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목차
제1장 서론 15
1.1. 연구배경 및 목적 16
1.2. 국내외 연구 동향 19
1.3. 연구내용 및 방법 21
제2장 콘크리트의 성능 저하 요인 22
2.1. 탄산화 23
2.2. 염소이온의 침투 25
2.3. 동결융해의 반복 28
2.4. 화학적 침식 30
제3장 콘크리트 도장의 메커니즘 및 도장재료의 품질기준 34
3.1. 콘크리트 도장의 메커니즘 35
3.2. 콘크리트 보호용 도장재료의 규격 38
제4장 사용재료 39
4.1. 개발재료 40
4.2. 콘크리트 보호용 도장재료 42
4.3. 시멘트 42
4.4. 골재 42
제5장 공법의 개발 43
5.1. 공법의 구성 44
5.2. 공법의 내용 45
5.3. 공법의 시공 시스템 48
5.4. 공법의 타설 장비 개요 51
제6장 공법의 메커니즘 및 특성 54
6.1. 공법의 메커니즘 55
6.2. 공법의 특성 57
제7장 성능평가 61
7.1. 부착력 62
7.2. MP의 물리적 성능 66
7.3. 공극구조관찰 67
7.4. 염소이온 침투저항성 70
7.5. 탄산화에 대한 저항성 73
7.6. 내알칼리성 75
7.7. 내염수성 76
7.8. 동결융해에 대한 저항성 77
7.9. 화학약품에 대한 저항성 80
7.10. 비오염성 평가 84
7.11. 방오성능 평가 86
제8장 성능평가결과에 대한 고찰 87
8.1. 부착력 88
8.2. MP의 물리적 성능 90
8.3. 공극구조관찰 91
8.4. 염소이온 침투저항성 92
8.5. 탄산화에 대한 저항성 93
8.6. 내알카리성 94
8.7. 내염수성 96
8.8. 동결융해에 대한 저항성 98
8.9. 화학약품에 대한 저항성 99
8.10. 비오염성 평가 103
8.11. 방오성능 평가 103
제9장 개발된 재료 및 공법의 성능 104
9.1. 마이크로 퍼티(MP)의 성능 105
9.2. 세라믹 코팅제(HB)의 성능 106
제10장 개발된 공법과 선행 기술과의 비교 분석 107
10.1. 선행건설기술조사 결과 비교 내용 108
10.2. 기존 공법(유사 신기술)과의 비교 분석 111
제11장 공법의 경제성 113
제12장 신기술 및 특허출원 116
12.1. 특허출원 117
12.2. 신기술 신청 118
제13장 결론 119
참고문헌 123
특기시방서 125
부록 실험사진 146
표 3.1. 도장막의 기능 35
표 3.2. 도장재료의 규격 (일본도로공단) 38
표 4.1. 일반 퍼티와 마이크로 퍼티의 비교 40
표 4.2. 콘크리트 보호용 도장재료의 물리적 성질 및 주성분 42
표 4.3. 보통포틀랜드 시멘트의 물리적 성질 42
표 4.4. 잔골재와 굵은 골재의 물리적 성질 42
표 7.1. 콘크리트 도장재료의 부착강도 및 접촉면의 탈락형상 64
표 7.2. 콘크리트 도장재료의 습윤 부착강도 및 접촉면의 탈락형상 65
표 7.3. MP의 압축강도 및 휨강도 66
표 7.4. 통과전하량에 따른 염소이온 투과성 70
표 7.5. 실험 조건 71
표 7.6. 콘크리트 도장재료의 총통과전하량 71
표 7.7. 콘크리트 도장재료의 염소이온 침투깊이 72
표 7.8. 콘크리트 도장재료의 탄산화 촉진시험 결과 74
표 7.9. 내알카리성 시험 후 부착강도 75
표 7.10. 내염수성 시험 후 부착강도 76
표 7.11. 상대동탄성계수비 79
표 7.12. 인공해수의 조성 80
표 7.13. 시험용 모르타르의 배합 80
표 7.14. H₂SO₄(5%)용액에 침지한 시험체의 압축강도 81
표 7.15. H₂SO₄(5%)용액에 침지한 시험체의 중량변화비 81
표 7.16. Na₂SO₄(5%)용액에 침지한 시험체의 압축강도 82
표 7.17. Na₂SO₄(5%)용액에 침지한 시험체의 중량변화비 82
표 7.18. 인공해수(2배)용액에 침지한 시험체의 압축강도 83
표 7.19. 인공해수(2배)용액에 침지한 시험체의 중량변화비 83
표 7.20. 도장재료의 비오염성 시험 전후의 비교 모습 85
표 8.1. 내알카리성 시험 결과 94
표 8.2. 내염수성 시험 결과 96
표 8.3. 세라믹 코팅제(HB)의 방오성능 평가 결과 103
표 9.1. 단면보수재의 품질기준과 마이크로 퍼티(MP)비교표(건설안전본부) 105
표 9.2. 세라믹 코팅제(HB)의 성능 106
표 10.1. 선행건설기술조사 자료와의 비교분석 108
표 10.2. 기존 유사 공법과의 비교분석 111
표 12.1. 특허출원 내역 117
표 12.2. 신기술 신청 내용 118
표 13.1. 성능 평가에 대한 종합결론 120
그림 1.1. 염분에 의한 철근부식 16
그림 1.2. 탄산화에 의한 철근부식 16
그림 1.3. 하수박스 구조물의 화학적 침식 17
그림 1.4. 유기계 도장재의 탈락 및 박리 18
그림 1.5. 유기계 도장재로 인한 세균발생 18
그림 2.1. 탄산화의 반응모델 24
그림 2.2. 콘크리트의 탄산화 및 pH변화 24
그림 2.3. 콘크리트 중의 철근부식 메커니즘 25
그림 2.4. 염화물에 의한 콘크리트 중의 철근부식 메커니즘 26
그림 2.5. 콘크리트의 동해에 의한 성능저하 과정 28
그림 2.6. 경화된 시멘트 페이스트 내부 공극의 크기 29
그림 3.1. 콘크리트의 도장 36
그림 3.2. 도막이 있는 경우와 도막이 없는 경우의 염화물 거동의 차이 36
그림 6.1. 개발 공법의 모식도 55
그림 6.2. SEM촬영(1000배)을 통한 콘크리트 표면의 공극구조 변화 55
그림 6.3. MIP 분석(수은압입법)을 통한 미세공극구조 변화 56
그림 6.4. 개발 공법의 부착 특성 57
그림 6.5. 3차원 망목 구조 59
그림 6.6. 나노화한 특수세라믹의 제조 공정 59
그림 6.7. 특수 세라믹의 작용 원리 60
그림 6.8. 개발 공법의 기능 60
그림 7.1. 부착강도 측정 장치 62
그림 7.2. 습윤 상태의 부착실험 63
그림 7.3. MP의 압축강도 및 휨강도 측정 66
그림 7.4. SEM 측정기기 67
그림 7.5. MIP 장비 67
그림 7.6. SEM 촬영한 도장재의 표면상태(1000배) 68
그림 7.7. 도장재의 공극크기별 공극량 분포 68
그림 7.8. 도장재의 종류별 공극의 크기 및 누적공극량 69
그림 7.9. Detail of diffusion cell used in the study 71
그림 7.10. 탄산화 촉진 시험 후 평가 방법 73
그림 7.11. 내알카리성 실험 75
그림 7.12. 내염수성 실험 76
그림 7.13. 동결융해시험기 78
그림 7.14. 동탄성계수 측정장치 78
그림 7.15. 동결융해 Cycle 78
그림 7.16. 비오염성 시험을 위한 시험체 및 시험기기 84
그림 7.17. 방오시험을 위한 시험체 86
그림 7.18. 하수처리장에 침지시킨 모습 86
그림 7.19. 하수처리장에 침지 후 모습 86
그림 7.20. 서해바다에 침지 후 모습 86
그림 8.1. 콘크리트 표면 도장재의 부착강도 88
그림 8.2. 콘크리트 표면 도장재의 습윤부착강도 89
그림 8.3. MP의 압축강도 90
그림 8.4. MP의 휨강도 90
그림 8.5. 콘크리트 표면 도장재의 염소이온 침투 깊이 92
그림 8.6. 콘크리트 표면 도장재의 탄산화 깊이 93
그림 8.7. 시험체의 포화Ca(OH)₂ 용액 침지모습 94
그림 8.8. 내알칼리성 시험 후 부착강도 변화 95
그림 8.9. 시험체의 NaCl 3% 용액 침지모습 96
그림 8.10. 내염수성 시험 후 부착강도 변화 97
그림 8.11. 콘크리트 표면 도장재의 상대동탄성계수비 98
그림 8.12. H₂SO₄(5%)용액에 침지한 공시체의 압축강도비 99
그림 8.13. H₂SO₄(5%)용액에 침지한 공시체의 중량변화비 100
그림 8.14. Na₂SO₄(5%)용액에 침지한 공시체의 압축강도비 100
그림 8.15. Na₂SO₄(5%)용액에 침지한 공시체의 중량변화비 101
그림 8.16. 인공해수(2배)용액에 침지한 공시체의 압축강도비 101
그림 8.17. 인공해수(2배)용액에 침지한 공시체의 중량변화비 102
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