KR100755492B1 - 콘크리트용 액상형 구체방수재 조성물과 그 제조방법 - Google Patents

콘크리트용 액상형 구체방수재 조성물과 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 콘크리트용 액상형 구체방수재 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고급지방산 10 내지 15중량부, 금속수산화물 1.5 내지 5중량부, 알코올아민 1 내지 2.5중량부, 제 4급암모늄 염 1 내지 3중량부, 실리카 8 내지 15중량부, 고유동화제 1 내지 5중량부 및 물 50 내지 85중량부를 포함하는 액상형 구체방수재 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 구체방수재를 액상형으로 제조함으로써 시멘트에 혼입 시 시멘트와 충분히 섞이게 하여 소량의 사용으로 콘크리트의 강도 및 내식성을 증가시키고, 투수성 및 흡수성을 감소시킬 뿐만 아니라 혼합시 분진이 발생하지 않도록 할 수 있다.
액상형, 구체방수재, 콘크리트, 고급지방산, 알코올아민, 4급 암모늄염, 실리카, 금속수산화물, 고유동화제

Description

콘크리트용 액상형 구체방수재 조성물과 그 제조방법 {Waterproofing Admixture composition in liquid phase for Concrete and Manufacturing Method thereof}
본 발명은 콘크리트용 액상형 구체방수재 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구체방수재를 액상형으로 제조함으로써 시멘트에 혼입시 충분히 섞이게 하여 소량의 사용으로 콘크리트의 강도 및 내식성을 증가시키고, 투수성 및 흡수성을 감소시킬 뿐만 아니라 혼합시 분진이 발생하지 않게 하는 콘크리트용 액상형 구체방수재 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 콘크리트 구조물은 50 여년의 내구연한을 가진 것으로 알려져 있다. 그러나 날로 증가하고 있는 환경 공해물질인 탄산가스, 아황산 가스, 질소화합물, 염소성분 등으로 인한 산성비, 분진 등은 구조물의 수명을 단축시키고 있다. 또한 이로 인한 지하 표층수는 황산염, 탄산염 등이 용존되어 침식물이 존재하는 물로 변화하고 이는 콘크리트 구조물을 손상시키고 있다. 이런 열화현상은 대대적인 보수나 재시공을 불가피하게 하여 경제적으로 막대한 손실을 초래하고 있다. 또한 콘크리트 구조물에 대한 방수성능의 결함으로 누수되는 경우에 압축강도나 동결융해 저항성, 화학적 침식에 대한 저항성 등이 저하되어 구조물의 수명을 단축시킴과 동시에 건축물의 미관 손상과 생활공간으로서의 거주성도 크게 저하시켜 경제적으로 큰 손실을 가져온다.
누수를 해결하기 위한 방수공법으로 사용하는 재료나 시공방법에 따라 여러 가지 공법이 있다. 즉 규산소다를 응용한 액체방수, 액상 침투방수, 분말 침투방수, 각종 도막방수 등으로 콘크리트 표면에 침투, 도포하여 누수를 차단하고 있으나 이러한 시공방법은 시일이 경과함에 따라 재시공이 반복되어 경제적인 손실을 가져 온다.
이러한 단점을 보완하기 위하여 최근에는 구체방수공법의 개발에 관한 연구가 이루어지고 있다. 구체방수공법이란 콘크리트 자체의 투수성 및 흡수성을 현저하게 감소시켜 구조체 자체에 방수성을 부여함으로써 구조물 전체를 방수하는 공법으로 레미콘이나 몰타르 제조시 구체방수재를 혼입하여 사용하기 때문에 별도의 방수작업이 필요없어 경제적일 뿐만 아니라 내구성과 내식성이 향상되고 결함을 자체 치유하는 작용이 있다.
등록특허 1987-0001543에 의하면 플라이에쉬를 주재로 메틸셀룰로즈, 염화바륨, 메타규산소다, 포조리스 및 스테아린 아연을 이용한 분말형 구체방수재는 염화바륨(Barium Chloride)을 사용하여 수화반응 시 시멘트의 경화를 촉진시키지만 염화화칼슘계 화합물인 염화바륨은 철근콘크리트 구조물에서는 철근부식 우려와 강도비가 낮아 콘크리트 구조물에 사용하기에는 성능 및 내구성에 문제점이 있었다. 또한 등록특허 10-0356354에 의하면 플라이에쉬(Fly Ash)와 실리카흄(Silica Fume)을 주재로 여기에 재유화형분말수지인 에칠렌초산비닐, 스테아린산 아연(Zinc Stearate) 및 조강성 혼화제인 나프탈렌 설포네이트(Naphthalene Sulphonate)를 혼가 합성함으로서 염화화칼슘계 화합물을 사용하지 않고 얻어지는 분말형 구체방수재를 얻는 것을 특징으로 한다. 그러나 분말형 구체방수재는 콘크리트 혼입시 혼합이 충분히 이루어지지 못해 방수성과 방식성을 높이기 힘들며, 비산 먼지의 발생으로 환경오염에 대한 우려가 있다.
따라서 구체방수재를 시멘트에 혼입시 시멘트와 충분히 섞이게 하여 콘크리트의 강도 및 내식성을 증가시키고, 투수성 및 흡수성을 감소시킬 뿐만 아니라 혼합시 분진이 발생하지 않게 하는 콘크리트용 액상형 구체방수재 조성물의 필요성이 대두되고 있다.
본 발명의 기술적 과제는 구체방수재를 액상형으로 제조함으로써 콘크리트와 충분히 섞이게 하여 소량의 사용으로 콘크리트 구조물의 강도 및 내식성을 증가시키고, 투수성 및 흡수성을 감소시킬 뿐만 아니라 혼합시 분진이 발생하지 않게 하는 콘크리트용 액상형 구체방수재 조성물을 제공하는 것이고, 다른 기술적 과제는 고급지방산 10 내지 15중량부, 알코올아민 1 내지 2.5중량부 및 물 50 내지 85중량부를 혼합하여 유화물을 생성하는 단계; 상기 유화물에 금속수산화물 1.5 내지 5중량부를 첨가하여 고급지방산 금속염 혼합물을 생성하는 단계; 상기 고급지방산 금 속염 혼합물에 실리카 8 내지 15중량부 및 제4급 암모늄염 1 내지 3중량부를 첨가하는 단계; 및 상기 혼합물에 고유동화제 1 내지 5중량부를 혼합하는 단계; 를 포함하는 액상형 구체방수제 조성물의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명 일 측면에 따르면, 고급지방산 10 내지 15중량부, 금속수산화물 1.5 내지 5중량부, 알코올아민 1 내지 2.5중량부, 제 4급암모늄 염 1 내지 3중량부, 실리카 8 내지 15중량부, 고유동화제 1 내지 5중량부 및 물 50 내지 85중량부를 포함하는 액상형 구체방수재 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 고급지방산 10 내지 15중량부, 알코올아민 1 내지 2.5중량부 및 물 50 내지 85중량부를 혼합하여 유화물을 생성하는 단계; 상기 유화물에 금속수산화물 1.5 내지 5중량부를 첨가하여 고급지방산 금속염 혼합물을 생성하는 단계; 상기 고급지방산 금속염 혼합물에 실리카 8 내지 15중량부 및 제4급 암모늄염 1 내지 3중량부를 첨가하는 단계; 및 상기 혼합물에 고유동화제 1 내지 5중량부를 혼합하는 단계; 를 포함하는 액상형 구체방수제 조성물의 제조방법을 제공한다.
이하, 본 발명에 따른 액상형 구체방수재 조성물과 그 제조방법에 대하여 자세히 설명하기로 한다.
본 발명의 액상형 구체방수재 조성물의 화학적, 물리적 원리에 의한 강도와 내식성 증가 및, 투수성과 흡수성감소에 관한 반응을 설명하면 다음과 같다.
시멘트의 수화반응에서 생성된 유리 수산화칼슘 {Ca(OH)2}과 수용성 실리카(soluble silica) 및 알루미나(alumina)를 함유하고 있는 포졸란 물질이 작용할 때 일어나는 포졸란(Pozzolan) 반응은 아래와 같다.
xCa(OH)2 + ySiO2ㆍmH2O → xCaO ㆍySiO2ㆍnH2O
xCa(OH)2 + yAl2O3ㆍmH2O → xCaO ㆍyAl2O3ㆍnH2O
이 때 생성된 규산칼슘의 수화물(xCaO ㆍySiO2ㆍnH2O, calcium silicate) 및 알루미네이트 칼슘의 수화물(xCaO ㆍySiO2ㆍnH2O, calcium aluminate)은 수산화칼슘의 용출을 방지하고 볼 베아링(Ball Bearing)작용에 의해 유동성을 증가되어 콘크리트의 수밀성을 증대시켜 내식성 및 강도가 증가한다.
시멘트의 수화반응시 생성되는 수산화칼슘{Ca(OH)2}과 포졸란 활성제 속에 함유되어 있는 가용성 규산 겔(soluble silicate gel)이 생성하는 규산이온(Silicon Activated)이 모세관 공극 내에 침투하고, 이 때 칼슘이온과 규산이온이 반응하여 불용성의 칼슘 수화물(calcium hydrate) 결정체를 형성하고 모세공극을 채운다. 이러한 모세공극의 채움은 시멘트 구조물의 수밀성을 증대시키고, 투수성을 감소시킨다.
한편, 시멘트에 고급지방산 및 금속수산화물을 혼합하면 시멘트의 수화반응에 의해 생성된 수산화칼슘과 지방산계 금속염과 결합하여 발수성의 고급지방산 칼 슘을 생성하여 모세관 공극의 충진과 수밀성이 높은 불용성의 막을 형성할 뿐만 아니라 발수력에 의하여 콘크리트 입자를 둘러싼 방수포막을 형성하여 모세관을 통한 물의 침투를 차단시켜 흡수성이 감소한다.
따라서 콘크리트의 강도와 내식성을 증진하고, 투수성과 흡수성을 감소시키기 위해서는 구체방수재와 시멘트 조성물과의 충분한 섞임이 아주 중요하다. 그러나 분말형 구체방수재는 콘크리트 혼입 시 고형화되어 있어 섞임이 충분히 되지 못하는 단점이 있다.
이에 본 발명은 구체방수재를 액상형으로 제조함으로써 시멘트에 혼입시 충분히 섞이게 만듦으로써 소량의 사용으로 콘크리트의 강도 및 내식성을 증가시키고, 투수성 및 흡수성을 감소시킬 뿐만 아니라 혼합시 분진이 발생하지 않도록 하는 액상형 구체방수재 조성물을 제공하고자 한 것이다.
본 발명에 따른 액상형 구체방수재 조성물은 고급지방산 10 내지 15중량부, 금속수산화물 1.5 내지 5중량부, 알코올아민 1 내지 2.5중량부, 제 4급암모늄 염 1 내지 3중량부, 실리카 8 내지 15중량부, 고유동화제 1 내지 5중량부 및 물 50 내지 85중량부를 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 액상형 구체방수재 조성물의 각 성분에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
(a) 고급지방산
콘크리트에 고급지방산을 혼합하면 시멘트의 수화반응을 촉진시켜주고, 수화 생성물인 수산화칼슘 및 미수화물질과 반응하여 발수력을 가진 불용성 염을 생성한다. 생성된 발수력을 갖는 불용성 염은 콘크리트의 공극을 충진함으로써 고밀도 콘크리트를 생성시킬 뿐만 아니라, 발수력을 갖는 알킬기 치환체을 도입하여 자체 발수력에 의하여 콘크리트 입자를 둘러싼 방수포막을 형성하여 모세관을 통한 물의 침투를 차단시키는 작용을 한다.
본 발명에 사용되는 고급지방산은 팔미트산(palmitic acid, C15H31COOH), 올레산(oleic acid, C17H33COOH), 스테아르산(stearic acid, C18H36O2), 리놀렌산(linolenic acid, C18H30O2), 리놀레산(linoleic acid, C18H32O2)을 사용할 수 있고 이에 한정되는 것은 아니며 보다 바람직하게는 스테아르산을 사용하는 것이 좋다. 상기 물질을 단독으로 또는 2 이상 혼합하여 사용하는 것이 가능하다.
본 발명에서 상기 고급지방산은 10 내지 15중량부의 범위로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 고급지방산의 함량이 10중량부 미만이면 고급지방산이 방수효과를 발휘하기 힘들고, 15 중량부를 초과하면 제조과정에서 점도 상승으로 인한 에멀존화의 어려움이 있고 지방산함유량이 과다하여 콘크리트의 강도를 약화시킬 수 있다.
(b) 금속 수산화물
콘크리트에 금속수산화물을 사용하면 고급지방산과 반응하여 고급지방산 금속염을 형성하여 콘크리트 구체의 발수성에 기여하게 된다.
본 발명에 사용하는 금속수산화물은 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화마그 네슘, 수산화칼슘, 수산화바륨을 사용할 수 있고 이에 한정되는 것은 아니며, 보다 바람직하게는 수산화칼륨을 사용할 수 있다. 상기 물질을 단독으로 또는 2 이상 혼합하여 사용하는 것이 가능하다.
본 발명에서 상기 금속수산화물은 1.5 내지 5중량부의 범위로 사용하는 것이 바람직하며 이는 고급 지방산과 수산화칼륨과의 당량에 의하여 정해지는 범위이다.
(c) 알코올아민 및 제 4급암모늄염
알코올아민과 제4급 암모늄염은 고급지방산의 유제로서 고급지방산을 에멀전화하기 위하여 필수불가결한 성분이다. 알코올아민과 제4급암모늄염은 콘크리트로의 탄산침입을 방지할 뿐만 아니라 시멘트 입자간의 정전기적 응집을 감소시켜 시멘트 입자의 고른 분산과 유동성을 증가시켜 콘크리트 구조의 수밀성을 향상시킨다.
본 발명에 사용하는 알코올아민은 트리메탄올아민, 트리에탄올아민, 트리프로판올아민, 트리부탄올아민을 사용할 수 있고 이에 한정되는 것은 아니며, 바람직하게는 트리에탄올아민을 사용하는 것이 좋다. 상기 물질을 단독으로 또는 2 이상 혼합하여 사용하는 것이 가능하다.
또한 본 발명에 사용하는 제4급 암모늄염은 하기 화학식1로 표시되는 것이다.
[화학식 1]
Figure 112007026225547-pat00001
상기 화학식에서, R1, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 탄소수가 1 내지 22개인 알킬기, 페닐기 또는 벤질기이고, X는 염소, 브롬, 요오드 또는 시안기이다.
본 발명에서 상기 알코올아민은 1 내지 2.5중량부의 범위로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 혼합물의 함량이 1중량부 미만이면 고급지방산을 에멀전화하지 못해서 바람직하지 않고, 2.5중량부를 초과하면 콘크리트의 내수성이 작아져서 바람직하지 않다.
본 발명에서 상기 제4급 암모늄염은 1 내지 3중량부의 범위로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 혼합물의 함량이 1중량부 미만이면 고급지방산을 에멀전화하지 못해서 바람직하지 않고, 2.5중량부를 초과하면 콘크리트의 내수성이 작아져서 바람직하지 않다.
(d) 고유동화제
고유동화재는 구체방수재 혼입시에 시멘트 입자의 분산을 촉진하여 몰타르 및 시멘트 조성물의 유동성을 개선시킴으로써 시멘트 조성물를 부어 넣을 경우 작은 다짐으로도 치밀하게 다짐된 구조물을 만들어 주는 역할을 한다.
본 발명에 사용하는 고유동화제는 멜라민계, 폴리카복실레이트계, 나프탈렌계 고유동화제를 사용할 수 있고 이에 한정되는 것은 아니며, 보다 바람직하게는 멜라민계 고유동화제를 사용하는 것이 좋고, 더욱 바람직하게는 멜라민-포름알데히드 축합물을 주성분으로 하는 고유동화제를 사용하는 것이 좋다. 상기 물질을 단독으로 또는 2 이상 혼합하여 사용하는 것이 가능하다.
본 발명에서 상기 고유동화제는 1 내지 5중량부의 범위로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 고유동화제의 함량이 1중량부 미만인 경우에는 콘크리트의 충분한 유동성을 확보할 수 없어 바람지하지 못하고, 5중량부를 초과하는 경우에는 콘크리트의 흐름이 심하고 양생이 느려 콘크리트 강도 저하를 유발할 수 있어 바람직하지 못하다.
(e) 물
본 발명의 방수재의 구성성분의 함량을 맞추기 위하여 물이 적정량으로 첨가될 수 있다. 본 발명에서 상기 물은 50 내지 85중량부의 범위로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 물의 함량이 50중량부 미만인 경우에는 흐름성이 작아서 시멘트 조성물과 충분히 섞이지 못해 바람직하지 못하고, 85중량부를 초과하는 경우에는 흐름성이 너무 커 작업성이 저하되고 타골재와 분리되기 쉬우므로 바람직하지 못하다.
본 발명의 다른 일 측면에 따른 액상형 구체방수재 조성물의 제조방법은 고급지방산 10 내지 15중량부, 알코올아민 1 내지 2.5중량부 및 물 50 내지 85중량부를 혼합하여 유화물을 생성하는 단계; 상기 유화물에 금속수산화물 1.5 내지 5중량부를 첨가하여 고급지방산 금속염 혼합물을 생성하는 단계; 상기 고급지방산 금속 염 혼합물에 실리카 8 내지 15중량부 및 제4급 암모늄염 1 내지 3중량부를 첨가하는 단계; 및 상기 혼합물에 고유동화제 1 내지 5중량부를 혼합하는 단계; 를 포함한다.
상기 유화물을 생성하는 단계는 70 내지 95℃에서 수행되는 것이 바람직하다. 70℃ 미만의 온도에서 혼합하면 고급지방산이 물에 충분히 용해되지 않아서 바람직하지 않고 95℃를 초과하는 온도에서 혼합하면 온도가 너무 높아 작업성이 떨어지고 수증기가 많이 발생해서 바람직하지 않다. 또한 상기 금속염 혼합물을 생성하는 단계는 30 내지 50℃에서 수행되는 것이 바람직하다. 30℃ 미만의 온도에서 금속수산화물 수용액을 첨가하면 금속염 혼합물을 생성하는데 너무 시간이 오래 걸려서 바람직하지 못하고 50℃를 초과하는 온도에서 첨가하면 발열반응인 고급지방산과 금속수산화물의 중화반응이 너무 빨리 일어나 반응을 조절하기 어려우므로 바람직하지 못하다. 또한 0.5시간 미만으로 반응시키면 반응이 충분히 일어나지 못해서 바람직하지 않고 3시간을 초과하여 반응시키면 더 이상 반응이 진행하지 않으므로 바람직하지 못하다.
여기에서, 상기 고급지방산은 팔미트산(palmitic acid), 올레산(oleic acid), 스테아르산(stearic acid), 리놀렌산(linolenic acid). 리놀레산(linoleic acid)일 수 있고 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 알코올아민은 트리메탄올아민, 트리에탄올아민, 트리프로판올아민, 트리부탄올아민일 수 있고 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제4급 암모늄염은 하기 화학식1로 표시되는 것인 액상형 구체방수재 조성물이다.
[화학식 1]
Figure 112007026225547-pat00002
상기 화학식에서, R1, R2, R3 및 R4는 각각, 독립적으로 탄소수가 1 내지 22개인 알킬기, 페닐기 또는 벤질기이고, X는 염소, 브롬, 요오드 또는 시안기이다.
또한 상기 금속수산화물은 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화마그네슘, 수산화칼슘, 수산화바륨일 수 있고 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 고유동화제는 멜라민계, 폴리카복실레이트계, 나프탈렌계 고유동화제일 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하기로 하되, 본 발명의 보호범위가 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.
<제조예 1> 액상형 구체방수재의 제조
반응조에 물 60kg과 트리에타놀아민 1.2kg을 넣고 회전속도 90rpm으로 교반하여 약 30분간 용해시킨 후 온도를 85 내지 90℃에서 스테아릭산 12kg을 조금씩 첨가하여 약 2시간 유화시켰다. 상기 유화된 반응물의 온도를 40℃로 유지하고 수산화칼슘 4kg을 1시간 걸쳐 서서히 투입하고 2시간 동안 반응시켰다. 여기에 실리카 10kg과 제4급암모늄염 2kg을 투입하고 온도 50℃에서 1시간 반응시켰다. 반응시킨 것을 30℃ 이하로 낮춘 후 유동화제 2kg을 투입하여 약 30분간 교반하여 점성 이 있는 유백색 용액인 액상형 구체방수재를 제조하였다.
<제조예 2> [실시예 1 내지 5] 시험 콘크리트의 제조
제조한 액상 구체방수재의 방수성능을 분석하기 위하여 표1과 같이 재료를 배합하여 본 발명의 구체방수재가 혼입된 콘크리트를 제조하였다. 여기서 에이이재(AE재)는 콘크리트의 동결융해작용에 대한 저항을 증가시킬 목적으로 사용되는 혼화제이다.
[표 1] 표준배합비(kg/m3)
구분 시멘트(C) 잔골재 굵은 골재 물 에이이재 (AE재) 구체방수제함량
비교예 1 325 754 1,044 172 Cⅹ0.5% -
실시예 1 325 754 1,044 172 Cⅹ0.5% Cⅹ0.4%
실시예 2 325 754 1,044 172 Cⅹ0.5% Cⅹ0.5%
실시예 3 325 754 1,044 172 Cⅹ0.5% Cⅹ0.6%
실시예 4 325 754 1,044 172 Cⅹ0.5% Cⅹ0.7%
실시예 5 325 754 1,044 172 Cⅹ0.5% Cⅹ0.8%
C: 시멘트함량
가. 흡수비 및 투수비의 측정
표 1과 같이 제조한 시험콘크리트를 KS F4926, KS F 2405에 의한 성능 평가 시험성적과 종래 기술인 등록특허 1987-0001543 (공지예 1, 2) 및 등록특허 10-0356354(공지예 3, 4)의 분말방수재 성능과 비교한 시험성적 결과는 다음 표 2와 같다.
[표 2] 흡수비, 투수비 및 강도
시험 콘크리트 구체방수재함량 흡수비 투수비 강도비 안정성
24시간 7일 28일
공지예 1 Cⅹ3.5% 0.31 0.30 0.90 팽창, 균형, 비틀림 없음
공지예 2 Cⅹ5.0% 0.25 0.24 0.89 팽창, 균형, 비틀림 없음
공지예 3 Cⅹ3.75% 0.35 0.35 1.11 팽창, 균형, 비틀림 없음
공지예 4 Cⅹ5.0% 0.32 0.32 1.12 팽창, 균형, 비틀림 없음
비교예 1 0.0 0.7 0.70 1.00 1.00 팽창, 균형, 비틀림 없음
실시예 1 Cⅹ0.4% 0.36 0.38 1.08 1.19 팽창, 균형, 비틀림 없음
실시예 2 Cⅹ0.5% 0.34 0.32 1.15 1.19 팽창, 균형, 비틀림 없음
실시예 3 Cⅹ0.6% 0.28 0.26 1.28 1.22 팽창, 균형, 비틀림 없음
실시예 4 Cⅹ0.7% 0.25 0.26 1.38 1.25 팽창, 균형, 비틀림 없음
실시예 5 Cⅹ0.8% 0.22 0.24 1.23 1.19 팽창, 균형, 비틀림 없음
C : 시멘트함량
표 2에 나타난 바와 같이, 실시예의 액상형 구체방수재는 공지예의 분말형 구체방수재 보다 약 8배 적게 사용하였다. 흡수비의 경우 공지예는 0.25 내지 0.35를 보였고, 실시예는 0.22 내지 0.36을 보여 공지예와 비슷하거나 낮은 흡수성을 나타내었다. 투수비의 경우 공지예는 0.24 내지 0.35를 보였고, 실시예는 0.24 내지 0.38을 보여 공지예와 비슷한 투수성을 나타내었다. 따라서 본 발명의 액상형 구체방수재를 사용하여 콘크리트를 제조할 경우 기존의 구체방수재보다 훨씬 적은 양의 본원 발명에 의한 구체방수재를 사용하여도 방수성능이 향상되며, 특히 시멘트 함량을 기준으로 액상형 구체방수재 0.6 내지 0.7중량% 사용할 경우, 그 방수 성능이 크게 향상됨을 알 수 있었다.
나. 강도비 측정
압축강도 시험은 KS F 2405에 따라 7, 28일의 재령으로 실시하였다. 시험체는 KS F 2403에 따라 제작하였고, 성형 후 온도 20±3℃, 습도 60±5%의 실온에서 24시간 양생한 후에 탈형하였다. 그 후 온도 20±2℃의 수중에서 강도 시험을 할 때까지 양생하였다. 시험체 수는 각 재령별로 5개로 하고 최고값과 최저값을 버리고 나머지 3개의 측정값의 평균값을 가지고 다음의 식에 따라 압축 강도비를 구하고 그 결과를 표 2에 나타내었다.
압축강도비=시험콘크리트의 강도(N/mm2)/기준콘크리트의 강도(N/mm2)
표 2에 나타난 바와 같이, 공지예의 시험콘크리트의 강도는 0.90 내지 1.12를 보였고, 본 발명의 실시예의 콘크리트의 강도는 1.19 내지 1.25를 보여 공지예의 콘크리트에 비교하여 본원 발명의 액상형 구체 방수재 조성물을 소량 사용함에 의해 강도가 크게 향상됨을 알 수 있었다. 또한 시멘트 함량을 기준으로 본 발명의 구체방수재 0.6 내지 0.8중량%를 콘크리트에 혼합할 경우, 구체방수재의 혼입이 없는 비교예 1에 비하여 콘크리트의 압축강도비가 19 내지 25% 증가하였음을 확인하였다.
<제조예 3> [실시예 6 내지 8] 시험용 모르타르의 제조
실시예 1을 통하여 제조한 본 발명의 구체방수재의 방식 성능을 분석하기 위하여 KS L 5019에 따라 시험체 모르타르를 제조하였다. 각 시험체 모르타르는 본 발명의 액상형 구체방수재를 시멘트 함량을 기준으로 각각 0.5 중량%, 0.6 중량% 및 0.7 중량%를 함유하였다.
가. 염화이온의 침투저항성 측정(KS F 4926)
염소이온 침투 깊이를 KS F 4926에 의하여 측정하였다. 비교예 2 및 실시예 6 내지 8의 모르타르를 각각의 시험체 모르타르를 2.5% 염화나트륨 수용액에 7일간 침식하여 제조하였다. 그 후 24시간 상온에서 건조한 후, 시험체를 2분할 하고 2 분할한 시험체 단면에 0.1N 질산은 수용액을 분무하고 연속하여 1% 우라닌 수용액을 분무하여 3개소의 발색부분의 깊이를 측정하였다. 3개의 시험체에 에서 각각 발색 부분의 깊이를 측정하여 얻어지는 9개의 측정값의 평균치를 구하여 염화이온 침투 깊이를 구하였다.
[표 3] 염소이온 침투 깊이
종류 구체방수재함량 염소이온침투깊이(mm)
비교예 2 0.0 3.00
실시예 6 Cⅹ0.5% 0.05
실시예 7 Cⅹ0.6% 0.01
실시예 8 Cⅹ0.7% 0.01
C : 시멘트함량
표 3에 나타난 바와 같이 구체방수재를 사용하지 않은 비교예 2의 경우 염소이온의 침투깊이는 3mm이었으나 본원 발명의 구체방수재를 시멘트 함량을 기준으로 0.5 내지 0.7중량% 사용한 경우 염소이온의 침투깊이가 0.01 내지 0.05mm를 보여 주었다. 따라서 본원 발명의 액상형 구체방수재 조성물은 염화이온의 침투를 크게 억제하므로 콘크리트의 내염과 중성화 방지에 효과적으로 사용할 수 있음을 확인할 수 있었다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 액상형 구체방수재 조성물은 액체상태로 제조됨으로써 콘크리트 조성물과 교반이 용이하므로 기존의 구체방수재에 비교하여 적은 사용량으로도 우수한 방수성, 강도 및 내식성을 보여주며, 작업성이 우수해 공사시간 및 공사비용을 낮출 수 있어 경제적이며, 이러한 우수한 물성으로 인해 본 발명에 따른 액상형 구체방수재 조성물은 토목구조물, 해양구조물, 오폐수 처리장, 상수도시설, 철도, 교량 등의 콘크리트 구조물에 방수, 방식, 내염용으로 유용하게 사용할 수 있다.

Claims (9)

  1. 고급지방산 10 내지 15중량부, 금속수산화물 1.5 내지 5중량부, 알코올아민 1 내지 2.5중량부, 제 4급암모늄 염 1 내지 3중량부, 실리카 8 내지 15중량부, 고유동화제 1 내지 5중량부 및 물 50 내지 85중량부를 포함하는 액상형 구체방수재 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 고급지방산은 팔미트산(palmitic acid), 올레산(oleic acid), 스테아르산(stearic acid), 리놀렌산(linolenic acid), 리놀레산(linoleic acid) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 액상형 구체방수재 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 알코올아민은 트리메탄올아민, 트리에탄올아민, 트리프로판올아민, 트리부탄올아민 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 액상형 구체방수재 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제4급 암모늄염은 하기 화학식1로 표시되는 것인 액상형 구체방수재 조성물:
    [화학식 1]
    Figure 112007026225547-pat00003
    상기 화학식에, R1, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 탄소수가 1 내지 22개인 알킬기, 페닐기 또는 벤질기이고, X는 염소, 브롬, 요오드 또는 시안기이다.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 금속수산화물은 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화마그네슘, 수산화칼슘, 수산화바륨 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 액상형 구체방수재 조성물.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 고유동화제는 멜라민계, 폴리카복실레이트계, 나프탈렌계 고유동화제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 액상형 구체방수 재 조성물.
  7. 고급지방산 10 내지 15중량부, 알코올아민 1 내지 2.5중량부 및 물 50 내지 85중량부를 혼합하여 유화물을 생성하는 단계;
    상기 유화물에 금속수산화물 1.5 내지 5중량부를 첨가하여 고급지방산 금속염 혼합물을 생성하는 단계;
    상기 고급지방산 금속염 혼합물에 실리카 8 내지 15중량부 및 제4급 암모늄염 1 내지 3중량부를 첨가하는 단계; 및
    상기 혼합물에 고유동화제 1 내지 5중량부를 혼합하는 단계;
    를 포함하는 액상형 구체방수제 조성물의 제조방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 유화물을 생성하는 단계는 70 내지 95℃에서 수행되는 액상형 구체방수재 조성물의 제조방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 금속염 혼합물을 생성하는 단계는 30 내지 50℃에서 수행되는 액상형 구체방수재 조성물의 제조방법.
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