KR102589493B1 - 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물에 관한 것으로서 보다 상세하게는 콘크리트 구조물의 손상 부분을 보수 보강함에 있어 시멘트와 모래가 혼합된 몰탈용 분체와 분말형 혼화제 및 필러를 혼합하여 시공 현장에서 물과 혼합하여 간편하게 바로 사용할 수 있으므로 사용 편리성도 우수하며, 단시간에 보수 보강 공사를 안정적으로 완료할 수 있어 경제성 및 시공성이 우수한 초고강도, 고인성 및 고내구성을 가진 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물에 관한 것인바, 본발명은 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물에 있어서, 강도를 발현하는 시멘트와 볼륨을 갖도록 하는 모래가 혼합된 몰탈용분체와 분말형 혼화제 및 필러가 혼합되어 이루어진 것에 그 특징이 있다.
Description
본 발명은 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물에 관한 것으로서 보다 상세하게는 콘크리트 구조물의 손상 부분을 보수 보강함에 있어 시멘트와 모래가 혼합된 몰탈용 분체와 분말형 혼화제 및 필러를 혼합하여 시공 현장에서 물과 혼합하여 간편하게 바로 사용할 수 있으므로 사용 편리성도 우수하며, 단시간에 보수 보강 공사를 안정적으로 완료할 수 있어 경제성 및 시공성이 우수한 초고강도, 고인성 및 고내구성을 가진 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물에 관한 것이다.
구조물의 재료로서 경제성과 내구성이 우수한 콘크리트가 많이 사용되고 있지만, 자체 인장강도 및 휨강도가 작고, 균열이 발생하기 쉬운 결함을 가지고 있다.
따라서, 이러한 콘크리트의 문제점을 해결하기 위하여 보수 보강용 모르타르 조성물은 강섬유 또는 유기섬유와 같은 다양한 섬유를 혼합한 섬유보강 콘크리트가 개발되고 있는데, 그 중에서도 압축강도가 120MPa 이상이고 인장강도가 5MPa 이상이며, 휨인장강도가 30MPa 이상인 초고성능 섬유 보강 콘크리트(UHPFRC: Ultra-High Performance Fiber Reinforced Concrete)에 대한 요구가 증가하고 있다.
초고성능 섬유보강 콘크리트는 매우 낮은 물/결합재비를 가지고, 최밀 충전 이론에 근거한 배합설계, 고성능 감수제를 이용한 우수한 유변학적 특성, 굵은 골재를 사용하지 않고 잔골재만을 사용하여 형성되는 균질한 특성과 수화생성을 위한 고온양생 조건을 기본적으로 요구한다.
그러나, 이러한 섬유보강 콘크리트는 일반 콘크리트의 배합에 섬유를 투입하기 때문에 콘크리트의 점성 부족으로 인해 섬유를 다량 투입하지 못하고 이로 인해 충분한 인성을 확보하지 못한다.
일반적으로 섬유보강 콘크리트에 배합되는 실리카질 미분말의 입자(비표면적 2000,000 cm2/g)는 시멘트 입자(비표면적 35,000 cm2/g)보다 매우 작아 시멘트의 입자 사이를 충전하는 마이크로 필러 효과와 주성분이 비결정의 SiO2 성분을 가지고 있어 시멘트 수화반응에 의해 생성되는 수산화 칼슘(Ca(OH)2)과 포졸란 반응으로 인해 칼슘 실리케이트(C-S-H) 수화물을 생성함으로써 콘크리트 조직이 치밀화된다.
그러나, 섬유보강 콘크리트는 초고강도를 구현하기 위해 실리카질 미분말을 시멘트 중량의 20~30% 정도로 많은 비율을 사용하기 때문에 콘크리트의 점성이 증가되어 소정의 유동성을 확보하기 위해 콘크리트의 제조시간이 길어지거나 고속 믹서 또는 전단믹서와 같은 특수한 믹서를 사용해야 하고, 고가의 고성능 감수제를 다량으로 사용해야 함에도 불구하고 유동성이 부족하여 섬유가 골고루 분산되지 않는 경우가 발생한다.
이로 인하여 응결경화 시간이 길어져서 겨울철 공사에 불리하고, 수화반응의 활성화로 인해 자기수축이 증대되고, 섬유의 분산성이 나빠져서 섬유보강콘크리트의 우수한 고인성 특성을 확보하지 못할 뿐만 아니라 현장에서 섬유보강콘크리트의 다량 생산이 어렵고 제조비용이 증가하게 된다.
한편 콘크리트 구조체의 인성측면에 있어서는, 도 1에 도시된 바와 같이 초고성능 섬유보강 시멘트의 휨 파괴시에 강섬유의 항복강도에 도달되어 파단되기 전에 강섬유가 먼저 콘크리트로부터 인발되어 뽑히기 때문에 인성 효과를 볼 수 있다.
이는 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물에서 섬유의 거동은 계면성상에 크게 의존하고, 이 거동을 지배하는 것은 섬유와 시멘트 매트릭스 사이의 부착성능 및 섬유의 파단 때문인 것을 알 수 있다.
그리고, 콘크리트의 내구성은 균열폭과 매우 밀접하게 연관되어 있음을 알 수 있다. 콘크리트의 자체 균열 치유성능(self-healing performance)은 균열폭에 좌우되는데, 낮은 물결합재비를 가지는 초고성능 섬유보강 콘크리트에서 균열폭을 제어하는 것은 내구성 향상 및 자체 연화 성능에 매우 밀접한 영향을 미친다.
결국, 초고성능 섬유보강 콘크리트에서 섬유와 시멘트 매트릭스 사이의 계면 특성 및 부착성능과 콘크리트 자체의 균열폭을 제어함으로써 초고성능 섬유보강 콘크리트가 본질적으로 가지는 인장성능에 대한 개선이 필요한 시점이다.
이러한 종래 문제점을 감안하여 대한민국 등록특허 제1751479호 초고성능 섬유보강 콘크리트 및 그 제조방법이 제안된바 상기한 선 등록 특허는 시멘트, 지르코늄 함유 실리카질 미분말, 잔골재, 충전재, 수축저감제, 고성능 감수제, 배합수, 강섬유, 및 소포제 중 적어도 하나 이상을 혼합하여 형성된 초고성능 섬유보강 콘크리트에 있어서, 상기 실리카질 미분말의 비표면적의 범위는 80,000cm2/g 이상 150,000cm2/g 이하이고, 상기 강섬유의 형상계수는 60 이상 100 이하이고, 형상계수 60 ~ 80인 강섬유를 25% ~ 35% 체적비로 혼합하고, 형상계수 81 ~ 100인 강섬유를 65% ~ 75% 체적비로 혼합하고, 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물 내에 미세균열을 유도하기 위한 균열유도체가 더 포함되고, 상기 균열유도체는 표면에 도포되어 미세균열을 촉진하는 균열촉진제를 포함하는 제1 표면층을 포함하는 초고성능 섬유보강 콘크리트가 제안된바 있다.
상기한 선 등록특허는 형상계수 80(d0.2mm × L16mm) 0.5%와 형상계수 100(d0.2mm × L20mm) 1.5%를 서로 혼합한 강섬유를 사용하고 있는데 이러한 단섬유 형태를 갖는 섬유를 단독으로 사용할 때 섬유 표면이 미끄러워 슬립 현상이 발생하여 콘크리트와 섬유가 쉽게 분리가 일어나는 문제 및 이로인하여 인장강도가 감소하는 문제도 있다.
또한 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물을 반죽하고 콘크리트 양생시 상기한 강섬유가 서서히 미끄러져 아래로 가라 앉는 현상이 발생되는 문제가 있어 강도 저하를 초래하는 문제점도 있다.
본 발명은 섬유만 사용하는 종래의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서 강도를 증대시키기 위해 혼합하는 필러의 마찰 저항을 증대시켜 콘크리트와 결합력을 향상시킴으로 전체적인 인장강도 향상과 필러를 고루게 분포되도록 분산할 수 있는 등의 이점이 있는 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물을 제공하는데 있다.
다른 목적으로는 시멘트와 모래가 혼합된 몰탈용 분체와 분말형 혼화제 및 필러를 혼합하여 시공 현장에서 물과 혼합하여 간편하게 바로 사용할 수 있으므로 사용 편리성도 우수하며, 단시간에 보수 보강 공사를 안정적으로 완료할 수 있어 경제성 및 시공성이 우수한 초고강도, 고인성 및 고내구성을 가진 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물을 제공하는데 있다.
이러한 본 발명의 목적은 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물에 있어서, 시멘트와 모래가 혼합된 몰탈용 분체와 분말형 혼화제 및 필러가 혼합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물에 의하여 달성된다.
상기 혼화제는 감수제, 소포재, 수축저감제로 이루어진 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물에 의하여 달성된다.
상기 필러는 유리질 중공 미소 구조체와; 합성섬유사와 금속사가 꼬여 형성된 혼합사; 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물에 의하여 달성된다.
상기 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물를 100 중량%라고 할 때 몰탈용 분체는 85~95 중량%, 혼화제는 3~5 중량%, 필러는 2~10 중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물에 의하여 달성된다.
이와 같은 본 발명은 강도를 증대시키기 위해 혼합하는 필러의 마찰 저항을 증대시켜 콘크리트와 결합력을 향상시킴으로 전체적인 인장강도 향상과 필러를 고루게 분포되도록 분산할 수 있는 등의 이점과, 시멘트와 모래가 혼합된 몰탈용 분체와 분말형 혼화제 및 필러를 혼합하여 시공 현장에서 물과 혼합하여 간편하게 사용할 수 있어 시공성이 우수한 등의 효과가 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물은 시멘트와 모래가 혼합된 몰탈용 분체와 분말형 혼화제 및 필러가 혼합되어 이루어진 것이다. 시멘트와 모래가 혼합된 몰탈용 분체를 준비한다. 이때 상기 시멘트와 모래의 혼합비는 1:1 또는 3:1의 중량비로 혼합하여 사용하며 골재 또는 경량골재도 혼합하여 사용할 수도 있다.
상기 혼화제는 감수제, 소포제, 수축저감제로 이루어진 것으로 혼화제를 100 중량%라고 할 때 시멘트의 분말을 분산시켜 콘크리트의 워커빌리티(workability)의 개선을 주목적으로 하는 감수제 0.2~1.0 중량%, 믹싱 시 마찰에 의한 공기포 발생억제의 효과가 있는 소포제 0.4~2.0 중량%, 수축저감제 0.5~2.0 중량%를 혼합하여 사용한다.
상기 혼화제를 100 중량%라고 할 때 고성능 감수제를 0.2 중량% 이하로 사용하면 배합수량이 증가하여 물/결합재비가 증가하는 문제가 있고 고성능 감수제를 1.0 중량% 이상으로 사용되면 재료분리가 발생하는 문제가 있기 때문이다.
한편 상기 혼화제를 100 중량%라고 할 때 소포제를 0.4 중량% 이하로 사용하면 독립 기포 제거의 효과가 떨어지는 문제가 있고 소포제를 2.0 중량% 이상으로 사용되면 응집현상이 발생하는 문제가 있기 때문이다.
상기 혼화제를 100 중량%라고 할 때 수축저감제를 0.5 중량% 이하로 사용하면 자기수축으로 인한 크랙이 발생하는 문제가 있고 수축저감제를 2.0 중량% 이상으로 사용되면 압축강도 및 인장강도 등 역학적 성능이 감소하는 문제가 있기 때문이다.
상기 필러는 유리질중공미소구조체와, 합성섬유사와 금속사가 꼬여 형성된 혼합사 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물로 이루어진 구조이다. 상기 유리질 중공 미소 구조체는 SiO2와 CaO 등을 혼합하여 이루어져 있으며 중공구조로 되어 있다.
상기 유리질중공미소구체의 제조는 주원료인 실리카(Silica, SiO2)와 부원료인 CaO,SiO2 등을 혼합하여 고온에 용융한 뒤,냉각수로 급냉시켜 자연적인 파쇄와 기계적인 분쇄에 의해 고분말 형태로 만든다.
그리고 미세한 분말에 고온의 증기압과 아황산가스로 발포시켜 구형의 입자로 만들고 고착방지를 위하여 흄드실리카를 표면에 도포하는 과정을 거치면 다공성의 유리질 중공 미소구체가 생성된다.
이러한 유리질중공미소구체는 중량 감소, 유동성 향상, 수축과 휨 저항성, 단열성, 내화학성, 저흡수율 등의 장점이 있으며, 특히 얇은 박막내부에 충전된 공기와 SiO2를 감싸고 있는 중공 구조의 형태로 인해 단열성능이 우수한 이점이 있다.
상기한 유리질중공미소구체의 화학적 특성과 물질적 특성은 아래 표 1 및 표 2와 같다.
| 성분 | SiO2 | CaO | Na2O | SO4 | Al2O3 | MgO |
| 함량(%) | 62.39 | 33.35 | 1.90 | 1.46 | 0.21 | 0.12 |
| 밀도(g/cm3) | 강도 (psi) |
입자크기 (㎛) |
열전도율 (W/mK) |
박막두께 (㎛) |
규산질용적 (%) |
흡수율 (%) |
| 0.6 | 28,000 | 8.6~26.7 | 0.2 | 0.7 | 24 | 0.1 |
상기 혼합사의 제조방법은 크릴에 합성섬유사와 금속사를 배열시킨 후 상기 섬유사와 금속사를 합사하여 구유하는 굵기(데니어)를 형성하는 얀(실)을 제조한 후 상기 얀의 표면에 코팅층을 형성시킨 후 고열이 방출되는 건조기를 통과시켜 건조하고 건조된 혼합사를 일정한 길이로 절단한다.
이때 상기 합성섬유사는 PVA, PE, PP, 아라미드섬유 중 어느 하나를 사용하며 그 중 아라미드섬유가 바람직하며 금속사는 SUS를 사용하며 상기한 혼합사의 구조는 섬유사와 금속사는 꼬임을 갖고 있으며 일정한 두께로 섬유사와 금속사의 외측면에 코팅층이 형성된 것을 확인할 수 있다.
상기 혼합사를 길이가 6 ~ 20 mm이며, 섬도는 0.3~1mm를 갖는 단섬유로 형성시켰을 때 서로 꼬여 있는 섬유사와 금속사의 꼬임이 풀리지 않으면서 콘크리트 혼합물 내 분산이 용이하도록 코팅층을 형성한다.
더욱이 상기 혼합사가 콘크리트에 혼합되어 양생 후 오랜 시간 경과 또는 외부 충격에 의해 파괴가 일어났을 때 콘크리트가 먼저 파괴되고 합성섬유사가 파괴되며 금속사 순으로 파괴된다.
한편 금속사는 합성섬유사만 단독으로 사용 시 표면이 매끄러워 결합력 또는 고정력이 저하됨으로 콘크리트 양생 시 철근과 같은 효과를 발현하여 결합력과 고정력을 증대시키는 효과도 있다.
상기 코팅층은 폴리비닐계 수지, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 폴리우레탄계 수지, 레소시놀-포르말린-라텍스(RFL) 수지 중 어느 하나를 이용하는 수지함침공정을 거쳐 열처리 후 건조하여 형성시킨다.
이하, 비교예 및 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 살펴본다. 그러나 본 발명은 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
(1) 콘크리트의 배합
포크렌드 시멘트와 규사를 4:6으로 혼합한 시멘트에 감수제, 소포재, 수축저감제로 이루어진 혼합제를 3.0 중량%를 혼합한 혼합물 100 중량부라고 할 때 물 25 중량부를 혼합하여 콘크리트 조성물을 제조하였다.
(2) 물성 측정
시험편의 압축강도 및 휨인장강도는 KS F 2505(콘크리트의 압축강도 시험방법) 및 KS F 2408(콘크리트의 휨 강도 시험 방법)에 의거하여 실시하였다.
[비교예 1]
본 발명에 따른 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물을 사용한 콘크리트와 일반 콘크리트와의 물성을 비교하기 위하여, 상기 본 발명의 기술이 적용된 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물을 포함하지 않는 포틀랜드 시멘트와 규사를 4:6으로 혼합한 시멘트에 감수제, 소포재, 수축저감제로 이루어진 혼화제를 3.0 중량%를 혼합한 혼합물 100 중량부라고 할 때 물 25 중량부를 혼합하여 콘크리트 조성물을 제조하였다.
[비교예 2]
포틀랜드 시멘트와 규사를 4:6으로 혼합한 후 시멘트혼합물 100 중량부라고 할 때 물 25 중량부를 혼합하여 콘크리트 조성물에 길이가 13mm이며, 섬도는 0.5mm를 갖는 아라미드 단섬유를 상기 시멘트혼합물 100중량부에 대하여 3.0 중량부를 혼합하여 콘크리트 조성물을 제조하였다.
[실시예 1]
포틀랜드 시멘트와 규사, 유리알미소중공구조체를 4:5:1으로 혼합한 후 혼합물 100 중량부라고 할 때 길이가 13mm이며, 섬도는 0.5mm, Polyethylene Terephthalate 코팅층을 갖는 혼합사 1 중량부로 이루어진 본 발명의 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물 100 중량부라고 할 때 물 25 중량부를 혼합하여 콘크리트 조성물을 제조하였다.
[실시예 2]
포틀랜드 시멘트와 규사, 유리알미소중공구조체를 4:5:1으로 혼합한 후 혼합물 100 중량부라고 할 때 길이가 13mm이며, 섬도는 0.5mm, Polyethylene Terephthalate 코팅층을 갖는 혼합사 1.5 중량부로 이루어진 본 발명의 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물 100 중량부라고 할 때 물 25 중량부를 혼합하여 콘크리트 조성물을 제조하였다.
[실시예 3]
포틀랜드 시멘트와 규사, 유리알미소중공구조체를 4:5:1으로 혼합한 후 혼합물 100 중량부라고 할 때 길이가 13mm이며, 섬도는 0.5mm, Polyethylene Terephthalate 코팅층을 갖는 혼합사 2 중량부로 이루어진 본 발명의 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물 100 중량부라고 할 때 물 25 중량부를 혼합하여 콘크리트 조성물을 제조하였다.
상기와 같이 제조된 비교예 1, 2및 실시예 1-3의 시험편을 대상으로 물성을 측정한 후 이를 표 3에 나타내었다.
| Flow | 휨 강도 (MPa) |
압축강도 (MPa) |
인장강도 (MPa) |
|
| 비교예 1 | 250 | 10 | 110 | 1 |
| 비교예 2 | 230 | 15 | 115 | 2 |
| 실시예 1 | 230 | 25 | 120 | 4 |
| 실시예 2 | 210 | 30 | 120 | 5 |
| 실시예 3 | 200 | 30 | 120 | 5 |
상기 표 3에서 알 수 있듯 비교예 1, 2에 따라 제조된 종래의 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물은 낮은 인장강도를 나타내고, 취성적인 파괴를 나타내어 파손 시 비산물이 피해를 유발할 수 있는 것으로 나타났다.
그러나 본 발명의 기술이 적용된 실시예 1 ~ 3에 따라 제조된 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물은 압축강도 및 휨강도가 요구하는 물성을 충분히 만족하는 것으로 나타났다.
이와 같은 본 발명은 강도를 증대시키기 위해 혼합하는 필러의 마찰 저항을 증대시켜 콘크리트와 결합력을 향상시킴으로 정체적인 인장강도 향상과 필러를 고루게 분포되도록 분산할 수 있는 등의 이점과, 시멘트와 모래가 혼합된 몰탈용 분체와 분말형 혼화제 및 필러를 혼합하여 시공 현장에서 물과 혼합하여 간편하게 사용할 수 있어 시공성이 우수한 등의 효과가 있다.
Claims (5)
- 강도를 발현하는 시멘트와 볼륨을 갖도록 하는 모래가 혼합된 몰탈용분체와 분말형 혼화제 및 필러가 혼합되어 이루어진 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물에 있어서,
상기 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물을 100 중량%라고 할 때
몰탈용분체는 85~95 중량%, 분말형 혼화제는 3~5 중량%, 필러는 2~10 중량%로 이루어지며,
상기 몰탈용분체는 시멘트와 모래를 1:1 또는 3:1의 중량비로 혼합한 것을 사용하고,
상기 혼화제는 감수제, 소포제, 수축저감제로 이루어진 것으로 혼화제를 100 중량%라고 할 때 시멘트의 분말을 분산시켜 콘크리트의 워커빌리티(workability)의 개선을 주목적으로 하는 감수제 0.2~1.0 중량%, 믹싱 시 마찰에 의한 공기포 발생억제의 효과가 있는 소포제 0.4~2.0 중량%, 수축저감제 0.5~2.0 중량%를 혼합하여 사용하며,
상기 필러는 유리질 중공 미소 구조체와; 합성섬유사와 금속사가 꼬여 형성된 혼합사; 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물로 이루어진 것을 사용하며,
상기 혼합사는 길이가 6 ~ 20 mm이며, 섬도는 0.3~1mm를 갖는 단섬유인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물.
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 합성섬유사는 PVA, PE, PP, 아라미드섬유 중 어느 하나이고
금속사는 SUS 인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물. - 삭제
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101207038B1 (ko) | 2010-11-16 | 2012-11-30 | 한국건설기술연구원 | 유리미분말이 혼입된 초고성능 섬유보강 시멘트 복합체 및 그 제조방법 |
| KR101230256B1 (ko) | 2010-12-02 | 2013-02-07 | 한국건설기술연구원 | 초고성능 섬유보강 시멘트 복합체 및 이의 제조방법 |
| KR101654182B1 (ko) * | 2016-01-18 | 2016-09-05 | 최현욱 | 콘크리트 구조물 단면 보수용 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수공법 |
| KR101751479B1 (ko) | 2016-08-08 | 2017-06-27 | 한국건설기술연구원 | 초고성능 섬유보강 콘크리트 및 그 제조방법 |
| KR101952069B1 (ko) * | 2018-02-20 | 2019-02-25 | 한국섬유개발연구원 | 강섬유 복합섬유를 이용한 콘크리트 보강용 번들형 단섬유 및 섬유보강 콘크리트 조성물 |
| KR20190075661A (ko) * | 2017-12-21 | 2019-07-01 | 한국철도기술연구원 | 콘크리트 구조물 보수 보강 및 내진 성능 향상을 위한 보수 보강 모르타르 조성물 및 이를 이용한 보수 보강 공법 |
| KR20200068407A (ko) * | 2018-12-05 | 2020-06-15 | 엘림피엔씨 주식회사 | 콘크리트 파손 또는 균열 보수보강 방법 |
| KR102260021B1 (ko) * | 2020-04-14 | 2021-06-04 | 김은수 | 아크릴계 섬유를 포함한 보수 모르타르 조성물 및 이를 이용한 보수 공법 |
-
2023
- 2023-03-09 KR KR1020230031106A patent/KR102589493B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101207038B1 (ko) | 2010-11-16 | 2012-11-30 | 한국건설기술연구원 | 유리미분말이 혼입된 초고성능 섬유보강 시멘트 복합체 및 그 제조방법 |
| KR101230256B1 (ko) | 2010-12-02 | 2013-02-07 | 한국건설기술연구원 | 초고성능 섬유보강 시멘트 복합체 및 이의 제조방법 |
| KR101654182B1 (ko) * | 2016-01-18 | 2016-09-05 | 최현욱 | 콘크리트 구조물 단면 보수용 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수공법 |
| KR101751479B1 (ko) | 2016-08-08 | 2017-06-27 | 한국건설기술연구원 | 초고성능 섬유보강 콘크리트 및 그 제조방법 |
| KR20190075661A (ko) * | 2017-12-21 | 2019-07-01 | 한국철도기술연구원 | 콘크리트 구조물 보수 보강 및 내진 성능 향상을 위한 보수 보강 모르타르 조성물 및 이를 이용한 보수 보강 공법 |
| KR101952069B1 (ko) * | 2018-02-20 | 2019-02-25 | 한국섬유개발연구원 | 강섬유 복합섬유를 이용한 콘크리트 보강용 번들형 단섬유 및 섬유보강 콘크리트 조성물 |
| KR20200068407A (ko) * | 2018-12-05 | 2020-06-15 | 엘림피엔씨 주식회사 | 콘크리트 파손 또는 균열 보수보강 방법 |
| KR102260021B1 (ko) * | 2020-04-14 | 2021-06-04 | 김은수 | 아크릴계 섬유를 포함한 보수 모르타르 조성물 및 이를 이용한 보수 공법 |
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