KR100993924B1 - 불연재를 이용한 친환경 바닥마감재 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 불연재를 이용한 친환경 바닥마감재 시공방법에 관한 것으로서, 화재시 타거나 유독가스를 배출하지 않는 불연재료 및 친환경적인 재료를 사용하여 인명 및 재산의 피해 및 건강에 해롭지 않으면서도 강한 내구성을 가질 수 있는 바닥마감재를 제공하기 위하여 개발된 것으로;

불연재를 이용한 친환경 바닥마감재 시공방법에 있어서,기존 시멘트 몰탈 바닥의 수분 및 유분을 포함한 이물질을 제거하고 바닥면을 매끄럽게 표면처리하는 그라인딩단계와; 상기 표면처리된 바닥면에 접착력을 증대시키기 위해 수용성 폴리머를 이용하여 도장하는 하도재 도장단계와;상기 하도 도장된 바닥면에 약 1~30mm의 원하는 도막을 자유롭게 형성하기 위하여 색상안료가 용도에 따라 선택적으로 함유되는 폴리머 시멘트계 중도재를 도포하는 중도재 도포단계와;상기 중도재가 도포된 면에 수축, 팽창, 충격, 유동으로 인한 크랙현상을 방지하기 위해 3 ~ 10m 간격의 격자 형식으로 수축 줄눈(균열 유도줄눈)을 시공하는 줄눈 시공단계와;상기 수축 줄눈을 시행한 중도가 도포된 면에 실란계 무기질 불연성의 투명 혹은 유색의 코팅제를 1~3회 도장하는 상도재 코팅단계가 연속적으로 이루어짐을 특징으로 하는 불연재를 이용한 친환경 바닥마감재 시공방법에 관한 것이다.

바닥마감재, 불연

Description

불연재를 이용한 친환경 바닥마감재 시공방법{The method for painting work of floor using incombustible material}

본 발명은 불연재를 이용한 친환경 바닥마감재 시공방법에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 폴리머계 하도와 폴리머 시멘트계 중도, 무기질 상도코팅제를 이용하여 시공하는 친환경 바닥 마감재 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 바닥은 기둥, 보 벽체 등과 같은 곳보다 거주자 혹은 이용자와 가장 활발하게 접하게 되는 이용 빈도가 매우 높은 구조부재로서 사람의 건강에 해롭지 않아야 하고 상황에 따라 높은 물리적강도, 내약품성, 내마모성, 부착성능 등이 요구되는 곳이다.

이러한 바닥에 구체로 사용되는 콘크리트는 시멘트와 수화반응하여 형성되는 것으로서 내산성과 내약품성 등의 내화학성이 낮고, 조직이 치밀하지 않아 내마모성이 낮으므로 실내에서는 먼지를 일으켜 거주자에게 불쾌감을 주게 되는 등의 문제점과 공기 중의 탄산가스에 의해 열화되는 단점 등을 가지고 있는데 이러한 단점을 보완, 개선하고 시각적인 효과를 얻기 위해서 바닥마감재가 개발되어 적용되어 왔다.

이처럼 구체 콘크리트를 보호하고 위생적인 목적을 위해 사용하는 바닥마감 재는 1980년대 이후 수도권 인구밀집 및 국내 자동차 등록대수의 폭발적 증가로 그 적용이 증가해 왔으며 특히 지하주차장의 활성화는 바닥마감재의 기술적 발전 및 적용을 더욱 촉진시키는 요인으로 작용하게 되었다.

현재 사용되는 바닥마감재는 주성분에 따라 크게 유기계 마감재와 무기계 마감재로 구분할 수 있다.

유기계는 에폭시나 우레탄 수지를 사용한 제품이 대표적인데 상온 경화형 가교결합을 형성하는 고분자타입으로 석유화학 유도품으로 제조되며 질감이 우수하고 색상을 원하는 대로 거의 구현할 수 있으며, 크랙발생이 적고 경우에 따라 탄성과 미끄럼방지 기능도 부여할 수 있으며, 건조가 빠르고 시공 후 유지관리도 비교적 손쉬운 제품이다.

이러한 특징들로 인해 현재 가장 많이 사용되는 건축 구조물의 바닥재는 유기계로서 특히 에폭시 바닥마감재가 주류를 이루고 있다. 그러나 에폭시를 포함한 유기계 바닥마감재는 자외선에 대체로 약하고 무기질인 콘크리트 바닥과의 이질감으로 박리 등의 현상이 나타날 우려가 있으며, 석유화학 유도제품으로서 원유가에 따라 원자재 가격이 큰 영향을 받을 수 있고 무엇보다도 휘발성유기화합물(VOC)을 함유하고 있어 환경적으로 유해한 영향을 준다는 부분이 치명적 단점이 되어 향후 그 시장 경쟁력이 약화될 것으로 전망되고 있다. 또한 에폭시 등의 유기계 바닥재는 불연재가 아니므로 화재 시 유독가스를 방출하는 문제점이 있어 불연성 바닥마감재의 개발이 필요한 추세이다.

현재 통용되고 있는 무기계 바닥재는 크게 분말 하드너와 무기계 액상 하드 너류, 폴리머 시멘트 몰탈 등으로 분류된다.

분말하드너는 시멘트에 모래 대신 철, 인조규사, 금강사, 석분 등의 내마모재를 사용한 것으로서 크게 철이 들어간 제품과 들어가지 않은 제품으로 분류된다.

안료는 미관상 색상부여를 위하여 혼합하는데 Brown, Gray, Green, Blue 계열의 자외선에 의해서 변색되지 않고 내알카리성이 우수한 무기안료를 주로 사용한다.

시공방법은 콘크리트 혹은 몰탈을 타설한 후 수평이 되도록 다지고 이것이 경화되기 전 발판을 댈 수 있을 정도로 수분이 빠졌을 때(타설 약 2~3시간 후) 칼라하드너를 균일하게 살포한 후 피니셔로 마감한다.

저렴한 가격대비 비교적 우수한 성능을 나타내는데 콘크리트 소지면 위에 시공하는 일체감있는 바닥재이므로 시공시기를 잘 맞추면 박리, 부분파손 등의 현상을 일어나지 않고 내구성이 매우 우수하며 시공의 질에 따라 성능과 외관의 차이를 많이 보이는 것으로 알려져 있다.

그러나 구조크랙, 헤어크랙의 발생 가능성이 높은 편이며 이에 따라 방진성능이 상대적으로 저하되고 제한적인 색상부여로 저가형의 바닥재 개념에서 탈피하지 못하고 있는 실정이다.

무기계 액상 하드너류는 규불화마그네슘(MgSiF₆)이나 규불화아연(ZnSiF₆), 소디움실리케이트(Na₂SiO₃) ,포타슘실리케이트(K₂SiO₃), 리튬실리케이트(Li₂SiO₃)등의 원료를 사용하여 콘크리트의 유리석회 및 알카리성분과 화학적으로 반응하여 콘크리트 표층 조직을 치밀화시키고 소지표면의 탄산화를 방지하며 불용막을 형성시켜서 분진발생을 최소화하고 중성화 방지 역할 및 내마모성을 증진하는 것이다.

시공방법은 깨끗한 하지면에 필요시 물청소를 실시하고 액상하드너(바닥강화제)를 빗자루나 로라 등으로 골고루 1~2회 펼쳐주는 것으로 마감한다.

이러한 무기계 액상 하드너류는 시공이 편리하고 일반 콘크리트 및 동해입은 콘크리트에 사용하며 초기강도 증진에 좋은 효과를 발휘하고 내마모성, 내화학성 등이 우수해진다. 그러나 하지면이 크게 부실하면 별 효과가 없고 코팅막을 형성한다고 하기보다는 바닥표면을 강화시키는 역할을 하며 구조크랙 및 실크랙에 대한 근본적인 대책이라 할 수 없으며 투명한 액상이라 콘크리트 색깔이나 오염된 면이 그대로 노출되는 등 미관상 불리한 것이 단점이다.

또한 규산염(실리케이트)류의 경우 초기 내수성이 좋지 않으므로 불용막이 형성되기까지 수 개월 동안은 물기에 의해 취약하다는 점이 한계이다.

폴리머 시멘트 몰탈은 근래에 가장 활발하게 개발이 진행 중인 무기계 바닥재로서 기본조성은 포틀랜드 시멘트, 백시멘트, 초속경 알루미나 시멘트 등과 같은 시멘트에 규사, 탄산칼슘 등과 같은 종류의 무기충진제와 소포제, 분산제, 감수제, 유동화제, 촉진제, 지연제 등의 각종 첨가제를 적당량 함유하여 균일하게 혼합하여 파우다 형태로 만든 것으로 접착력과 인장강도, 수밀성 등의 물성 향상을 위하여 폴리머(액상 혹은 고상)를 일정량 함유시켜 시공하는 형태의 바닥재이다. 시공방법은 폴리머 에멀젼계 하도를 1~2회 도장하고 중도재로서 상기의 몰탈을 보통 3~10㎜ 정도의 두께로 양고대(흙손)나 전용 분무기로 1회 도포하고 일정기간 양생시킨 후 적당한 상도 코팅제를 선택하여 시공한다.

상기 폴리머 시멘트 몰탈은 시공효율이 우수하고 일반적으로 속경성 제품이 많아서 시공 후 보통 하루가 지나면 보행이 가능할 정도이므로 공기단축이 가능하며 압축강도, 인장강도, 휨강도, 접착강도 등이 일반 몰탈에 비하여 우수하고 탄성계수, 변형률이 콘크리트와 비슷하여 내구성이 향상된다.

또한 내충격성, 동결저항성이 우수하며 색상은 시멘트색상 그대로이거나 유기재료에 비하면 제한적이지만 분말하드너와 마찬가지로 Green, Brown, Gray, Blue 등을 부여할 수 있다. 또 적당한 상도재의 선택으로 내화학성, 내마모성, 내수성 등의 성능이 향상된다. 다만 기존 콘크리트 구조체 위에 시공하는 것이므로 중도재와 기존 콘크리트의 수축 팽창율이 다를 경우 이로 인해 접착력 저하되거나 또는 차량통행, 각종 기계작업, 일반보행 등으로 바닥에 지속적인 충격이 가해지므로 그 힘이 신축성이 없는 무기질 바닥재에 전체적, 지속적으로 전달되어 중도재의 탈락, 크랙, 박리 등의 현상이 나타날 수 있다는 문제점을 가지고 있다. 또한 상도재의 선택도 매우 중요한데 일반적인 시공업체에서 이루어지고 있듯 에폭시계, 우레탄계, 아크릴계 등의 유성 코팅제를 사용한다면 시공 시 휘발성 유기화합물(VOC)이 방출되어 환경을 오염시킬뿐더러 수용성이라서 VOC가 없는 코팅제라도 하더라도 불연성이 아니므로 친환경 무기질 바닥재로서의 의미가 퇴색된다고 하겠다.

폴리머 시멘트 몰탈의 상도로 사용되는 무기질 코팅제의 경우 그 원료로서 넓은 의미에서 액상 하드너의 일종인 실리케이트류를 이용하여 근래에 지속적인 연구개발이 이루어지고 있다.

실리케이트(가용성 규산염)는 규소와 산소에 하나이상의 금속염을 함유하는 합성물의 총칭으로서 규사(SiO₂)를 Na₂CO₃ 또는 K₂CO₃, Li₂CO₃ 중의 하나를 택하여 1,100~1,200℃까지 용융시키고 고압스팀을 가하면 투명하고 점성이 있는 알카리용액이 되는데 이것이 곧 실리케이트이다. 종류는 앞서 언급한 바와 같이 소디움실리케이트(Na₂SiO₃) ,포타슘실리케이트(K₂SiO₃), 리튬실리케이트(Li₂SiO₃) 등이 있다. 화학식은 M₂O-nSiO₂-xH₂O (M은 Na, K, Li 등) 로 표현되며 물리적 성질은 SiO₂ / M₂O 의 몰비와 농도에 따라 다양한 것으로 알려져 있다.

실리케이트는 시멘트의 수화반응에 의해 생성된 수산화칼슘과 반응하여 불용성 규산칼슘 수화물을 형성하여 콘크리트 조직을 치밀하게 만드는데 반응식은 다음과 같다.

M₂SiO₂ + xH₂O + yCa(OH)₂ → yCaㅇSiO₂ㅇxH₂O + 2MOH

실리케이트는 휘발성유기화합물(VOC)을 전혀 함유하지 않은 무기재료이기는 하지만 콘크리트면에 도포한 후 물에 다시 용해되지 않는 위와 같은 반응식에 의거 불용막을 형성하기 위해서는 수 개월의 시간이 필요하며 그 전에 수분이 닿는다면 이전상태로 용해되는 단점이 있다. 이는 바닥재로서 적용하기에는 중대한 결점이라 고 볼 수 있을 것이며 바로 이러한 부분 때문에 시장성이 크게 확대되지 못하고 있는 실정이다. 또한 내수성을 보강하기 위하여 보조수지로서 상용성이 우수한 몇 가지 수용성 수지 에멀젼을 사용하는 연구가 진행되고 있고 이와 관련된 특허도 몇 건 출원 되어 있지만 본질적인 내수성 증대 효과는 미미한 것으로 알려져 있고 외관 또한 우수하지 못하다.

무기질 바닥재 시공방법에 관한 선행기술 중 대한민국특허 등록번호 제0148880호는 먼저 면처리 작업을 통하여 소지면 정리를 한 다음, 양이온 합성수지 에멀젼에 몇가지 첨가제와 물을 혼합하여 프라이머 도장 후, 중도재로서 양이온 합성수지 에멀젼에 칼라 파우다를 1 : 2 ~ 4의 비율로 혼합한 것을 0.5~6㎜ 두께로 에어레스 스프레이로 도포하고, 에폭시, 우레탄 아크릴계열의 유기 코팅제로 도장하여 마감하는 시공 방법에 관한 발명이다.

이 발명은 특히 상도 도장과 관련하여 유기계 합성수지를 사용하여 코팅 마감하는 시공방법에 관한 것으로서, 하도와 중도 도포 후 후속 공정인 상도 도장 시 유기용제가 함유된 도료를 사용함으로서 각종 휘발성 유기화합물(VOC)이 작업자들에게 노출되어 인체에 유해하고, 시공 후에도 도막이 완전 경화되고 충분한 환기가 완료되기 전까지는 실내에 남아있게 된다. 또한 화재 발생 시 인체에 유독한 가스를 방출하게 되므로 친환경적이지 못하다 할 것이다.

또 하나의 무기질 바닥재 시공방법 중 대한민국특허 등록번호 제49578호는 먼저 면처리 작업을 통하여 소지면 정리를 한 다음, 친수성고분자와 파우다가 2:1 의 비율인 자재로 1차 프라이마를 도장한 후, 고강도 메쉬를 부착하고, 1~2시간 후에 동일한 자재로 2차 프라이마를 도장한 후, 2~6시간 후 중도재로서 친수성고분자와 파우다가 1:4인 자재로 도포하고, 스파이크 로라로 롤링작업을 행한 후, 상도코팅 전에 물을 분무하고, 12~24시간 후 실리케이트류의 자재로서 최소 2회 코팅 마감하는 시공 방법에 관한 발명이다.

이 발명에 있어서 하도 도장재에서 친수성 고분자(수성 에멀젼)와 시멘트와 규사 등이 혼합된 파우다를 같이 사용하는 것은 콘크리트 소지면과 중도와의 접착력을 강화시키고자 표면에 미세한 요철부위를 만들기 위해 시행하는 경우도 있으나 실제로 친수성 고분자만으로도 충분한 접착력이 발휘됨을 시험결과를 통해 입증하게 되었고, 파우다를 혼합하게 되면 이로 인해 점도가 증가하므로 로라, 붓 등으로 도장 시 작업시간이 길어지고 균일한 도장 작업이 잘 이루어지지 않는 등 여러 면에서 효율적이지 못한 단점을 가지고 있다.

또한 고강도 메쉬를 부착하는 이유 역시 수축 팽창에 의한 구도막 소지면과의 박리현상을 방지하고자 시행하는 것인데 만일 기존 도장층이 에폭시와 같이 유기재료로 마감되어 있는 것이라면 에폭시와 시멘트 몰탈은 수축팽창율이 상이하므로 이에 의한 탈락현상을 방지하기 위해 이 공정을 시행하는 것이 바람직할 것이다.

그러나 중도재의 수축 팽창이 콘크리트 소지면과 동일한 자재를 가지고 콘크리트 소지면 위에 도포하게 된다면 친수성 고분자 단독으로 하도 도장 하여도 크랙이나 박리, 탈락 현상 등이 발생되지 않는다.

이 선행특허의 마지막 공정으로 실리케이트류의 자재로서 도장하여 마감 코팅하는 것은 표면 강화제의 역할로서, 중도에서 발생되는 미세한 분진을 억제하고 약간의 광택을 부여하며 중도를 보호하기 위한 역할을 부여하기 위해 시행하는 것이지만 앞서 기술한 내용과 같이 완전히 경화되기 까지는 수개월의 시일이 소요되므로 그 전에 바닥을 사용하면서 오염이 되면 다시 청결을 유지하기가 어렵고, 가장 큰 단점인 내수성이 취약하므로 그 기능을 제대로 발휘할 수 없다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 그 목적은 에폭시 등의 유기계 바닥마감재와 동등 이상의 성능을 발휘할 수 있는 불연재를 이용한 친환경 바닥 마감재 시공방법을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 바닥재의 물성은 표면에 의해 크게 좌우되므로 물성이 우수한 상도재를 적용하여 최종 바닥재의 물성을 향상시키도록 하는데 있다.

또한, 건설교통부 고시 2006 - 476호에 의한 "KS F ISO 1182; 건축 재료의 불연성 시험방법에 의한 시험"과 "KS F 2271 ; 건축물의 내장 재료 및 구조의 난연성 시험방법 중 가스유해성 시험"등 2가지를 모두 만족할 수 있는 불연성 바닥재를 개발하는데 있다.

또한, 인체에 유해한 물질인 TVOC와 HCHO의 방출시험 결과 이상이 없는 친환경 재료를 사용하여 실내공기질 공정시험방법으로 실내공기질 관리법에서 제시하는 친환경 등급 중 최우수 등급을 만족할 수 있는 친환경적인 바닥마감재의 시공방법을 개발하는데 있다.

또, 일반 시멘트계 자기수평 모르타르보다 압축강도, 부착강도, 내마모성 등의 물성이 우수한 건축물의 바닥마감재를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 불연재를 이용한 친환경 바닥마감재 시공방법에 있어서,

기존 시멘트 몰탈 바닥의 수분 및 유분을 포함한 이물질을 제거하고 바닥면을 매끄럽게 표면처리하는 그라인딩단계와;상기 표면처리된 바닥면에 접착력을 증대시키기 위해 수용성 폴리머를 이용하여 도장하는 하도재 도장단계와;상기 하도 도장된 바닥면에 약 1~30mm의 원하는 도막을 자유롭게 형성하기 위하여 색상안료가 용도에 따라 선택적으로 함유되는 폴리머 시멘트계 중도재를 도포하는 중도재 도포단계와;상기 중도재가 도포된 면에 수축, 팽창, 충격, 유동으로 인한 크랙현상을 방지하기 위해 3 ~ 10m 간격의 격자 형식으로 수축 줄눈(균열 유도줄눈)을 시공하는 줄눈 시공단계와;상기 수축 줄눈을 시행한 중도가 도포된 면에 실란계 무기질 불연성의 투명 혹은 유색의 코팅제를 1~3회 도장하는 상도재 코팅단계가 연속적으로 이루어짐을 특징으로 한다.

아울러, 하도재 도장단계에서 사용되는 수용성 폴리머는 침투성과 접착성이 우수한 메타아크릴산 에스테르 단량체와 아크릴산 에스테르 단량체를 혼합하여 제조된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 중도재 도포단계에서는 무기질 파우다와 물을 혼합하여 도포하도록 하되, 상기 무기질 파우더 100에 대하여 물은 22 ~ 24의 비율로 혼합하도록 한 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 중도재는 백색 포틀랜드 시멘트 17~21중량%, 알루미나 시멘트 16~20중량%, 재유화형 분말수지 3.0~7.0중량%, 규사(입도 0.2~0.5㎜) 40~45중량%, 규사(입도 0.02~0.1㎜) 4~10중량%, 착색안료 0.5~5.0중량%, 탄산칼슘(평균입도 20㎛) 0.5~3.0중량%, 무수석고 2.0~7.0중량%, 유동화제 0.05~0.3중량%, 촉진제 0.05~0.3중량%, 지연제 0.05~0.3중량%, 증점제 0.05~0.3중량%, 소포제 0.05~0.3중량%, 안료분산제 0.05~0.3중량%가 혼합되어 이루어지는 무기질 파우다를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 상기 상도재 코팅단계에서 사용되는 실란계 무기질 불연성의 투명 혹은 유색의 코팅제는 테트라 메톡시 실란(TMOS), 테트라 에톡시 실란(TEOS)을 단독 혹은 둘을 적당량 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 불연재를 사용함으로서 화재발생에 따른 재산과 인명의 피해를 예방할 수 있는 효과가 있다.

또한 인체에 유해한 물질인 TVOC와 HCHO의 방출시험 결과 이상이 없는 친환경 재료를 사용하여 실내공기질 공정시험방법으로 실내공기질 관리법에서 제시하는 친환경 등급 중 최우수 등급을 만족할 수 있는 친환경적인 바닥마감재의 시공방법을 제공함으로 시공하는 작업자 또는 이후 사용자에게 안전한 시공 여건과 주거여 건을 보장하는 효과가 있다.

또 규칙적인 줄눈을 형성하고 우수한 내구성을 가짐으로 시공 후 유지 보수의 추가 비용이 절감되는 효과가 있다.

이에 본 발명의 구성을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 기존 시멘트 몰탈 바닥의 수분 및 유분을 포함한 이물질을 제거하고 바닥면을 매끄럽게 표면처리하는 그라인딩단계와;상기 표면처리된 바닥면에 접착력을 증대시키기 위해 수용성 폴리머를 이용하여 도장하는 하도재 도장단계와;상기 하도 도장된 바닥면에 약 1~30mm의 원하는 도막을 자유롭게 형성하기 위하여 색상안료가 용도에 따라 선택적으로 함유되는 폴리머 시멘트계 중도재를 도포하는 중도재 도포단계와;상기 중도재가 도포된 면에 수축, 팽창, 충격, 유동으로 인한 크랙현상을 방지하기 위해 3 ~ 10m 간격의 격자 형식으로 수축 줄눈(균열 유도줄눈)을 시공하는 줄눈 시공단계와;상기 수축 줄눈을 시행한 중도가 도포된 면에 실란계 무기질 불연성의 투명 혹은 유색의 코팅제를 1~3회 도장하는 상도재 코팅단계가 연속적으로 이루어짐을 특징으로 하는 불연재를 이용한 친환경 바닥마감재 시공방법이다.

우선 처음의 공정인 그라인딩 단계에서는 콘크리트 바닥 소지면의 면처리를 잘 해주어야 한다. 특히 수분, 유분, 요철, 기타 이물질 등은 완전히 제거하고 경 우에 따라서는 평삭기, 연삭기 등을 이용하여 표면에 묻어있는 미세한 이물질들을 제거하고 후속 공정을 시행하는 것이 바람직하다. 또한 고압세척기 등을 통하여 물청소를 행하면서 불순물을 동시에 제거하면 더욱 효과적이다.

또한 하도재 도장단계에서는 수용성 폴리머 에멀젼을 단독으로 사용함으로서 단시간 내에 많은 면적을 시공할 수 있을 만큼 작업성이 뛰어나고, 소지면에 침투하여 바탕 콘크리트면의 강도를 보완하고 얇은 코팅막을 형성하여 후속 작업으로 행해지는 폴리머 시멘트계 중도재 도포 시 바탕면으로 수분이 흡수되지 않도록 하고, 중도재와의 접착력을 극대화 시키는 역할을 한다.

이때 1차 프라이마로 사용되는 수용성 폴리머 에멀젼의 재료로서 메타아크릴산 에스테르 단량체와 아크릴산 에스테르 단량체를 혼합하여 제조할 경우 이미 시공한 콘크리트 표면과 후속작업으로 진행되는 무기질 중도재 사이에 강력한 접착력 및 방수성을 가지게 된다.

특히 표면 침투성과 습윤성이 우수하여 기존 콘크리트 바닥의 기공과 틈을 잘 메워주면서 1차 방수효과를 가져다주며, 우수한 내수성 및 내알카리성을 가지고 있으므로 후속 공정으로 시공하는 시멘트 중도 몰탈의 수분을 기존 콘크리트 바닥이 흡수하는 것을 방지해줌으로서 몰탈의 양생력과 습윤 접착력을 양호하게 해주어 들뜸현상을 방지해 준다.

이러한 프라이마는 보통 2회를 시행하는데 1차 프라이마는 묽게 하여 소지면에 깊숙이 침투하도록 하고, 패인 부분과 균열이 심한 구조크랙 부분은 그라인더로 "V"컷팅한 다음 물과 혼합된 중도몰탈재를 양고대(흙손) 등을 이용해 부분 보수한다.

마지막으로는 원액을 도장하여 도막을 생성시킴으로서 다음 공정에 시공되는 중도몰탈의 수분이 기존 소지바닥에 흡수하는 것을 방지한다.

본 발명은 중도재 도포단계에서 백색 포틀랜드 시멘트 17~21중량%, 알루미나 시멘트 16~20중량%, 재유화형 분말수지 3.0~7.0중량%, 규사(입도 0.2~0.5㎜) 40~45중량%, 규사(입도 0.02~0.1㎜) 4~10중량%, 착색안료 0.5~5.0중량%, 탄산칼슘(평균입도 20㎛) 0.5~3.0중량%, 무수석고 2.0~7.0중량%, 유동화제 0.05~0.3중량%, 촉진제 0.05~0.3중량%, 지연제 0.05~0.3중량%, 증점제 0.05~0.3중량%, 소포제 0.05~0.3중량%, 안료분산제 0.05~0.3중량%로 이루어진 균일한 조성물 100에 대하여 물을 22 ~24 가량 넣은 후 배치믹서로 균일하게 혼합하고 분사노즐이 포함된 이송펌프 즉 숏크리트라는 장비를 사용하여 타설함으로서 단시간 내에 넓은 바닥면을 도포할 수 있는 등 우수한 시공성을 부여한다.

중도 몰탈에 착색안료를 혼합하는 이유는 색상을 발현하기 위한 것으로서 물리적 강도나, 화학적인 특성 변화와 직접적인 연관은 없지만 시각적으로 일반 시멘트 몰탈과의 변별성을 주기 위함이다.

상기의 중도재 재료들을 지시량대로 배합한 후 파우다 전용혼합믹서(무중력혼합기)를 이용하여 균일한 파우다를 제조하여 각각 용기에 포장한 후, 시공 전에 물을 중도파우다 100에 대하여 22~24 정도의 비율로 혼합한 것을 뿜칠 전용장비를 이용하여 바닥에 토출시켜 넓은 면적을 단시간 내에 효과적으로 도포할 수 있는 것이다.

중도재 도포 작업 중 종종 발생하는 기포는 콘크리트 바닥면에 존재하는 기공이 중도 몰탈로 채워지고 이에 따라 공기(Air)가 상승하면서 발생하는 것이며, 이는 스파이크 로라를 이용하여 Rolling 작업하면 기포가 효과적으로 제거된다.

중도재를 도포한 후 수축 줄눈(균열 유도줄눈)을 시공하는 줄눈 시공단계는 무기질 바닥재의 가장 흔한 하자 중의 한 가지인 크랙으로 인한 소지면과의 탈락현상을 방지하기 위한 단계이다. 크랙으로 인한 소지면과의 탈락현상은 접착력이 약해서 발생하기도 하지만 바닥면과의 수축 팽창이 상이하기 때문이기도 하다. 또한 바닥면으로의 지속적인 충격도 그 원인이 될 수 있다. 따라서 바닥 소지면과 무기질 바닥재는 일체감이 형성되어야 하며 이는 약 3~10m 간격으로 격자 모양으로 수축 줄눈을 시공하면 수축 팽창에 의한 균열을 일정부분 방지하는 역할을 하게된다. 바닥재에 있어서 수축 줄눈은 이른바 Saw Cutting이라 불리우는 작업이며, 원형 전동 다이아몬드 톱날이 장착된 기계를 이용하여 수냉식으로 일정 깊이로 컷팅한다. 중도 도포 후 줄눈 작업을 시행하는 적정 시간은 온도 및 습도에 따라 경화시간이 상이하므로 건조 상태를 보고 결정해야 한다. 작업시기가 너무 늦으면 균열과 줄눈부위 깨짐현상이 발생하기 쉽고, 너무 이르면 강도가 발현되기 이전이므로 중도재 표면에 가해진 하중에 의해 손상되기 쉽다.

본 발명은 상도 도장 시 실란계 모노머인 테트라 메톡시 실란(TMOS), 테트라 에톡시 실란(TEOS) 단독 혹은 혼합액에 특정량의 알콜(예를 들면 에탄올)을 넣고 혼합 후 물을 첨가하여 가수분해 시키고 나서 숙성시킨 SiO₂ 졸에 크랙을 방지하기위하여 용해력과 상용성이 양호한 가소제를 첨가 후 독성이 없는 안료 즉, 이산화티타늄, 카본블랙, 산화철황, 산화철적, 산화크롬그린, 코발트블루 등으로 이루어진 안료를 분산 후 첨가하여 만든 무기질 세라믹 코팅제로 사용한다.

여기에서 색상을 부여하지 않은 투명으로 코팅하고자 할 경우에는 안료 성분을 제외한 용액을 사용한다. 안료를 첨가하여 유색으로 도장하는 이유는 이전 공정에서 도포된 중도재의 색상발현이 미관적으로 우수하지 못하기 때문인데 유기계 바닥재에 비하여 무기계 몰탈은 안료의 유동성이나 분산성, 이색성 등의 물성이 저하되기 때문에 이를 상도 코팅제로 보완하기 위함이다.

상도도장은 1~3회를 시행하는데 1회 도장은 시공된 중도재 표면을 강화시키는 역할을 하며 2회 또는 3회에 걸쳐 도장해야 상도 코팅제의 색상을 제대로 발현할 수 있다.

상기와 같은 상도 코팅을 시행함으로서 중도재의 표면 강도를 증가시키고, 초기 내수성, 광택, 방진성, 내마모성이 우수하고 TVOC, HCHO의 배출량이 최우수등급에 해당되는 등 인체 유해성분이 거의 없는 쾌적한 실내 환경을 유지하는 최종 바닥마감재로서의 물성을 발휘한다.

이하 본 발명의 실시예를 설명한다.

우선 산업용 진공청소기와 빗자루 등을 이용하여 콘크리트 바닥면을 깨끗이 청소하였다.

요철은 평삭기, 연삭기를 이용하여 제거한 후 발생된 먼지, 콘크리트 가루 등을 제거한 후에 고압세척기를 이용, 물을 분사하여 더욱 깨끗이 하였다.

수분이 어느 정도 증발된 약 4시간 후 1차 프라이마를 도장하였다. 사용된 제품은 (주)파인켐텍의 FT-535B으로서 물과 1:1비율로 혼합하여 사용하였다.

1차 프라이마가 콘크리트 바닥면에 대부분 흡수된 약 4시간 후 구조크랙 부위는 그라인더로 V커팅 후 후속작업에서 사용될 무기질 중도재를 물과 100:23으로 균일하게 혼합하여 양고대(흙손)를 이용 도포하여 평탄한 면으로 만들어 주었다.

24시간 후 수용성 폴리머 원액을 2차 프라이마로서 로라를 이용하여 도장하였다.

4시간 후 "표 1"에 표기된 중도재 혼합물 100에 대하여 상수도 물 23의 비율로 배치믹서를 이용하여 균일하게 혼합 후 분사노즐이 부착된 숏크리트 장비를 이용하여 도포하였으며, 작업 도중 생성되는 기포를 없애주기 위해 스파이크 로라를 이용하여 롤링작업하면서 제거하였다.

번호	원 료 명	상 품 명	배합량	제조사
1	백색 포틀랜드 시멘트	-	190	유니온
2	알루미나 시멘트	FONDU	180	Kerneos
3	분말수지	Vinnapas 5010N	50	Wacker
4	규 사	6호	430	경인소재
5	규 사	8호	62	경인소재
6	녹색안료	DY-922	20	다양산업
7	탄산칼슘	NAC-400	9	우진케미칼
8	무수석고	-	50	두영티앤에스
9	유동화제	Conpac 149S	1.5	Perstorp
10	촉진제	Li2CO3	1.0	FMC
11	지연제	Tartaric acid	2.0	Rewefood
12	증점제	Bermocoll	0.5	Akzo Nobel
13	소포제	Agitan P803	2.0	Munzing
14	안료분산제	Metolat P853	2.0	Munzing
	합 계		1000

72시간 경과 후 크랙, 들뜸 현상을 방지하기 위해 수축 줄눈 작업(Saw Cutting)을 4m 간격의 격자형식으로 시행하였다.

수축 줄눈 작업 48시간 경과 후 실란계 모노머인 테트라 메톡시 실란(TMOS), 테트라 에톡시 실란(TEOS) 혼합액에 에탄올을 넣고 혼합 후 물을 첨가하여 가수분해 시키고 나서 숙성시킨 SiO₂ 졸에 크랙을 방지하기 위하여 용해력과 상용성이 양호한 가소제를 첨가 후 독성이 없는 무기안료인 산화크롬그린을 분산 후 3% 첨가하여 만든 무기질 세라믹 코팅제를 로라를 이용하여 1차 도장하였고, 4시간 경과 후 다시 로라를 이용하여 2차 도장하였으며, 24시간 경과 후 로라를 이용하여 마지막으로 3차 도장하였다.

위의 공정 순서대로 작업을 시행하였고 이에 사용된 제품으로서 아래와 같은 항목을 시험하였는데 다음의 "표 2"와 같은 결과를 나타내었다.

Claims (5)

1. 불연재를 이용한 친환경 바닥마감재 시공방법에 있어서,

   기존 시멘트 몰탈 바닥의 수분 및 유분을 포함한 이물질을 제거하고 바닥면을 매끄럽게 표면처리하는 그라인딩단계와;

   상기 표면처리된 바닥면에 접착력을 증대시키기 위해 수용성 폴리머를 이용하여 도장하는 하도재 도장단계와;

   상기 하도 도장된 바닥면에 약 1~30mm의 원하는 도막을 자유롭게 형성하기 위하여 색상안료가 용도에 따라 선택적으로 함유되는 폴리머 시멘트계 중도재를 도포하는 중도재 도포단계와;

   상기 중도재가 도포된 면에 수축, 팽창, 충격, 유동으로 인한 크랙현상을 방지하기 위해 3 ~ 10m 간격의 격자 형식으로 수축 줄눈(균열 유도줄눈)을 시공하는 줄눈 시공단계와;

   상기 수축 줄눈을 시행한 중도가 도포된 면에 테트라 메톡시 실란(TMOS), 테트라 에톡시 실란(TEOS)을 단독 혹은 둘을 적당량 혼합한 것을 1~3회 도장하는 상도재 코팅단계가 연속적으로 이루어짐을 특징으로 하는 불연재를 이용한 친환경 바닥마감재 시공방법.
2. 제 1항에 있어서, 하도재 도장단계에서 사용되는 수용성 폴리머는 침투성과 접착성이 우수한 메타아크릴산 에스테르 단량체와 아크릴산 에스테르 단량체를 혼합하여 제조된 것을 특징으로 하는 불연재를 이용한 친환경 바닥마감재 시공방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 중도재 도포단계에서는 무기질 파우다와 물을 혼합하여 도포하도록 하되, 상기 무기질 파우더 100에 대하여 물은 22 ~ 24의 비율로 혼합하도록 한 것을 특징으로 하는 불연재를 이용한 친환경 바닥마감재 시공방법.
4. 제 1항 또는 제3항에 있어서, 상기 중도재는 백색 포틀랜드 시멘트 17~21중량%, 알루미나 시멘트 16~20중량%, 재유화형 분말수지 3.0~7.0중량%, 규사(입도 0.2~0.5㎜) 40~45중량%, 규사(입도 0.02~0.1㎜) 4~10중량%, 착색안료 0.5~5.0중량%, 탄산칼슘(평균입도 20㎛) 0.5~3.0중량%, 무수석고 2.0~7.0중량%, 유동화제 0.05~0.3중량%, 촉진제 0.05~0.3중량%, 지연제 0.05~0.3중량%, 증점제 0.05~0.3중량%, 소포제 0.05~0.3중량%, 안료분산제 0.05~0.3중량%이 혼합되어 이루어지는 무기질 파우다를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 불연재를 이용한 친환경 바닥마감재 시공방법.
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