[go: up one dir, main page]

KR102693343B1 - Eco-friendly composite mortar using mineral carbonate obtained from natural oyster pods and repair and reinforcement method of concrete structures using the same - Google Patents

Eco-friendly composite mortar using mineral carbonate obtained from natural oyster pods and repair and reinforcement method of concrete structures using the same Download PDF

Info

Publication number
KR102693343B1
KR102693343B1 KR1020230094257A KR20230094257A KR102693343B1 KR 102693343 B1 KR102693343 B1 KR 102693343B1 KR 1020230094257 A KR1020230094257 A KR 1020230094257A KR 20230094257 A KR20230094257 A KR 20230094257A KR 102693343 B1 KR102693343 B1 KR 102693343B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mortar
repairing
reinforcing
repair
concrete
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020230094257A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
박남태
Original Assignee
에코빅풋 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에코빅풋 주식회사 filed Critical 에코빅풋 주식회사
Priority to KR1020230094257A priority Critical patent/KR102693343B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102693343B1 publication Critical patent/KR102693343B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04GSCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G23/00Working measures on existing buildings
    • E04G23/02Repairing, e.g. filling cracks; Restoring; Altering; Enlarging
    • E04G23/0218Increasing or restoring the load-bearing capacity of building construction elements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/38Fibrous materials; Whiskers
    • C04B14/386Carbon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/4596Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with fibrous materials or whiskers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
    • C04B41/5007Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with salts or salty compositions, e.g. for salt glazing
    • C04B41/5009Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with salts or salty compositions, e.g. for salt glazing containing nitrogen in the anion, e.g. nitrites
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
    • C04B41/5007Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with salts or salty compositions, e.g. for salt glazing
    • C04B41/501Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with salts or salty compositions, e.g. for salt glazing containing carbon in the anion, e.g. carbonates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
    • C04B41/5076Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with masses bonded by inorganic cements
    • C04B41/5085Calcium sulfate cements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/60After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only artificial stone
    • C04B41/61Coating or impregnation
    • C04B41/70Coating or impregnation for obtaining at least two superposed coatings having different compositions

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Working Measures On Existing Buildindgs (AREA)

Abstract

본 발명은 천연 굴껍집에서 얻은 미네랄 카보네이트를 이용한 친환경 복합 모르타르 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 열화된 콘크리트 구조물의 손상 부분을 보수함에 있어 천연 굴껍질로부터 얻어지는 미네랄 카보네이트와 대기 중 탄소의 반응에 의해 얻어진 결과물이 모르타르의 경화 과정에서 대기 중 탄소를 포집하여 경화됨으로써 고강도 모르타르를 생성하고 구조물을 강화시킴에 의해 내구성을 향상시켜 보수 효과와 구조물의 수명을 연장시키는 동시에 단시간에 보수 공사를 안정적으로 완료할 수 있어 경제성도 우수하고 콘크리트의 중성화 방지 효과도 우수하며, 내약품성, 내화학성, 내염성, 방수성, 내마모성, 내방청성 및 부착력을 대폭적으로 향상시켜 하수도, 정수장, 지하구조물, 교량, 주차장, 해양 콘크리트 구조물 등 화학적으로 열악한 환경 하에 있는 콘크리트 구조물의 내구 연한을 획기적으로 증가시킬 수 있으며, 장기적으로 시설물의 유지 관리 비용을 절감할 수 있고 더불어 탄소 저감 효과도 볼 수 있는 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법에 관한 것이다. The present invention relates to an eco-friendly composite mortar using mineral carbonate obtained from natural oyster shells and a method for repairing and reinforcing concrete structures using the same, and more specifically, to a method for repairing and reinforcing concrete structures, which comprises a result obtained by a reaction between mineral carbonate obtained from natural oyster shells and carbon in the air when repairing damaged parts of deteriorated concrete structures, which captures carbon in the air during the hardening process of the mortar, thereby creating a high-strength mortar and reinforcing the structure, thereby improving durability, thereby extending the repair effect and the lifespan of the structure, and at the same time, stably completing repair work in a short period of time, thereby providing excellent economic efficiency and excellent effect in preventing neutralization of concrete, and drastically improving chemical resistance, chemical resistance, salt resistance, waterproofing, wear resistance, rust resistance and adhesive strength, thereby dramatically increasing the durability of concrete structures in chemically harsh environments such as sewers, water purification plants, underground structures, bridges, parking lots, and marine concrete structures, and reducing maintenance costs of the facilities in the long term, and also providing a carbon reduction effect. It is.

Description

천연 굴껍집에서 얻은 미네랄 카보네이트를 이용한 친환경 복합 모르타르 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법 {Eco-friendly composite mortar using mineral carbonate obtained from natural oyster pods and repair and reinforcement method of concrete structures using the same}{Eco-friendly composite mortar using mineral carbonate obtained from natural oyster pods and repair and reinforcement method of concrete structures using the same}

본 발명은 천연 굴껍집에서 얻은 미네랄 카보네이트를 이용한 친환경 복합 모르타르 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 열화된 콘크리트 구조물의 손상 부분을 보수함에 있어 천연 굴껍질로부터 얻어지는 미네랄 카보네이트와 대기 중 탄소의 반응에 의해 얻어진 결과물이 모르타르의 경화 과정에서 대기 중 탄소를 포집하여 경화됨으로써 고강도 모르타르를 생성하고 구조물을 강화시킴에 의해 내구성을 향상시켜 보수 효과와 구조물의 수명을 연장시키는 동시에 단시간에 보수 공사를 안정적으로 완료할 수 있어 경제성도 우수하고 콘크리트의 중성화 방지 효과도 우수하며, 내약품성, 내화학성, 내염성, 방수성, 내마모성, 내방청성 및 부착력을 대폭적으로 향상시켜 하수도, 정수장, 지하구조물, 교량, 주차장, 해양 콘크리트 구조물 등 화학적으로 열악한 환경 하에 있는 콘크리트 구조물의 내구 연한을 획기적으로 증가시킬 수 있으며, 장기적으로 시설물의 유지 관리 비용을 절감할 수 있고 더불어 탄소 저감 효과도 볼 수 있는 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법에 관한 것이다. The present invention relates to an eco-friendly composite mortar using mineral carbonate obtained from natural oyster shells and a method for repairing and reinforcing concrete structures using the same, and more specifically, to a method for repairing and reinforcing concrete structures, which comprises a result obtained by a reaction between mineral carbonate obtained from natural oyster shells and carbon in the air when repairing damaged parts of deteriorated concrete structures, which captures carbon in the air during the hardening process of the mortar, thereby creating a high-strength mortar and reinforcing the structure, thereby improving durability, thereby extending the repair effect and the lifespan of the structure, and at the same time, stably completing repair work in a short period of time, thereby providing excellent economic efficiency and excellent effect in preventing neutralization of concrete, and drastically improving chemical resistance, chemical resistance, salt resistance, waterproofing, wear resistance, rust resistance and adhesive strength, thereby dramatically increasing the durability of concrete structures in chemically harsh environments such as sewers, water purification plants, underground structures, bridges, parking lots, and marine concrete structures, and reducing maintenance costs of the facilities in the long term, and also providing a carbon reduction effect. It is.

철근콘크리트 구조물은 일반적으로 내구성이 높아 100년 이상 열화현상이 없이 안전성이나 경관성을 유지할 수 있다. 그러나, 설계 및 재료, 시공측면에서 건조수축에 의한 균열발생, 콘크리트 피복두께 부족, 다짐 불량 등과 더불어, 축조 이후 콘크리트 구조물이 놓여 있는 환경에 따라 탄산화, 염해, 동해, 알칼리골재반응, 황산염 침식 등에 의해 콘크리트에 크고 작은 균열이 발생 및 진전되며, 이로 인해 종국적으로는 철근의 부식발생으로 인한 콘크리트 박리, 박락 등의 열화가 가속화되어, 콘크리트 구조물의 안전성을 상실하게 되는 경우가 발생하게 된다. Reinforced concrete structures are generally durable and can maintain their safety and appearance for over 100 years without deterioration. However, in terms of design, materials, and construction, cracks due to drying shrinkage, insufficient concrete cover thickness, poor compaction, etc., and depending on the environment in which the concrete structure is placed after construction, large and small cracks may occur and progress in the concrete due to carbonation, salt damage, freezing damage, alkaline aggregate reaction, sulfate erosion, etc. As a result, deterioration such as concrete peeling and spalling due to corrosion of the reinforcing bars is accelerated, and in some cases, the safety of the concrete structure is lost.

따라서, 철근콘크리트 구조물에 발생하는 여러가지 열화현상으로 인해 궁극적으로 균열이 발생 및 진전되기 때문에, 열화 현상별 균열발생 원인 및 균열 폭, 깊이 등의 제반사항을 정확히 진단하여, 이에 적합한 최적의 보수 보강 공법을 적용하는 것이 매우 중요하며, 특히, 보수 보강 후의 재열화를 방지하기 위해서는 열화원인을 근본적으로 제거하는 시스템적인 공법 개발이 매우 중요하다.Therefore, since cracks ultimately occur and progress due to various deterioration phenomena occurring in reinforced concrete structures, it is very important to accurately diagnose the cause of crack occurrence, crack width, depth, etc. for each deterioration phenomenon and apply the optimal repair and reinforcement method appropriate for it. In particular, in order to prevent re-deterioration after repair and reinforcement, it is very important to develop a systematic method that fundamentally removes the cause of deterioration.

이에 따라 콘크리트의 열화, 강재의 부식, 기타의 원인에 의해 구조물 단면의 박리나 탈락 등의 열화 인자를 포함하는 콘크리트 부분을 제거한 후 단면을 원래의 성능 및 형태로 복원하기 위해 보수 보강 재료를 충진 하거나 뿜칠 시공을 하여 보수를 실시하는 것이 일반적이다. Accordingly, it is common to carry out repairs by removing the concrete portion containing deterioration factors such as delamination or detachment of the cross-section of the structure due to deterioration of the concrete, corrosion of steel, or other causes, and then filling or spraying the section with repair reinforcing materials to restore the cross-section to its original performance and shape.

종래의 보수 보강를 위한 보수재는 주로 시멘트계 모르타르나 폴리머 시멘트 모르타르 등을 사용하였는데, 이러한 종래의 보수재는 기존 구조물의 열화를 억제하고 현재 이상의 내구 성능을 향상시키는 것을 목적으로 하여 강도를 높이거나 최초 시공 시 부착 성능을 향상시키는 것에 초점을 맞춘 것이 대부분이므로 시공 후 얼마 되지 않아 표면이 다시 쉽게 손상되기 때문에 보수 공사를 자주 해야 하는 문제가 있었다. Conventional repair materials for reinforcement and repair have mainly used cement-based mortar or polymer cement mortar. Most of these conventional repair materials have focused on increasing strength or improving bonding performance during initial construction in order to suppress deterioration of existing structures and improve durability beyond the current level. Therefore, there was a problem that frequent repair work was necessary because the surface was easily damaged again shortly after construction.

예로서, 대한민국 공개특허 제10-2006-0079447호에서는 CSA(Calcium sulfoaluminate)와 소정의 고미분말 결합제를 첨가하여 모르타르 조성물을 제조하는 방법을 제안한다. 그러나, 상기 재료를 이용하여 제조된 모르타르 조성물은 고가의 아윈(Hauyne)계 시멘트를 사용하므로 시공 단가의 상승을 유발하고 초기 응결 시간 및 강도 면에서 충분한 결과를 얻지 못하였다. For example, Korean Patent Publication No. 10-2006-0079447 proposes a method for producing a mortar composition by adding CSA (Calcium sulfoaluminate) and a predetermined fine powder binder. However, the mortar composition produced using the above material uses expensive Hauyne cement, which causes an increase in the construction cost and fails to obtain sufficient results in terms of initial setting time and strength.

또한, 기존의 보수 방법으로 시공할 경우 표면에서 수분과 산소가 미세한 틈으로 스며들기 때문에 산소 및 수분에 의한 내부 철근의 부식이 진행되고 수분에 의한 콘크리트의 열화가 발생하여 보수 효과가 오래 지속되기 어렵기 때문에 보수 공사를 자주 실시해야 하므로 유지 관리 비용이 증가하는 문제점이 있었다. In addition, when constructing using existing repair methods, moisture and oxygen seep into the tiny gaps on the surface, causing corrosion of internal reinforcing bars due to oxygen and moisture, and deterioration of concrete due to moisture, making it difficult for the repair effect to last long, so frequent repair work is required, which increases the problem of increased maintenance costs.

한편, 국내에서 일년에 발생하는 굴, 전복, 꼬막, 바지락 등의 각종 패각류는 연간 약 40만톤씩 발생하고 있으며, 이들은 일부 종패붙이용이나 비료공업 원료 등으로 이용되고는 있으나 그 이용률이 10% 미만으로 매우 낮고 재활용시 부가가치가 낮아 대부분의 패각류가 공유수면 매립이나 해안 야적 등으로 폐기되고 있는 실정이다.Meanwhile, about 400,000 tons of shellfish such as oysters, abalones, cockles, and clams are produced in Korea every year. Although some of these are used as seed shells or as raw materials for the fertilizer industry, the utilization rate is very low at less than 10%, and the added value when recycled is low, so most shellfish are discarded as reclamation of public waters or coastal storage.

이로 인해 특히 굴양식장이 있는 어촌마다 패각류가 산더미처럼 쌓여 환경 및 바다 오염 문제가 심각한 상태에 있으며, 그 엄청난 규모로 인해 폐기물 처리에 심각한 어려움이 있고 악취 문제는 또 다른 환경 문제를 야기하고 있다. 이를 처리하기 위하여 농림수산식품부 및 각 지자체에서 여러 가지 대안을 내놓고는 있으나 실효성이 크지 않은 상황이다. Due to this, especially in fishing villages with oyster farms, shellfish pile up like mountains, causing serious environmental and marine pollution problems, and the enormous scale of the waste makes it difficult to dispose of it, and the foul odor problem is causing another environmental problem. In order to deal with this, the Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs and each local government are proposing various alternatives, but their effectiveness is not very high.

이와 같은 패각류의 문제를 해결하기 위해 일부 기술에서는 패각류에서 얻어지는 산화칼슘을 이용하여 항균제, 토양 개량제, 칼슘 보강제, 산성 폐수 처리제, 건축 내장재, 부유물 침전제, 철강공업용 재료, 식품 원료, 화장품 원료 등으로 이용하는 기술이 제안된 바 있다. To solve the problem of shellfish, some technologies have been proposed to use calcium oxide obtained from shellfish as an antibacterial agent, soil conditioner, calcium reinforcing agent, acid wastewater treatment agent, building interior materials, sedimentation agent for suspended solids, steel industry materials, food raw materials, and cosmetic raw materials.

그러나, 패각류에서 얻어지는 산화칼슘을 다양한 분야에 적용하기 위한 연구는 많이 수행되고 있으나 그 소비가 크지 않으므로 환경 문제화되고 있는 패각류는 여전히 풀리지 않는 문제로 남아 있다. However, although much research has been conducted to apply calcium oxide obtained from shellfish to various fields, shellfish, which has become an environmental problem because its consumption is not large, still remains an unresolved problem.

[관련 선행기술 문헌][Related prior art literature]

1. 대한민국 등록특허 제10-1882787호1. Republic of Korea registered patent no. 10-1882787

2. 대한민국 등록특허 제10-1907917호2. Republic of Korea registered patent No. 10-1907917

3. 대한민국 공개특허 제10-2006-0079447호3. Republic of Korea Publication Patent No. 10-2006-0079447

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 상황을 고려하여 개발된 것으로서, 본 발명은 어촌마다 심각한 환경 및 바다 오염 문제를 야기하고 있는 패각류를 건설 자재로 활용할 수 있는 기술, 특히 노후화되고 있는 콘크리트 구조물의 열화 부분을 보수하는데 사용하는 기술을 제공하고자 한다. The present invention has been developed in consideration of the above-mentioned circumstances of the prior art, and the present invention aims to provide a technology capable of utilizing shellfish, which are causing serious environmental and marine pollution problems in each fishing village, as a construction material, and in particular, a technology used to repair deteriorated parts of aging concrete structures.

구체적으로 본 발명은, 열화된 콘크리트 구조물의 손상 부분을 보수함에 있어 천연 굴껍질로부터 얻어지는 미네랄 카보네이트와 대기 중 탄소의 반응에 의해 얻어진 결과물이 모르타르의 경화 과정에서 대기 중 탄소를 포집하여 경화됨으로써 고강도 모르타르를 생성하고 구조물을 강화시킴에 의해 내구성을 향상시켜 보수 효과와 구조물의 수명을 연장시키는 동시에 단시간에 보수 공사를 안정적으로 완료할 수 있어 경제성도 우수하고 콘크리트의 중성화 방지 효과도 우수하며, 내약품성, 내화학성, 내염성, 방수성, 내마모성, 내방청성 및 부착력을 대폭적으로 향상시켜 하수도, 정수장, 지하구조물, 교량, 주차장, 해양 콘크리트 구조물 등 화학적으로 열악한 환경 하에 있는 콘크리트 구조물의 내구 연한을 획기적으로 증가시킬 수 있으며, 장기적으로 시설물의 유지 관리 비용을 절감할 수 있고 더불어 탄소 저감 효과도 볼 수 있는 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법에 관한 기술을 제공하고자 한다. Specifically, the present invention provides a technology for a concrete structure repair and reinforcement method, which is characterized in that the result obtained by the reaction of carbon in the atmosphere with mineral carbonate obtained from natural oyster shells in the repair of damaged parts of deteriorated concrete structures captures carbon in the atmosphere during the hardening process of the mortar, thereby creating high-strength mortar and reinforcing the structure, thereby improving durability, thereby extending the repair effect and the lifespan of the structure, while allowing the stable completion of repair work in a short period of time, and is also economical, and has an excellent effect in preventing concrete neutralization, and significantly improves chemical resistance, salt resistance, waterproofing, wear resistance, rust resistance and adhesion, thereby dramatically increasing the service life of concrete structures in chemically harsh environments such as sewers, water purification plants, underground structures, bridges, parking lots and marine concrete structures, and can reduce the maintenance costs of the facilities in the long term, while also having a carbon reduction effect.

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 In order to achieve the above task, the present invention

(1) 보수 보강이 필요한 콘크리트 구조물의 단면을 보수하거나 표면처리장치를 이용하여 표면 정리하고 고압 세척으로 표면 정리하는 단계;(1) A step of repairing the cross-section of a concrete structure requiring repair or reinforcement, or cleaning the surface using a surface treatment device and cleaning the surface using high-pressure washing;

(2) 상기 콘크리트 구조물의 균열 부위를 제습 처리하고 주입 보수를 실시하는 단계;(2) A step of dehumidifying and performing injection repair on the cracked area of the concrete structure;

(3) 상기 콘크리트 구조물의 단면 또는 표면에 천연 굴껍집에서 얻은 미네랄 카보네이트와 공기중 탄소의 반응에 의해 형성된 탄산 미네랄 결합체와 모르타르를 물과 혼합하여 얻어진 친환경 복합 모르타르 조성물을 이용하여 하도를 실시하는 단계;(3) A step of applying a primer using an eco-friendly composite mortar composition obtained by mixing mortar and water with a carbonate mineral binder formed by a reaction between mineral carbonate obtained from natural oyster shells and carbon in the air on the cross-section or surface of the concrete structure;

(4) 상기 하도가 실시된 구조물에 상기 친환경 복합 모르타르 조성물을 이용하여 중도를 실시하는 단계; 및(4) A step of performing intermediate coating using the eco-friendly composite mortar composition on the structure on which the above-mentioned lower coating has been performed; and

(5) 상기 중도가 실시된 구조물에 천연 굴껍집에서 얻은 미네랄 카보네이트와 불소화된 그래핀 섬유를 함유한 도료를 이용하여 분사 방식으로 상도를 실시하는 단계;를 콘크리트 구조물의 보수 보강 시공 공법을 제공한다. (5) A method for repairing and reinforcing a concrete structure is provided, comprising: a step of applying a topcoat by spraying using a paint containing mineral carbonate obtained from natural oyster shells and fluorinated graphene fibers to a structure on which the above intermediate treatment has been performed;

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 (3)의 상기 천연 굴껍집에서 얻은 미네랄 카보네이트는 세척 및 건조된 천연 굴껍질을 산 및 알콜에 차례로 침지하고 물에 침지한 상태에서 가열하여 추출물을 얻고 얻어진 추출물을 여과 및 건조하여 얻어진 것을 사용하는 것을 특징으로 한다. In one embodiment of the present invention, the mineral carbonate obtained from the natural oyster shell of (3) is characterized in that it is obtained by sequentially immersing washed and dried natural oyster shells in acid and alcohol, heating them while immersed in water to obtain an extract, and filtering and drying the obtained extract.

또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 (3)의 상기 천연 굴껍집에서 얻은 미네랄 카보네이트는 공기 중 또는 외부에서 공급되는 탄소와 반응을 통해 1차로 탄산 미네랄 결합체를 형성하고, 이후 모르타르와 물의 혼합에 의해 경화되는 2단계 반응에 의해 구조물화하는 것을 특징으로 한다. In addition, in one embodiment of the present invention, the mineral carbonate obtained from the natural oyster shell of (3) is characterized in that it is structured through a two-step reaction in which it first forms a carbonic acid mineral bond through a reaction with carbon supplied from the air or the outside, and then hardens by mixing mortar and water.

또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 (3)의 상기 천연 굴껍집에서 얻은 미네랄 카보네이트는 칼슘 카보네이트인 것을 특징으로 한다. In addition, in one embodiment of the present invention, the mineral carbonate obtained from the natural oyster shell of (3) is characterized in that it is calcium carbonate.

또한, 상기 (3)의 모르타르는 속경시멘트 20~50 중량%, 포틀랜드 시멘트 30~60 중량%, 석고 5~30 중량% 및 칼슘 아질산염 0.1~5.0 중량%를 혼합하여 얻어진 결합제에 충전재 및 골재를 혼합하여 제조된 고강도 보수용 모르타르를 사용하는 것을 특징으로 한다. In addition, the mortar of the above (3) is characterized by using a high-strength repair mortar manufactured by mixing filler and aggregate into a binder obtained by mixing 20 to 50 wt% of fast-setting cement, 30 to 60 wt% of portland cement, 5 to 30 wt% of gypsum, and 0.1 to 5.0 wt% of calcium nitrite.

또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 충전재는 석회석, 석분, 탈크 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다. In addition, in one embodiment of the present invention, the filler is characterized by being at least one selected from limestone, lime powder, and talc.

또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 모르타르는 상기 결합제 100 중량부에 대하여 분산제 0.1~10 중량부, 소포제 0.01~3 중량부, 지연제 0.01~10 중량부에서 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, in one embodiment of the present invention, the mortar is characterized in that it further includes at least one additive selected from 0.1 to 10 parts by weight of a dispersant, 0.01 to 3 parts by weight of a defoaming agent, and 0.01 to 10 parts by weight of a retardant, with respect to 100 parts by weight of the binder.

또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 불소화된 그래핀 섬유는 불소에 의해 표면 개질된 산화 그래핀 섬유를 사용하는 것을 특징으로 한다. In addition, in one embodiment of the present invention, the fluorinated graphene fiber is characterized by using an oxidized graphene fiber whose surface is modified with fluorine.

본 발명에 따른 천연 굴껍집에서 얻은 미네랄 카보네이트를 이용한 친환경 복합 모르타르 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법의 특징 및 장점을 설명하면 다음과 같다. The characteristics and advantages of an eco-friendly composite mortar using mineral carbonate obtained from natural oyster shells according to the present invention and a method for repairing and reinforcing concrete structures using the same are described as follows.

먼저, 열화된 콘크리트 구조물을 보수함에 있어, 콘크리트 균열 부위의 제습 후 주입 보수를 실시함으로써 구조물의 내구 연한을 증대시킬 수 있으며, 이에 따라 구조물의 유지 보수 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다. First, when repairing a deteriorated concrete structure, the service life of the structure can be extended by performing injection repair after dehumidifying the cracked concrete area, thereby reducing the maintenance cost of the structure.

또한, 천연 굴껍집에서 얻은 미네랄 카보네이트를 포함하는 친환경 복합 모르타르와 불소화된 그래핀 합성 섬유를 함유한 도료를 적용함으로써 내진 성능과 난연 성능을 향상시킬 수 있으며, 구조물의 화재시 비상 탈출 시간을 확보할 수 있어 인명 피해를 최소화할 수 있고, 언제 발생할지 모르는 지진에 대비할 수 있어 지진 피해를 현저하게 줄일 수 있는 효과가 있다. In addition, by applying eco-friendly composite mortar containing mineral carbonate obtained from natural oyster shells and paint containing fluorinated graphene synthetic fibers, earthquake-resistant and flame-retardant performance can be improved, and emergency escape time can be secured in case of a fire in a structure, minimizing casualties, and preparing for earthquakes that may occur at any time, there is an effect of significantly reducing earthquake damage.

또한, 상기 천연 굴껍집에서 얻은 미네랄 카보네이트와 공기 중 탄소의 반응에 의해 형성되는 탄산칼슘을 모르타르 및 물과 혼합하여 경화시킴으로써 구조물을 강화할 수 있으며, 이에 따라 구조물의 내약품성, 내화학성, 내염성, 방수성, 내마모성, 내방청성 및 부착력을 대폭적으로 향상시켜 하수도, 정수장, 지하구조물, 교량, 주차장, 해양 콘크리트 구조물 등 화학적으로 열악한 환경 하에 있는 콘크리트 구조물의 내구 연한을 획기적으로 증가시킬 수 있으며, 또한 탄소 저장 효과로 인해 지구 온난화 방지에도 기여할 수 있다. In addition, the calcium carbonate formed by the reaction of the mineral carbonate obtained from the natural oyster shells with carbon in the air can be mixed with mortar and water and hardened to strengthen the structure, thereby drastically improving the chemical resistance, salt resistance, waterproofing, wear resistance, rust resistance and adhesive strength of the structure, thereby dramatically increasing the durability of concrete structures in chemically harsh environments such as sewers, water purification plants, underground structures, bridges, parking lots and marine concrete structures, and can also contribute to the prevention of global warming due to the carbon storage effect.

이하에서는 본 발명에 대하여 더욱 구체적으로 설명한다.Below, the present invention is described in more detail.

상기한 바와 같이 본 발명은 하기 단계를 포함하여 구성된다. 즉, As described above, the present invention comprises the following steps. Namely,

(1) 보수 보강이 필요한 콘크리트 구조물의 단면을 보수하거나 표면처리장치를 이용하여 표면 정리하고 고압 세척으로 표면 정리하는 단계;(1) A step of repairing the cross-section of a concrete structure requiring repair or reinforcement, or cleaning the surface using a surface treatment device and cleaning the surface using high-pressure washing;

(2) 상기 콘크리트 구조물의 균열 부위를 제습 처리하고 주입 보수를 실시하는 단계;(2) A step of dehumidifying and performing injection repair on the cracked area of the concrete structure;

(3) 상기 콘크리트 구조물의 단면 또는 표면에 천연 굴껍집에서 얻은 미네랄 카보네이트와 공기중 탄소의 반응에 의해 형성된 탄산 미네랄 결합체와 모르타르를 물과 혼합하여 얻어진 친환경 복합 모르타르 조성물을 이용하여 하도를 실시하는 단계;(3) A step of applying a primer using an eco-friendly composite mortar composition obtained by mixing mortar and water with a carbonate mineral binder formed by a reaction between mineral carbonate obtained from natural oyster shells and carbon in the air on the cross-section or surface of the concrete structure;

(4) 상기 하도가 실시된 구조물에 상기 친환경 복합 모르타르 조성물을 이용하여 중도를 실시하는 단계; 및(4) A step of performing intermediate coating using the eco-friendly composite mortar composition on the structure on which the above-mentioned lower coating has been performed; and

(5) 상기 중도가 실시된 구조물에 천연 굴껍집에서 얻은 미네랄 카보네이트와 불소화된 그래핀 섬유를 함유한 도료를 이용하여 분사 방식으로 상도를 실시하는 단계;를 포함하여 구성된다.(5) It comprises a step of applying a topcoat by spraying using a paint containing mineral carbonate obtained from natural oyster shells and fluorinated graphene fibers to the structure on which the above-mentioned intermediate coating has been applied.

이하에서는 각 단계별로 나누어 구체적으로 설명한다. Below, each step is explained in detail.

1. 바닥면 정리 단계1. Floor cleaning step

콘크리트 구조물에서 열화 등에 의해 콘크리트에 균열이 발생하여 시간이 지나게 되면 콘크리트의 압축강도와 철근의 인장강도가 점차 떨어지게 되고 균열 부위로 노출된 콘크리트는 중성화 현상이 진행되어 철근의 부식이 일어난다. 안전 진단 및 점검을 실시하여 이와 같은 현상이 발행하면 콘크리트 구조물의 단면 또는 표면을 보수 보강해야 건물의 수명을 오랫동안 유지할 수 있다. In concrete structures, cracks occur in the concrete due to deterioration, etc., and over time, the compressive strength of the concrete and the tensile strength of the reinforcing steel gradually decrease, and the concrete exposed through the cracks undergoes neutralization, causing corrosion of the reinforcing steel. If such a phenomenon occurs through safety diagnosis and inspection, the cross-section or surface of the concrete structure must be repaired and reinforced to maintain the life of the building for a long time.

대상 피도체인 콘크리트 구조물 표면의 레이턴스 및 이물질을 제거하기 위해 통상적으로 샌드페이퍼 폴리싱 또는 그라인딩 등과 같은 과정을 진행하고 고압 살수기 등을 이용하여 구조물 표면, 예를 들어 바닥면 또는 벽면의 분진 및 먼지 등을 제거한다.In order to remove laitance and foreign substances from the surface of a concrete structure, which is the target conductor, processes such as sandpaper polishing or grinding are usually performed, and dust and dirt from the surface of the structure, such as the floor or wall, are removed using a high-pressure water sprinkler.

또한, 손상 부분이 많은 경우에는 균열이 발생한 콘크리트와 노출된 철근을 제거하여 열화되지 않은 콘크리트가 나올 때까지 단면을 기계를 이용하여 파쇄하고 다듬는다. 이 때 다듬어진 콘크리트의 최외 표면은 모르타르의 부착이 용이하도록 거친 표면을 갖도록 하는 것이 바람직하다.In addition, in cases where there are many damaged areas, the cross-section is mechanically crushed and trimmed until the cracked concrete and exposed reinforcing bars are removed and undamaged concrete is obtained. At this time, it is desirable to have a rough surface on the outermost surface of the trimmed concrete so that mortar can be easily adhered.

본 단계에서는 구조물의 외부 방수 및 표면 강화 보호를 위하여 바탕제(프라이머제)를 도포하지 않는 것을 특징으로 하지만, 경우에 따라 또는 필요에 따라 바탕제를 사용한 바탕정리 및 블록 조정을 추가로 실시할 수 있다. 이러한 바탕제의 도포는 구조물 표면의 고르지 않은 부분을 도장 전에 면처리하는 공정으로서, 상기 바탕제 처리는 온도, 하중, 충격 또는 오파손 등의 유해한 영향을 최소화하기 위해 1~2일 동안 양생하는 것이 바람직하다. This stage is characterized by not applying a base agent (primer) for the purpose of external waterproofing and surface reinforcement protection of the structure, but in some cases or as needed, base preparation and block adjustment using a base agent can be additionally performed. This base agent application is a process of surface-treating uneven parts of the structure's surface before painting, and it is preferable to cure the base agent for 1 to 2 days to minimize harmful effects such as temperature, load, impact, or damage.

2. 제습 처리 및 주입 보수 단계2. Dehumidification treatment and injection maintenance stage

상기 바탕면 정리가 완료된 후에 특화된 제습장치를 이용하여 습기를 완전히 제거한다. After the above base surface has been cleaned, moisture is completely removed using a specialized dehumidifying device.

또한, 구조물의 균열 부위에 주입제를 이용해 미리 보수 작업을 진행한다. In addition, pre-repair work is performed using an injection agent on cracked areas of the structure.

본 발명에서 상기 주입제는 우레아 주입제를 사용할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니고 본 발명이 속하는 분야에서 사용되는 다양한 종류의 보수용 주입제는 제한없이 사용될 수 있다. In the present invention, the injection agent may be a urea injection agent, but is not limited thereto, and various types of maintenance injection agents used in the field to which the present invention pertains may be used without limitation.

이와 같은 제습처리 및 주입제 보수를 통해 구조물 내부의 결함 발생 부위를 보수함으로써 이후 친환경 복합 모르타르를 이용한 하도, 중도 및 도료를 이용한 상도 도장 이후에도 내부에서 결함이 진행되는 것을 원천적으로 방지할 수 있는 효과가 있다. By repairing the defective areas inside the structure through this type of dehumidification treatment and injection repair, it is possible to fundamentally prevent the progression of defects inside the structure even after the lower, middle, and upper coatings using eco-friendly composite mortar.

3. 친환경 복합 모르타르를 이용한 하도 및 중도3. Sub- and intermediate layers using eco-friendly composite mortar

상기 제습처리 및 주입 보수가 실시된 구조물의 단면 또는 표면에 친환경 복합 모르타르를 보수재로 사용하여 하도 및 중도를 도포하여 보수한다. The structure that has undergone the above dehumidification treatment and injection repair is repaired by applying an eco-friendly composite mortar as a repair material to the cross-section or surface and applying a base and middle coat.

본 발명에서 상기 보수재는 천연 굴껍집에서 얻은 미네랄 카보네이트와 공기중 탄소의 반응에 의해 형성된 탄산 미네랄 결합체와 모르타르를 물과 혼합하여 얻어진 친환경 복합 모르타르 조성물를 사용하며, 이를 거나이팅 분사 장비를 이용하여 포설하고 도포한다. In the present invention, the above-mentioned repair material uses an eco-friendly composite mortar composition obtained by mixing mortar with water and a carbonic acid mineral binder formed by a reaction between mineral carbonate obtained from natural oyster shells and carbon in the air, and this is laid and applied using a gunite spraying device.

상기 천연 굴껍집에서 얻은 미네랄 카보네이트는 대기 중에 존재하는 탄소(예: 이산화탄소) 또는 외부에서 공급되는 탄소(예: 이산화탄소)와의 반응에 의해 1차로 탄산칼슘을 형성하고, 상기 형성되는 탄산칼슘은 모르타르에 혼합되어 본 발명에서 사용되는 친환경 복합 모르타르를 형성한다. The mineral carbonate obtained from the above natural oyster shells primarily forms calcium carbonate through a reaction with carbon present in the atmosphere (e.g., carbon dioxide) or carbon supplied externally (e.g., carbon dioxide), and the calcium carbonate thus formed is mixed into a mortar to form an eco-friendly composite mortar used in the present invention.

본 발명에서 상기 탄소는 공기 중에 존재하는 탄소에 의한 반응은 매우 더디므로 외부에서 탄소를 주입하여 상기 천연 굴껍집에서 얻은 미네랄 카보네이트와의 반응에 의해 탄산칼슘을 형성하도록 하는 것이 바람직하다. In the present invention, since the carbon present in the air reacts very slowly, it is preferable to inject carbon from the outside to form calcium carbonate by reaction with mineral carbonate obtained from the natural oyster shell.

본 발명은 이러한 탄소를 이용한 화학반응으로 인해 지구온난화 주범인 탄소를 저감시킬 수 있으므로 환경 친화적인 기술이다. The present invention is an environmentally friendly technology because it can reduce carbon, the main culprit of global warming, through a chemical reaction using such carbon.

본 발명에서 상기 천연 굴껍집에서 얻은 미네랄 카보네이트는 천연 굴껍질에서 추출한 미네랄 카보네이트 추출물(예: 칼슘 카보네이트)로서 내열 성능 내지 난연 성능을 부여하여 화재에 대한 저항성을 향상시키는 기능을 하며, 동시에 내진 성능을 향상시키는 역할도 한다. In the present invention, the mineral carbonate obtained from the natural oyster shell is a mineral carbonate extract (e.g., calcium carbonate) extracted from the natural oyster shell, which has the function of improving resistance to fire by imparting heat resistance and flame retardancy, and at the same time, plays a role in improving earthquake resistance.

현재 굴양식 주변 해안에 산더미처럼 쌓여있는 폐 굴껍질은 심각한 환경 오염을 야기하고 있는데, 처리 비용이 많이 들기 때문에 폐기하지도 못하고 계속해서 쌓여만 가고 있는 실정이다. Currently, piles of discarded oyster shells are piling up along the coasts around oyster farms, causing serious environmental pollution. However, because disposal costs are high, they cannot be disposed of, and they continue to pile up.

본 발명은 이와 같은 폐 굴껍질을 건설 분야에 활용하기 위한 기술을 제공함으로써 자원으로 활용할 수 있는 방안을 제시하고자 한다. The present invention aims to suggest a method for utilizing waste oyster shells as a resource by providing a technology for utilizing such waste oyster shells in the construction field.

본 발명에서 상기 천연 굴껍집에서 얻은 미네랄 카보네이트는 세척 및 건조된 천연 굴껍질을 산 및 알콜에 차례로 침지하고 물에 침지한 상태에서 가열하여 추출물을 얻고 얻어진 추출물을 여과 및 건조하여 얻어진 것을 사용한다. In the present invention, the mineral carbonate obtained from the natural oyster shell is obtained by sequentially immersing washed and dried natural oyster shells in acid and alcohol, heating the immersed shells in water to obtain an extract, and filtering and drying the obtained extract.

구체적으로, 먼저 내부 내장과 육질 부분을 완전히 제거하고 세척 및 건조한 폐 굴껍질을 산용액에 침지하고 이어서 알콜용액에 침지한다. 이때, 산 농도는 약 10~20중량%의 농도를 사용하는 것이 바람직하고 침지 시간은 약 4~10시간이 적당하다. Specifically, first, the internal organs and fleshy parts are completely removed, and the washed and dried oyster shells are immersed in an acid solution and then in an alcohol solution. At this time, it is preferable to use an acid concentration of about 10 to 20 wt%, and the immersion time is appropriate for about 4 to 10 hours.

또한 알콜로는 메탄올이나 에탄올을 사용할 수 있으며 침지시간은 1~5시간 동안 수행하는 것이 바람직하다. Additionally, methanol or ethanol can be used as alcohol, and it is recommended that the immersion time be 1 to 5 hours.

굴껍질의 침지가 완료되면 이어서 물에 침지된 상태에서 가열한다. After the oyster shells are soaked, they are then heated while immersed in water.

굴껍질을 가열하면 분해물이 분리되기 시작하며, 일정 정도 농도 이상이 되면 하부에 가라앉는다. When oyster shells are heated, the decomposition products begin to separate, and when they reach a certain concentration, they settle to the bottom.

이와 같은 침전물은 미네랄 카보네이트(예: 칼슘 카보네이트)가 약 10~30 중량%로 함유된 추출물이다. Such a precipitate is an extract containing about 10 to 30 wt % of mineral carbonates (e.g. calcium carbonate).

상기 추출물을 수세하고, 여과 및 건조하여 분말로 수득하며, 이를 본 발명에 따른 탄소와의 반응에 의해 탄산칼슘을 형성하는데 사용할 수 있다. The above extract is washed, filtered and dried to obtain a powder, which can be used to form calcium carbonate by reaction with carbon according to the present invention.

본 발명에 따른 상기 천연 굴껍집에서 얻은 미네랄 카보네이트를 이용한 모르타르는 난연성능 및 내화성능이 우수하고, 더불어 내수성, 내화학성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다. The mortar using the mineral carbonate obtained from the natural oyster shell according to the present invention has excellent flame retardancy and fire resistance, and further has the effect of increasing water resistance and chemical resistance.

이어서, 상기 얻어진 탄산칼슘을 보수용 모르타르에 물과 함께 혼합하여 친환경 복합 모르타르 조성물을 형성한다. Next, the obtained calcium carbonate is mixed with water in a repair mortar to form an eco-friendly composite mortar composition.

본 발명에서 상기 모르타르는 속경시멘트 20~50 중량%, 포틀랜드 시멘트 30~60 중량%, 석고 5~30 중량% 및 칼슘 아질산염 0.1~5.0 중량%를 혼합하여 얻어진 결합제에 충전재 및 골재를 혼합하여 제조된 고강도 보수용 모르타르를 사용하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the mortar is characterized by using a high-strength repair mortar manufactured by mixing filler and aggregate into a binder obtained by mixing 20 to 50 wt% of fast-setting cement, 30 to 60 wt% of portland cement, 5 to 30 wt% of gypsum, and 0.1 to 5.0 wt% of calcium nitrite.

구체적으로 상기 속경시멘트는 슬래그 함유 혼합물 20 ~ 50 중량부 및 인산부산이수석고 20 ~ 40 중량부를 포함하여 이루어진 것을 사용하는 것이 바람직하다. Specifically, it is preferable to use the above-mentioned fast-setting cement containing 20 to 50 parts by weight of a slag-containing mixture and 20 to 40 parts by weight of dihydrate gypsum phosphate.

본 발명은 상기 얻어진 속경시멘트에 석고를 혼합하여 사용한다. The present invention uses gypsum mixed with the obtained fast-setting cement.

즉, 상기 속경시멘트만 사용하는 경우 경화 시간이 빨라 초기 수축이 발생하므로, 수화 속도가 속경시멘트와 유사하고 팽창성이 있는 석고를 혼합하여 사용함으로써 이들 간의 보완 효과로 인해 속경시멘트만 사용하는 경우에 비하여 경화 수축이 감소될 수 있다. 따라서 초기 균열을 방지하고 초기 강도가 속경시멘트를 단독으로 사용한 경우에 비해 더욱 향상되는 결과를 얻을 수 있다. That is, when only the above-mentioned rapid-setting cement is used, the curing time is fast and initial shrinkage occurs, so by mixing and using gypsum that has a hydration speed similar to that of the rapid-setting cement and expandability, the curing shrinkage can be reduced compared to when only the rapid-setting cement is used due to the complementary effect between them. Therefore, the initial cracking can be prevented and the initial strength can be further improved compared to when the rapid-setting cement is used alone.

또한, 본 발명에서는 철근 보호를 위해 칼슘 아질산염 파우더를 혼합하여 사용한다. Additionally, in the present invention, calcium nitrite powder is mixed and used to protect rebar.

상기 칼슘 아질산염 파우더는 바람직하게는 비표면적이 1,000 내지 8,000 cm2/g인 것을 사용하는 것이 선호된다. It is preferred to use the above calcium nitrite powder having a specific surface area of 1,000 to 8,000 cm 2 /g.

상기 칼슘 아질산염 파우더는 시멘트 안에 포함되는 C3A 와의 수화 반응을 촉진시키고 에트린자이트의 생성량을 증가시키므로 모르타르의 초기 강도를 강화하는데 기여한다. 또한, 상기 칼슘 아질산염 파우더는 내부의 철근을 보호하는 역할을 하므로, 치핑 이후에 철근 방청제를 별도로 도포하는 과정을 생략할 수 있다. The above calcium nitrite powder promotes the hydration reaction with C3A contained in cement and increases the amount of ettringite produced, thereby contributing to enhancing the initial strength of mortar. In addition, since the above calcium nitrite powder plays a role in protecting the internal reinforcing bars, the process of separately applying a reinforcing bar rust inhibitor after chipping can be omitted.

상기 칼슘 아질산염 파우더는 결합제 중에 0.1~5.0 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 사용량이 0.1 중량% 미만이면 수화 촉진 및 철근 보호 효과가 떨어지고 5.0 중량%를 초과하면 모르타르의 유동성이 저하되어 시공성이 나빠질 수 있다. The above calcium nitrite powder is preferably included in the binder at 0.1 to 5.0 wt%. If the amount used is less than 0.1 wt%, the hydration promotion and reinforcing bar protection effects are reduced, and if it exceeds 5.0 wt%, the fluidity of the mortar is reduced, which may result in poor workability.

본 발명은 속경시멘트 20~50 중량%, 포틀랜드 시멘트 30~60 중량%, 석고 5~30 중량% 및 칼슘 아질산염 0.1~5.0 중량%를 혼합하여 결합제를 제조한 후 상기 결합제에 충전재 및 골재를 혼합하여 제조된 보수용 모르타르 조성물을 물과 혼합하여 사용한다. The present invention uses a repair mortar composition prepared by mixing 20 to 50 wt% of rapid-setting cement, 30 to 60 wt% of portland cement, 5 to 30 wt% of gypsum, and 0.1 to 5.0 wt% of calcium nitrite to prepare a binder, and then mixing filler and aggregate into the binder and mixing it with water.

또한, 수중 콘크리트 구조물의 보수 보강을 위하여 수중불분리제를 0.1~3 중량% 범위로 추가로 포함할 수 있다. 상기 수중불분리제는 수중에서 모르타르 조성물의 점성을 향상시켜 분해되는 것을 방지하기 위하여 첨가되는 것으로, 메틸셀룰로오스, 히드록시메틸셀룰로오스, 카복시메틸셀룰로오스와 같은 메틸계 셀룰로오스; 에틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 카복시에틸셀룰로오스와 같은 에틸계 셀룰로오스; 히드록시프로필셀룰로오스와 같은 프로필계 셀룰로오스에서 선택되는 셀룰로오스계 증점제를 사용할 수 있다. 그 함량은 0.1 ~ 3 중량%를 사용하는 것이 적절한 점성을 발현하므로 바람직하다. 필요에 따라 수중에서의 점성을 더욱 증가시키기 위하여 수용성 아크릴계 수지 분말을 더 첨가할 수 있다. 수용성 아크릴계 수지분말은 수중불분리제 100 중량부에 대하여 1 ~ 30 중량부로 사용하는 것이 바람직하다.In addition, for the purpose of repairing and reinforcing underwater concrete structures, an underwater anti-separation agent may be additionally included in the range of 0.1 to 3 wt%. The underwater anti-separation agent is added to improve the viscosity of the mortar composition in water and prevent it from being decomposed, and a cellulose-based thickener selected from methyl cellulose such as methyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, and carboxymethyl cellulose; ethyl cellulose such as ethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and carboxyethyl cellulose; and propyl cellulose such as hydroxypropyl cellulose can be used. It is preferable to use the content of 0.1 to 3 wt% because it exhibits an appropriate viscosity. If necessary, a water-soluble acrylic resin powder may be further added to further increase the viscosity in water. It is preferable to use the water-soluble acrylic resin powder in an amount of 1 to 30 wt% with respect to 100 wt% of the underwater anti-separation agent.

본 발명에서 상기 방법으로 제조된 속경시멘트는 CaO의 공급원인 시멘트, CaSO4의 공급원인 인산부산석고 및 철근 보호효과가 있는 칼슘 아질산염 파우더를 상기 혼합비율로 혼합하여 사용함에 따라, 칼슘설포알루미네이트와 칼슘알루미네이트를 형성한다. 상기 칼슘설포알루미네이트는 물과 혼합되면 수화반응에 의해 주로 에트린자이트(ettringite) 또는 수산화칼슘 등을 생성하여 수화를 촉진시키는 작용을 한다. 또한 수화반응에 의하여 생성된 침상결정의 에트린자이트는 시멘트 모르타르 및 콘크리트의 미세 공극을 충진하여 강도를 발현시키거나 팽창시키는 역할을 하므로 강도가 우수하며 경화속도가 빠른 모르타르를 제조할 수 있다. 상기 칼슘알루미네이트는 CaO와 Al2O3를 주성분으로 하는 수화활성을 갖는 물질의 총칭이다. 구체적으로는, 상기 칼슘알루미네이트는 물과 반응하여 여러 가지 칼슘알루미네이트 수화물을 형성하는데 반응초기에 빠르게 이루어지므로 속경성을 나타내는 모르타르 조성물을 제조할 수 있다.In the present invention, the fast-setting cement manufactured by the above method forms calcium sulfoaluminate and calcium aluminate by mixing cement as a source of CaO, gypsum phosphate as a source of CaSO 4 , and calcium nitrite powder having a reinforcing bar protection effect in the above mixing ratio. When the calcium sulfoaluminate is mixed with water, it mainly produces ettringite or calcium hydroxide through a hydration reaction, thereby promoting hydration. In addition, the ettringite of the needle-shaped crystals produced through the hydration reaction fills the micropores of cement mortar and concrete to develop strength or cause expansion, thereby making it possible to manufacture mortar with excellent strength and a fast hardening speed. The calcium aluminate is a general term for substances having hydration activity whose main components are CaO and Al 2 O 3 . Specifically, the calcium aluminate reacts with water to form various calcium aluminate hydrates, and since the reaction occurs quickly in the early stage, a mortar composition exhibiting fast hardening can be produced.

본 발명에서 상기 속경시멘트는 전체 결합제 성분 중 20 ~ 50 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 20 중량% 미만일 경우 모르타르 강도가 저하되고 빠른 경화시간을 얻을 수 없으며, 50 중량%를 초과하는 경우 빠른 경화특성을 얻을 수 있으나 알파형 반수석고와의 상호작용으로 인한 과팽창으로 균열이 발생할 수 있다.In the present invention, it is preferable to use the fast-setting cement in an amount of 20 to 50 wt% of the total binding agent components. If it is less than 20 wt%, the mortar strength is reduced and a fast curing time cannot be obtained. If it exceeds 50 wt%, fast curing characteristics can be obtained, but cracks may occur due to excessive expansion caused by interaction with alpha-type hemihydrate gypsum.

본 발명에서 상기 결합제 성분 중 포틀랜트 시멘트는 모르타르의 후기강도 발현을 위하여 사용되는 것으로, 1종 포틀랜트 시멘트를 사용하는 것이 바람직하며, 전체 결합제 성분 중 30 ~ 60 중량%를 사용하는 것이 바람직하다.In the present invention, among the binding components, portland cement is used to develop the later strength of the mortar. It is preferable to use type 1 portland cement, and it is preferable to use 30 to 60 wt% of the total binding components.

본 발명에서 상기 결합제 성분 중 석고는 속경성 시멘트와 수화 초기에 상호 반응하여 모르타르의 초기강도와 팽창을 발현하는 에트린자이트를 다량 생성시켜 우수한 압축강도 및 수축에 의한 균열을 방지하는 역할을 하기 위하여 사용되는 것으로, 전체 결합제 성분 중 5 ~ 30 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 5 중량% 미만일 경우 모르타르의 속경성이나 팽창성을 발현하기 어려우며, 30 중량% 초과인 경우에는 과팽창에 의한 균열과 원재료 가격의 상승을 초래할 수 있다.In the present invention, among the binding components, gypsum is used to produce a large amount of ettringite, which reacts with rapid-hardening cement at the initial stage of hydration to exhibit initial strength and expansion of the mortar, thereby preventing cracks due to excellent compressive strength and shrinkage. It is preferable to use 5 to 30 wt% of the total binding components. If it is less than 5 wt%, it is difficult to exhibit rapid-hardening or expansion properties of the mortar, and if it exceeds 30 wt%, it may cause cracks due to excessive expansion and an increase in the price of raw materials.

본 발명에서 상기 속경시멘트, 포틀랜트 시멘트, 석고, 칼슘 아질산염으로 이루어진 상기 결합제는 콘크리트 구조물의 보수용 모르타르 조성물 중 20 ~ 50 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 20 중량% 미만으로 사용하는 경우 초기 강도 저하 및 접착력 저하되고, 50 중량%를 초과하는 경우 사용 시 빠른 경화 및 높은 수화열 발생으로 초기 균열이 발생될 수 있다.In the present invention, the binder composed of the above-described fast-setting cement, portland cement, gypsum, and calcium nitrite is preferably included in an amount of 20 to 50 wt% in a mortar composition for repairing concrete structures. If it is used in an amount of less than 20 wt%, initial strength and adhesive strength may decrease, and if it exceeds 50 wt%, initial cracks may occur due to rapid hardening and high hydration heat generation during use.

본 발명에서 상기 충전재는 석회석, 석분, 탈크에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으며, 그 함량은 5 ~ 20 중량% 범위로 사용하는 것이 바람직하다. 5 중량% 미만인 경우 경화체의 수축을 억제하는 효과가 미미하여 건조수축량이 증대될 우려가 있으며, 20 중량%를 초과하는 경우에는 충전재량이 과도해져 유동성 및 시공성이 저하될 수 있다.In the present invention, the filler may be at least one selected from limestone, limestone powder, and talc, and it is preferable to use the content in the range of 5 to 20 wt%. If it is less than 5 wt%, the effect of suppressing shrinkage of the hardened body is insignificant, and there is a concern that the drying shrinkage amount may increase, and if it exceeds 20 wt%, the amount of filler becomes excessive, which may deteriorate fluidity and workability.

본 발명에서 상기 골재는 입도 0.2㎜~2.5㎜인 것이 서로 분리되지 않고 접착성이 좋은 모르타르를 제조하기에 적합하므로 바람직하다. 상기 골재는 모르타르에 대한 작업성을 고려하여 전체 모르타르에 대하여 40∼70중량%의 비율을 가지는 것이 바람직하다.In the present invention, the aggregate having a particle size of 0.2 mm to 2.5 mm is preferable because it is suitable for producing a mortar that does not separate from each other and has good adhesiveness. Considering the workability of the mortar, the aggregate preferably has a proportion of 40 to 70 wt% with respect to the entire mortar.

또한 본 발명은 필요에 따라 상기 결합제 100 중량부에 대하여, 분산제 0.1 ~ 10 중량부, 소포제 0.01 ~ 3 중량부, 지연제 0.01 ~ 10 중량부에서 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.In addition, the present invention may further include, if necessary, one or more additives selected from 0.1 to 10 parts by weight of a dispersant, 0.01 to 3 parts by weight of a defoaming agent, and 0.01 to 10 parts by weight of a retardant, per 100 parts by weight of the binder.

상기 분산제는 모르타르의 입자 표면에 흡착하여 입자 표면에 전하를 주어 입자들끼리 상호 반력을 일으키므로, 응집된 입자를 분산시켜 유동을 증가시켜 감수 효과로 인한 강도 증진이 가능하게 한다. 상기 분산제로서는 통상의 감수제를 사용할 수 있으며, 예를 들어 리그닌술포네이트, 폴리나프탈렌술포네이트, 폴리멜라민술포네이트 또는 폴리카복실레이트계 감수제로 이루어진 군으로부터 단독 또는 둘 이상 혼합사용이 가능하다. 상기 분산제의 함량은 상기 결합제 100 중량부에 대하여 0.1 ~ 10 중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 0.1 중량부 미만으로 사용하는 경우 상기 성능 발현이 이루어지지 않으며, 10 중량부를 초과하는 경우 과다 사용으로 인해 모르타르 점성이 저하하여 재료분리가 발생되는 단점을 지닌다.The above dispersant is adsorbed on the surface of mortar particles and provides a charge to the particle surface to cause a repulsive force between the particles, thereby dispersing the agglomerated particles to increase flow and enabling strength enhancement due to the water reducing effect. A typical water reducing agent can be used as the above dispersant, and for example, a single agent or a mixture of two or more agents selected from the group consisting of lignin sulfonate, polynaphthalene sulfonate, polymelamine sulfonate or polycarboxylate water reducing agents can be used. The content of the dispersant is preferably 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the binder, and when it is used in an amount less than 0.1 parts by weight, the above performance is not exhibited, and when it exceeds 10 parts by weight, the mortar viscosity decreases due to excessive use, which has the disadvantage of causing material separation.

상기 소포제는 모르타르 내의 거대 기공을 제거하여 모르타르의 강도와 외관을 좋게 하기 위하여 사용된다. 소포제로는 등유, 유동 파라핀 등과 같은 광유계 소포제; 동식물유, 참기름, 피마자유와 이들의 알킬렌옥사이드 부가물 등과 같은 유지계 소포제; 올레인산, 스테아린산과 이들의 알킬렌옥사이드 부가물 등과 같은 지방산계 소포제; 글리세린모노리시놀레이트, 알케닐호박산 유동체, 솔비톨모노라울레이트, 솔비톨트리올레이트, 천연 왁스 등과 같은 지방산 에스테르계 소포제; 폴리옥시알킬렌류, (폴리)옥시알킬에테르류, 아세틸렌에테르류, (폴리)옥시알킬렌지방산에스테르류, (폴리)옥시알킬렌솔비탄지방산에스테르류, (폴리)옥시알킬렌알킬(아릴)에테르황산에스테르염류, (폴리)옥시알킬렌알킬인산에스테르류, (폴리)옥시알킬렌알킬아민류, (폴리)옥시알킬렌아미드 등과 같은 옥시알킬렌계 소포제; 옥틸알콜, 헥사데실알콜, 아세틸렌알콜, 글리콜류 등과 같은 알콜계 소포제; 아크릴레이트폴리아민 등과 같은 아미드계 소포제; 인산트리부틸, 나트륨옥틸포스페이트 등과 같은 인산에스테르계 소포제; 알루미늄스테아레이트, 칼슘올레이트 등과 같은 금속비누계 소포제; 디메틸실리콘유, 실리콘 페이스트, 실리콘 에멀젼, 유기변성폴리실록산(디메틸폴리실록산 등의 폴리오르가노실록산), 플루오로실리콘유 등과 같은 실리콘계 소포제를 사용할 수 있다. 상기 소포제는 상기 결합제 100 중량부에 대하여 0.01~3 중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 0.01 중량부 미만으로 사용하는 경우 교반 시 발생되는 기포를 제거하는 성능이 현저하게 낮아지며, 3 중량부를 초과하는 경우 조성물의 강도를 저하시키는 단점이 있다.The above-mentioned defoaming agent is used to improve the strength and appearance of the mortar by removing large pores in the mortar. The defoaming agent includes mineral oil-based defoaming agents such as kerosene and liquid paraffin; fat-based defoaming agents such as animal and vegetable oils, sesame oil, castor oil, and alkylene oxide adducts thereof; fatty acid-based defoaming agents such as oleic acid, stearic acid, and alkylene oxide adducts thereof; fatty acid ester-based defoaming agents such as glycerin monoricinoleate, alkenyl succinic acid liquid, sorbitol monolaurate, sorbitol trioleate, and natural waxes; Oxyalkylene-based defoaming agents such as polyoxyalkylenes, (poly)oxyalkyl ethers, acetylene ethers, (poly)oxyalkylene fatty acid esters, (poly)oxyalkylene sorbitan fatty acid esters, (poly)oxyalkylene alkyl (aryl) ether sulfate ester salts, (poly)oxyalkylene alkyl phosphate esters, (poly)oxyalkylene alkyl amines, (poly)oxyalkylene amides, etc.; alcohol-based defoaming agents such as octyl alcohol, hexadecyl alcohol, acetylene alcohol, glycols, etc.; amide-based defoaming agents such as acrylate polyamines, etc.; phosphate ester-based defoaming agents such as tributyl phosphate and sodium octyl phosphate; metal soap-based defoaming agents such as aluminum stearate and calcium oleate, etc. A silicone-based defoaming agent such as dimethylsilicone oil, silicone paste, silicone emulsion, organically modified polysiloxane (polyorganosiloxane such as dimethylpolysiloxane), fluorosilicone oil, etc. can be used. It is preferable to use 0.01 to 3 parts by weight of the defoaming agent based on 100 parts by weight of the binder. If it is used in an amount of less than 0.01 parts by weight, the performance of removing air bubbles generated during stirring is significantly reduced. If it exceeds 3 parts by weight, there is a disadvantage of reducing the strength of the composition.

상기 지연제는 결합제의 수화속도를 조정하여 일정기간 작업성을 확보할 목적으로 첨가될 수 있다. 지연제로는 붕산과 붕사, 붕산나트륨, 붕산칼륨과 같은 붕산염류, 글루콘산, 시트릭산, 타르타르산, 글루코헵톤산, 아라본산, 사과산 또는 구연산 및 이들의 나트륨, 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 암모늄, 트리에탄올아민 등의 무기염 또는 유기염 등의 옥시카복실산; 글루코오스, 프럭토오스, 갈락토오스, 사카로오스, 크실로오스, 아비토오스, 리포오즈, 이성화당 등의 단당류나, 2당, 3당 등의 올리고당, 또는 덱스트린 등의 올리고당, 또는 덱스트란 등의 다당류, 이들을 포함하는 당밀류 등의 당류; 솔비톨 등의 당알콜; 규불화 마그네슘; 인산 및 그의 염 또는 붕산 에스테르류; 아미노카복실산과 그의 염; 알칼리 가용 단백질; 푸민산; 탄닌산; 페놀; 글리세린 등의 다가알콜; 아미노트리(메틸렌포폰산), 1-히드록시에틸리덴-1,1-디포스폰산, 에틸렌디아민테트라(메틸렌포스폰산), 디에틸렌트리아민펜타(메틸렌포스폰산) 및 이들의 알칼리 금속염, 알칼리토류 금속염 등의 포스폰산 및 그 유도체 등을 사용할 수 있다. 그 함량은 상기 결합제 100 중량부를 기준으로 0.01 ~ 10 중량부를 첨가하는 것이 바람직하다.The above retarder can be added for the purpose of adjusting the hydration speed of the binder to ensure workability for a certain period of time. Examples of the retarder include: boric acid, borax, sodium borate, potassium borate, and other borates; oxycarboxylic acids such as gluconic acid, citric acid, tartaric acid, glucoheptonic acid, arabic acid, malic acid, and citric acid, and inorganic or organic salts thereof such as sodium, potassium, calcium, magnesium, ammonium, and triethanolamine; monosaccharides such as glucose, fructose, galactose, saccharose, xylose, abitose, lipose, and isomerized sugars; oligosaccharides such as disaccharides and trisaccharides; oligosaccharides such as dextrin, or polysaccharides such as dextran; sugars containing these, such as molasses; sugar alcohols such as sorbitol; magnesium silicofluoride; phosphoric acid and its salts or boric acid esters; aminocarboxylic acids and their salts; Alkali-soluble proteins; fumic acid; tannic acid; phenol; polyhydric alcohols such as glycerin; phosphonic acids and derivatives thereof such as aminotri(methylenephosphonic acid), 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid, ethylenediaminetetra(methylenephosphonic acid), diethylenetriaminepenta(methylenephosphonic acid), and alkali metal salts and alkaline earth metal salts thereof can be used. It is preferable to add 0.01 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the binder.

본 발명에서 상기 고강도 보수용 모르타르 조성물을 포함하는 친환경 복합 모르타르를 이용하여 구조물 단면의 최외 표면에 도포하여 하도 및 중도 도포한다. 이때 하도는 약 5 ~ 15mm, 중도는 20 ~ 50mm의 두께로 도포하는 것이 바람직하나 상기 두께는 콘크리트의 상태에 따라 변경 가능하다.In the present invention, an eco-friendly composite mortar including the high-strength repair mortar composition is applied to the outermost surface of a cross-section of a structure, and a lower and middle coat are applied. At this time, it is preferable to apply the lower coat to a thickness of about 5 to 15 mm and the middle coat to a thickness of 20 to 50 mm, but the thickness can be changed depending on the condition of the concrete.

또한, 본 발명에서는 상기 친환경 복합 모르타르를 포설 및 도포함에 있어 거나이팅 분사 장비를 이용하여 하도 및 중도를 도포한다. In addition, in the present invention, when laying and applying the eco-friendly composite mortar, a gunite spraying device is used to apply the base and middle coats.

상기 거나이팅(guniting) 분사 장비는 가속 장치를 구비하여 고압 분무 시스템으로 콘크리트나 모르타르를 분사하여 시공하는 장비로서, 본 발명에서는 모르타르의 하도 및 중도 도포 및 미장에 사용된다. The above guniting spraying equipment is equipped with an accelerator and is equipment for spraying concrete or mortar using a high-pressure spraying system for construction, and in the present invention, it is used for the lower and middle coatings of mortar and for finishing.

구체적으로 상기 거나이팅 장비는 안전 시공을 위해 접지화된 거나이팅 장비를 사용하며, 이중 이동식 높낮이 조절 프로펠러 임펠러, 나노 필러가 장차된 일체형 에어팬, 동력 회전식 미장기, 절연 및 방폭화된 장비와 조명을 갖춘 것을 사용하는 것이 바람직하다. Specifically, the above-mentioned gunite equipment is preferably grounded gunite equipment for safe construction, and is preferably equipped with a double movable height-adjustable propeller impeller, an integrated air fan equipped with a nano filler, a power rotary mortar, insulated and explosion-proof equipment, and lighting.

4. 상도 도료 도장4. Painting with commercial paint

상기 친환경 복합 모르타르를 콘크리트 파쇄 부위에 도포하여 평활하게 마감하고 건조한 후 신규 적용한 보수재와 기존 콘크리트 구조물의 경계 부위에 미세하게 존재하는 틈새 및 수축 균열에 따른 미세 균열 등에 탄성 퍼티를 적용할 수 있다. After applying the above eco-friendly composite mortar to the concrete crushed area, finishing it smoothly and drying it, elastic putty can be applied to the micro-cracks caused by shrinkage cracks and gaps that exist at the boundary between the newly applied repair material and the existing concrete structure.

본 발명에서는 실리콘계 탄성 퍼티와 상기 탄성 퍼티에 에어로젤을 일정 함량으로 추가하여 통기성을 확보하는 것을 사용할 수 있다. In the present invention, a silicone-based elastic putty and a method of securing breathability by adding a certain amount of aerogel to the elastic putty can be used.

상기 퍼티 작업 후에 구조물의 표면에 본 발명에 따른 상도 도료를 도장할 수 있다. After the above putty work, the surface of the structure can be painted with a topcoat according to the present invention.

본 발명에서 상기 상도 도료는 상기 천연 굴껍집에서 얻은 미네랄 카보네이트와 불소화된 그래핀 섬유를 함유한 도료로서, 상기 도료는 아크릴계 도료, 우레탄계 도료 또는 우레아계 도료를 사용할 수 있으며, 1액형 또는 2액형을 사용할 수 있다. In the present invention, the surface coating is a paint containing mineral carbonate obtained from the natural oyster shell and fluorinated graphene fibers. The paint may be an acrylic paint, a urethane paint or a urea paint, and may be a one-component or two-component type.

상기 천연 굴껍집에서 얻은 미네랄 카보네이트는 상기에서 설명된 것으로서, 이를 도료에 포함하면 내열 성능 내지 난연 성능을 부여하여 화재에 대한 저항성을 향상시키는 기능을 하며, 동시에 내진 성능을 향상시키는 역할도 한다. The mineral carbonate obtained from the above natural oyster shell, as described above, when included in a paint, improves resistance to fire by imparting heat-resistant and flame-retardant performance, and at the same time plays a role in improving earthquake-resistant performance.

또한, 본 발명에서 상기 불소화된 그래핀 섬유는 불소에 의해 표면이 개질된 산화 그래핀 섬유로서, 도료의 방수성 및 내화성, 내열성을 향상시키는 기능을 한다. In addition, the fluorinated graphene fibers in the present invention are oxidized graphene fibers whose surface is modified with fluorine, and have the function of improving the waterproofness, fire resistance, and heat resistance of the paint.

구체적으로 상기 불소에 의해 표면 개질된 산화 그래핀 섬유는 산화 그래핀과 도료 수지 간 공유결합을 유도하여 도막내 그래핀이 균일하게 균열하게 분산되어 우수한 방수 특성 및 내열 특성, 내화특성이 발휘되도록 한다. Specifically, the surface-modified graphene oxide fibers with the above fluorine induce covalent bonding between the graphene oxide and the paint resin, so that the graphene within the paint film is uniformly dispersed in cracks, thereby exhibiting excellent waterproofing properties, heat resistance properties, and fire resistance properties.

상기 산화 그래핀은 단층 산화그래핀 또는 산화그래핀이 수 내지 수십층으로 쌓인 그래파이트일 수 있으며, 이와 같은 산화 그래핀은 흑연을 강상 및 산화제를 이용하여 박리하는 공정을 통해 제조될 수 있다. 상기 산화 그래핀은 그래핀이나 환원된 산화 그래핀 대비 제조 비용이 절감될 수 있고, 박리 공정시 산화 그래핀에 수산기 등의 산소 관능기가 형성되어 차후 불소화물질에 의해 표면 개질이 용이하며, 균일하게 분산될 수 있는 장점이 있다. The above-mentioned oxide graphene may be single-layer oxide graphene or graphite in which oxide graphene is stacked in several to several tens of layers, and such oxide graphene may be manufactured through a process of exfoliating graphite using a strong agent and an oxidizing agent. The oxide graphene may be manufactured at a reduced cost compared to graphene or reduced oxide graphene, and during the exfoliation process, oxygen functional groups such as hydroxyl groups are formed on the oxide graphene, making it easy to subsequently modify the surface with a fluorinated substance, and has the advantage of being able to be uniformly dispersed.

본 발명에 따른 상기 상도 도료에는 산성 부식 입자의 침입에 의한 내부 부식을 방지하기 위해 세라믹 안료를 추가로 혼합할 수 있다. The coating composition according to the present invention may additionally contain a ceramic pigment to prevent internal corrosion due to the intrusion of acidic corrosion particles.

본 발명에서 상기 세라믹 안료는 입경이 1~100㎛인 운모 5~40 중량%, 석분 10~50 중량%, 유액 5~50 중량%, 물 10~70 중량% 및 안료 1~10 중량%를 혼합하여 제조하고 이를 상기 상도 도료 100 중량부 기준으로 0.1~5 중량부의 범위로 포함시켜 사용할 수 있다. In the present invention, the ceramic pigment is prepared by mixing 5 to 40 wt% of mica having a particle size of 1 to 100 ㎛, 10 to 50 wt% of lime powder, 5 to 50 wt% of emulsion, 10 to 70 wt% of water, and 1 to 10 wt% of pigment, and can be used by including it in a range of 0.1 to 5 wt% based on 100 wt% of the topcoat.

본 발명에서 상기 운모는 박편이나 분말 형태로 사용할 수 있으며 상기 입경 크기를 가질 운모를 사용할 경우 피도체와의 접착성이 향상될 수 있다.In the present invention, the mica can be used in the form of flakes or powder, and when mica having the above particle size is used, adhesion to a conductor can be improved.

또한, 본 발명에서 상기 석분은 통상적으로 사용되는 돌가루를 사용할 수 있으며, 자연석 또는 인공석 등을 분쇄하여 사용할 수 있다. 상기 석분은 운모와 같은 입자크기를 갖는 것을 사용할 수 있고 이는 피도체와의 접착성을 향상시키는 역할을 한다. In addition, in the present invention, the stone powder may be a commonly used stone powder, or may be used by crushing natural stone or artificial stone. The stone powder may have a particle size similar to mica, and this serves to improve the adhesiveness with the conductor.

본 발명에서 유액은 암모니아나 아민 등을 사용할 수 있으며, 유독성이 적은 유화 페인트, 수용성 페인트 등도 사용될 수 있다.In the present invention, the emulsion may be ammonia or amine, and less toxic emulsion paint, water-soluble paint, etc. may also be used.

또한, 색상을 부여하기 위한 방법으로 안료를 혼합하는 방법 외에, 운모 표면을 안료를 사용하여 사전에 코팅할 수도 있다. 구체적으로는 운모에 무기 안료, 유기 안료 등의 안료를 혼합하고 혼련하여 운모의 표면에 안료를 코팅하고 이렇게 안료가 코팅된 운모를 소성 또는 경화시켜 냉각함에 의해 색상을 부여할 수 있다.In addition, in addition to the method of mixing pigments as a method for imparting color, the surface of mica may be coated in advance using pigments. Specifically, a pigment such as an inorganic pigment or an organic pigment may be mixed and kneaded into mica to coat the surface of the mica with the pigment, and the mica coated with the pigment may be fired or hardened and cooled to impart color.

또한, 본 발명에서는 장시간 경과시 피도면과 도장면이 분리되는 것을 방지하기 위하여 연성 수지를 추가로 포함할 수 있다. 연성수지는 도장면의 유연성을 높여 접착성을 더욱 향상시킬 수 있다. 이 때 사용되는 연성 수지로서는 아크릴수지, 메타크릴수지, 우레탄수지, 페녹시수지, 스티렌수지, 천연고무, SBR, NBR 등을 사용할 수 있으며, 그 사용량은 주제 성분 100 중량부를 기준으로 0.01~1.0 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. In addition, the present invention may additionally include a flexible resin to prevent the surface to be painted and the surface to be painted from being separated over a long period of time. The flexible resin can increase the flexibility of the surface to be painted, thereby further improving the adhesiveness. As the flexible resin used at this time, acrylic resin, methacrylic resin, urethane resin, phenoxy resin, styrene resin, natural rubber, SBR, NBR, etc. can be used, and it is preferable that the amount used is 0.01 to 1.0 weight part based on 100 weight parts of the main component.

또한, 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에서 각종 첨가제를 포함될 수 있는데, 그 첨가제로 분산제, 증점제, 소포제, 안료, pH조절제, 동결방지제, 방부제, 산화방지제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이와 같은 첨가제는 상도 도료 100 중량부를 기준으로 0.1~5 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직하다.In addition, various additives may be included within a range that does not impair the effects of the present invention, and the additives may further include additives such as dispersants, thickeners, anti-foaming agents, pigments, pH regulators, anti-freezing agents, preservatives, and antioxidants. It is preferable that such additives be included in an amount of 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the topcoat.

또한, 본 발명에서 상기 상도 도료는 차열 분말을 포함한 것을 사용함으로써 차열 성능이 발휘되도록 할 수 있다. In addition, in the present invention, the coating material can exhibit heat-insulating performance by using one that includes heat-insulating powder.

본 발명에서 상기 차열 분말은 태양광 중에서 열에너지를 발생시키는 적외선을 효과적으로 반사시켜 적외선이 열에너지로 전환되는 것을 억제하는 역할을 한다. In the present invention, the heat-insulating powder effectively reflects infrared rays that generate heat energy in sunlight, thereby inhibiting the infrared rays from being converted into heat energy.

본 발명에서 상기 차열 분말로는 예를 들어 안티몬주석산화물, 인듐주석산화물, 세슘텅스텐산화물 및 삼산화안티몬-산화아연으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 금속산화물을 사용할 수 있다. In the present invention, the heat-insulating powder may be, for example, at least one metal oxide selected from the group consisting of antimony tin oxide, indium tin oxide, cesium tungsten oxide, and antimony trioxide-zinc oxide.

상기 차열 분말은 구형, 막대형, 침형 등의 입자 형태 또는 중공 형상일 수 있으며, 평균 입도는 2~100nm인 것을 사용하는 것이 바람직하다. The above heat-insulating powder may be in the form of particles such as spheres, rods, needles, etc., or in a hollow shape, and it is preferable to use one having an average particle size of 2 to 100 nm.

본 발명에서 상기 차열 분말은 상기 상도 도료 내에 0.1~5 중량부의 범위에서 포함되는 것이 바람직하다. In the present invention, it is preferable that the heat-insulating powder is included in the topcoat paint in a range of 0.1 to 5 parts by weight.

본 발명에서 상기 상도 도장시 붓 도장 방식으로 1차 상도 도장하고 분무 도장으로 2차 상도 도장함으로써 분무 도장이 어려운 부분, 즉 모서리, 바닥과 벽면 경계 부분, 줄눈 부분 등에 대한 사전 도장을 실시하고 이후 초속 경화방식으로 분무에 의한 도장을 실시할 수 있다. 이에 따라 상도 도장이 누락되는 부분 없이 치밀하게 수행될 수 있어 완전한 방수 방식 보호 효과가 발휘될 수 있다. In the present invention, the first topcoat is applied by brush painting and the second topcoat is applied by spray painting, so that preliminary painting can be performed on areas where spray painting is difficult, such as corners, floor and wall boundaries, and joints, and then painting can be performed by spraying using the ultra-fast curing method. Accordingly, the topcoat can be applied densely without any missing areas, so that a complete waterproofing protection effect can be achieved.

이상, 본 발명에 따른 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법에 관하여 상세하게 설명하였다. Above, the repair and reinforcement method of a concrete structure according to the present invention has been described in detail.

본 발명에 따른 구조물의 내진 보수 보강 시공 공법은, 열화된 콘크리트 구조물을 보수함에 있어, 콘크리트 균열 부위의 제습 후 주입 보수를 실시함으로써 구조물의 내구 연한을 증대시킬 수 있고 이에 따라 구조물의 유지 보수 비용을 절감할 수 있는 효과가 있으며, 천연 굴껍집에서 얻은 미네랄 카보네이트를 포함하는 친환경 복합 모르타르와 불소화된 그래핀 합성 섬유를 함유한 도료를 적용함으로써 내진 성능과 난연 성능을 향상시킬 수 있으며, 구조물의 화재시 비상 탈출 시간을 확보할 수 있어 인명 피해를 최소화할 수 있고, 언제 발생할지 모르는 지진에 대비할 수 있어 지진 피해를 현저하게 줄일 수 있는 효과가 있으며, 상기 천연 굴껍집에서 얻은 미네랄 카보네이트와 공기 중 탄소의 반응에 의해 형성되는 탄산칼슘을 모르타르 및 물과 혼합하여 경화시킴으로써 구조물을 강화할 수 있으며, 이에 따라 구조물의 내약품성, 내화학성, 내염성, 방수성, 내마모성, 내방청성 및 부착력을 대폭적으로 향상시켜 하수도, 정수장, 지하구조물, 교량, 주차장, 해양 콘크리트 구조물 등 화학적으로 열악한 환경 하에 있는 콘크리트 구조물의 내구 연한을 획기적으로 증가시킬 수 있으며, 또한 탄소 저장 효과로 인해 지구 온난화 방지에도 기여할 수 있다. The earthquake-resistant repair and reinforcement construction method of a structure according to the present invention can extend the service life of a structure by performing injection repair after dehumidification of a concrete crack area when repairing a deteriorated concrete structure, thereby reducing the maintenance cost of the structure, and can improve earthquake-resistant performance and flame-retardant performance by applying an eco-friendly composite mortar containing mineral carbonate obtained from natural oyster shells and a paint containing fluorinated graphene synthetic fibers, and can secure emergency escape time in the event of a fire in the structure, thereby minimizing casualties, and can significantly reduce earthquake damage by preparing for an earthquake that may occur at any time, and can strengthen the structure by mixing calcium carbonate formed by the reaction of the mineral carbonate obtained from the natural oyster shells with carbon in the air with mortar and water and hardening it, thereby significantly improving the chemical resistance, chemical resistance, salt resistance, waterproofing, wear resistance, rust resistance, and adhesive strength of the structure, making it suitable for use in chemically poor environments such as sewers, water purification plants, underground structures, bridges, parking lots, and marine concrete structures. It can dramatically increase the durability of concrete structures under environmental conditions, and can also contribute to preventing global warming due to its carbon storage effect.

이하에서는 본 발명을 실시예예 의거하여 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples. However, the scope of the present invention is not limited by the following examples.

[실시예][Example]

(실시예 1)(Example 1)

(1) 표면 정리 작업 : 코팅 대상 콘크리트 구조물의 단면 및 표면을 치핑 장비 및 표면처리장치(예:샌드페이퍼 폴리싱)를 이용하여 열화된 부분을 제거하고 고압 살수기를 이용하여 구조물 표면의 분진 및 먼지를 제거하였다. (1) Surface preparation work: The deteriorated parts of the cross-section and surface of the concrete structure to be coated were removed using chipping equipment and surface treatment equipment (e.g., sandpaper polishing), and dust and dirt on the surface of the structure were removed using a high-pressure sprinkler.

(2) 구조물 결함 보수 : 상기 표면 정리 작업 후에 구조물의 결함 부위(예:크랙 발생 부위)가 발견되어 주입제를 이용한 주입 보수를 실시하였다. 또한, 특수 제습장치를 이용하여 습기를 완전히 제거하였다. (2) Repair of structural defects: After the surface cleaning work described above, defective parts of the structure (e.g., cracked parts) were discovered and repairs were performed using an injection agent. In addition, moisture was completely removed using a special dehumidifying device.

(3) 하도 및 중도 도포 : 상기 표면처리 작업이 실시된 표면에 천연 굴껍집에서 얻은 미네랄 카보네이트과 대기 중 이산화탄소의 반응에 의해 형성된 탄산칼슘과 모르타르를 물과 혼합하여 얻어진 친환경 복합 모르타르 조성물을 거나이팅 분사 장비를 이용하여 하도 및 중도 도포하였다. (3) Application of base and intermediate coats: An eco-friendly composite mortar composition obtained by mixing calcium carbonate and mortar formed by the reaction of mineral carbonate obtained from natural oyster shells and carbon dioxide in the air with water was applied as base and intermediate coats on the surface on which the above surface treatment work was performed using gunite spray equipment.

이때, 상기 천연 굴껍집에서 얻은 미네랄 카보네이트는 잘 세척되고 건조된 폐 굴껍질을 산 및 알콜에 차례로 각각 5시간, 3시간 침지하고, 이어서 물에 침지한 상태에서 가열하여 석출물(추출물)을 얻고 얻어진 추출물을 여과 및 건조하여 얻어진 것을 사용하였다. At this time, the mineral carbonate obtained from the natural oyster shell was used by soaking the washed and dried waste oyster shell in acid and alcohol for 5 hours and 3 hours, respectively, and then heating it while soaking it in water to obtain a precipitate (extract), and filtering and drying the obtained extract.

상기 모르타르는 속경시멘트 30 중량%, 포틀랜드 시멘트 45 중량%, 석고 23 중량% 및 칼슘 아질산염 2.0 중량%를 혼합하여 얻어진 결합제에 충전재 및 골재를 혼합하여 얻어진 모르타르를 사용하였다. The above mortar was obtained by mixing filler and aggregate into a binder obtained by mixing 30 wt% of fast-setting cement, 45 wt% of portland cement, 23 wt% of gypsum, and 2.0 wt% of calcium nitrite.

(4) 상도 도료 도장 : 상기 친환경 복합 모르타르를 도포하여 경화 양생된 후에 그 표면에 천연 굴껍집에서 얻은 미네랄 카보네이트과 불소화된 그래핀 섬유를 함유한 아크릴 도료를 이용하여 분사 방식으로 상도를 실시하였다. (4) Topcoat coating: After the above eco-friendly composite mortar was applied and hardened, the surface was topcoat-coated using an acrylic paint containing mineral carbonate obtained from natural oyster shells and fluorinated graphene fibers by spraying.

상기 불소화된 그래핀 섬유는 불소에 의해 표면 개질된 산화 그래핀 섬유를 일정량 혼합하여 사용하였다. The above fluorinated graphene fibers were used by mixing a certain amount of oxidized graphene fibers whose surface was modified with fluorine.

(비교예 1)(Comparative Example 1)

실시예 1과 동일하게 실시하되, 상기 하도 및 중도용 모르타르로서The same procedure as Example 1 was carried out, but using the mortar for the lower and middle layers.

시멘트 100 중량부를 기준으로 초산비닐계 폴리머 1.5 중량부, 팽창재 0.2 중량부, 폴리카본산계 고유동화제 1.5 중량부, 규사 100 중량부를 포함하고, 첨가제를 혼합하여 형성하되, 시멘트는 포틀랜트 시멘트 40 중량비, 조강시멘트 35 중량비 및 슬래그 시멘트 30 중량비로 혼합하여 생성하였으며, 규사는 평균 입경이 0.3 내지 1.5 mm인 재생골재를 사용하여 얻어진 모르타르를 사용한 것만 다르다. Based on 100 parts by weight of cement, 1.5 parts by weight of vinyl acetate polymer, 0.2 parts by weight of expansive agent, 1.5 parts by weight of polycarboxylic acid type superplasticizer, and 100 parts by weight of silica are included, and additives are mixed to form the mortar. The cement is mixed in a weight ratio of 40 of portland cement, 35 of early-strength cement, and 30 of slag cement, and the silica is different only in that the mortar is obtained by using recycled aggregate having an average particle size of 0.3 to 1.5 mm.

(비교예 2)(Comparative Example 2)

실시예 1과 동일하게 실시하되, 상기 하도 및 중도용 모르타르로서The same procedure as Example 1 was carried out, but using the mortar for the lower and middle layers.

시멘트 100 중량부를 기준으로 섬유 13 중량부, 초산비닐계 폴리머 1.5 중량부, 팽창재 0.2 중량부, 폴리카본산계 고유동화제 1.5 중량부, 규사 100 중량부를 포함하고, 첨가제를 혼합하여 형성하되, 시멘트는 포틀랜트 시멘트 40 중량비, 조강시멘트 35 중량비 및 슬래그 시멘트 30 중량비로 혼합하여 생성하였으며, 규사는 평균 입경이 0.3 내지 1.5 mm인 재생골재를 사용하여 얻어진 모르타르를 사용한 것만 다르다. A mortar comprising 13 parts by weight of fiber, 1.5 parts by weight of vinyl acetate polymer, 0.2 parts by weight of expandable agent, 1.5 parts by weight of polycarboxylic acid type superplasticizer, and 100 parts by weight of silica based on 100 parts by weight of cement, and mixed with additives, wherein the cement is mixed in a weight ratio of 40 of portland cement, 35 of early-strength cement, and 30 of slag cement, and the silica is different only in that a mortar obtained by using recycled aggregate having an average particle size of 0.3 to 1.5 mm is used.

(비교예 3)(Comparative Example 3)

실시예 1과 동일하게 실시하되, 상도 도료로서 아크릴 우레탄 수지 30 중량부, 실란 20 중량부, 왁스 3 중량부, 벤토나이트 5 중량부, 우레탄 촉진제 2 중량부, 분산제 2.0 중량부, 탄산칼슘 5 중량부 및 체질안료 5 중량부와 기타 첨가제를 혼합하여 얻어진 이액형 우레탄 도료를 사용한 것만 다르다. The same procedure as in Example 1 was followed, except that a two-component urethane paint was used, obtained by mixing 30 parts by weight of acrylic urethane resin, 20 parts by weight of silane, 3 parts by weight of wax, 5 parts by weight of bentonite, 2 parts by weight of urethane accelerator, 2.0 parts by weight of dispersant, 5 parts by weight of calcium carbonate, 5 parts by weight of extender pigment, and other additives.

[성능 평가][Performance Evaluation]

(1) 모르타르 조성물의 물성(1) Properties of mortar composition

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 모르타르 조성물을 이용하여 시험체를 제조하여 하기 시험 방법에 의해 물성을 측정하였다.Test specimens were manufactured using the mortar compositions manufactured in the above examples and comparative examples, and their physical properties were measured using the following test methods.

1) 응결시간 : KSF 24361) Coagulation time: KSF 2436

2) 휨강도 : KS F 2476「폴리머 시멘트 모르타르의 강도시험 방법」2) Flexural strength: KS F 2476 “Strength test method for polymer cement mortar”

3) 압축강도 : KSF 24053) Compressive strength: KSF 2405

4) 부착강도 : KS F 4716 「폴리머 시멘트 모르타르의 강도시험 방법」4) Bonding strength: KS F 4716 “Strength test method for polymer cement mortar”

5) 길이변화율 : KS F 2424 모르타르 및 콘크리트의 길이 변화 시험 방법에 따라 측정하였다. 그 값은 초기 시공체의 값을 0으로 하여, “-”는 수축율을 나타내는 것이며, “+”는 팽창율을 나타내는 것이다.5) Length change rate: Measured according to KS F 2424, Length change test method for mortar and concrete. The value is set to 0 for the initial construction body, “-” indicates shrinkage rate, and “+” indicates expansion rate.

6) 플로우 : KS L 5220에 준하여 실시하였다.6) Flow: Conducted in accordance with KS L 5220.

그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The results are shown in Table 1 below.

항목item 실시예 1Example 1 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 비교예 3Comparative Example 3 응결시간(분)Congealing time (minutes) 초결Super resolution 3030 3636 3939 2828 종결closing 3939 5555 6060 3535 휨강도
(N/mm2)
Bending strength
(N/mm 2 )
기중gin 3131 1515 1313 2929
수중Underwater 2424 1212 1010 2525 압축강도
(N/mm2)
Compressive strength
(N/mm 2 )
기중gin 8080 5454 4949 7979
수중Underwater 7474 4949 4242 7373 부착강도
(N/mm2)
Bonding strength
(N/mm 2 )
기중gin 8.58.5 3.73.7 3.53.5 8.78.7
수중Underwater 6.16.1 1.71.7 1.41.4 6.16.1 길이변화율(%)Length change rate (%) +0.005+0.005 +0.05+0.05 +0.03+0.03 +0.005+0.005 플로우(mm)Flow (mm) 101101 150150 141141 108108

상기 표 1에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 친환경 복합 모르타르의 경우, 종래의 모르타르 조성물에 비하여 물성이 현저하게 우수하며, 특히 기중 및 수중에서의 휨강도, 압축강도 및 부착 강도가 현저히 우수할 뿐만 아니라 길이변화율도 현저히 상대적으로 우수한 성능을 제공하는 것을 확인할 수 있다. As shown in Table 1 above, the eco-friendly composite mortar according to the present invention has significantly superior physical properties compared to conventional mortar compositions, and in particular, it can be confirmed that the flexural strength, compressive strength, and bond strength in air and underwater are significantly superior, and the length change rate also provides significantly relatively superior performance.

(2) 단면복구 성능 평가(2) Evaluation of cross-sectional recovery performance

1) 내후성 평가1) Weather resistance evaluation

ASTM G 155에 따라 400시간 측정하였다. Measured for 400 hours according to ASTM G 155.

2) 표면 경도 평가2) Surface hardness evaluation

KS D 6711에 따라 연필경도를 측정하였다. Pencil hardness was measured according to KS D 6711.

3) 내수성 평가3) Water resistance evaluation

120℃ 열수에서 연속으로 표면 변형(균열, 블리스터 등)이 일어나는 시간을 측정하였다. The time required for continuous surface deformation (cracking, blistering, etc.) to occur in 120℃ hot water was measured.

상기 평가 결과를 표 2에 나타내었다.The results of the above evaluation are shown in Table 2.

내후성(백색)Weatherproof (white) 표면경도Surface hardness 내수성Water resistance 실시예 1Example 1 △E1.8△E1.8 6H6H 890hr890hr 비교예 1Comparative Example 1 △E2.2△E2.2 4H4H 550hr550hr 비교예 2Comparative Example 2 △E3.2△E3.2 4H4H 480hr480hr 비교예 3Comparative Example 3 △E2.0△E2.0 6H6H 820hr820hr

상기 표 1 및 표 2의 결과로부터 본 발명에 따른 친환경 복합 모르타르를 이용하여 단면 보수 보강 시공하면 모르타르의 성능도 우수하고, 콘크리트와의 부착성도 뛰어나며, 내후성, 내수성 등의 물성도 우수하므로 지하 콘크리트 구조물의 보수 보강을 효율적으로 할 수 있으므로, 보수 보강의 장기적 내구성을 증진할 수 있음을 확인할 수 있다.From the results in Table 1 and Table 2 above, it can be confirmed that when the eco-friendly composite mortar according to the present invention is used for cross-sectional repair and reinforcement construction, the mortar has excellent performance, excellent adhesion to concrete, and excellent physical properties such as weather resistance and water resistance, so that repair and reinforcement of underground concrete structures can be efficiently performed, thereby enhancing the long-term durability of the repair and reinforcement.

이상과 같이, 본 명세서에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.As described above, the present specification has disclosed preferred embodiments of the present invention, and although specific terms have been used, they have been used in a general sense only to easily explain the technical contents of the present invention and to help understand the invention, and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modified examples based on the technical idea of the present invention can be implemented in addition to the embodiments disclosed herein.

Claims (8)

(1) 보수 보강이 필요한 콘크리트 구조물의 단면을 보수하거나 표면처리장치를 이용하여 표면 정리하고 고압 세척으로 표면 정리하는 단계;
(2) 상기 콘크리트 구조물의 균열 부위를 제습 처리하고 주입 보수를 실시하는 단계;
(3) 상기 콘크리트 구조물의 단면 또는 표면에 천연 굴껍집에서 얻은 미네랄 카보네이트와 공기중 탄소의 반응에 의해 형성된 탄산 미네랄 결합체와 모르타르를 물과 혼합하여 얻어진 친환경 복합 모르타르 조성물을 이용하여 하도를 실시하는 단계;
(4) 상기 하도가 실시된 구조물에 상기 친환경 복합 모르타르 조성물을 이용하여 중도를 실시하는 단계; 및
(5) 상기 중도가 실시된 구조물에 천연 굴껍집에서 얻은 미네랄 카보네이트와 불소화된 그래핀 섬유를 함유한 도료를 이용하여 분사 방식으로 상도를 실시하는 단계;를 콘크리트 구조물의 보수 보강 시공 공법.
(1) A step of repairing the cross-section of a concrete structure requiring repair or reinforcement, or cleaning the surface using a surface treatment device and cleaning the surface using high-pressure washing;
(2) A step of dehumidifying and performing injection repair on the cracked area of the concrete structure;
(3) A step of applying a primer using an eco-friendly composite mortar composition obtained by mixing mortar and water with a carbonate mineral binder formed by a reaction between mineral carbonate obtained from natural oyster shells and carbon in the air on the cross-section or surface of the concrete structure;
(4) A step of performing intermediate coating using the eco-friendly composite mortar composition on the structure on which the above-mentioned lower coating has been performed; and
(5) A method for repairing and reinforcing concrete structures, comprising: a step of applying a topcoat by spraying using a paint containing mineral carbonate obtained from natural oyster shells and fluorinated graphene fibers to the structure on which the above intermediate treatment has been performed;
청구항 1에 있어서, 상기 (3)의 상기 천연 굴껍집에서 얻은 미네랄 카보네이트는 세척 및 건조된 천연 굴껍질을 산 및 알콜에 차례로 침지하고 물에 침지한 상태에서 가열하여 추출물을 얻고 얻어진 추출물을 여과 및 건조하여 얻어진 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수 보강 시공 공법.
A method for repairing and reinforcing concrete structures according to claim 1, characterized in that the mineral carbonate obtained from the natural oyster shell of the above (3) is obtained by sequentially immersing washed and dried natural oyster shells in acid and alcohol, heating the immersed shells in water to obtain an extract, and filtering and drying the obtained extract.
청구항 1에 있어서, 상기 (3)의 상기 천연 굴껍집에서 얻은 미네랄 카보네이트는 공기 중 또는 외부에서 공급되는 탄소와 반응을 통해 1차로 탄산 미네랄 결합체를 형성하고, 이후 모르타르와 물의 혼합에 의해 경화되는 2단계 반응에 의해 구조물화하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수 보강 시공 공법.
A method for repairing and reinforcing a concrete structure, characterized in that in claim 1, the mineral carbonate obtained from the natural oyster shell of (3) first forms a carbonic acid mineral bond through a reaction with carbon supplied from the air or the outside, and then hardens by mixing mortar and water, thereby forming a structure through a two-step reaction.
청구항 1에 있어서, 상기 (3)의 상기 천연 굴껍집에서 얻은 미네랄 카보네이트는 칼슘 카보네이트인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수 보강 시공 공법.
A method for repairing and reinforcing a concrete structure, characterized in that the mineral carbonate obtained from the natural oyster shell of claim 1 (3) is calcium carbonate.
청구항 1에 있어서, 상기 (3)의 모르타르는 속경시멘트 20~50 중량%, 포틀랜드 시멘트 30~60 중량%, 석고 5~30 중량% 및 칼슘 아질산염 0.1~5.0 중량%를 혼합하여 얻어진 결합제에 충전재 및 골재를 혼합하여 제조된 고강도 보수용 모르타르를 사용하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수 보강 시공 공법.
A method for repairing and reinforcing concrete structures, characterized in that in claim 1, the mortar of (3) is a high-strength repair mortar manufactured by mixing filler and aggregate into a binder obtained by mixing 20 to 50 wt% of fast-setting cement, 30 to 60 wt% of portland cement, 5 to 30 wt% of gypsum, and 0.1 to 5.0 wt% of calcium nitrite.
청구항 5에 있어서, 상기 충전재는 석회석, 석분, 탈크 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수 보강 시공 공법.
A method for repairing and reinforcing a concrete structure, characterized in that in claim 5, the filler is at least one selected from limestone, lime powder, and talc.
청구항 5에 있어서, 상기 모르타르는 상기 결합제 100 중량부에 대하여 분산제 0.1~10 중량부, 소포제 0.01~3 중량부, 지연제 0.01~10 중량부에서 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수 보강 시공 공법.
A method for repairing and reinforcing a concrete structure according to claim 5, characterized in that the mortar further contains at least one additive selected from 0.1 to 10 parts by weight of a dispersant, 0.01 to 3 parts by weight of a defoaming agent, and 0.01 to 10 parts by weight of a retardant, with respect to 100 parts by weight of the binder.
청구항 1에 있어서, 상기 불소화된 그래핀 섬유는 불소에 의해 표면 개질된 산화 그래핀 섬유를 사용하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수 보강 시공 공법.A method for repairing and reinforcing a concrete structure according to claim 1, characterized in that the fluorinated graphene fibers use oxidized graphene fibers whose surface is modified by fluorine.
KR1020230094257A 2023-07-20 2023-07-20 Eco-friendly composite mortar using mineral carbonate obtained from natural oyster pods and repair and reinforcement method of concrete structures using the same Active KR102693343B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230094257A KR102693343B1 (en) 2023-07-20 2023-07-20 Eco-friendly composite mortar using mineral carbonate obtained from natural oyster pods and repair and reinforcement method of concrete structures using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230094257A KR102693343B1 (en) 2023-07-20 2023-07-20 Eco-friendly composite mortar using mineral carbonate obtained from natural oyster pods and repair and reinforcement method of concrete structures using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102693343B1 true KR102693343B1 (en) 2024-08-08

Family

ID=92377798

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020230094257A Active KR102693343B1 (en) 2023-07-20 2023-07-20 Eco-friendly composite mortar using mineral carbonate obtained from natural oyster pods and repair and reinforcement method of concrete structures using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102693343B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101082864B1 (en) * 2011-04-12 2011-11-11 김규태 Eco-friendly surface protection method
KR102091977B1 (en) * 2019-09-05 2020-03-20 김소중 Method of repairing and protecting outer surface of concrete structure by recovery of concrete neutralization of outer surface of concrete
KR102279023B1 (en) * 2020-12-15 2021-07-19 (주)엔텍 Graphene mortar for concrete maintenance, paint of preventing neutralization and maintenance method of concrete
KR102351964B1 (en) * 2021-05-12 2022-01-17 윤영식 A cement composition having oyster shell and panel, flooring and reinforced block for construction having oyster manufacturing thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101082864B1 (en) * 2011-04-12 2011-11-11 김규태 Eco-friendly surface protection method
KR102091977B1 (en) * 2019-09-05 2020-03-20 김소중 Method of repairing and protecting outer surface of concrete structure by recovery of concrete neutralization of outer surface of concrete
KR102279023B1 (en) * 2020-12-15 2021-07-19 (주)엔텍 Graphene mortar for concrete maintenance, paint of preventing neutralization and maintenance method of concrete
KR102351964B1 (en) * 2021-05-12 2022-01-17 윤영식 A cement composition having oyster shell and panel, flooring and reinforced block for construction having oyster manufacturing thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102038266B1 (en) Eco-friendly mortar composition for repairing and reinforcing structures, and method of repairing and reinforcing structures using the same
KR101340856B1 (en) Cement mortar composite having improved durability and watertightness and repairing method of conctrete structure using the composite
KR102023414B1 (en) Mortar composition for repairing, reinforcing and enhancing earthquake-proof property of concrete structure, and construction method of repair and reinforcement of concrete using the same
KR102196634B1 (en) Mortar composition for repairing concrete structures with excellent chemical resistance and durability and seismic performance, and the method for repairing and reinforcing concrete structures using the same
KR101952764B1 (en) Mortar composition for repairing, reinforcing and enhancing earthquake-proof property, and construction method of repair and reinforcement of concrete structure using the same
KR101724062B1 (en) Mortar composition for inhibiting in-depth fine crack of damaged concrete structure and for repairing and reinforcing concrete structures, and method of repairing and reinforcing concrete structures using the same
KR101972265B1 (en) Method of repairing and reinforcing concrete structure using high strength mortar composition and stiffner
KR101941179B1 (en) Composition for repairing and reinforcing concrete structure comprising high strength mortar, and method of repairing and reinforcing concrete structures using the same
KR102195453B1 (en) Crack repairing material for concrete structure with improved water proof performance and durability and method of repairing concrete structure using the same
KR102274310B1 (en) Eco-friendly polymer mortar coposition for improving long-term durability and method of cross section recovery using the same
KR101364077B1 (en) Protecting method of cross-section of concrete structure using eco-friendly cross-section repairing mortar and surface protecting material
KR101498196B1 (en) Lightweight hybrid water-repellent polymer mortar composition for repairing and protecting concrete structure, and construction method using the same
KR102087707B1 (en) Method of repairing and reinforcing cross-section of concrete structure by self healing using calcium hydrate solution, eco-friendly nano bubble water of carbon dioxide and mortar composition for repairment
KR101832132B1 (en) Polymer mortar composition for earthquake-proof and reinforcement of concrete structure, and construction method of earthquake-proof and reinforement of concrete using the same
KR102347276B1 (en) Light-weight mortar composition for repairing with improved fire proof, durability and workability and construction method of repairing concrete structure using the same
KR101712378B1 (en) Repairing or reinforcing method of concrete structure using alkali recovering rust prevention and inorganic polymer mortar composition
KR101460498B1 (en) Compositions of self water absorbing type retentive and repair method for concrete structures using the same
KR102272220B1 (en) Method of reinforcement of cross section of structure using polymer mortar with high heat and fast rigidity containing calcium sulfonate, calcium pomate and PBO fiber, and method seismic refractory reinforcement of structure using high-strength composite sheet made of glass fiber and aramid fiber
KR101954575B1 (en) Construction method of earthquake-proof and reinforcement of concrete structure using polymer mortar with high strength and durability and elastic stiffner
KR101567851B1 (en) KR powder containing an environmentally friendly polymer mortar and concrete repair section reinforcement method using the same
KR101441949B1 (en) Method of repairing and protecting concrete structure using eco-friendly lightweight hybrid water-repellent polymer mortar composition and surface protecting material
KR102218193B1 (en) Modified ceramic polymer mortar composition and method of repairing and reinforcing cross section of concrete structure using the same
KR102218825B1 (en) Mortar composition of scattering dust reduction type with improved workability, condensation speed, durability and mechanical property for repairment and reinforcement and method of repairing and reinforcing structure using the same
KR102261573B1 (en) Concrete repair and reinforcement method
KR102266502B1 (en) Concrete section repair and reinforcement method

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20230720

PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02011R01I

Patent event date: 20230720

Comment text: Patent Application

PA0302 Request for accelerated examination

Patent event date: 20230725

Patent event code: PA03022R01D

Comment text: Request for Accelerated Examination

PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20240321

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20240730

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20240805

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20240805

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration