실란계 침투성 흡수방지재를 이용한 콘크리트 표층면 내구성능에 관한 연구 The Study on Effect Silane Solution as Protection Agent of Absorption for the Durability in Concrete Surface Layer원문보기
콘크리트 구조물의 장기적 내구수명 확보를 위하여 그 동안 적용되어온 주요 기술은 콘크리트의 강도개선, 건조수축 및 균열제어, 시공성 및 양생 조건 개선 등 콘크리트 자체의 성능에 중심을 둔 연구가 대부분이었다. 그러나 심각하게 변화하는 대기 및 수질환경이 콘크리트에 미치는 부식 혹은 침식의 영향은 이러한 기술만으로는 충분히 대처하기 어렵다는 것이 최근 제기되는 문제이다. 콘크리트가 대기 또는 수질의 화학적 환경에 직접 노출되는 현황에서 콘크리트 표층부의 침식에 대한 내구성 확보 또한 단순히 강도 이론만으로 해결하기 어려운 부분이다. 따라서 콘크리트 표면에 액상상태의 침투성 흡수방지재를 도포함으로써 별도의 보호층을 두지 않고 표층부 내구성을 향상시킬 필요가 제안되고 있다. 이는 별도의 보호층을 두었던 기존의 표면보호재가 가지고 있는 ...
콘크리트 구조물의 장기적 내구수명 확보를 위하여 그 동안 적용되어온 주요 기술은 콘크리트의 강도개선, 건조수축 및 균열제어, 시공성 및 양생 조건 개선 등 콘크리트 자체의 성능에 중심을 둔 연구가 대부분이었다. 그러나 심각하게 변화하는 대기 및 수질환경이 콘크리트에 미치는 부식 혹은 침식의 영향은 이러한 기술만으로는 충분히 대처하기 어렵다는 것이 최근 제기되는 문제이다. 콘크리트가 대기 또는 수질의 화학적 환경에 직접 노출되는 현황에서 콘크리트 표층부의 침식에 대한 내구성 확보 또한 단순히 강도 이론만으로 해결하기 어려운 부분이다. 따라서 콘크리트 표면에 액상상태의 침투성 흡수방지재를 도포함으로써 별도의 보호층을 두지 않고 표층부 내구성을 향상시킬 필요가 제안되고 있다. 이는 별도의 보호층을 두었던 기존의 표면보호재가 가지고 있는 박리, 박락으로 인한 2차적인 오염과 보호재로써의 기능상실로 인한 내구성의 향상을 가져오지 못한 실정이였다. 특히 공업지역 및 해안지역에 가까운 콘크리트 구조의 표층부 침식작용에 대한 보수·보강의 필요성이 강조되면서 이에 대한 대응방법으로도 액상형 침투성 표면보호재의 적용이 권장되고 있다. 따라서 본 연구는 흡수방지재를 사용하여 구조체 표층에 보호층을 형성하지 않고 콘크리트 표층부와 일체화된 강화층을 형성하여 수분 침투를 막아주고, 내구성을 강화시킬 목적으로 본 연구를 수행하였으며, 본 실험의 결과를 통해서 수용성 침투성 흡수방지재를 사용하였을 때 콘크리트 표층부의 내구성능 개선에 미치는 효과와 영향을 평가하는데 목적을 두었다. 콘크리트 표층부의 내구성능 개선을 목적으로 모세관 내부코팅형 실란계 침투성 흡수방지재를 도포하였을 때, 콘크리트 및 모르타르 표층부의 성능에 미치는 영향을 평가한 결과는 다음과 같다. (1) 시험체 표층부의 강도(탈락강도)에 미치는 영향은 대략 재령28일 기준으로 28∼31kgf/㎠이고, 무도포시험체의 경우 19∼26kgf/㎠로 나타났다. 이는 흡수방지재가 모체자체의 표층부 강도측면에서 약간 상위(上位)하는 탈락강도 값을 나타냈으며, 이는 흡수방지재의 발수(發水)적 성질이 모체자체 표층부의 강도를 저해하는 영향이 없음을 알 수 있었다. (2) 흡수방지재를 도포한 시험체는 모체의 미세한 모세관공극벽을 코팅(Coating)하여 물과 재료 표층과의 접촉각을 증대시켜 물의 흡수와 투수를 줄이는 것으로 보이며 알칼리 용출 저항성시험을 통해서도 알칼리 억제 기능이 있었다. 이러한 결과로 볼 때 흡수방지재가 앞으로 콘크리트 표층부 내구성 향상에 기여할 수 있다고 사료된다. (3) 물 희석량에 따른 침투깊이의 차이를 볼 때 콘크리트 표층부에 흡수방지재가 침투하여 일정한 깊이를 확보하는 것은 물의 량에 비례하는 것이 아니라 모세관 내부코팅을 형성하게 하는 실란계 흡수방지재 활성성분의 양에 비례하며, 과다한 물의 희석은 소정의 깊이를 확보하지 못하므로 현장 시공 및 적용에 주의를 요한다. (4) 내화학 시험을 통해서 흡수방지재는 일반 무도포에 비해 알칼리성분에 대한 저항성을 보이나, 산에 대한 저항성이 약하여 부식 및 탈락에 의한 중량감소가 심하므로 산(酸)의 직접적인 영향을 받는 곳에서의 사용을 고려하고 앞으로 이에 적절한 대책이 요구된다. (5) 다른 마감재를 상도(上塗)면 도포시에도 요구성능에 부합되는 부착강도를 만족했다. 이는 일반적으로 많이 쓰이는 수성계 도막재가 모체에 함침(含浸)하여 일체화를 형성하는데 있어서 본 흡수방지재가 부정적인 영향을 미치지 않음을 알 수 있었다. 흡수방지재가 물을 포함하는 수성계 도막재와의 결합에 있어서 소정의 부착강도를 나타낸다는 것은 본 흡수방지재가 표면 필름형성이 아닌 모세관 내부 코팅형의 특성에 기인한 것으로 사료 된다. (6) 본 연구를 통하여 콘크리트 표면에 필름(膜)을 형성하는 기존의 발수제의 특성과 비교할 때, 모세관 내부 코팅형 흡수방지재의 사용도 현장에서 콘크리트 표층부의 성능개선에 긍정적인 효과가 있음을 알 수 있었다.
콘크리트 구조물의 장기적 내구수명 확보를 위하여 그 동안 적용되어온 주요 기술은 콘크리트의 강도개선, 건조수축 및 균열제어, 시공성 및 양생 조건 개선 등 콘크리트 자체의 성능에 중심을 둔 연구가 대부분이었다. 그러나 심각하게 변화하는 대기 및 수질환경이 콘크리트에 미치는 부식 혹은 침식의 영향은 이러한 기술만으로는 충분히 대처하기 어렵다는 것이 최근 제기되는 문제이다. 콘크리트가 대기 또는 수질의 화학적 환경에 직접 노출되는 현황에서 콘크리트 표층부의 침식에 대한 내구성 확보 또한 단순히 강도 이론만으로 해결하기 어려운 부분이다. 따라서 콘크리트 표면에 액상상태의 침투성 흡수방지재를 도포함으로써 별도의 보호층을 두지 않고 표층부 내구성을 향상시킬 필요가 제안되고 있다. 이는 별도의 보호층을 두었던 기존의 표면보호재가 가지고 있는 박리, 박락으로 인한 2차적인 오염과 보호재로써의 기능상실로 인한 내구성의 향상을 가져오지 못한 실정이였다. 특히 공업지역 및 해안지역에 가까운 콘크리트 구조의 표층부 침식작용에 대한 보수·보강의 필요성이 강조되면서 이에 대한 대응방법으로도 액상형 침투성 표면보호재의 적용이 권장되고 있다. 따라서 본 연구는 흡수방지재를 사용하여 구조체 표층에 보호층을 형성하지 않고 콘크리트 표층부와 일체화된 강화층을 형성하여 수분 침투를 막아주고, 내구성을 강화시킬 목적으로 본 연구를 수행하였으며, 본 실험의 결과를 통해서 수용성 침투성 흡수방지재를 사용하였을 때 콘크리트 표층부의 내구성능 개선에 미치는 효과와 영향을 평가하는데 목적을 두었다. 콘크리트 표층부의 내구성능 개선을 목적으로 모세관 내부코팅형 실란계 침투성 흡수방지재를 도포하였을 때, 콘크리트 및 모르타르 표층부의 성능에 미치는 영향을 평가한 결과는 다음과 같다. (1) 시험체 표층부의 강도(탈락강도)에 미치는 영향은 대략 재령28일 기준으로 28∼31kgf/㎠이고, 무도포시험체의 경우 19∼26kgf/㎠로 나타났다. 이는 흡수방지재가 모체자체의 표층부 강도측면에서 약간 상위(上位)하는 탈락강도 값을 나타냈으며, 이는 흡수방지재의 발수(發水)적 성질이 모체자체 표층부의 강도를 저해하는 영향이 없음을 알 수 있었다. (2) 흡수방지재를 도포한 시험체는 모체의 미세한 모세관공극벽을 코팅(Coating)하여 물과 재료 표층과의 접촉각을 증대시켜 물의 흡수와 투수를 줄이는 것으로 보이며 알칼리 용출 저항성시험을 통해서도 알칼리 억제 기능이 있었다. 이러한 결과로 볼 때 흡수방지재가 앞으로 콘크리트 표층부 내구성 향상에 기여할 수 있다고 사료된다. (3) 물 희석량에 따른 침투깊이의 차이를 볼 때 콘크리트 표층부에 흡수방지재가 침투하여 일정한 깊이를 확보하는 것은 물의 량에 비례하는 것이 아니라 모세관 내부코팅을 형성하게 하는 실란계 흡수방지재 활성성분의 양에 비례하며, 과다한 물의 희석은 소정의 깊이를 확보하지 못하므로 현장 시공 및 적용에 주의를 요한다. (4) 내화학 시험을 통해서 흡수방지재는 일반 무도포에 비해 알칼리성분에 대한 저항성을 보이나, 산에 대한 저항성이 약하여 부식 및 탈락에 의한 중량감소가 심하므로 산(酸)의 직접적인 영향을 받는 곳에서의 사용을 고려하고 앞으로 이에 적절한 대책이 요구된다. (5) 다른 마감재를 상도(上塗)면 도포시에도 요구성능에 부합되는 부착강도를 만족했다. 이는 일반적으로 많이 쓰이는 수성계 도막재가 모체에 함침(含浸)하여 일체화를 형성하는데 있어서 본 흡수방지재가 부정적인 영향을 미치지 않음을 알 수 있었다. 흡수방지재가 물을 포함하는 수성계 도막재와의 결합에 있어서 소정의 부착강도를 나타낸다는 것은 본 흡수방지재가 표면 필름형성이 아닌 모세관 내부 코팅형의 특성에 기인한 것으로 사료 된다. (6) 본 연구를 통하여 콘크리트 표면에 필름(膜)을 형성하는 기존의 발수제의 특성과 비교할 때, 모세관 내부 코팅형 흡수방지재의 사용도 현장에서 콘크리트 표층부의 성능개선에 긍정적인 효과가 있음을 알 수 있었다.
Concrete offer many attractive properties, particularly economy, durability and freedom of design, that have made it the most widely used construction material. Concrete is essential for modem industrial and public buildings. Concrete and reinforced concrete have changed the course of building const...
Concrete offer many attractive properties, particularly economy, durability and freedom of design, that have made it the most widely used construction material. Concrete is essential for modem industrial and public buildings. Concrete and reinforced concrete have changed the course of building construction in the last few decades. When these materials were developed about 120 years ago, architecture, civil engineers and builders were presented with materials that not only had physical properties, such as compressive strength and tensile strength in building, but which could be molded like no other material before. It was possible to build either delicate and intricate structures or massive civil engineering works. Concrete economy and durability made it indispensable. Damage to concrete always involves water, while water can cause purely physical damage, for example in the case of freeze/thaw stressing, it is also a medium for the transport of aggressive substances, such as chlorides from road salts and forms a reaction medium for harmful chemical processes, particularly corrosion of the reinforcing steel. One of the most efficient ways of preserving concrete is thus protection against moisture. When protective silicone agent was in its infancy, there were two main sorts of water repellents, namely solution of silicon resins in organic solvents and methyl siliconates in water. Standard methyl silicon resins have the added disadvantage of mot being very disadvantage on alkaline substrates. Under alkaline conditions, the silicon resin network is broken open and methyl siliconates are formed. Methyl siliconates are water-soluble and are leached out by rain. The silicone resin, along with the water repellency it confers on the substrate, dwindles with time. Under the influence of ambient carbon dioxide, aqueous solutions of siliconates undergo the reverse reaction of the reaction by which they were formed, ie, they revert back to the polymeric silicone network, poly-methyl silicone network, poly-methyl silica. Poly-methyl silica is thus the active hydrophobic ingredient in siliconates. Alkali carbonate are formed as by products. Also siliconates are no longer used for impregnating facades, because they are apt to form a white deposit and can be leached out if exposed to rain. Better penetration is achieved by using low-molecular rather than high-molecular compounds. This discovery marked the birth of the S.S. The silanes are mono-meric alkyltri-alkoxy silanes, and the siloxanes are oligomeric alkylalkoxy siloxanes derived therefrom. So This study deals with the properties and application of silane solution for the protection of absorption in concrete surface. It is to know the properties and application of silane solution by estimating the adhesive strength, capacity, penetration depth, resistance of permeability, absorption the chemical resistance, and micro-structure etc. through various test methods for the protection of absorption in concrete surface layer. The conclusion of the study are as belows; 1) The adhesive ability of S.S(Silane Solution) after dry curing(20± 3℃, 60± 5) was around 28∼31kgf/㎠. Compared with the adhesive ability of untreated testing sample being around 19∼24kgf/㎠, the adhesive ability of S.S indicated that S.S's application on surface of concrete layer does not harm to its adhesive ability 2) Water can no linger penetrate on liquid form onto capillaries that have been rendered water repellent, since, as a polar liquid, it is unable to interact with a non polar, hydrophobic surface in absorption capacity of the SS impregnating agents. In other words, pores which have been siliconized and therefore hydrophobic and no longer be wetted by water. The degree of wetting can be determined quantitatively as the contract angle e. Untreated surfaces of mineral building materials was wetted immediately by water because the contract angle would be in range 0˚≤□≤90˚ But the same material was treated with the S.S, the drops of water retain their spherical shape and did not penetrate into the substrate during test of absorptive property. The water supposed to be repelled in the form of beads because the contract angle would be in range 90˚≤□≤ 180˚. 3) Permeability ratio of the S.S was an average of 0.16. Although it has good ability of prevent water invasion from permeating to concrete surface for development of durability in its Surface Layer. That does not always indicated that the S.S's resistance of permeability is perfect waterproofing such as membrane. Generally, underground water depth regards about 10m and 1∼3kg/㎠, it is necessary to consider its application on the underground environment 4) In order that the reduced tendency to absorb water may be long-lasting, It is not sufficient if the S.S effect is limited to the surface of the concrete surface layer. It is essential that the hydrophobic zone extend deep below the concrete surface. But the S.S has depth of penetration in the range of 10.23∼10.00mm (without extra water plus) result from the S.S was test of depth of penetration 5) The test of chemical resistance generally showed that S.S had strong resistance to alkalis. But it did not surfficent resistance to acids. So application of the S.S should be considered in acid environment. 6) The S.S compared to conventional low-viscosity impregnate agents is that even vertical surfaces and ceilings can be treated without materials tricking or dripping off in an uncontrolled way. the S.S can be uniformly impregnate and application in construction field when it will be applied because of its cream type. Also the S.S is solvent-free aqueous preparation, which is therefore environmentally materials As the result of the characteristics of silane solution of capillary coating type can be both good adhesion of coating and compatibleness with other water-based waterproofing materials on the concrete surface layer. It can be possible to reduce water absorption in the capillaries and resist to alkalis. It is also considered that the continuous study about the silane solution of capillary coating based on this should deal with the protection against the disadvantage aspect.
Concrete offer many attractive properties, particularly economy, durability and freedom of design, that have made it the most widely used construction material. Concrete is essential for modem industrial and public buildings. Concrete and reinforced concrete have changed the course of building construction in the last few decades. When these materials were developed about 120 years ago, architecture, civil engineers and builders were presented with materials that not only had physical properties, such as compressive strength and tensile strength in building, but which could be molded like no other material before. It was possible to build either delicate and intricate structures or massive civil engineering works. Concrete economy and durability made it indispensable. Damage to concrete always involves water, while water can cause purely physical damage, for example in the case of freeze/thaw stressing, it is also a medium for the transport of aggressive substances, such as chlorides from road salts and forms a reaction medium for harmful chemical processes, particularly corrosion of the reinforcing steel. One of the most efficient ways of preserving concrete is thus protection against moisture. When protective silicone agent was in its infancy, there were two main sorts of water repellents, namely solution of silicon resins in organic solvents and methyl siliconates in water. Standard methyl silicon resins have the added disadvantage of mot being very disadvantage on alkaline substrates. Under alkaline conditions, the silicon resin network is broken open and methyl siliconates are formed. Methyl siliconates are water-soluble and are leached out by rain. The silicone resin, along with the water repellency it confers on the substrate, dwindles with time. Under the influence of ambient carbon dioxide, aqueous solutions of siliconates undergo the reverse reaction of the reaction by which they were formed, ie, they revert back to the polymeric silicone network, poly-methyl silicone network, poly-methyl silica. Poly-methyl silica is thus the active hydrophobic ingredient in siliconates. Alkali carbonate are formed as by products. Also siliconates are no longer used for impregnating facades, because they are apt to form a white deposit and can be leached out if exposed to rain. Better penetration is achieved by using low-molecular rather than high-molecular compounds. This discovery marked the birth of the S.S. The silanes are mono-meric alkyltri-alkoxy silanes, and the siloxanes are oligomeric alkylalkoxy siloxanes derived therefrom. So This study deals with the properties and application of silane solution for the protection of absorption in concrete surface. It is to know the properties and application of silane solution by estimating the adhesive strength, capacity, penetration depth, resistance of permeability, absorption the chemical resistance, and micro-structure etc. through various test methods for the protection of absorption in concrete surface layer. The conclusion of the study are as belows; 1) The adhesive ability of S.S(Silane Solution) after dry curing(20± 3℃, 60± 5) was around 28∼31kgf/㎠. Compared with the adhesive ability of untreated testing sample being around 19∼24kgf/㎠, the adhesive ability of S.S indicated that S.S's application on surface of concrete layer does not harm to its adhesive ability 2) Water can no linger penetrate on liquid form onto capillaries that have been rendered water repellent, since, as a polar liquid, it is unable to interact with a non polar, hydrophobic surface in absorption capacity of the SS impregnating agents. In other words, pores which have been siliconized and therefore hydrophobic and no longer be wetted by water. The degree of wetting can be determined quantitatively as the contract angle e. Untreated surfaces of mineral building materials was wetted immediately by water because the contract angle would be in range 0˚≤□≤90˚ But the same material was treated with the S.S, the drops of water retain their spherical shape and did not penetrate into the substrate during test of absorptive property. The water supposed to be repelled in the form of beads because the contract angle would be in range 90˚≤□≤ 180˚. 3) Permeability ratio of the S.S was an average of 0.16. Although it has good ability of prevent water invasion from permeating to concrete surface for development of durability in its Surface Layer. That does not always indicated that the S.S's resistance of permeability is perfect waterproofing such as membrane. Generally, underground water depth regards about 10m and 1∼3kg/㎠, it is necessary to consider its application on the underground environment 4) In order that the reduced tendency to absorb water may be long-lasting, It is not sufficient if the S.S effect is limited to the surface of the concrete surface layer. It is essential that the hydrophobic zone extend deep below the concrete surface. But the S.S has depth of penetration in the range of 10.23∼10.00mm (without extra water plus) result from the S.S was test of depth of penetration 5) The test of chemical resistance generally showed that S.S had strong resistance to alkalis. But it did not surfficent resistance to acids. So application of the S.S should be considered in acid environment. 6) The S.S compared to conventional low-viscosity impregnate agents is that even vertical surfaces and ceilings can be treated without materials tricking or dripping off in an uncontrolled way. the S.S can be uniformly impregnate and application in construction field when it will be applied because of its cream type. Also the S.S is solvent-free aqueous preparation, which is therefore environmentally materials As the result of the characteristics of silane solution of capillary coating type can be both good adhesion of coating and compatibleness with other water-based waterproofing materials on the concrete surface layer. It can be possible to reduce water absorption in the capillaries and resist to alkalis. It is also considered that the continuous study about the silane solution of capillary coating based on this should deal with the protection against the disadvantage aspect.
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