KR102509234B1 - 초미립 분말 초속경 시멘트콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로 포장 공법 - Google Patents

초미립 분말 초속경 시멘트콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로 포장 공법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 시멘트콘크리트 조성물은 미립자로 분쇄된 분말 시멘트, 입도 조정 규사, 알루미나시멘트, 속경화제, 충진제, 폴리머 성능 개선제, 강도 강화제, 분산제, 잠열재, 강도 보강재를 포함하고, 본 발명의 시멘트콘크리트 조성물을 이용한 도로 포장 공법은 도로 콘크리트의 측부 및 하부의 열화된 부분에 요철이 발생하도록 노면 절삭기 또는 치핑기로 파쇄하는 표면절삭단계, 도로 콘크리트의 손상 및 열화된 부분 또는 연약부위를 제거하는 제거단계, 파쇄 후 발생하는 버럭 및 폐콘크리트를 추가 제거하고 고압수세정기로 이물질을 청소하고 도로 표면을 건조하는 세정 및 건조단계, 본 발명의 시멘트콘크리트 조성물과, 물, 라텍스, 잔골재, 굵은골재를 혼합하고 소정의 시간동안 믹싱하여 도로 포장용 모르타르를 제조하는 모르타르 생성단계, 도로 표면에 접착제를 도포하고 도로 포장용 모르타르를 타설하는 타설단계, 및 타설된 도로 표면 위에 유성 피막양생제를 균등하게 도포하고 물을 분무하여 소정의 시간동안 건조하는 양생단계를 포함한다.

Description

초미립 분말 초속경 시멘트콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로 포장 공법{ULTRA-FINE POWDERED SUPER-FAST HARDENING CEMENT CONCRETE COMPOSITION AND THE CONSTRUCTION METHOD FOR ROAD PAVEMENT USING THE SAME}
본 발명은 초미립 분말 초속경 시멘트콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로 포장 공법에 관한 것으로서, 구체적으로 초미립 분말도를 가져 초고속으로 경화되고 콘크리트 수화열을 저감시켜 초기 미세균일을 방지하는 고강도성 시멘트콘크리트 조성물과 이를 혼합한 도로 포장용 모르타르 및 이를 이용한 도로 포장 공법에 관한 것이다.
도로 상의 콘크리트 구조물의 경우 일반 건물의 콘크리트 구조물과 달리 수많은 통행 차량에 의한 하중, 고온 또는 냉온으로 인한 온도 변화와 강우 또는 강설에 의한 습도 변화의 환경적 요인으로 인해 직접적 영향을 받게 되기 때문에 손상이 더욱 가속화되고 미세한 균열이 있어도 급속도로 균열이 커지는 문제가 발생되어 내구 수명이 크게 저하되는 현상이 잦다.
일반적으로 콘트리트 구조물의 강도와 시간 경과와 환경 영향에 따른 내구성을 증진시키기 위한 많은 콘크리트 모르타르 소재에 대한 연구개발이 꾸준히 이루어지고 있으나, 시간 경과, 환경 변화, 소성수축, 건조수축, 피로현상 등으로 강도 저하와 균열이 생겨 치명적인 결함을 모두 해결할 수 있는 획기적인 기술은 아직 시도되지 않고 있는 실정이다.
최근 들어 콘크리트 구조물 중에서 도로 노면이나 교량의 표면 또는 바닥판, 해수나 침수 내 수중 교량 또는 수중 건물에 대한 차별적이고 다양한 콘크리트 조성물에 대한 개발이 진행되고 있으나, 환경요인과 교통하중으로 인한 부식, 균열, 변형에 취약한 도로 노면의 보수 공사에 있어 강도가 강화되고 다양한 열화 요인의 극복을 위한 도로 노면 포장용 콘크리트 또는 모르타르에 대한 조성물의 연구는 미비한 실정이다.
도로 노면의 시공이나 타설 전에 열화 부분에 대한 예방이 필요하고 공사 이후에도 지속적으로 노면 품질을 유지해야 하는데, 이러한 보수 보강 공사에는 일반적으로 포틀랜드 시멘트를 사용하였던 바 양생에 많은 시간이 소요되어 도로 교통체증을 유발하고 물류 수송성에 어려움을 주어 경제적 손실까지 일으키는 문제가 꾸준히 제기되어 왔다.
따라서, 이러한 문제점과 필요성을 해결하기 위해 도로 보수공사에 있어 보수공사 시간의 절감으로 인해 보수비용을 절약하고 빠른 강도 발현 효과를 부여하기 위한 콘크리트 조성물이 요구된다. 또한 주재료인 포틀랜드 시멘트, 조강 시멘트에 비해서 높은 수화열과 건조수축으로 인해 구조물 내부에 내부응력이 잔류하여 미소 균열을 발생시키는 문제점을 해결하고 미소 내부 결함이 콘크리트 도로 구조물의 직간접적인 역학적 악영향을 미치지 않도록 본질적 해결책으로서 수화열을 저감시키는 제어능을 가짐과 동시에 혼합제재로 인한 강도, 양생능이 저하를 막아 경화속도와 강도가 현저히 개선된 콘크리트 조성물 개발이 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고 필요성을 충족시키기 위해 개발된 것으로서 도로 콘크리트 구조물의 보수공사 또는 시설 공사에 사용될 수 있는 초미립 분말로 이루어진 초속경 시멘트콘크리트 조성물을 제안한다.
본 발명의 다른 목적은 고강도, 고양생성의 초속 경화능력을 가진 시멘트콘크리트 조성물을 이용하여 현장에서 즉시 생성하여 도로 보수 포장에 활용될 수 있는 모르타르 조성물을 제안한다.
또한 본 발명의 또다른 목적은 미세 균열을 발생시키는 콘크리트 구조물의 수화열을 저감시키는 잠열재를 사용한 콘크리트 조성물에 있어 강도와 경화 속도가 저하되는 문제점을 개선한 시멘트콘크리트 조성물과 이를 이용한 모르타르 조성물을 활용한 도로 포장 보수공법을 제안함으로서 강도 유지 보수능이 개선되고 경화속도와 양생능력이 현저히 개선한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 시멘트콘크리트 조성물은 미립자로 분쇄된 분말 시멘트, 입도 조정 규사, 알루미나시멘트, 속경화제, 충진제, 폴리머 성능 개선제, 강도 강화제, 분산제, 잠열재, 강도 보강재를 포함한다.
구체적인 함량비는 분말 시멘트 20 내지 40wt%, 입도 조정 규사 20 내지 55wt%, 알루미나시멘트(alumina cement) 5 내지 20wt%, 속경화제 5 내지 25wt%, 충진제 2 내지 10wt%, 폴리머 성능 개선제 5 내지 15wt%, 강화제 0.5 내지 5wt%, 분산제 0.5 내지 3wt%, 잠열재 3 내지 7wt%, 및 보강재 0.5 내지 5wt%로 구성되나, 이에 반드시 제한되는 것은 아니다.
미립자로 분쇄된 분말 시멘트는 슬라그 시멘트 및 포틀랜드 시멘트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 시멘트로서 분말도 6000 내지 8500 cm2/g 로 분쇄된 것을 사용할 수 있으나, 이에 반드시 제한되는 것은 아니다.
입도 조정 규사는 입도 5호 규사 40 내지 60wt% 및 입도 6호 규사 60 내지 40wt%로 구성될 수 있으나 이에 반드시 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는 분말도를 상기 분말 시멘트의 수준으로 조정하여 사용할 수 있다.
알루미나시멘트 역시 분말도를 6000 내지 8500 cm2/g으로 조정하여 사용할 수 있으나 이에 반드시 제한되는 것은 아니다.
속경화제는 칼슘 설포 알루미네이트(calcium sulfo-aluminate, CSA), 석고, 산화칼슘(Ca0), 황산칼슘(CaSO4) 및 칼슘알루미네이트(calcium aluminate) 수화물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
충진제는 실리카 미분, 슬래그 미분, 플라이애쉬 미분, 메타카올린 미분, 미립 점토로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으며, 바람직하게는 다른 재료들의 분말도 수준보다 높은 분말도를 가질 수 있다. 충진제의 분말도는 기타 다른 재료들의 분말도의 공극 사이로 더 미립자로 분쇄된 충진제가 들어갈 수 있도록 입자를 조정하는 것이 바람직하며 분말도 7000 내지 9000 cm2/g 으로 조정될 수 있다.
폴리머 성능 개선제는 스티렌과 부타디엔이 2~3:1 중량비로 포함된 것을 사용한다.
강도 강화제는 실리카 흄과 나노탄소재가 2:1 중량비로 포함된 것을 사용하며, 이때 사용되는 나노탄소재는 다중벽 탄소나노튜브, 다발형 탄소나노튜브, 탄소나노플레이트, 판상형 그라파이트, 그래핀, 그래핀옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 이상일 수 있으나 이에 반드시 제한되는 것은 아니다.
분산제는 음이온계 또는 비음이온계 분산제를 사용할 수 있다.
잠열재는 상전이 온도가 60 내지 90℃인 유기계 및/또는 무기계 상전이 물질을 사용할 수 있는데, 여기서 유기계 상전이 물질은 아세트아마이드(acetamide, C2H5NO), 왁스, 및 스테아린산 중에서 선택된 어느 하나 이상의 비파라핀계 물질이고, 무기계 상전이 물질은 수산화스트론튬 수화물(Sr(OH)2·8H2O) 또는 수산화바륨 수화물(Ba(OH)2·8H2O)을 사용할 수 있다.
바람직하게는 잠열재가 아세트아마이드와 수산화스트론튬 수화물을 1:1~3의 중량비로 혼합하여 제조되거나, 또는 스테아린산과 수산화스트론튬 수화물이 1:1~3의 중량비로 혼합하여 제조된 것을 사용할 수 있다.
보강재는 아크릴계 섬유, 아크릴아미드계 섬유, 폴리비닐알콜계 섬유, 스틸계 섬유, PP(polypropylene)계 섬유, 셀룰로오스 나노섬유(cellulose nano-fiber), 셀룰로오스(cellulose)계 섬유, PE(polyethylene) 섬유, 및 아라미드 섬유로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있으나 이에 반드시 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 도로 콘크리트 보수용 모르타르 조성물은 본 발명의 일 실시예에 따른 시멘트콘크리트 조성물과, 상기 시멘트콘크리트 조성물 100중량부에 대해 물 20~25 중량부, 라텍스 26~28 중량부, 잔골재 260~270 중량부, 굵은골재 215~220 중량부를 포함하여 사용될 수 있다.
또한 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 도로 포장용 공법은 도로 콘크리트의 측부 및 하부의 열화된 부분에 요철이 발생하도록 노면 절삭기 또는 치핑기로 파쇄하는 표면절삭단계; 상기 도로 콘크리트의 손상 및 열화된 부분 또는 연약부위를 제거하는 제거단계; 파쇄 후 발생하는 버럭 및 폐콘크리트를 추가 제거하고 고압수세정기로 이물질을 청소하고 도로 표면을 건조하는 세정 및 건조단계; 상기 실시예에 따른 시멘트콘크리트 조성물을 이용하여 물, 라텍스, 잔골재, 굵은골재와 혼합 믹싱하여 도로 포장용 모르타르를 제조하는 모르타르 생성단계; 상기 세정 및 건조된 도로 표면에 접착제를 도포하고 상기 도로 포장용 모르타르를 타설하는 타설단계; 및 상기 타설된 도로 표면 위에 유성 피막양생제를 균등하게 도포하고 물을 분무하여 소정의 시간동안 건조하는 양생단계를 포함한다.
이때 모르타르 생성시, 굵은골재, 잔골재, 시멘트콘크리트 조성물, 물, 및 라텍스 순서로 혼합 및 믹싱하는 것이 바람직하나 이에 반드시 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서 제안하는 시멘트콘크리트 조성물은 일반 콘크리트 조성물에 비해 경화속도가 개선되어 양생기간이 단축되고, 초기 수화에 의한 발열을 저하하는 수화열 제어능이 있어 미세 균열 발생을 저감시켜 내구성이 증진되며, 초속경 시멘트계 결합재의 고비용을 해결할 수 있다.
아울러 콘크리트 구조물의 수화열 발생을 저감시키는 물질들이 가지는 단점으로서 일반 콘크리트에 비해 강도가 떨어지는 부분을 보완 또는 증진시키는 물질을 추가적으로 혼합함으로써 콘크리트 구조물의 전반적 성능지표를 모두 만족시키는 도로 포장용 모르타르 조성물을 제공할 수 있다.
또한 본 발명의 도로 포장 보수공법은 초속경 미립분말의 시멘트콘크리트 조성물로 현장에서 즉시 골자재와 혼합된 모르타르를 제조하여 도로 포장에 직접 타설하는 공법을 제공함으로써 신속한 시공현장의 진행과 시공시간을 절약하여 도로 교통체증의 문제점과 이로 인한 물류 지연으로부터의 경제적 손실을 예방할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시멘트콘크리트 조성물을 이용한 도로 포장 공법을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 도 1의 절삭 단계(S1)를 간략히 나타낸 모식도이다.
도 3은 도 1의 제거 단계(S2) 및 세정 및 건조 단계(S3)를 간략히 나타낸 모식도이다.
도 4는 도 1의 타설 단계(S5) 및 양생 단계(S6)를 간략히 나타낸 모식도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명은 특정한 실시 형태에 한정되는 것이 아니며 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 제안되는 시멘트콘크리트 조성물은 미립자로 분쇄된 분말 시멘트, 입도 조정 규사, 알루미나시멘트, 속경화제, 충진제, 폴리머 성능 개선제, 강도 강화제, 분산제, 잠열재, 강도 보강재를 포함하게 되어, 일반 콘크리트 조성물에 비해 경화속도가 개선되어 양생기간이 단축되고, 초기 수화에 의한 발열을 저하하는 수화열 제어능이 있어 미세 균열 발생을 저감시켜 내구성이 증진되는 특징이 있다.
구체적으로 본 발명의 일 실시예에 따른 시멘트콘크리트 조성물은 슬라그 시멘트 및 포틀랜드 시멘트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 시멘트로서 분말도 6000 내지 8500 cm2/g 로 분쇄된 분말 시멘트 20 내지 40wt%, 입도 조정 규사 20 내지 55wt%, 분말도 6000 내지 8500 cm2/g인 알루미나시멘트(alumina cement) 5 내지 20wt%, 칼슘 설포 알루미네이트(calcium sulfo-aluminate, CSA), 석고, 산화칼슘(Ca0), 황산칼슘(CaSO4) 및 칼슘알루미네이트(calcium aluminate) 수화물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 속경화제 5 내지 25wt%, 충진제 2 내지 10wt%, 스티렌과 부타디엔이 2~3:1 중량비로 포함된 폴리머 성능 개선제 5 내지 15wt%, 실리카 흄과 나노탄소재가 2:1 중량비로 포함된 강화제 0.5 내지 5wt%, 음이온계 또는 비음이온계 분산제 0.5 내지 3wt%, 상전이 온도가 60 내지 90℃인 유기계 및/또는 무기계 상전이 물질로 이루어진 잠열재 3 내지 7wt%, 및 보강재 0.5 내지 5wt%를 포함할 수 있다.
구체적으로 분말 시멘트와 입도 조정 규사, 알루미나시멘트는 분말도가 6000 내지 8500 cm2/g 으로 조정되어 혼합된다.
분말도가 6000 cm2/g 보다 낮으면 수화반응속도가 느려 경화지연 현상이 나타나며, 8500 cm2/g 보다 높으면 수화반응 속도는 증가하지만 분쇄비용이 높고 생산성이 악화된다.
일반적으로 도로 보수 공사에 많이 사용되는 포틀랜드 시멘트는 주요 수화광물인 C2S, C3S의 수화반응속도가 다른 초속경성 광물보다 낮아 분말도를 높임으로써 경화 속도를 높이는데는 한계가 있다.
따라서 바람직하게는 일반 시멘트와 슬라그 시멘트, 및 포틀랜드 시멘트를 1:1:1의 중량비 또는 1:2:1의 중량비, 또는 2:1:1의 중량비로 혼합하여 사용하고, 분말도를 상기 6000 내지 8500 cm2/g 의 수준으로, 바람직하게는 7500 내지 8500 cm2/g 으로 조정하여 혼합하여 타 광물 재료들과의 분산성과 수화반응 속도를 높여 경화속도를 높이도록 사용할 수 있다.
여기서 입도 조정 규사는 입도 5호 규사 40 내지 60wt% 및 입도 6호 규사 60 내지 40wt%를 사용하는데, 분쇄하여 분말도를 6000 내지 8500 cm2/g 으로 조정하는 것이 초고속 경화를 유도하는데 바람직하다. 특히 입도 5호 규사 60wt% 및 입도 6호 규사 40wt%의 비율 또는 입도 5호 규사 50wt% 및 입도 6호 규사 50wt%의 비율을 하여 사용할 때 콘크리트 모르타르의 작업성이 우수하기 때문에 바람직하며, 6호 입도의 규사 비율이 증가할수록 콘크리트 모르타르의 작업성이 감소되는 경향이 있다.
알루미나시멘트는 속경성 물질로서는 칼슘 설포 알루미네이트CSA(Calcium Sulfo-Aluminate)와 석고의 특징을 모두 갖고 있는 물질로서 특히 포틀랜드 시멘트에 비해 경화속도가 빠르고 내산성이 높다. 따라서, 시멘트콘크리트 조성물로 도로 포장용 모르타르를 만들 때 모르타르의 경화속도를 빠르게 하는 역할을 한다.
본 발명의 일 실시예에서 속경성 물질로 포함되는 알루미나시멘트는 그 함량이 5wt% 미만일 경우에는 모르타르의 응결시간이 늦어지기 때문에 외부 환경적 변화, 특히 강우 또는 강설에 의한 물의 침입시 보수 단면이 손상될 위험성이 높으며, 20wt% 초과할 경우에는 다른 광물재료와 함께 기능하여 콘크리트 조성물을 급격하게 경화시키기 때문에 도로 표면 보수를 위한 작업시간의 확보가 어렵게 된다.
알루미나시멘트와 함께 사용되어 단시간 내에 경화속도를 높이고 도로 양생시 치밀하고 강하게 경화시키기 위해 칼슘 설포 알루미네이트(calcium sulfo-aluminate, CSA), 석고, 산화칼슘(Ca0), 황산칼슘(CaSO4) 및 칼슘알루미네이트(calcium aluminate) 수화물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 속경화제를 5 내지 25wt%로 더 추가한다.
CSA는 석고와 반응을 하여 에트링자이트(ettringite)를 생성시켜 시멘트콘크리트 조성물로 만들어지는 모르타르의 경화속도를 빠르게 하고 경화체의 균열 및 들뜸을 방지하는 역할을 한다.
이들 속경화제 함량이 5wt% 미만일 경우에는 도로 보수용 모르타르의 응결시간이 늦어지기 때문에 강우 또는 강설로 인한 외부 침입된 물에 희석될 염려가 있으며, 25wt%를 초과할 경우에는 콘크리트 조성물이 급격하게 경화를 하기 때문에 주입을 위한 작업시간의 확보가 어렵게 되기 때문에, 시멘트콘크리트 조성물의 총 중량대비 5 내지 25wt%의 수준으로 포함시킨다.
폴리머 성능 개선제는 스티렌과 부타디엔이 2~3:1 중량비로 포함된 것으로서 시멘트콘크리트 조성물의 총 중량 대비 5 내지 15wt%로 포함되는 것이 바람직하다.
폴리머 성능 개선제는 스티렌과 부타디엔의 중합반응에 의해 생성된 라텍스 피막에 의해 시멘트콘크리트의 수화반응을 지연시키고, 초기 반응생성 수화물인 에트린자이트 생성을 억제시켜 초기 강도발현이 늦어지는 것을 방지하는 역할을 한다.
강화제는 시멘트콘크리트 조성물을 이용한 모르타르로 도로 포장 보수공사를 진행할 때 도로 표면 강도를 강화시키는 역할을 하는 것으로서 본 발명의 일 실시예로서 실리카 흄과 나노탄소재를 2:1 중량비로 혼합하여 사용한다. 바람직하게는 강화제가 전체 시멘트콘크리트 조성물 총 중량 대비 0.5 내지 5wt%로 포함될 수 있다.
실리카 흄은 콘크리트 조성물 내 석회질과 반응하여 칼슘실리케이트 수화물을 생성하고 본 발명의 시멘트콘크리트의 기공을 메워 도로 콘크리트 강도를 증진시킨다. 실리카 흄이 5wt% 이상으로 과량 함유되면 도로 콘크리트에서 강도 증진의 효과가 저해되는 문제가 있다. 또한 실리카 흄은 분말도가 매우 높으므로 본 발명의 초미립 분말의 시멘트콘크리트 조성물에서 강도 증진을 위한 미립자로 타 광물 재료 공극 내에 치밀하게 포함되어 강도를 더욱 높이는 역할을 할 수 있다.
실리카 흄과 더불어 초미세 입자로서 나노 탄소재를 함께 사용할 수 있는데, 매우 적은 함유량으로 큰 강도 증진 효과를 볼 수 있기 때문에 생산비용 절감의 경제적 효용성을 고려하여 실리카 흄보다 중량비를 절반 가량으로 포함시켜 사용할 수 있다.
나노 탄소재는 다중벽 탄소나노튜브, 다발형 탄소나노튜브, 탄소나노플레이트, 판상형 그라파이트, 그래핀, 그래핀옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 이상일 수 있으나 이에 반드시 제한되는 것은 아니다.
나노 탄소재는 판상형으로 수평 면적이 극대화되어 수분 배리어 특성과 수분 이동을 방해하는 기능을 월등하게 수행할 수 있으며, 콘크리트 조성물 내 고분자 물질과 결합시 인장 강도가 증가하므로 시멘트콘크리트 조성물을 이용하여 도로 보수 공사를 시공할 때 강도와 가공성을 향상시킬 수 있다.
나노 탄소재 중 탄소나노튜브는 튜브 형상을 이루는 벽의 수에 따라 단일벽, 이중벽, 다중벽 탄소나노튜브로 구분할 수 있는데, 본 발명의 일 실시예에서 시멘트콘크리트 조성물에 사용되는 탄소나노튜브는 다중벽 탄소나노튜브를 사용하여 수분 차폐 기능의 효율도 높게 할 수 있다.
또한 다발형 탄소나노튜브나 탄소나노플레이트를 사용하여 수평 면적을 확대한 나노 탄소재로부터 수분 차단력과 강도를 크게 할 수 있으므로 보수 공사 후 도로 콘크리트 구조물이 시간이 경과해도 수화 또는 황산염과 같은 화학물질로 인한 부식성을 견고하게 예방할 수 있다.
바람직한 실시예로서 나노 탄소재는 다중벽 탄소나노튜브를 주 재료로 하여, 판상형 그라파이트, 그래핀, 그래핀 옥사이드 중에서 선택된 물질을 보조적으로 추가하여 구성될 수 있는데, 그 함량 비율은 2:1일 수 있다.
나노 탄소재의 직경은 1 내지 50nm 일 수 있으며, 바람직하게는 1 내지 30nm일 수 있다. 직경이 50nm가 초과할 경우 시멘트콘크리트 조성물 내에서 고분자와의 복합 입자의 형성 효율이 감소되는 문제가 있고, 나노 탄소재의 길이가 길어지면 상호간 엉킴으로 인해 균일한 입도를 얻기 어려운 문제가 있다.
바람직한 실시예로서 다중벽 탄소나노튜브, 다발형 탄소나노튜브, 탄소나노플레이트, 판상형 그라파이트, 그래핀의 나노 탄소재는 시멘트콘크리트 내 고분자와의 복합체를 형성할 때 분산성을 높이기 위해서 표면 처리할 수 있다.
나노 탄소재의 표면 처리는 산화제 또는 산의 처리 등을 통해 나노 탄소재의 표면에 카르복시가(-COOH), 수산화기(-OH), 또는 에폭시기가 도입될 수 있다.
상기 표면처리를 위한 산은 일반적으로 황산, 염산, 질산 중에서 선택된 무기산 수용액을 사용할 수 있고, 산화제로서는 과산화수소 등을 이용할 수 있다.
또한 나노 탄소재의 분산성을 향상시키기 위해서 초음파를 이용할 수도 있는데, 산이나 산화제를 통한 표면 처리와 초음파 처리를 병행하여 사용할 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에서 도로 보수용 시멘트콘크리트 조성물로 사용되는 나노 탄소재는 다른 조성물질과 복합체를 형성하여 인장 강도를 증가시키고, 수분 차단 특성을 증가시키며, 장기적으로 내열성을 가지기 때문에 도로 포장 보수공사 시공 이후에 보수된 도로 콘크리트 구조물의 안정성을 높게 유지시킬 수 있다.
한편 본 발명의 시멘트콘크리트 조성물에 사용되는 충진제는 실리카 미분, 슬래그 미분, 플라이애쉬 미분, 메타카올린 미분, 미립 점토로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.
충진제는 시멘트콘크리트 조성물의 다른 광물 재료의 공극 사이를 충진할 수 있도록 다른 재료들의 분말도 수준보다 더 높은 분말도를 가질 수 있다.
충진제의 분말도는 기타 다른 재료들의 분말도의 공극 사이로 더 미립자로 분쇄된 충진제가 들어갈 수 있도록 입자를 조정하는 것이 바람직하며 분말도 7000 내지 9000 cm2/g 으로 조정될 수 있다.
충진제는 전체 시멘트콘크리트 조성물의 총 중량 대비 2 내지 10wt%로 포함될 수 있다.
상기 충진제에서 슬래그 미분말은 잠재 수경성을 가지고 있으며 포졸란 반응성을 나타내는 물질로서 장기 강도발현 및 내구성 증진과 수화열을 줄이기 위해 사용될 수 있다. 상기 슬래그 미분말은 분말도 7000 내지 9000 cm2/g 인 것이 바람직하며, 분말도가 낮은 경우, 포졸란 반응성이 낮을 수 있고, 분말도가 높은 경우 포졸란 반응성은 높으나 비용이 높아 경제성이 떨어질 수 있다.
한편 슬래그 미분말이 2wt% 미만인 경우, 장기강도 발현이 미약할 수 있으며, 10wt%를 초과하는 경우, 초기 강도 발현이 늦어질 수 있다. 특히 본 발명의 다른 실시예로서 충진제로 사용되는 슬래그 미분말은 고로 슬래그 미분말이 사용되는 것이 더욱 바람직하다.
한편 충진재에서 미립 점토는 보크사이트, 기브자이트, 다이어스포어, 베마이트, 비결정질 함수 알루미나, 갈철석, 석영, 장석류, 핼로이사이트, 카올리나이트, 논트로나이트, 라테라이트, 몬모릴로나이트, 벤토나이트와 같은 광물을 포함할 수 있다.
미립 점토는 희귀 광물이 아닌 일반적인 점토나 고령토에서 수득될 수 있는 광물을 포함하면 족할 것이지만, 바람직하게는 보크사이트, 카올리나이트 등을 포함할 수 있다.
미립 점토는 수 마이크로 미터의 입자 크기를 가지고 비중은 충진재 중량 내에서 0.5 내지 2일 수 있다.
미립 점토 내 광물은 도로 콘크리트 구조물의 열화된 공극으로 침투하여 도로 보수 처리 후 콘크리트 조직을 치밀하게 유지함으로써 내구성과 부착 강도를 향상시키는 기능을 할 수 있다.
음이온계 또는 비이온계 분산제가 전체 시멘트콘크리트 조성물 중량 대비 0.5 내지 3wt%로 사용될 수 있다.
상기 음이온계 또는 비이온계 분산제가 0.5wt% 미만인 경우에는 무기물질의 균일한 분산성을 얻기 어렵고, 3wt% 초과인 경우에는 과분산으로 재료의 침강현상이 발생할 수 있다.
본 발명의 시멘트콘크리트 조성물은 콘크리트 수화열을 저하시키기 위하여 잠열재를 조성하여 포함시킨다. 일 실시예로서 상기 잠열재는 상전이 온도가 60 내지 90℃인 유기계 및/또는 무기계 상전이 물질로 이루어질 수 있으며 그 함량은 전체 시멘트콘크리트 조성물 중량 대비 3 내지 7wt%로 포함될 수 있다.
여기서 유기계 상전이 물질은 아세트아마이드(acetamide, C2H5NO), 왁스, 및 스테아린산 중에서 선택된 어느 하나 이상의 비파라핀계 물질이고, 무기계 상전이 물질은 수산화스트론튬 수화물(Sr(OH)2·8H2O) 또는 수산화바륨 수화물(Ba(OH)2·8H2O)을 사용할 수 있다.
유기계 상전이 물질보다 무기계 상전이 물질이 수화열 제어기능과 경제성 측면에서 활용도가 높으며, 시멘트콘크리트 조성물에 상전이 물질을 첨가하여 콘크리트 구조물의 양생 시 압축강도의 저감 없이 수화열 및 수축저감 성능 및 인장강도의 향상을 기대할 수 있다.
본 발명의 실시예로서 상기 잠열재는 아세트아마이드와 수산화스트론튬 수화물을 1:1~3의 중량비로 혼합하여 제조하거나, 또는 스테아린산과 수산화스트론튬 수화물이 1:1~3의 중량비로 혼합하여 제조한 것을 사용할 수 있다.
추가적으로 상기 잠열재는 산화규소(SiO2), 수산화칼슘(Ca(OH)2), 산화알루미늄(Al2O3)의 화합물을 보조적으로 더 포함할 수 있다.
잠열재가 3wt% 미만으로 사용될 경우 콘크리트의 초기 수화열을 흡수하는 기능이 미약하여 수화열 저감하여 제어하는 기능이 제대로 나타나지 않을 수 있으며, 상기 잠열재가 7wt%를 초과하는 경우, 초기 수화단계에서 도로 콘크리트 구조물의 온도가 낮아져 반응성이 떨어지고 수화속도가 저하될 수 있으며 압축 강도가 일반 시멘트 보수공법에 비해 다소 낮아지는 문제가 발생할 수 있다.
따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 시멘트콘크리트 조성물은 보강재를 전체 조성물 중량 대비 0.5 내지 5wt% 추가하여 포함시킬 수 있다.
보강재는 아크릴계 섬유, 아크릴아미드계 섬유, 폴리비닐알콜계 섬유, 스틸계 섬유, PP(polypropylene)계 섬유, 셀룰로오스 나노섬유(cellulose nano-fiber), 셀룰로오스(cellulose)계 섬유, PE(polyethylene) 섬유, 및 아라미드 섬유 등에서 선택된 섬유강화복합재료를 사용할 수 있다. 섬유강화복합재료는 고인성 모르타르 조성물에서 휨강도를 높이기 위해 첨가한다.
바람직하게는 아크릴계 섬유, 아크릴아미드계 섬유, PP(polypropylene) 섬유를 1:1:1 또는 1:0.5:1의 중량비로 혼합하여 사용할 수 있다.
보강재는 도로 콘크리트 조성물 전체 중량대비 0.5 내지 5wt% 로 포함될 수 있는데, 섬유강화복합재료의 보강재를 0.5wt% 미만으로 사용할 경우에는 도로 표면 또는 내부 강도의 향상에 큰 효과가 없고, 5wt% 를 초과할 경우에는 도로 콘크리트 조성물의 원활한 분산ㆍ혼합성능을 크게 저해시키기 때문에 함량을 제한하였다.
섬유강화복합재료는 도로 포장 보수공법시 친환경적이고 반영구적인 내구성을 강화시키고, 콘크리트 구조물의 내부 부식을 방지하고 내화성과 방수기능까지 부여할 수 있어 염해, 화학적부식, 곰팡이나 박테리아 세균, 병원성 미생물 등으로 인한 피해를 최소화하도록 유지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 도로 콘크리트 보수용 모르타르 조성물은 상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 시멘트콘크리트 조성물과, 상기 시멘트콘크리트 조성물 100중량부에 대해 물 20~25 중량부, 라텍스 26~28 중량부, 잔골재 260~270 중량부, 굵은골재 215~220 중량부를 포함하여 사용될 수 있다.
물은 일반적인 배합수로서 깨끗한 물로서 기름, 염분, 산, 알칼리, 당분 등 품질에 영향을 주는 유해물이 없는 것으로 사용한다.
라텍스는 도로 보수공법에 적용되는 라텍스로서 스틸렌과 부타디엔을 주 모노머로 사용하고 공중합한 폴리머와 물을 일정 비율로 혼합하여 만든 재료로서 고형분 함유량, 입도분포, 제조공정 등에 따라 품질 변화가 되지 않는 표준화된 제조공정을 통해 제조한 제품을 사용한다.
잔골재는 도로 포장 전문시방서 기준에 적합한 깨끗한 자연모래를 사용하며, 비중이 2.5이상, 흡수율이 3.0 이하, 입경 0.08mm 통과량이 3.0 이하, 점토 덩어리 함유량이 1.0이하, 비중 2.0의 액체에 뜨는 것이 0.5이하의 전문시방서 토목편 13-3-1의 2.0 기준을 준수하는 것을 사용한다.
굵은골재는 전문시방서 토목편 13-3-1의 2.2 기준에 적합한 깨끗하고 견실한 쇄석 또는 자갈이어야 하며 최대골재치수는 타설 두께의 1/3 이하가 되는 비율로 포함한다.
본 발명에서 제안하는 시멘트콘크리트 조성물의 성분과 조성비를 달리하되, 이를 포함하고 anaf 라텍스, 잔골재, 굵은골재와 혼합하여 도로 포장용 모르타르를 제조하는 구체적인 실시예를 하기와 같이 실시예 1과 실시예 2로 구성하였다.
도로 보수용 실험에 직접 사용되는 모르타르는 하기 실시예에 따라 각각 제조된 시멘트콘크리트 조성물을 100중량부로 하여 물 20 중량부, 라텍스 28 중량부, 잔골재 260 중량부, 굵은골재 220 중량부로 일정하게 혼합하여 콘크리트 모빌믹서기에서 믹싱하여 열화된 도로에 타설하고 소정의 양생기간동안 압축강도와 휨강도, 및 콘크리트 수화열에 의한 상승 온도를 측정하였다.
실시예 1과 실시예 2는 재료 성분비가 거의 동일한 조건에서 실시예 2에 강도 강화제와 보강재의 성분비를 더 증가하여 실험하였다.
비교예 1과 비교예 2는 시판되는 도로 포장용 시멘트 모르타르를 구매하여 사용하였으며 각각의 성분은 하기와 같다.
<실시예 1>
일반 시멘트, 슬라그 시멘트, 및 포틀랜드 시멘트를 1:1:1 중량비로 혼합한 분말 시멘트 35wt%(분말도 7000 cm2/g),
입도 5호 규사 60wt% 및 입도 6호 규사 40wt%로 구성된 규사 22wt%,
알루미나시멘트(alumina cement) 7wt%(분말도 7000 cm2/g),
칼슘 설포 알루미네이트(calcium sulfo-aluminate, CSA)와 석고를 1:1 중량비로 혼합한 속경화제 8wt%,
실리카 미분, 슬래그 미분, 미립 점토를 1:1:1 중량비로 혼합한 충진제 10wt%(분말도 8500 cm2/g),
스티렌과 부타디엔이 2:1 중량비로 포함된 폴리머 성능 개선제 10wt%,
비음이온계 분산제 2wt%,
스테아린산과 수산화스트론튬 수화물이 1:3의 중량비로 혼합한 잠열재 5wt%,
실리카 흄과 나노탄소재가 2:1 중량비로 포함된 강화제 0.5wt%, 및
PP섬유 및 아크릴아미드계 섬유 혼합 보강재 0.5wt%를 포함
<실시예 2>
일반 시멘트, 슬라그 시멘트, 및 포틀랜드 시멘트를 1:1:1 중량비로 혼합한 분말 시멘트 30wt%(분말도 7000 cm2/g),
입도 5호 규사 60wt% 및 입도 6호 규사 40wt%로 구성된 규사 22wt%,
알루미나시멘트(alumina cement) 7wt%(분말도 7000 cm2/g),
칼슘 설포 알루미네이트(calcium sulfo-aluminate, CSA)와 석고를 1:1 중량비로 혼합한 속경화제 8wt%,
실리카 미분, 슬래그 미분, 미립 점토를 1:1:1 중량비로 혼합한 충진제 10wt%(분말도 8500 cm2/g),
스티렌과 부타디엔이 2:1 중량비로 포함된 폴리머 성능 개선제 10wt%,
비음이온계 분산제 2wt%,
스테아린산과 수산화스트론튬 수화물이 1:3의 중량비로 혼합한 잠열재 5wt%,
실리카 흄과 나노탄소재가 2:1 중량비로 포함된 강화제 3wt%, 및
PP섬유 및 아크릴아미드계 섬유 혼합 보강재 3wt%를 포함
<비교예 1>
포틀랜드 시멘트, 고로슬래그 미분말, 무수석고 및 탈황석고를 1:1 중량비로 혼합한 석고분말, 규사, 나프탈렌 감수제, 소석회분말 포함
<비교예 2>
포틀랜드 시멘트, 고로슬래그 미분말, 칼슘 알루미네이트, 무수석고 및 탈황석고를 1:1 중량비로 혼합한 석고분말, 실리카 흄, 소석회 분말, 규사, 나프탈렌 감수제 포함
하기 표 1은 실시예 1 및 2, 비교예 1 및 2의 시간에 따른 압축강도 변화이다.
압축강도(kgf/cm2)
재령일 1일 재령일 10일 재령일 30일
실시예1 310 391 431
실시예2 345 398 445
비교예1 293 380 392
비교예2 295 382 395
상기 표 1에서 알 수 있듯이, 실시예에 따른 본 발명의 시멘트콘크리트 조성물로 만든 모르타르는 다른 비교예들에 비하여 재령일에 따른 압축 강도가 우수한 것을 확인하였으며, 특히 실시예 2는 실리카 흄과 나노탄소재로 만든 강도 강화제와 섬유 혼합 보강재가 실시예 1에 비하여 더 많이 함유되어 있어 압축강도가 단연 우수한 것을 확인하였다. 이는 잠열재 성분으로 인해 압축강도가 낮아지는 요인을 강도 강화제와 섬유 혼합 보강재가 보완하여 속경화는 물론 강도가 양생기간 동안 더욱 강화된 것으로 보인다.
하기 표 2는 실시예 1 및 2, 비교예 1 및 2의 시간에 따른 휨강도 변화이다.
휨강도(kgf/cm2)
재령일 1일 재령일 10일 재령일 30일
실시예1 72 133 140
실시예2 73 141 152
비교예1 62 73 89
비교예2 66 71 90
상기 표 2에서 알 수 있듯이, 실시예 1과 2는 비교예들에 비하여 우수한 휨강도 특성을 재령일이 경과함에 따라 보여주고 있다.
특히 재령일이 경과함에 따라 실리카 흄과 나노탄소재로 만든 강도 강화제와 섬유 혼합 보강재의 비중이 높은 실시예 2에서 우수한 휨강도 특성이 발현되었다.
하기 표 3은 실시예 1 및 2, 비교예 1 및 2의 콘크리트 조성물의 수화시 발생되는 수화열에 의한 상승 온도를 측정한 것이다.
최고 상승 온도(℃)
실시예 1 58.8
실시예 2 59.2
비교예 1 68.5
비교예 2 66.7
상기 표 3에서 알 수 있듯이, 초속경 시멘트콘크리트 조성물이 수화에 의해서 발생되는 수화열은 콘크리트 구조물에 미세 균열을 발생시키는 원인이 되며 도로 콘크리트 구조물의 열화의 원인이 되어 수명을 단축시키게 된다. 표 3에서는 실시예에 따른 시멘트콘크리트 조성물이 잠열재에 의해 수화열을 감소시키는 것을 알 수 있으며 이를 이용한 모르타르 조성물로 도로 포장 보수공사를 할 경우 도로 콘크리트 구조물의 수명 단축을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 도로 포장용 보수공법은 도 1의 흐름도에 개시한 바와 같이 도로 콘크리트의 측부 및 하부의 열화된 부분에 요철이 발생하도록 노면 절삭기 또는 치핑기로 파쇄하는 표면절삭단계(S1)와, 상기 도로 콘크리트의 손상 및 열화된 부분 또는 연약부위를 제거하는 제거단계(S2), 파쇄 후 발생하는 버럭 및 폐콘크리트를 추가 제거하고 고압수세정기로 이물질을 청소하고 도로 표면을 건조하는 세정 및 건조단계(S3). 상기 실시예에 따른 시멘트콘크리트 조성물을 이용하여 물, 라텍스, 잔골재, 굵은골재와 혼합 믹싱하여 도로 포장용 모르타르를 제조하는 모르타르 생성단계(S4), 상기 세정 및 건조된 도로 표면에 접착제를 도포하고 상기 도로 포장용 모르타르를 타설하는 타설단계(S5), 및 상기 타설된 도로 표면 위에 유성 피막양생제를 균등하게 도포하고 물을 분무하여 소정의 시간동안 건조하는 양생단계(S6)를 포함한다. 이외에도 양생이 완료된 이후 포장된 도로에 대해 보수공사 품질 시험 또는 검사 단계(S7)가 추가된다.
각 단계와 관련된 구체적인 도로 포장의 간략한 도면은 도 2 내지 도 4에 나타내었다.
도로 보수 공법에서는 먼저 S1 단계로서 도로에서 열화되거나 손상된 보수 대상 부분(20)을 도 2에서 보는 바와 같이 절삭기(10) 등을 이용하여 화학적 부식, 염해, 및 중성화로 인해 피해를 입은 부위(20)를 절삭, 파쇄해야 한다.
도로의 보수 부위(20)의 L형 측구는 노면 절삭기를 이용하여 50mm 내외 깊이로 파쇄하고 하부면 역시 절사면이 요철이 되도록 파쇄한다. 로우더 장비를 이용하여 파쇄하기 어려운 부분은 전동해머 또는 에어치핑기 등을 사용하여 열화부분을 파쇄할 수 있다.
다음으로 S2 단계에서 도로 콘크리트의 보수 부위(20)에서 손상 및 열화된 부분 또는 연약부위를 제거한다. 도 3에서와 같이 청소용 로우더 장비 또는 와이어 브러쉬 등(30)을 이용하여 연약부분이나 열화된 부분의 버럭 및 폐콘크리트를 모아서 제거하며, S3 단계에서 고압수 세정기를 이용하여 세정하고 보수 부위(20)를 건조한다.
고압수 세정기는 100 내지 150kg/m2 의 고압으로 강하게 도로 표면 위에 남아있는 이물질을 완전히 제거할 수 있다. 물을 사용할 수 없을 경우 압축공기나 진공 흡입기를 사용하여 이물질이나 콘크리트 열화부분을 제거할 수 있다.
세정순서는 위쪽에서 아래쪽으로 하고 오염된 물이 아래쪽 벽면에 부착되지 않도록 주의하여 세정하며, 겨울철에는 동결에 유의한다. 유지 등으로 더러위진 부분은 용제나 전용세제를 사용하여 세정한다.
S4 단계에서는 도로 포장용 모르타르를 제조하는데, 콘크리트는 경화 속도가 빠르므로 시공 현장에서 이동식 콘크리트 믹서기를 이용하여 도로 포장용 모르타르를 즉시로 생성하여야 한다.
바람직하게는 본 발명의 실시예에 따른 시멘트콘크리트 조성물의 각 재료를 분리 적재하여 포설 위치까지 별도로 이동하였다가 현장에서 시간당 7m3 이상의 양으로 초속경 콘크리트 모르타르를 생산과 동시에 포설할 수 있도록 장비를 준비하여 사용한다.
이동식 콘크리트 믹서기를 이용하여 도로 포장용 모르타르를 배합할 때 굵은골재, 잔골재, 시멘트콘크리트 조성물, 물, 및 라텍스 순서로 혼합 및 믹싱하는 것이 바람직하다.
해당 이동식 콘크리트 믹서기에는 배합수, 골재, 라텍스, 시멘트콘크리트 조성물 등을 일정하게 투입할 수 있고 배합량을 정밀하게 조절할 수 있는 자동 제어기가 장착되는 것이 바람직하다.
S4 단계에서 제조된 도로 포장용 모르타르는 도 4에서 보는 바와 같이 도로 포장의 보수 부위(20)에 타설되어 함몰된 보수 부위에 모르타르(40)가 배치되어 양생 과정을 거친다(S5, S6).
부착력을 증진시키기 위해 도로 보수 부위(20)에 사전에 브루밍 또는 신구접착제를 도포 할 수 있다.
또한 포설 두께는 보수부위 절삭 두께와 동일하게 하며, 모서리부, 측벽부, 철근노출부, 깊이변형부위 등과 같이 채움이 취약한 부위에는 봉 다짐을 실시하여야 한다.
본 발명의 실시예에 따른 시멘트콘크리트 조성물을 이용하여 제조된 모르타르(40)는 포설 즉시 초고속으로 경화되고 미소 균열없이 치밀한 강도로 양생되기 때문에 도로 교통의 체증을 유발하지 않고 빠른 시간 내에 도로 포장 작업이 가능하다.
타설이 완료된 구간은 표면 균열 발생 방지를 위해 타설 직후 즉시 유성 피막양생제를 균등하게 1.0 ~ 1.5 L/m2 (원액농도 1.05kg/m2)를 살포할 수 있다.
또한 낮은 수분 함량비로 제조된 모르타르는 타설 직후 수분 증발에 의한 폴리머 점성증가로 초기 균열이 발생할 수 있으므로 분무를 통해 손실된 수분을 보충 하여야 한다.
도로 보수 포장 후 양생 과정이 끝난 뒤 S7 단계에서는 도로 보수의 품질 시험과 검사 과정을 거치게 된다. 시험항목은 압축강도, 부착강도, 슬럼프, 공기량 등이며 양생과 시공 등이 불량한 부위는 품질시험 결과에 따라 재시공 등의 조치를 취해야 한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수 도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 슬라그 시멘트 및 포틀랜드 시멘트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 시멘트로서 분말도 6000 내지 8500 cm2/g 로 분쇄된 분말 시멘트 20 내지 40wt%,
    입도 조정 규사 20 내지 55wt%,
    분말도 6000 내지 8500 cm2/g인 알루미나시멘트(alumina cement) 5 내지 20wt%,
    칼슘 설포 알루미네이트(calcium sulfo-aluminate, CSA), 석고, 산화칼슘(Ca0), 황산칼슘(CaSO4) 및 칼슘알루미네이트(calcium aluminate) 수화물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 속경화제 5 내지 25wt%,
    충진제 2 내지 10wt%,
    스티렌과 부타디엔이 2~3:1 중량비로 포함된 폴리머 성능 개선제 5 내지 15wt%,
    실리카 흄과 나노탄소재가 2:1 중량비로 포함된 강화제 0.5 내지 5wt%,
    음이온계 또는 비음이온계 분산제 0.5 내지 3wt%,
    스테아린산과 수산화스트론튬 수화물이 1:1~3의 중량비로 혼합된 잠열재 3 내지 7wt%, 및
    보강재 0.5 내지 5wt%를 포함하는 시멘트콘크리트 조성물
  2. 제1항에 있어서,
    상기 입도 조정 규사는 입도 5호 규사 40 내지 60wt% 및 입도 6호 규사 60 내지 40wt%로 구성되는 것을 특징으로 하는 시멘트콘크리트 조성물
  3. 제1항에 있어서,
    상기 충진제는 실리카 미분, 슬래그 미분, 플라이애쉬 미분, 메타카올린 미분, 미립 점토로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 시멘트콘크리트 조성물
  4. 제1항에 있어서,
    상기 나노탄소재는 다중벽 탄소나노튜브, 다발형 탄소나노튜브, 탄소나노플레이트, 판상형 그라파이트, 그래핀, 그래핀옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 이상인 시멘트콘크리트 조성물
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 보강재는 아크릴계 섬유, 아크릴아미드계 섬유, 폴리비닐알콜계 섬유, 스틸계 섬유, PP(polypropylene)계 섬유, 셀룰로오스 나노섬유(cellulose nano-fiber), 셀룰로오스(cellulose)계 섬유, PE(polyethylene) 섬유, 및 아라미드 섬유로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나 이상인 섬유강화복합재료인 시멘트콘크리트 조성물
  8. 제1항의 시멘트콘크리트 조성물과, 상기 시멘트콘크리트 조성물 100중량부에 대해 물 20~25 중량부, 라텍스 26~28 중량부, 잔골재 260~270 중량부, 굵은골재 215~220 중량부를 포함하는 도로 포장용 모르타르 조성물
  9. 도로 콘크리트의 측부 및 하부의 열화된 부분에 요철이 발생하도록 노면 절삭기 또는 치핑기로 파쇄하는 표면절삭단계;
    상기 도로 콘크리트의 손상 및 열화된 부분 또는 연약부위를 제거하는 제거단계;
    파쇄 후 발생하는 버럭 및 폐콘크리트를 추가 제거하고 고압수세정기로 이물질을 청소하고 도로 표면을 건조하는 세정 및 건조단계;
    슬라그 시멘트 및 포틀랜드 시멘트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 시멘트로서 분말도 6000 내지 8500 cm2/g 로 분쇄된 분말 시멘트; 입도 조정 규사; 분말도 6000 내지 8500 cm2/g인 알루미나시멘트(alumina cement); 칼슘 설포 알루미네이트(calcium sulfo-aluminate, CSA), 석고, 산화칼슘(Ca0), 황산칼슘(CaSO4) 및 칼슘알루미네이트(calcium aluminate) 수화물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 속경화제; 실리카 미분, 슬래그 미분, 플라이애쉬 미분, 메타카올린 미분, 미립 점토로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 충진제;스티렌과 부타디엔이 2~3:1 중량비로 포함된 폴리머 성능 개선제; 실리카 흄과 나노탄소재가 2:1 중량비로 포함된 강화제; 음이온계 또는 비음이온계 분산제; 스테아린산과 수산화스트론튬 수화물이 1:1~3의 중량비로 혼합된 잠열재; 및 아크릴계 섬유, 아크릴아미드계 섬유, 폴리비닐알콜계 섬유, 스틸계 섬유, PP(polypropylene)계 섬유, 셀룰로오스 나노섬유(cellulose nano-fiber), 셀룰로오스(cellulose)계 섬유, PE(polyethylene) 섬유, 및 아라미드 섬유로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나 이상의 보강재를 포함하는 시멘트콘크리트 조성물과, 상기 시멘트콘크리트 조성물 100중량부에 대해 물 20~25 중량부, 라텍스 26~28 중량부, 잔골재 260~270 중량부, 굵은골재 215~220 중량부를 혼합하고 소정의 시간동안 믹싱하여 도로 포장용 모르타르를 제조하는 모르타르 생성단계;
    상기 세정 및 건조된 도로 표면에 접착제를 도포하고 상기 도로 포장용 모르타르를 타설하는 타설단계; 및
    상기 타설된 도로 표면 위에 유성 피막양생제를 균등하게 도포하고 물을 분무하여 소정의 시간동안 건조하는 양생단계를 포함하는 도로 포장 공법
  10. 제9항에 있어서,
    상기 모르타르 생성단계는, 굵은골재, 잔골재, 시멘트콘크리트 조성물, 물, 및 라텍스 순서로 혼합 및 믹싱하는 것을 특징으로 하는 도로 포장 공법
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