KR102334793B1 - 몰탈 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수 및 보강방법 - Google Patents
몰탈 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수 및 보강방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 몰탈 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수 및 보강방법에 관한 것이다. 일 구체예에서 상기 몰탈 조성물은 수산화칼슘(Ca(OH)2) 100 중량부; 칼슘 실리케이트 5~25 중량부; 실리카퓸(Silica Fume) 0.5~20 중량부; 바인더 수지 5~30 중량부; 수산화칼륨(KOH) 10~50 중량부; 산화칼슘(CaO) 15~80 중량부; 기능성 성분 10~40 중량부; 및 물 20~500 중량부;를 포함하며, 상기 기능성 성분은 산화몰리브덴(MoO3), 산화지르코늄(ZrO2) 및 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate)를 포함한다.
Description
본 발명은 몰탈 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수방법에 관한 것이다.
콘크리트 구조물은 시간이 경과함에 따라 환경적 요인 등으로 인하여 서서히 노후화되면서, 콘크리트 성분이 건축물로부터 점차 박리 및 탈락되어, 구조물의 내구성이 저하되고 결국에는 붕괴하게 된다. 이러한 콘크리트 구조물의 내구성 저하 및 붕괴를 방지하고 수명을 연장하기 위해서 콘크리트 구조물 표면에 보수 및 보강 처리를 하게 된다. 이러한 처리는 일반적으로 몰탈(mortar)용 수지 조성물을 콘크리트 구조물의 표면에 도포함으로서 이루어진다.
종래 이러한 콘크리트 구조물의 보수 및 보강은 유기계 몰탈 조성물을 사용하였다. 유기계 몰탈 조성물은 경화시간이 빠르고 기계적 강도가 우수하지만, 발수성이 낮아 콘크리트 기재와 쉽게 탈리될 수 있으며, 내후성 등의 물성이 낮은 문제가 있었다.
본 발명과 관련한 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2017-0116935호(2017.10.20. 공개, 발명의 명칭: 콘크리트 구조물 보수방법)에 개시되어 있다.
본 발명의 하나의 목적은 콘크리트 기재와의 부착력이 우수하며, 방식성, 방수성, 내구성 및 내화학성이 우수한 몰탈 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 강성 등의 기계적 물성이 우수한 몰탈 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 인체에 무해하고, 조성물의 혼합성, 분산성 및 작업성이 우수한 몰탈 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 몰탈 조성물을 이용한 콘크리트 구조물의 보수 및 보강방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 몰탈 조성물에 관한 것이다. 일 구체예에서 상기 몰탈 조성물은 수산화칼슘(Ca(OH)2) 100 중량부; 칼슘 실리케이트 5~25 중량부; 실리카퓸(Silica Fume) 0.5~20 중량부; 바인더 수지 5~30 중량부; 수산화칼륨(KOH) 10~50 중량부; 산화칼슘(CaO) 15~80 중량부; 기능성 성분 10~40 중량부; 및 물 20~500 중량부;를 포함하며, 상기 기능성 성분은 산화몰리브덴(MoO3), 산화지르코늄(ZrO2) 및 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate)를 포함한다.
일 구체예에서 상기 바인더 수지는 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐알코올 및 폴리비닐아세테이트 중 하나 이상 포함할 수 있다.
일 구체예에서 상기 기능성 성분은 산화몰리브덴, 산화지르코늄 및 셀룰로오스 아세테이트를 1:2~6:3~8 중량비로 포함할 수 있다.
일 구체예에서 상기 바인더 수지 및 기능성 성분은 1:1.5~1:3 중량비로 포함될 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기 몰탈 조성물을 이용한 콘크리트 구조물의 보수 및 보강방법에 관한 것이다. 일 구체예에서 상기 콘크리트 구조물의 보수 및 보강방법은 콘크리트 기재의 보수 대상 부위의 표면을 전처리하는 단계; 상기 전처리된 콘크리트 기재의 적어도 일부에 프롬프트 시멘트를 도포하여 1차 처리하는 단계; 상기 1차 처리된 콘크리트 기재를 세척하는 단계; 상기 세척된 콘크리트 기재 표면의 녹을 제거하고 방청 조성물을 도포하여 2차 처리하는 단계; 상기 2차 처리된 콘크리트 기재 표면을 전기 화학반응으로 인한 철근의 산화를 방지하기 위하여 알칼리성 조성물로 3차 처리하는 단계; 상기 3차 처리된 콘크리트 기재 표면에 콘크리트 접착제를 도포하는 단계; 상기 콘크리트 접착제가 도포된 기재 표면에 상기 몰탈 조성물을 도포 및 경화하여, 몰탈층을 형성하는 단계; 및 상기 몰탈층 표면에 중성화 및 염해 방지를 위한 표면처리제를 도포 및 경화하여 4차 처리하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 몰탈 조성물은 콘크리트 기재와의 부착력이 우수하며, 방식성, 내수성, 방수성, 내구성 및 내화학성이 우수하고, 강성 등의 기계적 물성이 우수하며, 인체에 무해하고, 조성물의 혼합성, 분산성 및 작업성이 우수할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 몰탈 조성물을 이용한 콘크리트 구조물의 보수 및 보강방법을 나타낸 것이다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
몰탈 조성물
본 발명의 하나의 관점은 몰탈 조성물에 관한 것이다. 일 구체예에서 상기 몰탈 조성물은 수산화칼슘(Ca(OH)2) 100 중량부; 칼슘 실리케이트 5~25 중량부; 실리카퓸(Silica Fume) 0.5~20 중량부; 바인더 수지 5~30 중량부; 수산화칼륨(KOH) 10~50 중량부; 산화칼슘(CaO) 15~80 중량부; 기능성 성분 10~40 중량부; 및 물 20~500 중량부;를 포함하며, 상기 기능성 성분은 산화몰리브덴(MoO3), 산화지르코늄(ZrO2) 및 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate)를 포함한다.
상기 수산화칼슘(Ca(OH)2)은 본 발명에서 결합재로 작용하며, 상기 몰탈 조성물의 장기강도를 확보하면서 경화 시간을 촉진하고, 양생시간을 단축시킬 수 있다. 상기 수산화칼슘은 통상적인 것을 사용할 수 있다. 일 구체예에서 상기 수산화칼슘은 구형 또는 다면체형을 사용할 수 있으며, 평균크기(평균입경) 100~200 메쉬(mesh) 일 수 있다. 상기 조건에서 상기 몰탈 조성물의 혼합성 및 분산성이 우수할 수 있다.
상기 칼슘 실리케이트(calcium silicate)는 몰탈 조성물의 부착성 및 기계적 강도를 확보하기 위해 포함될 수 있다. 일 구체예에서 상기 칼슘 실리케이트는 상기 수산화칼슘 100 중량부에 대하여 5~25 중량부 포함된다. 상기 칼슘 실리케이트를 5 중량부 미만으로 포함시 상기 몰탈 조성물의 부착성과 기계적 강도가 저하되고, 25 중량부를 초과하여 포함시 상기 몰탈 조성물의 분산성과 혼합성이 저하될 수 있다.
상기 실리카퓸(Silica Fume)은 상기 몰탈 조성물의 강도, 방수성, 내수성 및 내구성을 확보하기 위해 포함될 수 있다. 상기 실리카퓸은 통상적인 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, 실리콘 및 페로실리콘 등의 규소계 합금을 전기로에서 제조할 때, 배출가스에 섞여 부유하는 초미립자 형태의 부산물을 이용하여 제조할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
일 구체예에서 상기 실리카퓸은 구형 또는 다면체형을 사용할 수 있으며, 평균크기(평균입경) 100~400 메쉬(mesh) 일 수 있다. 상기 조건에서 상기 몰탈 조성물의 혼합성 및 분산성이 우수할 수 있다.
일 구체예에서 상기 실리카퓸은 상기 수산화칼슘 100 중량부에 대하여 0.5~20 중량부 포함된다. 상기 실리카퓸을 0.5 중량부 미만으로 포함시 본 발명의 강도, 내구성, 방수성 및 내수성이 저하되고, 20 중량부를 초과하여 포함시 상기 몰탈 조성물의 부착성과, 혼합성 및 분산성이 저하될 수 있다.
상기 바인더 수지는 상기 몰탈 조성물의 부착력, 성형성 및 결합력을 향상시키기 위해 포함될 수 있다. 일 구체예에서 상기 바인더 수지는 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐알코올 및 폴리비닐아세테이트 중 하나 이상 포함할 수 있다.
일 구체예에서 상기 바인더 수지는 평균크기(평균입경) 100~400 메쉬의 분말 형태로 사용할 수 있다. 상기 조건에서 상기 몰탈 조성물의 혼합성 및 분산성이 우수할 수 있다.
예를 들면 상기 바인더 수지는 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐알코올 및 폴리비닐아세테이트를 1:1~2:2~5 중량비로 포함할 수 있다. 상기 중량비로 포함시 상기 몰탈 조성물의 기계적 강도가 우수하며, 분산성 및 부착력이 우수할 수 있다.
일 구체예에서 상기 바인더 수지는 상기 수산화칼슘 100 중량부에 대하여 5~30 중량부 포함된다. 상기 바인더 수지를 5 중량부 미만으로 포함시 상기 몰탈 조성물의 부착력과 혼합성 및 성형성이 저하되며, 30 중량부를 초과하여 포함시 상기 몰탈 조성물의 내구성 또는 기계적 강도가 저하될 수 있다.
상기 수산화칼륨(KOH)은 강도 확보 및 경화 속도 조절을 위해 포함될 수 있다. 상기 수산화칼륨은 구형 또는 다면체형을 사용할 수 있으며, 평균크기(평균입경) 100~250 메쉬(mesh) 일 수 있다. 상기 조건에서 상기 몰탈 조성물의 혼합성 및 분산성이 우수할 수 있다.
일 구체예에서 상기 수산화칼륨은 상기 수산화칼슘 100 중량부에 대하여 10~50 중량부 포함된다. 상기 수산화칼륨을 10 중량부 미만으로 포함시 시공이 지연되고 강도 확보가 어려우며, 50 중량부를 초과하여 포함시 몰탈 조성물의 기계적 강도, 부착력 또는 내화학성이 저하되고, 경화 속도 조절이 어려울 수 있다.
상기 산화칼슘(CaO)은 내수성과 강도 확보를 목적으로 포함될 수 있다. 상기 산화칼슘은 구형 또는 다면체형을 사용할 수 있으며, 평균크기(평균입경) 150~250 메쉬(mesh) 일 수 있다. 상기 조건에서 상기 몰탈 조성물의 혼합성 및 분산성이 우수할 수 있다.
일 구체예에서 상기 산화칼슘은 상기 수산화칼슘 100 중량부에 대하여 15~80 중량부 포함된다. 상기 산화칼슘을 15 중량부 미만으로 포함시 내수성 및 강도 확보가 어려우며, 80 중량부를 초과하여 포함시 상기 몰탈 조성물의 경화 후 균열이 발생하거나, 내화학성, 혼합성 및 분산성이 저하될 수 있다.
상기 기능성 성분은 상기 몰탈 조성물의 강도, 방식성, 부착력 및 내수성을 향상시키기 위해 포함될 수 있다.
상기 기능성 성분은 산화몰리브덴(MoO3), 산화지르코늄(ZrO2) 및 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate)를 포함한다.
상기 산화몰리브덴은 구형 또는 다면체형을 사용할 수 있다. 일 구체예에서 상기 산화몰리브덴은 평균크기(평균입경)가 0.1~80㎛일 수 있다. 상기 평균크기 조건에서 상기 몰탈 조성물의 혼합성 및 분산성이 우수할 수 있다.
상기 산화지르코늄은 구형 또는 다면체형을 사용할 수 있다. 일 구체예에서 상기 산화지르코늄은 평균크기(평균입경)가 0.1~60㎛일 수 있다. 상기 평균크기 조건에서 상기 몰탈 조성물의 혼합성 및 분산성이 우수할 수 있다.
일 구체예에서 상기 기능성 성분은 산화몰리브덴, 산화지르코늄 및 셀룰로오스 아세테이트를 1:2~6:3~8 중량비로 포함할 수 있다. 상기 중량비로 포함시 상기 기능성 성분 사이의 예측할 수 없는 상승 효과가 작용하여, 상기 몰탈 조성물의 강도, 콘크리트계 기재와의 방식성, 부착력 및 내수성이 우수할 수 있다.
일 구체예에서 상기 기능성 성분은 상기 수산화칼슘 100 중량부에 대하여 10~40 중량부 포함된다. 상기 기능성 성분을 10 중량부 미만으로 포함시 상기 몰탈 조성물의 강도, 방식성, 내수성 및 콘크리트계 기재와의 부착력이 저하되며, 40 중량부를 초과하여 포함시 상기 몰탈 조성물의 혼합성 및 분산성이 저하될 수 있다.
일 구체예에서 상기 바인더 수지 및 기능성 성분은 1:1.5~1:3 중량비로 포함될 수 있다. 상기 조건에서 상기 몰탈 조성물의 분산성 및 혼합성이 우수하고, 기계적 강도, 방식성, 내화학성 및 부착성이 우수할 수 있다.
상기 물은 상기 몰탈 조성물의 혼합성, 분산성 및 성형성 확보를 위해 포함될 수 있다. 상기 물은 탈이온수를 포함할 수 있다.
일 구체예에서 상기 물은 상기 수산화칼슘 100 중량부에 대하여 20~500 중량부 포함된다. 상기 물을 20 중량부 미만으로 포함시 상기 몰탈 조성물의 분산성, 혼합성 및 성형성이 저하되며, 500 중량부를 초과하여 포함시 몰탈 조성물의 경화 시간이 지나치게 지연되어 작업성이 저하되며, 몰탈층의 내구성 또는 부착성이 저하될 수 있다.
몰탈 조성물을 이용한 콘크리트 구조물의 보수 및 보강방법
본 발명의 다른 관점은 상기 몰탈 조성물을 이용한 콘크리트 구조물의 보수 및 보강방법에 관한 것이다. 도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 몰탈 조성물을 이용한 콘크리트 구조물의 보수 및 보강방법을 나타낸 것이다. 상기 도 1을 참조하면, 상기 콘크리트 구조물의 보수 및 보강방법은 (S10) 전처리단계; (S20) 1차 처리단계; (S30) 세척단계; (S40) 2차 처리단계; (S50) 3차 처리단계; (S60) 콘크리트 접착제 도포단계; (S70) 몰탈층 형성단계; 및 (S80) 4차 처리단계;를 포함한다.
이하, 상기 몰탈 조성물을 이용한 콘크리트 구조물의 보수 및 보강방법을 단계별로 상세히 설명하기로 한다.
(S10) 전처리단계
상기 단계는 콘크리트 기재의 보수 대상부위의 표면을 전처리하는 단계이다. 일 구체예에서 상기 전처리는 상기 콘크리트 기재 표면의 균열 및 박리 탈락 현상이 발생되는 곳(보수 대상 부위)에 시공되며, 상기 보수 대상 부위를 그라인더 및 브레이커, 해머 등을 사용하여 표면을 평편하게 처리하는 단계를 포함할 수 있다.
(S20) 1차 처리단계
상기 단계는 상기 전처리된 콘크리트 기재 표면의 적어도 일부에 프롬프트 시멘트를 도포하여 1차 처리하는 단계이다.
일 구체예에서 상기 1차 처리는, 상기 전처리 공정을 통해 표면 처리된 콘크리트 기재의 보수 대상부위에 누수 부위가 발생한 경우, 누수 방지를 위하여 누수 부위를 지수 처리하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들면 지수재로서 프롬프트 시멘트(프롬시멘트)를 이용하여 누수 부위를 도포하거나 메움으로써 지수 처리할 수 있다. 이때, 상기 프롬프트 시멘트는 초속경, 초기 고강도, 무수축, 미세립자, 해수 응결 및 내화학성의 특성을 가진 천연시멘트를 가리키는 것으로, 당 업계에 사용되는 일반적인 것을 사용할 수 있다.
(S30) 세척단계
상기 단계는 상기 1차 처리된 콘크리트 기재를 세척하는 단계이다. 예를 들면, 상기 1차 처리된 콘크리트 기재를 고압 살수기 등을 이용하여 세척하여 콘크리트 기재 표면의 이물질을 제거할 수 있다.
(S40) 2차 처리단계
상기 단계는 상기 세척된 콘크리트 기재 표면의 녹을 제거하고 방청 조성물을 도포하여 2차 처리하는 단계이다. 상기 단계는 상기 세척 후 콘크리트 기재의 철근 등에 발생한 녹을 제거하고, 추후 부식 방지를 위한 처리를 실시하는 것이다. 예를 들면, 상기 콘크리트 기재의 철근 표면에 방청조성물을 도포 및 경화하여 방청코팅층을 형성할 수 있다. 일 구체예에서 상기 방청조성물은 산화방지제 및 염해방지제 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
(S50) 3차 처리단계
상기 단계는 상기 2차 처리된 콘크리트 기재 표면을 전기 화학반응으로 인한 철근의 산화를 방지하기 위하여 알칼리성 조성물로 3차 처리하는 단계이다. 상기 2차 처리된 콘크리트 기재의 녹제거 및 방청 처리된 표면에는, 전기 화학반응으로 인한 철근 산화 방지와 중성화된 콘크리트 기재의 알칼리성 회복을 위하여, 알칼리성 조성물을 도포 및 경화하여 3차 처리할 수 있다.
일 구체예에서 상기 알칼리성 조성물은 침투형 방청제를 포함할 수 있다. 상기 침투형 방청제는 무기형 이온물질로서, pH 10~13일 수 있으며, 당 업계에 사용되는 통상의 방청제를 사용할 수 있다.
예를 들면 상기 3차 처리는, 건축토목 공사현장의 철근, H빔, I형강, 강관 파일 등에 주로 사용될 수 있다. 그 밖에도 콘크리트 모르타르 타설 전과 내부 철근 부식 방지의 목적시 및 중성화된 노후 콘크리트의 재생시에 사용될 수 있다.
일 구체예에서 상기 3차 처리단계 이후에, 상기 3차 처리된 콘크리트 기재에 공지된 침투성 폴리머 방수 조성물을 도포하여 방수 및 접착 증강 등의 추가 표면처리를 더 실시할 수 있다. 이는 필수 공정은 아니며 필요에 따라 선택적으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 침투성 폴리머 방수재는 주로 콘크리트 크랙 및 표면보수용으로 사용되며, 이 밖에도 콘크리트 중성화, 염해방지 표면피복용, 콘크리트의 내 외부 방수재, 외벽 견출용 등으로 사용되는 것을 제한 없이 도포할 수 있다.
(S60) 콘크리트 접착제 도포단계
상기 단계는 상기 3차 처리(또는 추가 표면처리)된 콘크리트 기재 표면에 콘크리트 접착제를 도포하는 단계이다. 상기 콘크리트 접착제는 상기 콘크리트 기재와 상기 몰탈 조성물의 접착력을 강화하기 위해 도포될 수 있으며, 당 업계에서 사용되는 통상적인 것을 사용할 수 있다.
(S70) 몰탈층 형성단계
상기 단계는 상기 콘크리트 접착제가 도포된 기재 표면에 상기 몰탈 조성물을 도포 및 경화하여, 몰탈층을 형성하는 단계이다.
(S80) 4차 처리단계
상기 단계는 상기 몰탈층 표면에 중성화 및 염해 방지를 위한 표면처리제를 도포 및 경화하여 4차 처리하는 단계이다. 상기 표면처리제는 당 업계에서 사용되는 통상적인 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 몰탈 조성물은 콘크리트 기재와의 부착력이 우수하며, 내수성, 내구성 및 내화학성이 우수하고, 강성 등의 기계적 물성이 우수하며, 인체에 무해하고, 조성물의 혼합성, 분산성 및 작업성이 우수할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
실시예 및 비교예
상기 실시예 및 비교예에 사용된 성분은 하기와 같다.
(A) 평균입경(D50) 160 메시(mesh)의 구형 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 사용하였다.
(B) 칼슘 실리케이트를 사용하였다.
(C) 평균입경(D50) 300 메시의 구형 실리카퓸(Silica Fume)을 사용하였다.
(D) 바인더 수지
(D1) 폴리에틸렌글리콜을 사용하였다. (D2) 폴리비닐알코올을 사용하였다. (D3) 폴리비닐아세테이트를 사용하였다.
(E) 평균입경(D50) 200 메시의 구형 수산화칼륨(KOH)을 사용하였다.
(F) 평균입경(D50) 200 메시의 구형 산화칼슘(CaO)을 사용하였다.
(G) 기능성 성분
(G1) 평균입경(D50) 10㎛인 구형 산화몰리브덴(MoO3)을 사용하였다. (G2) 평균입경(D50) 15㎛인 구형 산화지르코늄(ZrO2)을 사용하였다. (G3) 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate)를 사용하였다.
(H) 탈이온수를 사용하였다.
실시예 1~2 및 비교예 1~8
하기 표 1 조건의 성분 및 함량을 적용하여, 공지된 방법으로 혼합하여 몰탈 조성물을 제조하였다. 그 다음에, 콘크리트 기재 표면에 상기 실시예 및 비교예 몰탈 조성물을 도포 및 경화하여 몰탈층을 형성하였다.
물성평가
상기 실시예 1~2 및 비교예 1~8에 의해 형성된 몰탈층의 물성을 하기와 같이 평가하였다.
(1) 조성물 혼합성: 실시예 및 비교예 몰탈 조성물 제조시, 조성물 구성 성분의 혼합성 및 분산성을 평가하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다 (◎: 매우 양호, ○: 극히 일부 미분산, △: 일부 미분산, X: 심한 미분산 발생).
(2) 압축강도(kgf/cm2): KS L 5105 규격에 의거하여, 상기 실시예 및 비교예 콘크리트 기재와 몰탈층의 압축강도를 측정하였다. 구체적으로 콘크리트 기재에 몰탈층을 형성 후 3일 및 28일 경과 시점에서 압축강도를 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(3) 부착강도(kgf/cm2): KS F 4918 규격에 의거하여, 상기 실시예 및 비교예 콘크리트 기재와 몰탈층의 부착강도를 측정하였다. 구체적으로 콘크리트 기재에 몰탈층을 형성 후 3일 및 28일 경과 시점에서 부착강도를 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(4) 휨강도(kgf/cm2): KS F 4918 규격에 의거하여, 상기 실시예 및 비교예 콘크리트 기재와 몰탈층의 휨강도를 측정하였다. 구체적으로 콘크리트 기재에 몰탈층을 형성 후 3일 및 28일 경과 시점에서 휨강도를 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(5) 내화학성(내산성) 시험: 상기 실시예 1~2 및 비교예 1~8의 몰탈층 형성 28일 경과 후, 내산성 시험을 실시하였다. 30% 농도의 황산 용액을 실시예 및 비교예 시편에 매일 1시간 동안 처리한 다음, 상기 몰탈층의 손상 여부를 60일 동안 관찰하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 표면 손상이 발생하기 시작한 경과일을 나타내었으며, 60일이 경과한 후에도 몰탈층이 손상된 경우 "불량", 손상되지 않은 경우 “양호”로 나타내었다.
(6) 단위면적당 물 흡수량 측정시험(방수성, g/cm2): 상기 실시예 및 비교예의 몰탈층이 형성된 콘크리트 기재 시편을 물에 24 시간 동안 함침하고, KS F 2451 기준에 의거하여 단위 면적당 물 흡수량을 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(7) 방식성 시험(염수분무 폭로시험): 상기 실시예 1~2 및 비교예 1~8을 콘크리트 기재 표면에 도포하여 경화시켜, 몰탈층을 형성한 시편을 KS D 9502에 따라 5 중량% 농도의 NaCl 수용액이 35℃로 분사되는 솔트 스프레이에 넣어 폭로시켜 1,000 시간이 경과하는 동안 몰탈층의 도막 상태와 콘크리트 기재 중의 철근의 부식/발청 여부를 평가하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
상기 표 2의 결과를 참조하면, 본 발명의 실시예 1~2는 몰탈 조성물 제조시 혼합성 및 분산성이 우수하였으며, 콘크리트 기재와 몰탈층 사이의 부착력과, 기계적 강도가 우수하였으며, 내화학성, 방수성 및 방식성이 우수한 것을 알 수 있었다. 반면, 본 발명의 조건을 벗어난 비교예 1~8의 경우, 상기 실시예 1~2 보다 조성물의 혼합성과 분산성이 저하되거나, 기계적 강도, 방수성, 내화학성 또는 방식성이 저하되는 것을 알 수 있었다.
시험예: 콘크리트 기재 보수
열화 및 균열이 발생하여, 철근이 외부로 노출된 콘크리트 구조물(기재)의 보수 대상 부위에 대하여 하기와 같이 보수 작업을 실시하였다.
(1) 전처리, 1차 처리 및 세척: 상기 보수 대상 부위를 그라인더, 브레이커 및 해머 등을 사용하여 보수 대상 부위 표면을 평편하게 처리하였다. 그 다음에, 전처리된 콘크리트 기재 표면의 누수 부위에, 지수재로서 프롬프트 시멘트를 도포하여 1차 처리하고, 고압 살수기를 이용하여 세척하여 콘크리트 기재 표면의 이물질을 제거하였다.
(2) 2차 처리, 3차 처리 및 콘크리트 접착제 도포: 절단면을 형성하였고, 노출된 철근의 녹을 제거한 다음, 산화방지제 및 염해방지제를 포함하는 방청코팅제를 도포하여 2차 처리하고, 상기 2차 처리된 콘크리트 기재 표면의 철근 산화를 방지하기 위해 알칼리성 조성물로 3차 처리하고, 상기 3차 처리된 콘크리트 기재에 공지된 침투성 폴리머 방수 조성물을 도포하여 방수 및 접착 증강 등의 추가 표면처리를 실시하였다. 그 다음에, 상기 추가 표면처리된 콘크리트 기재 표면에 콘크리트 접착제를 도포하였다.
(3) 몰탈층 형성 및 4차 처리: 상기 콘크리트 접착제가 도포된 기재 표면에 상기 몰탈 조성물을 도포 및 건조하여 몰탈층을 형성하였다. 그 다음에, 상기 몰탈층 표면을 중성화 및 염해 방지를 위한 표면처리제를 도포 및 경화하여 4차 처리하여 콘크리트 기재를 보수하였다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
Claims (5)
- 수산화칼슘(Ca(OH)2) 100 중량부;
칼슘 실리케이트 5~25 중량부;
실리카퓸(Silica Fume) 0.5~20 중량부;
바인더 수지 5~30 중량부;
수산화칼륨(KOH) 10~50 중량부;
산화칼슘(CaO) 15~80 중량부;
기능성 성분 10~40 중량부; 및
물 20~500 중량부;를 포함하며,
상기 바인더 수지는 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐알코올 및 폴리비닐아세테이트를 1:1~2:2~5 중량비로 포함하고,
상기 기능성 성분은 산화몰리브덴(MoO3), 산화지르코늄(ZrO2) 및 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate)를 1:2~6:3~8 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 몰탈 조성물.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 바인더 수지 및 기능성 성분은 1:1.5~1:3 중량비로 포함되는 것을 특징으로 하는 몰탈 조성물.
- 콘크리트 기재의 보수 대상 부위의 표면을 전처리하는 단계;
상기 전처리된 콘크리트 기재의 적어도 일부에 프롬프트 시멘트를 도포하여 1차 처리하는 단계;
상기 1차 처리된 콘크리트 기재를 세척하는 단계;
상기 세척된 콘크리트 기재 표면의 녹을 제거하고 방청 조성물을 도포하여 2차 처리하는 단계;
상기 2차 처리된 콘크리트 기재 표면을 전기 화학반응으로 인한 철근의 산화를 방지하기 위하여 알칼리성 조성물로 3차 처리하는 단계;
상기 3차 처리된 콘크리트 기재 표면에 콘크리트 접착제를 도포하는 단계;
상기 콘크리트 접착제가 도포된 기재 표면에 제1항에 따른 몰탈 조성물을 도포 및 경화하여, 몰탈층을 형성하는 단계; 및
상기 몰탈층 표면에 중성화 및 염해 방지를 위한 표면처리제를 도포 및 경화하여 4차 처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 보수 및 보강방법.
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2021
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