KR100597376B1

KR100597376B1 - 콘크리트구조물과 시멘트몰탈의 표면처리재 및표면처리사전공법

Info

Publication number: KR100597376B1
Application number: KR1020040037153A
Authority: KR
Inventors: 양영철; 강재준
Original assignee: (주)서홍엔지니어링건축사사무소; 양영철
Priority date: 2004-05-25
Filing date: 2004-05-25
Publication date: 2006-07-06
Also published as: KR20050112227A

Abstract

본 발명은 콘크리트 타설직후 콘크리트의 초기양생과정에서 수화반응에 필요한 수분의 증발을 억제시켜 콘크리트의 초기소요강도를 조기에 도달시키고 동시에 콘크리트중 시멘트성분의 알카리반응으로 발생하는 알카리(일명, 시멘트 독)의 방출을 억제하고 알카리가 공기 등 다른 자재와의 복합적인 화학반응으로 생성된 알카리성가스의 방출을 억제함으로서 새집 증후군 등을 방지한다. 또한 콘크리트의 중기양생과정인 사용과정중 발생하는 콘크리트의 열화현상을 사전에 방지하여 콘크리트강도의 저하를 방지하고 건축 내장재와 복합적인 화학작용으로 발생하는 알카리성가스등을 억제할 수 있도록 한 콘크리트구조물과 시멘트몰탈의 표면처리재 및 표면처리사전공법에 관한 것으로, 이러한 본 발명은 에멀젼도료인 아크릴계 에멀젼도료 54 중량％ ∼ 59 중량％, 글루콘산 나트륨 40 중량％ ∼ 45 중량％ 및 중성촉매제 1 중량％ ∼ 3 중량％로 이루어진다.

콘크리트구조물, 시멘트몰탈, 초기양생, 중기양생, 새집 증후군

Description

콘크리트구조물과 시멘트몰탈의 표면처리재 및 표면처리사전공법{The surface processing a method of construction/the surface processing liniment of a concrete building and cement moltal}

도 1은 일반적인 콘크리트구조물을 나타낸 도면,

도 2는 도 1의 콘크리트구조물의 표면에 표면처리재가 도포된 상태를 나타낸 도면,

도 3은 본 발명에 따른 콘크리트구조물과 시멘트몰탈의 표면처리재를 이용하여 콘크리트구조물의 표면에 도포하는 표면처리사전공법을 나타낸 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 콘크리트구조물

200 : 표면처리재

본 발명은 새집 증후군 등을 방지하기 위한 콘크리트구조물과 시멘트몰탈의 표면처리재 및 표면처리사전공법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 콘크리트의 초기양생과정에서 수화반응에 필요한 수분의 증발억제로 콘크리트중 시멘트성분의 알카리방출에 대한 사전억제 및 알카리(일명, 시멘트 독)와 공기 등 다른 자재와의 반응에 의하여 발생하는 알카리성가스등의 방출을 사전에 억제하여 새집 증후군의 방지와 함께 콘크리트의 초기소요강도를 조기에 도달할 수 있도록 한 콘크리트구조물과 시멘트몰탈의 표면처리재 및 표면처리사전공법에 관한 것이다.

일반적으로, 새집증후군(sick house syndrome)은 빌딩증후군이라고도 하며, 새집이나 수리한 집에 들어가서 살면서 전에 없던 두통 또는 아토피성 피부염, 천식 등 알레르기 질환에 걸리는 것을 지칭한다.

이사하기 전 각종 알레르기성 질환을 앓고 있었던 환자라면 대부분 더 악화되며 이사 후 인체에 이상이 생기거나 악화되는 것은 콘크리트와 시멘트몰탈 및 건축내부자재 등에서 배출되는 알카리성가스와 휘발성 유기화합물질 및 포름알데히드 등이 유해한 영향을 미치기 때문이다.

상기 휘발성 유기화합물은 대기중 상온(섭씨 20도)에서 가스형태로 존재하는 유기화합물의 총칭이며 밝혀진 것만해도 수백 종에 달하고 있다는 것이 산업의학 전문의들의 의견이다. 여기에는 대부분 발암물질이 포함되어 있는데 벤젠을 비롯해 톨루엔, 클로로포름, 아세톤, 스틸렌, 포름알데히드 등을 대표적으로 꼽을 수 있다.

도 1은 일반적인 빌딩의 내벽에 설치된 콘크리트구조물을 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 건설구조물을 형성하고 있는 콘크리트구조물(100)은 시멘트와 물이 반응하여 굳어지는 수화반응으로 골재(骨材)를 시멘트풀(시멘트와 물이 화학반응으로 풀처럼 만들어진 것)이 강하게 붙여놓은 것이다.

초기양생중 화학반응이 일으나게 되는 바, 이때 수산화칼슘(Ca(OH)₂)이 콘크리트 내부에서 생성되며 시멘트의 주성분중 석회석이 63％이고 점토가 16％를 차지하고 있다.

여기서, 상기 수산화칼슘은 시멘트량의 약 1/3이 생성되는 바, 수산화칼슘은 ph12 ∼ ph13.5 정도의 강 알카리성을 나타내며, 또 이것이 시멘트수화물의 전체 ph를 결정한다.

또한, 상기 수산화칼슘은 대기중에 포함되어 있는 약산성의 탄산가스(Co2, 약0.03％)와 접촉하여 다음과 같은 반응에 의하여 중성인 탄산칼슘과 수분으로 변화한다.

2(CaO)3SiO2 + 6H2O →(CaO)2(SiO2)2(H2O)3 + 3Ca(OH)2

2(CaO)2SiO2 + 4H2O →(CaO)3(SiO2)2(H2O)3 + Ca(OH)2

Ca(OH)2 + CO2 →CaCO3 + H2O

(CaO)3(SiO)2(H2O)3 + 3CO2 →3CaCO3 + 2SiO2 + 3H2O

그러나, 도 2에 도시된 바와 같이, 콘크리트구조물은 초기양생과정과 사용과정에서 화학작용으로 인하여 알카리(일명, 시멘트 독)와 알카리성가스가 방출되는 바, 상기 알카리성가스와 다른 자재와의 화학작용으로 인한 복합적인 가스때문에 인체가 해(예를 들어, 두통 또는 아토피성 피부염, 천식 등 알레르기 질환 등)를 입는 문제점이 있다.

특히, 콘크리트는 시멘트와 물이 화학반응으로 생성된 시멘트풀이 채움재인 골재(모래, 자갈) 사이를 서로 단단하게 붙여 놓은 결합재이며, 콘크리트에서 화학적인 반응은 시멘트와 물 사이에만 일어나고 골재는 어떤 재료와의 반응을 일으키지 않는다고 가정하였다. 가정된 골재인 자연산(천연) 하천골재는 수많은 세월동안 물과 태양 및 대기에 노출되어 골재내부의 광물이나 화학적 반응에 영향을 미치는 염분 등은 거의 용해되어 비교적 적정한 상태의 골재이다. 물과 태양 및 대기에 직접 노출되지 않고 지표하에 매장되어 있었던 암석을 분쇄한 쇄석골재는 상대적으로 화학반응에 영향을 미칠 수 있는 물질들을 많이 함유하고 있으며 자연산(천연) 하천골재의 고갈과 이의 단가관계로 최근에는 쇄석골재를 거의 사용하여서 문제점이 크게 대두되고 있다. 골재의 화학반응이란 콘크리트내에서 골재가 어떤 특정 물질과 화학적으로 반응하는 일반적인 알카리 골재반응으로 알려져 있다. 이러한 알카리 골재반응이 일어날 경우 생성되는 물질은 체적팽창을 일으켜 콘크리트에 균열을 발생시키며 알카리 골재반응이 심해지면 콘크리트구조물이 파괴되어서 콘크리트구 조물의 사용수명을 단축시키는 열화현상으로 콘크리트 타설후 10년내지 25년이 경과한 후 발생한다. 이에 대한 사후처리 기술은 콘크리트의 열화방지라고 하는 공법이 많이 발전되었으나 시공단가가 높아서 실용되지 못하고 있었다.

그러나, 염분이 포함된 바다모래와 자연산 하천골재가 아닌 깬자갈(쇄석)을 사용하는 경우가 전부이므로, 상대적으로 화학반응에 영향을 미칠수 있는 물질들이 많이 함유하고 있어서 초기양생과정에서 화학작용이 심히 증가되는 바, 상기 화학반응을 할 때 더 많은 알카리(일명, 시멘트 독)와 알카리성가스등 유해한 가스가 다량으로 방출되는 문제점이 있다.

또한, 시멘트의 주성분은 석회석이 63％이므로 콘크리트 타설후 초기에 수화반응할 때 상기 화학식 3과 같이 강 알카리가 발생하며 점차 ph8.2정도의 중성으로 변화하며 소요기간은 콘크리트 타설후 3,000일이 소요된다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 제반 문제점을 초기에 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 콘크리트의 초기양생과정에서 수화반응에 필요한 수분의 증발억제로 콘크리트 초기강도의 조기달성과 함께 콘크리트중 시멘트의 알카리반응에 의하여 발생하는 알카리(일명, 시멘트 독)와 알카리성가스의 방출억제 및 알카리와 다른 자재와의 복합적인 화학반응으로 생성된 가스의 방출억제로 새집 증후군을 방지할 수 있도록 한 콘크리트구조물과 시멘트몰탈의 표면처리재 및 표면처리사전공법을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성한 본 발명에 의하면, 에멀젼도료인 아크릴계 에멀젼도료 54 중량％ ∼ 59 중량％, 글루콘산 나트륨 40 중량％ ∼ 45 중량％ 및 중성촉매제 1 중량％ ∼ 3 중량％로 이루어진 것을 특징으로 하는 콘크리트구조물과 시멘트몰탈의 표면처리재가 제공된다.

또한 본 발명에 의하면, 콘크리트 타설후 콘크리트 양생기간이 스라브 상면은 5일 그외는 14일 내지 28일이 경과하거나 콘크리트의 소요강도에 도달한 후, 표면처리재를 초벌로 1회에 30μ두께로 도포하는 단계와;

시멘트몰탈을 마감후 3일내지 5일이 경과한 후 표면처리재를 초벌로 1회를 도포하는 단계와;

다음에, 상기 초벌도포후 기온에 따라 14시간내지 48시간이상이 지난 후 바탕처리하는 단계와;

그 다음에, 상기 바탕처리단계후 기온에 따라 14시간내지 48시간이상이 지난 후 다시 상기 표면처리재를 40μ두께로 도포하되 도포형성이 불량한 표면만 추가로 1회를 도포하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 콘크리트구조물과 시멘트몰탈의 표면처리사전공법이 제공된다.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

[함량한정의 이유를 구체적으로 설명하면 다음과 같다]

본 발명의 표면처리재에 있어서, 아크릴계 에멀젼도료의 함량이 54중량% 보다 적으면 내수성, 내알카리성, 화학적 안전성, 압축강도, 인장강도, 부착강도등 다양한 물성치를 기대하기 어려운 문제점이 있고, 59중량%를 초과하는 경우에 불안정하여 시간이 지나면 두층으로 분리가 일어나게 되어 하자가 발생하는 문제점이 있다.

또한, 글루타민산 나트륨의 함량이 40중량% 보다 적으면 응결시간을 촉진시켜 초기강도 발현에는 유리하나 알카리가스 방출과 콘크리트 내부의 철근을 부식시켜 콘크리트의 열화 현상을 촉진시키는 우려가 있고, 45중량%를 초과하는 경우에 콘크리트의 발열억제로 알카리가스 방출을 적게하나 수화반응이 방해되는 문제점이 있다.

그리고, 중성촉매제의 함량이 1 중량％ ∼ 3 중량％는 중성작용과 반응속도만을 변화시키는 물질이다.

여기서, 상기 중성촉매제는 Na20이고, 기온에 따라 그 량은 변할 수 있으며, 에폭시(Epoxy)를 첨가할 수 도 있다.

[실시예]

먼저, 스라브 콘크리트 타설후 5일이 경과한 후 콘크리트 스라브상면에 생긴 레이턴스등의 불순물을 제거하는 교정, 콘크리트의 강도가 법적 소요강도에 도달된 것을 확인하고 거푸집을 제거한 후 문제되는 표면을 즉시 교정한다.

그리고, 불순물제거와 거푸집제거후 즉시 에멀젼계 도료인 아크릴에멀젼(Acylic emulsion) 54 중량％, 글루콘산 나트륨(Sodium Gluconate) 40 중량％ 및 중성촉매제 1 중량％를 배합한 표면처리재를 초벌로 1회 도포한다.

다음, 초벌단계후, 14시간이 경과하면 균열의 충진으로 바탕처리한다.

그 다음, 바탕처리후, 24시간이 경과하면 다시 상기 표면처리재를 재벌로 1회(두께 40μ이상)를 도포하고 도포형성이 불량한 표면만 14시간 후 추가로 1회를 도포한다.

표면처리재를 콘크리트구조물에 도포하기전 또는 도포한후의 알카리(일명, 시멘트 독)와 알카리성가스의 방출량을 조사한 결과을 나타낸 것이다.

구분	도포전	도포후	효과
NOX농도(ppm)	7ppm	0.5ppm	촉매반응에 의한 Nox 제거, 안정된 착색 인체무해한 자외선 발생, 표면변색 방지
알카리가스제율(％)	6(％)	0.43(％)	두통 또는 피부염, 천식 등 알레르기 질환 예방

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 콘크리트의 초기양생과정에서 수분의 증발을 억제하여 초기양생의 기간을 단축함과 아울러 9년이내 콘크리트구조물의 사용과정에서 알카리(일명, 시멘트 독)와 알카리성가스의 방출을 억제하여 공해를 대 폭 감소시키고 사용과정에서 콘크리트강도의 저하를 방지한다.

Claims

에멀젼도료인 아크릴계 에멀젼도료 54 중량％ ∼ 59 중량％, 글루콘산 나트륨 40 중량％ ∼ 45 중량％ 및 중성촉매제 1 중량％ ∼ 3 중량％로 이루어진 것을 특징으로 하는 콘크리트구조물과 시멘트몰탈의 표면처리재.
콘크리트 타설후 콘크리트 양생기간이 스라브 상면은 5일 그 외는 14일 내지 28일이 경과하거나 콘크리트 소요강도에 도달하여 거푸집제거 후 표면처리재를 초벌로 1회 도포하고, 시멘트몰탈을 마감후 3일내지 7일이 경과한 후 표면처리재를 초벌로 1회 도포하는 단계와;

초벌도포후, 기온에 따라 14시간내지 48시간이상이 지난 후 바탕처리하는 단계와;

바탕처리단계후, 기온에 따라 14시간내지 60시간이상이 지난 후 다시 상기 표면처리재를 재벌로 1회이상 도포하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 콘크리트구조물과 시멘트몰탈의 표면처리사전공법.
제 2 항에 있어서,

바탕처리단계후, 기온에 따라 14시간내지 60시간이상이 지난 후 다시 상기 표면처리재를 재벌로 1회이상 도포하는 단계에서,

상기 도포형성이 불량한 표면만 추가로 1회를 도포하는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 콘크리트구조물과 시멘트몰탈의 표면처리사전공법.