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충전재가 MMA-PMMA 폴리머 콘크리트의 작업성과 압축강도에 미치는 영향
연규석 ( Kyu-seok Yeon ),손승완 ( Seung-wan Son ),차진윤 ( Jin-yun Cha ),민승호 ( Seung-ho Min ) 한국농공학회 2011 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2011 No.-
폴리머 콘크리트는 그 동안 새로운 건설 산업용 소재로서 다양하게 사용되어왔다. 결합재로는 불포화 폴리에스터, 에폭시, MMA 등이 주로 사용되며, 이 가운데 MMA 모노머(monomer)는 점도가 매우 낮고, 경화시간이 길며, 증발이 쉽게 일어나 단독으로 사용하기 어려운 단점이 있다. 본 연구에서는 MMA 모노머에 L사의 PMMA 분말을 용해시켜 제조한 MMA-PMMA 결합재를 사용하였고, 충전재는 중질탄산칼슘을 사용하였으며, 골재는 규사(0.08 - 6 mm)를 사용하였다. 경화를 위해개시제로 BPO(benzoyl peroxide)를 사용하였으며, 촉진제로 DMA(N,N-dimethylaniline)를 사용하였다. PMMA의 비율 (5, 10, 15, 20 %)과 결합재 : 충전재의 비 (1 : 1, 1 : 1.5, 1 : 2, 1 : 2.5)에 따른 흐름시험을 실시여 작업성을 측정하고, 이 자료를 바탕으로 최적 결합재량을 결정하여, 결합재-충전재비에 따른 압축강도 시험을 실시하였다. UP-PMMA 폴리머 콘크리트의 작업성 확보를 위한 적정 결합재 비율은 PMMA 5, 10, 15, 20 %의 경우 각각 8 ~ 9%, 9 ~ 10 %, 10 ~ 11 %, 11 ~ 12 % 였으며, 충전재의 비율이 커질수록 흐름 값이 작아졌다. 흐름시험을 통해 얻은 결과를 바탕으로 제조한 시험체의 압축강도를 시험해 본 결과, 결합재 : 충전재의 비가 1 : 1.5 일 때에 비해 1 : 2의 경우 (168시간) 약 130 %의 강도 값을 나타냈으나, 1 : 2 와 1 : 2.5의 비율에서는 강도 값의 차이가 작게 나타났다. 또한 압축강도는 재령 168시간을 기준으로 할 때 재령 24시간에서 80 % 정도의 강도가 발현되는 것으로 나타났다.
영하온도에서 결합재의 경화시간 및 폴리머 콘크리트의 사용가능시간
승인배 ( In-bae Seung ),최윤상 ( Yoon-sang Choi ),민승호 ( Seung-ho Min ),연규석 ( Kyu-seok Yeon ) 한국농공학회 2012 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2012 No.-
폴리머 콘크리트의 제조에는 에폭시(epoxy), 불포화 폴리에스터(unsaturated polyester, UP), 비닐에스터(vinylester), MMA(methyl methacrylate) 수지 등과 같이 다양한 결합재가 사용된다. 폴리머 콘크리트는 양생 온도에 따라 결합재의 종류에 따라 결합재의 경화시간 및 폴리머 콘크리트의 사용가능시간이 상이하게 나타나므로 현장 적용을 위해서는 이에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 영하온도에서 UP, UP-MMA, MMA-PMMA(polymethyl methacrylate), 에폭시, 비닐에스터 등의 결합재에 대한 경화시간과 이들 결합재로 제조된 폴리머 콘크리트의 사용가능시간을 측정하여 비교분석하였다. 폴리머 콘크리트의 경화를 위해 필요한 개시제와 촉진제 등의 첨가량을 달리하고, 양생온도는 0, -10, -20 ℃로 설정하여 시험하였다. 시험결과, 결합재의 경화시간은 0, -10, -20 ℃ 온도에서 UP-MMA, MMA-PMMA 가 10분 이내의 경화반응을 보였다. UP의 경우 0, -10 ℃에서 10분 이내에 경화반응을 보였지만, -20 ℃에서는 20분에 경화반응을 나타냈다. 특히 -10, -20℃에서 재료의 점도가 높아져 작업성이 나빠지는 특징을 보였다. 비닐에스터는 0 ℃에서 30분 이내, -10 ℃에서 60분 이내에 경화반응이 나타났다. -20 ℃에서는 24시간 이내에서는 반응을 보이지 않았다. 에폭시의 경화시간은 0 ℃에서 18시간 이후 경화반응을 보였으나, -10, -20 ℃에서는 비닐에스터와 같이 24시간 이내에 반응을 일으키지 않았다. 폴리머 콘크리트의 사용가능시간은 0, -10, -20 ℃ 온도에서 UP-MMA, MMA-PMMA를 결합재로 사용한 경우가 30분이내였다. UP를 결합재로 사용한 경우는 0, -10 ℃에서 20분 이내로 UP-MMA, MMA-PMMA를 사용한 경우보다 짧았으나, -20 ℃에서는 40분 이내의 사용가능시간을 보여 길게 나타났다. 그러나 -10, -20 ℃에서 결합재의 점도 증가로 작업성이 나빠져 영하온도에서 현장 적용 시 UP-MMA, MMA-PMMA 폴리머 콘크리트에 비해 불리한 것으로 나타났다. 비닐에스터 폴리머 콘크리트의 사용가능시간은 0 ℃에서 40분 정도, -10 ℃에서 120분 정도였으나, -20 ℃에서는 24시간 정도로 길게 나타났다. 에폭시 폴리머 콘크리트의 사용가능시간은 0, -10, -20 ℃ 등 영하온도의 경우 24시간 이상으로 매우 길게 나타나 적용이 어려울 것으로 판단된다.