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폴리프로필렌 섬유를 혼입한 폴리머 시멘트 모르타르의 폭렬특성에 관한 연구 (A Study on the Spalling Properties of Polymer Modified Cement Mortar Using Polypropylene Fiber)

  • 김민성;심상락;류동우
    • 한국건축시공학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.305-311
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    • 2020
  • 기존 폴리머 시멘트 모르타르(PCM)는 일반적인 시멘트 모르타르에 비해 부착강도, 휨강도, 내약품성 등의 성능을 향상시킬 수 있어 철근콘크리트(RC)구조물의 보수·보강 시 폭넓게 사용하고 있다. 하지만 PCM은 화재와 같은 고온 환경에서 폭렬발생 가능성이 높아 구조안전성에 문제를 발생시킨다. 본 연구에서는 폭렬저감 PCM 개발을 목적으로 폴리머 혼입률(2%, 4%, 6%), PP 섬유길이(6mm, 12mm, 6+12mm), PP 섬유혼입률(0.05 Vol%, 0.1 Vol%)을 실험인자로 선정하여 전기로 가열실험(600℃, 800℃)을 진행하였다. 폭렬특성을 비교분석한 결과 폴리머 혼입률이 6% 이상인 경우에는 섬유혼입에 따른 폭렬저감 효과를 기대할 수 없었다.

폴리머 시멘트 모르타르의 철근부착력 평가를 위한 인발실험과 모델링 (Bonding Properties of Steel-reinforced Polymer Cement Mortar Evaluated by Pull-off Test and FEM Modeling)

  • 박동천;노부토시 요네다;조봉석
    • 한국건축시공학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.216-222
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    • 2014
  • 단면수복 보수를 실시한 RC조 부재의 내하성능 회복을 예측 평가하기 위하여 FEM해석이 빈도 높게 사용되고 있으나 부착에 대한 정보가 부족하여 정확도 있는 예측이 힘든 실정이다. 수치해석의 입력데이터가 되는 철근과 폴리머 시멘트 모르타르의 부착특성을 평가하기 위하여 폴리머 시멘트 모르타르를 이용한 일련의 인발실험을 실시하였다. 동시에 범용성있는 해석결과 활용을 위하여 부착특성을 부착강성과 부착강도로 정의하고 비선형 FEM 감도 역해석을 실시하였다. 결과를 요약하면 보수재료의 화학적 부착보다 물리적 부착이 지배적이며 폴리머 분말수지의 함유에 의해 다소 부착계면의 성능이 저하하는 것을 알 수 있었다. 부착계면의 물성은 강성과 강도로 구분하여 모델화하는 것이 합리적인 것으로 사료된다.

무기폴리머계 모르타르의 결합재 Si/Al 몰비 변화에 따른 물리적 특성 (An Experimental Study on the Physical Properties with Changes to Si/Al Mol Ratio of Inorganic Polymer Mortar Binder)

  • 최해영;박동철
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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    • pp.749-752
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    • 2008
  • 본 연구에서는 시멘트 결합재를 사용하는 모르타르의 성능개선을 위한 방법으로 무기폴리머 결합재를 사용한 모르타르에 있어서 무기폴리머 결합재의 Si/Al 몰비에 따른 물리적 특성변화를 확인하고자 하였다. 무기폴리머 결합재는 주성분이 Si와 Al로 구성되어 있으며 이 성분들의 혼합비에 따라 물리적, 화학적 성능에 있어서 큰 차이가 나타나는 것으로 알려져 있다. 따라서 Si와 Al의 혼합 구성비에 따른 모르타르의 물리적 성능에 대한 영향연구에 관한 기초 근거자료를 재공하고자 평가를 실시하였다. 그 결과, 무기폴리머 결합재의 Si/Al 몰비가 증가할수록 조기강도는 증가하나 급격한 반응으로 작업성이 저하되며 28일 재령 확인결과 Si/Al 몰비가 2.61 이상인 경우에 수축현상이 심해지는 것으로 확인되었다. 그리고 무기폴리머 결합재의 Si/Al 몰비가 $2.43{\sim}2.61$ 범위내인 경우 상용 폴리머 시멘트 모르타르와 비교시 압축강도가 재령7일차에는 32% 이상 증가하는 것을 확인하였으며 재령 28일차에는 12% 이상 증가하는 것을 확인하였다.

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보수재료로서 EVA 에멀젼과 고로슬래그 미분말 및 플라이애쉬를 혼입한 폴리머 시멘트 모르타르의 인장·접착특성 (Tensile and Adhesive Properties of Polymer Cement Mortar with EVA Emulsion, Blast-Furnace Slag and Fly Ash as a Repair Material)

  • 조영국
    • 대한건축학회논문집:구조계
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    • 제35권11호
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    • pp.147-154
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    • 2019
  • The purpose of this study is to evaluate the effect of admixtures as blast-furnace slag(BF) and fly ash(FA) on tensile and adhesive properties of polymer cement mortar(PCM) with EVA emulsion. The test specimens are prepared with five polymer-cement ratio(P/C) and five admixture contents, and tested for tensile strength and adhesion in tension. From the test results, the tensile strength and adhesion in tension could be improved by an appropriate combination of P/C and admixture contents. In particular, the maximum of tensile strength of PCM with P/C 10% and BF content of 10% is 4.70MPa which is about 1.55 times higher than that of plain mortar, and about 1.22 times that of PCM that does not contain any mixture. The ratio of adhesion in tension to tensile strength of PCM with admixtures averaged 55.8%. It is also apparent that admixture contents of 5% or 10% could be proposed for improvement of tensile strength and adhesion in tension of PCM.

균열보수용 폴리머 시멘트 복합체의 휨접착 성능에 관한 연구 (A Study on the Adhesion in Flexure Property of Polymer-Cement Composites for Crack Repair)

  • 권우찬;박동엽;조영국
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2022년도 가을 학술논문 발표대회
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    • pp.159-160
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    • 2022
  • The purpose of this study is to evaluate the adhesion in flexure depending on the cement type, polymer type, polymer-cement ratio, and silica fume ratio of the polymer-cement composites(PCCs) for crack repair in RC structures to induce optimal mix proportions. The adhesion in flexure of PCCs for crack repair of RC structure has a significant effect on the polymer type and polymer-cement ratio, and the adhesion in flexure is generally improved with mixing of silica fume as a mixture. The adhesion in flexure according to the type of polymer is slightly higher in the order of SAE, EVA, and SBR, and it is relatively high at the polymer-cement ratio of 60% or 80%. In addition, the adhesion in flexure of PCCs with silica fume ratio of 10% or 20% to the cement weight is higher than that without silica fume. In order to improve the adhesion in flexure of PCCs for repairing cracks in RC structures, the optimal mix design is to properly adjust the cement type, polymer type, polymer-cement ratio, and silica fume ratio.

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균열깊이에 따른 폴리머 시멘트 복합체 보수 단면의 휨접착성능에 관한 연구 (A Study on the Flexural Adhesion Performance of Repair Section of Polymer Cement Composites by Crack Depth)

  • 김상현;박동엽;이창민;조영국
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2023년도 가을학술발표대회논문집
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    • pp.181-182
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    • 2023
  • This study is a study on the flexural adhesion performance of polymer cement composites(PCCs) repair section according to the crack depth, and the flexural adhesion strength was obtained through a flexural strength test of cement mortar that was filled into cracks and repaired to a certain thickness using PCCs made of ultra high-early strength cement and polymer dispersion of EVA. As a result of the study, the flexural adhesion performance according to the crack width and crack depth was expected to decrease the flexural adhesion strength as the crack depth increased at the crack width 3.0mm, but the crack width 2.0mm and 1.5mm did not show any tendency according to the crack depth. In addition, even in the final destruction, the fact that the cracks and bottoms filled with PCCs were not cut or dropped proves that PCCs have excellent adhesion and rich toughness.

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VAE 폴리머를 이용한 모르타르 바닥재의 역학적 특성과 현작 적용성 (Mechanical Properties and Field Implementation of Floor Mortar Incorporated with VAE Polymer)

  • 방진욱;이선목;김윤용
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제21권3호
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    • pp.27-34
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    • 2017
  • 최근 유통 물류 산업의 발달로 산업용 창고 바닥의 중요성a이 점점 높아지고 있다. 본 연구에서는 기존의 바닥재료로 사용되어 온 일반 시멘트계 모르타르가 가지고 있는 유동성의 한계 및 긴 양생 시간 등의 단점을 보완할 수 있는 속경성 폴리머 모르타르 바닥소재를 개발하였다. 속경성 확보를 위해 초속경 시멘트를 결합재로 사용하였고, VAE 폴리머 분말수지를 5%~20% 혼입 범위로 설정한 4종류의 배합과 혼입하지 않은 Proto배합에 대한 기초물성을 유동성실험, 압축강도실험, 휨강도실험, 부착강도실험 및 마모실험을 통해 평가하였다. 유동성 실험결과를 통해 고성능 감수제량를 조절함으로써 플로우 250 mm 이상의 고유동 특성을 확보할 수 있었다. VAE 폴리머 혼입은 압축강도 감소에 영향을 미치는 것으로 나타났지만 휨강도는 Proto배합에 비해 우수하게 증진시킬 수 있어 압축강도/휨강도비를 증가시키는 것으로 평가되었다. 또한 최소 2.6배 이상의 부착강도 향상과 4배 이상의 마모저항성을 확보할 수 있었다. 역학적 실험을 통해 VAE 폴리머 최적 혼입률을 10%로 결정하였고, 현장적용 및 모니터링을 수행한 결과 VAE 폴리머를 혼입하지 않은 바닥재에 비해 오염도, 충격에 의한 저항, 부착성능 등이 우수한 것으로 나타났다.

폴리머 디스퍼전 SBR과 고로슬래그 미분말 및 플라이애시를 사용한 폴리머 시멘트 모르타르의 기초적 성질에 관한 연구 (A Study on the Basic Properties of Polymer Cement Mortar Using SBR Latex with Blast-Furnace and Fly Ash)

  • 김완기;조영국
    • 한국건축시공학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.1-10
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    • 2021
  • 본 연구는 고로슬래그 미분말 및 플라이애시를 혼입한 PCM의 플로, 압축강도 및 휨강도 개선 정도를 평가하고자 하였다. 실험을 위한 공시체는 SBR 폴리머 디스퍼전, 혼화재료 2종류, P/C 5가지 (0, 5, 10, 15 및 20%), 혼화재 혼입률 6가지 (0, 3, 5, 10, 15 및 20%)로 변화시켜 PCM을 제작하였으며, 비교를 위하여 보통 시멘트 모르타르도 제작하였다. 본 연구결과, PCM의 플로는 보통 시멘트 모르타르에 비해 크게 개선되었으나, 고로슬래그를 혼입한 경우 플로가 약간 저하하였으며, 플라이애시를 혼입한 경우에는 PCM과 비슷한 경향을 보였다. 또한 혼화재를 혼입한 PCM의 압축강도는 상당히 개선되었으나, 휨강도는 일부를 제외하면 개선효과가 거의 나타나지 않았다. 본 연구에서 BF와 FA 혼입률 10%-15%의 SBR를 사용한 PCM의 압축강도 개선에는 P/C 10%, 휨강도의 개선을 위해서는 P/C 20%를 각각 최적 배합으로 제안할 수 있었다.

혼화재 종류 및 양생조건에 따른 속경성 SBR 시멘트 모르타르의 강도 (Strengths of Rapidly Hardening SBR Cement Mortars as Building Construction Materials According to Admixture Types and Curing Conditions)

  • 조영국;정선호;장덕배
    • 한국건축시공학회지
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    • 제11권6호
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    • pp.587-596
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    • 2011
  • 폴리머 시멘트 모르타르를 긴급공사의 보수 보강 재료로 사용할 때, 초속경시멘트와 혼입하여 사용함으로써 시멘트의 빠른 응결과 시멘트 매트릭스 내부에서 형성된 폴리머 필름의 작용이 물리적 성질과 내구성을 개선시킬 수 있다. 또한 각종 혼화재료를 혼입함으로써 매트릭스 내부 공극을 충전하여 성질을 개선시킬 수 있는데, 양생방법이 큰 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 속경성 SBR 시멘트 모르타르의 압축강도와 휨강도에 영향을 미칠 수 있는 혼화재료와 양생조건에 관하여 실험을 실시하여 그 영향성을 평가하고자 하였다. 본 연구결과, 초속경시멘트 모르타르에 SBR을 혼입함으로써 휨강도와 압축강도가 크게 개선되었으며, 여기에 메타카올린을 혼입함으로써 보다 더 강도를 증진시킬 수 있었다. 또한 양생방법에 있어서도 SBR을 사용한 경우에는 표준양생에서, SBR을 사용하지 않은 경우에는 수중양생에서 강도발현이 크게 나타났다.

경화제 무첨가 에폭시 시멘트 모르터 및 콘크리트의 역학적 성질 (Mechanical Properties of Epoxy-Modified Mortars and Concretes without Hardener)

  • 조영국;소양섭
    • 콘크리트학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.157-165
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    • 1996
  • 경화제 무첨가 에폭시 수지는 시멘트 모르터 및 콘크리트 중에 시멘트 수화에 의해 생성된 수산화물(예를 들어 $Ca(OH)_2$)의 존재하에서 경화할 수 있음에 착안하여, 본 연구는 경화제를 첨가하지 않은 에폭시 시멘트 모르터 및 콘크리트의 배합비 변화에 따른 역학적 성질을 파악하고 종래의 경화제 첨가 에폭시 시멘트 모르터 및 콘크리트와 비교하여 성능과 경제적인 면에서 우수한 경화제 무첨가 에폭시 시멘트 모르터 및 콘크리트를 개발하기 위하여 연구되었다. 연구 결과 종래의 경화제 첨가 에폭시 시멘트 모르터 및 콘크리트와 비교하여 10-20%의 낮은 폴리머 시멘트 비에서 우수한 역학적 성질을 가진 경화제 무첨가 에폭시 시멘트 모르터 및 콘크리트를 개발할 수 있다.