KR102546492B1 - High functional cement mortar composition for repairing and reinforcing concrete structure and repairing and reinforcing method for concrete structure using the same - Google Patents

High functional cement mortar composition for repairing and reinforcing concrete structure and repairing and reinforcing method for concrete structure using the same Download PDF

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Abstract

본 발명은 고기능성 결합재 10 내지 80 중량%, 잔골재 15 내지 85 중량%, 개질 혼화제 0.1 내지 20 중량% 및 물 1 내지 30 중량%를 포함하되;
상기 고기능성 결합재는 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 칼슘알루미네이트 15 내지 45 중량부, 탄산마그네슘 10 내지 30 중량부, 중공형 실리카 10 내지 30 중량부, 오산화안티몬 1 내지 15 중량부, 수산화철 분말 0.01 내지 10 중량부 및 이모골라이트 0.01 내지 10 중량부를 포함하는 것이고;
상기 개질 혼화제는 폴리에틸렌비닐아세테이트 100 중량부에 대하여, 메틸메타크릴레이트-부타디엔 공중합체 70 내지 90 중량부, 글리시딜메타크릴레이트 30 내지 50 중량부, 폴리설폰에테르이미드 10 내지 30 중량부, 에틸렌비스스테아린산아마이드 1 내지 10 중량부, 폴리에틸렌 이민 0.01 내지 5 중량부 및 디메틸글리옥심 0.01 내지 5 중량부를 포함하는 것을 사용함으로써;
속경성, 수중 재료불분리성, 고유동성 및 고점성의 우수한 경화성능을 구현할 수 있고, 우수한 강도, 성능회복기능, 균열억제성능, 평활성, 내마모성, 내화성, 내식성, 내염해성, 중성화 방지, 동결융해저항성, 탈취, 내구성 등의 고기능성을 구현하여, 일반적인 콘크리트 구조물 뿐만 아니라, 수중 및 열악한 환경에 노출된 콘크리트 구조물에 대해서도 보수 및 보강 효과를 향상시킬 수 있는 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강공법에 관한 것이다.The present invention includes 10 to 80% by weight of a high-functional binder, 15 to 85% by weight of fine aggregate, 0.1 to 20% by weight of a modified admixture, and 1 to 30% by weight of water;
The high-functional binder contains 15 to 45 parts by weight of calcium aluminate, 10 to 30 parts by weight of magnesium carbonate, 10 to 30 parts by weight of hollow silica, 1 to 15 parts by weight of antimony pentoxide, and iron hydroxide powder, based on 100 parts by weight of early strong Portland cement. 0.01 to 10 parts by weight and 0.01 to 10 parts by weight of imogolite;
The modifying admixture is based on 100 parts by weight of polyethylene vinyl acetate, methyl methacrylate-butadiene copolymer 70 to 90 parts by weight, glycidyl methacrylate 30 to 50 parts by weight, polysulfone etherimide 10 to 30 parts by weight, ethylene By using one comprising 1 to 10 parts by weight of bis-stearic acid amide, 0.01 to 5 parts by weight of polyethylene imine and 0.01 to 5 parts by weight of dimethylglyoxime;
It can realize excellent hardening performance of fast hardening, water inseparability, high fluidity and high viscosity, excellent strength, performance recovery function, crack inhibition performance, smoothness, abrasion resistance, fire resistance, corrosion resistance, salt damage resistance, neutralization prevention, freeze and thaw resistance A high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures capable of improving the repair and reinforcement effects not only for general concrete structures but also for concrete structures exposed to water and poor environments by realizing high functionality such as deodorization and durability, and It relates to a method of repair and reinforcement of concrete structures using the same.

Description

콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강공법{High functional cement mortar composition for repairing and reinforcing concrete structure and repairing and reinforcing method for concrete structure using the same}High functional cement mortar composition for repairing and reinforcing concrete structure and repairing and reinforcing method for concrete structure using the same}

본 발명은 속경성, 수중 재료불분리성, 고유동성 및 고점성의 우수한 경화성능을 구현할 수 있고, 우수한 강도, 성능회복기능, 균열억제성능, 평활성, 내마모성, 내화성, 내식성, 내염해성, 중성화 방지, 동결융해저항성, 탈취, 내구성 등의 고기능성을 구현하여, 일반적인 콘크리트 구조물 뿐만 아니라, 수중 및 열악한 환경에 노출된 콘크리트 구조물에 대해서도 보수 및 보강 효과를 향상시킬 수 있는 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강공법에 관한 것이다.The present invention can implement excellent curing performance of fast hardening, water inseparability, high fluidity and high viscosity, excellent strength, performance recovery function, crack inhibition performance, smoothness, abrasion resistance, fire resistance, corrosion resistance, salt damage resistance, neutralization prevention, High-functional cement for repair and reinforcement of concrete structures that can improve the repair and reinforcement effect not only for general concrete structures but also for concrete structures exposed to water and poor environments by realizing high functionality such as freeze-thaw resistance, deodorization, and durability. It relates to a mortar composition and a method for repair and reinforcement of a concrete structure using the same.

일반적으로 콘크리트 구조물은 시간의 흐름에 따라 염해, 열화와 같은 외적 환경 원인, 설계하중, 소성수축 또는 건조수축과 같은 재료 특성, 배합조건, 시공적인 요인 등의 여러가지 요인에 의하여 구조적 성능을 잃고 공용연수가 줄어든다. 특히, 콘크리트 구조물에 균열이 발생하게 되면 물이 균열을 통해 침입하기 쉬워지고, 내부 철근부식 등이 발생해 콘크리트 구조물의 내구성이 현저히 떨어지고, 미관이 악화될 뿐만 아니라, 심한 경우에는 콘크리트 구조물 자체의 하중을 견디지 못하고 붕괴될 수도 있다. 특히, 수중에 건설된 콘크리트 구조물의 대부분은 구조적으로 가장 중요한 기초 부분이거나 집중하중을 받는 경우가 많고, 쇄굴, 충격 또는 기타 사유에 의해 더욱 균열이 발생하기 쉬우며, 물 또는 화학성분이 상기한 균열부위로 더욱 용이하게 침투하고, 내부 철근을 부식시킴으로써 콘크리트가 쉽게 파손될 수 있다.In general, concrete structures lose their structural performance over time due to various factors such as external environmental causes such as salt damage and deterioration, design load, material properties such as plastic shrinkage or drying shrinkage, mixing conditions, and construction factors. is reduced In particular, when a crack occurs in a concrete structure, it is easy for water to penetrate through the crack, and corrosion of internal reinforcing bars occurs, which significantly lowers the durability of the concrete structure and deteriorates the aesthetics. In severe cases, the load on the concrete structure itself may not withstand and may collapse. In particular, most of concrete structures built underwater are structurally the most important foundation parts or are often subjected to concentrated loads, and cracks are more likely to occur due to cleaving, impact, or other reasons, and water or chemical components can cause the above-mentioned cracks. It penetrates more easily into the site and can easily damage the concrete by corroding the internal reinforcing bars.

한편, 급속한 경제발전을 이룩한 우리나라의 경우, 새로운 구조물의 대량 건설사업에 급급하여, 상대적으로 콘크리트 구조물의 유지관리에는 관심을 기울이지 못한 결과, 초기 건설비용에 비해 더욱 많은 유지관리비용이 지출되는 경우가 많았다. 따라서 이러한 콘크리트 구조물에 대한 유지관리를 위하여, 많은 예산을 들여 진단하여야 하고, 일단 균열이 발생된 콘크리트 구조물에 대하여는 내구성의 회복, 구조물의 안정성 및 미관성 등을 고려하여 보수보강용 시멘트 모르타르를 이용해 보수를 할 필요성이 있었다.On the other hand, in the case of Korea, which achieved rapid economic development, it was busy with mass construction of new structures, and as a result, relatively little attention was paid to the maintenance of concrete structures. . Therefore, for the maintenance of these concrete structures, it is necessary to spend a large budget to diagnose them, and for the concrete structures that have cracked once, repair them using cement mortar for repair and reinforcement in consideration of recovery of durability, stability and aesthetics of the structure, etc. there was a need to do

그러나 콘크리트 구조물이 수중에 건설된 경우를 비롯한, 우수 및 하수 관련 구조물, 하수종말처리장 구조물, 수중콘크리트 구조물, 해양 콘크리트 구조물, 수리구조물(농수로, 배수로, 수간교, 수문구조물), 화학공장, 정수장 등의 열악한 환경하의 콘크리트 구조물 및 프리캐스트 제품, 하수관거, 하수암거, 맨홀 및 관련 지하구조물, 지수구조물, 지중구조물, 도수터널, 복개 구조물 등과 같이 화학적 부식에 노출된 구조물의 경우에는 이러한 진단 및 보수보강이 매우 어려운 문제점이 있었다. However, rainwater and sewage-related structures, sewage treatment plant structures, underwater concrete structures, marine concrete structures, hydraulic structures (agricultural waterways, drainage channels, water bridges, water gate structures), chemical factories, water purification plants, etc. In the case of structures exposed to chemical corrosion, such as concrete structures and precast products, sewer pipes, sewage culverts, manholes and related underground structures, waterstop structures, underground structures, water tunnels, cover structures, etc. under the harsh environment of I had a very difficult problem.

이에, 이러한 수중 또는 열악한 환경에 노출된 콘크리트 구조물을 보수보강하기 위한 모르타르 조성물은 물과의 접촉을 최소화하는 방식으로 사용되어 왔다. 그러나 이러한 방식으로도 타설 초기 물과 접촉하는 것을 막기 어렵고, 타설 후에는 경화 및 접착불량, 부착강도의 심각한 저하 현상 등으로 인하여 콘크리트 구조물의 보수보강 효과가 현저히 떨어지는 문제점이 있었다. 뿐만 아니라, 물과의 접촉에 의한 재료분리 및 환경오염 등의 여러가지 문제점이 여전히 남아있는 실정이다. Accordingly, mortar compositions for repairing and reinforcing concrete structures exposed to water or harsh environments have been used in a manner that minimizes contact with water. However, even in this way, it is difficult to prevent contact with water at the beginning of pouring, and after pouring, there is a problem in that the effect of repair and reinforcement of concrete structures is significantly reduced due to poor curing and adhesion, and a serious decrease in adhesive strength. In addition, various problems such as material separation and environmental pollution due to contact with water still remain.

또한, 상기한 바와 같이 환경적으로 콘크리트 구조물이 수중에 건설된 경우 및 화학적 부식에 노출된 콘크리트 구조물에서는 생활하수 등에 포함된 유기물이 세균에 의한 반응으로 황산이온을 생성함으로써 콘크리트를 침식시키거나, 온천지대 또는 산성비 등에 의한 산성 물질이 콘크리트를 침식시키거나, 하수종말처리에 관련된 철근 콘크리트 구조물의 아황산염에 의해 콘크리트 구조물이 부식되는 등 화학적 부식 문제가 빈번하게 발생하였다. 또한, 대도시의 가정하수, 산업폐수 등의 우수 및 오·폐수는 오수관, 하수관 등의 콘크리트 구조물들을 통과하면서 혐기성 발효를 하고, 부패됨으로써, 암모니아 등 각종 유해가스가 발생하여 심한 악취를 발생하는 문제점이 있는 실정이다.In addition, as described above, in the case where concrete structures are constructed underwater and exposed to chemical corrosion, organic matter contained in domestic sewage etc. generates sulfate ions through reaction by bacteria, thereby eroding the concrete or hot springs. Chemical corrosion problems frequently occurred, such as acidic substances caused by land or acid rain eroding concrete or concrete structures being corroded by sulfite of reinforced concrete structures related to sewage treatment. In addition, rainwater and sewage and wastewater such as domestic sewage and industrial wastewater in large cities are subjected to anaerobic fermentation while passing through concrete structures such as sewage pipes and sewage pipes, and are decayed, resulting in various harmful gases such as ammonia, resulting in severe odor. There is a situation.

따라서 일반적인 콘크리트 구조물 뿐만 아니라, 수중 및 열악한 환경에 노출된 콘크리트 구조물에 대해서도 속경성, 수중 재료불분리성, 고유동성의 우수한 경화성능을 구현할 수 있고, 우수한 강도, 성능회복기능, 내마모성, 내화성, 내식성, 내염해성, 중성화 방지, 동결융해저항성, 탈취, 내구성 등의 고기능성을 구현함으로써, 균열발생을 효과적으로 억제할 수 있는 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르의 개발이 요구되고 있는 실정이다.Therefore, not only general concrete structures, but also concrete structures exposed to water and harsh environments can realize excellent hardening performance of fast hardening, inseparability of materials in water, and high fluidity, as well as excellent strength, performance recovery function, abrasion resistance, fire resistance, and corrosion resistance. , It is required to develop a high-functional cement mortar for repair and reinforcement that can effectively suppress crack generation by realizing high functionality such as salt resistance, neutralization prevention, freeze-thaw resistance, deodorization, and durability.

대한민국 등록특허 제10-0384942호Republic of Korea Patent No. 10-0384942 대한민국 등록특허 제10-1672713호Republic of Korea Patent No. 10-1672713 대한민국 등록특허 제10-1832164호Republic of Korea Patent No. 10-1832164 대한민국 등록특허 제10-2248403호Republic of Korea Patent No. 10-2248403

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 일 구현예는 일반적인 콘크리트 구조물 뿐만 아니라, 수중 및 열악한 환경에 노출된 콘크리트 구조물에 대해서도 우수한 경화성능을 구현할 수 있고, 우수한 강도 등의 고기능성을 구현하여 균열발생을 억제할 수 있는 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강공법을 제공하고자 하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, and one embodiment of the present invention can realize excellent curing performance not only for general concrete structures but also for concrete structures exposed to water and harsh environments, and to provide excellent strength, etc. It is an object of the present invention to provide a high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures capable of suppressing crack generation by realizing high functionality and a method for repair and reinforcement of concrete structures using the same.

본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Various problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 구현예는 고기능성 결합재 10 내지 80 중량%, 잔골재 15 내지 85 중량%, 개질 혼화제 0.1 내지 20 중량% 및 물 1 내지 30 중량%를 포함하되;One embodiment of the present invention includes 10 to 80% by weight of a high-functional binder, 15 to 85% by weight of fine aggregate, 0.1 to 20% by weight of a modified admixture, and 1 to 30% by weight of water;

상기 고기능성 결합재는 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 칼슘알루미네이트 15 내지 45 중량부, 탄산마그네슘 10 내지 30 중량부, 중공형 실리카 10 내지 30 중량부, 오산화안티몬 1 내지 15 중량부, 수산화철 분말 0.01 내지 10 중량부 및 이모골라이트 0.01 내지 10 중량부를 포함하는 것이고;The high-functional binder contains 15 to 45 parts by weight of calcium aluminate, 10 to 30 parts by weight of magnesium carbonate, 10 to 30 parts by weight of hollow silica, 1 to 15 parts by weight of antimony pentoxide, and iron hydroxide powder, based on 100 parts by weight of early strong Portland cement. 0.01 to 10 parts by weight and 0.01 to 10 parts by weight of imogolite;

상기 개질 혼화제는 폴리에틸렌비닐아세테이트 100 중량부에 대하여, 메틸메타크릴레이트-부타디엔 공중합체 70 내지 90 중량부, 글리시딜메타크릴레이트 30 내지 50 중량부, 폴리설폰에테르이미드 10 내지 30 중량부, 에틸렌비스스테아린산아마이드 1 내지 10 중량부, 폴리에틸렌 이민 0.01 내지 5 중량부 및 디메틸글리옥심 0.01 내지 5 중량부를 포함하는 것인 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물을 제공한다.The modifying admixture is based on 100 parts by weight of polyethylene vinyl acetate, methyl methacrylate-butadiene copolymer 70 to 90 parts by weight, glycidyl methacrylate 30 to 50 parts by weight, polysulfone etherimide 10 to 30 parts by weight, ethylene It provides a highly functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures comprising 1 to 10 parts by weight of bis-stearic acid amide, 0.01 to 5 parts by weight of polyethylene imine and 0.01 to 5 parts by weight of dimethylglyoxime.

상기 오산화안티몬은 사방정계(침상형) 삼산화안티몬 및 등축정계 삼산화안티몬을 1: 2 내지 5 중량비율로 혼합하여, 삼산화안티몬 혼합분말을 준비하는 단계; 상기 삼산화안티몬 혼합분말 100 중량부를 200 내지 800 중량부의 정제수, 1 내지 10 중량부의 아민계 분산제 및 0.01 내지 5 중량부의 pH 조절제의 혼합용액과 혼합하여 65 내지 85 ℃의 온도로 승온 및 현탁시켜 현탁액을 제조하는 단계; 상기 현탁액에 과산화수소 90 내지 200 중량부를 0.5 내지 2 시간 동안 분할 첨가한 후, 90 내지 120 ℃의 온도로 반응시킴으로써, 오산화안티몬 졸을 제조하는 단계; 및 상기 오산화안티몬 졸을 건조시킨 후 분쇄하는 단계;를 포함하는 방법으로 제조되는 것일 수 있다.The antimony pentoxide is mixed with orthorhombic (acicular) antimony trioxide and cubic antimony trioxide in a weight ratio of 1: 2 to 5 to prepare an antimony trioxide mixed powder; 100 parts by weight of the antimony trioxide mixed powder is mixed with a mixed solution of 200 to 800 parts by weight of purified water, 1 to 10 parts by weight of an amine-based dispersant, and 0.01 to 5 parts by weight of a pH adjusting agent, heated to a temperature of 65 to 85 ° C., and suspended to form a suspension manufacturing; preparing an antimony pentoxide sol by adding 90 to 200 parts by weight of hydrogen peroxide to the suspension in portions for 0.5 to 2 hours and then reacting at a temperature of 90 to 120 °C; and drying and pulverizing the antimony pentoxide sol.

상기 수산화철 분말은 밤송이 형상을 갖는 수산화철 분말인 것이고;The iron hydroxide powder is an iron hydroxide powder having a shape of chestnuts;

상기 밤송이 형상을 갖는 수산화철 분말은 1 내지 10 M농도의 카르보닐 디아마이드(CH4N2O) 수용액에, 1 내지 10 M농도가 되도록 Fe 전구체 화합물을 첨가한 후, 세틸트리메틸암모늄 브롬화물 0.001 내지 0.005 몰을 투입 및 혼합하여 혼합용액을 제조하는 단계; 상기 혼합용액을 70 내지 150 ℃의 온도에서 0.5 내지 3 시간 동안 반응시키는 단계; 및 상기 반응이 완료된 반응물을 여과 및 세척한 후, 40 내지 80 ℃의 온도에서 1 내지 10 시간 동안 건조시켜 밤송이 형상을 갖는 수산화철 분말을 제조하는 단계;를 포함하는 방법으로 제조되는 것일 수 있다.The iron hydroxide powder having the shape of a chestnut is added to an aqueous solution of carbonyl diamide (CH 4 N 2 O) at a concentration of 1 to 10 M, a Fe precursor compound is added to a concentration of 1 to 10 M, and then cetyltrimethylammonium bromide is added to the 0.001 to 10 M concentration. Preparing a mixed solution by adding and mixing 0.005 mol; reacting the mixed solution at a temperature of 70 to 150 °C for 0.5 to 3 hours; and filtering and washing the reactant after the reaction is completed, and then drying the reactant at a temperature of 40 to 80° C. for 1 to 10 hours to prepare iron hydroxide powder having a shape of a chestnut cluster.

상기 폴리에틸렌 이민은 소수화된 폴리에틸렌 이민인 것이고;the polyethylene imine is a hydrophobized polyethylene imine;

상기 소수화된 폴리에틸렌 이민은 상기 폴리에틸렌이민의 아미노기(amino group)가 데카노일 클로라이드(decanoyl chloride)의 염화카보닐기(carbonyl chloride)와 축합반응을 하여 소수화되는 것이되;The hydrophobized polyethyleneimine is hydrophobicized by a condensation reaction between the amino group of the polyethyleneimine and the carbonyl chloride group of decanoyl chloride;

상기 아미노기와 염화카보닐기의 몰비가 1: 0.04 내지 1.40인 것일 수 있다.The molar ratio of the amino group to the carbonyl chloride group may be 1:0.04 to 1.40.

또한, 본 발명의 다른 일 구현예는 상기 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물을 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강공법으로서,In addition, another embodiment of the present invention is a method of repair and reinforcement of a concrete structure using a high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of the concrete structure,

콘크리트 구조물의 레이탄스, 불순물 또는 열화부위를 치핑장치로 치핑하여 제거한후, 청소하여 바탕면을 정리하는 단계; 상기 정리된 바탕면에 프라이머 또는 블루밍 처리하는 단계; 상기 프라이머 또는 블루밍 처리된 표면에, 상기 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물을 타설하여 표면을 마무리하는 단계; 상기 마무리된 표면에 표면보호 및 강화 코팅제를 도포하여 표면을 마감하는 단계; 및 양생하는 단계를 포함하는 것인 콘크리트 구조물의 보수보강공법을 제공한다.Step of cleaning the base surface after removing the laitance, impurities or deterioration of the concrete structure by chipping with a chipping device; Primer or blooming treatment on the cleaned surface; Finishing the surface by pouring a high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of the concrete structure on the surface treated with the primer or blooming; Finishing the surface by applying a surface protection and strengthening coating agent to the finished surface; And it provides a method of repair and reinforcement of concrete structures comprising the step of curing.

본 발명의 일 구현예에 따른 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강공법에 의하면; 속경성, 수중 재료불분리성, 고유동성 및 고점성의 우수한 경화성능을 구현할 수 있고, 우수한 강도, 성능회복기능, 균열억제성능, 평활성, 내마모성, 내화성, 내식성, 내염해성, 중성화 방지, 동결융해저항성, 탈취, 내구성 등의 고기능성을 구현함으로써, 균열발생을 효과적으로 억제할 수 있는 효과가 있다.According to the high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures according to one embodiment of the present invention and the repair and reinforcement method of concrete structures using the same; It can realize excellent hardening performance of fast hardening, water inseparability, high fluidity and high viscosity, excellent strength, performance recovery function, crack inhibition performance, smoothness, abrasion resistance, fire resistance, corrosion resistance, salt damage resistance, neutralization prevention, freeze and thaw resistance By realizing high functionality such as , deodorization and durability, there is an effect of effectively suppressing crack generation.

이로써, 일반적인 콘크리트 구조물 뿐만 아니라, 수중 및 열악한 환경에 노출된 콘크리트 구조물에 대해서도 보수 및 보강 효과를 향상시켜 유지관리 비용을 현저히 절감할 수 있고, 연속타설 시공의 개선효과를 가진다. 또한 본 발명의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물은 빗물, 우수, 지하수 등의 접촉 시 수질에 영향을 주지 않으며, 시공에 의한 토양과의 접촉 또는 입자 분리 형태에서 유해물질을 발생시키지 않음으로 친환경적 기능성 효과를 나타낸다.As a result, it is possible to significantly reduce maintenance costs by improving repair and reinforcing effects not only for general concrete structures but also for concrete structures exposed to water and harsh environments, and has an effect of improving continuous casting construction. In addition, the high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of the present invention does not affect water quality when in contact with rainwater, rainwater, groundwater, etc., and does not generate harmful substances in the form of contact with soil or particle separation due to construction, so it is environmentally friendly. show effect.

이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, this is presented as an example, and the present invention is not limited thereby, and the present invention is only defined by the scope of the claims to be described later.

본 발명의 일 구현예는 고기능성 결합재 10 내지 80 중량%, 잔골재 15 내지 85 중량%, 개질 혼화제 0.1 내지 20 중량% 및 물 1 내지 30 중량%를 포함하되;One embodiment of the present invention includes 10 to 80% by weight of a high-functional binder, 15 to 85% by weight of fine aggregate, 0.1 to 20% by weight of a modified admixture, and 1 to 30% by weight of water;

상기 고기능성 결합재는 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 칼슘알루미네이트 15 내지 45 중량부, 탄산마그네슘 10 내지 30 중량부, 중공형 실리카 10 내지 30 중량부, 오산화안티몬 1 내지 15 중량부, 수산화철 분말 0.01 내지 10 중량부 및 이모골라이트 0.01 내지 10 중량부를 포함하는 것이고;The high-functional binder contains 15 to 45 parts by weight of calcium aluminate, 10 to 30 parts by weight of magnesium carbonate, 10 to 30 parts by weight of hollow silica, 1 to 15 parts by weight of antimony pentoxide, and iron hydroxide powder, based on 100 parts by weight of early strong Portland cement. 0.01 to 10 parts by weight and 0.01 to 10 parts by weight of imogolite;

상기 개질 혼화제는 폴리에틸렌비닐아세테이트 100 중량부에 대하여, 메틸메타크릴레이트-부타디엔 공중합체 70 내지 90 중량부, 글리시딜메타크릴레이트 30 내지 50 중량부, 폴리설폰에테르이미드 10 내지 30 중량부, 에틸렌비스스테아린산아마이드 1 내지 10 중량부, 폴리에틸렌 이민 0.01 내지 5 중량부 및 디메틸글리옥심 0.01 내지 5 중량부를 포함하는 것인 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물을 제공한다.The modifying admixture is based on 100 parts by weight of polyethylene vinyl acetate, methyl methacrylate-butadiene copolymer 70 to 90 parts by weight, glycidyl methacrylate 30 to 50 parts by weight, polysulfone etherimide 10 to 30 parts by weight, ethylene It provides a highly functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures comprising 1 to 10 parts by weight of bis-stearic acid amide, 0.01 to 5 parts by weight of polyethylene imine and 0.01 to 5 parts by weight of dimethylglyoxime.

이러한 본 발명의 일 구현예에 따른 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강공법에 의하면; 속경성, 수중 재료불분리성, 고유동성 및 고점성의 우수한 경화성능을 구현할 수 있고, 우수한 강도, 성능회복기능, 균열억제성능, 평활성, 내마모성, 내화성, 내식성, 내염해성, 중성화 방지, 동결융해저항성, 탈취, 내구성 등의 고기능성을 구현함으로써, 균열발생을 효과적으로 억제할 수 있는 효과가 있다.According to the high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures according to one embodiment of the present invention and the repair and reinforcement method of concrete structures using the same; It can realize excellent hardening performance of fast hardening, water inseparability, high fluidity and high viscosity, excellent strength, performance recovery function, crack inhibition performance, smoothness, abrasion resistance, fire resistance, corrosion resistance, salt damage resistance, neutralization prevention, freeze and thaw resistance By realizing high functionality such as , deodorization and durability, there is an effect of effectively suppressing crack generation.

이로써, 일반적인 콘크리트 구조물 뿐만 아니라, 수중 및 열악한 환경에 노출된 콘크리트 구조물에 대해서도 보수 및 보강 효과를 향상시켜 유지관리 비용을 현저히 절감할 수 있고, 연속타설 시공 및 수질 오염 방지 등의 시공성 및 친환경성이 개선되는 효과가 있다.As a result, it is possible to significantly reduce maintenance costs by improving the effect of repair and reinforcing not only general concrete structures, but also concrete structures exposed to underwater and poor environments, and workability and eco-friendliness such as continuous pouring construction and prevention of water pollution are improved. It has an improving effect.

보다 구체적으로, 본 발명의 일 구현예에 따른 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물은 고기능성 결합재 10 내지 80 중량%, 잔골재 15 내지 85 중량%, 개질 혼화제 0.1 내지 20 중량% 및 물 1 내지 30 중량%를 포함한다.More specifically, the high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures according to an embodiment of the present invention contains 10 to 80% by weight of a high-functional binder, 15 to 85% by weight of fine aggregate, 0.1 to 20% by weight of a modifying admixture and 1 water. to 30% by weight.

일반적으로 골재는 잔골재와 굵은골재로 구분되며, 본 발명의 명세서에서 "잔골재"라 함은 평균 입경이 5 mm 이하인 것을 의미한다. 상기 잔골재는 본 발명의 일 구현예에 따른 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물에 15 내지 85 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다.In general, aggregates are classified into fine aggregates and coarse aggregates, and "fine aggregates" in the specification of the present invention means those having an average particle diameter of 5 mm or less. The fine aggregate is preferably contained in the range of 15 to 85% by weight in the high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures according to one embodiment of the present invention.

보다 구체적으로 상기 잔골재는 실리카질 규사 75 내지 99 중량% 및 석회암 1 내지 25 중량%를 포함하는 것일 수 있다.More specifically, the fine aggregate may include 75 to 99% by weight of siliceous silica sand and 1 to 25% by weight of limestone.

상기 실리카질 규사는 입자 크기가 4호사 내지 5호사(0.7 내지 2.0㎜)인 것이 바람직하다. 상기 실리카질 규사의 입자 크기가 너무 클 경우에는 재료 분리 및 마무리성이 저하될 우려가 있고, 상기 실리카질 규사의 입자 크기가 너무 작은 경우에는 작업성을 저하시킬 수 있다. 이러한 상기 실리카질 규사는 상기 잔골재에 대하여 75 내지 99 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다.The siliceous silica preferably has a particle size of No. 4 to No. 5 (0.7 to 2.0 mm). If the particle size of the siliceous silica sand is too large, material separation and finishing properties may be deteriorated, and if the particle size of the siliceous silica sand is too small, workability may be deteriorated. The siliceous silica sand is preferably contained in the range of 75 to 99% by weight based on the fine aggregate.

상기 석회암은 점성저하를 방지하고, 강도를 증진시키는 기능을 할 수 있다. 이러한 상기 석회암은 상기 잔골재에 대하여 1 내지 25 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. The limestone may function to prevent a decrease in viscosity and increase strength. The limestone is preferably contained in an amount of 1 to 25% by weight based on the fine aggregate.

상기 석회암은 열처리하여 탄산가스를 완전히 제거한 것을 사용하여, 상기한 효과를 더욱 개선할 뿐만 아니라, 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물의 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 이때, 상기 열처리는 250 내지 350 ℃의 온도에서, 1.5 내지 3시간 동안 열처리하여 탄산가스를 배출시키고, 불순물을 제거하는 단계; 및 650 내지 750 ℃의 온도에서, 2.5 내지 4시간 동안 열처리하여 탄산가스를 완전히 제거하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.The limestone is used to completely remove carbon dioxide gas by heat treatment, which not only further improves the above effect, but also has an effect of improving the durability of the high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures. At this time, the heat treatment is performed at a temperature of 250 to 350 ° C. for 1.5 to 3 hours to discharge carbon dioxide gas and remove impurities; and heat treatment at a temperature of 650 to 750 °C for 2.5 to 4 hours to completely remove carbon dioxide gas.

한편, 상기 고기능성 결합재는 속경성, 수중 재료불분리성, 고유동성 및 고점성의 우수한 경화성능을 개선할 뿐만 아니라, 압축강도, 휨강도, 인장강도 등 우수한 강도, 성능회복기능, 균열억제성능, 평활성, 수밀성, 내수성, 내화학성, 내마모성, 내화성, 내식성, 내염해성, 중성화 방지, 동결융해저항성, 탈취, 내구성을 향상시키는 기능을 한다. 상기한 개선효과를 고려하여, 상기 고기능성 결합재는 본 발명의 일 구현예에 따른 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물에 10 내지 80 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다.On the other hand, the high-functional binder not only improves the excellent curing performance of fast hardening, water inseparability, high flowability and high viscosity, but also excellent strength such as compressive strength, bending strength, tensile strength, performance recovery function, crack inhibition performance, smoothness , watertightness, water resistance, chemical resistance, abrasion resistance, fire resistance, corrosion resistance, salt damage resistance, neutralization prevention, freeze-thaw resistance, deodorization, and functions to improve durability. Considering the above improvement effect, the high-functional binder is preferably contained in the range of 10 to 80% by weight in the high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures according to one embodiment of the present invention.

이러한 상기 고기능성 결합재는 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 칼슘알루미네이트 15 내지 45 중량부, 탄산마그네슘 10 내지 30 중량부, 중공형 실리카 10 내지 30 중량부, 오산화안티몬 1 내지 15 중량부, 수산화철 분말 0.01 내지 10 중량부 및 이모골라이트 0.01 내지 10 중량부를 포함하는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.The high-functional binder contains 15 to 45 parts by weight of calcium aluminate, 10 to 30 parts by weight of magnesium carbonate, 10 to 30 parts by weight of hollow silica, 1 to 15 parts by weight of antimony pentoxide, and iron hydroxide, based on 100 parts by weight of early strong Portland cement. One containing 0.01 to 10 parts by weight of powder and 0.01 to 10 parts by weight of imogolite can be preferably used.

먼저, 상기 조강 포틀랜드 시멘트는 KS에 규정된 것을 사용하는 것이 바람직하며, 분말도가 3500 내지 9000 cm2/g인 것을 사용하여, 우수한 강도, 속경성 및 작업성을 제공할 수 있다.First, it is preferable to use the early-strength Portland cement specified in KS, and it is possible to provide excellent strength, quick hardening property, and workability by using a powder having a fineness of 3500 to 9000 cm 2 /g.

이하, 상기 고기능성 결합재를 구성하는 다른 구성성분들의 함량은 상기 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부를 기준으로 한다.Hereinafter, the content of other components constituting the high-functional binder is based on 100 parts by weight of the early-strength Portland cement.

상기 칼슘알루미네이트는 수화반응성을 증가시키고 균열 억제, 수축 방지, 내약품성, 내화학성, 특히 내산성을 개선하기 위해 첨가하는 무기계 속경성 광물 재료로서, 물과 접촉할 때 순식간에 물과 반응하여 에트린자이트(Ettringite) 수화물을 생성함으로써, 시멘트와 혼합할 때 단시간 내에 우수한 압축강도를 얻을 수 있게 한다. The calcium aluminate is an inorganic fast-hardening mineral material added to increase hydration reactivity and improve crack inhibition, shrinkage prevention, chemical resistance, chemical resistance, and especially acid resistance. By generating Ettringite hydrate, it is possible to obtain excellent compressive strength in a short time when mixed with cement.

이러한 상기 칼슘알루미네이트는 분말도가 2000 내지 7000 ㎠/g 범위인 비정질의 도데카칼슘 헵타알루미네이트(C12A7)를 사용하여 상기한 개선효과를 더욱 향상시킬 수 있다.The above improvement effect can be further improved by using amorphous dodeca calcium hepta aluminate (C12A7) having a powder degree of 2000 to 7000 cm 2 / g as the calcium aluminate.

상기 칼슘알루미네이트는 상기 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 15 내지 45 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 칼슘알루미네이트의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 칼슘알루미네이트의 함량이 너무 많은 경우에는 반응속도가 지나치게 빨라져 작업성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.The calcium aluminate is preferably contained in the range of 15 to 45 parts by weight based on 100 parts by weight of the early-strength Portland cement. If the content of the calcium aluminate is too small, there is a problem that the above improvement effect may be insufficient, and if the content of the calcium aluminate is too large, the reaction rate is too fast and workability may be deteriorated. .

상기 탄산마그네슘은 고유동성 및 고점성을 제공하고, 압축강도, 인장강도 등 우수한 강도, 성능회복기능, 균열억제성능, 수밀성, 내마모성, 내화성, 탈취성능을 향상시키는 기능을 한다.The magnesium carbonate provides high fluidity and high viscosity, and functions to improve excellent strength such as compressive strength and tensile strength, performance recovery function, crack inhibition performance, watertightness, abrasion resistance, fire resistance, and deodorization performance.

상기 탄산마그네슘은 상기 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 10 내지 30 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 탄산마그네슘의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 탄산마그네슘의 함량이 너무 많은 경우에는 더이상의 개선효과는 기대하기 어렵고, 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.The magnesium carbonate is preferably contained in the range of 10 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the early-strength Portland cement. If the content of the magnesium carbonate is too small, there is a problem that the above-described improvement effect may be insufficient, and if the content of the magnesium carbonate is too large, it is difficult to expect any further improvement effect, and the price competitiveness may be lowered. there is

상기 중공형 실리카는 압축강도, 휨강도, 인장강도 등 우수한 강도, 성능회복기능, 균열억제성능, 평활성, 수밀성, 내화학성, 내마모성, 내화성, 내식성, 내염해성, 중성화 방지, 동결융해저항성, 탈취, 내구성을 향상시키는 기능을 한다.The hollow silica has excellent strength such as compressive strength, bending strength, tensile strength, performance recovery function, crack inhibition performance, smoothness, watertightness, chemical resistance, abrasion resistance, fire resistance, corrosion resistance, salt damage resistance, neutralization prevention, freeze-thaw resistance, deodorization, durability function to improve.

상기 중공형 실리카는 상기 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 10 내지 30 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 중공형 실리카의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 중공형 실리카의 함량이 너무 많은 경우에는 속경성이 저하될 수 있고, 비중이 낮아져 취성이 강해질 수 있는 문제점이 있다.The hollow silica is preferably contained in an amount of 10 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the early-strength Portland cement. If the content of the hollow silica is too small, there is a problem that the above-described improvement effect may be insufficient, and if the content of the hollow silica is too large, rapid hardening may be lowered, and specific gravity may be lowered, resulting in brittleness. There is a problem with

상기 오산화안티몬은 휨강도, 인장강도 등 우수한 강도, 성능회복기능, 균열억제성능, 평활성, 수밀성, 내화성, 내식성, 탈취, 내구성을 향상시키는 기능을 한다.The antimony pentoxide functions to improve excellent strength such as bending strength and tensile strength, performance recovery function, crack inhibition performance, smoothness, watertightness, fire resistance, corrosion resistance, deodorization, and durability.

이러한 상기 오산화안티몬은 사방정계(침상형) 삼산화안티몬 및 등축정계 삼산화안티몬을 1: 2 내지 5 중량비율로 혼합하여, 삼산화안티몬 혼합분말을 준비하는 단계; 상기 삼산화안티몬 혼합분말 100 중량부를 200 내지 800 중량부의 정제수, 1 내지 10 중량부의 아민계 분산제 및 0.01 내지 5 중량부의 pH 조절제의 혼합용액과 혼합하여 65 내지 85 ℃의 온도로 승온 및 현탁시켜 현탁액을 제조하는 단계; 상기 현탁액에 과산화수소 90 내지 200 중량부를 0.5 내지 2 시간 동안 분할 첨가한 후, 90 내지 120 ℃의 온도로 반응시킴으로써, 오산화안티몬 졸을 제조하는 단계; 및 상기 오산화안티몬 졸을 건조시킨 후 분쇄하는 단계;를 포함하는 방법으로 제조되는 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 이로써, 상기한 개선효과를 더욱 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 특히, 성능회복기능, 균열억제성능, 평활성을 매우 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Preparing an antimony trioxide mixed powder by mixing the antimony pentoxide with orthorhombic (acicular) antimony trioxide and cubic antimony trioxide in a weight ratio of 1:2 to 5; 100 parts by weight of the antimony trioxide mixed powder is mixed with a mixed solution of 200 to 800 parts by weight of purified water, 1 to 10 parts by weight of an amine-based dispersant, and 0.01 to 5 parts by weight of a pH adjusting agent, heated to a temperature of 65 to 85 ° C., and suspended to form a suspension manufacturing; preparing an antimony pentoxide sol by adding 90 to 200 parts by weight of hydrogen peroxide to the suspension in portions for 0.5 to 2 hours and then reacting at a temperature of 90 to 120 °C; and drying and pulverizing the antimony pentoxide sol. In this way, not only can the above improvement effect be further improved, but in particular, there is an effect of greatly improving performance recovery function, crack inhibition performance, and smoothness.

이때, 상기 아민계 분산제는 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 사용할 수 있고; 상기 pH 조절제는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 암모니아, 탄산나트륨, 탄산암모늄, 인산암모늄 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 사용할 수 있다.At this time, the amine-based dispersant may be one or more selected from the group consisting of monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, and mixtures thereof; The pH adjusting agent may be one or more selected from the group consisting of sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia, sodium carbonate, ammonium carbonate, ammonium phosphate, and mixtures thereof.

또한, 상기 제조된 오산화안티몬은 평균입경이 0.1 내지 10 μm인 것일 수 있다.In addition, the prepared antimony pentoxide may have an average particle diameter of 0.1 to 10 μm.

또한, 상기 오산화안티몬 졸을 제조하는 단계;는 상기 현탁액에 과산화수소를 분할 첨가한 후, 90 내지 120 ℃의 온도로 반응시킴으로써, 오산화안티몬 졸을 제조한 이후; 상온으로 냉각시켜, 하기 화학식 1로 표시되는 제니핀 0.01 내지 5 중량부를 더욱 투입하여 숙성시키는 단계를 더욱 포함하는 것일 수 있다. 이로써, 상기한 개선효과를 더욱 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 특히, 수중 재료불분리성, 성능회복기능, 균열억제성능을 매우 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the step of preparing the antimony pentoxide sol; after preparing the antimony pentoxide sol by dividingly adding hydrogen peroxide to the suspension and then reacting at a temperature of 90 to 120 °C; It may further include the step of cooling to room temperature and further adding 0.01 to 5 parts by weight of Genipin represented by Chemical Formula 1 to mature. In this way, not only can the above improvement effect be further improved, but in particular, there is an effect of significantly improving material inseparability, performance recovery function, and crack inhibition performance in water.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112022121022567-pat00001
Figure 112022121022567-pat00001

상기 오산화안티몬은 상기 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 1 내지 15 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 오산화안티몬의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 오산화안티몬의 함량이 너무 많은 경우에는 더이상의 개선효과는 기대하기 어렵고, 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.The antimony pentoxide is preferably contained in an amount of 1 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the early-strength Portland cement. If the content of the antimony pentoxide is too small, there is a problem that the above improvement effect may be insufficient, and if the content of the antimony pentoxide is too large, it is difficult to expect any further improvement effect and the price competitiveness may be lowered. there is

상기 수산화철 분말은 압축강도, 휨강도, 인장강도 등 우수한 강도, 성능회복기능, 수밀성, 내수성, 내화학성, 내마모성, 내화성, 내식성, 내염해성, 동결융해저항성, 내구성을 향상시키는 기능을 한다.The iron hydroxide powder has excellent strength such as compressive strength, flexural strength, and tensile strength, performance recovery function, watertightness, water resistance, chemical resistance, abrasion resistance, fire resistance, corrosion resistance, salt damage resistance, freeze-thaw resistance, and improves durability.

이러한 상기 수산화철 분말은 밤송이 형상을 갖는 수산화철 분말인 것을 사용하여, 상기한 개선효과를 더욱 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 특히, 성능회복기능, 균열억제성능 및 내화성을 매우 향상시킬 수 있는 효과가 있다.By using the iron hydroxide powder having the shape of chestnuts, not only can the above improvement effect be further improved, but in particular, performance recovery function, crack inhibition performance and fire resistance can be greatly improved.

보다 구체적으로, 상기 밤송이 형상을 갖는 수산화철 분말은 1 내지 10 M농도의 카르보닐 디아마이드(CH4N2O) 수용액에, 1 내지 10 M농도가 되도록 Fe 전구체 화합물을 첨가한 후, 세틸트리메틸암모늄 브롬화물 0.001 내지 0.005 몰을 투입 및 혼합하여 혼합용액을 제조하는 단계; 상기 혼합용액을 70 내지 150 ℃의 온도에서 0.5 내지 3 시간 동안 반응시키는 단계; 및 상기 반응이 완료된 반응물을 여과 및 세척한 후, 40 내지 80 ℃의 온도에서 1 내지 10 시간 동안 건조시켜 밤송이 형상을 갖는 수산화철 분말을 제조하는 단계;를 포함하는 방법으로 제조되는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.More specifically, the iron hydroxide powder having the shape of a chestnut is added to an aqueous solution of carbonyl diamide (CH 4 N 2 O) at a concentration of 1 to 10 M, an Fe precursor compound is added to a concentration of 1 to 10 M, and cetyltrimethylammonium Preparing a mixed solution by adding and mixing 0.001 to 0.005 mol of bromide; reacting the mixed solution at a temperature of 70 to 150 °C for 0.5 to 3 hours; and filtering and washing the reactant after the reaction is completed, and then drying the reactant at a temperature of 40 to 80° C. for 1 to 10 hours to prepare iron hydroxide powder having a shape of a chestnut cluster. there is.

이때, 상기 Fe 전구체 화합물은 Fe(NO3)3, FeCl3, FeC2O4, FeCl2, FeBr2, FeBr3, FeI2, FeI3, Fe(NO3)2 및 이들의 수화물로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.In this case, the Fe precursor compound is a group consisting of Fe(NO 3 ) 3 , FeCl 3 , FeC 2 O 4 , FeCl 2 , FeBr 2 , FeBr 3 , FeI 2 , FeI 3 , Fe(NO 3 ) 2 and hydrates thereof. It may be one or more selected from.

상기 수산화철 분말은 상기 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 0.01 내지 10 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 수산화철 분말의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 수산화철 분말의 함량이 너무 많은 경우에는 더이상의 개선효과는 기대하기 어렵고, 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.The iron hydroxide powder is preferably contained in an amount of 0.01 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the early-strength Portland cement. If the content of the iron hydroxide powder is too small, there is a problem that the above-described improvement effect may be insufficient, and if the content of the iron hydroxide powder is too large, it is difficult to expect any further improvement effect, and a problem that price competitiveness may be lowered there is

상기 이모골라이트는 수중 재료불분리성, 성능회복기능, 균열억제성능, 평활성, 수밀성, 탈취, 내구성을 향상시키는 기능을 한다.The imogolite functions to improve material inseparability in water, performance recovery function, crack inhibition performance, smoothness, watertightness, deodorization, and durability.

이러한 상기 이모골라이트는 내부직경이 2 내지 2.5 nm인 이모골라이트 나노튜브인 것을 사용하여, 상기한 개선효과를 더욱 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 특히, 수중 재료불분리성, 성능회복기능, 균열억제성능 및 탈취성능을 매우 향상시킬 수 있는 효과가 있다.By using imogolite nanotubes having an internal diameter of 2 to 2.5 nm, the above improvement effect can be further improved, and in particular, material inseparability in water, performance recovery function, cracking There is an effect that can greatly improve the suppression performance and deodorization performance.

보다 구체적으로, 상기 내부직경이 2 내지 2.5 nm인 이모골라이트 나노튜브는 알루미늄 클로라이드(AlCl3)와 테트라에톡시실란(TEOS)을 Si : Al 원자 비율이 1: 1.5 내지 2.5 몰비율이 되도록 혼합 및 교반하여 혼합액을 제조하는 단계; 상기 혼합액에 수산화나트륨을 첨가하여 pH를 4 내지 5로 조절하는 단계; 및 상기 pH 조절된 혼합액을 323 K 내지 371 K의 온도에서 4 내지 6일 동안 환류반응시켜 이모골라이트 나노튜브를 형성하는 단계;를 포함하는 제조방법으로 제조되는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.More specifically, the imogolite nanotube having an internal diameter of 2 to 2.5 nm is a mixture of aluminum chloride (AlCl 3 ) and tetraethoxysilane (TEOS) such that the Si:Al atomic ratio is 1:1.5 to 2.5 molar ratio. And stirring to prepare a mixed solution; adjusting the pH to 4 to 5 by adding sodium hydroxide to the mixed solution; and forming imogolite nanotubes by refluxing the pH-adjusted mixed solution at a temperature of 323 K to 371 K for 4 to 6 days.

상기 이모골라이트는 상기 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 0.01 내지 10 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 이모골라이트의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 이모골라이트의 함량이 너무 많은 경우에는 더이상의 개선효과는 기대하기 어렵고, 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.The imogolite is preferably contained in an amount of 0.01 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the early-strength Portland cement. If the content of imogolite is too small, there is a problem that the above improvement effect may be insufficient, and if the content of imogolite is too large, it is difficult to expect any further improvement effect and price competitiveness may be lowered. There is a problem with

한편, 상기 개질 혼화제는 속경성, 수중 재료불분리성, 고유동성 및 고점성의 우수한 경화성능을 개선할 뿐만 아니라, 구체 콘크리트 면과의 부착강도, 휨강도, 인장강도 등 우수한 강도, 성능회복기능, 균열억제성능, 평활성, 방수성, 내화학성, 내오염성, 오염물질 흡착분해성, 내식성, 내염해성, 중성화 방지, 동결융해저항성, 탈취, 내구성을 향상시키는 기능을 한다. 상기한 개선효과를 고려하여, 상기 개질 혼화제는 본 발명의 일 구현예에 따른 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물에 0.1 내지 20 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다.On the other hand, the modified admixture not only improves the excellent curing performance of fast hardening, inseparability of materials in water, high fluidity and high viscosity, but also excellent strength such as adhesion strength with concrete surface, bending strength, tensile strength, performance recovery function, crack It functions to improve deterrence, smoothness, waterproofness, chemical resistance, contamination resistance, contaminant adsorption and decomposition, corrosion resistance, salt damage resistance, neutralization prevention, freeze-thaw resistance, deodorization, and durability. Considering the improvement effect described above, the modifying admixture is preferably contained in the range of 0.1 to 20% by weight in the high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures according to an embodiment of the present invention.

이러한 상기 개질 혼화제는 폴리에틸렌비닐아세테이트 100 중량부에 대하여, 메틸메타크릴레이트-부타디엔 공중합체 70 내지 90 중량부, 글리시딜메타크릴레이트 30 내지 50 중량부, 폴리설폰에테르이미드 10 내지 30 중량부, 에틸렌비스스테아린산아마이드 1 내지 10 중량부, 폴리에틸렌 이민 0.01 내지 5 중량부 및 디메틸글리옥심 0.01 내지 5 중량부를 포함하는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.The modified admixture is based on 100 parts by weight of polyethylene vinyl acetate, 70 to 90 parts by weight of methyl methacrylate-butadiene copolymer, 30 to 50 parts by weight of glycidyl methacrylate, 10 to 30 parts by weight of polysulfone etherimide, 1 to 10 parts by weight of ethylenebisstearic acid amide, 0.01 to 5 parts by weight of polyethylene imine, and 0.01 to 5 parts by weight of dimethylglyoxime may be preferably used.

먼저, 상기 폴리에틸렌비닐아세테이트는 구체 콘크리트 면과의 부착강도, 휨강도, 인장강도 등 우수한 강도, 균열억제성능, 평활성, 방수성, 내화학성, 동결융해저항성, 내식성, 내염해성, 중성화 방지성능, 내구성을 향상시키는 기능을 한다. First, the polyethylene vinyl acetate has excellent strength such as adhesion strength to concrete concrete surface, bending strength, tensile strength, crack inhibition performance, smoothness, waterproofness, chemical resistance, freeze-thaw resistance, corrosion resistance, salt damage resistance, neutralization prevention performance, and durability. function to do.

이하, 상기 개질 혼화제를 구성하는 다른 구성성분들의 함량은 상기 폴리에틸렌비닐아세테이트 100 중량부를 기준으로 한다.Hereinafter, the content of other components constituting the modified admixture is based on 100 parts by weight of the polyethylene vinyl acetate.

상기 메틸메타크릴레이트-부타디엔 공중합체는 구체 콘크리트 면과의 부착강도, 휨강도, 인장강도 등 우수한 강도, 성능회복기능, 균열억제성능, 방수성, 내화학성, 동결융해저항성, 내식성, 내염해성, 중성화 방지성능, 내구성을 향상시키는 기능을 한다. The methyl methacrylate-butadiene copolymer has excellent strength such as adhesion strength to concrete surface, flexural strength, tensile strength, performance recovery function, crack inhibition performance, waterproofness, chemical resistance, freeze-thaw resistance, corrosion resistance, salt damage resistance, neutralization prevention It functions to improve performance and durability.

상기 메틸메타크릴레이트-부타디엔 공중합체는 상기 폴리에틸렌비닐아세테이트 100 중량부에 대하여, 70 내지 90 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 메틸메타크릴레이트-부타디엔 공중합체의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 메틸메타크릴레이트-부타디엔 공중합체의 함량이 너무 많은 경우에는 더이상의 개선효과는 기대하기 어렵고, 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.The methyl methacrylate-butadiene copolymer is preferably contained in an amount of 70 to 90 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyethylene vinyl acetate. If the content of the methyl methacrylate-butadiene copolymer is too small, there is a problem that the above improvement effect may be insufficient, and if the content of the methyl methacrylate-butadiene copolymer is too large, the improvement effect is no longer It is difficult to expect, and there are problems that may lower price competitiveness.

상기 글리시딜메타크릴레이트는 수중 재료불분리성, 고유동성 및 고점성의 우수한 경화성능을 개선할 뿐만 아니라, 구체 콘크리트 면과의 부착강도, 휨강도, 인장강도 등 우수한 강도, 성능회복기능, 균열억제성능, 평활성, 방수성, 내화학성, 동결융해저항성, 내식성, 내염해성, 중성화 방지성능, 내구성을 향상시키는 기능을 한다. The glycidyl methacrylate not only improves material inseparability in water, high flowability and excellent curing performance of high viscosity, but also has excellent strength, performance recovery function, crack inhibition such as adhesion strength with concrete concrete surface, bending strength, tensile strength, etc. It functions to improve performance, smoothness, waterproofness, chemical resistance, freeze-thaw resistance, corrosion resistance, salt damage resistance, anti-neutralization performance, and durability.

상기 글리시딜메타크릴레이트는 상기 폴리에틸렌비닐아세테이트 100 중량부에 대하여, 30 내지 50 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 글리시딜메타크릴레이트의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 글리시딜메타크릴레이트의 함량이 너무 많은 경우에는 더이상의 개선효과는 기대하기 어렵고, 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.The glycidyl methacrylate is preferably contained in the range of 30 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyethylene vinyl acetate. When the content of the glycidyl methacrylate is too small, there is a problem that the above-described improvement effect may be insufficient, and when the content of the glycidyl methacrylate is too large, it is difficult to expect further improvement effects, There is a problem that may lower price competitiveness.

상기 폴리설폰에테르이미드는 속경성, 수중 재료불분리성, 고유동성 및 고점성의 우수한 경화성능을 개선할 뿐만 아니라, 휨강도, 인장강도 등 우수한 강도, 성능회복기능, 균열억제성능, 방수성, 내화학성, 동결융해저항성, 내오염성, 오염물질 흡착분해성, 내식성, 내염해성, 중성화 방지, 동결융해저항성, 내구성을 향상시키는 기능을 한다. The polysulfone etherimide not only improves the excellent curing performance of fast hardening, water inseparability, high fluidity and high viscosity, but also excellent strength such as bending strength and tensile strength, performance recovery function, crack inhibition performance, waterproofness, chemical resistance, It functions to improve freeze-thaw resistance, contamination resistance, contaminant adsorption and decomposition, corrosion resistance, salt damage resistance, neutralization prevention, freeze-thaw resistance, and durability.

이러한 상기 폴리설폰에테르이미드는 사빅(Sabic) 사의 EXTEM®VH 1003, EXTEM®XH 1005 등을 사용할 수 있다.As the polysulfone etherimide, Sabic's EXTEM®VH 1003, EXTEM®XH 1005, etc. may be used.

상기 폴리설폰에테르이미드는 상기 폴리에틸렌비닐아세테이트 100 중량부에 대하여, 10 내지 30 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 폴리설폰에테르이미드의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 폴리설폰에테르이미드의 함량이 너무 많은 경우에는 작업성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.The polysulfone etherimide is preferably contained in the range of 10 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyethylene vinyl acetate. If the content of the polysulfone etherimide is too small, there is a problem that the above improvement effect may be insufficient, and if the content of the polysulfone etherimide is too large, workability may be deteriorated.

상기 에틸렌비스스테아린산아마이드는 수중 재료불분리성, 고유동성 및 고점성의 우수한 경화성능을 개선할 뿐만 아니라, 휨강도, 인장강도 등 우수한 강도, 성능회복기능, 균열억제성능, 방수성, 동결융해저항성, 내오염성, 오염물질 흡착분해성, 동결융해저항성, 내구성을 향상시키는 기능을 한다. The ethylene bis stearic acid amide not only improves the excellent curing performance of water inseparability, high fluidity and high viscosity, but also has excellent strength such as flexural strength and tensile strength, performance recovery function, crack inhibition performance, waterproofness, freeze-thaw resistance, and stain resistance , it has the function of improving contaminant adsorption and decomposition, freeze-thaw resistance, and durability.

상기 에틸렌비스스테아린산아마이드는 상기 폴리에틸렌비닐아세테이트 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 에틸렌비스스테아린산아마이드의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 에틸렌비스스테아린산아마이드의 함량이 너무 많은 경우에는 작업성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.The ethylenebisstearic acid amide is preferably contained in the range of 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyethylene vinyl acetate. If the content of ethylenebisstearic acid amide is too small, there is a problem that the above improvement effect may be insufficient, and if the content of ethylenebisstearic acid amide is too large, workability may be deteriorated.

상기 폴리에틸렌 이민은 속경성, 수중 재료불분리성, 고유동성의 우수한 경화성능을 개선할 뿐만 아니라, 구체 콘크리트 면과의 부착강도, 휨강도, 인장강도 등 우수한 강도, 성능회복기능, 균열억제성능, 평활성, 방수성, 내화학성, 동결융해저항성, 내식성, 내염해성, 중성화 방지, 동결융해저항성, 내구성을 향상시키는 기능을 한다. The polyethylene imine not only improves the excellent curing performance of fast hardening, water inseparability, and high fluidity, but also has excellent strength such as adhesion strength with concrete concrete surface, bending strength, tensile strength, performance recovery function, crack inhibition performance, smoothness , waterproofness, chemical resistance, freeze-thaw resistance, corrosion resistance, salt damage resistance, neutralization prevention, freeze-thaw resistance, and functions to improve durability.

이러한 상기 폴리에틸렌 이민은 소수화된 폴리에틸렌 이민인 것을 사용하여, 상기한 개선효과를 더욱 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 특히, 수중 재료불분리성, 성능회복기능, 균열억제성능 및 방수성을 매우 향상시킬 수 있는 효과가 있다.By using a hydrophobized polyethylene imine, the above improvement effect can be further improved, and in particular, material inseparability in water, performance recovery function, crack inhibition performance and waterproofness can be greatly improved. It works.

보다 구체적으로, 상기 소수화된 폴리에틸렌 이민은 상기 폴리에틸렌이민의 아미노기(amino group)가 데카노일 클로라이드(decanoyl chloride)의 염화카보닐기(carbonyl chloride)와 축합반응을 하여 소수화되는 것이되; 상기 아미노기와 염화카보닐기의 몰비가 1: 0.04 내지 1.40인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.More specifically, the hydrophobized polyethyleneimine is hydrophobized by a condensation reaction between the amino group of the polyethyleneimine and the carbonyl chloride group of decanoyl chloride; The molar ratio of the amino group to the carbonyl chloride group is 1: 0.04 to 1.40 can be preferably used.

상기 폴리에틸렌 이민은 상기 폴리에틸렌비닐아세테이트 100 중량부에 대하여, 0.01 내지 5 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 폴리에틸렌 이민의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 폴리에틸렌 이민의 함량이 너무 많은 경우에는 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.The polyethylene imine is preferably contained in an amount of 0.01 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyethylene vinyl acetate. When the content of the polyethylene imine is too small, there is a problem that the above improvement effect may be insufficient, and when the content of the polyethylene imine is too large, there is a problem that price competitiveness may be lowered.

상기 디메틸글리옥심은 속경성, 수중 재료불분리성, 고유동성 및 고점성의 우수한 경화성능을 개선할 뿐만 아니라, 구체 콘크리트 면과의 부착강도, 휨강도, 인장강도 등 우수한 강도, 성능회복기능, 균열억제성능, 평활성, 내화학성, 동결융해저항성, 내오염성, 오염물질 흡착분해성, 내식성, 내염해성, 중성화 방지, 동결융해저항성, 탈취, 내구성을 향상시키는 기능을 한다. The dimethylglyoxime not only improves the excellent curing performance of fast hardening, water inseparability, high fluidity and high viscosity, but also excellent strength, performance recovery function, crack inhibition such as adhesion strength with concrete concrete surface, bending strength, tensile strength, etc. It functions to improve performance, smoothness, chemical resistance, freeze-thaw resistance, contamination resistance, contaminant adsorption and decomposition, corrosion resistance, salt damage resistance, neutralization prevention, freeze-thaw resistance, deodorization, and durability.

상기 디메틸글리옥심은 상기 폴리에틸렌비닐아세테이트 100 중량부에 대하여, 0.01 내지 5 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 디메틸글리옥심의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 디메틸글리옥심의 함량이 너무 많은 경우에는 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.The dimethylglyoxime is preferably contained in the range of 0.01 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyethylene vinyl acetate. If the content of the dimethylglyoxime is too small, there is a problem that the above improvement effect may be insufficient, and if the content of the dimethylglyoxime is too large, there is a problem that price competitiveness may be reduced.

또한, 상기 개질 혼화제는 당분야에서 일반적으로 사용되는 첨가제로서, 소포제, 공기연행제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 더 포함할 수 있다.In addition, the modifying admixture is an additive commonly used in the art and may further include at least one selected from the group consisting of an antifoaming agent, an air entraining agent, and a mixture thereof.

보다 구체적으로, 상기 소포제는 공기량을 저하시키고, 콘크리트 내의 갇힌 공기(Entrapped Air) 및 공극을 제거하여 강도 및 내구성을 더욱 개선시키는 기능을 한다. 이러한 기능을 고려하여, 상기 소포제는 상기 폴리에틸렌비닐아세테이트 100 중량부에 대하여, 0.01 내지 5 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다.More specifically, the antifoaming agent functions to further improve strength and durability by reducing the amount of air and removing entrapped air and voids in concrete. Considering this function, the antifoaming agent is preferably contained in the range of 0.01 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyethylene vinyl acetate.

또한, 상기 소포제는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로, 예컨대, 실리콘계 소포제, 지방산계 소포제, 오일계 소포제, 에스테르계 소포제, 옥시알킬렌계 소포제, 알콜계 소포제 등을 사용할 수 있다. 상기 실리콘계 소포제로는 디메틸실리콘유, 폴리오가노실록산, 플루오로실리콘유 등이 있고, 상기 지방산계 소포제로는 스테아린산, 올레인산 등이 있다. 또한, 상기 오일계 소포제로는 등유, 동식물유, 피마자유 등이 있고, 상기 에스테르계 소포제로는 솔리톨트리올레이트, 글리세롤모노리시놀레이트 등이 있다. 또한, 상기 옥시알킬렌계 소포제로는 폴리옥시알킬렌, 아세틸렌에테르류, 폴리옥시알킬렌지방산에스테르, 폴리옥시알킬렌알킬아민 등이 있으며, 상기 알콜계 소포제로는 글리콜(glycol) 등이 있다.In addition, the antifoaming agent is generally used in the art, and for example, a silicone-based antifoaming agent, a fatty acid-based antifoaming agent, an oil-based antifoaming agent, an ester-based antifoaming agent, an oxyalkylene-based antifoaming agent, an alcohol-based antifoaming agent, and the like may be used. Examples of the silicone-based antifoaming agent include dimethylsilicone oil, polyorganosiloxane, and fluorosilicone oil, and examples of the fatty acid-based antifoaming agent include stearic acid and oleic acid. In addition, the oil-based antifoaming agent includes kerosene, animal and vegetable oil, castor oil, and the like, and the ester-based antifoaming agent includes solitol trioleate, glycerol monoricinolate, and the like. In addition, the oxyalkylene-based antifoaming agent includes polyoxyalkylene, acetylene ethers, polyoxyalkylene fatty acid ester, and polyoxyalkylene alkylamine, and the alcohol-based antifoaming agent includes glycol and the like.

상기 공기연행제는 조성물의 분산성을 개선하여 작업성을 개선시키는 기능을 한다. 이러한 기능을 고려하여, 상기 공기연행제는 상기 폴리에틸렌비닐아세테이트 100 중량부에 대하여, 0.01 내지 5 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다.The air entraining agent functions to improve workability by improving the dispersibility of the composition. Considering this function, the air entraining agent is preferably contained in the range of 0.01 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyethylene vinyl acetate.

또한, 상기 공기연행제는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로, 예컨대, 폴리칼본산계, 나프탈렌계, 멜라민계 등이 있다. 보다 바람직한 상기 공기연행제는 폴리칼본산계 공기연행제를 사용하는 것이 좋다.In addition, the air entraining agent is generally used in the art, and includes, for example, polycarboxylic acid-based, naphthalene-based, and melamine-based agents. More preferably, the air entraining agent is a polycarboxylate type air entraining agent.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물은 고기능성 결합재 10 내지 80 중량% 및 잔골재 15 내지 85 중량%를 강제식 또는 진공 믹서로 소정 시간(예컨대, 1 내지 5분) 동안 프리 믹싱한 후, 개질 혼화제 0.1 내지 20 중량% 및 물 1 내지 30 중량%를 더 첨가하여 강제식 믹서 또는 연속식 믹서로 소정 시간(예컨대, 1 내지 5분) 동안 믹싱하여 제조될 수 있다.On the other hand, in the high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures according to a preferred embodiment of the present invention, 10 to 80% by weight of a high-functional binder and 15 to 85% by weight of fine aggregate are mixed with a forced or vacuum mixer for a predetermined time (eg, 1 to 5 minutes), then 0.1 to 20% by weight of a modifying admixture and 1 to 30% by weight of water are further added and mixed for a predetermined time (eg, 1 to 5 minutes) with a forced mixer or a continuous mixer. It can be.

또한, 본 발명의 다른 일 구현예는 상기 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물을 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강공법으로서,In addition, another embodiment of the present invention is a method of repair and reinforcement of a concrete structure using a high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of the concrete structure,

콘크리트 구조물의 레이탄스, 불순물 또는 열화부위를 치핑장치로 치핑하여 제거한후, 청소하여 바탕면을 정리하는 단계; 상기 정리된 바탕면에 프라이머 또는 블루밍 처리하는 단계; 상기 프라이머 또는 블루밍 처리된 표면에, 상기 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물을 타설하여 표면을 마무리하는 단계; 상기 마무리된 표면에 표면보호 및 강화 코팅제를 도포하여 표면을 마감하는 단계; 및 양생하는 단계를 포함하는 것인 콘크리트 구조물의 보수보강공법을 제공한다.Step of cleaning the base surface after removing the laitance, impurities or deterioration of the concrete structure by chipping with a chipping device; Primer or blooming treatment on the cleaned surface; Finishing the surface by pouring a high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of the concrete structure on the surface treated with the primer or blooming; Finishing the surface by applying a surface protection and strengthening coating agent to the finished surface; And it provides a method of repair and reinforcement of concrete structures comprising the step of curing.

이때, 상기 열화부위는 철근 하부까지 제거하고, 상기 프라이머 또는 블루밍 처리하는 단계 전에 노출된 철근의 녹을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.In this case, the deterioration portion may further include removing the lower part of the reinforcing bar and removing rust from the exposed reinforcing bar before the primer or blooming treatment.

또한, 일반적으로 정상적인 경우에는 콘크리트 구조물의 철근이 노출되지 않지만 열화가 심한 경우에는 열화부위에서 철근이 노출될 수도 있는데, 이렇게 철근이 노출되는 경우에는 방청 처리하는 단계를 더욱 포함할 수 있다.In addition, in general, the reinforcing bars of the concrete structure are not exposed under normal conditions, but when the deterioration is severe, the reinforcing bars may be exposed at the deterioration site.

상기 콘크리트 구조물의 레이탄스, 불순물 또는 열화부위를 치핑장치로 치핑하여 제거하는 것은 파쇄기, 평삭기, 그라인더, 숏블라스터 또는 워터젯을 이용하여 절삭 및 블라스팅함으로써 수행될 수 있다.Removal of laitance, impurities, or deteriorated parts of the concrete structure by chipping with a chipping device may be performed by cutting and blasting using a crusher, planer, grinder, shot blaster, or water jet.

상기 정리된 바탕면에 프라이머 또는 블루밍 처리하는 단계;는 상기 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물이 콘크리트 구조물의 시공대상면에 부착되기 용이하게 하는 작업을 의미하는 것으로 사용될 수 있다.The step of applying a primer or blooming treatment to the cleaned base surface; may be used to mean an operation that facilitates attachment of the high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of the concrete structure to the construction target surface of the concrete structure.

이때, 상기 프라이머 및 블루밍 재료로는 스티렌-부타디엔 라텍스(styrene-butadiene latex)(공중합체), 폴리아크릴 에스테르, 아크릴 에멀젼, 에틸 비닐 아세테이트, 메틸메타크릴레이트, 에폭시 에멀젼, 실란계 화합물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 사용할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.At this time, as the primer and blooming material, styrene-butadiene latex (copolymer), polyacrylic ester, acrylic emulsion, ethyl vinyl acetate, methyl methacrylate, epoxy emulsion, silane-based compounds, and mixtures thereof It may be used that includes one or more selected from the group consisting of. However, the present invention is not limited thereto.

또한, 상기 콘크리트 구조물에 보수보강되어야 하는 두께가 두텁거나, 내진보강 또는 진동거동에 대한 대응이 필요한 경우, 상기 정리된 바탕면에 프라이머 또는 블루밍 처리하는 단계는 상기 정리된 바탕면에 1차 프라이머 또는 블루밍 처리하는 단계; 상기 1차 프라이머 또는 블루밍 처리된 표면에, 보강시트를 부착하는 단계; 및 상기 보강시트가 부착된 표면에, 2차 프라이머 또는 블루밍 처리하는 단계;를 포함할 수 있다.In addition, if the thickness of the concrete structure to be repaired is thick, or if it is necessary to respond to seismic reinforcement or vibration behavior, the step of primer or blooming treatment on the cleaned surface is a primary primer or Blooming treatment; attaching a reinforcing sheet to the surface subjected to the primary primer or blooming treatment; and subjecting the surface to which the reinforcing sheet is attached to a secondary primer or blooming treatment.

이때, 상기 보강시트는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 제한하지 않지만, 예를들면, 유리섬유계, 유리섬유+나일론 혼합계, 유리섬유+탄소섬유 혼합계, 나일론+탄소섬유 혼합계, 아리미드 혼합섬유계, 아라미드+탄소섬유 혼합계 등을 사용할 수 있다.At this time, the reinforcing sheet is generally used in the field and the type is not particularly limited, but, for example, glass fiber, glass fiber + nylon mixture, glass fiber + carbon fiber mixture, nylon + carbon fiber mixture systems, aramid mixed fiber systems, aramid + carbon fiber mixed systems, and the like can be used.

또한, 상기 표면보호 및 강화 코팅제는 중성화 방지 등 보수보강된 시공면의 표면을 보호 및 강화하기 위하여 사용되는 것으로서, 스티렌-부타디엔 라텍스, 폴리 아크릴 에스테르, 아크릴, 에틸 비닐 아세테이트, 메틸메타크릴레이트, 실리카-실란계 화합물(축중합 혼합물) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 사용할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the surface protection and reinforcement coating agent is used to protect and strengthen the surface of the repaired surface of the construction surface such as neutralization prevention, styrene-butadiene latex, polyacrylic ester, acrylic, ethyl vinyl acetate, methyl methacrylate, silica - A compound containing at least one selected from the group consisting of silane-based compounds (polycondensation mixtures) and mixtures thereof may be used. However, the present invention is not limited thereto.

이로써, 본 발명의 일 구현예에 따른 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강공법에 의하면; 속경성, 수중 재료불분리성, 고유동성 및 고점성의 우수한 경화성능을 구현할 수 있고, 우수한 강도, 성능회복기능, 균열억제성능, 평활성, 내마모성, 내화성, 내식성, 내염해성, 중성화 방지, 동결융해저항성, 탈취, 내구성 등의 고기능성을 구현함으로써, 균열발생을 효과적으로 억제할 수 있는 효과가 있다.Thus, according to the high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures according to one embodiment of the present invention and the repair and reinforcement method of concrete structures using the same; It can realize excellent hardening performance of fast hardening, water inseparability, high fluidity and high viscosity, excellent strength, performance recovery function, crack inhibition performance, smoothness, abrasion resistance, fire resistance, corrosion resistance, salt damage resistance, neutralization prevention, freeze and thaw resistance By realizing high functionality such as , deodorization and durability, there is an effect of effectively suppressing crack generation.

이로써, 일반적인 콘크리트 구조물 뿐만 아니라, 수중 및 열악한 환경에 노출된 콘크리트 구조물에 대해서도 보수 및 보강 효과를 향상시켜 유지관리 비용을 현저히 절감할 수 있고, 연속타설 시공 및 수질 오염 방지 등의 시공성 및 친환경성이 개선되는 효과가 있다.As a result, it is possible to significantly reduce maintenance costs by improving the effect of repair and reinforcing not only general concrete structures, but also concrete structures exposed to underwater and poor environments, and workability and eco-friendliness such as continuous pouring construction and prevention of water pollution are improved. It has an improving effect.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.Although the preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. this is possible

[제조예 1][Production Example 1]

열처리하여 탄산가스를 완전히 제거한 석회암의 준비Preparation of limestone by heat treatment to completely remove carbon dioxide

전기로에 준비된 석회암(풍화퇴적산호, 원산지: 필리핀)을 가지런히 쌓고, 1차로 소성로의 온도 조절과 탄산가스의 배출, 불순물의 제거를 위하여 300 ℃까지 승온시키고 2시간을 유지시킨 다음, 완전한 탄산가스의 제거를 위하여 700 ℃까지 승온시키고 3시간을 유지시켰다.Prepared limestone (weathered sedimentary coral, country of origin: Philippines) is stacked neatly in an electric furnace, and firstly heated up to 300 ℃ to control the temperature of the furnace, discharge carbon dioxide, and remove impurities, maintain for 2 hours, and complete carbon dioxide gas For the removal of the temperature was raised to 700 ℃ and maintained for 3 hours.

[제조예 2][Production Example 2]

오산화안티몬의 준비Preparation of antimony pentoxide

등축정계 삼산화안티몬 100 중량부를 700 중량부의 정제수, 5 중량부의 트리에탄올아민 및 0.05 중량부의 인산암모늄의 혼합용액과 혼합하여 75 ℃의 온도로 승온 및 현탁시켜 현탁액을 제조하였다. 상기 현탁액에 과산화수소 125 중량부를 1.5 시간 동안 분할 첨가한 후, 110 ℃의 온도로 반응시킴으로써, 오산화안티몬 졸을 제조하였다. 이후, 상기 오산화안티몬 졸을 건조시킨 후 분쇄하여, 평균입경이 4.2 μm인 오산화안티몬 분말을 준비하였다.A suspension was prepared by mixing 100 parts by weight of cubic antimony trioxide with a mixed solution of 700 parts by weight of purified water, 5 parts by weight of triethanolamine, and 0.05 parts by weight of ammonium phosphate, heated to 75 °C and suspended. An antimony pentoxide sol was prepared by dividingly adding 125 parts by weight of hydrogen peroxide to the suspension for 1.5 hours and then reacting at a temperature of 110 °C. Thereafter, the antimony pentoxide sol was dried and pulverized to prepare an antimony pentoxide powder having an average particle diameter of 4.2 μm.

[제조예 3][Production Example 3]

오산화안티몬의 준비Preparation of antimony pentoxide

오산화안티몬은 사방정계(침상형) 삼산화안티몬 및 등축정계 삼산화안티몬을 1: 4 중량비율로 혼합하여, 삼산화안티몬 혼합분말을 준비하였다. 상기 삼산화안티몬 혼합분말 100 중량부를 700 중량부의 정제수, 5 중량부의 트리에탄올아민 및 0.05 중량부의 인산암모늄의 혼합용액과 혼합하여 75 ℃의 온도로 승온 및 현탁시켜 현탁액을 제조하였다. 상기 현탁액에 과산화수소 125 중량부를 1.5 시간 동안 분할 첨가한 후, 110 ℃의 온도로 반응시킴으로써, 오산화안티몬 졸을 제조하였다. 이후, 상기 오산화안티몬 졸을 건조시킨 후 분쇄하여, 평균입경이 3.8 μm인 오산화안티몬 분말을 준비하였다.Antimony pentoxide was prepared by mixing orthorhombic (acicular) antimony trioxide and cubic antimony trioxide in a weight ratio of 1:4 to prepare antimony trioxide mixed powder. A suspension was prepared by mixing 100 parts by weight of the antimony trioxide mixed powder with a mixed solution of 700 parts by weight of purified water, 5 parts by weight of triethanolamine, and 0.05 parts by weight of ammonium phosphate, heated to 75 °C and suspended. An antimony pentoxide sol was prepared by dividingly adding 125 parts by weight of hydrogen peroxide to the suspension for 1.5 hours and then reacting at a temperature of 110 °C. Thereafter, the antimony pentoxide sol was dried and pulverized to prepare an antimony pentoxide powder having an average particle diameter of 3.8 μm.

[제조예 4][Production Example 4]

오산화안티몬의 준비Preparation of antimony pentoxide

오산화안티몬은 사방정계(침상형) 삼산화안티몬 및 등축정계 삼산화안티몬을 1: 4 중량비율로 혼합하여, 삼산화안티몬 혼합분말을 준비하였다. 상기 삼산화안티몬 혼합분말 100 중량부를 700 중량부의 정제수, 5 중량부의 트리에탄올아민 및 0.05 중량부의 인산암모늄의 혼합용액과 혼합하여 75 ℃의 온도로 승온 및 현탁시켜 현탁액을 제조하였다. 상기 현탁액에 과산화수소 125 중량부를 1.5 시간 동안 분할 첨가한 후, 110 ℃의 온도로 반응시킴으로써, 오산화안티몬 졸을 제조하였다. 이후, 상온으로 냉각시켜, 하기 화학식 1로 표시되는 제니핀 0.07 중량부를 더욱 투입하여 2시간 동안 숙성시켰다. 이후, 상기 숙성된 오산화안티몬 졸을 건조시킨 후 분쇄하여, 평균입경이 4.1 μm인 오산화안티몬 분말을 준비하였다.Antimony pentoxide was prepared by mixing orthorhombic (acicular) antimony trioxide and cubic antimony trioxide in a weight ratio of 1:4 to prepare antimony trioxide mixed powder. A suspension was prepared by mixing 100 parts by weight of the antimony trioxide mixed powder with a mixed solution of 700 parts by weight of purified water, 5 parts by weight of triethanolamine, and 0.05 parts by weight of ammonium phosphate, heated to 75 °C and suspended. An antimony pentoxide sol was prepared by dividingly adding 125 parts by weight of hydrogen peroxide to the suspension for 1.5 hours and then reacting at a temperature of 110 °C. Thereafter, after cooling to room temperature, 0.07 parts by weight of Genipin represented by Formula 1 was further introduced and aged for 2 hours. Thereafter, the aged antimony pentoxide sol was dried and pulverized to prepare an antimony pentoxide powder having an average particle diameter of 4.1 μm.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112022121022567-pat00002
Figure 112022121022567-pat00002

[제조예 5][Production Example 5]

로드(Rod) 형상을 갖는 수산화철 분말의 준비Preparation of iron hydroxide powder having a rod shape

탈이온수(deionized water)에 3M 농도의 FeCl3·6H2O을 투입하여 완전히 녹을 때까지 교반시켰다. 이후, 60℃의 온도에서 12시간 동안 반응시켰다. 반응이 완료되면, 상온에서 충분히 식힌 후, 진공펌프를 이용하여 여과 및 세척을 실시하였다. 열풍 건조기에서 60 ℃에서 8시간 동안 건조시켜 로드(Rod) 형상을 갖는 수산화철 분말을 준비하였다.3M concentration of FeCl 3 ·6H 2 O was added to deionized water and stirred until completely dissolved. Then, it was reacted for 12 hours at a temperature of 60°C. Upon completion of the reaction, after sufficient cooling at room temperature, filtration and washing were performed using a vacuum pump. Iron hydroxide powder having a rod shape was prepared by drying at 60 ° C. for 8 hours in a hot air dryer.

[제조예 6][Production Example 6]

밤송이 형상을 갖는 수산화철 분말의 준비Preparation of iron hydroxide powder having chestnut shape

3M 농도의 카르보닐 디아마이드(CH4N2O)를 증류수에 투입 후, 완전히 녹을 때까지 교반시켰다. 이후 3M 농도의 FeCl3·6H2O을 투입하여 완전히 녹을 때까지 교반시켰다. 세틸트리메틸암모늄 브롬화물을 0.002 몰 첨가한 후 90 ℃로 온도를 올린 후 3시간 동안 반응시켰다. 반응이 완료되면, 상온에서 충분히 식힌 후, 진공펌프를 이용하여 여과 및 세척을 실시하였다. 열풍 건조기에서 60 ℃에서 8시간 동안 건조시켜 수산화철 분말을 준비하였다.Carbonyl diamide (CH 4 N 2 O) at a concentration of 3M was added to distilled water and stirred until completely dissolved. Thereafter, 3M FeCl 3 ·6H 2 O was added and stirred until completely dissolved. After adding 0.002 mol of cetyltrimethylammonium bromide, the mixture was heated to 90 °C and reacted for 3 hours. Upon completion of the reaction, after sufficient cooling at room temperature, filtration and washing were performed using a vacuum pump. Iron hydroxide powder was prepared by drying at 60 ° C. for 8 hours in a hot air dryer.

[제조예 7][Production Example 7]

내부직경이 2.26 nm인 이모골라이트 나노튜브의 준비Preparation of imogolite nanotubes with an internal diameter of 2.26 nm

알루미늄 클로라이드(AlCl3)와 테트라에톡시실란(TEOS)을 Si : Al 원자 비율이 1: 2 몰비율이 되도록 혼합 및 교반하여 혼합액을 제조한 이후, 상기 혼합액에 수산화나트륨을 첨가하여 pH를 4로 조절하였다. 이후, 상기 pH 조절된 혼합액을 343 K의 온도에서 5일 동안 환류반응시켜 내부직경이 2.26 nm인 이모골라이트 나노튜브 용액을 준비하였다. 이때, 상기 이모골라이트 나노튜브 용액을 원심분리를 이용한 정제 과정을 거쳐 부산물이 제거된 순도 높은 이모골라이트 나노튜브 용액을 수득하였다. 이후, 진공펌프를 이용하여 여과 및 세척을 실시하였다. 열풍 건조기에서 건조시켜 내부직경이 2.26 nm인 이모골라이트 나노튜브 분말을 준비하였다.After preparing a mixed solution by mixing and stirring aluminum chloride (AlCl 3 ) and tetraethoxysilane (TEOS) so that the Si:Al atomic ratio is 1:2 molar ratio, sodium hydroxide is added to the mixed solution to adjust the pH to 4. Adjusted. Thereafter, the pH-adjusted mixed solution was refluxed at a temperature of 343 K for 5 days to prepare an imogolite nanotube solution having an internal diameter of 2.26 nm. At this time, the imogolite nanotube solution was subjected to a purification process using centrifugation to obtain a high-purity imogolite nanotube solution from which by-products were removed. Thereafter, filtration and washing were performed using a vacuum pump. It was dried in a hot air dryer to prepare an imogolite nanotube powder having an internal diameter of 2.26 nm.

[제조예 8][Production Example 8]

소수화된 폴리에틸렌 이민의 준비Preparation of hydrophobized polyethylene imine

다이클로로메탄(DCM) 용매 100 부피부에 폴리에틸렌이민 1 중량부를 0.1 g/ml의 함량으로 용해시켜 폴리에틸렌이민 용액을 제조한 후, 분산제로서 트라이메틸아민 0.4 부피부를 더 첨가하였다. 한편, 데카노일 클로라이드 10 중량부를 다이클로로메탄 100 부피부에 용해시켜 데카노일 클로라이드 용액을 제조하였다. After preparing a polyethyleneimine solution by dissolving 1 part by weight of polyethyleneimine in 100 parts by volume of dichloromethane (DCM) solvent in an amount of 0.1 g/ml, 0.4 part by volume of trimethylamine was further added as a dispersing agent. Meanwhile, a decanoyl chloride solution was prepared by dissolving 10 parts by weight of decanoyl chloride in 100 parts by volume of dichloromethane.

상기 각각 제조된 데카노일 클로라이드 용액을 상기 폴리에틸렌이민 용액에 30분 동안 천천히 첨가하여 교반 및 반응시켜주었다.Each of the decanoyl chloride solutions prepared above was slowly added to the polyethyleneimine solution for 30 minutes, followed by stirring and reaction.

반응이 완료된 데카노일 클로라이드 및 폴리에틸렌이민의 혼합용액은 상온의 질소분위기에서 12시간 동안 교반하였으며 에틸에테르 1500 부피부를 첨가하여 데카노일 폴리에틸렌 이민(DePEI)를 침전시켰다. The mixed solution of decanoyl chloride and polyethyleneimine after the reaction was stirred in a nitrogen atmosphere at room temperature for 12 hours, and 1500 parts by volume of ethyl ether was added to precipitate decanoyl polyethyleneimine (DePEI).

DePEI가 침전된 혼합용액은 여과지를 이용하여 고액분리하였으며 상기 고액분리를 통해 수득된 DePEI는 다이클로로메탄에 다시 용해시킨 후 비용매 조건에서 재침전시키는 방법으로 순도를 향상시켰다. 상기 재침전을 통해 수득한 DePEI는 40도 오븐에서 진공상태로 건조시켰다.The mixed solution in which DePEI was precipitated was subjected to solid-liquid separation using a filter paper, and the DePEI obtained through the solid-liquid separation was dissolved in dichloromethane and reprecipitated under non-solvent conditions to improve purity. The DePEI obtained through the reprecipitation was dried in a vacuum condition in an oven at 40 degrees.

상기 수득된 DePEI는 수소핵자기공명 스펙트럼을 이용하여, 폴리에틸렌이민(PEI)과 데카노일(DC)의 몰비를 계산한 결과, 1:0.04인 것이 확인되었다. The obtained DePEI was confirmed to be 1:0.04 as a result of calculating the molar ratio of polyethyleneimine (PEI) and decanoyl (DC) using a hydrogen nuclear magnetic resonance spectrum.

<실시예 및 비교예><Examples and Comparative Examples>

하기 표 1에 나타낸 바와 같은 성분 및 함량으로 혼합된 잔골재 및 고기능성 결합재를 진공형 강제식 혼합믹서에 투입하여, 3분 동안 프리믹싱한 후, 개질 혼화제 및 물을 더욱 첨가하여 2분 동안 믹싱함으로써, 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물 및 비교용 모르타르 조성물을 제조하였다.Fine aggregates and high-functional binders mixed with the ingredients and contents shown in Table 1 below were put into a vacuum forced mixing mixer, premixed for 3 minutes, and then a modifying admixture and water were further added and mixed for 2 minutes. , A high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures and a mortar composition for comparison were prepared.

구분(중량%)Classification (% by weight) 실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 비교예1Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 잔골재fine aggregate 4242 4242 4242 4242 4242 (중량%)(weight%) 실리카질 규사(4호사)Silica silica sand (No. 4 sand) 9090 9090 9090 100100 9090 석회암 limestone 10
[통상의 석회암]10
[Ordinary Limestone] 10
[제조예1]10
[Production Example 1] 10
[제조예1]10
[Production Example 1] -- 10
[통상의 석회암]10
[Ordinary Limestone] 고기능성 결합재High-functional binding material 4040 4040 4040 4040 4040 (중량부)(parts by weight) 조강 포틀랜드 시멘트
(분말도: 4,970 ㎠/g)Crude Portland Cement
(Powderness: 4,970 cm2/g) 100100 100100 100100 100100 100100 칼슘알루미네이트 (1) Calcium Aluminate (1) 3535 3535 3535 -- 3535 탄산마그네슘 magnesium carbonate 2020 2020 2020 2020 2020 중공형 실리카hollow silica 1818 1818 1818 -- 1818 오산화안티몬 antimony pentoxide 7
[제조예2]7
[Production Example 2] 7
[제조예3]7
[Production Example 3] 7
[제조예4]7
[Production Example 4] -- -- 수산화철 분말iron hydroxide powder 5
[제조예5]5
[Production Example 5] 5
[제조예5]5
[Production Example 5] 5
[제조예6]5
[Production Example 6] -- -- 이모골라이트 imogolite 3
[통상의
이모골라이트 분말]3
[normal
imogolite powder] 3
[통상의
이모골라이트 분말]3
[normal
imogolite powder] 3
[제조예7]3
[Production Example 7] -- -- 물water 33 33 33 33 33 개질 혼화제modified admixture 1515 1515 1515 1515 1515 (중량부)(parts by weight) 폴리에틸렌비닐아세테이트 Polyethylene Vinyl Acetate 100100 100100 100100 100100 100100 메틸메타크릴레이트-부타디엔 공중합체Methyl methacrylate-butadiene copolymer 8080 8080 8080 -- 8080 글리시딜메타크릴레이트 glycidyl methacrylate 3737 3737 3737 -- 3737 폴리설폰에테르이미드 (2) Polysulfoneetherimide (2) 1515 1515 1515 -- -- 에틸렌비스스테아린산아마이드 Ethylenebisstearic acid amide 66 66 66 -- -- 폴리에틸렌 이민polyethylene imine 3
[통상의
폴리에틸렌 이민]3
[normal
polyethylene imine] 3
[제조예8]3
[Production Example 8] 3
[제조예8]3
[Production Example 8] -- -- 디메틸글리옥심Dimethylglyoxime 33 33 33 -- -- 실리콘계 소포제silicone-based antifoaming agent 0.50.5 0.50.5 0.50.5 0.50.5 0.50.5 폴리칼본산계 공기연행제Polycarboxylate air entraining agent 0.50.5 0.50.5 0.50.5 0.50.5 0.50.5 (1) 칼슘알루미네이트: 분말도가 3,530 ㎠/g인 비정질의 도데카칼슘 헵타알루미네이트(C12A7)를 사용함.
(2) 폴리설폰에테르이미드: 사빅(Sabic) 사의 EXTEM®VH 1003을 사용함. (1) Calcium aluminate: Amorphous dodeca calcium hepta aluminate (C12A7) having a fineness of 3,530 cm 2 / g was used.
(2) Polysulfone etherimide: EXTEM®VH 1003 from Sabic was used.

<시험예><Test Example>

아래의 실험들은 본 발명에 따른 실시예 1 내지 실시예 3의 특성을 보다 용이하게 파악할 수 있도록 본 발명에 따른 실시예들과 비교예 1 및 2의 특성을 비교한 실험결과들을 나타낸 것이다.The following experiments show experimental results comparing the characteristics of the Examples according to the present invention and Comparative Examples 1 and 2 so that the characteristics of Examples 1 to 3 according to the present invention can be more easily grasped.

<시험예 1><Test Example 1>

상기 실시예 1 내지 3에서 제조한 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물 및 비교예 1 및 2에서 제조한 비교용 모르타르 조성물을 KS L 5220에 규정한 방법에 따라 플로우 시험(비타격 시의 흐름성)을 수행하였다. 이때, 재료분리는 모르타르 슬러리를 손으로 저어 보아 판단하였으며, 수중 제작 공시체는 수면아래 10 cm 몰드를 설치한 후 자유 낙하하여 제작하였다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.The high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures prepared in Examples 1 to 3 and the comparative mortar composition prepared in Comparative Examples 1 and 2 were tested according to the method specified in KS L 5220 (non-hit) flow) was performed. At this time, the material separation was determined by stirring the mortar slurry by hand, and the underwater specimen was produced by free falling after installing a 10 cm mold under the water surface. The results are shown in Table 2.

구분division 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 플로우(㎜)flow (mm) 133133 134134 136136 9494 106106 재료분리material separation 없음doesn't exist 없음doesn't exist 없음doesn't exist 발생generation 없음doesn't exist

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 3에서 제조한 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물은 비교예 1 및 2에서 제조한 비교용 모르타르 조성물과 비교하여, 비타격시의 흐름성이 매우 높은 것을 확인할 수 있었는 바, 본 발명의 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물은 유동성이 우수함을 알 수 있었다. 또한, 비교예 1 및 2에서 제조한 비교용 모르타르 조성물은 재료분리가 발생하였으나, 상기 실시예 1 내지 3에서 제조한 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물은 재료분리가 발생하지 않아 수중불분리성이 우수함을 알 수 있었다. As shown in Table 2, the high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures prepared in Examples 1 to 3 of the present invention is compared to the comparative mortar composition prepared in Comparative Examples 1 and 2, As it was confirmed that the flowability of was very high, it was found that the highly functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures of the present invention had excellent fluidity. In addition, although material separation occurred in the mortar compositions for comparison prepared in Comparative Examples 1 and 2, material separation did not occur in the highly functional cement mortar compositions for repair and reinforcement of concrete structures prepared in Examples 1 to 3. It was found that the separability was excellent.

<시험예 2><Test Example 2>

상기 실시예 1 내지 3에서 제조한 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물 및 비교예 1 및 2에서 제조한 비교용 모르타르 조성물의 물리적 특성을 비교하기 위하여, 상기에서 설명한 상기 실시예 1 내지 3에서 제조한 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물 및 비교예 1 및 2에서 제조한 비교용 모르타르 조성물을 KS F 4042(콘크리트 구조물 보수용 폴리머 시멘트 모르타르의 시험방법)에 의한 휨강도, 압축강도 및 접착강도 시험을 수행하여, 그 결과를 각각 하기 표 3에 나타내었다. In order to compare the physical properties of the high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures prepared in Examples 1 to 3 and the comparative mortar composition prepared in Comparative Examples 1 and 2, the Examples 1 to 3 described above Flexural strength, compressive strength and An adhesive strength test was performed, and the results are shown in Table 3 below, respectively.

구분division 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 휨강도
(MPa)flexural strength
(MPa) 수중underwater 8.78.7 8.98.9 9.09.0 2.12.1 2.92.9 기중gin 8.88.8 9.19.1 9.29.2 2.32.3 3.03.0 압축강도
(MPa)compressive strength
(MPa) 수중underwater 50.250.2 52.452.4 54.654.6 25.325.3 37.537.5 기중gin 51.851.8 53.553.5 56.756.7 26.426.4 36.836.8 접착강도
(MPa)adhesive strength
(MPa) 수중underwater 2.12.1 2.22.2 2.52.5 0.50.5 0.90.9 기중gin 2.32.3 2.32.3 2.72.7 0.60.6 1.11.1

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 3에서 제조한 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물은 비교예 1 및 2에서 제조한 비교용 모르타르 조성물과 비교하여, 휨강도, 압축강도 및 접착강도가 월등히 우수함을 확인할 수 있었다.As shown in Table 3, the high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures prepared in Examples 1 to 3 of the present invention was compared with the comparative mortar composition prepared in Comparative Examples 1 and 2, flexural strength, compression It was confirmed that the strength and adhesive strength were far superior.

<시험예 3> <Test Example 3>

실시예 1 내지 실시예 3에서 제조된 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1 및 2에서 제조된 비교용 모르타르 조성물에 대하여, KS F 4042(콘크리트 구조물 보수용 폴리머 시멘트 모르타르)에 의한 길이변화율을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.Regarding the high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures prepared in Examples 1 to 3 and the comparative mortar compositions prepared in Comparative Examples 1 and 2, according to KS F 4042 (polymer cement mortar for concrete structure repair) The length change rate was measured by, and the results are shown in Table 4 below.

구분division 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 길이변화율(%)Length change rate (%) 0.080.08 0.050.05 0.030.03 0.950.95 0.410.41

상기 표 4에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1 및 2에서 제조한 비교용 모르타르 조성물과 비교하여, 길이변화율이 감소되어 수축 저감 효과가 있음을 확인할 수 있었다. As can be seen in Table 4, the high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures prepared in Examples 1 to 3 of the present invention was compared with the comparative mortar composition prepared in Comparative Examples 1 and 2. Thus, it was confirmed that the length change rate was reduced and there was an effect of reducing shrinkage.

<시험예 4> <Test Example 4>

실시예 1 내지 실시예 3에서 제조된 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1 및 2에서 제조된 비교용 모르타르 조성물에 대하여, KS F 2322에 준하여 균열을 유발한 후 재령에 따라 투수량 시험을 통하여 성능 회복 시험을 실시하였고, 그 결과를 아래의 표 5에 나타내었다. 투수량이 높으면 불순물이나 물이 콘크리트의 내부로 침투하게 되면 콘크리트의 내부에 기공률이 증가하게 되어 구조물의 파손을 초래하는 문제가 발생한다.For the high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures prepared in Examples 1 to 3 and the comparative mortar compositions prepared in Comparative Examples 1 and 2, cracks were induced according to KS F 2322, and then according to age A performance recovery test was conducted through a water permeation test, and the results are shown in Table 5 below. When the water permeability is high, when impurities or water penetrate into the concrete, the porosity increases inside the concrete, resulting in damage to the structure.

구분division 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 비교예 1Comparative Example 1 투수량 (g)Permeation amount (g) 0일0 days 147.3147.3 149.0149.0 148.5148.5 158.8158.8 7일7 days 37.637.6 35.035.0 33.833.8 142.6142.6 14일14 days 36.136.1 31.231.2 29.529.5 117.4117.4 28일28 days 30.030.0 28.328.3 25.325.3 100.5100.5

상기 표 5에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물은 비교예 1 및 2에서 제조한 비교용 모르타르 조성물과 비교하여, 투수량이 낮게 나타나 성능회복성이 우수함을 확인할 수 있었다. As can be seen in Table 5, the high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures prepared in Examples 1 to 3 of the present invention was compared with the comparative mortar composition prepared in Comparative Examples 1 and 2. As a result, it was confirmed that the water permeability was low and the performance recovery was excellent.

<시험예 5> <Test Example 5>

실시예 1 내지 실시예 3에서 제조된 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1 및 2에서 제조된 비교용 모르타르 조성물에 대하여, KS F 4042(콘크리트 구조물 보수용 폴리머 시멘트 모르타르)에 의한 염화물 이온 침투 저항성시험을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다.Regarding the high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures prepared in Examples 1 to 3 and the comparative mortar compositions prepared in Comparative Examples 1 and 2, according to KS F 4042 (polymer cement mortar for repair of concrete structures) A chloride ion permeation resistance test was performed, and the results are shown in Table 6 below.

구분division 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 염화물 이온 침투 저항성
(coulombs)Chloride ion permeation resistance
(coulombs) 355355 305305 280280 13201320 10101010

상기 표 6에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1 및 2에서 제조한 비교용 모르타르 조성물과 비교하여, 염화물 이온 침투 저항성이 적게 나타나 염해에 대한 저항성이 높은 것을 확인할 수 있었다. As can be seen in Table 6, the high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures prepared in Examples 1 to 3 of the present invention was compared with the comparative mortar composition prepared in Comparative Examples 1 and 2. As a result, it was confirmed that the resistance to chloride ion permeation was low and the resistance to salt damage was high.

<시험예 6> <Test Example 6>

실시예 1 내지 실시예 3에서 제조된 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1 및 2에서 제조된 비교용 모르타르 조성물에 대하여, KS F 4042(콘크리트 구조물 보수용 폴리머 시멘트 모르타르)에 의한 중성화 저항성 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 7에 나타내었다.Regarding the high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures prepared in Examples 1 to 3 and the comparative mortar compositions prepared in Comparative Examples 1 and 2, according to KS F 4042 (polymer cement mortar for repair of concrete structures) A neutralization resistance test was performed, and the results are shown in Table 7 below.

구분division 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 중성화 저항성 (mm)Neutralization resistance (mm) 0.050.05 0.040.04 0.010.01 5.35.3 2.52.5

상기 표 7에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1 및 2에서 제조한 비교용 모르타르 조성물과 비교하여, 중성화 침투 깊이가 적게 나타나 중성화에 대한 저항성이 높은 것을 확인할 수 있었다. As can be seen in Table 7, the high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures prepared in Examples 1 to 3 of the present invention was compared with the comparative mortar composition prepared in Comparative Examples 1 and 2. As a result, it was confirmed that the neutralization penetration depth was small and the resistance to neutralization was high.

<시험예 7> <Test Example 7>

실시예 1 내지 실시예 3에서 제조된 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1 및 2에서 제조된 비교용 모르타르 조성물에 대하여, 일본 공업 규격 원안 [콘크리트의 용액침적에 의한 내약품성 시험 방법]에 준한 2% 염산, 5% 황산 및 45% 수산화 나트륨의 수용액을 시험 용액으로 28일 공시체를 침적하여 내약품성 시험의 측정결과를 아래의 표 8에 나타내었다. Regarding the high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures prepared in Examples 1 to 3 and the comparative mortar compositions prepared in Comparative Examples 1 and 2, Japanese Industrial Standard [Chemical resistance by solution immersion of concrete] Test method] 2% hydrochloric acid, 5% sulfuric acid and 45% sodium hydroxide aqueous solution in accordance with the test solution by immersing the specimen for 28 days, and the measurement results of the chemical resistance test are shown in Table 8 below.

구분division 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 중량변화율
(%)weight change rate
(%) 염산Hydrochloric acid -0.12-0.12 -0.05-0.05 -0.04-0.04 -2.3-2.3 -0.9-0.9 황산sulfuric acid 0.180.18 0.140.14 0.090.09 1.71.7 0.60.6 수산화나트륨sodium hydroxide 0.270.27 0.150.15 0.110.11 1.51.5 0.80.8

상기 표 8에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1 및 2에서 제조한 비교용 모르타르 조성물과 비교하여, 내약품성에 대한 중량변화율이 적게 나타나 내약품성이 우수한 것을 확인할 수 있었다. As can be seen in Table 8, the high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures prepared in Examples 1 to 3 of the present invention was compared with the comparative mortar composition prepared in Comparative Examples 1 and 2. As a result, it was confirmed that the weight change rate for the chemical resistance was small and the chemical resistance was excellent.

<시험예 8> <Test Example 8>

실시예 1 내지 실시예 3에서 제조된 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1 및 2에서 제조된 비교용 모르타르 조성물에 대하여, KS F 2456에 규정한 방법에 따라 동결융해저항성 시험의 측정 결과를 아래의 표 9에 나타내었다. 동결융해는 콘크리트에 모세관 내에 흡수된 수분이 결빙되고 녹는 것을 말하는 것으로, 동결융해가 반복되면 콘크리트 조직에 미세한 균열이 발생하게 되어 내구성이 저하되는 문제가 발생하게 된다. 하기 표 9는 동결융해 저항성 시험에 따른 각각의 실시예들 및 비교예들의 내구성 지수를 표시한 것이다.Freeze-thaw resistance test according to the method specified in KS F 2456 for the high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures prepared in Examples 1 to 3 and the comparative mortar compositions prepared in Comparative Examples 1 and 2 The measurement results of are shown in Table 9 below. Freezing and thawing refers to the freezing and melting of moisture absorbed in capillaries in concrete. When freezing and thawing is repeated, fine cracks occur in the concrete structure, resulting in a problem of reduced durability. Table 9 below shows the durability index of each of Examples and Comparative Examples according to the freeze-thaw resistance test.

구분division 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 내구성 지수durability index 9191 9292 9595 7272 7777

상기 표 9에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1 및 2에서 제조한 비교용 모르타르 조성물과 비교하여, 내구성 지수가 월등히 높으므로, 동결융해 저항성이 향상된 것을 확인할 수 있었다. As can be seen in Table 9, the high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures prepared in Examples 1 to 3 of the present invention was compared with the comparative mortar composition prepared in Comparative Examples 1 and 2. Thus, since the durability index was significantly high, it was confirmed that the freeze-thaw resistance was improved.

<시험예 9> <Test Example 9>

실시예 1 내지 실시예 3에서 제조된 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1 및 2에서 제조된 비교용 모르타르 조성물의 내알칼리성 시험을 KS F 4042 (콘크리트 구조물 보수용 폴리머 시멘트 모르타르)에 준하여 포화 수산화 칼슘 용액(50±2)℃에서 28일 동안 담근 후 상온으로 냉각시켜 압축강도를 측정한 측정결과를 아래의 표 10에 나타내었다. The alkali resistance test of the high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures prepared in Examples 1 to 3 and the comparative mortar composition for comparison prepared in Comparative Examples 1 and 2 was performed according to KS F 4042 (polymer cement mortar for concrete structure repair) ), and then immersed in a saturated calcium hydroxide solution (50 ± 2) ° C for 28 days, cooled to room temperature, and the measurement results of measuring the compressive strength are shown in Table 10 below.

구분division 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 압축강도
(MPa)compressive strength
(MPa) 48.748.7 50.350.3 53.153.1 21.521.5 32.832.8

상기 표 10에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1 및 2에서 제조한 비교용 모르타르 조성물과 비교하여, 압축강도가 높게 나타나 내알칼리성이 우수한 것을 확인할 수 있었다. As can be seen in Table 10, the high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures prepared in Examples 1 to 3 of the present invention was compared with the comparative mortar composition prepared in Comparative Examples 1 and 2. As a result, it was confirmed that the compressive strength was high and the alkali resistance was excellent.

<시험예 10> <Test Example 10>

실시예 1 내지 실시예 3에서 제조된 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1 및 2에서 제조된 비교용 모르타르 조성물에 대하여, KS F 4042(콘크리트 구조물 보수용 폴리머 시멘트 모르타르)에 의한 습기투과 저항성 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 11에 나타내었다.Regarding the high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures prepared in Examples 1 to 3 and the comparative mortar compositions prepared in Comparative Examples 1 and 2, according to KS F 4042 (polymer cement mortar for concrete structure repair) A moisture permeation resistance test was performed, and the results are shown in Table 11 below.

구분division 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 습기 투과 저항성 (Sd, m)Moisture permeation resistance (Sd, m) 0.30.3 0.10.1 0.10.1 1.51.5 1.01.0

상기 표 11에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1 및 2에서 제조한 비교용 모르타르 조성물과 비교하여, 습기투과 깊이가 적게 나타나 습기투과 저항성이 우수한 것을 확인할 수 있었다. As can be seen in Table 11, the high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures prepared in Examples 1 to 3 of the present invention was compared with the comparative mortar composition prepared in Comparative Examples 1 and 2. Therefore, it was confirmed that the moisture permeation depth was small and the moisture permeation resistance was excellent.

<시험예 11> <Test Example 11>

실시예 1 내지 실시예 3에서 제조된 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1 및 2에서 제조된 비교용 모르타르 조성물에 대하여, KS F 4042(콘크리트 구조물 보수용 폴리머 시멘트 모르타르)에 의한 물흡수계수 시험을 수행하였고, KFIA-FI-1004에 의하여 암모니아 가스검지관에 따른 탈취성 시험을 수행하여 그 결과를 하기 표 12에 나타내었다.Regarding the high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures prepared in Examples 1 to 3 and the comparative mortar compositions prepared in Comparative Examples 1 and 2, according to KS F 4042 (polymer cement mortar for concrete structure repair) A water absorption coefficient test was performed, and a deodorization test according to an ammonia gas detection tube was performed according to KFIA-FI-1004, and the results are shown in Table 12 below.

구분division 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 물흡수계수 (kg/m2ㆍh0.5)Water Absorption Coefficient (kg/m 2 ㆍh 0.5 ) 0.240.24 0.230.23 0.240.24 1.51.5 1.11.1 탈취성 (탈취율, %)Deodorization (deodorization rate, %) 8989 9090 9292 7575 8080

상기 표 12에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1 및 2에서 제조한 비교용 모르타르 조성물과 비교하여, 물흡수계수가 적게 나타나 내수성이 우수한 것을 확인할 수 있었고, 또한, 탈취성이 우수한 것을 확인할 수 있었다. As can be seen in Table 12, the high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures prepared in Examples 1 to 3 of the present invention was compared with the comparative mortar composition prepared in Comparative Examples 1 and 2. Thus, it was confirmed that the water absorption coefficient was low and the water resistance was excellent, and also, it was confirmed that the deodorization was excellent.

<시험예 12><Test Example 12>

실시예 1 내지 실시예 3에서 제조된 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1 및 2에서 제조된 비교용 모르타르 조성물에 대하여, 실내공기질공정시험기준 환경부고시 제2018-64호(소형챔버법)에 의한 대기오염물질 방출량 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 13에 나타내었다.Regarding the high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures prepared in Examples 1 to 3 and the comparative mortar compositions prepared in Comparative Examples 1 and 2, Ministry of Environment Notice 2018-64 (Indoor Air Quality Process Test Standards) An air pollutant emission test was performed by the small chamber method), and the results are shown in Table 13 below.

구분division 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 톨루엔 방출량(mg/m2ㆍh)Toluene emission (mg/m 2 ㆍh) 불검출non-detection 불검출non-detection 불검출non-detection 불검출non-detection 불검출non-detection 포름알데히드 방출량
(mg/m2ㆍh)Formaldehyde Emissions
(mg/m 2 ㆍh) 불검출non-detection 불검출non-detection 불검출non-detection 불검출non-detection 불검출non-detection

상기 표 13에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물 및 비교예 1 및 2에서 제조한 비교용 모르타르 조성물은 모두 톨루엔 및 포름알데히드와 같은 대기오염물질이 검출되지 않은 것을 확인할 수 있었다.As can be seen in Table 13, the high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures prepared according to Examples 1 to 3 of the present invention and the comparative mortar compositions prepared in Comparative Examples 1 and 2 are all It was confirmed that air pollutants such as toluene and formaldehyde were not detected.

<시험예 13><Test Example 13>

상기 실시예 1 내지 3에서 제조한 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물 및 비교예 1 및 2에서 제조한 비교용 모르타르 조성물의 자기치유성을 평가하기 위하여, 모르타르 공시체를 50×50×50㎜로 각각 제작하여 양생한 후 최대 압축 하중의 85%의 압축 하중으로 미리 하중을 준 후 기건 양생 28일, 56일 및 84일 후의 압축강도 회복률을 측정하여, 그 결과를 하기 표 14에 나타내었다.In order to evaluate the self-healing properties of the high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures prepared in Examples 1 to 3 and the comparative mortar composition prepared in Comparative Examples 1 and 2, mortar specimens were prepared in 50 × 50 × 50 After curing, the compressive strength recovery rate after 28 days, 56 days, and 84 days of air-curing was measured after pre-loading with a compressive load of 85% of the maximum compressive load, and the results are shown in Table 14 below. .

구분division 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 압축강도 회복률 (%)Compressive strength recovery rate (%) 28일28 days 17.317.3 18.718.7 19.419.4 4.54.5 7.87.8 56일56 days 30.530.5 31.931.9 33.533.5 7.37.3 11.611.6 84일84 days 35.135.1 36.836.8 37.437.4 9.89.8 15.315.3

상기 표 14에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 3에서 제조한 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물은 비교예 1 및 2에서 제조한 비교용 모르타르 조성물과 비교하여, 균열 후 압축강도 회복률이 높게 나타나 자기 치유성이 우수함을 확인할 수 있었다.As shown in Table 14, the high-functional cement mortar compositions for repair and reinforcement of concrete structures prepared in Examples 1 to 3 of the present invention were compared with the comparative mortar compositions prepared in Comparative Examples 1 and 2, and compressed after cracking. It was confirmed that the strength recovery rate was high and the self-healing property was excellent.

<시험예 14> <Test Example 14>

실시예 1 내지 실시예 3에서 제조된 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1 및 2에서 제조된 비교용 모르타르 조성물에 대하여, 국토교통부 고시 2020-263호(건축물 마감재료의 난연성능 및 화재 확산 방지구조 기준)에 의한 대기오염물질 불연 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 15에 나타내었다.Regarding the high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures prepared in Examples 1 to 3 and the comparative mortar compositions prepared in Comparative Examples 1 and 2, Ministry of Land, Infrastructure and Transport Notice 2020-263 (fire retardancy of building finishing materials) Performance and fire spread prevention structure standards) was performed to test air pollutants for non-combustibility, and the results are shown in Table 15 below.

구분division 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 질량감소율(%)Mass loss rate (%) 3.53.5 3.33.3 3.33.3 11.611.6 10.410.4 최고온도 및
최종 평형온도의 차(K)maximum temperature and
Difference in final equilibrium temperature (K) 0.80.8 0.70.7 0.50.5 3.53.5 2.72.7 가스유해성시험(분:초)Gas toxicity test (min:sec) 15:3515:35 16:1016:10 16:1516:15 9:359:35 10:4510:45

상기 표 15에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물은 비교예 1 및 2에서 제조한 비교용 모르타르 조성물과 비교하여, 질량감소율(%), 최고온도 및 최종 평형온도의 차(K)가 적었고, 생쥐의 평균행동 정지시간이 연장된 것을 확인할 수 있었다. 이로써, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1 및 2에서 제조한 비교용 모르타르 조성물과 비교하여, 우수한 불연성능을 갖는 것을 확인할 수 있었다.As can be seen in Table 15, the high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures prepared in Examples 1 to 3 of the present invention was compared with the comparative mortar composition prepared in Comparative Examples 1 and 2. As a result, it was confirmed that the mass loss rate (%), the difference (K) between the maximum temperature and the final equilibrium temperature was small, and the average behavioral suspension time of the mice was extended. As a result, the high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures prepared according to Examples 1 to 3 of the present invention has excellent incombustibility compared to the comparative mortar compositions prepared in Comparative Examples 1 and 2 I was able to confirm.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As described above, those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to understand that the present invention can be embodied in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. Therefore, all of the embodiments described above are illustrative and should be understood as not limiting. The scope of the present invention should be construed as including all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims to be described later and their equivalent concepts rather than the above detailed description included in the scope of the present invention.

Claims (5)

고기능성 결합재 10 내지 80 중량%, 잔골재 15 내지 85 중량%, 개질 혼화제 0.1 내지 20 중량% 및 물 1 내지 30 중량%를 포함하되;
상기 고기능성 결합재는 조강 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 칼슘알루미네이트 15 내지 45 중량부, 탄산마그네슘 10 내지 30 중량부, 중공형 실리카 10 내지 30 중량부, 오산화안티몬 1 내지 15 중량부, 수산화철 분말 0.01 내지 10 중량부 및 이모골라이트 0.01 내지 10 중량부를 포함하는 것이고;
상기 개질 혼화제는 폴리에틸렌비닐아세테이트 100 중량부에 대하여, 메틸메타크릴레이트-부타디엔 공중합체 70 내지 90 중량부, 글리시딜메타크릴레이트 30 내지 50 중량부, 폴리설폰에테르이미드 10 내지 30 중량부, 에틸렌비스스테아린산아마이드 1 내지 10 중량부, 폴리에틸렌 이민 0.01 내지 5 중량부 및 디메틸글리옥심 0.01 내지 5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물.
10 to 80% by weight of a high-functional binder, 15 to 85% by weight of fine aggregate, 0.1 to 20% by weight of a modified admixture, and 1 to 30% by weight of water;
The high-functional binder contains 15 to 45 parts by weight of calcium aluminate, 10 to 30 parts by weight of magnesium carbonate, 10 to 30 parts by weight of hollow silica, 1 to 15 parts by weight of antimony pentoxide, and iron hydroxide powder, based on 100 parts by weight of early strong Portland cement. 0.01 to 10 parts by weight and 0.01 to 10 parts by weight of imogolite;
The modifying admixture is based on 100 parts by weight of polyethylene vinyl acetate, methyl methacrylate-butadiene copolymer 70 to 90 parts by weight, glycidyl methacrylate 30 to 50 parts by weight, polysulfone etherimide 10 to 30 parts by weight, ethylene A high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures, comprising 1 to 10 parts by weight of bis-stearic acid amide, 0.01 to 5 parts by weight of polyethylene imine, and 0.01 to 5 parts by weight of dimethylglyoxime.
 제1항에 있어서,
상기 오산화안티몬은
사방정계(침상형) 삼산화안티몬 및 등축정계 삼산화안티몬을 1: 2 내지 5 중량비율로 혼합하여, 삼산화안티몬 혼합분말을 준비하는 단계; 상기 삼산화안티몬 혼합분말 100 중량부를 200 내지 800 중량부의 정제수, 1 내지 10 중량부의 아민계 분산제 및 0.01 내지 5 중량부의 pH 조절제의 혼합용액과 혼합하여 65 내지 85 ℃의 온도로 승온 및 현탁시켜 현탁액을 제조하는 단계; 상기 현탁액에 과산화수소 90 내지 200 중량부를 0.5 내지 2 시간 동안 분할 첨가한 후, 90 내지 120 ℃의 온도로 반응시킴으로써, 오산화안티몬 졸을 제조하는 단계; 및 상기 오산화안티몬 졸을 건조시킨 후 분쇄하는 단계;를 포함하는 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물.
According to claim 1,
The antimony pentoxide is
Preparing an antimony trioxide mixed powder by mixing orthorhombic (acicular) antimony trioxide and cubic antimony trioxide in a weight ratio of 1:2 to 5; 100 parts by weight of the antimony trioxide mixed powder is mixed with a mixed solution of 200 to 800 parts by weight of purified water, 1 to 10 parts by weight of an amine-based dispersant, and 0.01 to 5 parts by weight of a pH adjusting agent, heated to a temperature of 65 to 85 ° C., and suspended to form a suspension manufacturing; preparing an antimony pentoxide sol by adding 90 to 200 parts by weight of hydrogen peroxide to the suspension in portions for 0.5 to 2 hours and then reacting at a temperature of 90 to 120 °C; And drying and grinding the antimony pentoxide sol; High-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures, characterized in that produced by a method comprising a.
 제1항에 있어서,
상기 수산화철 분말은 밤송이 형상을 갖는 수산화철 분말인 것이고;
상기 밤송이 형상을 갖는 수산화철 분말은
1 내지 10 M농도의 카르보닐 디아마이드(CH4N2O) 수용액에, 1 내지 10 M농도가 되도록 Fe 전구체 화합물을 첨가한 후, 세틸트리메틸암모늄 브롬화물 0.001 내지 0.005 몰을 투입 및 혼합하여 혼합용액을 제조하는 단계; 상기 혼합용액을 70 내지 150 ℃의 온도에서 0.5 내지 3 시간 동안 반응시키는 단계; 및 상기 반응이 완료된 반응물을 여과 및 세척한 후, 40 내지 80 ℃의 온도에서 1 내지 10 시간 동안 건조시켜 밤송이 형상을 갖는 수산화철 분말을 제조하는 단계;를 포함하는 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물.
According to claim 1,
The iron hydroxide powder is an iron hydroxide powder having a shape of chestnuts;
The iron hydroxide powder having the shape of the chestnut is
To an aqueous solution of carbonyl diamide (CH 4 N 2 O) at a concentration of 1 to 10 M, an Fe precursor compound is added to a concentration of 1 to 10 M, and then 0.001 to 0.005 mol of cetyltrimethylammonium bromide is added and mixed. preparing a solution; reacting the mixed solution at a temperature of 70 to 150 °C for 0.5 to 3 hours; And after filtering and washing the reactant after the reaction is completed, drying it at a temperature of 40 to 80 ° C. for 1 to 10 hours to prepare iron hydroxide powder having a chestnut shape; concrete characterized in that it is produced by a method comprising A highly functional cement mortar composition for repair and reinforcement of structures.
 제1항에 있어서,
상기 폴리에틸렌 이민은 소수화된 폴리에틸렌 이민인 것이고;
상기 소수화된 폴리에틸렌 이민은 상기 폴리에틸렌이민의 아미노기(amino group)가 데카노일 클로라이드(decanoyl chloride)의 염화카보닐기(carbonyl chloride)와 축합반응을 하여 소수화되는 것이되;
상기 아미노기와 염화카보닐기의 몰비가 1: 0.04 내지 1.40인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물.
According to claim 1,
the polyethylene imine is a hydrophobized polyethylene imine;
The hydrophobized polyethyleneimine is hydrophobicized by a condensation reaction between the amino group of the polyethyleneimine and the carbonyl chloride group of decanoyl chloride;
High-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of concrete structures, characterized in that the molar ratio of the amino group and carbonyl chloride group is 1: 0.04 to 1.40.
 제1항 내지 제4항 중에서 선택되는 어느 한항에 따른 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물을 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강공법으로서,
콘크리트 구조물의 레이탄스, 불순물 또는 열화부위를 치핑장치로 치핑하여 제거한후, 청소하여 바탕면을 정리하는 단계; 상기 정리된 바탕면에 프라이머 또는 블루밍 처리하는 단계; 상기 프라이머 또는 블루밍 처리된 표면에, 상기 콘크리트 구조물의 보수보강용 고기능성 시멘트 모르타르 조성물을 타설하여 표면을 마무리하는 단계; 상기 마무리된 표면에 표면보호 및 강화 코팅제를 도포하여 표면을 마감하는 단계; 및 양생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수보강공법.A repair and reinforcement method for a concrete structure using the high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of a concrete structure according to any one of claims 1 to 4,
Step of cleaning the base surface after removing the laitance, impurities or deterioration of the concrete structure by chipping with a chipping device; Primer or blooming treatment on the cleaned surface; Finishing the surface by pouring a high-functional cement mortar composition for repair and reinforcement of the concrete structure on the surface treated with the primer or blooming; Finishing the surface by applying a surface protection and strengthening coating agent to the finished surface; And a method of repair and reinforcement of a concrete structure comprising the step of curing.
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