KR102004222B1

KR102004222B1 - 친환경 골재를 이용한 콘크리트 구조물의 방수 및 보수 보강 공법

Info

Publication number: KR102004222B1
Application number: KR1020180118321A
Authority: KR
Inventors: 김영옥; 김두열; 김흥열
Original assignee: 김두열
Priority date: 2018-10-04
Filing date: 2018-10-04
Publication date: 2019-07-30
Anticipated expiration: 2038-10-04

Abstract

본 발명에 따르면 콘크리트 구조물이 산이나 황산에 의해 손상된 단면 부위를 보수하기 위해 내구성이 우수한 고로슬래그 시멘트와 내산성 및 내화학성, 내구성이 우수한 혼화재를 사용함으로써, 화학적 침식으로 콘크리트 내부의 강도 손실을 일으키는 것과 에트린자이트를 생성하여 팽창과 균열을 일으키는 것을 방지할 수 있으며 산업부산물 활용을 통한 Co²저감 및 친환경적 단면복구 공법을 제공하고 있다.

Description

친환경 골재를 이용한 콘크리트 구조물의 방수 및 보수 보강 공법{Repair and Reinforcement Method of Concrete Structures Using eco friendly Aggregate}

본 발명은 교량 및 건축물 콘크리트 단면의 열화 및 성능저하 등으로 인하여 발생되는 콘크리트 구조물의 손상된 단면을 보수하는 콘크리트 구조물의 방수 및 보수 보강 공법으로, 보다 상세하게는 콘크리트 구조물이 산이나 황산에 의해 성능이 저하된 단면을 보수하기 위해 내구성이 우수한 고로슬래그 시멘트와 내산성 및 내화학성, 내구성이 우수한 혼화재를 사용함으로써 화학적 침식으로 콘크리트 내부의 강도 손실을 일으키는 것과 에트린자이트를 생성하여 팽창과 균열을 일으키는 것을 방지할 수 있으며, 산업부산물을 활용함으로써 환경친화성에 기여할 수 있도록 바텀애시 골재 및 포졸란 반응의 혼화재를 이용한 내황산염 저항성, 우수한 내구성을 갖음으로써 교량, 상하수도관, 하수종말처리장, 터널, 배수갑문, 농업용수로, 항만시설, 댐, 슬래브, 보, 기둥, 기초 등 열화된 콘크리트 단면 또는 표면을 복구 보수하는 친환경 골재를 이용한 콘크리트 구조물의 방수 및 보수 보강 공법에 관한 것이다.

콘크리트 구조물은 우수한 성형성, 내구성으로 인해 반영구적 구조물의 건설 재료로 널리 사용되고 있다. 그러나 이러한 콘크리트 구조물이 환경에 오랜 기간 노출될 경우 화학적 침식 작용에 의하여 콘크리트가 열화되고 철근이 부식을 일으키며 체적 팽창에 의해 콘크리트가 균열 및 박리를 일으킴으로써, 결과적으로 콘크리트 구조물의 성능이 저하되게 된다.

또한, 동절기에는 콘크리트가 동결융해 작용으로 인해 콘크리트의 팝아웃(pop-out) 파손이 발생하기도 하고 자동차의 배기가스 및 보일러 배기가스에 오랜 기간 노출될 경우 중성화 현상으로 인해 내부 철근이 부식되고 콘크리트가 균열 또는 박리, 발락되는 경우가 발생하기도 한다.

이러한 원인 외에도 콘크리트 구조물의 열화, 중성화, 알칼리골재반응, 공장 폐수 및 생활하수 등에 의해서도 콘크리트의 성능저하가 발생하고 철근이 부식되어 콘크리트가 손상될 수 있다.

이와 같은 다양한 원인에 의해 콘크리트가 균열 또는 탈락된 경우 철근이 부식되어 그 구조물을 안정적으로 사용하기 위해서는 그것을 원형 상태로 복원시켜야 하며 따라 다양한 콘크리트 구조물 원형복원 공법이 현장에서 사용되고 있다.

한편, 종래에는 철근의 부식으로 인해 탈락된 콘크리트 단면을 복구하기 위해서 손상된 콘크리트를 제거한 후 보수용 모르타르를 사용하여 콘크리트의 단면을 충전시켰는데 화학적 침식을 억제시키기 위해 보수용 모르타르에 혼화재를 혼합하여 보수용 모르타르의 공극을 충전시켰으나 이러한 물리적인 방법은 화학적 침식 저항성능이 부족하고 보수용 모르타르 초기 수화열에 의해 미세한 균열이 발생되는 경우에는 화학적 반응에 의해 침식되는 문제점이 있었다.

이와 같은 콘크리트 구조물의 보수(복구)를 위한 특허문헌들은 다음과 같다.

특허문헌(등록특허 제10-1352903호)는 결합재 5~50 중량%, 충전재 10~40 중량% 및 골재 20~70 중량%를 포함하는 콘크리트 구조물 보수 보강용 모르타르 조성물로서, 상기 결합재는 인조대리석 폐분말 100 중량부와 슬래그 함유 혼합물 20 ~ 50 중량부, 및 인산부산이수석고 또는 배연탈황이수석고 20 ~ 40 중량부를 포함하여 이루어진 속경시멘트 20 ~ 50 중량%; 포틀랜트 시멘트 30 ~ 60 중량%; 셀룰로오스 섬유 5~ 20 중량%; 및 EVA 수지 5 ~ 10 중량%를 포함하여 이루어지며, 상기 슬래그 함유 혼합물은 비표면적이 6,000 내지 7,000 cm2/g인 고로슬래그 65 내지 80 중량%, 석회 10 내지 20 중량%, 석고 5 내지 15 중량% 및 8,000cm2/g 내지 20,000cm2/g의 분말도를 갖고 평균입경이 1~10㎛인 킬른더스트 5 내지 20 중량%로 구성된 혼합물을 진동밀에서 혼합 분쇄하는 메카노케미컬 활성화 처리된 혼합물이며의 모르타르이며, 다만, 장기적인 강도 증진 효과 및 초기 강도 발현 등이 부족한 문제점이 있었다.

한국등록특허공보 제10-1352903호

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위하여 도출된 것으로서 열화 등에 의해 단면 보수가 필요한 콘크리트 구조물에 적용이 용이하고 높은 기계적 성질 및 내구성, 내화학성, 작업성을 향상시킨 내구성이 우수한 친환경 골재를 이용한 콘크리트 구조물의 방수 및 보수 보강 공법을 제공하려는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 산업부산물인 바텀애시 잔골재 및 혼화재로 사용함으로써 내화학 저항성을 향상시키며 50% 이상 함유된 SiO2에 의해 포졸란 반응을 유도시켜 장기강도를 향상시킬 수 있으며 포졸란 반응에 의해 생성된 수화물이 조직을 치밀하게 하여 방수성 및 내화학성을 증가시킬 수 있도록 하는 바텀애시 및 포졸란 반응 혼화재를 이용한 화학적 저항성을 가진 친환경 골재를 이용한 콘크리트 구조물의 방수 및 보수 보강 공법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 도출된 것으로서 열화 등에 의해 단면 보수가 필요한 콘크리트 구조물에 적용이 용이하고 고강도와 내구성, 내화성 작업성을 향상시킨 친환경 골재를 이용한 콘크리트 구조물의 방수 및 보수 보강 공법을 제공하려는 데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, (a)손상된 콘크리트를 제거하는 단계, (b)노출된 철근의 녹을 제거하는 단계, (c)콘크리트 표면의 바탕처리 단계, (d)방청 프라이머를 도포하는 단계, (e)보수용 모르타르를 충진하는 단계, (f)표면보호제를 도포하는 단계를 포함하는 성능저하로 인하여 손상된 콘크리트 구조물의 단면을 보수하는 방법에 있어서,

상기 방청 프라이머는, 고로슬래그 시멘트, 산화 이트륨, 실리카플라워분말, 지르코니아, 바텀애시, 스티렌-부타디엔 공중합체, 천연 규산질광물, 폴리카르본산계 감수제, 섬유보강재를 포함하고,

상기 보수용 모르타르는, 혼합규사, 고로슬래그 시멘트, 바텀애시, 실리카플라워분말, 지르코니아, 스티렌-부타디엔 공중합체, 천연 규산질광물, 무수석고, 폴리카르본산계 감수제, 섬유보강재를 포함하고, 표면보호제를 도포하는 특징이 있다.

상기 방청 프라이머는, 고로슬래그 시멘트 43.45 내지 44.35 wt%, 산화 이트륨 17.95 내지 18.75 wt%, 실리카플라워분말 12.95 내지 13.85 wt%, 지르코니아 8.85 내지 9.85 wt%, 바텀애시 5.65 내지 6.75 wt%, 스티렌-부타디엔 공중합체 4.95 내지 5.25 wt%, 천연 규산질광물 2.75 내지 3.95 wt%, 폴리카르본산계 감수제 0.09 내지 0.40 wt%, 섬유보강재 0.01 내지 0.20 wt%를 포함하는 특징이 있다.

상기 보수용 모르타르는, 혼합규사 41.20 내지 45.40 wt%, 고로슬래그 시멘트 37.80 내지 40.40 wt%, 바텀애시 4.50 내지 7.00 wt%, 실리카플라워분말 2.20 내지 5.50 wt%, 지르코니아 2.20 내지 3.30 wt%, 스티렌-부타디엔 공중합체 2.00 내지 2.50 wt%, 천연 규산질광물 0.90 내지 1.70 wt%, 무수석고 0.80 내지 1.60 wt%, 폴리카르본산계 감수제 0.20 내지 0.40 wt%, 섬유보강재 0.10 내지 0.30 wt%를 포함하는 특징이 있다.

상기 표면보호제는, 중성화 방지제로, 150 내지 300㎛ 도막층을 형성하는 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 산업부산물인 바텀애시를 잔골재 및 혼화재로 사용함으로써, 내화학 저항성을 향상시키며, 50 %이상 함유된 SiO2에 의해 포졸란 반응을 유도시켜 장기강도를 향상시킬 수 있으며, 포졸란 반응을 가진 산업부산물 사용을 통하여 수화물 조직을 치밀하게 하여 방수성 및 내화학성을 증가시키며, 단위중량 감소 및 천연골재의 사용량을 줄여 자원의 고갈을 방지할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 콘크리트 구조물 보수 및 보강 공법의 시공순서도이다.
도 2는 본 발명의 프라이머 부착성을 나타낸 평가표이다.
도 3은 본 발명의 압축강도를 나타낸 평가표이다.
도 4는 본 발명의 휨강도를 나타낸 평가표이다.
도 5는 본 발명의 길이별화율을 나타낸 평가표이다.
도 6은 본 발명의 내알카리성을 나타낸 평가표이다.
도 7은 본 발명의 콘크리트 구조물 방수 및 보수 보강 공법이 시공된 모습을 보인 요부확대 단면도이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 측면에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

본 발명은 실시예에 따라 (a)손상된 콘크리트(10)를 제거하는 단계, (b)노출된 철근(20)의 녹을 제거하는 단계, (c)콘크리트(10) 표면의 바탕처리 단계, (d)방청 프라이머(30)를 도포하는 단계, (e)보수용 모르타르(40)를 충진하는 단계, (f)표면보호제(50)를 도포하는 단계를 포함하는 성능저하로 인하여 손상된 콘크리트 구조물의 단면을 보수하는 방법에 있어서, 상기 방청 프라이머(30)는 고로슬래그 시멘트, 산화 이트륨, 실리카플라워분말, 지르코니아, 바텀애시, 스티렌-부타디엔 공중합체, 천연 규산질광물, 폴리카르본산계 감수제, 섬유보강재를 포함하고, 상기 보수용 모르타르는 혼합규사, 고로슬래그 시멘트, 바텀애시, 실리카플라워분말, 지르코니아, 스티렌-부타디엔 공중합체, 천연 규산질광물, 무수석고, 폴리카르본산계 감수제, 섬유보강재를 포함하고, 표면보호제(50)를 도포하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 단면을 보수하는 방법을 제공한다.

본 발명의 따른 방청 프라이머(30) 조성물의 구성물 및 중량을 구체적으로 살펴본다.

본 발명의 따른 방청 프라이머(30)는 고로슬래그 시멘트 43.45 내지 44.35 wt%, 산화 이트륨 17.95 내지 18.75 wt%, 실리카플라워분말 12.95 내지 13.85 wt%, 지르코니아 8.85 내지 9.85 wt%, 바텀애시 5.65 내지 6.75 wt%, 스티렌-부타디엔 공중합체 4.95 내지 5.25 wt%, 천연 규산질광물 2.75 내지 3.95 wt%, 폴리카르본산계 감수제 0.09 내지 0.40 wt%, 섬유보강재 0.01 내지 0.20 wt%를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 고로슬래그 시멘트는, 2.90 내지 3.15 g/cm3 비중을 가지며, 고로슬래그미분말의 평균입경은 7 내지 15 ㎛, 6,000 내지 8,000 ㎠/g 비표면적을 가진 고로슬래그미분말을 37 내지 42 wt% 보통포틀랜드 시멘트와 혼합하여 사용하는 것이 장기강도 증진 및 부착력 향상에 바람직하다. 상기 고로슬래그 시멘트 43.45 wt% 미만 사용시, 알칼리성 보호 피막 형성 및 강도 증진의 효과가 부족하며, 44.35 wt% 이상 사용시 점성이 증가되고 흐름성이 부족하여 작업성이 불량한 문제가 있다.

상기 산화 이트륨은, 순백색 등축 결정계, 산화스칸듐형 구조의 결정이며, 환원억제 기능을 가진다. 10 내지 15 ㎛ 입자 크기를 가지며, 17.95 wt% 미만 사용시, 환원반응을 억제하는 것이 미흡하게 되고 방청 효과가 저하된다. 18.75 wt% 이상 사용시, 초결 속도가 느려지는 문제가 있다.

상기 실리카플라워분말은, 99.5% 이상의 실리카물질로써, 모르타르 공극에 채움성이 우수하여 밀실한 구조를 형성하며, 12.95 wt% 미만 사용시, 밀실한 구조 형성이 부족하여 외부 열화인자의 침투 가능성이 있으며, 13.85 wt% 이상 사용시, 고로슬래그 시멘트의 부족으로 균열이 발생될 우려가 있다.

상기 지르코니아는, 물에 녹지 않고 녹는점이 2,700℃이며, 녹는점이 높아서 내마모성, 내식성이 우수하고 급격한 온도변화에도 저항성이 우수하다. 8.85 wt% 미만 사용시, 점착성 및 강도부족, 내식성이 저하되며, 9.85 wt% 이상 사용시, 점성 증가 및 작업성이 저하되어 바람직하지 않다.

상기 바텀애시는, 1mm 이하의 골재를 사용하며, 단위중량 저감 효과와 내해수성 및 화학적 저항성이 우수하고 응결시간 조절이 가능하며, 5.65 wt% 미만 사용시, 화학적 저항성이 부족할 수 있으며, 6.75 wt% 이상 사용시, 흡수율 증가 및 작업성을 저하될 수 있다.

상기 스티렌-부타디엔 공중합체은, 접착성 증진 및 부착성 향상 역할을 수행하며, 4.95 wt% 미만 사용시, 기존 콘크리트 표면과의 접착성, 부착성이 부족해지는 문제점이 있고, 5.25 wt% 이상 사용시, 점성 증가로 인하여 시공성이 저하되는 문제가 있다.

상기 천연 규산질광물은, 규산질 광물을 분쇄하여 2.45 내지 2.65 g/cm3 비중을 가지며, 3,100 내지 4,300 ㎠/g 비표면적으로 구성되며, 미세한 공극을 충진하고 미세균열의 발생되는 것을 방지하는 기능을 가진다. 2.75 wt% 미만 사용시, 공극의 충진성 부족과, 3.95 wt% 이상 사용시 점섬이 증가하여 시공성이 불량해지는 문제가 있다.

상기 폴리카르본산계 감수제는, 시공성을 개선시키고 유동성 확보 및 단위수량 저감을 통하여 강도 증진 및 수축저감 효과의 기능을 가진다. 0.09 wt% 미만 사용시, 유동성 및 시공성이 저하되며, 0.40 wt% 이상 사용시, 재료분리 및 리바운드율이 높아져 사용되는 재료가 증가 할 수 있다.

상기 섬유보강재는, 균열방지 및 휨강도 증진을 위해 사용하며, 탄소, 유리, 나이론, PP, 대마, 황마 등의 섬유 중 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합하는 것이 바람직하다. 0.01 wt% 미만 사용시, 외력 및 건조수축에 따른 균열대응성이 부족하고, 0.20 wt% 이상 사용시, 섬유의 뭉치는 현상으로 바랍직하지 않다.

본 발명의 따른 보수용 모르타르(40) 조성물의 구성물 및 중량을 구체적으로 살펴본다.

본 발명의 따른 보수용 모르타르(40)는, 혼합규사 41.20 내지 45.40 wt%, 고로슬래그 시멘트 37.80 내지 40.40 wt%, 바텀애시 4.50 내지 7.00 wt%, 실리카플라워분말 2.20 내지 5.50 wt%, 지르코니아 2.20 내지 3.30 wt%, 스티렌-부타디엔 공중합체 2.00 내지 2.50 wt%, 천연 규산질광물 0.90 내지 1.70 wt%, 무수석고 0.80 내지 1.60 wt%, 폴리카르본산계 감수제 0.20 내지 0.40 wt%, 섬유보강재 0.10 내지 0.30 wt%를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 혼합규사는, 2.60 g/㎤ 이상의 비중으로 구성된 규사 4호 내지 6호의 규사를 혼합하여 조립률 2.62 내지 2.80로 구성된 것을 특징으로 하고, 41.20 wt% 미만 사용시 건조수축에 의한 균열 발생 및 압축강도가 감소되며, 45.40 wt% 이상 사용시, 고로슬래그 시멘트의 함량이 낮아져 압축강도가 감소되며 작업성이 저하되는 문제점이 있다.

상기 고로슬래그 시멘트는, 2.90 내지 3.15 g/cm3 비중을 가지며, 고로슬래그미분말의 평균입경은 7 내지 15 ㎛, 6,000 내지 8,000 ㎠/g 비표면적을 가진 고로슬래그미분말을 37 내지 42 wt% 보통포틀랜드 시멘트와 혼합하여 사용하는 것이 장기강도 증진 및 부착력 향상에 바람직하다. 37.80 wt% 미만 사용시, 알칼리성 보호 피막 형성 및 강도 증진의 효과가 부족하며, 40.40 wt% 이상 사용시, 점성이 증가되고 흐름성이 부족하여 작업성이 불량한 문제가 있다.

상기 바텀애시는, 1mm 이하의 골재를 사용하며 단위중량 저감 효과와 내해수성 및 화학적 저항성이 우수하며 응결시간 조절이 가능하며, 4.50wt% 미만 사용시, 화학적 저항성이 부족할 수 있으며, 7.00 wt% 이상 사용시, 흡수율 증가 및 작업성을 저하될 수 있다.

상기 실리카플라워분말은, 99.5% 이상의 실리카물질로써 모르타르 공극에 채움성이 우수하여 밀실한 구조를 형성하며, 2.20 wt% 미만 사용시, 밀실한 구조 형성이 부족하여 외부 열화인자의 침투 가능성이 있으며, 5.50 wt% 이상 사용시, 고로슬래그 시멘트의 부족으로 균열이 발생될 우려가 있다.

상기 지르코니아는, 물에 녹지 않고 녹는점이 2,700℃이며 녹는점이 높아서 내마모성, 내식성이 우수하고 급격한 온도변화에도 저항성이 우수하다. 2.20 wt% 미만 사용시, 점착성 및 강도부족, 내식성이 저하되며, 3.30 wt% 이상 사용시, 점성 증가 및 작업성이 저하되어 바람직하지 않다.

상기 스티렌-부타디엔 공중합체은, 접착성 증진 및 부착성 향상 역할을 수행하며, 2.00 wt% 미만 사용시, 기존 콘크리트 표면과의 접착성, 부착성이 부족해지는 문제점이 있고, 2.50 wt% 이상 사용시 점성 증가로 인하여 시공성이 저하되는 문제가 있다.

상기 천연 규산질광물은, 규산질 광물을 분쇄하여 2.45 내지 2.65 g/cm3 비중을 가지며, 3,100 내지 4,300 ㎠/g 비표면적으로 구성되며, 미세한 공극을 충진하고 미세균열의 발생되는 것을 방지하는 기능을 가진다. 0.90 wt% 미만 사용시, 공극의 충진성 부족과, 1.70 wt% 이상 사용시 점섬이 증가하여 시공성이 불량해지는 문제가 있다.

상기 무수석고는, 결정수를 갖지 않는 황산 칼슘염이며, 결정 석고를 500℃ 이상의 고온으로 가열하여 생성된 조성물이며, 시멘트의 응결시간을 조절하기 위하여 사용한다. 0.80 wt% 미만 사용시, 보수용 모르타르의 응결시간 다소 지연되어 작업성 부족하고, 1.60 wt% 이상 사용시, 응결시간이 빨라지는 문제점이 있다.

상기 폴리카르본산계 감수제는, 시공성을 개선시키고 유동성 확보 및 단위수량 저감을 통하여 강도 증진 및 수축저감 효과의 기능을 가진다. 0.20 wt% 미만 사용시, 유동성 및 시공성이 저하되며, 0.40 wt% 이상 사용시 재료분리 및 리바운드율이 높아져 사용되는 재료가 증가 할 수 있다.

상기 섬유보강재는, 균열방지 및 휨강도 증진을 위해 사용하며, 탄소, 유리, 나이론, PP, 대마, 황마 등의 섬유 중 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합하는 것이 바람직하다. 0.10 wt% 미만 사용시, 외력 및 건조수축에 따른 균열대응성이 부족하고, 0.30 wt% 이상 사용시, 섬유의 뭉치는 현상으로 바랍직하지 않다.

본 발명의 따른 표면보호제(50)는 중성화 방지제로, 성능저하 방지 및 내구성을 확보하기 위하여 내진보강재 표면에 염화고무계, 에폭시계, 우레탄계, 불소수지계, 세라믹계 중 1종 이상을 도포하는 것을 특징으로 한다.

상기 표면보호제(50)인 중성화 방지제는, 150 내지 300㎛ 도막층을 형성하여 내후성, 화학적 침식을 방지할 수 있다.

첫 번째로 방청 프라이머(30)는 고로슬래그 시멘트 43.9 wt%, 산화 이트륨 18.35 wt%, 실리카플라워분말 13.4 wt%, 지르코니아 9.35 wt%, 바텀애시 6.2 wt%, 스티렌-부타디엔 공중합체 5.1 wt%, 천연 규산질광물 3.35 wt%, 폴리카르본산계 감수제 0.245 wt%, 섬유보강재 0.105 wt%를 혼합하여 제조하였으며 물/결합재비는 25%의 비율로 혼합하였다.

두 번째로 보수용 모르타르(40)는 혼합규사 43.3 wt%, 고로슬래그 시멘트 39.1 wt%, 바텀애시 5.75 wt%, 실리카플라워분말 3.85 wt%, 지르코니아 2.75 wt%, 스티렌-부타디엔 공중합체 2.25 wt%, 천연 규산질광물 1.3 wt%, 무수석고 1.2 wt%, 폴리카르본산계 감수제 0.3 wt%, 섬유보강재 0.2 wt%를 혼합하여 제조하였으며 물/결합재비는 16%의 비율로 혼합하였다. 이렇게 제조된 본 발명의 일 실시예에 따라 방청 프라이머를 도포한 후 보수용 모르타르를 포설하여 시험하였다.

[비교예 1]

국내 A사의 콘크리트 보수용 모르타르를 본 비교예 1로 하였다.

[비교예 2]

국내 B사의 콘크리트 보수용 모르타르를 본 비교예 2로 하였다.

[시험예 1]

<프라이머 전.후 부착성 평가>

본 발명의 실시예에 따른 방청 프라이머와 보수용 모르타르의 부착성능을 평가하기 위하여 KS F 4042 콘크리트 구조물 보수용 폴리머 시멘트 모르타르에 준하여 상기 방청 프라이머 도포 전.후에 따라 비교예 1 내지 2를 제작하고 표준 조건에서 접착력을 측정하였다.

부착성 평가 결과 도 2와 같이 본 발명의 비교예 1 및 2에 비해 부착성능이 높게 나타났으며 본 발명에 따른 방청 프라이머의 경우 미도포된 구간에 비해 각각 62%, 41%, 41% 증가함을 확인할 수 있었으며 상기 방청 프라이머와 상기 보수용 모르타르의 부착강도도 비교예 1, 2에 비해 높은 것을 확인할 수 있었다.

[시험예 2]

<압축강도 평가>

본 발명의 일 실시예에 따른 보수용 모르타르의 압축강도를 평가하기 위하여 KS F 4042 콘크리트 구조물 보수용 폴리머 시멘트 모르타르에 준하여 상기 실시예2, 비교예1, 2를 제작하여 압축강도를 측정하였다.

압축강도 평가결과 도 3과 같이 본 발명에 따른 실시예 2의 압축강도가 비교예 1, 2의 압축강도보다 더 높게 측정되었으며 28일 강도에서 비교예 1, 2에 비해 9.9 내지 13.4 MPa의 상승효과를 확인할 수 있었다.

[시험예 3]

<휨강도 평가>

본 발명의 일 실시예에 따른 보수용 모르타르의 휨강도를 평가하기 위하여 KS F 4042 콘크리트 구조물 보수용 폴리머 시멘트 모르타르에 준하여 상기 실시예2, 비교예1, 2를 제작하여 휨강도를 측정하였다.

휨강도 평가결과 도 4와 같이 본 발명에 따른 실시예 2의 휨강도가 비교예 1, 2의 휨강도보다 더 높게 측정되었으며 28일 강도에서 비교예 1, 2에 비해 0.29 내지 0.32 MPa의 상승효과를 확인할 수 있었다.

[시험예 4]

<길이변화율 평가>

본 발명의 일 실시예에 따른 보수용 모르타르의 길이별화율을 평가하기 위하여 KS F 4042 콘크리트 구조물 보수용 폴리머 시멘트 모르타르에 준하여 상기 실시예2, 비교예1, 2를 제작하여 길이변화율을 측정하였다.

길이변화율 평가결과 도 5와 같이 본 발명에 따른 실시예 2의 길이변화율이 비교예 1, 2의 길이변화율보다 안정적으로 측정되었다.

[시험예 5]

<내알칼리성 평가>

본 발명의 일 실시예에 따른 보수용 모르타르의 내알칼리성을 평가하기 위하여 KS F 4042 콘크리트 구조물 보수용 폴리머 시멘트 모르타르에 준하여 상기 실시예2, 비교예1, 2를 제작하여 내알칼리성을 측정하였다.

내알칼리성 평가결과 도 6와 같이 본 발명에 따른 실시예 2의 내알칼리성이 비교예 1, 2의 내아칼리성보다 더 안정적으로 측정되었으며 비교예 1, 2에 비해 9 내지 10 %의 상승효과를 확인할 수 있었다.

10 : 콘크리트
20 : 철근
30 : 방청 프라이머
40 : 보수용 모르타르
50 : 표면보호제

Claims

(a)손상된 콘크리트를 제거하는 단계, (b)노출된 철근의 녹을 제거하는 단계, (c)콘크리트 표면의 바탕처리 단계, (d)고로슬래그 시멘트, 산화 이트륨, 실리카플라워분말, 지르코니아, 바텀애시, 스티렌-부타디엔 공중합체, 천연 규산질광물, 폴리카르본산계 감수제, 섬유보강재를 포함하는 방청 프라이머를 도포하는 단계, (e)혼합규사, 고로슬래그 시멘트, 바텀애시, 실리카플라워분말, 지르코니아, 스티렌-부타디엔 공중합체, 천연 규산질광물, 무수석고, 폴리카르본산계 감수제, 섬유보강재를 포함하는 보수용 모르타르를 충진하는 단계, (f)표면보호제로 중성화 방지제를 도포하는 단계를 포함하는 성능저하로 인하여 손상된 콘크리트 구조물의 단면을 보수하는 방법에 있어서,
상기 방청 프라이머는, 고로슬래그 시멘트 43.45 내지 44.35 wt%, 산화 이트륨 17.95 내지 18.75 wt%, 실리카플라워분말 12.95 내지 13.85 wt%, 지르코니아 8.85 내지 9.85 wt%, 바텀애시 5.65 내지 6.75 wt%, 스티렌-부타디엔 공중합체 4.95 내지 5.25 wt%, 천연 규산질광물 2.75 내지 3.95 wt%, 폴리카르본산계 감수제 0.09 내지 0.40 wt%, 섬유보강재 0.01 내지 0.20 wt%를 포함하고;
상기 보수용 모르타르는, 혼합규사 41.20 내지 45.40 wt%, 고로슬래그 시멘트 37.80 내지 40.40 wt%, 바텀애시 4.50 내지 7.00 wt%, 실리카플라워분말 2.20 내지 5.50 wt%, 지르코니아 2.20 내지 3.30 wt%, 스티렌-부타디엔 공중합체 2.00 내지 2.50 wt%, 천연 규산질광물 0.90 내지 1.70 wt%, 무수석고 0.80 내지 1.60 wt%, 폴리카르본산계 감수제 0.20 내지 0.40 wt%, 섬유보강재 0.10 내지 0.30 wt%를 포함하며;
상기 표면보호제인 중성화 방지제는 150 내지 300㎛ 도막층을 형성하는 것을 특징으로 하는 친환경 골재를 이용한 콘크리트 구조물의 방수 및 보수 보강 공법.
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