KR100806637B1 - 강재부식방지성능이 있는 고강도 무수축 그라우트 조성물 - Google Patents
강재부식방지성능이 있는 고강도 무수축 그라우트 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 강재의 부식방지 성능이 있는 고강도 무수축 그라우트 모르타르 조성물에 대한 것이다. 본 발명은 포틀랜트 시멘트, 칼슘알루미노설페이트 및 석고가 혼합된 시멘트계 분말조성물 100중량부에 대해 분산제 1~2중량부, 응결조절제 0.06~ 0.1 중량부, 내염성혼합재로 수산화알루미늄 0.1 ~ 0.4중량부, 고로슬래그계 미분말 5 ~ 10 중량부, 강재부식방지제 0.3 ~ 1.4중량부 및 최대 입경이 3mm이하인 모래 105 ~ 125 중량부를 혼합한 것을 특징으로 하는 그라우트재 조성물을 제공한다.
본 발명의 조성물은 내부로의 염소이온 침투억제 작용과 더불어 내부의 염분함량이 높은 조건에서도 강재의 부식을 방지하는 물리,화학적 작용을 통해 염소이온에 의한 부식방지작용을 수행함으로써, 염분저항성 효과를 배가시켜 그라우트재에 의한 강재의 부식방지성능을 크게 증진시킬 수 있다.
그라우트, 고유동,고강도,무수축, 부식, 염분침투저항성, 강재부식방지
Description
도 1은 아질산염의 강재 부식방지 작용기구를 모식적으로 도시한 도면이다.
본 발명은 강재의 부식방지 성능이 있는 고강도 무수축 그라우트 모르타르 조성물에 대한 것으로, 보다 상세하게는 기계기초나 교각의 슈, 각종 강구조물의 충진공사에 사용되는 그라우트재에 기존의 고유동, 고강도, 무수축 성능외에 염분침투에 대한 저항성을 높이고, 강재 부식방지성능을 부가시킨 그라우트 조성물에 대한 것이다.
도로 및 철도교량의 교좌장치와 각종 공장, 수문, 발전소 등의 기계기초 충진과 주입공사에 사용되는 무수축 그라우트재는 강구조물과 기계들의 하중과 충격, 진동 등을 구체에 안정적으로 전달하고, 매입된 철물을 외부로 부터의 각종 열화요인들로부터 보호작용을 하는 중요한 건설자재이다. 지금까지 사용되고 있는 대부분의 무수축 그라우트재의 주요한 품질특성은 고유동, 고강도, 무수축이며 대부분이 유사한 품질성능을 가지고 있다.
최근에 오면서 부터 해양의 개발과 이용이 점차 증가됨에 따라 이와 관련된 매립, 항만, 발전소, 각종 연육교와 해안도로, 플랜트 공장 등의 건설공사가 활발히 진행되고 있으며, 이에따라 무수축 그라우트재의 사용도 같이 증가되고 있는 추세에 있다.
해양에 사용되는 콘크리트 구조물들과 철물들은 염해에 대한 저항성을 높이기 위해 각종 내염설계와 방식도장이 적용되고 있는데, 특히 주요 기계와 강재들의 기초충진과 고정에 사용되고 있는 그라우트재는 그 어떤 재료보다도 강재의 부식방지를 위한 높은 내염성능의 확보가 필요한 실정이다.
또한 해안이 아닌 내륙지역에 위치한 주요 도로와 교량에서도 동절기에 교통안전 확보를 위해 다량의 제설제를 살포하고 있는데, 염화칼슘으로 대표되는 제빙제는 배수구나 교량슬라브 하부 누수를 통해 흘러내려 매입된 교좌장치를 심각하게 부식시켜 교량의 안전을 위협하는 주요 원인으로 작용하고 있다. 이에따라 이러한 문제점들을 보완하기 위해 기존의 그라우트재와는 달리 고유동,고강도,무수축성능 외에 염해에 강한 성능이 부가된 고내염성의 무수축그라우트재의 개발과 사용이 그 어느때 보다 필요한 실정이다.
종래의 무수축 그라우트재는 대부분 높은 강도를 얻기 위한 고강도형 그라우트재의 개발이 주로 이루어져 왔다. 일본 특개소 53-16410과 52-150434에서 재령 7일에 700 kgf/cm2 이상의 압축강도 발현을 위해 결합재의 양이 많이 사용되고, 자중에 의 한 충진성 향상과 유동성 증진을 위해 철가루를 사용하였는데, 상기방법으로 제조된 그라우트재는 결합재양이 많아 초기 건조수축과 자기수축에 의한 균열발생 위험이 높고 또한 철질원료의 사용은 장기에 걸쳐 노출시 철가루의 산화에 의한 녹발생으로 인해 외관을 해치고 시공표면에 강재부식에 의한 팽창균열을 유도할 수 있다.
국내 특허공고번호 1993-0009342, 1997-026999에서는 7일 강도가 1000 kgf/cm2 이상의 초고강도 그라우트재 제조를 위해 시멘트 입자를 더 미립분으로 하고 유동성 저하 방지를 위해 특정 입도분포를 갖도록 조정한 시멘트를 사용하였다. 이러한 기술은 요구하고자 하는 소기의 강도를 얻을 수 있으나 입도조정으로 인해 경제성이 떨어지고, 초기재령에 초고강도 발현으로 인해 수화열 발생이 높아 Mass한 부재로 타설시 온도균열 발생위험이 높고, 현실적으로도 재령 1일에 700 kgf/cm2 이상의 압축강도가 필요한 그라우트재 시공은 거의 없다는 문제가 있다. 이외에 국내 특허 등록번호 10-0481976-0000에서는 분말폐타이어와 분말수지를 함유한 고인성 무수축 그라우트재 조성물을 제조하였다. 탄성재료인 분말폐타이어와 분말수지로 인해 기존의 고유동, 고강도, 무수축 특성 외에 고인성을 부여한 것을 특징으로 하는데 이러한 조성물은 고강도발현에 제한이 있으며, 수용성 분말수지가 용해되어 시멘트수화물과 일체화 되어 내구성,탄성을 증진 시키는데 일조하는데 반해 분말페타이어 자체는 유기고분자물질로 시멘트 모르타르와는 이질재료특성으로 시멘트페이스트와의 계면부착이 나쁘고, 비중이 낮아 물과 혼련시 혼합성이 떨어지고상부표면에 고무분이 떠오를 위험이 높다는 단점이 있다.
이와같이 종래의 무수축 그라우트재의 제조기술들은 그라우트재 자체의 고강도화를 목적으로 기술개발이 이루어져 왔지만 실제 그라우트재가 사용되는 부위가 염분이나 제설제등의 접촉이 많아 강재의 부식위험이 높은데도 불구하고 이에대한 그라우트재 자체의 부식방지 성능을 부여한 것은 아직 없는 실정이다. 특히 고강도 무수축 그라우트재라도 타설초기나 공용기간 중에 균열과 손상이 자주 발생되고 있고 이를 통한 염분의 침투시 강재를 부식시켜 구조물에 심대한 위험을 끼칠 수 있다.
본발명은 종래의 그라우트재 제품들과 같이 무수축, 고유동, 고강도 성능을 가지고 있으면서도, 염분이 높은 해안환경이나 동절기 제빙제 사용에 따른 염해가 예상되는 부위에서 강재의 부식방지와 염분침투를 억제하기 위해 개발된 강재부식 방지성능이 부가된 고내염성의 그라우트재 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 차염성능이 우수한 결합재와 혼합재를 통해 염분의 침투를 물리적으로 억제하고 동시에 부식방지제에 의해 화학적으로 염화물이온(Cl-)의 반응을 차단하여 강재표면을 부동태화시켜 강재부식을 획기적으로 방지할 수 있는 그라우트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명은,
포틀랜트 시멘트, 칼슘알루미노설페이트 및 석고가 혼합된 시멘트계 분말조성물 100중량부에 대해 분산제 1~2중량부, 응결조절제 0.06~ 0.1 중량부, 내염성혼합재로 수산화알루미늄 0.1 ~ 0.4중량부, 고로슬래그계 미분말 5 ~ 10 중량부, 강재부식방지제 0.3 ~ 1.4 중량 및 최대 입경이 3mm이하인 모래 105 ~ 125 중량부 혼합한 것을 특징으로 하는 그라우트재 조성물을 제공한다.
본 발명에서, 상기 시멘트계 분말조성물은 포틀랜트 시멘트 100 중량부에 대해 C4A3S 16 내지 23 중량부 및 석고 12 내지 17 중량부로 구성된 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 상기 강재부식방지제는 양극형 무기염이 아질산칼슘 또는 아질산 나트륨인것이 바람직하다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 사용되는 포틀랜트 시멘트는 보통포틀랜트 시멘트, 중용열 포틀랜트시멘트, 조강 포틀랜트시멘트 등 어느 시멘트를 사용해도 고강도를 얻을 수 있다.
본 발명에 사용된 칼슘알루미노설페이트는 광물조성이 4CaO·3Al2O3·CaSO4(이하 C4A3S라 함)로서 첨가된 석고와 시멘트의 수화물인 수산화칼슘[Ca(OH)2]과 반응을 하여 에트린자이트(3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O)를 생성시켜 그라우트재의 압축강도를 조기에 발현시킨다. 또한 지속적인 설페이트(SO3 2-)의 공급으로 팽창성이 높은 에트린자이트가 수화물 결정크기가 작은 모노설페이트 (3CaO·Al2O3·CaSO4·12H2O) 로 분해되는 것을 방지함으로써 그라우트재의 수축을 방지하게 된다. 그라우트재의 시멘트 분말조성에 있어서 포틀랜트 시멘트와 C4A3S, 석고 이들 3성분계에서 각 조성비는 강도 발현시기조정과 팽창율을 조정하는데 특히 중요하다. 이를 좀더 자세히 설명하면 C4A3S 보다 석고의 함량비가 크게 높을 경우 초기에 과다한 에트린자이트의 생성으로 인해 그라우트재의 경화가 초속경성으로 되고, 초기에 강도가 대부분 발현되는데 반해 반대의 경우에는 팽창성이 증가되고 장기에 걸쳐 과도팽창이 발생될 위험이 있다.
이에 따라 본 발명에서는 포틀랜트 시멘트 100 중량부에 대해 C4A3S 16 내지 23 중량부, 석고 12 내지 17 중량부의 비율로 사용하는 것이 고강도발현과 과도팽창을 일으키지 않으면서 지속적으로 수축을 보상하는 안정적인 팽창성능을 얻을 수 있다는 점에서 바람직하다.
본 발명에 사용된 석고는 천연무수석고(CaSO4) 100 중량부에 알파형 반수석고(α-CaSO4·1/2H2O)를 20에서 40 중량부 혼합한 것이 사용될 수 있다. 석고의 용해도는 알파형 반수석고 〉이수석고 〉무수석고 순으로 나타나는데 알파형 반수석고는 용해도가 높아, 본 발명에서 사용되는 석고조성 중 반수석고의 사용비가 높을 경우 급속한 수화로 인해 경화속도가 빨라지고 작업성이 저하하게 된다. 석고 중 무수석 고만을 사용할 경우 작업성과 장기적인 강도발현 효과는 좋으나 초기 건조수축 보상성능과 초기의 고강도발현성능에서 떨어지게 된다. 본 발명과 같은 조성비의 석고를 사용 할 경우 작업성의 저하 없이 강도발현과 수축보상을 안정적으로 얻을 수 있다.
본 발명에서는 내염성 혼합재로 수산화알루미늄분말[Al(OH)3]과 분말도 5000 cm2/g 이상인 고로슬래그 미분말을 사용하였다. 사용된 각 성분의 작용기구를 상세히 설명하면 다음과 같다.
알칼리에 쉽게 용해되는 수산화알루미늄은 내부에 존재하는 염분이나 외부로부터 침투한 염화물 이온을 프리델염(Fridel's salt)(C3A·CaCl2·12H2O) 염으로 고정화하여 염분침투 차단하는 작용을 한다. 여기서 수산화알루미늄 성분은 시멘트의 수산화칼슘과 반응을 하여 칼슘알루미늄-하이드로옥사이드(C3AH6)를 생성하고, 생성된 칼슘알루미늄수화물은 비표면적이 큰 다공성의 수화물로서 침투한 수용성의 염소이온에 대한 흡착력이 크고 염소이온을 고정화시키는 작용을 한다.
CaCl2·6H2O(가용성 염분) + C3AH6) → C3A·CaCl2·12H2O(프리델씨염)
또한 본 발명에 사용된 활성이 우수한 고미분말의 슬래그계 광물질은 유리질상(Glass Phase)의 슬래그계 광물질에 함유된 Ca2+, Mg2+, AlO4 4-, SiO4 4- 이온들의 용출과 시멘트 수화물과의 반응을 통한 칼슘실리케이트(CSHn), 칼슘알루미네이트(CAHn)생성을 통해 수화반응을 촉진시키고, 내부에 침투한 염분이온의 흡착 및 침투차단을 도와주는 작용을 한다. 또한 슬래그의 알루미늄광물은 다음과 같은 에트린자이트 생성반응을 통해 내수성향상 및 수화경화 조직의 치밀화에 기여한다.
3CaO·Al2O3 + 3CaSO4·32H2O (에트린자이트)
수산화알루미늄의 사용량이 너무 많아지면 겔화반응에 의해 그라우트재의 유동성 저하를 유발하게 된다.
본 발명에서는 강재의 부식억제재로 양극형 무기염으로 아질산 금속염을 사용할 수 있다. 아질산 금속염으로는 아질산 칼슘과 아질산 나트륨 모두 사용할 수 있으며, 시멘트와의 친화성에서는 칼슘계가 더 적합하다. 무기방청제 중의 아질산이온(NO2 -)은 도 1에서와 같이 제일철 이온(Fe2+)과의 반응으로 수산기이온(OH-)과 염화물이 온(Cl-)이 반응하는 것을 화학적인 작용에 의해 차단하게 된다. 양극부분에서 산화된 제일철 이온의 이동은 방해되고, 안정한 산화제이철(Fe2O3)로서 표면에 부착하여 부동태피막을 강재표면에 형성하여 그라우트재 내부에 있는 강재를 부식으로부터 보호하는 작용을 한다.
2H2O + O2 + 4 e- → 4OH- → 2OH- + 2OH-
2OH- + 1/2 O2 + 2 e- → H2O
2NO2 - + O2 + 2 e- → 2NO
2 Fe2+ + 3/2 O2 + 4 e- → Fe2O3 + 4 e-
아질산염의 사용량이 시멘트계 분말조성물 100중량부에 대해 0.3 중량부 이하가 되면 강재 부식방지성능이 크게 저하되며, 1.4 중량부 이상이 되면 응결시간이 빨라지고 유동성이 떨어진다.
본 발명에 사용한 혼화제는 분산제와 응결지연제가 적정량 배합된 혼합물로서 앞에 기술한 바와 같이 시멘트계 분말조성물 100중량부에 혼화제를 1 내지 2중량부를 첨가하였다. 여기서 혼화제의 첨가량이 1 중량부 미만이 되면 유동성 확보가 어려워지고 가사시간이 짧아지며, 2 중량부 이상이 되면 유동성이 너무 높아져 모래의 침강현상과 같은 재료분리가 발생하고 블리딩수가 다량 발생하는 문제가 일어난다. 여기서, 혼화제의 구성성분 중 분산제로는 나프탈린설폰산 고축합물, 멜라닌설폰산 포름알데히드 고축합물, 리그닌설폰산 고축합물 등이 사용될 수 있다. 응결지연제는 구연산, 글루콘산, 붕산 또는 이들의 금속염과 각종 당류들이 사용될 수 있는데 응결지연제 첨가는 하절기에 유동성 증진과 가사시간 확보에 효과를 발휘하게 된다.
모래는 시멘트계 분말조성물 100중량부에 대해 105에서 125 중량부로 혼합되며, 이때 모래의 입도는 최대 입도가 3mm를 넘지 않는 것이 바람직하다.
이하 본 발명을 실시예 및 비교예에 의거하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
실시예 1 내지 4 (비교예 1 내지 3)
다음 표 1과 같이 포틀랜트 시멘트에 칼슘알루미노설페이트와 석고가 혼합된 시멘트계 분말조성물의 혼합비를 달리하였으며, 표 2는 표 1에서 제조된 시멘트계 분말 조성물에 다른 혼합재와 첨가제들은 본 발명에서 명기된 사용중량부로 일정하게 사용하여 제조된 그라우트재에 대해여 유동성과 압축강도, 블리딩율, 팽창율, 응결특성을 실시하였다. 이때 시험방법은 한국산업규격인 KS F 4044의 수경성시멘트 무수축 그라우트 시험방법에 따라 실시하였다. 표 3은 표 2의 배합으로 시험한 그라우트재의 시험결과이다.
| 구 분 | 시멘트계 분말조성물 (중량부) | |||
| 시멘트* | C4A3S | 무수석고 | 반수석고 | |
| 실시예 1 | 100 | 17 | 10 | 5 |
| 실시예 2 | 100 | 21 | 10 | 5 |
| 실시예 3 | 100 | 19 | 12 | 3 |
| 실시예 4 | 100 | 19 | 11 | 6 |
| 비교예 1 | 100 | 10 | 9 | 6 |
| 비교예 2 | 100 | 26 | 9 | 6 |
| 비교예 3 | 100 | 19 | 15 | 0 |
주) *시멘트 : 보통 포틀랜트시멘트
| 구 분 | 그라우트재 조성물 (중량부) | |||||
| 시멘트계 분말조성물* | 혼화제** | 수산화 알루미늄 | 고로슬래그 미분말*** | 부식 방지재**** | 모래 | |
| 실시예 1 | 100 | 1.5 | 0.2 | 6 | 0.7 | 112 |
| 실시예 2 | 100 | 1.5 | 0.2 | 6 | 0.7 | 112 |
| 실시예 3 | 100 | 1.5 | 0.2 | 6 | 0.7 | 112 |
| 실시예 4 | 100 | 1.5 | 0.2 | 6 | 0.7 | 112 |
| 비교예 1 | 100 | 1.5 | 0.2 | 6 | 0.7 | 112 |
| 비교예 2 | 100 | 1.5 | 0.2 | 6 | 0.7 | 112 |
| 비교예 3 | 100 | 1.5 | 0.2 | 6 | 0.7 | 112 |
주 * 시멘트계 분말조성물 : 표 1에 의한 조성비
** 혼화제 : 분산제인 나프탈린설폰산계 고축합물 100중량부에 글루콘산 지연제를 8 중량부 혼합한 것임
*** 고로슬래그 미분말 : 분말도가 블레인 기준 5000 cm2/g 이상
**** 부식방지제 : 아질산칼슘 (Ca(NO2)2)
| 구 분 | 유하시간 (초) | 블리딩율 (%) | 초기응결 (hr : min) | 팽창높이 (%) | 압축강도 (kgf/cm2) | |||||
| 3일 | 7일 | 28일 | 1일 | 3일 | 7일 | 28일 | ||||
| 실시예 1 | 44 | 0 | 3 : 40 | 0.08 | 0.05 | 0.04 | 273 | 435 | 544 | 678 |
| 실시예 2 | 42 | 0 | 4 : 30 | 0.11 | 0.08 | 0.07 | 265 | 451 | 568 | 708 |
| 실시예 3 | 43 | 0 | 4 : 10 | 0.06 | 0.04 | 0.04 | 251 | 439 | 542 | 683 |
| 실시예 4 | 47 | 0 | 3 : 40 | 0.09 | 0.07 | 0.06 | 292 | 487 | 573 | 661 |
| 비교예 1 | 72 | 0 | 1 : 50 | 0.27 | 0.36 | 0.42 | 332 | 514 | 587 | 634 |
| 비교예 2 | 45 | 0 | 4 : 50 | 0.02 | -0.01 | -0.03 | 214 | 418 | 521 | 611 |
| 비교예 3 | 41 | 0 | 4 : 20 | 0.01 | 0.01 | -0.02 | 222 | 423 | 517 | 628 |
이와 같이 상기 표 3에서와 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 그라우트재 조성물은 작업성에서 콘 시험에 의한 유하시간을 60초 이내로 확보 할 수 있으며, 높은 압축강도 발현과 28일 재령에서 수축이나 과도한 팽창이 없이 안정적인 치수안정 특성을 발휘하는 것으로 나타났다. 그러나 시멘트계 분말조성물의 사용비가 맞지 않을 경우 유동성과 강도발현 저하, 수축이나 과도한 팽창이 발생되는 것으로 나타났다.
실시예 5 내지 10 (비교예 4 내지 8)
다음 표 4와 같이 본 발명에 따른 포틀랜트 시멘트와 칼슘알루미노설페이트, 석고가 혼합된 시멘트계 분말조성물에 내염성혼합재인 수산화알루미늄과 고로슬래그계 미분말, 강재부식방지제의 조성물 혼합비를 달리하여 제조하였다. 표 5는 표 4에서 제조된 그라우트재에 대해여 기본적인 유동성과 압축강도, 팽창율, 응결특성 외에 강재부식저항성과 염분침투 저항성능을 시험하였다. 평가방법은 한국산업규격인 KS F 4044의 수경성시멘트 무수축 그라우트 시험방법에 따라 그라우트재의 기본적인 물성을 시험하였고, 염분침투저항성은 KS F 4930에 따라 염화나트륨 2.5% 용액에 2개월간 침지한 후 파단면을 질산은발색법으로 변색에 의한 염분의 침투깊이를 측정하였다. 한편 강재부식방지성능은 KS F 2561 콘크리트용 철근방청혼화제 부속서 2의 오토클레이브에 의한 촉진부식 시험방법으로 평가하였다.
| 구 분 | 그라우트재 조성물 (중량부) | |||||
| 시멘트계 분말조성물* | 혼화제* | 수산화 알루미늄 | 고로슬래그 미분말* | 부식 방지재* | 모래 | |
| 실시예 5 | 100 | 1.5 | 0.1 | 6 | 0.7 | 112 |
| 실시예 6 | 100 | 1.5 | 0.3 | 6 | 0.7 | 112 |
| 실시예 7 | 100 | 1.5 | 0.2 | 5 | 0.7 | 112 |
| 실시예 8 | 100 | 1.5 | 0.2 | 8 | 0.7 | 112 |
| 실시예 9 | 100 | 1.5 | 0.2 | 6 | 0.3 | 112 |
| 실시예 10 | 100 | 1.5 | 0.2 | 6 | 1.0 | 112 |
| 비교예 4 | 100 | 1.5 | 0.2 | 6 | 1.6 | 112 |
| 비교예 5 | 100 | 1.5 | 0 | 0 | 0.7 | 112 |
| 비교예 6 | 100 | 1.5 | 0.5 | 6 | 0 | 112 |
| 비교예 7 | 100 | 1.5 | 0 | 0 | 0 | 112 |
| 비교예 8 | 시판 그라우트재 제품 | |||||
주 * 시멘트계 분말조성물 : 표 1의 실시예 2에 의한 조성비
** 혼화제 : 분산제인 나프탈린설폰산계 고축합물 100중량부에 글루콘산 지연제를 8 중량부 혼합한 것임
*** 물사용비는 그라우트재 1에 물 0.16 중량비로 혼합사용
| 구 분 | 유하시간 (초) | 초기응결 (hr : min) | 팽창높이 (%) | 압축강도 (kgf/cm2) | 염분침투 깊이(mm) | 방청율1) (%) | |||||
| 3일 | 7일 | 28일 | 1일 | 3일 | 7일 | 28일 | |||||
| 실시예 5 | 42 | 3 : 50 | 0.06 | 0.03 | 0.02 | 265 | 445 | 551 | 699 | 4.3 | 99.0 |
| 실시예 6 | 46 | 4 : 00 | 0.07 | 0.06 | 0.04 | 285 | 467 | 562 | 688 | 3.4 | 98.3 |
| 실시예 7 | 45 | 4 : 10 | 0.05 | 0.04 | 0.03 | 248 | 451 | 558 | 707 | 3.7 | 99.2 |
| 실시예 8 | 44 | 4 : 30 | 0.03 | 0.02 | 0.02 | 232 | 434 | 538 | 714 | 3.0 | 98.8 |
| 실시예 9 | 43 | 4 : 05 | 0.04 | 0.03 | 0.03 | 261 | 448 | 573 | 696 | 3.1 | 97.4 |
| 실시예10 | 45 | 4 : 15 | 0.03 | 0.02 | 0.02 | 254 | 450 | 538 | 684 | 3.3 | 100 |
| 비교예 4 | 68 | 3 : 30 | 0.02 | 0.02 | 0.01 | 228 | 434 | 521 | 662 | 3.2 | 100 |
| 비교예 5 | 44 | 4 : 00 | 0.04 | 0.03 | 0.03 | 248 | 462 | 554 | 702 | 8.3 | 98.5 |
| 비교예 6 | 72 | 3 : 40 | 0.06 | 0.05 | 0.04 | 267 | 487 | 550 | 687 | 2.8 | 42 |
| 비교예 7 | 41 | 4 : 10 | 0.05 | 0.04 | 0.04 | 276 | 471 | 583 | 714 | 10.2 | 34 |
| 비교예 8 | 46 | 4 : 30 | 0.03 | 0.03 | 0.02 | 238 | 449 | 531 | 662 | 9.8 | 27 |
주 1) 방청율 : KS F 2561의 오토클레이브에 의한 철근부식촉진시험법에 의한 시험방법으로, 이때그라우트재의 총염화물함량은 Cl- 함량기준으로 4kg/m3 을 첨가하였다. 방청율의 계산은 일반모르타르 (시멘트 : 모래 =1 : 2.5, 물/시멘트비=0.5)에 동일한 염분함량(4kg/m3)이 되도록한 후 부식촉진시험을 수행하였다. 방청율은 일반 모르타르에 넣은 철근의 부식면적에 대해 각 실시예 및 비교예로 제조한 그라우트재에 넣은 철근의 부식면적 비로 구하였다.
상기 표 5에서 알 수 있는 것과 같이 본 발명의 그라우트재 조성물은 그라우트재 내부에 철근 부식임계농도인 1.2 kg/m3 보다 약 3배 이상 높은 고농도의 염분함량에서도 강재의 방청율이 95% 이상되는 양호한 결과를 보여주고 있으며, 염수용액에 침지한 후에 그라우트재 내부에 침투한 염화물이온 침투깊이를 측정한 결과도 작게나오는 것으로 나타나고 있어 종래의 고유동, 고강도, 무수축 특성 외에도 염분에 대한 저항성이 우수한 것으로 나타났다.
본 발명의 강재부식방지성능이 있는 고강도 무수축 그라우트 조성물은 종래의 무수축 그라우트재와는 달리 고강도, 고유동, 무수축 특성과 더불어 염해지역이나 염소이온 및 제설제 등에 의한 부식환경하에서 그라우트재 내부의 강재의 부식을 방지하도록 개발된 새로운 개념의 고내구성 그라우트재 조성물이다. 본 발명의 조성물은 내부로의 염소이온 침투억제 작용과 더불어 내부의 염분함량이 높은 조건에서도 강재의 부식을 방지하는 물리,화학적 작용을 통해 염소이온에 의한 부식방지작용을 수행함으로써, 염분저항성 효과를 배가시켜 그라우트재에 의한 강재의 부식방지성능을 크게 증진시킬 수 있다.
종래의 기술은 주로 사용 시멘트의 종류와 클링커 광물성분, 입도조정 등을 통해 고강도 발현과 조기강도 발현에 주로 목적을 두었으며, 그라우트재가 사용된 부재내부의 강재에 대한 부식방지 성능을 부여한 기술은 아직 없었다. 특히 그라우트재의 초고강도화나 조기강도발현은 균열발생과 매스한 부재에서의 온도균열 등의 문제가 자주 발생될 소지가 높고, 이러한 균열발생은 제설제에 의한 염화칼슘의 침투나 해양에서의 염분의 침투로 인해 그라우트재 부재내부의 강재가 부식으로부터 노출될 위험이 높았다.
Claims (3)
- (정정) 포틀랜트 시멘트, 칼슘알루미노설페이트 및 석고가 혼합된 시멘트계 분말조성물 100중량부에 대해, 분산제 1~2중량부, 응결조절제 0.06~ 0.1 중량부, 내염성혼합재로 수산화알루미늄 0.1 ~ 0.4중량부, 고로슬래그계 미분말 5 ~ 10 중량부, 강재부식방지제 0.3 ~ 1.4중량부 및 최대 입경이 3mm이하인 모래 105 ~ 125 중량부를 혼합한 것을 특징으로 하는 그라우트재 조성물.
- (정정) 제1항에 있어서,상기 시멘트계 분말조성물은 포틀랜트 시멘트 100 중량부에 대해 C4A3S 16 내지 23 중량부 및 석고 12 내지 17 중량부로 구성된 것을 특징으로 하는 그라우트재 조성물.
- (정정) 제1항에 있어서,상기 강재부식방지제는 양극형 무기염이 아질산칼슘 또는 아질산나트륨인것을 특징으로 하는 그라우트재 조성물.
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