본 연구에서는 폴리머 시멘트 모르타르의 인장성능을 개선하기 위하여 PVA 섬유를 적용하고자 하였다. PVA 섬유 혼입량에 따른 재료특성을 검토하여, 섬유보강 폴리머 시멘트 모르타르의 제조 가이드라인을 제공하고자 하였다. 폴리머 시멘트 모르타르의 제조를 위하여 친수성의 합성수지(SR)를 사용하였다. 실험에 사용된 변수로 (W+SR)/C비를 고정하여, 사용물에 대한 합성수지의 치환율을 일정하게 증가시켜 사용하였다. PVA 섬유의 혼입량은 각각의 실험체에 0%,1%,2%를 혼입하여 실험을 수행하였다. 재료특성 실험으로는 압축강도시험, 쪼갬 인장강도시험, 휨 강도 시험을 수행하였다. 폴리머 시멘트 모르타르에 PVA 섬유를 혼입하면 쪼갬 인장강도 및 휨 강도가 증가하는 것을 확인 하였다. 따라서, 본 연구결과는 합성수지 혼입 폴리머 시멘트 모르타르의 인장성능 개선을 위한 PVA섬유 혼입시 제조 가이드라인으로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

3D 프린팅의 적층제조를 위한 시멘트 모르타르의 이용은 시멘트의 유동 특성을 개질하기 위한 시멘트 혼화용 폴리 머의 혼입이 필수적이다. 시멘트 모르타르는 점성이 높고 수축이 크기 때문에 적층제조를 위해서는 유동성, 경화속도, 시공성 및 적층특성의 개선이 필요하다. 시멘트 혼화용 폴리머 디스퍼젼을 혼입한 시멘트 모르타르는 시멘트 수화물과 공극 사이에 폴 리머 필름이 상호 형성되어 인장강도와 취성이 개선되며 우수한 접착성, 기밀성, 내약품성을 보인다. 최근, 사용편리성이 우수한 Ethylene-vinyl acetate 재유화형 분말수지가 널리 사용된다. 하지만 화재와 같은 고온에서는 재유화형 분말수지를 혼입한 경우에 는 성능저하가 더 크다. 재유화형 분말수지가 시멘트 수화물과 공극에 폴리머 필름을 형성하고 충전하지만 고온에 의해 열분해 되기 때문이다. 본 연구에서는 3D 프린팅의 적층제조를 위해 내열성이 개선된 Ethylene-vinyl chloride 재유화형 분말수지의 혼입률을 달리하여 고온에서의 특성과 열분해에 따른 공극특성을 검토하였다. 연구결과, EVCL 재유화형 분말수지를 혼입한 경우 고온에서 약간의 성능개선을 보였지만 열분해하여 공극률이 커지며, 밀도, 강도가 감소한다. 따라서, 사용조건에 적합한 배합조절 등이 필요하다.

폴리머 시멘트 고화체는 일반 몰타르 내의 시멘트 수화물을 폴리머 개질제를 이용하여 부분적으로 대 체함으로써 그 기능을 강화시킨 복합재료로써, 특히 시멘트 몰타르에 폴리머를 첨가하는 것은 그 화학적 내구성을 향상시킨다고 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 고화재료로서의 폴리머 시멘트에 대한 낮은 침투성 및 낮은 이온 확산도 등과 같은 향상된 화학적 내구성을 확인하기 위하여 폴리머 시멘트 시편들을 제조하였다. 이때 폴리머의 함량은 0에서부터 30%까지 변화시켰으며, 물에 대한 시멘트 비(W/C)를 33%와 50%로 각각 유지 시켰다. 충분히 경화시킨 후에, 제조된 시편들에 대한 구조적 건전성을 압축강도와 수침법에 의한 공극도를 통하여 평가하였다. 그 결과, W/C 비가 33%이고, 폴리머 함량이 약 10%인 폴리 머 시멘트 시편에서 가장 향상된 개질변화를 얻을 수 있었다. 끝으로 이 최적의 조합비를 가지는 시편에 대하여 ANS 16.1에 따르는 침출시험을 수행하였으며, 그 결과를 일반 시멘트 고화체와 비교하였다.

이산화탄소 농도가 높은 도심지의 경우 탄산화로 인한 철근부식이 발생하기 쉬우며 이는 콘크리트 구조물의 내구수명을 감소시킨다. 콘크리트 구조물의 경우 다양한 구속조건을 가지며 항상 외부의 재하하중을 받고 있다. 도입된 응력수준은 이산화탄소와 같은 유해인자의 확산을 변화시키며 탄산화 깊이의 변동성을 야기한다. 본 연구에서는 응력재하수준에 따른 탄산화 변동성을 정량화하였으며, 이를 이용하여 탄산화 예측식을 도출하였다. 내구성 설계인자인 피복두께, 이산화탄소 확산계수, 탄산화 반응 수화물, 그리고 외부 이산화탄소 농도를 확률 변수로 정의하였으며, MCS을 통하여 영향인자의 변동성에 따른 내구수명을 도출하였다. 또한 응력수준에 따라 변화하는 내구수명을 도출하였으며, 이를 결정론적인 방법의 결과와 비교하였다. 피복두께 및 내부 수화물 생성이 내구수명 변동성에 가장 큰 영향을 미쳤으며, 응력수준 을 고려한 내구수명평가는 유지관리 우선순위 설정에 합리적으로 적용할 수 있다.

본 연구는 PVA(polyvinyl alcohol) 섬유와 VAE(vinyl acetate ethylene) 분말 폴리머를 사용한 시멘트복합체의 압축·휨강도 와 온도변화에 따른 충격파괴거동을 연구하였다. 충격시험은 -35℃, 0℃ 및 35℃의 선정된 온도조건에서 실시하였다. 본 실험에서는 시멘트 복합체와 일반 모르타르에 대한 충격파괴 에너지와 변위, 시간을 얻기 위해 낙하 충격시험기(Ceast 9350)를 사용하여 충격시험을 수행하였다. 강도 시험결과, PVA 섬유와 VAE 분말 폴리머의 휨강도는 모두 증가하였다. PVA 섬유보강 시멘트복합체의 경우 재령 28일에서의 압축강도는 약간 감소하였으나, 휨강도는 일반 모르타르 강도보다 24.4% 증가하였다. 낙하 충격시험 결과, PVA 섬유보강 시멘트복합체 시편은 섬유의 가교역할로 인한 균열발생의 억제와 에너지 분산에 의한 미세균열이 발생하였으며, 충격에 의한 배면파괴와 관통에 대하여 억제되었다. 반면 VAE 분말 폴리머 시멘트복합체와 일반 모르타르의 시편은 대부분 큰 균열이나 관통파괴 되었다. 충격하중을 받는 시멘트복합체와 일반 모르타르의 시편은 대부분 국부적인 취성파괴거동을 보이며, PVA 섬유보강에 의한 휨성능 증진으로 인해 충격에 대한 저항성능이 크게 향상되었다.

The purposes of this study is to evaluate the adhesion in flexure and adhesion in tension between old-plain cement mortar and new-polymer cement mortar that has been widely used as finishing and repairing materials of RC structures. From the test results, the adhesion in flexure and adhesion in tension of polymer-modified mortar to plain cement mortar are much higher than that of plain cement mortar, and are increased with increasing polymer-cement ratio. The maximum strengths show at polymer cement mortar using EVA dispersion, and those are about 1.69 and 2.10 times respectively, plain cement mortar.

본 연구에서는 메타카올린을 혼입한 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트의 압축, 휨, 부착강도, 수밀성, 염화물 이온 침투 저항성,탄산화 깊이 및 동결융해 저항성에 미치는 폴리머-결합재비 및 메타카올린 첨가량의 영향에 대하여 검토하였다. 그 결과, 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트의 휨, 압축 및 부착강도는 폴리머-결합재비의 증가에 따라 증가하는 경향을 보였다. 폴리머-결합재비에 관계없이, 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트의 강도는 메타카올린 첨가량의 증가에 따라 증가하였으며, 메타카올린 첨가량 5%에서 최고 값을 나타내었다. 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트의 흡수율, 탄산화 깊이 및 염화물이온 침투저항성은 폴리머-결합재비의 증가에 따라 감소하는 경향을 보였다. 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트의 동결융해 저항성의 개선은 폴리머 에멀젼의 혼입에 의해 시멘트 수화물과 골재간의 접착성이 개선되기 때문이라 판단된다.

In general, polymer cement mortars that is made from organic polymer dispersion and cement have good workability compared with ordinary cement due to ball-bearing acting of polymer particles in cement mortar. The purpose of this study is to evaluate the workability of cement mortar according to adding of admixtures such as polymer dispersions, blast-furnace slag and fly ash. From the test results, the flow of polymer-modified mortars is increased with increasing polymer-cement ratio, and also is a little improved according to adding of fly ash compared to blast-furnace slag.

In general, polymer cement mortars that is made from organic polymer dispersion and cement have good workability compared with ordinary cement due to ball-bearing acting of polymer particles in cement mortar. The purpose of this study is to evaluate the workability of cement mortar according to adding of admixtures such as polymer dispersions, blast-furnace slag and fly ash. From the test results, the flow of polymer-modified mortars is increased with increasing polymer-cement ratio, and also is a little improved according to adding of fly ash compared to blast-furnace slag.

The ultimate load of beam reinforced with polymer cement slurry(PCS)-coated rebar is a little lower than that of un-coated rebar, and almost the same as that epoxy-coated rebar. In special, that using EVA 50% with is in range of 97.0% of un-coated rebar. In this study, it is also apparent that PCS-coated rebar can replace epoxy-coated rebar to solve the corrosion problem in marine construction field.

알칼리활성화 슬래그-레드머드 시멘트는 알칼리활성화 시멘트 연구의 일환으로서 시멘트 조성에서 알칼리자극제, 고로슬래그와 레드머드로 구성되어져 있으며, 포틀랜트 시멘트를 사용하지 않는 클링커 프리 시멘트(Clinker Free Cement)를 의미한다. 본 논문에서는 포틀 랜트 시멘트를 전혀 사용하지 않고 고분자 유기화합물인 재유화형 분말 폴리머를 혼입한 알칼리활성화 슬래그 시멘트에 레드머드의 대체율을 달리하여 강도특성, 기공특성 등을 기존 포틀랜트 시멘트와 비교 평가하였다. 그 결과 알칼리활성화 시멘트에 레드머드를 대체할 경우 C-S-H 광물상과 에트린가이트가 주요 수화생성물로 포틀랜트 시멘트와 비교하여 조직이 치밀하고 대체율 10%까지는 압축강도 및 휨강도가 증가하 였다.

In this study, freezing and thawing test of secondary product was performed using the Fiber Reinforced polymer Cement composites. From the test result, it was found that fiber reinforced polymer cement composites resistance of freezing and thawing were better than that of conventional products.

In general, polymer cement slurry(PCS) that is made from organic polymer dispersion and cement has good adhesion to steel and cement concrete. Bond strength of PCS-coated rebar is better than that of plain rebar and epoxy-coated rebar. The maximum bond strength of PCS-coated rebar at curing age of 1-day or 3-hour is almost same as that of curing age of 7-day and 28-day. It is possible that PCS-coated rebar with coating thickness of 100㎛ at curing age of 1-day and 3-hour can replace epoxy-coated rebar. It is also apparent that the choice of curing age and coating thickness is very important to improve the bond strength of PCS-coated rebar to cement concrete.

Two main parameters were examined such as CSA content and polymer-binder ratio to find effects on the strength, water absorption, chloride ion penetration depth, carbonation depth, length change and chemical resistance of polymer-modified mortar with CSA and EVA polymer powder (EVAPP). As results, compressive, flexural, tensile, adhesive strengths, and length change of the polymer-modified mortar with CSA and EVAPP increases with increasing CSA content and polymer-binder ratio, although the water absorption, chloride ion penetration depth, and carbonation depth decrease with increasing polymer-binder ratio and CSA content, and also the chemical resistance decreases. Such strength and durability development is attributed to the high tensile strength of EVA polymer and the improved bond between cement hydrates and aggregates because of the addition of EVAPP and CSA.

This study have interests in presenting the process of material optimization design. This study was designed by using design of experiment. To present the form of model and explore the optimal point of response surface model, central composite design(CCD) and Response Surface Methodology(RSM) were used in the design of the experiment and in the analysis of the results.

폴리머시멘트 모르타르는 고강도 및 고내구성 등의 우수한 재료적 성질을 가지고 있어 철근콘크리트 구조물의 보수재료로 광범위하게 사용되어져 왔다. 폴리머시멘트 모르타르와 콘크리트 사이의 부착거동은 폴리머시멘트 모르타르에 의해 보수․보강된 철근콘크리트 부재의 보강성능을 좌우하는 매우 중요한 요소이다. 따라서 폴리머시멘트 모르타르와 콘크리트 접합면에서 발생되는 부착파괴의 메커니즘은 명확히 구명될 필요가 있다. 본 연구에서는 직접인발시험을 통해 국내에서 판매되는 폴리머시멘트모르타르와 콘크리트의 부착강도를 평가하였다. 표준, 침수, 온냉반복 및 동결융해 등의 전처리 조건에 노출된 폴리머시멘트 모르타르의 부착강도를 실내시험을 통해 평가하였으며, 2차에 걸친 시험시공을 통한 현장부착강도도 함께 평가하였다. 시험결과 현장부착강도는 표준조건에서 실시한 실내 부착강도 시험결과보다 낮은 수준이었으며, 열충격조건에서의 실내시험결과와 유사한 것으로 나타났다. 본 연구결과를 기초로 KS에 규정된 폴리머시멘트모르타르의 시험방법 및 품질기준의 타당성을 검토하였다.

재유화형 폴리머는 보수용 모르타르의 개질재료로 주로 사용되고 있으며, 이러한 보수용 폴리머 시멘트 모르타르에는 폴리머 이외에 각종 혼화재료가 첨가된다. 기존의 연구들은 시멘트-폴리머 비가 모르타르에 미치는 영향에 대하여 주로 이루어졌으며, 혼화재료가 폴리머 시멘트 모르타르에 미치는 영향은 보고 되어있지 않는 실정이다. 본 연구에서는 혼화재료들(CSA계 팽창재, CSA계 속경재, 석고, 실리카 흄)의 배합비율에 따라 폴리머 시멘트 모르타르에 미치는 영향을 분석하고자 모르타르의 작업성, 응결시간, 건조수축, 압축강도, 휨 및 부착강도 등의 기초적 성질에 대하여 실험적으로 구명하였다. 재유화형 폴리머는 보수용 모르타르의 개질재료로 주로 사용되고 있으며, 이러한 보수용 폴리머 시멘트 모르타르에는 폴리머 이외에 각종 혼화재료가 첨가된다. 기존의 연구들은 시멘트-폴리머 비가 모르타르에 미치는 영향에 대하여 주로 이루어졌으며, 혼화재료가 폴리머 시멘트 모르타르에 미치는 영향은 보고 되어있지 않는 실정이다. 본 연구에서는 혼화재료들(CSA계 팽창재, CSA계 속경재, 석고, 실리카 흄)의 배합비율에 따라 폴리머 시멘트 모르타르에 미치는 영향을 분석하고자 모르타르의 작업성, 응결시간, 건조수축, 압축강도, 휨 및 부착강도 등의 기초적 성질에 대하여 실험적으로 구명하였다.