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문제 정의
- 본 연구에서는 국내에서 콘크리트 보수 및 보호를 목적으로 사용되는 침투성 표면 보호재 중 실란계와 실리케이트계의 성능을 비교 실험하여 콘크리트 구조물의 내구성 향상 및 장수 명화를 위해 적용되는 침투성 표면 보호재에 대한 참고 자료를 제시하는데 목적이 있다.
제안 방법
- 본 연구의 실험 계획은 표 1과 같으며, 현재 국내에서 사용되는 실란계 2종과 실리케이트계 1종을 선택하여 각종 콘크리트의 내구성능, 물리적 성능 및 용출저항 성능을 측정 하는 것으로 하였다.
- 도포후 14일간 양생한 실험체를 육안으로 관찰하여 이상이 있는지 확인한다. 이후 실험체를 2분할 하여 단면에 물을 분무하여 표면 색상차에 따라 구분되는 두께를 측정하였다.
- 확인한다. 이후 실험체를 2분할 하여 단면에 물을 분무하여 표면 색상차에 따라 구분되는 두께를 측정하였다.
- 실험재료들의 방수 성능을 알아보기 위하여 각 조건별로 시간 경과에 따른 물흡수량 과 수압이 걸리는 환경하에서의 방수성능을 알아보기 위하여 투수시험을 실시하였다.
- 양생이 끝난 실험체를 양생실에서 KS M 8070에서 규정하는 수산화칼슘 포화 수용액에 7일간 침적시킨 후 실험체를 꺼내어 위의 "표준상태” 와 동일하게 물홉수량을 측정하였다.
- 이 24시간을 1싸이클로 하고 10회 반복한다. 그 후 실험체를 꺼내어 위의 "표준상태” 와 동일하게 실험하여 물흡수량을 측정하였다.
- 양생 이 끝난 실험체 측면을 파라핀 또는 에폭시 수지 등으로 방수 처리한 후 투수 실험 장치를 사용하여 0.1N/I浦 수압을 1시간 가한 후 단위 면적에 따른 투수량을 측정하였다.
- 단, 수용액의 온도는 20±21로 한다. 그 후, 실험체를 꺼내어 24시간 상온에서 건조하여 실험체를 2분할 하고, 2분할한 실험체의 단면에 질산은 0.1N수용액을 분무하고 연속하여 KS M 8430에서 규정하는 우라닌 1% 수용액을 분무하여 발색부분의 깊이를 측정하였다.
- 도포돤 시험체와 도포되지 않은 시험체를 20±2t, 상대습도 65±5%, CO2 농도 5%로 설정된 촉진 중성화 시험기에 28일동안 촉진시켜 중성화 깊이를 측정하였다.
- 내마모성 실험은 KSF 2813의 2에 규정된 시험기를 사용하여 실험을 실시하고 회전수는 500회로 하였으며 연마지의 연마재 입도는 PS-42하여 매100회마다 교환하는 것으로 하여 실험하였다. 압축강도 시험은 KS L 5105에 따라 강도시험을 하였다.
대상 데이터
- 실험용 밑판은 시멘트, 모래(주문진 표준사), 물을 중량비로 1 : 2.5 : 0.65로 하여 모르타르로 제작하였다. 성형 후 온도 20±31의 실온에서 건조되지 .
이론/모형
- 압축강도 시험은 KS L 5105에 따라 강도시험을 하였다.
- 환경적 측면에 적용되었을 때 환경오염에 대한 평가로 KS F 4930에 준하여 용출 실험을 실시하여 냄새와 맛, 탁도, 색도, 중금속(Pb로서), 과망간산칼륨 소비량, pH, 페놀, 증발 잔류분, 잔류 염소에 대하여 측정하였다.
성능/효과
- 실란계 재료들의 내흡수성 실험결과 실리케이트계보다 방수성능이 우수한 것으로 나타났다. 특히 저온고온반복실험 후 실란계와 실리케이트계의 실험결과를 보면 실리케이트계 실험체 가 표준상태보다 3배 ~ 5배 정도 빠른 속도로 물을 흡수하는 것을 알 수 있었다.
- 우수한 것으로 나타났다. 특히 저온고온반복실험 후 실란계와 실리케이트계의 실험결과를 보면 실리케이트계 실험체 가 표준상태보다 3배 ~ 5배 정도 빠른 속도로 물을 흡수하는 것을 알 수 있었다. 내투수성능 실험에서도 역시 실란계가 실리 케이트계보다 내투수성이 우수한 것을 알 수 있었다.
- 특히 저온고온반복실험 후 실란계와 실리케이트계의 실험결과를 보면 실리케이트계 실험체 가 표준상태보다 3배 ~ 5배 정도 빠른 속도로 물을 흡수하는 것을 알 수 있었다. 내투수성능 실험에서도 역시 실란계가 실리 케이트계보다 내투수성이 우수한 것을 알 수 있었다. 이상의 실험 결과로 보아 방수성능은 침투 깊이의 영향이 큰 것으로 나타났다.
- 내투수성능 실험에서도 역시 실란계가 실리 케이트계보다 내투수성이 우수한 것을 알 수 있었다. 이상의 실험 결과로 보아 방수성능은 침투 깊이의 영향이 큰 것으로 나타났다.
- 염화이온 침투깊이 실험결과 습윤면과 건조바탕에 도포한 실리 케이트계 표면 보호재에서는 약 8mm 정도 염화이온이 침투한 것을 확인할 수 있었다. 실란계는 지시약에 발색되지 않아 염소이온이 침투하지 못한 것으로 판단된다.
- 콘크리트 표면 강화성능을 나타내는 내마모성 실험결과 실리케 이트계의 마모량이 다른 실험체들 보다 30~40%정도 적게 마모되는 것을 알 수 있었다. 실리케이트계 침투 표면 보호 재의 내마모성이 실란계 침투성 표면 보호재의 마모성보다 우수한 것으로 나타났다.
- 것을 알 수 있었다. 실리케이트계 침투 표면 보호 재의 내마모성이 실란계 침투성 표면 보호재의 마모성보다 우수한 것으로 나타났다. 압축강도 실험결과 약 4.
- 실리케이트계 침투 표면 보호 재의 내마모성이 실란계 침투성 표면 보호재의 마모성보다 우수한 것으로 나타났다. 압축강도 실험결과 약 4.0N/nJ으로 큰 차이 없이 모든 시험체가 동일하게 나타난 것을 알 수 있었다.
- 도포 후 겉모양은 사진 1과 같이. 모든 재료에서 이상 없는 것으로 나타났다. 실란계인 B와 C는 평균적으로 약 5mm와 3mm 로 측정되었다.
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3.5 용출저항성능
용출저항실험결과 수소이 온농도을 제외한 나머지 항목에서 KS F 4930에 적합한 것으로 나타났다. 수소이온농도가 약 알칼리로 나타난 것은 시멘트 모르타르 실험체인 바탕체에서 용출되어 나온 것으로 사료된다.
- 침투깊이별 흡수량에 대한 상관관계로 침투깊이가 나타나지 않은 실리케이트계에서 흡수량이 많은 것을 알 수 있었으며. 반대로 실란계의 경우는 침투깊이가 깊을수록 흡수량은 거의 없는 것으로 나타났다.
- 내투수성 시험과 내홉습성 시험결과 실란계의 방수 성능이 실리 케이트계보다 우수한 것으로 사료되며 표면보호재가 도포된 것들이 도포되지 않은 것보다 방수성능이 있는 것으로 사료된다. 또한 방수성능은 침투깊이와 관계가 있는 것으로 나타났다.
- 사료된다. 또한 방수성능은 침투깊이와 관계가 있는 것으로 나타났다.
- 유해물질 침투저항성 능은 실란계의 성능이 실리케이 트계의성능보다 우수한 것으로 나타났다. 이는 표면보호재의 침투 깊이와 연관성이 있는 것으로 판단되며 침투성 표면 보호 재를 도포하지 않은 것보다 도포한 것들이 유해물질의 차단에 효과적인 것으로 사료된다.
- 실리케이트계가 내마모성이 실란계 보다 약 30~40%정도 우수한 것으로 나타났다. 또한 압축강도에 대하여는 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.
- 콘크리트의 내구성을 저하시키는 화학적 열화인자(Cl, CO2, HQ)차단성능은 실란계의 성능이 우수한 것으로 나타났으며, 물리적 열화인자인 내마모성능은 실리케이트계가 우수한 것으로 나타났다. 따라서 실란계의 물리적 내구성능의 증진을 위해 표면의 내마모성을 강화 할 수 있는 재료 개발 또는 마모성능을 강화 시킬 수 있는 2차 도포재의 연구와 개발이 필요하며 실리 케이트계의 화학적 내구성능의 증진을 위하여 침투성능, 방수성능 및 유해물질 침투 저항 성능이 필요한 것으로 사료된다.
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