이물질 제거단계 후 프라이머를 도포하고 프라이머 상층으로 시험체를 부착하여 부착강도 비를 평가했다. 시험 및 검사는 한국에스지에스(주) 건설시험연구원에 의뢰하여 KS F 2761-'16방법을 통해 실시하고 그 결과를 아래 표 2 및 도 3에 나타냈다.
연번 시험·검사종목 단위 시험· 검사방법 시험· 검사결과
1 부착강도 비 % KS F 2761-'16 113
상기 표 2에 나타난 것과 같이 KS 품질기준으로 부착강도 비 113으로 나타나 판정기준에 부합하여 부착강도 비가 우수함을 알 수 있다.
본 발명인 친환경 물질이 함유된 콘크리트 단면보수용 구체 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면보수공법은 부착단면이 증대되며, 들뜸이 사라질뿐만 아니라 모르타르 자체에 방청성이 있어서 중성화 및 염해현상 방지에 탁월하다.
본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
S100: 열화부 제거단계 S200: 방청제 도포단계
S300: 철근 보강단계 S400: 이물질 제거단계
S500: 구체 모르타르 도포단계
S600: 구체 보수 모르타르 도포단계
S700: 폴리머 모르타르 도포단계
S800: 중성화 방지제 도포단계
S900: 단면복구 양생단계

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 친환경 물질이 함유된 콘크리트 단면보수용 구체 모르타르를 이용한 콘크리트 단면보수공법에 있어서,
    상기 단면보수공법은
    (a) 콘크리트 표면의 열화부를 제거하고, 내부의 부식된 철근을 제거하는 열화부 제거단계(S100);
    (b) 상기 열화부 제거단계(S100)후 콘크리트 철근에 방청제를 도포하는 방청제 도포단계(S200);
    (c) 상기 방청제 도포단계(S200)후 상기 콘크리트 철근을 추가로 설치하여 보강하는 철근 보강단계(S300);
    (d) 상기 철근 보강단계(S300)후 보강된 콘크리트에 고압물 세척장치를 사용하여 표면 및 보수부분의 먼지 및 이물질을 제거하는 이물질 제거단계(S400);
    (e) 상기 이물질 제거단계(S400)후 이물질이 제거된 콘크리트 표면에 구체 모르타르를 도포하는 구체 모르타르 도포단계(S500);
    (f) 상기 구체 모르타르 도포단계(S500)후 상기 구체 모르타르 상층으로 구체 보수 모르타르를 도포하는 구체 보수 모르타르 도포단계(S600);
    (g) 상기 구체 보수 모르타르 도포단계(S600)후 상기 구체 보수 모르타르 상층으로 폴리머 모르타르를 도포하는 폴리머 모르타르 도포단계(S700);
    (h) 상기 폴리머 모르타르 도포단계(S700)후 도포된 폴리머 모르타르 상층으로 중성화 방지제를 도포하는 중성화 방지제 도포단계(S800); 및
    (i)　상기 중성화 방지제 도포단계(S800)후 중성화 방지제 상층으로 표면마감재를 도포하여 단면을 복구하는 단면복구 양생단계(S900);로 구성되되,
    상기 폴리머 모르타르는 시멘트 35 ~ 40%, 골재 45 ~ 50 중량%, 실리카흄 2 ~ 5 중량%, 알킬암모니움염(Alkyammonium salt) 0.5 ~ 5 중량%, 아미노카복실레이트 염(Aminocarboxylate salt) 0.5 ~ 5 중량%, 칼슘포메이트 0.01 ~ 2 중량%, 비닐아세테이트-비닐버세테이트폴리머 0.01 ~ 5 중량%, 2,2-디메틸-1,3프로판티올 0.1 ~ 2 중량% 및 사탕수수 버개스재 1 ~ 1.2 중량%, 바이오황(Bio-sulfur) 0.1 ~ 0.4 중량%, 제지애쉬 0.1 ~ 0.4 중량% 및 탈황석고 0.1 ~ 0.4 중량%로 구성되는 것을 특징으로 하는 친환경 물질이 함유된 콘크리트 단면보수용 구체 모르타르를 이용한 콘크리트 단면보수공법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 구체 모르타르는 시멘트 78 ~ 85 중량%, 실리카흄 1 ~ 5 중량%, S/BA(styrene-butyl acrylate) 3.5 ~ 7.5 중량%, SBR(styrene-butadiene rubber) 3.5 ~ 7.5 중량%, 비닐론계 섬유 0.05 ~ 1 중량% 및 사탕수수 버개스재 2.3 ~ 2.7 중량%를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 친환경 물질이 함유된 콘크리트 단면보수용 구체 모르타르를 이용한 콘크리트 단면보수공법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 구체 보수 모르타르는 시멘트 78 ~ 85 중량%, 실리카흄 1 ~ 5 중량%, S/BA(styrene-butyl acrylate) 3.5 ~ 7.5 중량%, SBR(styrene-butadiene rubber) 3.5 ~ 7.5 중량%, 비닐론계 섬유 0.05 ~ 1 중량% , 사탕수수 버개스재 2.3 ~ 2.7 중량%, 바이오황(Bio-sulfur) 0.8 ~ 0.9 중량%, 제지애쉬 0.8 ~ 0.9 중량% 및 탈황석고 0.8 ~ 0.9 중량%를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 친환경 물질이 함유된 콘크리트 단면보수용 구체 모르타르를 이용한 콘크리트 단면보수공법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 4항에 있어서,
    상기 단면복구 양생단계는 표면마감장치를 이용하여 표면을 도포하며, 24 ~ 48시간 경화되는 것을 특징으로 하는 친환경 물질이 함유된 콘크리트 단면보수용 구체 모르타르를 이용한 콘크리트 단면보수공법.

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KR101820350B1 (ko) 지오폴리머를 이용한 콘크리트 단면 보수용 모르타르 조성물 및 내산, 내황산염 및 염화 이온 침투 저항성이 우수한 친환경적인 콘크리트 단면 보수 방법
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Frigione Concrete with polymers
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