폴리머 콘크리트(Polymer Concrete)

 

폴리머 콘크리트(Polymer Concrete)

 1. 정의

   건설재료로써 대표적으로 사용되고 있는 포틀랜드 시멘트 콘크리트는 경제성 및 구조특성상의 장점을 가지고 있으나 결합체가 시멘트 수화물이기 때문에 늦은 경화, 작은 인장강도, 큰 건조수축, 내약품성 취약 등의 단점을 가지고 있다.  이러한 단점을 개선하기 위하여 콘크리트 제조시에 사용하는 결합재의 일부 또는 전부를 고분자 화학구조를 가지는 폴리머로 대체시켜 제조한 콘크리트를 총칭하여 폴리머 콘크리트 혹은 콘크리트 폴리머 복합체(Concrete Polymer Composite)라고 한다.  폴리머 콘크리트는 제조방법에 따라 폴리머 시멘트 콘크리트, 폴리머 콘크리트, 폴리머 함침 콘크리트로 분류할 수 있다.

2. 폴리머 콘크리트의 종류 및 용도

  (1) 폴리머 시멘트 콘크리트(PCC : Polymer Cement Concrete)
      일반 시멘트 콘크리트의 혼합시에 수용성 또는 분산형 폴리머를 병행․투입하여 만들어지는 콘크리트로콘크리트의 경화과정에 폴리머 반응이 진행되며, 사용 폴리머에 따라 외부에서 열을 가하여 경화를 촉진하기도 한다.  PCC는 접착성과 내구적 특성을 많이 요구하는 부분, 즉 교량상판 덧씌우기, 바닥 미장재, 콘크리트 팻칭재료 등으로 많이 사용되고 있다.  

  (2) 폴리머 콘크리트(PC : Polymer Concrete)
      결합재로서 시멘트를 사용하지 않고 폴리머만을 골재와 결합하여 콘크리트를 제조한 것으로서, 휨강도, 압축강도, 인장강도가 현저하게 개선 향상되며, 조기에 고강도를 발현하기 때문에 단면의 축소에 따른 경량화가 가능하며, 마모저항, 충격저항, 내약품성, 동결융해 저항성, 내부식성 등 강도특성과 내구성이 우수하기 때문에 구조물에 다양하게 이용되고 있다.  폴리머 시멘트 몰탈은 종래의 시멘트계 미장마감제보다 내구성이 우수하고 특히 보수재로서 성능과 가격의 균형이 좋기 때문에 수요가 증가하고 있다.    또한 우수한 특성을 이용하여 맨홀, FRP 복합관 및 패널, 고강도 파일, 인조대리석 등의 공장(프리캐스트)제품과 댐방수로의 복공, 수력발전소 감세공의 복공, 온천지 건물의 기초 등 현장타설공사에 사용되고 있다.

  (3) 폴리머 함침 콘크리트(PIC : Polymer Impregnated Concrete)
      경화 콘크리트의 성질을 개선할 목적으로 콘크리트 부재에 폴리머를 침투시켜 제조된 콘크리트이다.  PIC는 함침시킬 부재를 건조시켜 폴리머가 침투될 공간을 형성한 후 시멘트 콘크리트 공극에 폴리머를 가압, 감압 및 중력으로 침투시키는 방법이 사용되며, 폴리머 함침정도에 따라 완전함침, 부분함침으로 분류된다.  PIC는 마모저항성, 포장재료의 성능개선, 프리스트레스트  콘크리트의 내구성 개선 등에 유리하며, 주요 용도로는 기존 콘크리트 구조물 표면의 경화, 강도, 수밀성, 내약품성과 중성화에 대한 저항성 및 내마모성 등의 향상을 도모할 목적으로 고속도로의 포장과 댐의 보수공사 및 지붕슬래브의 방수공사 등에 활용이 되고 있다.

3. 폴리머 콘크리트의 특징

  (1) 조기에 고강도(암축강도 800～1000 kg/cm2)를 나타내 부재 단면을 작게 할 수 있어 경량화가 가능하다

  (2) 탄성계수는 일반 시멘트 콘크리트보다 약간 작으며 크리프는 폴리머 결합재의 종류 및 양과 온도에 따
      라 다르나 일반 시멘트 콘크리트와 큰 차이는 없다.

  (3) 水密性과 氣密性 면에서 거의 완전한 구조이므로 흡수 및 투수에 대한 저항성과 기체의 투과에 대한
      저항성이 우수하다.

  (4) 폴리머 결합재의 높은 접착성 때문에 시멘트 콘크리트, 타일, 금속, 목재, 벽돌 등 각종 건설재료와의
      접착이 용이하다.

  (5) 내약품성, 내마모성, 내충격성 및 전기절연성이 양호하다.

  (6) 가연성인 폴리머 결합재를 함유하기 때문에 난연성 및 내구성은 불량하다.