콘크리트 보수보강용 폴리머 모르타르의 부착성능및 미세구조에 관한 연구

Abstract

폴리머 모르타르는 주로 콘크리트 구조물의 보수보강시 손상이나 열화된 단면의 복구재로 이용되는 보수재료이다. 보수재료는 보통 기존의 손상이나 열화된 콘크리트 위에 덧씌우기식의 시공이 이루어지므로 부착성능에 의해 성능을 평가할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 폴리머 혼입률에 따른 부착강도 증대효과를 실험적으로 검증하고, 인위적인 복합체 시편을 제작하여 계면간의 미세구조 분석을 통해 부착강도 증대효과를 정량적으로 분석하였다. 역학적 성능을 평가한 결과 폴리머 분말수지 첨가량은 압축강도에는 큰 영향을 미치지 않았으나, 부착강도의 경우, 첨가량이 증가할수록 부착강도가 증가하였다. 역학적 성능평가 결과를 정량화하기 위해 OPC(Odinary Pothland Cement)시편에 OPC, 폴리머 모르타르 및 일반 모르타르를 패칭하여 미세구조분석을 실시하였고, 이미지분석을 통해 계면에서의 공극량, 페이스트 내의 공극량, 페이스트 내부의 미수화물양을 정량화 하였다. 그 결과 폴리머 모르타르가 계면에서의 공극량, 수화도에서 가장 우수한 결과를 보였으며, 이는 높은 부착강도를 갖기 위해 필요한 요소인 계면에서의 적은공극량과 보수재 페이스트 내부의 높은 수화도를 충족시켜 폴리머 모르타르의 부착강도 증진 효과를 정량적으로 설명할 수 있다.

Polymer mortar has been mainly used to repair or reinforce concrete structures due to its superb mechanical properties and durability. Since the repair work is conducted by overlaying the damaged surface of the concrete with the repair material, the adhesion performance of the polymer mortar should be carefully evaluated. Here, the influence of the polymer content on the mechanical properties of the polymer mortar was experimentally studied. Simultaneously, the adhesion mechanism was investigated by observing the interface between polymer mortar and concrete surface. Microstructure analysis was conducted to quantify the interfacial porosity and hydration degree of the polymer mortar. The test results show that the adhesion strength increased as the polymer content increased, while no remarkable effect was observed in compressive performance. In the microstructure analysis, the interfacial porosity decreased and the hydration degree increased with increasing polymer content of mortar. Thus, it was confirmed that high polymer content densities the interfacial pore structure, consequently contributing to the enhancement of the adhesion performance. © 2022 The Korean Society for Railway. All rights reserved.