KR100356104B1 - 스프레이공법을 이용한 폴리머시멘트 모르터 단면수복 보수공법 - Google Patents

Abstract

본원 발명은 여러 환경적, 기상적 작용에 의해 성능이 저하된 콘크리트 구조물을 보수함에 있어 고압스프레이를 이용한 폴리머시멘트 모르터 단면수복 보수공법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 폴리머시멘트 모르터의 일종인 폴리모르터 1, 폴리모르터 2, 슈퍼폴리모르터, 접착모르터, 방청제 및 코팅제로 구성된 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 조성물을 콘크리트가 탈락된 구조물의 수복단면에 스프레이 시공하여 보수하는 것이다.

상기 본원 발명에 따른 스프레이공법을 이용한 폴리머시멘트 모르터 단면수복 보수공법은 방청제를 철근표면에 도포하는 단계; 접착모르터를 스프레이 하는 단계; 슈퍼폴리모르터를 스프레이 하여 단면을 수복하는 단계; 폴리모르터 1 또는 폴리모르터 2를 스프레이 하여 수복된 표면을 정리하는 단계; 및 코팅제를 사용하여 표면을 코팅하는 단계를 전부 또는 일부 포함한다.

Description

스프레이공법을 이용한 폴리머시멘트 모르터 단면수복 보수공법{Method for restoring construction of polymer cement mortar section with spray manner}

본원 발명은 여러 환경적, 기상적 작용에 의해 성능이 저하된 콘크리트 구조물을 보수함에 있어, 스프레이공법을 이용한 폴리머시멘트 모르터 단면수복 보수공법에 관한 것으로, 화재발생 후 복구된 터널, 지하차도 등의 마감작업, 철도교량의 교각 콘크리트 보강작업, 새로 건축된 교량의 마감작업, 건물 외장벽의 콘크리트 보수작업, 고층건물의 발코니 표면작업에 사용될 수 있다.

특히 본원 발명에 따른 단면수복 보수공법은 콘크리트의 중성화 및 염해에 의해 철근이 부식되어 콘크리트가 탈락된 콘크리트로 된 교량, 지하차도, 복개구조물 및 터널 화재로 인하여 탄화된 콘크리트 구조물의 복구 마감 등의 콘크리트 단면을 복원하기 위하여 접착성과 부착성이 뛰어난 폴리머시멘트 모르터를 고압으로스프레이 하여 시공함으로써, 시공이 편리하고 모르터의 탈락이 줄어들게 되므로 경제적이고 완벽한 보수시공이 되도록 하는 고압스프레이를 이용한 폴리머시멘트 모르터 단면수복 보수공법에 관한 것이다.

종래의 일반적인 단면수복 보수공법은 여러 가지 보수재료를 교량, 지하차도, 복개구조물 등의 슬래브 하면(下面)의 단면수복 보수 시 흙손이나 헤라 등을 이용하여 작업 시 고개를 쳐들고 수(手)작업에 의해 단면을 패칭 시공해야하기 때문에 작업이 힘들고, 작업능률이 저하될 뿐만 아니라 보수부위의 품질이 저하되어 완벽한 단면수복 보수를 하기가 어려웠다.

또한 , 이와 같은 종래의 단면수복 보수공법은 슬래브 하면에서 윗 방향으로 모르터를 단면수복해야 하기 때문에 단면수복층이 큰 경우에는 모르터가 굳기 전에 탈락하는 양이 많아 모르터의 손실이 많을 뿐만 아니라 모르터가 잘 접착되지 않아 오래가지 못하고 재탈락이 발생하거나 모르터의 공극이 많아 구조물의 내구성 증진을 이루지 못하는 문제점이 있었다.

따라서, 본원 발명의 목적은 이와 같은 종래의 시멘트 모르터 단면수복 보수공법이 갖는 문제점을 해결하기 위한 것으로 접착성과 부착성이 뛰어나고 경화성이 우수한 폴리머시멘트 모르터를 스프레이공법으로 시공함으로써 교량, 지하차도, 복개구조물 등의 슬래브 하면(下面)을 쉽게 시공을 할 수 있을 뿐만 아니라 스프레이 장비에 의해 기존 구조물에 접착시킴으로서 모르터의 단면수복 층이 잘 접착되어 재 탈락이 발생하지 않고 오래도록 내구성을 유지할 수 있도록 기존 구조물과의 접착성을 증대시키는 단면수복 보수공법을 제공하는 것이다.

또한 본원 발명은 전공정을 기계화 시공함으로써 작업이 힘들지 않고, 작업능률을 향상시켜 품질이 우수한 완벽한 보수를 할 수 있는 단면수복 보수공법을 제공하는 것이다.

도 1은 본원 발명에 따른 폴리머시멘트 모르터 단면수복 보수단면도

도 2는 본원 발명에 따른 스프레이공법을 이용한 폴리머시멘트 모르터 단면수복 보수 시공 공정도

이러한 본원 발명의 목적은 폴리머시멘트 모르터의 일종인 폴리모르터 1, 폴리모르터 2, 충진모르터, 접착모르터, 방청제 및 코팅제로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 조성물을 콘크리트가 탈락된 구조물의 수복 단면에 스프레이 시공하여 콘크리트단면을 보수하는 공법에 의해 달성된다.

본원 발명에 따른 스프레이공법을 이용한 폴리머시멘트 모르터 단면수복 보수공법은 방청제를 철근표면에 도포하는 단계; 접착모르터를 스프레이 하는 단계; 충진모르터를 스프레이 하여 단면을 수복하는 단계; 폴리모르터 1 또는 폴리모르터 2를 스프레이 하여 수복된 표면을 정리하는 단계; 및 코팅제를 사용하여 표면을 코팅하는 단계를 전부 또는 일부 포함한다.

상기 단면수복 보수공법에서, 방청제를 철근표면에 도포하는 단계는 철근의 부식을 방지하기 위한 것이고, 접착모르터를 스프레이 하는 단계는 기존 콘크리트와 단면수복 모르터와의 접착을 증진시키기 위하여 접착모르터를 3∼5bar정도의 고압으로 스프레이하여 이루어지고, 충진모르터로 단면을 수복하는 단계는 충진모르터를 6∼20bar 정도의 고압으로 스프레이하여 이루어지며, 폴리모르터 1 또는 폴리모르터 2로 표면을 정리하는 단계는 상기 폴리모르터 1 또는 2를 6∼10bar 정도의고압으로 스프레이 하여 이루어지고, 코팅제로 표면을 코팅하는 것은 수복된 구조물의 완벽한 보호를 위해 화학이온의 침투 등 콘크리트를 침식시키는 물질의 침투를 억제하기 위한 것이다.

또한, 본 발명에 따른 단면수복 보수공법에서 콘크리트의 성능저하 정도나 구조물의 위치에 따라 상술한 5단계 공정을 모두 시공하는 것이 아니라 제 4단계 공정 또는 제 3단계 공정만으로도 시공할 수 있다. 즉 철근이 부식하지 않은 경우에는 상기 방청제를 도포하는 단계를 생략하고, 콘크리트의 탈락이 없는 경우에는 상기 방청제를 도포하는 단계 및 충진모르터로 단면을 수복하는 단계를 생략하며, 표면코팅이 필요하지 않은 경우에는 상기 코팅제로 표면을 코팅하는 단계를 생략하고 본 발명에 따른 단면 수복 보수공법을 시공할 수 있다.

한편 본원 발명에서 사용하는 폴리머시멘트 모르터는 시멘트, 물, 잔골재 및 다른 혼화재료를 혼합비빔하여 만든 통상적인 모르터에 폴리비닐 아세테이트, 스티렌-부타디엔 공중합체, 아크릴 수지, 스티렌-아크릴 공중합체 등으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 폴리머를 더 포함한 것을 의미한다.

또한 본원 발명에서 사용되는 폴리모르터 1, 폴리모르터 2, 충진모르터, 접착모르터는 상기 폴리머시멘트 모르터의 일종으로, 폴리모르터 1은 10-15%의 폴리머, 30-40%의 시멘트, 35-45%의 규사, 12-20%의 물 및 1-3% 의 혼화제가 배합된 조성물로서 미세하기 때문에 표면을 매끄럽게 구성하고 이산화탄소 및 염분의 침투를 억제할 수 있어 내구성을 증진하는 특성을 가진다.

상기 폴리모르터 2는 15-20%의 폴리머, 30-40%의 시멘트, 35-45%의 규사,12-20%의 물 및 1-3% 의 혼화제가 배합된 조성물로서 내화학 저항성이 우수한 특성을 가지며, 특히 황산염에 저항이 더 큰 재료이다.

상기 충진모르터는 8-15%의 폴리머, 25-30%의 시멘트, 40-55%의 규사, 8-18%의 물 및 1-3% 의 혼화제가 배합된 조성물로서 리바운드되지 않고 접착력이 강하며 강도를 회복할 수 있는 특징을 가진다.

상기 접착모르터는 12-20%의 폴리머, 35-50%의 시멘트, 30-35%의 규사, 10-20%의 물 및 1-3% 의 혼화제가 배합된 조성물이다.

여기서 상기 폴리머시멘트 모르터에 사용될 수 있는 혼화제로는 AE제, 감수제, AE감수제, 유동화제, 고성능감수제, 지연제, 경화촉진제, 철근방청제, 발포제, 방수제 등이 있다.

이하에서는 본원 발명에 따른 스프레이공법을 이용한 폴리머시멘트 모르터 단면수복 보수공법을 첨부도면에 도시한 실시예에 의해 설명한다.

도 1은 본원 발명에 따른 스프레이 공법을 이용한 폴리머시멘트 모르터 단면수복 보수공법의 단면도에 관한 것으로, 이를 참조하면 제 1단계는 철근의 부식을 방지하기 위하여 방청제 TK(중앙크리텍사 제품)를 철근표면에 바르는 단계이다. 제 2단계는 기존 콘크리트와의 단면수복 모르터와의 접착을 증진시키기 위하여 접착모르터 TH200(중앙크리텍사 제품)를 고압스프레이장비인 베리오제트(Werner Mader GMBH 제품)를 사용하여 3∼5bar정도의 고압으로 스프레이한다. 제 3단계는 콘크리트가 많이 탈락되고 단면의 손상이 심한 단면을 폴리머모르터를 깊게 충진하여 수복하기 위해, 리바운드되지 않고 접착력이 강하며 강도를 회복할 수 있는 특징을가진 충진모르터 TF200(중앙크리텍사 제품)을 10-20bar 정도의 고압으로 스프레이하여 단면을 수복한다. 제 4단계는 제 3단계에서 시공된 충진모르터 TF200(중앙크리텍사 제품)의 표면이 거칠어 표면을 매끄럽게 하고 내구성을 유지할 목적으로 시공하는 것으로, 미세하기 때문에 표면을 매끄럽게 구성하고 이산화탄소 및 염분의 침투를 억제할 수 있어 내구성을 증진하는 특성이 있는 폴리모르터 1 TS200(중앙 크리텍사 제품) 또는 내화학저항성이 우수한 특성을 가진 폴리모르터 2 TS250(중앙 크리텍사 제품)을 6∼10bar 정도의 고압으로 스프레이하여 표면정리를 한다. 최종적으로 제 5단계는 콘크리트의 내구성이 특별히 요구되는 구조물의 경우 완벽한 보호를 위해 화학이온의 침투 등 콘크리트를 침식시키는 물질의 침투를 완벽히 억제하는 특성을 가진 코팅제 V100(중앙 크리텍사 제품)을 사용하여 표면을 코팅하는 것이다.

도 2는 본원 발명의 고압스프레이에 의한 단면수복 보수공법의 공정도를 나타낸 것으로, 상기 도 2에 따라 본원 발명의 단면수복 보수공법을 보다 구체적으로 살펴보면, 먼저 기존콘크리트의 열화부위를 슈미트햄머(Werner Mader GMBH 제품)나 초음파측정기(Werner Mader GMBH 제품)로 측정하고 철거두께를 결정한 후 그 부위를 최고압력 500∼1000bar의 고압스프레이로 철거하고 청소된 하지면을 최고압력 100∼300bar의 고압스프레이 세척을 한 후 자연건조 시킨다.

콘크리트가 열화되어 탈락하고 철근이 노출되어 부식된 경우 철근의 부식방지를 위해 방청제 TK(중앙크리텍사 제품)를 브러쉬로 철근표면에 바른다. 철근이 부식되지 않고 노출되지도 않은 경우에는 방청제 TK(중앙크리텍사 제품)를 바를 필요가 없다. 철근부식방지제인 상기 방청제 TK를 바른 후 강한 직사광선이나 바람의 영향이 있을 경우 시트나 매트를 사용하여 보호한다.

콘크리트가 탈락된 부위의 단면수복 전에 하지면의 흡수력을 감소시키기 위해 스프레이를 이용하여 물로 적신 다음 충진 모르터의 접착력강화를 위해 접착모르터 TH 200(중앙크리텍사 제품)을 압력 3∼5bar 정도의 고압으로 건조시 1.0 mm의 시공 최소두께가 되도록 스프레이한다.

콘크리트의 탈락부위에 충진모르터 TF 200(중앙크리텍사 제품)를 압력 6∼20bar 정도의 고압으로 스프레이하여 충진한다. 이때 30 mm 이상의 보수는 여러 번 시공하며, 충진된 면은 부드럽게 두들기고 거칠게 만든다.

시공된 면을 평탄하게 하고 내구성을 증진하기 위하여 폴리모르터 1 TS 200(중앙 크리텍사 제품) 또는 폴리모르터 2 TS 250(중앙 크리텍사 제품)을 압력 6∼10bar 정도로 스프레이하여 시공 최소두께가 2.0mm 이상이 되도록 스프레이 한다. 시공된 면은 빠른 건조로 인한 균열을 막기 위해 양생제나 양생포로 보호하며, 시공된 면이 완전 경화 하기전 하중이 가해지지 않도록 한다.

마지막 단계로 중성화, 동결융해로 인한 손상을 방지하기 위해 코팅제 V 100(중앙크리텍사 제품)을 압력 3∼5bar로 스프레이 하여 코팅하고 작업장 주위를 깨끗이 정리한다.

한편, 본원 발명에 따른 스프레이공법에 의한 단면수복 보수공법의 우수성을 살펴보기 위해, 본원 발명에 따른 단면수복 보수공법과 종래의 단면수복 보수공법을 표 1 및 표 2에서 비교하였다.

본원 발명에 따른 단면수복 보수공법과 종래기술에 따른 단면수복 보수공법의 보수비용 및 작업량의 비교

항 목	종래기술의단면수복공법	본 발명에 따른단면수복공법
재료비	1800-2680원/kg	1500원/kg
인건비/1일	미장공:10만원 ×4인보통인부:6만원×2인합계:52만원	특별인부:10만원 ×1인보통인부:6만원×2인기계사용비:6만원합계:28만원
1인이 1일당 가능한 시공량(두께 15mm)	약 20㎡	약 80㎡
1일 총작업량(3인 1조)	0.70㎥	3.6㎥
모르터의 탈락률	10-20%	5%미만(천정시공포함

본원 발명에 따른 단면수복 보수공법과 종래기술에 따른 단면수복 보수공법에 따른 시공 단면의 물성 및 내구성 실험결과

항 목	종래 공법	본원 발명의 공법	비교
압축강도(㎏/㎠)	300-400	620	우수
휨강도(㎏/㎠)	40-50	113	우수
접착강도(㎏/㎠)	10-20	25-35	우수
열팽창계수(/℃)	10×10-6	10.31×10-6	양호
투수저항성(㎝/sec)	3-8×10-6	0.82×10-6	양호
염분침투저항성(쿨롱)	3000-4000	250	우수
재령 90일 중성화 깊이 (mm)	20-30mm	4mm	우수
화학 약품 저항성(강도감소율 %)	5%H2SO4	30-50	15	우수
	10%Na2SO4	5	1미만	우수
	10%CaCl2	6	1미만	우수

표 1 및 표 2에서 살펴본 바와 같이 본원 발명에 따른 스프레이공법을 이용한 단면수복 보수공법은 종래 기술의 단면수복 보수공법에 비해, 시공시간 및 시공비용 면에서 대단히 우수할 뿐만 아니라 보수된 단면의 압축강도 및 중성화, 염분의 침투력 등의 품질에 있어서도 우수한 것을 확인할 수 있다.

이와 같이 본원 발명의 스프레이공법을 이용한 단면수복 보수공법을 통하여 콘크리트가 탈락되고 철근이 부식되어 성능이 저하된 교량, 지하차도, 터널, 고가차도, 하수박스 및 복개구조물의 단면수복 보수에 있어서 종래의 수작업에 의한 패칭공법의 단점을 완전히 보완할 수 있을 뿐만 아니라 기계화 시공에 따라 시공시간을 단축하고 완벽한 보수시공이 가능하다.

또한, 본원 발명에 따른 단면수복 보수공법은 고압에 의해 미세한 폴리머시멘트 모르터를 스프레이공법에 의해 고압을 이용하여 스프레이 시공함으로써, 기존 콘크리트와의 부착성을 증대시키고 모르터의 공극을 치밀하게 하여 보수부위의 내구성의 증진 및 콘크리트구조물의 내구성을 저하시키는 요인이 구조물에 침투하지 못하도록 할뿐만 아니라 화재 등으로 인하여 탄화된 콘크리트를 다시 알칼리화 하는 탁월한 효과가 있다.

아울러 본원 발명에 따른 단면수복공법 시공시 모르터의 탈락율을 5%이하로 줄일 수 있어 단면수복의 품질을 확보하고 모르터의 손실을 줄여 경제적이다.

Claims (11)

1. 콘크리트가 탈락되어 손상된 콘크리트 구조물을 보수함에 있어서,

   상기 콘크리트의 보수면에 접착성과 부착성이 뛰어난 폴리머시멘트 모르터를 고압으로 분사하여 상기 콘크리트의 보수면을 복원하는 것을 특징으로 하는 스프레이공법을 이용한 폴리머시멘트 모르터 단면수복 보수공법.
2. 제1항에 있어서, 상기 폴리머시멘트 모르터는 폴리모르터 1, 폴리모르터 2, 충진모르터, 접착모르터, 방청제 및 코팅제로 구성된 그룹으로부터 하나이상 선택되는 것을 특징으로 하는 스프레이공법을 이용한 폴리머시멘트 모르터 단면수복 보수공법.
3. 제 2항에 있어서, 상기 폴리모르터 1은 10-15%의 폴리머, 30-40%의 시멘트, 35-45%의 규사, 12-20%의 물 및 1-3% 의 혼화제가 배합된 조성물이고, 상기 폴리모르터 2는 15-20%의 폴리머, 30-40%의 시멘트, 35-45%의 규사, 12-20%의 물 및 1-3%의 혼화제가 배합된 조성물이며, 상기 충진모르터는 8-15%의 폴리머, 25-30%의 시멘트, 40-55%의 규사, 8-18%의 물 및 1-3% 의 혼화제가 배합된 조성물이고, 접착모르터는 12-20%의 폴리머, 35-50%의 시멘트, 30-35%의 규사, 10-20%의 물 및 1-3% 의 혼화제가 배합된 것을 특징으로 하는 스프레이공법을 이용한 폴리머시멘트 모르터 단면수복 보수공법.
4. 제 3항에 있어서, 상기 폴리머는 폴리비닐 아세테이트, 스티렌-부타디엔 공중합체, 아크릴 수지, 스티렌-아크릴 공중합체 등으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 폴리머이고, 상기 혼화제는 AE제, 감수제, AE감수제, 유동화제, 고성능감수제, 지연제, 경화촉진제, 철근방청제, 발포제, 방수제 등으로 구성된 그룹에서 선택된 하나 이상의 혼화제인 것을 특징으로 하는 스프레이공법을 이용한 폴리머시멘트 모르터 단면수복 보수공법.
5. 콘크리트 보수면에 접착모르터를 스프레이 하는 단계와, 상기 접착모르터가 도포된 보수면에 충진모르터를 스프레이 하여 단면을 수복하는 단계와, 폴리모르터를 스프레이 하여 상기 수복된 표면을 정리하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 스프레이공법을 이용한 폴리머시멘트 모르터 단면수복 보수공법.
6. 제 5항에 있어서, 상기 접착모르터를 스프레이 하는 단계 이전에, 노출된 철근의 부식을 방지하기 위해 상기 철근의 표면에 방청제를 바르는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스프레이공법을 이용한 폴리머시멘트 모르터 단면수복 보수공법.
7. 제 5항에 있어서, 상기 접착모르터를 스프레이 하는 단계 이전에, 기존 콘크리트의 열화부위를 측정하고 철거두께를 결정한 후 고압스프레이로 철거한 다음,청소된 하지면을 세척하고 건조시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스프레이공법을 이용한 폴리머시멘트 모르터 단면수복 보수공법.
8. 제 5항에 있어서, 상기 폴리모르터를 스프레이 하여 수복된 표면을 정리하는 단계 이후에, 코팅제를 스프레이하여 상기 수복 표면을 코팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스프레이공법을 이용한 폴리머시멘트 모르터 단면수복 보수공법.
9. 제 8항에 있어서, 상기 코팅제를 스프레이하는 단계는 3∼5bar의 압력으로 스프레이하는 것을 특징으로 하는 스프레이공법을 이용한 폴리머시멘트 모르터 단면수복 보수공법.
10. 제 5항에 있어서, 상기 접착모르터를 스프레이 하는 단계는 3∼5bar정도의 고압으로 스프레이하여 건조시 1.0mm 이상의 시공두께가 되도록 수행하고, 상기 충진모르터로 단면을 수복하는 단계는 6∼20bar 정도의 고압으로 스프레이 하여 충진하며, 상기 폴리모르터로 표면을 정리하는 단계는 6∼10bar 정도의 고압으로 스프레이 하여 2.0mm이상의 시공두께가 되도록 함을 특징으로 하는 스프레이공법을 이용한 폴리머시멘트 모르터 단면수복 보수공법.
11. 제 5 내지 10항중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리모르터는 10-15%의 폴리머, 30-40%의 시멘트, 35-45%의 규사, 12-20%의 물 및 1-3% 의 혼화제가 배합된 조성물인 폴리모르터 1 또는 15-20%의 폴리머, 30-40%의 시멘트, 35-45%의 규사, 12-20%의 물 및 1-3%의 혼화제가 배합된 조성물인 폴리모르터 2 이며, 상기 충진모르터는 8-15%의 폴리머, 25-30%의 시멘트, 40-55%의 규사, 8-18%의 물 및 1-3% 의 혼화제가 배합된 조성물이고, 접착모르터는 12-20%의 폴리머, 35-50%의 시멘트, 30-35%의 규사, 10-20%의 물 및 1-3% 의 혼화제가 배합된 것을 특징으로 하는 스프레이공법을 이용한 폴리머시멘트 모르터 단면수복 보수공법.