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KR101599241B1 - 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물 및 차집관로 이중 차단 물막이 장치를 이용한 차집관로 보수방법 - Google Patents

차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물 및 차집관로 이중 차단 물막이 장치를 이용한 차집관로 보수방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 시멘트 결합재 15∼70중량%, 잔골재 25∼70중량%, 성능개선 혼화제0.01∼15중량% 및 물 0.1∼15중량%를 포함하며, 상기 성능개선 혼화제는, 가사시간, 작업성, 탄성, 유동성, 강도 및 내구성을 개선시키기 위하여 사용하는 것으로, 강도 및 부착력을 개선하기 위한 폴리아크릴에스테르 50∼98중량%, 접착력 및 내열성을 개선하기 위한 폴리 비닐아세테이트-비닐버세테이트 1∼30중량%, 내산성 및 내알칼리성을 개선하기 위한 폴리부틸메타크릴레이트 0.1∼25중량% 및 강도 및 내구성을 개선하기 위한 스티렌-아크릴 0.1∼25중량%을 포함하는 것을 특징으로 하는 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물 및 보수방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 강도 및 내구성, 특히 내산 및 차염성이 우수하여 하수관거, 지하구조물, 해양콘크리트 구조물, 수중콘크리트 구조물, 열악한 환경하의 콘크리트 구조물 등의 화학적 침식으로 인한 콘크리트 부식을 방지할 수 있어 이에 사용되는 유지관리 비용을 현저히 절감할 수 있고, 또한 기존맨홀의 내측에 설치되는 격자형의 메인프레임과 상기 메인프레임에 설치된 적어도 하나의 차단수문을 포함하여 구성되는 물막이 구조를 이용하여, 하수관로를 완벽하게 차수함으로써 보수 작업이 편리하게 이루어질 수 있다.

Description

차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물 및 차집관로 이중 차단 물막이 장치를 이용한 차집관로 보수방법{REPAIR METHOD USING CEMENT MORTAR COMPOSITION FOR REPAIRING WATER PATH AND WATER OBSTRUCT}
본 발명은 내구성이 우수한 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물 및 차집관로 이중 차단 물막이 장치를 이용한 차집관로의 보수방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내산 및 차염성이 우수한 시멘트 결합재, 유동성, 탄성, 접착력, 내산성, 내열성 및 내구성이 우수한 성능개선 혼화제등을 사용함으로써 강도, 탄성, 접착력, 내산성, 내열성 및 내구성이 우수한 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물 및 차집관로 이중 차단 물막이 장치를 이용한 차집관로의 보수방법에 관한 것이다.
콘크리트의 화학적 침해는 크게 2가지로 나눌 수 있다. 첫째는 황산염으로 대표되는 것으로써 콘크리트 중의 시멘트수화물(알루민산염)과 반응하여 새로운 화합물을 만들고 그와 더불어 콘크리트가 팽창한다. 이 때의 팽창압에 의해 콘크리트는 열화된다. 둘째는, 콘크리트의 시멘트수화물과 화학반응을 하여 본래 물에는 잘 녹지 않는 시멘트수화물을 가용성 물질로 바꿈으로써 콘크리트를 열화·붕괴시키는 것으로 대다수의 산, 동·식물유, 무기염류(암모늄염, 마그네슘염), 연수, 황화수소나 아황산가스 등 부식가스 등이 여기에 해당된다.
콘크리트 구조물의 화학적 침해는 본래 화학공장이나 식품공장 등 공업시설, 해양환경, 황산염 토양지역과 온천지역 등 특수한 환경 하에서 문제시되며, 일반적인 환경 하에 있는 콘크리트에는 그다지 중요시되지 않았다. 그러나 산성비 문제나 탄산가스에 의한 수화물의 분해, 하수처리시설이나 하수도 등에서 미생물의 작용에 의해 생성된 황산 등에 의한 콘크리트 구조물의 열화가 발생하여 그 중요성이 증가하고 있는 실정이다.
일반적인 환경에서 화학적 부식 문제가 생기는 것은 확률적으로 매우 적으며, 생활 하수 등에 포함된 유기물이 세균에 의해 반응을 일으켜 황산 이온을 생성함으로써 콘크리트를 침식하거나, 온천 지대 또는 산성비 등에 의한 산성 물질에 의해 콘크리트가 침식되는 경우나, 해양환경에 위치하는 철근 콘크리트 구조물의 염해에 의해 콘크리트 구조물이 부식되는 경우가 대부분이다. 화학적 부식을 받는 구조물로는 해양 콘크리트, 화학공장, 식품공장, 축사 바닥 등의 관련 구조물, 토양 오염 및 온천 지대의 지하 구조물, 하수도 관련 하수 관거 및 복개 구조물 등을 들 수 있다.
한편, 생활 하수 및 산업 폐수가 날로 증가하고 있는데, 특히 우리나라처럼 비가 많은 지역이나 집중 호우가 있는 경우에는 다량의 빗물이 하수관로로 흐르게 되고, 이러한 경우에 하수관 내를 흐르는 생활하수는 물론 빗물과 함께 떠내려 오는 하수에 실린 부유물이나 토사 등은 자연 퇴적하거나, 또는 굴곡 관로나 확대 관로 등에서 유속이 느려져 상기 부유물이나 토사가 퇴적하게 된다.
이와 같이 하수관로는 어느 경우든 도시 활동이나 산업 활동이 활발해져 갈수록 매우 중요한 것으로 도시 환경 조성에 필수 요소로서, 퇴적량이 증가하게 되면 하수관로가 점차 막히게 되며 퇴적이 장기화가 되면서 그로 인하여 하수가 역류되어 생활환경을 해치게 되므로 이러한 피해를 방지하려면 하수관 설치 및 유지 관리가 용이하여야 한다. 또한 상기 하수관로는 작은 크기의 가지관로와 상기 가지관로의 하수가 합류되는 차집관로로 구분되며 집중호우 시에는 차집관로에 다량의 우수가 유입되어 차집관로에 축적되는 토사나 이물질을 처리하지 못하게 되면 하수관로에 과부하가 발생하게 된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 내구성이 우수한 환경친화형 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물은 유동성, 탄성, 접착력, 내산성, 내열성 및 내구성이 우수한 성능개선 혼화제등을 사용함으로써 강도 및 내구성, 특히 내산성이 우수하여 하수관거, 지하구조물, 해양콘크리트 구조물, 수중콘크리트 구조물, 열악한 환경하의 콘크리트 구조물 등의 화학적 침식으로 인한 콘크리트 부식을 방지할 수 있어 이에 사용되는 유지관리 비용을 현저히 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있고, 산성, 염해 등에 대한 내구성이 우수한 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물 을 제공함에 있다.
또한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기존 맨홀의 내측에 설치되는 격자형의 메인 프레임과 상기 메인 프레임에 설치된 적어도 하나의 차단수문을 포함하여 구성되는 이중 차단 물막이 구조를 이용하여, 하수관로를 완벽하게 차수함으로써 보수 작업이 편리하게 이루어질 수 있도록 하는 이중 차단 물막이 장치를 이용한 차집관로의 보수방법을 제공함에 있다.
본 발명은, 시멘트 결합재 15∼70중량%, 잔골재 25∼70중량%, 성능개선 혼화제 0.01∼15중량% 및 물 0.1∼15중량%를 포함하며, 상기 성능개선 혼화제는, 강도 및 부착력을 개선하기 위한 폴리아크릴에스테르 50∼98중량%, 접착력 및 내열성을 개선하기 위한 폴리 비닐아세테이트-비닐버세테이트 1∼30중량%, 내산성 및 내알칼리성을 개선하기 위한 폴리부틸메타크릴레이트 0.1∼25중량% 및 강도 및 내구성을 개선하기 위한 스티렌-아크릴 0.1∼25중량%을 포함하는 것을 특징으로 하는 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물을 제공한다.
상기 시멘트 결합재는, 조강 포틀랜드 시멘트 15∼70중량%, 고로슬래그 분말 15∼55중량%, 플라이애시 5∼30중량%, 폐활성탄 1∼20중량%, 무수석고 1∼20중량%, 알루미나 시멘트 1∼20중량%, 황산 칼슘 0.01∼15중량%, 산화아연 0.01∼10중량%, 벤토나이트 0.01∼10중량% 및 나이론 섬유 0.01∼10중량%를 포함할 수 있다.
상기 시멘트 결합재는 산화티탄 0.01∼10중량%를 더 포함할 수 있다.
상기 시멘트 결합재는 우드애시 0.01~10중량%를 더 포함할 수 있다.
상기 잔골재는 실리카질 규사 50∼97중량%, 맥반석 분말 1∼30중량% 및 질석 1∼20중량%를 포함할 수 있다.
상기 성능개선 혼화제는 폴리아크릴레이트 0.01∼5중량%를 더 포함할 수 있다.
상기 성능 개선 혼화제는 폴리옥실에틸렌알루킬에스테르 0.01∼10중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 성능 개선 혼화제는 폴리프로피온산비닐 0.1∼40중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 성능개선 혼화제는 메틸아크릴레이트-부타디엔 0.1∼30중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은, 이중 차단 물막이 장치를 이용하여 물막이 하는 방법으로 물막이 하는 단계; 물막이 단계 후 콘크리트 구조물의 불순물, 레이턴스 및 열화된 부위를 핸드워터젯 또는 고압 세척기로 제거하는 단계와, 제거된 부위에 프라이머 처리하는 단계와, 상기 프라이머 처리된 상부에 상기 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물을 타설하여 단면을 복구하는 단계 및 단면이 복구된 결과물을 표면 마무리하고 표면 강화 보호제를 도포하여 마무리 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 보수방법을 제공한다.
상기 프라이머 처리는 스티렌-부타디엔 라텍스, 폴리 아크릴 에스테르, 아크릴, 에틸 비닐 아세테이트, 메틸메타크릴레이트 및 실란계 화합물, 상기 성능개선 혼화제 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 사용할 수 있으며, 상기 표면 강화 보호제는 스티렌-부타디엔 라텍스, 폴리 아크릴 에스테르, 아크릴, 에틸 비닐 아세테이트, 메틸메타크릴레이트 및 실란계 화합물, 상기 성능개선 혼화제 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 사용할 수 있다.
상기 열화된 부위는 철근 하부까지 제거하고, 상기 프라이머 처리하는 단계 전에 노출된 철근을 방청처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 내구성이 우수한 시멘트 결합재와 유동성, 탄성, 접착력, 내산성, 내열성 및 내구성이 우수한 성능개선 혼화제 등을 사용함으로써 내산성, 차염성, 유동성, 탄성, 접착력, 강도 및 내구성이 크게 향상되는 효과가 있다.
또한, 시멘트 결합재 및 성능개선 혼화제를 사용함으로써 강도 및 내구성, 특히 내산 및 차염성이 우수하여 하수관거, 지하구조물, 해양콘크리트 구조물, 지수구조물, 화학공장 바닥 등의 화학적 침식으로 인한 콘크리트 부식을 방지할 수 있어 이에 사용되는 유지관리 비용을 현저히 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 원적외선 효과가 우수한 맥반석 분말, 실리카질 규사, 질석 등이 혼입된 잔골재를 사용함으로써, 단열성 및 강도가 우수하고, 산성, 염해 등에 대한 내구성이 우수하다.
본 발명의 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물은 우수한 압축강도, 휨강도 및, 부착강도를 구비하고 있어, 산성 물질이 많은 하수시설뿐만 아니라, 기존의 각종 공법에도 용이하게 적용할 수 있으며, 뿜칠 시공 등 기계화 시공이 가능하므로, 작업능률 향상 및 시공 상의 경제성을 구비하는 등 많은 효과가 있다.
또한 본 발명은 기존 맨홀의 내측에 설치되는 격자형의 메인프레임과 상기 메인프레임에 설치된 적어도 하나의 차단수문을 포함하여 구성되는 이중 차단 물막이 장치를 이용하여, 차집관로를 완벽하게 차수함으로써 보수 작업이 편리하게 이루어질 수 있도록 하는 이중 차단 물막이 장치를 이용한 차집관로의 보수방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 보수방법에서 사용할 수 있는 차집관로 이중 차단 물막이 장치를 나타낸 개요도.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물은, 시멘트 결합재 15∼70중량%, 잔골재 25∼70중량%, 성능개선 혼화제 0.01∼15중량% 및 물 0.1∼15중량%를 포함한다.
내구성이 우수한 환경친화형 시멘트 결합재는 조강 포틀랜드 시멘트, 고로슬래그 분말, 플라이애시, 폐활성탄, 무수석고, 황산 칼슘, 알루미나 시멘트, 산화아연, 벤토나이트 및 나이론 섬유를 포함할 수 있다.
내구성이 우수한 환경친화형 시멘트 결합재는 조강 포틀랜드 시멘트 15∼70중량%, 고로슬래그 분말 15∼55중량%, 플라이애시 5∼30중량%, 폐활성탄 1∼20중량%, 무수석고 1∼20중량%, 알루미나 시멘트 1∼20중량%, 황산 칼슘 0.01∼15중량%, 산화아연 0.01∼10중량%, 벤토나이트 0.01∼10중량% 및 나이론 섬유 0.01∼10중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 조강 포틀랜드 시멘트는 KS규격에 맞는 시멘트를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 조강 포틀랜드 시멘트는 상기 시멘트 결합재에 15∼70중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 고로슬래그 분말은 잠재 수경성 특성, 장기 강도 발현 및 내구성 증진을 위하여 사용한다. 상기 고로슬래그 분말의 중량비가 증가하면 조기 강도는 저하되나, 장기 강도 발현 및 내구성이 증가한다. 상기 고로슬래그 분말은 상기 시멘트 결합재에 15∼55중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 고로슬래그 분말의 함량이 55중량%를 초과하면 조기 강도 발현이 저하되고, 그 함량이 15중량%미만이면 장기 강도발현 및 내구성 개선효과가 미흡하게 된다.
상기 플라이애시는 포졸란 특성, 장기 강도 발현 및 내구성 증진을 위하여 사용한다. 상기 플라이애시의 중량비가 증가하면 조기 강도는 저하되나, 장기 강도 발현 및 내구성이 증가한다. 상기 플라이애시는 상기 시멘트 결합재에 5∼30중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 플라이애시의 함량이 30중량%를 초과하면 조기 강도 발현이 저하되고, 그 함량이 5중량%미만이면 장기 강도발현 및 내구성 개선효과가 미흡하게 된다.
상기 폐활성탄은 강력한 흡착력, 음이온 방사, 원적외선 방사의 특성이 있어 흡습효과, 소취작용, 가스흡착, 탈취작용, 습도조절, 항균작용, 부패억제작용, 정수정화작용 등의 기능을 부여하기 위하여 사용한다. 상기 폐활성탄의 중량비가 증가하면 강도는 저하되나, 흡습효과, 항균, 부패억제 기능이 개선된다. 상기 폐활성탄은 상기 시멘트 결합재에 1∼20중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 폐활성탄의 함량이 20중량%를 초과하면 흡습, 항균 및 부패억제 효과는 우수하나 강도 발현이 저하되고, 그 함량이 1중량%미만이면 흡습, 항균 및 부패억제 기능성이 미흡하게 된다.
상기 무수석고(CaSO4)는 시멘트 중의 성분, 특히 C3A(3CaO·Al2O3)과 반응하여 초기에 에트린자이트(AFt상, C3A·3CaSO4·32H2O)를 생성하게 되는데, 생성된 에트린자이트는 수화가 진행됨에 따라 그 양이 감소하거나 또는 그 일부가 모노 설페이트(AFm상, C3A·CaSO4·12H2O)로 전이된다. 본 발명에서와 같이 다량의 무수석고가 첨가될 경우 에트린자이트가 초기부터 충분히 생성되어 시멘트의 구조를 치밀화시킴으로써 초기 재령에서 염화물 이온에 대한 침투저항성을 증가시키게 된다. 또한 일반 시멘트의 경우 생성된 에트린자이트가 초기에만 주로 존재하게 되지만 본 발명의 시멘트 결합재의 경우 석고량이 충분히 첨가되기 때문에 장기재령에 있어서도 에트린자이트가 일정 부분 존재하게 되거나 또는 일부의 에트린자이트가 연속적으로 생성되기도 한다. 이와 같이 생성된 에트린자이트는 콘크리트 구조체 내의 공극을 치밀하게 채워줌으로써 장기 재령에 있어서도 염화물에 대한 침투 저항성을 증가시키게 된다. 상기 무수석고는 상기 시멘트 결합재에 1∼20중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 무수석고의 함량이 20중량%를 초과하면 염화물이온 침투저항성은 개선되나, 장기적인 팽창이 우려되며, 그 함량이 1중량%미만이면 조기 강도 저하 및 염화물이온침투저항성 개선효과가 미흡하게 된다.
상기 알루미나 시멘트는 내약품성, 특히 내산성을 개선하기 위해 사용된다. 상기 알루미나 시멘트는 상기 시멘트 결합재에 1∼20중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 알루미나 시멘트의 중량비가 증가하면 빠른 경화특성을 나타내며, 상기 알루미나 시멘트의 함량이 1중량% 미만일 경우 내약품성 및 내산성 개선 효과가 미약할 수 있고, 상기 알루미나 시멘트의 함량이 20중량%를 초과할 경우에는 빠른 경화 특성으로 인해 좋은 물성을 얻을 수 있으나 제조 원가가 높아져 경제적이지 못하다.
상기 황산 칼슘은 수화반응성을 증가시키고 균열 억제를 위해 첨가하는 무기계 속경성 광물 재료로서, 물과 접촉할 때 순식간에 물과 반응하여 에트린자이트(Ettringite) 수화물을 생성함으로써, 시멘트와 혼합할 때 단시간 내에 우수한 압축 강도를 얻을 수 있게 한다. 상기 황산 칼슘은 상기 시멘트 결합재에 0.01∼15중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 황산 칼슘의 중량비가 증가하면 빠른 경화특성을 나타내며, 상기 황산 칼슘의 함량이 0.01중량% 미만일 경우 강도 개선 및 균열 발생 억제 효과가 미약할 수 있고, 상기 황산 칼슘의 함량이 15중량%를 초과할 경우에는 빠른 경화 특성으로 인해 좋은 물성을 얻을 수 있으나 제조 원가가 높아져 경제적이지 못하다.
상기 산화아연은 방부 및 항균 역할을 위해 사용할 수 있다. 상기 산화아연은 상기 시멘트 결합재에 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 산화아연의 중량비가 증가하면 방오 성능을 나타내며, 상기 산화아연의 함량이 0.01중량% 미만일 경우 방부, 항균 및 방오 성능 효과가 미약할 수 있고, 상기 산화아연의 함량이 10중량%를 초과할 경우에는 강도 발현이 저하되고 제조 원가가 높아져 경제적이지 못하다.
상기 벤토나이트는 흡착재 역할을 수행한다. 상기 벤토나이트는 상기 시멘트 결합재에 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 벤토나이트의 중량비가 증가하면 점도 개선 성능을 나타내며, 상기 벤토나이트의 함량이 0.01중량% 미만일 경우 점도 개선 효과가 미약할 수 있고, 상기 벤토나이트의 함량이 10중량%를 초과할 경우에는 작업성이 저하되고 제조 원가가 높아져 경제적이지 못하다.
상기 나이론 섬유는 균열 및 인성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 나이론 섬유의 중량비가 증가하면 작업성은 저하되나, 균열 저감 및 인성이 증가한다. 상기 나이론 섬유는 상기 시멘트 결합재에 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 시멘트 결합재는 산화티탄을 더 포함할 수 있다. 상기 산화티탄은 방부 및 항균 역할을 위해 사용할 수 있다. 상기 산화티탄은 상기 시멘트 결합재에 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 산화티탄의 중량비가 증가하면 방오 성능을 나타내며, 상기 산화티탄의 함량이 0.01중량% 미만일 경우 방부, 항균 및 방오 성능 효과가 미약할 수 있고, 상기 산화티탄의 함량이 10중량%를 초과할 경우에는 강도 발현이 저하되고 제조 원가가 높아져 경제적이지 못하다.
상기 시멘트 결합재는 우드애시를 더 포함할 수 있다. 상기 우드애시는 잠재수경성 특성을 가져 장기 강도 발현 및 내구성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 우드애시는 상기 시멘트 결합재에 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 우드애시의 함량이 0.01중량% 미만일 경우 장기 강도 발현 및 내구성 개선 효과가 미약할 수 있고, 상기 우드애시의 함량이 10중량%를 초과할 경우에는 작업성이 저하되고 조기 강도 발현이 저하된다.
또한, 상기 시멘트 결합재는 감수제를 더 포함할 수 있다. 상기 감수제는 시멘트 결합재의 물-시멘트비를 감소시켜 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 감수제는 폴리카본산계, 멜라민계 또는 나프탈렌계 유동화제를 사용할 수 있다. 멜라민계 또는 나프탈렌계 감수제는 폴리카본산계 감수제에 비하여 강도 및 내구성의 개선 효과가 미약하고, 물-시멘트비의 저감 효과가 크지 않으며, 성능개선 혼화제와 혼합되는 경우 거품 현상이 발생하여 혼화성이 나쁘다는 단점이 있다. 따라서, 상기 감수제는 폴리카본산계 감수제를 사용하는 것이 바람직하고, 상기 시멘트 결합재에 0.01∼5중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 잔골재는 실리카질 규사, 맥반석 분말 및 질석을 포함할 수 있다. 상기 잔골재는 실리카질 규사 50∼97중량%, 맥반석 분말 1∼30중량% 및 질석 1∼20중량%를 포함하는 것이 바람직하다. 일반적으로 골재는 잔골재와 굵은 골재로 구분되며, 굵은골재는 입경 5㎜를 초과하는 골재를 의미하고, 이하에서 잔골재라 함은 굵은골재와 대비하여 입경 5㎜ 이하의 골재를 의미하는 것으로 사용한다. 원적외선 효과가 우수한 맥반석 분말, 실리카질 규사, 질석이 혼입된 잔골재를 사용함으로써, 단열성 및 강도가 우수하고, 산성, 염해 등에 대한 내구성이 우수한 장점이 있다.
상기 실리카질 규사는 입자 크기가 4호사 내지 8호사(0.05∼2.0㎜)인 것이 바람직하다. 실리카질 규사의 입자 크기가 이보다 클 경우에는 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물의 유동성이 저하될 우려가 있고, 이보다 작을 경우에는 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물의 작업성을 저하시킬 수 있다. 실리카질 규사는 상기 잔골재에 50∼97중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 맥반석 분말은 네랄 성분의 용출작용, 유해물질의 흡착작용, 높은 이온교환성, 산 및 염기의 중화작용들의 역할을 갖기 위하여 사용된다. 상기 맥반석 분말은 상기 잔골재에 1∼30중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 질석은 무독성 무취를 구비하고 다공성으로 경량이고 열전도율이 낮은 친환경 소재로 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물의 불연 및 단열효과를 개선하기 위하여 사용된다. 상기 질석은 상기 잔골재에 1∼20중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 성능개선 혼화제는 가사시간, 작업성, 탄성, 유동성, 강도, 접착력, 내산성, 내열성 및 내구성을 개선시키기 위하여 사용하는 것으로, 강도 및 부착력을 개선하기 위한 폴리아크릴에스테르, 접착력 및 내열성을 개선하기 위한 폴리 비닐아세테이트-비닐버세테이트, 내산성 및 내알칼리성을 개선하기 위한 폴리부틸메타크릴레이트 및 강도 및 내구성을 개선하기 위한 스티렌-아크릴을 포함할 수 있다.
상기 성능개선 혼화제는 폴리아크릴에스테르 50∼98중량%, 폴리 비닐아세테이트-비닐버세테이트 1∼30중량%, 폴리부틸메타크릴레이트 0.1∼25중량% 및 스티렌-아크릴 0.1∼25중량%을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 성능개선 혼화제는 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물에 0.01∼15중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 성능개선 혼화제의 함량이 15중량%를 초과하면 점도가 낮아져 재료 분리가 발생되기 쉽고, 수화반응을 지연시켜 조기 압축강도 발현을 저하시킴과 동시에 가격경쟁력이 저하될 수 있다. 그리고, 상기 성능개선 혼화제의 함량이 0.01중량% 미만이면 가사시간, 작업성, 탄성, 유동성, 강도, 접착력, 내산성, 내열성 및 내구성 개선 효과가 미약할 수 있다.
상기 폴리아크릴에스테르는 강도 및 부착력을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 폴리아크릴에스테르는 상기 성능개선 혼화제에 50∼98중량% 함유되는 것이 바람직한데, 상기 폴리아크릴에스테르의 함량이 50중량% 미만일 경우에는 무기물 간의 결합력, 부착력 및 내구성 개선의 효과가 미약하고, 상기 폴리아크릴에스테르의 함량이 98중량%를 초과하는 경우에는 더 이상의 부착력 및 내구성 개선 효과를 기대하기 어렵다.
상기 폴리 비닐아세테이트-비닐버세테이트는 접착력 및 내열성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 폴리 비닐아세테이트-비닐버세테이트는 상기 성능개선 혼화제에 1∼30중량% 함유되는 것이 바람직한데, 상기 폴리 비닐아세테이트-비닐버세테이트의 함량이 30중량%를 초과하면 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물의 성능은 개선되나 가격경쟁력이 떨어질 수 있으며, 상기 폴리 비닐아세테이트-비닐버세테이트의 함량이 1중량% 미만이면 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물의 작업성은 개선되나 접착력 및 내열성 개선 효과가 미약할 수 있다.
상기 폴리부틸메타크릴레이트는 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물의 점도를 저하시켜 작업성 및 연성의 성질을 증진시키기 위해 사용된다. 또한, 상기 폴리부틸메타크릴레이트는 내산 및 내알칼리성이 우수하여 강도를 개선하는 효과가 있다. 상기 폴리부틸메타크릴레이트는 상기 성능개선 혼화제에 0.1∼25중량% 함유되는 것이 바람직한데, 상기 폴리부틸메타크릴레이트의 함량이 25중량%를 초과하면 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물의 성능은 개선되나 가격경쟁력이 떨어질 수 있으며, 상기 폴리부틸메타크릴레이트의 함량이 0.1중량% 미만이면 내산성 및 강도 개선효과가 미약할 수 있다.
상기 스티렌-아크릴은 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물의 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 스티렌-아크릴은 상기 성능개선 혼화제에 0.1∼25중량%가 혼입되는 것이 바람직한데, 상기 스티렌-아크릴의 함량이 25중량%를 초과하면 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물의 성능은 개선되나 가격경쟁력이 떨어질 수 있으며, 상기 스티렌-아크릴의 함량이 0.1중량% 미만이면 강도 및 내구성 개선 효과가 미약할 수 있다.
상기 성능개선 혼화제는 폴리아크릴레이트를 더 포함할 수 있다. 상기 폴리아크릴레이트는 유동성, 응집력 및 재료분리 방지성을 부여하여 안정적인 콘크리트 구조체를 형성하는데 기여할 수 있으며, 부수적으로는 탁월한 응집력에 의해 수중 오염방지, 콘크리트 구조물의 철근 보호 등의 부수적인 효과를 거둘 수 있다. 상기 폴리아크릴레이트는 상기 성능개선 혼화제에 0.01∼5중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 폴리아크릴레이트의 함량이 5중량%를 초과하면 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물의 점도가 높아져 작업성이 저하될 수 있으며, 상기 폴리아크릴레이트의 함량이 0.1중량% 미만이면 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물의 작업성은 개선되나 유동성, 응집력 및 재료분리 방지성 부여 효과가 미약할 수 있다.
또한, 상기 성능개선 혼화제는 폴리옥실에틸렌알루킬에스테르를 더 포함할 수 있다. 상기 폴리옥실에틸렌알루킬에스테르는 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물의 분산성을 개선시켜 작업성 개선 및 물-시멘트비를 저하시켜 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 폴리옥실에틸렌알루킬에스테르는 상기 성능개선 혼화제에 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직한데, 상기 폴리옥실에틸렌알루킬에스테르의 함량이 10중량%를 초과하면 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물의 성능은 개선되나 가격경쟁력이 떨어질 수 있으며, 상기 폴리옥실에틸렌알루킬에스테르의 함량이 0.01중량% 미만이면 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물의 작업성이 저하되고 강도 및 내구성 개선 효과가 미약할 수 있다.
또한, 상기 성능개선 혼화제는 폴리프로피온산비닐을 더 포함할 수 있다. 상기 폴리프로피온산비닐은 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물의 접착력, 내구성 및 내열성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 폴리프로피온산비닐은 상기 성능개선 혼화제에 0.1∼40중량% 함유되는 것이 바람직한데, 상기 폴리프로피온산비닐의 함량이 40중량%를 초과하면 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물의 성능은 개선되나 가격경쟁력이 떨어질 수 있으며, 상기 폴리프로피온산비닐의 함량이 0.1중량% 미만이면 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물의 작업성은 개선되나 접착력, 내구성 및 내열성 개선 효과가 미약할 수 있다.
또한, 상기 성능개선 혼화제는 메틸아크릴레이트-부타디엔을 더 포함할 수 있다. 상기 메틸아크릴레이트-부타디엔은 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물의 내산성 및 내알칼리성을 증진시키기 위해 사용된다. 상기 메틸아크릴레이트-부타디엔은 상기 성능개선 혼화제에 0.1∼30중량% 함유되는 것이 바람직한데, 상기 메틸아크릴레이트-부타디엔의 함량이 30중량%를 초과하면 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물의 성능은 개선되나 가격경쟁력이 떨어질 수 있으며, 상기 메틸아크릴레이트-부타디엔의 함량이 0.1중량% 미만이면 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물의 작업성은 개선되나 내산성 및 내알칼리성 증진 효과가 미약할 수 있다.
또한, 상기 성능개선 혼화제는 성능개선 혼화제 내의 기포를 제거하여 강도 및 내구성을 높이기 위한 소포제를 더 포함할 수 있다. 상기 소포제는 상기 성능개선 혼화제 내의 기포를 제거하여 강도 및 내구성을 높이기 위하여 사용한다. 또한, 상기 소포제가 성능개선 혼화제에 첨가되면 공기연행 효과를 부여하여 작업성 및 가사시간을 향상시킬 수 있다. 상기 소포제는 상기 성능개선 혼화제에 0.01∼5중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 소포제로는 알콜계 소포제, 실리콘계 소포제, 지방산계 소포제, 오일계 소포제, 에스테르계 소포제, 옥시알킬렌계 소포제 등을 사용할 수 있다. 상기 실리콘계 소포제로는 디메틸실리콘유, 폴리오가노실록산, 플루오로실리콘유 등이 있다. 상기 지방산계 소포제로는 스테아린산, 올레인산 등이 있다. 상기 오일계 소포제로는 등유, 동식물유, 피마자유 등이 있다. 상기 에스테르계 소포제로는 솔리톨트리올레이트, 글리세롤모노리시놀레이트 등이 있다. 상기 옥시알킬렌계 소포제로는 폴리옥시알킬렌, 아세틸렌에테르류, 폴리옥시알킬렌지방산에스테르, 폴리옥시알킬렌알킬아민 등이 있다. 상기 알콜계 소포제로는 글리콜(glycol) 등이 있다.
또한, 상기 성능개선 혼화제는 물-시멘트비를 감소시켜 강도 및 내구성을 개선하기 위한 감수제를 더 포함할 수 있다. 상기 감수제는 물-시멘트비를 감소시켜 강도 및 내구성을 개선하고 성능개선 혼화제의 유동성을 확보하기 위하여 사용한다. 상기 성능개선 혼화제에 감수제가 첨가되면 물-시멘트비가 저감된다. 상기 감수제는 성능개선 혼화제에 0.01∼5중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 감수제는 폴리카본산계, 멜라민계 또는 나프탈렌계 감수제를 사용할 수 있으나, 나프탈렌계와 멜라민계는 폴리카본산계에 비하여 조성물의 강도가 떨어지고 작업성 및 가사시간을 저하시킬 수 있으므로 조성물의 강도, 작업성 및 가사시간을 저하시키지 않는 폴리카본산계 감수제를 사용하는 것이 바람직하다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물의 제조방법을 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물은, 상기 시멘트 결합재 15∼70중량%, 상기 잔골재 25∼70중량%, 상기 성능개선 혼화제 0.01∼15중량%를 진공형 강제식 믹서에서 프리믹싱한 후, 물 0.1∼15중량% 첨가하여 강제식 믹서나 연속식 믹서로 소정시간(예컨대, 1∼10분) 동안 믹싱하여 제조할 수 있다.
이하에서, 상술한 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물 및 차집관로 이중 차단 물막이 장치를 이용한 차집관로 보수방법을 제시한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차집관로의 보수방법은, 먼저 이중 차단 물막이 장치를 이용하여 물막이 하는 단계를 포함한다.
이중 차단 물막이 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 맨홀(1)의 내측에서 하수관로(1)와 통수로(2)로 입설되는 격자형상의 메인 프레임(10)과, 상기 메인 프레임 상에서 하수가 차단되도록 설치되는 적어도 하나의 차단수문(20, 30, 40, 50, 70)을 포함할 수 있다. 차단수문(20, 30, 40, 50, 70)은 상기 메인 프레임(10)의 일측에서 상기 통수로(2)가 차단되도록 상하로 이동되는 장방형의 통수로 차단수문(20)과, 상기 메인 프레임(10)의 전방에서 상기 차집관로(1)의 중앙부에서 흐르는 하수가 차단되도록 상하로 이동되는 장방형의 관로 차단수문(30)과, 상기 메인 프레임(10)의 타 측에서 상기 하수관로(1)의 일측으로 흐르는 하수가 차단되도록 일측이 메인 프레임(10)과 힌지 연결되고 타측이 하수관로(1)의 벽면과 경사지게 밀착되어 회전되도록 회전축이 구비된 벽면 차단수문(40, 70)과, 상기 메인 프레임(10)의 하측에 안착되어 상기 통수로(2)의 상면을 차단하는 장방형의 침사지 차단판(50)을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 이중 차단 물막이 장치를 이용하여 차집관로의 작업 구간이 차수되도록 하는 물막이 단계 후, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차집관로의 보수방법은, 구조물의 불순물, 레이턴스, 열화된 부위 등을 핸드 워터젯, 고압 세척기 등으로 제거하는 단계와, 제거된 부위에 프라이머 처리하는 단계와, 상기 프라이머 처리된 상부에 상기 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물을 타설하여 단면을 복구하는 단계와, 단면이 복구된 결과물을 표면 마무리하고 표면 강화 보호제를 도포하여 마무리 처리하는 단계를 포함한다.
상기 열화된 부위는 철근 하부까지 제거하고, 상기 프라이머 처리하는 단계 전에 노출된 철근을 방청 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 핸드 워터젯, 고압 세척기를 이용하는 경우에 정상적인 경우에는 콘크리트 구조물의 철근이 노출되지 않지만 열화가 심한 경우에는 열화된 부위에서 철근이 노출될 수도 있는데, 이렇게 철근이 노출되는 경우에는 방청 처리하여 철근의 부식을 방지하는 것이 바람직하다.
이하에서, 상기 프라이머 처리라 함은 상기 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물이 콘크리트 구조물에 부착되기 용이하게 하는 물질을 도포하는 것을 의미하는 것으로 사용한다. 상기 프라이머 처리는 메틸아크릴레이트-부타디엔 라텍스, 폴리 아크릴 에스테르, 아크릴, 에틸 비닐 아세테이트, 메틸메타크릴레이트 및 실란계 화합물, 상기 성능개선 혼화제 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 물질을 사용할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 표면 강화 보호제는 메틸아크릴레이트-부타디엔 라텍스, 폴리 아크릴 에스테르, 아크릴, 에틸 비닐 아세테이트, 메틸메타크릴레이트 및 실란계 화합물, 상기 성능개선 혼화제 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 물질을 사용할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하에서, 본 발명에 따른 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물의 실시예들을 더욱 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실시예들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
시멘트 결합재 40중량%, 잔골재 50중량% 및 성능개선 혼화제 4중량%를 진공형 강제식 믹서에서 프리믹싱한 후, 물 6중량%을 첨가하여 2분간 강제식 믹서로 교반하여 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물을 제조하였다.
이때, 상기 시멘트 결합재는 조강 포틀랜드 시멘트 40중량%, 고로슬래그 분말 20중량%, 알루미나 시멘트 15중량%, 플라이애시 5중량%, 폐활성탄 5중량%, 무수석고 5중량%, 황산 칼슘 5중량%, 산화아연 2중량%, 벤토나이트 2중량%, 나이론 섬유 0.5중량% 및 감수제 0.5중량%를 혼합하여 사용하였다. 상기 감수제는 폴리카본산계 감수제를 사용하였다.
상기 잔골재는 실리카질 규사 90중량%, 맥반석 분말 5중량% 및 질석 5중량%를 혼합하여 사용하였다.
상기 성능개선 혼화제는 폴리아크릴에스테르 90중량%, 폴리 비닐아세테이트-비닐버세테이트 3중량%, 폴리부틸메타크릴레이트 1중량%, 스티렌-아크릴 1중량%, 폴리아크릴레이트 1중량%, 폴리옥실에틸렌알루킬에스테르 1중량%, 폴리프로피온산비닐 1중량%, 메틸아크릴레이트-부타디엔 1중량%, 소포제 0.5중량%, 감수제 0.5중량%를 혼합하여 사용하였다. 상기 소포제는 실리콘계 소포제를 사용하였다. 상기 감수제는 폴리카본산계 감수제를 사용하였다.
<실시예 2>
시멘트 결합재 40중량%, 잔골재 50중량% 및 성능개선 혼화제 4중량%를 진공형 강제식 믹서에서 프리믹싱한 후, 물 6중량%을 첨가하여 2분간 강제식 믹서로 교반하여 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물을 제조하였다.
이때, 상기 시멘트 결합재는 조강 포틀랜드 시멘트 40중량%, 고로슬래그 분말 20중량%, 알루미나 시멘트 15중량%, 플라이애시 5중량%, 폐활성탄 5중량%, 무수석고 5중량%, 황산 칼슘 5중량%, 산화아연 2중량%, 벤토나이트 2중량%, 나이론 섬유 0.5중량% 및 감수제 0.5중량%를 혼합하여 사용하였다. 상기 감수제는 폴리카본산계 감수제를 사용하였다.
상기 잔골재는 실리카질 규사 90중량%, 맥반석 분말 5중량% 및 질석 5중량%를 혼합하여 사용하였다.
상기 성능개선 혼화제는 폴리아크릴에스테르 85중량%, 폴리 비닐아세테이트-비닐버세테이트 4중량%, 폴리부틸메타크릴레이트 3중량%, 스티렌-아크릴 3중량%, 폴리아크릴레이트 1중량%, 폴리옥실에틸렌알루킬에스테르 1중량%, 폴리프로피온산비닐 1중량%, 메틸아크릴레이트-부타디엔 1중량%, 소포제 0.5중량%, 감수제 0.5중량%를 혼합하여 사용하였다. 상기 소포제는 실리콘계 소포제를 사용하였다. 상기 감수제는 폴리카본산계 감수제를 사용하였다.
<실시예 3>
시멘트 결합재 40중량%, 잔골재 50중량% 및 성능개선 혼화제 4중량%를 진공형 강제식 믹서에서 프리믹싱한 후, 물 6중량%을 첨가하여 2분간 강제식 믹서로 교반하여 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물을 제조하였다.
이때, 상기 시멘트 결합재는 조강 포틀랜드 시멘트 40중량%, 고로슬래그 분말 20중량%, 알루미나 시멘트 15중량%, 플라이애시 5중량%, 폐활성탄 5중량%, 무수석고 5중량%, 황산 칼슘 5중량%, 산화아연 2중량%, 벤토나이트 2중량%, 나이론 섬유 0.5중량% 및 감수제 0.5중량%를 혼합하여 사용하였다. 상기 감수제는 폴리카본산계 감수제를 사용하였다.
상기 잔골재는 실리카질 규사 90중량%, 맥반석 분말 5중량% 및 질석 5중량%를 혼합하여 사용하였다.
상기 성능개선 혼화제는 폴리아크릴에스테르 80중량%, 폴리 비닐아세테이트-비닐버세테이트 6중량%, 폴리부틸메타크릴레이트 5중량%, 스티렌-아크릴 5중량%, 폴리아크릴레이트 1중량%, 폴리옥실에틸렌알루킬에스테르 1중량%, 폴리프로피온산비닐 1중량%, 메틸아크릴레이트-부타디엔 1중량%, 소포제 0.5중량%, 감수제 0.5중량%를 혼합하여 사용하였다. 상기 소포제는 실리콘계 소포제를 사용하였다. 상기 감수제는 폴리카본산계 감수제를 사용하였다.
상기의 실시예 1 내지 실시예 3의 특성을 보다 용이하게 파악할 수 있도록 본 발명의 실시예들과 비교할 수 있는 비교예들을 제시하며, 후술할 비교예 1 및 2는 현재 일반적으로 널리 사용되고 있는 보통 시멘트 모르타르 조성물 및 폴리머 시멘트 모르타르 조성물을 제시한 것이다.
<비교예 1>
보통 시멘트 40중량%, 잔골재 50중량% 및 물 10중량%를 강제식 믹서로 교반하여 보통 시멘트 모르타르 조성물을 제조하였다.
<비교예 2>
보통 시멘트 40중량%, 잔골재 50중량% 및 폴리아크릴에스테르 4중량%를 진공형 강제식 믹서로 프리믹싱한 후 물 6중량%를 첨가하여 강제식 믹서로 2분간 교반하여 폴리머 시멘트 모르타르 조성물을 제조하였다.
아래의 시험예들은 본 발명에 따른 실시예 1 내지 실시예 3의 특성을 보다 용이하게 파악할 수 있도록 본 발명에 따른 실시예들과 비교예 1 및 비교예 2의 특성을 비교한 실험결과들을 나타낸 것이다.
<시험예 1>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물과 비교예들에서 제조한 시멘트 모르타르 조성물의 물리적 특성을 비교하기 위하여, 상기에서 설명한 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 의하여 제조된 시멘트 모르타르 조성물을 KS F 2476(폴리머 시멘트 모르타르의 시험방법)에 의한 압축, 휨, 인장 및 접착강도 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2
강도
(kgf/㎠)		 휨 110 116 123 68 101
압축 518 542 588 499 506
인장 54 59 68 35 48
접착 23 25 28 17 21
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물의 휨, 압축, 인장 및 접착강도는 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물에 비하여 월등히 높았다.
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물이 비교예들에서 제조한 시멘트 모르타르 조성물과 비교하여 강도 면에서 월등히 우수함을 확인할 수 있었다.
<시험예 2>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물을 KS F 2476에 의하여 길이변화율을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
길이변화율(%) 0.02 0.01 0.01 0.11 0.09
위의 표 2에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물에 비하여 건조수축량이 감소되어 수축 저감 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
<시험예 3>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물을 KS F 2476에 규정한 방법에 따라 흡수율의 측정 결과를 아래의 표 3에 나타내었다. 흡수율이 높으면 불순물이나 물이 콘크리트의 내부로 침투하게 되면 콘크리트의 내부에 기공률이 증가하게 되어 구조물의 파손을 초래하는 문제가 발생한다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
흡수율(%) 0.4 0.3 0.2 2.5 0.8
위의 표 3에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물은 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물에 비하여 흡수율이 낮았다.
<시험예 4>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물을 KS F 2476에 의한 염화물 이온 침투깊이 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
염화물 이온 침투 깊이(mm) 0.8 0.5 0.35 2.1 1.1
위의 표 4에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물에 비하여 염화물 이온 침투 깊이가 적게 나타나 염해에 대한 저항성이 높음을 확인할 수 있었다.
<시험예 5>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물을 KS F 2476에 의한 중성화 깊이 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
중성화 깊이(mm) 0.3 0.2 0.1 1.6 0.7
위의 표 5에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물에 비하여 중성화 침투 깊이가 적게 나타나 중성화에 대한 저항성이 높음을 확인할 수 있었다.
<시험예 6>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물을 일본 공업 규격 원안 [콘크리트의 용액침적에 의한 내약품성 시험 방법]에 준하여 2% 염산, 5% 황산 및 45% 수산화 나트륨의 수용액을 시험 용액으로 28일 공시체를 침적하여 내약품성 시험의 측정결과를 아래의 표 6에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
중량변화율
(%)		 염산 -0.9 -0.4 -0.2 -7.0 -1.5
황산 -0.1 -0.1 0 -2.1 -0.6
수산화나트륨 +0.6 +0.9 +1.1 -0.2 +0.3
위의 표 6에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물에 비하여 내약품성에 대한 중량변화율이 적게 나타나 내약품성에 대한 저항성이 높음을 확인할 수 있었다.
<시험예 7>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물과 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물을 KS F 2456에 규정한 방법에 따라 동결융해저항성 시험의 측정 결과를 아래의 표 7에 나타내었다. 동결융해는 콘크리트에 모세관 내에 흡수된 수분이 결빙되고 녹는 것을 말하는 것으로, 동결융해가 반복되면 콘크리트 조직에 미세한 균열이 발생하게 되어 내구성이 저하되는 문제가 발생하게 된다. 표 7은 동결융해 저항성 시험에 따른 각각의 실시예들 및 비교예들의 내구성 지수를 표시한 것이다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
내구성 지수 92 94 95 70 90
위의 표 7에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물이 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 시멘트 모르타르 조성물에 비하여 내구성 지수가 월등히 높으므로, 내구성이 향상된 것을 알 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
1 : 차집관로
2 : 통수로
3 : 침사지
4 : 맨홀
10 : 메인 프레임
20, 30, 40, 50, 70 : 차단수문

Claims (13)

  1. 이중 차단 물막이 장치를 이용하여 물막이 하는 단계; 구조물의 불순물, 레이턴스 및 열화된 부위를 핸드 워터젯 또는 고압수 세척기로 제거하는 단계; 제거된 부위에 프라이머 처리하는 단계; 상기 프라이머 처리된 상부에 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물을 타설하여 단면을 복구하는 단계; 및 단면이 복구된 결과물을 표면 마무리하고 표면 강화 보호제를 도포하여 마무리 처리하는 단계를 포함하는 차집관로의 보수방법으로서,
    상기 차집관로 보수용 시멘트 모르타르 조성물은, 시멘트 결합재 15∼70중량%, 잔골재 25∼70중량%, 성능개선 혼화제0.01∼15중량% 및 물 0.1∼15중량%를 포함하며, 상기 성능개선 혼화제는, 강도 및 부착력을 개선하기 위한 폴리아크릴에스테르 50∼98중량%, 접착력 및 내열성을 개선하기 위한 폴리 비닐아세테이트-비닐버세테이트 1∼30중량%, 내산성 및 내알칼리성을 개선하기 위한 폴리부틸메타크릴레이트 0.1∼25중량% 및 강도 및 내구성을 개선하기 위한 스티렌-아크릴 0.1∼25중량%을 포함하며,
    상기 이중 차단 물막이 장치는, 차집관로(1)로 진출입되도록 형성된 맨홀(4)의 내측에서 차집관로(1)와 통수로(2)로 입설되는 격자형상의 메인 프레임(10)과 상기 메인 프레임(10)의 일측에서 상기 통수로(2)가 차단되도록 상하로 이동되는 장방형의 통수로 차단수문(20)과 상기 메인 프레임(10)의 전방에서 상기 차집관로(1)의 중앙부에서 흐르는 하수가 차단되도록 상하로 이동되는 장방형의 관로 차단수문(30)과 상기 메인 프레임(10)과 힌지 연결되고 타측이 차집관로(1)의 벽면과 경사지게 밀착되어 회전되도록 회전축(41)이 구비된 벽면 차단수문(40)과 상기 메인 프레임(10)과 힌지 연결되고 타 측이 차집관로(1)의 벽면과 경사지게 밀착되어 회전되도록 제2회전축(71)이 구비된 벽면 차단수문(70)과 상기 메인프레임(10)의 하측에 안착되어 침사지(3)의 상면을 차단하는 장방형의 침사지 차단판(50)을 포함하여 구성된
    것을 특징으로 하는 차집관로의 보수방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 시멘트 결합재는,
    조강 포틀랜드 시멘트 15∼70중량%, 고로슬래그 분말 15∼55중량%, 플라이애시 5∼30중량%, 폐활성탄 1∼20중량%, 무수석고 1∼20중량%, 황산 칼슘 1∼15중량%, 알루미나 시멘트 0.1∼10중량%, 산화아연 0.01∼10중량%, 벤토나이트 0.01∼10중량% 및 나이론 섬유 0.01∼10중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 차집관로의 보수방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 시멘트 결합재는 산화티탄 0.01∼10중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차집관로의 보수방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 시멘트 결합재는 우드애시 0.01∼10중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차집관로의 보수방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 잔골재는 실리카질 규사 50∼95중량%, 맥반석 분말 1∼30중량% 및 질석 1∼20중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 차집관로의 보수방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 성능개선 혼화제는 폴리아크릴레이트 0.01∼5중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차집관로의 보수방법.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서, 상기 성능개선 혼화제는 폴리프로피온산비닐 0.1∼40중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차집관로의 보수방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 성능개선 혼화제는 메틸아크릴레이트-부타디엔 0.1∼30중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차집관로의 보수방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서, 상기 프라이머 처리는 메틸아크릴레이트-부타디엔 라텍스, 폴리 아크릴 에스테르, 아크릴, 에틸 비닐 아세테이트, 메틸메타크릴레이트 및 실란계 화합물 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 사용하며,
    상기 표면 강화 보호제는 메틸아크릴레이트-부타디엔 라텍스, 폴리 아크릴 에스테르, 아크릴, 에틸 비닐 아세테이트, 메틸메타크릴레이트 및 실란계 화합물 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 사용하는 것을 특징으로 하는 차집관로의 보수방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 열화된 부위는 철근 하부까지 제거하고, 상기 프라이머 처리하는 단계 전에 노출된 철근을 방청처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차집관로의 보수방법.
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