KR101600776B1

KR101600776B1 - 고성능 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 교면 포장 공법

Info

Publication number: KR101600776B1
Application number: KR1020150086272A
Authority: KR
Inventors: 김현유
Original assignee: 대로이엔씨(주); 대로건설(주)
Priority date: 2015-06-18
Filing date: 2015-06-18
Publication date: 2016-03-08
Anticipated expiration: 2035-06-18

Abstract

본 발명은 고성능 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 교면 포장공법에 관한 것으로서, 고성능 시멘트 콘크리트 조성물은 시멘트 결합재 5~40중량%, 잔골재 30~74중량%, 굵은골재 20~64중량% 및 물 1~20중량%을 포함하여 이루어지고, 상기 시멘트 결합재는 시멘트 결합재 5~40중량%, 잔골재 30~74중량%, 굵은골재 20~64중량% 및 물 1~20중량%을 포함하여 이루어지고, 상기 시멘트 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트 26∼80중량%, 고로슬래그 미분말 5~40 중량%, 실리카흄 1~15중량%, 탈황석고 1~15 중량%, 칼슘알루미네이트 0.01~10중량%, 감수제 0.01~5중량%, 증점제 0.01~5중량%, 소포제 0.01~5 중량%, 및 유리분말 0.01~15중량%을 포함하여 이루어진다.
본 발명에 의하면, 시멘트 결합재에 산업 부산물을 사용함으로써 산업 부산물의 재활용 측면에서 유용하며, 작업성, 초기 반응성 개선으로 초기 강도 발현 및 내구성을 개선할 수 있는 효과가 있다. 또한 잠재수경성 및 포졸란 반응 특성을 가지는 실리카질 혼화재를 사용함으로써 장기 강도 발현, 염화물 침투저항성, 동결융해저항성, 알칼리-골재반응 억제 등의 내구성이 개선됨으로 콘크리트 포장체의 내구수명을 연장할 수 있다.

Description

고성능 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 교면 포장 공법{CEMENT CONCRETE COMPOSITIONS AND PAVEMENT CONSTRUCTION METHOD THEREWITH}

본 발명은 고성능 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 교면 포장공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 강도 및 내구성능을 개선시킬 수 있고, 특히, 산업 부산물의 재활용 측면에서 유용하며, 기존의 시멘트 콘크리트 조성물 보다 매우 높은 강도 발현 및 내구성 개선 효과를 나타낼 수 있도록 한 고성능 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 교면 포장공법에 관한 것이다.

일반적으로 콘크리트 구조물은 열화 등에 의해 콘크리트에 균열이 발생하면 방수 성능 저하, 철근부식, 내구성 저하, 강도 저하 등으로 치명적인 결함을 초래할 수 있다.

콘크리트 포장의 경우 대기환경 및 교통하중에 직접 노출되는 구조로서 알칼리-골재 반응이 발생하는 경우 동결-융해 현상 및 교통하중과 같은 다른 영향들이 복합적으로 작용될 수 있어 파손의 진전속도가 빠르고 규모가 크게 발생한다. 이런 파손의 진전속도 때문에 알칼리-골재 반응이 발생된 콘크리트 구조물은 건설 당시의 내구성을 확보하기가 매우 어려운 것이 실정이다.

시멘트 콘크리트의 동결융해손상의 주요한 원인은 물이 얼음으로 변화하면서 발생되는 팽창압, 물이 이동하면서 발생되는 수압, 삼투압 발생에 의한 것이다. 콘크리트 내부에 적절한 양과 간격으로 공극(air void)이 분포하고 있는 경우, 공극은 수분 흐름의 통로 역할을 하게 되어 내부의 압력과 체적 팽창에 의한 내부 인장응력을 완화시켜 콘크리트의 내동결성을 유지할 수 있게 된다. 그러나 이와 반대로 공극(air void)이 적절한 양과 간격으로 분포되어 있지 않은 경우, 시멘트 페이스트의 인장강도를 초과하여 콘크리트 내부에 균열이 발생하게 된다.

또한 화학적 부식은 콘크리트가 외부에서 화학적 작용을 받아, 시멘트 경화체를 구성하는 수화 생성물을 변형 혹은 분해하여 결합 능력을 잃어버리는 열화 현상을 총칭한다.

이는 기존의 알칼리-골재반응, 동해, 염해에 의한 열화 현상과 혼동하기 쉬우며, 콘크리트 구조물에 내황산성 보수 모르타르가 아닌 기존의 보수용 모르타르로 타설됨으로써 결국 구조물에 균열 또는 박리 현상 등 성능 저하가 발생되어 내구성이 급격히 저하되는 문제점이 있었다.

한국 특허등록 제10-1300042호(2013년 08월 20일 등록) 한국 특허등록 제10-1426691호(2014년 07월 30일 등록)

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 산업 부산물이고 재료 자체의 내구성이 높은 실리카질 혼화재를 사용함으로써 산업 부산물의 재활용 측면에서 유용하며, 기존의 시멘트 콘크리트 조성물 보다 매우 높은 강도 발현 및 내구성 개선 효과를 나타낼 수 있는 고성능 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 교면 포장공법을 제공함에 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 고성능 시멘트 콘크리트 조성물은 고성능 시멘트 콘크리트 조성물로서, 시멘트 결합재 5~40중량%, 잔골재 30~74중량%, 굵은골재 20~64중량% 및 물 1~20중량%을 포함하여 이루어지고, 상기 시멘트 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트 26∼80중량%, 고로슬래그 미분말 5~40 중량%, 실리카흄 1~15중량%, 탈황석고 1~15 중량%, 칼슘알루미네이트 0.01~10중량%, 감수제 0.01~5중량%, 증점제 0.01~5중량%, 소포제 0.01~5 중량%, 및 유리분말 0.01~15중량%를 포함하여 이루어진다.

일 실시예에 있어서, 상기 시멘트 결합재에는 트리디마이트 0.01~10중량%가 더 포함된다.

다른 실시예에 있어서, 상기 시멘트 결합재에는 우드애시 0.1~5중량%가 더 포함된다.

또 다른 실시예에 있어서, 상기 시멘트 결합재에는 광미분 0.1~5중량%가 더 포함된다.

그리고 본 발명에 따른 고성능 시멘트 콘크리트 조성물을 이용한 콘크리트 교면 포장공법은, 고성능 시멘트 콘크리트 조성물을 이용한 콘크리트 교면 포장공법으로서, 콘크리트 교면을 파쇄기, 평삭기, 숏블라스터 등을 이용하여 절삭, 블라스팅하여 레이탄스 및 불순물을 제거하는 단계; 제거된 부위를 청소하는 단계; 청소된 부위에 살수하여 습윤상태를 유지하는 단계; 습윤상태 유지 후 콘크리트 슬래브와의 접착력 및 방수효과를 얻기 위하여 브루밍 또는 프라이머 처리하는 단계; 브루밍 또는 프라이머 처리한 상부에, 상기 기재된 고성능 시멘트 콘크리트 조성물을 타설하는 단계; 타설 후 균열 유발 및 미끄럼 저항치를 높이기 위하여 타이닝하는 단계; 타이닝 후 상부의 수분 증발을 방지하여 초기 소성균열을 방지하기 위하여 양생제를 이용하여 양생하는 단계를 포함하고, 여기서, 상기 양생하는 단계는, 현장의 온도, 습도, 바람의 세기를 포함하는 대기 상태에 따라 1) 양생제만을 살포하거나, 2) 양생제를 살포한 후 상부에 비닐 또는 양생포를 덮고 살수하여 습윤상태를 유지하거나, 또는 3) 양생제 살포 후 비닐, 양생포, 또는 보온덮개를 이용하여 보온을 유지하면서 양생하는 단계를 구분하여 적용한다.

본 발명에 의하면, 시멘트 결합재에 산업 부산물을 사용함으로써 산업 부산물의 재활용 측면에서 유용하며, 작업성, 초기 반응성 개선으로 초기 강도 발현 및 내구성을 개선할 수 있는 효과가 있다.

또한 잠재수경성 및 포졸란 반응 특성을 가지는 실리카질 혼화재를 사용함으로써 장기 강도 발현, 염화물 침투저항성, 동결융해저항성, 알칼리-골재반응 억제 등의 내구성이 개선됨으로 콘크리트 포장체의 내구수명을 연장할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 이하의 실시 예는 이 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시 예에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고성능 시멘트 콘크리트 조성물은 시멘트 결합재, 잔골재, 굵은 골재 및 물을 포함한다.

그리고 상기 시멘트 결합재는 상기 고성능 시멘트 콘크리트 조성물에 대하여 5~40중량% 함유되며, 상기 잔골재는 상기 고성능 시멘트 콘크리트 조성물에 대하여 30~74중량% 함유되고, 상기 굵은골재는 상기 고성능 시멘트 콘크리트 조성물에 대하여 20~64중량% 함유되며, 상기 물은 상기 고성능 시멘트 콘크리트 조성물에 대하여 1~20중량% 함유되는 것이 바람직하다.

골재는 잔골재와 굵은 골재로 구분되며, 입경이 5㎜ 이하인 것을 잔골재라 하고 입경이 5㎜ 보다 큰 것을 굵은 골재로 구분한다.

여기서 상기 잔골재는 상기 고성능 시멘트 콘크리트 조성물에 대하여 30∼74중량% 함유되는 것이 바람직하고, 굵은 골재는 상기 고성능 시멘트 콘크리트 조성물에 대하여 20∼64중량% 함유되는 것이 바람직하다.

상기 시멘트 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트 26∼80중량%, 고로슬래그 미분말 5~40 중량%, 실리카흄 1~15중량%, 탈황석고 1~15 중량%, 칼슘알루미네이트 0.01~10중량%, 감수제 0.01~5중량%, 증점제 0.01~5중량% 및 소포제 0.01~5 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.

여기서 상기 시멘트 결합재는 고성능 시멘트 콘크리트 조성물에 대하여 5~40중량% 함유되는 것이 바람직하다.

이를 좀 더 보충 설명하면, 상기 시멘트 결합재의 함량이 고성능 시멘트 콘크리트 조성물에 대하여 40중량%를 초과하면 작업성, 강도 및 내구성은 개선되나 건조수축 및 경제성이 떨어질 수 있고, 상기 시멘트 결합재의 함량이 고성능 시멘트 콘크리트 조성물에 대하여 5중량% 미만이면 건조수축은 적어지나 강도 및 내구성이 저하될 수 있기 때문이다.

다음으로 상기 시멘트 결합재의 구성을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

상기 보통 포틀랜드 시멘트는 보통 포틀랜드 시멘트를 사용할 수 있는데, 보통 포틀랜드 시멘트는 KS에 규정된 것을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 고로슬래그 미분말은 잠재수경성 특성을 가져 강도 발현 및 내구성 증진을 위하여 사용한다. 그리고 상기 고로슬래그 미분말은 시멘트 결합재에 대하여 5~40중량%함유되는 것이 바람직하다.

이를 좀 더 보충 설명하면, 상기 고로슬래그 미분말의 함량이 5중량% 미만일 경우에는 조성물의 초기 반응성이 저하되어 초기강도 발현 및 내구성 개선효과가 저하될 수 있고, 상기 고로슬래그 미분말의 함량이 40중량%를 초과하는 경우에는 조성물의 내구성은 개선되나 강도 및 건조수축이 증가할 수 있다.

상기 탈황석고는 인산질 비료의 원료인 인광석을 황산으로 처리하여 인산을 제조할 때 부산물로 생성 침전되는 석고 물질(인산석고). 공장의 탈황 과정에서 부산물로 생성되는 석고 물질을 말한다. 본 발명에서와 같이 탈황 석고가 첨가될 경우 에트린자이트가 초기부터 충분히 생성되어 시멘트의 구조를 치밀화 시킴으로써 초기 재령에서 염화물 이온에 대한 침투 저항성을 증가시키게 되는 것이다.

그리고 상기 탈황석고는 시멘트 결합재에 대하여 1~15 중량%함유되는 것이 바람직하다.

이를 좀 더 보충 설명하면, 상기 탈황석고의 함량이 1 중량% 미만일 경우 초기의 에트린자이트의 생성이 적어져 치밀한 조직형성이 어렵고, 그 함량이 15 중량%를 초과할 경우에는 빠른 경화 특성으로 인해 좋은 물성을 얻을 수 있으나 내수성이 떨어질 수 있기 때문이다.

상기 칼슘알루미네이트는 초기강도 발현 및 건조수축을 저감하기 위하여 팽창재 역할을 얻기 위하여 사용한다. 그리고 상기 칼슘알루미네이트는 상기 시멘트 결합재에 대하여 0.01~10중량% 함유되는 것이 바람직하다.

이를 좀 더 보충 설명하면, 상기 칼슘알루미네이트의 함량이 1 중량% 미만일 경우 초기 강도 발현 및 건조수축 저감효과가 저감되고, 그 함량이 15 중량%를 초과할 경우에는 빠른 경화 특성으로 인해 좋은 물성을 얻을 수 있으나 내수성이 떨어질 수 있기 때문이다.

상기 감수제는 시멘트 모르타르 조성물의 물-시멘트비를 감소시켜 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 사용한다.

그리고 상기 감수제는 폴리카르본산계, 멜라민계, 아미노슬폰산계 또는 나프탈렌계 유동화제를 사용할 수 있다.

여기서 멜라민계 또는 나프탈렌계 감수제는 폴리카르본산계 감수제에 비하여 강도 및 내구성의 개선 효과가 미약하고, 물-시멘트비의 저감 효과가 크지 않으며, 폴리머 결합재와 혼합되는 경우 거품 현상이 발생하여 혼화성이 나쁘다는 단점이 있다. 따라서, 상기 감수제는 폴리카르본산계 감수제를 사용하고, 시멘트 결합재에 대하여 0.01∼5 중량% 함유되는 것이 바람직하다.

상기 증점제는 상기 고성능 시멘트 콘크리트 조성물의 재료분리를 방지하기 위하여 사용된다. 상기 증점제는 메틸셀롤로오스, 전분계, 검 등을 사용할 수 있으나 증점효과가 우수한 메틸셀롤로오스를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 증점제는 상기 시멘트 결합재에 대하여 0.01~5중량% 함유되는 것이 바람직하다.

상기 소포제는 상기 고성능 시멘트 콘크리트 조성물의 연행공기의 발생으로 인한 공기량의 증가를 감소시키기 위하여 첨가된다.

그리고 상기 소포제는 알콜계 소포제, 실리콘계 소포제, 지방산계 소포제, 오일계 소포제, 에스테르계 소포제, 옥시알킬렌계 소포제 등을 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 당 업계에서 통상적으로 사용되는 종류가 사용될 수도 있음을 밝힌다. 여기서 상기 실리콘계 소포제로는 디메틸실리콘유, 폴리오가노실록산, 플루오로실리콘유 등을 사용할 수 있다.

또한 상기 지방산계 소포제로는 스테아린산, 올레인산 등을 사용할 수 있고, 상기 오일계 소포제로는 등유, 동식물유, 피마자유 등을 사용할 수 있으며, 상기 에스테르계 소포제로는 솔리톨트리올레이트, 글리세롤모노리시놀레이트 등을 사용할 수 있고, 상기 옥시알킬렌계 소포제로는 폴리옥시알킬렌, 아세틸렌에테르류, 폴리옥시알킬렌지방산에스테르, 폴리옥시알킬렌알킬아민 등을 사용할 수 있으며, 상기 알콜계 소포제로는 글리콜(glycol) 등을 사용할 수 있다.

상기 소포제는 상기 시멘트 결합재에 대하여 0.01~5 중량% 함유되는 것이 바람직하다.

다음으로 상기 시멘트 결합재에는 용도와 목적 등에 따라 트리디마이트 0.01~15중량%, 유리분말 0.01~10중량%, 우드애시 0.1~5 중량%, 광미분 0.1~5중량%가 선택적으로 더 포함될 수 있다.

상기 트리디마이트는 천연 포졸란 재료로 장기 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 트리디마이트는 상기 시멘트 결합재에 대하여 0.01~10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 트리디마이트의 함량이 0.01중량% 미만이면 장기 강도 및 내구성능 개선효과가 미흡하며, 그 함량이 10중량%를 초과하는 경우 반응성이 높아져 팽창하여 균열이 발생할 수 있다.

상기 유리분말은 실리카 물질로 포졸란 반응에 의하여 장기 강도 발현 및 알칼리-골재반응을 억제하기 위하여 사용한다. 상기 유리분말은 상기 시멘트 결합재에 대하여 0.01~15중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 유리분말의 함량이 0.01중량%미만이면 반응성이 적어져 내구성능 개선효과가 저하되며, 그 함량이 15중량%를 초과하는 경우 초기 강도 저하 및 수축량이 커질 수 있다.

상기 우드애시는 잠재수경성 특성으로 치밀한 구조를 형성하여 장기 강도 증진 및 내구성을 향상시키는 역할을 하게 된다. 상기 우드애시는 상기 시멘트 결합재에 대하여 0.1~5중량%함유되는 것이 바람직하다. 상기 우드애시의 함량이 0.1중량%미만이면 강도 증진 및 내구성 개선효과가 미흡하며, 그 함량이 5중량%를 초과하면 작업성이 저하된다.

상기 광미분은 도로의 마찰을 증가시키기 위해 첨가되는 것으로, 예컨대 8호 규사의 입경을 가질 수 있다.

여기서, 상기 광미분을 상기 시멘트 결합재에 대하여 0.1~5 중량%로 한정한 것은 광미분의 함량이 0.1 중량% 이하일 경우에는 마찰증가효과가 미비하고, 그 함량이 5 중량% 이상일 경우에는 전체 혼합물의 결합력을 저하시키기 때문인 것이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고성능 시멘트 콘크리트 조성물은 다음과 같은 방법으로 제조할 수 있다.

시멘트 결합재, 잔골재 및 굵은골재를 일정 비율로 혼합하여 강제식 믹서 또는 연속식 믹서에 교반한다. 상기 시멘트 결합재는 고성능 시멘트 콘크리트 조성물에 대하여 5~40중량% 함유되게 혼합하고, 상기 잔골재는 고성능 시멘트 콘크리트 조성물에 대하여 30~74중량% 함유되게 혼합하며, 상기 굵은골재는 고성능 시멘트 콘크리트 조성물에 대하여 20~64중량% 함유되게 혼합하는 것이 바람직하다.

상기 시멘트 결합재, 잔골재 및 굵은골재가 혼합된 혼합물에 물을 일정 비율로 추가로 혼합하여 1~10분간 교반한다. 상기 물은 고성능 시멘트 콘크리트 조성물에 대하여 1~20중량% 함유되게 혼합하는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고성능 시멘트 콘크리트 조성물을 이용한 콘크리트 교면 포장공법은, 콘크리트 교면을 파쇄기, 평삭기, 숏블라스터 등을 이용하여 절삭, 블라스팅하여 레이탄스 및 불순물을 제거하는 단계; 제거된 부위를 핸드워터 등으로 청소하는 단계; 청소된 부위에 살수하여 습윤상태를 유지하는 단계; 습윤상태 유지 후 콘크리트 슬래브와의 접착력 및 방수효과를 얻기 위하여 브루밍 또는 프라이머 처리하는 단계; 브루밍 또는 프라이머 처리한 상부에 위에서 상술한 바와 같은 고성능 시멘트 콘트리트 조성물의 실시예들 중 어느 한 실시예에 따른 고성능 시멘트 콘크리트 조성물을 타설하는 단계; 타설 후 균열 유발 및 미끄럼 저항치를 높이기 위하여 타이닝하는 단계; 타이닝 후 상부의 수분 증발을 방지하여 초기 소성균열을 방지하기 위하여 양생제를 사용하여 양생하는 단계를 포함한다.

특히, 상기 양생하는 단계에서, 현장 대기 조건(예를 들면, 하절기처럼 대기온도(25℃이상)가 높고 상대습도가 낮으며 바람이 많은 대기조건인 경우에는 양생제 살포 후 비닐, 양생포 등을 덮고 살수하여 습윤상태를 유지한다. 반대로 대기온도(25℃이하)가 높지 않고 상대습도가 높으며 바람이 적은 대기조건인 경우에는 양생제만을 살포하여 양생한다.)에 따라 양생제만을 살포하거나 양생제를 살포한 후 상부에 비닐, 양생포 등을 덮고 살수하여 습윤상태를 유지하면서 양생하는 단계를 구분하여 적용할 수 있다. 또한, 대기온도가 5℃이하가 되는 경우에는 양생제 살포 후 비닐, 양생포, 보온덮개 등을 이용하여 보온양생을 실시하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이하에서, 상기 브루밍 또는 프라이머 처리는 상기 고성능 시멘트 콘크리트 조성물이 콘크리트 슬래브에 부착되기 용이하게 하는 작업을 의미하는 것으로 사용한다. 브루밍재로는 SBR(Styrene Butadiene Rubber) 라텍스, 폴리 아크릴 에스테르(Poly Acryl Ester; PAE), 에폭시 에멀젼, 에틸 비닐 아세테이트(Ethyl Vinyl Acetate; EVA) 및 아크릴 에멀젼 중에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 선택하고 이를 폴리머 결합재로 사용한다. 브루밍재 조성물은 시멘트와 잔골재를 중량비로 1:0.2~2, 폴리머 결합재를 시멘트에 대하여 10~70중량%로 하여 강제식 믹서 또는 연속식 믹서에서 1~5분간 믹싱하여 제조한다.

상기 프라이머 재료로는 SBR(Styrene Butadiene Rubber) 라텍스, 폴리 아크릴 에스테르(Poly Acryl Ester; PAE), 에폭시 에멀젼, 에틸 비닐 아세테이트(Ethyl Vinyl Acetate; EVA) 및 아크릴 에멀젼 중에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 선택하여 사용할 수 있다.

이때, 프라이머의 고형분의 함량을 10중량% 정도로 낮추어 시공하는 것은, 상기 프라이머의 고형분 함량이 10중량%를 초과하여 사용할 경우에 발생하는 피막 두께가 두꺼워져 도리어 부착성능을 저하되는 것을 방지하기 위한 것이다.

이하에서, 본 발명 따른 상기 고성능 시멘트 콘크리트 조성물의 실시예들을 더욱 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실시 예들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

시멘트 결합재 19중량%, 잔골재 40중량%, 굵은골재 34중량%를 혼합하여 강제 믹서에서 교반시킨 후, 물 7중량%을 더 혼합하여 2~3분간 교반하여 고성능 시멘트 콘크리트 조성물을 제조하였다.

상기 시멘트 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트 85중량%, 고로슬래그 미분말 8중량%, 실리카흄 2중량%, 탈황석고 2중량%, 칼슘알루미네이트 1중량%, 감수제 0.2중량%, 증점제 0.2중량%, 소포제 0.2중량%, 트리디마이트 0.5중량%, 유리분말 0.2중량%, 우드애시 0.5중량% 및 광미분 0.2중량%를 혼합하여 사용하였다.

상기 감수제는 폴리카본산계 감수제를 사용하였다. 상기 소포제는 실리콘계 소포제를 사용하였다. 상기 증점제는 메틸셀롤로오스계 증점제를 사용하였다.

<실시예 2>

상기 시멘트 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트 80중량%, 고로슬래그 미분말 10중량%, 실리카흄 3중량%, 탈황석고 3중량%, 칼슘알루미네이트 2중량%, 감수제 0.2중량%, 증점제 0.2중량%, 소포제 0.2중량%, 트리디마이트 0.5중량%, 유리분말 0.2중량%, 우드애시 0.5중량% 및 광미분 0.2중량%를 혼합하여 사용하였다.

<실시예 3>

상기 시멘트 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트 75중량%, 고로슬래그 미분말 15중량%, 실리카흄 3중량%, 탈황석고 3중량%, 칼슘알루미네이트 2중량%, 감수제 0.2중량%, 증점제 0.2중량%, 소포제 0.2중량%, 트리디마이트 0.5중량%, 유리분말 0.2중량%, 우드애시 0.5중량% 및 광미분 0.2중량%를 혼합하여 사용하였다.

상술한 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 고성능 시멘트 콘크리트 조성물의 물성과 비교하기 위하여, 현재 일반적으로 널리 사용되고 있는 보통 시멘트 콘크리트 조성물을 비교예 1 로서 제시한다.

<비교예 1>

시멘트 결합재 19중량%, 잔골재 40중량%, 굵은골재 34중량%를 혼합하여 강제 믹서에서 교반시킨 후, 물 7중량%을 더 혼합하여 2~3분간 교반하여 시멘트 콘크리트 조성물을 제조하였다.

이하, 상술한 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 고성능 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물의 물성을 비교평가하기 위한 시험결과에 관하여 설명한다.

<시험예 1>

아래의 표 1은 본 발명에 의한 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 고성능 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물의 강도를 시험한 결과이다.

각각 KS F 2405(콘크리트의 압축강도 시험방법), KS F 2408(콘크리트의 휨강도 시험방법), KS F 2476(폴리머 시멘트 모르타르의 시험방법)의 기준에 의거 시험을 실시하였다. 상기 시험체는 기건양생 28일을 기준으로 하였다.

		실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1
강도 (kgf/㎠)	휨	60	63	68	52
	압축	450	477	501	440
	접착	1.85	1.9	2.0	1.6

표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 조성물(실시예 1, 실시예 2 및 실시예 3)의 휨, 압축 및 접착강도가 비교예 1 에 따라 제조한 시멘트 콘크리트 조성물보다 월등히 높았다. 즉, 본 발명에 따라 제조된 고성능 시멘트 콘크리트 조성물이 비교예에 따라 제조한 시멘트 콘크리트 조성물과 비교하여 강도 면에서 월등히 우수함을 확인할 수 있었다.

<시험예 2>

본 발명에 의한 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조한 고성능 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물을 KS F 2424(콘크리트의 길이변화 시험방법)에 의하여 길이변화율을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1
길이변화율 (%)	0.06	0.04	0.03	0.1

표 2에서와 같이, 본 발명에 의한 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 고성능 시멘트 콘크리트 조성물이 비교예 1에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물에 비하여 건조수축량이 감소되어 수축 저감 효과가 있음을 확인할 수 있었다.

<시험예 3>

아래의 표 3은 본 발명에 의한 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 고성능 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물에 대하여, KS F 2456에 규정한 방법에 따라 동결융해저항성 시험의 측정 결과를 나타낸 것이다.

동결융해는 콘크리트에 흡수된 수분이 결빙되고 녹는 것을 말하는 것으로, 동결융해가 반복되면 콘크리트 조직에 미세한 균열이 발생하게 되어 내구성이 저하되는 문제가 발생하게 된다. 아래의 표 3은 동결융해 저항성 시험에 따른 각각의 실시예들 및 비교예들의 내구성 지수를 표시한 것이다.

구분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1
내구성 지수	83	85	88	69

표 3에서와 같이, 본 발명에 의한 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 고성능 시멘트 콘크리트 조성물이 비교예 1에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물에 비하여 내구성 지수가 월등히 높으므로, 내구성이 향상된 것을 알 수 있다.

<시험예 4>

실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 고성능 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물을 KS F 2476(폴리머 시멘트 모르타르의 시험방법)에 규정한 방법에 따라 흡수율의 측정 결과를 아래의 표 4에 나타내었다. 흡수율이 높으면 불순물이나 물이 콘크리트의 내부로 침투하게 되면 콘크리트의 내부에 기공률이 증가하게 되어 구조물의 파손을 초래하는 문제가 발생한다.

구분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1
흡수율(%)	1.6	1.3	1.1	2.0

위의 표 4에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 고성능 시멘트 콘크리트 조성물은 비교예 1에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물에 비하여 흡수율이 낮았다.

<시험예 5>

실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 고성능 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1 에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물을 KS F 2476에 의한 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1
염화물 이온 침투 깊이(㎜)	1.2	1.0	0.7	2.1

위의 표 5에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 고성능 시멘트 콘크리트 조성물이 비교예 1에 따라 제조된 시멘트 콘크리트 조성물에 비하여 염화물 이온 침투 깊이가 적게 나타나 염해에 대한 저항성이 높음을 확인할 수 있었다.

<시험예 6>

상기에서 설명한 실시예 1, 실시예 2 및 실시예 3에 따라 고성능 시멘트 콘크리트 조성물과 비교예 1의 시험체에 대하여 KS F 2476에 규정한 방법에 따라 중성화 침투깊이의 측정결과를 표 6에 나타내었다.

구분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1
중성화 깊이(mm)	0.7	0.4	0.2	1.1

위의 표 6에서와 같이, 실시예 1, 실시예 2 및 실시예 3에 따른 고성능 시멘트 콘크리트 조성물이 비교예 1보다 중성화 침투 깊이가 적게 나타나 중성화에 대한 저항성이 높음을 확인할 수 있었다.

<시험예 7>

실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1 에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물을 일본 공업 규격 원안 [콘크리트의 용액침적에 의한 내약품성 시험 방법]에 준하여 2% 염산, 5% 황산 및 45% 수산화 나트륨의 수용액을 시험 용액으로 28일 공시체를 침적하여 내약품성 시험의 측정결과를 아래의 표 7에 나타내었다.

구분		실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1
중량변화율(%)	염산	-1.5	-1.3	-1.1	-2.3
	황산	-0.4	-0.3	0.25	-0.8
	수산화나트륨	+0.5	+0.7	+1.0	0

위의 표 7에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물에 비하여 내약품성에 대한 중량변화율이 적게 나타나 내약품성에 대한 저항성이 높음을 확인할 수 있었다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims

고성능 시멘트 콘크리트 조성물로서,
시멘트 결합재 5~40중량%, 잔골재 30~74중량%, 굵은골재 20~64중량% 및 물 1~20중량%를 포함하여 이루어지고,
상기 시멘트 결합재는 보통 포틀랜드 시멘트 26∼80중량%, 고로슬래그 미분말 5~40 중량%, 실리카흄 1~15중량%, 탈황석고 1~15 중량%, 칼슘알루미네이트 0.01~10중량%, 감수제 0.01~5중량%, 증점제 0.01~5중량%, 소포제 0.01~5 중량%, 유리분말 0.01~15중량%, 트리디마이트(tridymite) 0.01~10중량%, 우드애시 0.1~5중량%, 및 광미분 0.1~5중량%를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 고성능 시멘트 콘크리트 조성물.
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고성능 시멘트 콘크리트 조성물을 이용한 콘크리트 교면 포장공법으로서,
콘크리트 교면을 파쇄기, 평삭기, 숏블라스터 등을 이용하여 절삭, 블라스팅하여 레이탄스 및 불순물을 제거하는 단계;
제거된 부위를 청소하는 단계;
청소된 부위에 살수하여 습윤상태를 유지하는 단계;
습윤상태 유지 후 콘크리트 슬래브와의 접착력 및 방수효과를 얻기 위하여 브루밍 또는 프라이머 처리하는 단계;
브루밍 또는 프라이머 처리한 상부에, 제 1 항에 기재된 고성능 시멘트 콘크리트 조성물을 타설하는 단계;
타설 후 균열 유발 및 미끄럼 저항치를 높이기 위하여 타이닝하는 단계;
타이닝 후 상부의 수분 증발을 방지하여 초기 소성균열을 방지하기 위하여 양생제를 이용하여 양생하는 단계를 포함하고,
여기서, 상기 양생하는 단계는,
현장의 온도, 습도, 바람의 세기를 포함하는 대기 상태에 따라 1) 양생제만을 살포하거나, 2) 양생제를 살포한 후 상부에 비닐 또는 양생포를 덮고 살수하여 습윤상태를 유지하거나, 또는 3) 양생제 살포 후 비닐, 양생포, 또는 보온덮개를 이용하여 보온을 유지하면서 양생하는 단계를 구분하여 적용하는
것을 특징으로 하는, 고성능 시멘트 콘크리트 조성물을 이용한 콘크리트 교면 포장공법.