신 구 콘크리트의 부착강도 시험시 두 재료의 계면에서 파괴가 유도되어 순수한 부착강도를 측정할 수 있도록 계면에 원형의 비부착면을 삽입하여 직접인발시험에 의해 부착강도를 측정하는 실험방법을 제시하였다. 먼저, 새로 제안한 실험방법에 의해 계면에서 응력이 집중되는 정도를 파악하기 위해 유한요소해석을 수행하여 두 재료의 탄성계수비 및 비부착면의 면적 (균열률)에 따른 계면에서의 파괴에너지를 산정하였으며, 부재의 크기 및 하중에 대한 보정을 감안하여 무차원함수로 환산하였다. 그리고 본 연구에서 제시된 부착강도 시험방법의 신뢰성을 입증하기 위해, 3가지 크기의 원형 비부착면(균열률 0.2, 0.4. 0.6)이 삽입된 신 구 콘크리트 복합시편(유황 폴리머 콘크리트+보통 콘크리트)을 사용하여 부착강도를 측정하였고 앞서 전개된 무차원함수로부터 계면 파괴에너지를 역산하였다. 시험결과, 모든 시편이 계면에서 파괴가 유도되었다. 또한 실험 데이터 및 해석결과를 분석하여 균열률이 0.4~0.6인 경우에 부착강도의 오차가 가장 적게 발생될 수 있음을 파악하였다.

A series of tests on the bond characteristics between new and old concrete were carried out. Main test variables are type and amount of mineral admixtures, treatment method of the interface and type of waterstops. The test results showed a slightly increased bond strength when applying mineral admixtures and the interface was treated rough and dry.

콘크리트는 건설재료 중 가장 많이 사용되는 재료이다. 그러나 황산염(sulfate)등의 산성에 노출되어 있는 콘크리트는 열화가 촉진되어 콘크리트 구조물의 기능을 상실하게 된다. 이러한 열화를 방지하기 위해 에폭시 등의 표면보호재를 사용하고 있지만, 표면보호재로 정유산업의 부산물인 유황폴리머를 이용하게 된다면 유황폴리머의 뛰어난 내산성을 활용한 양질의 표면보호재를 확보할 수 있을 것으로 예상된다. 또한, 유황폴리머는 대부분 정유산업의 부산물로 발생되므로 산업부산물 처리효과도 기대할 수 있다. 그러나 현재 유황폴리머에 대한 연구는 활발히 이루어지지 않은 실정이며, 특히 도포공법의 경우 국내에서는 연구가 전혀 이루어지지 않은 실정이다. 따라서 본 연구에서는 유황폴리머의 도포공법(spray)에 적용하기 위한 기초연구를 수행하였고, 특히 도포되는 유황폴리머의 두께에 따른 부착강도를 측정하여 국내기준에 적합한지 평가하였다. 유황폴리머의 두께에 부착강도 평가를 위하여 유황폴리머를 ｢KS F 4936｣ 콘크리트 보호용 도막재에 규정되어 있는 시험용 모르타르 밑판(70×70×20 mm)에 각각 0.5 mm, 1 mm, 1.5 mm (±0.1 mm) 의 두께로 도포하였다. 도포 전 시험용 모르타르 밑판의 4방향 평균 두께와 유황폴리머가 경화된 이후 4방향의 평균두께를 측정하여 그 차이를 도포된 유황폴리머의 두께로 산출하였다. 도포 완료 후 7일간 온도(20 ± 2℃) 및 습도(65 ± 10%)를 일정하게 유지하여 양생한 후 만능시험기를 사용하여 부착강도를 측정하였다. 그 결과 0.5 mm 이상일 때 1.3 MPa의 부착강도를 나타내었으며, 1 mm, 1.5 mm의 조건에서는 각각 1.8 MPa, 2.2 MPa의 부착강도를 나타냈다. 이상의 결과로 도포한 유황폴리머의 두께가 증가할수록 부착강도가 증가하는 것으로 나타났으며, 0.5 mm 이상의 두께에서는 표면보호재로 사용할 수 있는 부착강도(1.0 MPa)를 만족하는 것으로 나타났다.