KR101033652B1

KR101033652B1 - 액상형 구체 방수재의 제조방법 및 이를 이용한 콘크리트 조성물

Info

Publication number: KR101033652B1
Application number: KR1020100116303A
Authority: KR
Inventors: 황의규
Original assignee: (주)온테크
Priority date: 2010-11-22
Filing date: 2010-11-22
Publication date: 2011-05-12

Abstract

본 발명은 액상형 구체 방수재의 제조방법으로서, 더욱 상세하게는 레미콘이나 몰타르 제조시 본 발명을 소량 혼입하여 타설함에 따라 구조물 전체를 방수화하여 콘크리트 자체의 흡수성과 투수성을 현저하게 감소시킬 수 있는 액상형 구체 방수재를 제조하는 방법에 관한 것이다. 이를 위하여, 올레인산 아마이드 15~17 중량%, 정제수 58~63 중량%, 디알킬 설포서크시네이트 1~1.5 중량%, 메라민 슬폰산알데히드 20~22 중량%가 포함되어 혼합된 혼합물인 유백색 시럽 용액을 제조하는 제1단계와, m-규산소다 22~27 중량%, 정제수 57~62 중량%, 콜로이달 실리카 15~20 중량%가 포함되어 혼합된 혼합물인 투명 점조액을 제조하는 제2단계와, 상기 제1단계의 유백색 시럽 용액 70~73 중량%, 상기 제2단계의 투명 점조액 25~29 중량%, 소포제 1~1.5 중량%가 포함되어 혼합된 혼합물인 액상형 구체 방수재를 제조하는 제3단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

액상형 구체 방수재의 제조방법 및 이를 이용한 콘크리트 조성물{MANUFACTURING METHOD OF LIQUID COMPOSITION FOR WATER-PROOF IN CONCRETE AND CONCRETE COMPOSITION USING THE SAME}

본 발명은 액상형 구체 방수재의 제조방법으로서, 더욱 상세하게는 레미콘이나 몰타르 제조시 본 발명을 소량 혼입하여 타설함에 따라 구조물 전체를 방수화하여 콘크리트 자체의 흡수성과 투수성을 현저하게 감소시킬 수 있는 액상형 구체 방수재를 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 콘크리트는 시멘트, 잔골재, 굵은골재, 물, AE제(공기연행제) 등으로 구성된 조성물이고, 이런 콘크리트 구조물은 지하 면과 접촉되는 지하층, 기면에 접촉되는 지상층, 슬라브(표층부)로 구성된다. 이 중에서 구조물의 지하층은 항상 수분과 접해 있고, 표층부는 공기와 접해 있다. 이러한 구조물은 수화열, 기온에 의한 수축팽창, 동결 융해의 반복 등으로 크랙이 발생하여 누수현상이 생기고, 계속해서 증가하고 있는 환경 공해물질인 탄산가스, 아황산가스, 질소화합물, 염소성분 등으로 인한 산성비, 분진 등은 구조물의 수명을 단축시키며, 또한 표층수는 황산염, 탄산염 등이 용존되어 침식물이 존재하는 물로 변화하여 콘크리트 구조물을 손상시키는 문제점이 있어서 시설물의 수명 연장과 구조물의 유지와 관리를 용이하게 할 수 있는 방수, 방식 대책이 절실히 요구되고 있다.

최근에는 방수, 방식의 목적으로 에폭시, 우레탄 도막방수, 시트 방수, 침투방수 등이 사용되고 있으나, 상기 에폭시 수지, 우레탄 수지 등의 도막제는 콘크리트와 상용성이 부족하고, 수분이나 레이턴스(laitance)에 의해 접착불량이 쉽게 발생하며, 고습도에서 결로가 생겨 층간의 박리가 일어나 전체 구조물에 영향을 미침에 따라 장기적인 내구성 확보가 어렵다는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 콘크리트 구조물 전체가 방수, 방식화가 되게 하고, 이에 따라 고품질 콘크리트를 제공하며, 시공성이 크게 개선되게 하는 액상형 구체 방수재를 제공하는 데에 있다.

본 발명인 액상형 구체 방수재의 제조방법은 올레인산 아마이드 15~17 중량%, 정제수 58~63 중량%, 디알킬 설포서크시네이트 1~1.5 중량%, 메라민 슬폰산알데히드 20~22 중량%가 포함되어 혼합된 혼합물인 유백색 시럽 용액을 제조하는 제1단계와, m-규산소다 22~27 중량%, 정제수 57~62 중량%, 콜로이달 실리카 15~20 중량%가 포함되어 혼합된 혼합물인 투명 점조액을 제조하는 제2단계와, 상기 제1단계의 유백색 시럽 용액 70~73 중량%, 상기 제2단계의 투명 점조액 25~29 중량%, 소포제 1~1.5 중량%가 포함되어 혼합된 혼합물인 액상형 구체 방수재를 제조하는 제3단계로 이루어진다.

본 발명에 따른 액상형 구체 방수재의 제조방법은 레미콘이나, 모르타르 제조 시 소량으로 혼입하여 콘크리트의 유동성과 수밀성이 개선되고, 콘크리트 구조물의 강도와 내식성을 증가시키며, 투수성과 흡수성을 감소시켜서 방수성이 부여되는 효과가 있다.

또한 구조물의 전체에 대해 방수화를 시킬 수 있어서 별도의 방수 작업이 필요없기 때문에 시공비와 공사기간을 줄일 수 있는 경제적인 효과가 있다.

본 발명에 의한 액상형 구체 방수재의 제조방법에 대한 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있으며, 이에 따라 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다.

먼저 본 발명인 액상형 구체 방수재의 제조방법은 올레인산 아마이드 15~17 중량%, 정제수 58~63 중량%, 디알킬 설포서크시네이트 1~1.5 중량%, 메라민 슬폰산알데히드 20~22 중량%가 포함되어 혼합된 혼합물인 유백색 시럽 용액을 제조하는 제1단계와, m-규산소다 22~27 중량%, 정제수 57~62 중량%, 콜로이달 실리카 15~20 중량%가 포함되어 혼합된 혼합물인 투명 점조액을 제조하는 제2단계와, 상기 제1단계의 유백색 시럽 용액 70~73 중량%, 상기 제2단계의 투명 점조액 25~29 중량%, 소포제 1~1.5 중량%가 포함되어 혼합된 혼합물인 액상형 구체 방수재를 제조하는 제3단계로 이루어진다.

이하 본 발명의 바람직한 일실시예를 설명하기로 한다. 하기 설명은 일실시예일 뿐이고 본 발명은 이것에 국한되지 않는다.

올레인산 아마이드(Oleamid)는 분자식이 RCONH₂, R은 C수가 17개인 알킬기이고 용융점은 74℃로서 금속표면을 보호하고 윤활제와 안료 용해제로 사용된다. 올레인산 아마이드는 시멘트 수화 반응에 의해 생성된 수산화칼슘과 결합하여 발수성의 알킬산 칼슘을 생성한다. 이와 같이 생성된 발수성 물질이 콘크리트 내의 모세관에 의한 수분 흡수를 감소시키게 된다.

올레인산 아마이드가 17 중량% 이상인 경우에는 용액의 점도가 상승하여 친수성의 에멀전화가 불균형으로 이루어지고, 15 중량% 이하인 경우에는 올레인산 아마이드의 함유량이 적어서 방수의 기능을 상실하게 된다.

디알킬 설포서크시네이트(Dialkyl Sulfsuccinat)는 유화제로 사용되고, 음이온 계면활성제로서 습윤제, 침투제로 사용이 되며, 상기 올레인산 아마이드를 친수성으로 만든다.

디알킬 설프서크시네이트가 1 중량% 이하인 경우에는 올레인산 아마이드 용액이 친수성 용액으로 되지 않고 분리현상이 일어난다.

메라민 슬폰산알데히드 고축합물은 시멘트 입자표면에 흡착하여 입자표면에 전하를 주고 입자간 상호 반발력을 발산시켜 응집한 입자를 분산하여 시멘트 페이스트의 유동성을 증가시키고, 공기량의 안정을 기하기 위해 적절한 공기연행성을 갖게 한다.

메라민 슬폰산알데히드가 22 중량% 이상인 경우에는 친수성 올레인산 아마이드 용액의 수밀성이 과도하여 물과 같이 매우 저점도가 되는 문제점이 있고, 20 중량% 이하인 경우에는 올레인산 아마이드 용액의 수밀성이 떨어진다.

본 발명의 제1단계는 상기 올레인산 아마이드 15~17 중량%, 정제수 58~63 중량%, 디알킬 설포서크시네이트 1~1.5 중량%를 반응조에 넣은 다음에 80℃의 온도에서 약 85~105rpm으로 약 2시간 정도 유화시킨 후에 30℃의 온도에서 메라민 슬폰산알데히드 20~22 중량%가 포함되도록 혼합하여 유백색 시럽 용액을 제조한다. 상기 각 성분들의 조성비는 상기 성분들의 혼합물인 유백색 시럽 용액 100 중량%에 대한 비율이다.

상기 제1단계로 제조된 유백색 시럽은 콘크리트의 유동성, 치밀성, 철근피막보호성(방청성), 방수성이 우수하다.

m-규산소다(Sodium meta Silicate)는 분자식이 Na₂OSiO₂*5H₂O 또는 Na₂OSiO₂*9H₂O 으로서 백색 립상으로 물에 가용 침투력이 강하다.

콜로이달 실리카의 분자식은 SiO₂.xH₂O이고, 무수게이산을 20~21 중량%로 함유하고 있으며, PH는 9.2~10이다. 콜로이달 실리카의 입경은 10~20㎛ 정도의 초미입자이기 때문에 매우 미세한 공극에도 용이하게 침투해 흡착력이 강하고, 부착력이 우수하다.

본 발명의 제2단계는 m-규산소다 22~27 중량%, 정제수 57~62 중량%를 반응조에 넣은 다음에 70℃의 온도를 유지하면서 콜로이달 실리카 15~20 중량%를 가 포함되도록 혼합하여 투명 점조액을 제조한다. 상기 각 성분들의 조성비는 상기 성분들의 혼합물인 투명 점조액 100 중량%에 대한 비율이다.

상기 제2단계로 제조된 투명 점조액은 시멘트 수화 반응에 의해 생성된 수산화칼슘(Ca(OH)₂)과 반응하여 안정된 불용해성 화합물인 C-S-H(mCaO*nSiO₂*xH₂O)를 형성하게 된다.

이와 같은 다량의 규산칼슘(C-S-H)은 경화 콘크리트 공극에 조밀하게 충진되고 방수효과 및 내화학성을 증진시켜 염화물의 침투를 억제시키는 효과가 있고, 철 구조물에 대한 우수한 방청성을 발휘하며 내구력이 향상된다.

본 발명의 제3단계는 상기 제1단계의 유백색 시럽 용액 70~73 중량%, 상기 제2단계의 투명 점조액 25~29 중량%, 소포제 1~1.5 중량%가 포함되도록 혼합하여 제3단계인 액상형 구체 방수재를 제조하여 본 발명을 완성한다. 상기 각 성분들의 조성비는 상기 성분들의 혼합물인 본 발명의 액상형 구체 방수재의 100 중량%에 대한 비율이다.

상기 유백색 시럽 용액이 70 중량% 이하이거나, 상기 투명 점조액이 30 중량% 이상인 경우에는 콘크리트의 강도가 높아지고, 내화학성 및 염화물의 침투억제의 효과는 있으나, 콘크리트의 유동성과 수밀성 및 방수성이 떨어지게 된다.

완성된 본 발명은 점성이 있는 회백색의 용액 형태로 제조된다.

이하 본 발명의 시험예를 들어 설명한다.

[시험 예 1]

본 발명의 방수, 방식 성능을 분석하기 위하여 표 1과 같이 재료를 배합하여 본 발명이 혼입된 콘크리트를 제조하였다.

시험을 위한 콘크리트의 표준 배합비(㎏/㎥)는 표 1과 같고, 상기 표 1에서 C는 시멘트의 함량을 나타내며, AE제와 흡수방수제는 시멘트 함량에 대하여 AE제와 흡수방수제의 함량비를 나타낸 것이다.

상기와 같이 시험 콘크리트를 제조하여 KS F 4926과 KS F 2405에 의하여 측정한 결과는 아래 표 2와 같다.

상기 표 2의 결과와 같이 본 발명은 대조군과 비교하여 방수재 함유량을 시멘트량에 0.9~0.95 중량부로 사용함으로써 압축 강도비가 15~20% 증가하고, 흡수비와 투수비를 낮춤으로써 우수한 방수성을 알 수 있다.

[시험 예 2]

시험체 콘크리트 모르타르를 100×100×100㎜의 크기로 제작하여(KS F 4926, 6.11.1에 따름) 2.5% 염화나토륨 수용액에 7일간 침적한 다음에 24시간 동안 상온에서 건조하여 시험체를 2분할하고 2분할한 시험체의 단면에 0.1N 질산은 수용액을 분부하고 연속하여 1% 우라닌 수용액을 분부하여 3개소의 발색 부분의 깊이를 측정하였다. 3개의 시험체에 대하여 각각의 발색 부분의 깊이를 측정하여 얻어지는 9개의 평균치를 구하여 염소이온의 침투깊이로 하여 표 3에 나타내었다.

표 3의 결과와 같이 본 발명은 염소이온의 침투를 억제하여 콘크리트의 내염, 중성화 방지에 효과적으로 사용될 수 있음을 확인되었다.

이상과 같이 본 발명은 배처 플랜트(Batcher Plant)에서 엄격한 품질관리 하에 투입되거나, 시공현장에서 레드믹스트 콘크리트 트럭에 직접 투입되어 혼련하는 것으로서 콘크리트 구조물 전체를 방수, 방식화하는 공법으로 별도의 방수, 방식층을 시공할 필요가 없으므로 공사기간이 단축되고, 시공비가 절감이 되는 등의 효과가 있다.

따라서 본 발명의 제조방법에 의한 방수재를 혼합한 콘크리트 조성물은 각종 콘크리트 구조물, 토목 구조물, 해양 구조물, 상하수도 구조물, 철도, 교량 등의 방수, 방식, 방청, 내염, 중성화 방지용으로 유용하게 사용될 수 있다.

본 발명은 비록 한정된 실시예를 도면에 의해 설명되었으나, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

Claims

올레인산 아마이드 15~17 중량%, 정제수 58~63 중량%, 디알킬 설포서크시네이트 1~1.5 중량%, 메라민 슬폰산알데히드 20~22 중량%가 포함되어 혼합된 혼합물인 유백색 시럽 용액을 제조하는 제1단계와,
m-규산소다 22~27 중량%, 정제수 57~62 중량%, 콜로이달 실리카 15~20 중량%가 포함되어 혼합된 혼합물인 투명 점조액을 제조하는 제2단계와,
상기 제1단계의 유백색 시럽 용액 70~73 중량%, 상기 제2단계의 투명 점조액 25~29 중량%, 소포제 1~1.5 중량%가 포함되어 혼합된 혼합물인 액상형 구체 방수재를 제조하는 제3단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액상형 구체 방수재의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제1단계에서 올레인산 아마이드와, 정제수 및 디알킬 설포서크시네이트를 반응조에 넣고 80℃의 온도에서 85~105rpm의 속도로 회전시켜 2시간 동안 유화시킨 다음에 30℃ 이하의 온도에서 메라민 슬폰산알데히드가 포함되도록 혼합하여 유백색 시럽 용액을 제조하는 것을 특징으로 하는 액상형 구체 방수재의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제2단계에서 m-규산소다와, 정제수를 반응조에 넣고 70℃의 온도에서 콜로이달 실리카가 포함되도록 1시간 동안 혼합하여 투명 점조액을 제조하는 것을 특징으로 하는 액상형 구체 방수재의 제조방법.
시멘트, 잔골재, 굵은골재, 물, AE제가 포함되된 콘크리트 조성물에 있어서,
상기 시멘트 100 중량부에 대하여 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 액상형 구체 방수재가 0.9~0.95 중량부로 혼합되는 콘크리트 조성물.