KR101036631B1

KR101036631B1 - 침투성이 우수한 바닥 라이닝의 시공방법

Info

Publication number: KR101036631B1
Application number: KR1020100083656A
Authority: KR
Inventors: 노형래; 김용태
Original assignee: 김용태; 주식회사 건정종합건축사사무소
Priority date: 2010-08-27
Filing date: 2010-08-27
Publication date: 2011-05-24

Abstract

본 발명은 침투성이 우수한 바닥 라이닝의 시공방법을 개시한다.
본 발명에 따르는 침투성이 우수한 바닥 라이닝의 시공방법은 물로 세척하거나 그라인딩(grinding)하여 도로나 건물의 콘크리트 바닥면에 존재하는 이물질이나 먼지를 제거하고 건조하는 단계와 50 내지 100℃ 온도와 1000 내지 2000㎩ 압력에서 2,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(Diphenylmethanediisocyanate)를 폴리프로필렌글리콜과 반응하여 그 반응물 중 잔류단량체인 2,4'-디페닐메탄디이소시아네이트가 15 내지 20 중량%인 프리폴리머혼합물을 준비하는 단계와 상기 프리폴리머혼합물 100 중량부에 대하여 3,3'-디클로로-4,4'-디아미노디페닐메탄 또는 이소부틸 3,5-디아미노-4-클로로벤조에이트 5 내지 15 중량부를 가하고 교반하여 폴리우레아라이닝제를 준비하는 단계 및 상기 폴리우레아라이닝제를 토출시 온도 60 내지 70℃ 와 압력 2000 내지 2500 프사이(psi)로 분사하여 상기 바닥면에 라이닝층을 도포하는 단계를 포함하는 특징이 있는데, 이에 의할 때 건물이나 도로 콘크리트의 바닥의 신속한 보수 및 코팅 따위의 다용도 목적으로 사용할 수 있으며, 점도가 낮아서 콘크리트의 바닥에 신속히 침투 및 깊이 침투하여 상당기간 접착력을 유지하는 등 내구성이 우수하며, 산업용 석영, 모래, 자갈, 규사 등과 혼합하여 사용하는 경우에 콘크리트의 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.

Description

침투성이 우수한 바닥 라이닝의 시공방법{Method of constructing lining layer with excellent permeating property}

본 발명은 침투성이 우수한 바닥 라이닝의 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리우레아계열 소재로 신속한 보수 및 코팅 등의 다용도 목적으로 사용될 수 있는 것으로 점도가 낮아서 건물이나 도로의 바닥에 신속히 침투하여 강한 내성을 형성하며, 모래, 자갈, 실리카 등과 혼합하여 사용할 수 있고, 콘크리트 보수용, 바닥재용으로 시공 후 높은 강도를 가지는 침투성이 우수한 바닥 라이닝의 시공방법에 관한 것이다.

지금까지 국내외에서 일반적으로 사용되고 있는 침투강화성 무기보수제는 알칼리계 실리케이트로 이루어져 있다. 이러한 알칼리계 실리케이트는 표면장력이 작게 제조된다 할지라도 콘크리트의 주성분인 칼슘이온과 매우 빠른 속도로 반응하여 칼슘실리케이트를 형성한다. 이렇게 형성된 칼슘실리케이트는 불용성이면서 화학적으로 매우 안정한 산화물로서 콘크리트의 표면을 보호해 줄 뿐, 침투깊이가 콘크리트 내부에 깊숙이 침투하지 못하는 문제가 있으며, 더구나 적당한 깊이로 침투한다고 하더라도 경시적으로 용출되어, 콘크리트 구조물을 적절하게 보호하는 역할을 하지 못하는 단점이 있다.

지난 수 십년간 발생한 콘크리트구조물의 손상원인을 검토한 영국의 조사결과에 따르면, 철근의 부식에 의한 것이 전체 구조물의 성능저하원인 중 47%를 차지하고 있으며, 이중 염해에 의한 부식이 66%를 차지하고 있는 것으로 알려지고 있다. 우리나라의 경우에도 삼면이 바다로 이루어져 있기 때문에, 염해 피해 가능지역이 많은 것은 물론이고, 사계절이 뚜렷하여 수축팽창작용을 많이 받고 있을 뿐만 아니라, 도시의 집중화에 따른 배기가스에 의한 중성화 현상이 심하게 발생하는 등 콘크리트의 내구성능이 어느 나라 못지 않게 열악한 상황에 있다.

철근콘크리트 구조물의 유지관리에 사용되는 보수재료로는 주로 수지계와 시멘트계 재료가 사용되고 있으나, 이런 재료들이 사용되는 보수공법은 대부분 성능저하 현상이 본격화되었을 때 조치를 취하기 때문에 보수효과가 기대치에 미치지 못하는 경우가 많다.

또한 콘크리트를 제거하면서 나타나는 충격으로 인해 성능이 저하되지 않은 주위의 콘크리트에도 균열 등의 유발에 의한 손상을 일으켜 보수 후에도 그 부위에서 재탈락이 일어나는 등의 문제점을 발생시킬 수 있다.

현재 사용중인 보수공법은 손상부위를 처리하는 형태에 따라 크게 표면피복공법, 균열주입공법, 충전공법으로 나뉘어진다.

그러나, 이와 같은 방법들은 콘크리트와의 수축팽창률에 차이가 크고 시간경과에 따라 경화됨으로써 박리(들뜸)를 유발하며, 충격에 의해 쉽게 파괴되는 문제, 콘크리트와는 매우 상이한 탄성계수 및 수축팽창률로 인하여 균열보수 후 재균열 이 발생하는 등의 문제, 그리고 콘크리트의 표층강화 및 방수기능 이상의 성능 즉, 중성화, 염해, 동해, 화학적 부식 등의 열화요인별 화학적 처리기술은 구축되어 있지 못하며, 유기질계 및 무기질계 재료가 함께 사용되므로써 장기적으로 모체와의 일체화가 문제가 발생할 수 있다.

따라서 상기한 바와 같은 일반적인 표면피복공법, 주입공법 및 충전공법의 단점을 극복하고 내수 성능이 저하된 콘크리트의 성능을 회복시키면서 방수는 물론 콘크리트 내부 및 외부를 보호해 줄 수 있는 새로운 표면처리 방법 및 보수제에 대한 요구가 있는 것이다.

따라서, 본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 내수 성능이 저하된 콘크리트의 성능을 회복시키면서 일부 방수는 물론 콘크리트 내부 및 외부를 보호해 줄 수 있는 침투성이 우수한 바닥 라이닝의 시공방법을 제공하는 것을 그 해결과제로 한다.

본 발명은 상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 물로 세척하거나 그라인딩(grinding)하여 도로나 건물의 콘크리트 바닥면에 존재하는 이물질이나 먼지를 제거하고 건조하는 단계와, 50 내지 100℃ 온도와 1000 내지 2000㎩ 압력에서 2,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(Diphenylmethanediisocyanate)를 폴리프로필렌글리콜과 반응하여 그 반응물중 잔류단량체인 2,4'-디페닐메탄디이소시아네이트가 15 내지 20 중량%인 프리폴리머혼합물을 준비하는 단계와, 상기 프리폴리머혼합물 100 중량부에 대하여 3,3'-디클로로-4,4'-디아미노디페닐메탄 또는 이소부틸 3,5-디아미노-4-클로로벤조에이트 5 내지 15 중량부를 가하고 교반하여 폴리우레아라이닝제를 준비하는 단계 및 상기 폴리우레아라이닝제를 토출시 온도 60 내지 70℃ 와 압력 2000 내지 2500 프사이(psi)로 분사하여 상기 바닥면에 라이닝층을 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 침투성이 우수한 바닥 라이닝의 시공방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 프리폴리머 혼합물은 2,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(Diphenylmethanediisocyanate)과 폴리프로필렌글리콜이 반응한 생성물인 프리폴리머 80 내지 85 중량%와 미반응물 단량체인 2,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(Diphenylmethanediisocyanate) 15 내지 20 중량%로 구성될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 폴리프로필렌글리콜은 공칭 관능가가 2이고 히드록실가가 28 ㎎ KOH/g일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 프리폴리머혼합물은 그 점도가 2500 내지 4000 m㎩·s 일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 2,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(Diphenylmethanediisocyanate)와 폴리프로필렌글리콜과의 반응에 촉매로 디부틸주석 디라우레이트를 가할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 라이닝층의 건조후 그 상면에 탑코팅제(Top Coating agent)를 로울러 또는 에어리스로 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 침투성이 우수한 바닥 라이닝의 시공방법은 건물이나 도로 콘크리트의 바닥의 신속한 보수 및 코팅 따위의 다용도 목적으로 사용할 수 있으며, 점도가 낮아서 콘크리트의 바닥에 신속히 침투 및 깊이 침투하여 상당기간 접착력을 유지하는 등 내구성이 우수하며, 산업용 석영, 모래, 자갈, 규사 등과 혼합하여 사용하는 경우에 콘크리트의 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 콘크리트 조각보수, 콘크리트 재도포용 코팅, 바닥 크랙보수, 공장. 사무실. 식당. 병원. 무균실 등 바닥용, 기존의 바닥재의 콘크리트와 탈락되어 깨어짐의 한계점을 극복하기 위해 사용되는 침투성이 우수한 바닥 라이닝의 시공방법에 관한 것으로, 물로 세척하거나 그라인딩(grinding)하여 도로나 건물의 콘크리트 바닥면에 존재하는 이물질이나 먼지를 제거하고 건조하는 단계와 50 내지 100℃ 온도와 1000 내지 2000㎩ 압력에서 2,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(Diphenylmethanediisocyanate)를 폴리프로필렌글리콜과 반응하여 그 반응물 중 잔류단량체인 2,4'-디페닐메탄디이소시아네이트가 15 내지 20 중량%인 프리폴리머혼합물을 준비하는 단계와 상기 프리폴리머혼합물 100 중량부에 대하여 3,3'-디클로로-4,4'-디아미노디페닐메탄 또는 이소부틸 3,5-디아미노-4-클로로벤조에이트 5 내지 15 중량부를 가하고 교반하여 폴리우레아라이닝제를 준비하는 단계 및 상기 폴리우레아라이닝제를 토출시 온도 60 내지 70℃ 와 압력 2000 내지 2500 프사이(psi)로 분사하여 상기 바닥면에 라이닝층을 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

먼저, 물을 이용하거나 또는 함께 그라인딩(grinding)하여 도로나 건물의 콘크리트 바닥면에 존재하는 이물질이나 먼지를 제거하고 건조할 필요가 있다.

이때, 상기 바닥면의 수분함량이 0중량%가 되는 것이 바람직하나, 현실적으로 수분을 함유하고 있어, 경험적으로 수분함량 8%이하 정도면 본 발명에 따르는 침투성이 우수한 라이닝층의 시공이 가능하다.

이는 도로나 건물의 바닥면에 붙어있는 때 및 먼지 등의 이물질을 제거함으로써 라이닝층의 도포시 콘크리트 표면이나 그 내부의 기공으로 침투력을 높이기 위한 것이며, 별도로 콘크리트의 평활성 및 경사도에 따라 콘크리트를 평삭 및/또는 연삭할 수도 있다.

다음으로, 50 내지 100℃ 온도와 1000 내지 2000㎩ 압력에서 2,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(Diphenylmethanediisocyanate)를 폴리프로필렌글리콜과 반응하여 그 반응물중 잔류단량체인 2,4'-디페닐메탄디이소시아네이트가 15 내지 20 중량%인 프리폴리머혼합물을 준비하게 되는데, 상기 2,4'-디페닐메탄디이소시아네이트는 순수한 물질로서 뿐만 아니라 순도 95중량%이상이면 사용할 수 있다. 예로 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 = 99.92％, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 = 0.04％, 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트 = 0.04％인 조성을 들 수 있다.

또한, 상기 온도와 압력은 2,4'-디페닐메탄디이소시아네이트을 용융시키고, 폴리프로필렌글리콜과의 반응을 위하여 필요한 범위이며, 특히 저진공은 불필요한 부산물을 탈기하기(outgasing) 위하여 요구되며, 이러한 온도와 압력의 반응기는 반응기 탱크 외벽에 자켓을 설치하고, 상기 자켓에 스팀이나 온수를 공급하여 반응기의 온도증감을 조절할 수 있도록 한다.

여기서, 상기 폴리프로필렌글리콜은 히드록실가가 20 내지 200 ㎎ KOH/g인 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 공칭 관능가가 2이고 히드록실가가 28 ㎎ KOH/g일 수 있다.

또한, 상기 프리폴리머 혼합물은 2,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(Diphenylmethanediisocyanate)과 폴리프로필렌글리콜이 반응한 생성물인 프리폴리머 80 내지 85 중량%와 미반응물 단량체인 2,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(Diphenylmethanediisocyanate) 15 내지 20 중량%로 구성되는데, 상기 미반응 단량체의 함량이 상기 프리폴리머혼합물의 점도를 2500 내지 4000 m㎩·s으로 유지하는 역할을 하는 것으로, 이 점도가 확보되는 한도내에서 후술할 폴리우레아라이닝제가 콘크리트 표면과 그 내부의 미세기공들(porosity)로 용이하게 침투될 수 있게 되며, 만일 상기 범위를 벗어나면 폴리우레아라이닝제의 순도가 열화되거나 점도가 증가하여 침투성에 악영향을 미칠 수 있다.

또한, 상기 프리폴리머 형성시에 저점도의 유지를 위하여 촉매를 사용할 수 있으며, 바람직하게 디부틸주석 디라우레이트(Dibuthyltin dilaurate)를 사용할 수 있다.

다음으로, 상기 프리폴리머혼합물 100 중량부에 대하여 3,3'-디클로로-4,4'-디아미노디페닐메탄 또는 이소부틸 3,5-디아미노-4-클로로벤조에이트 5 내지 15 중량부를 가하여 교반하며 폴리우레아라이닝제를 준비하는 단계이다.

여기서, 상기 3,3'-디클로로-4,4'-디아미노디페닐메탄 또는 이소부틸 3,5-디아미노-4-클로로벤조에이트는 상기 플리폴리머혼합물의 사슬(chain) 연장을 위하여 사용하는 것으로 그 사용량은 5 내지 15 중량부인데, 만일 이 범위를 벗어나면, 폴리우레아라이닝제가 반응이 완결되지 아니하거나 잔류단량체인 2,4'-디페닐메탄디이소시아네이트와 부반응을 일으키게 되어 점도(viscosity)를 조절하는데 어려움이 생길 수 있다.

다음으로, 상기 폴리우레아라이닝제를 토출시 온도 60 내지 70℃ 와 압력 2000 내지 2500 프사이(psi)로 분사하여 상기 바닥면에 라이닝층을 도포하는 단계를 거치게 되는데, 위 온도와 압력 환경에 의하여 상기 폴리우레아라이닝제는 노즐(nozzle)을 통하여 피도면인 콘크리트의 바닥면으로 분사되게 되고, 콘크리트 표면과 그 내부의 미세기공들(porosity)이 순간적으로 뜨거운 온도와 압력의 공기들에 의하여 미세하게 확장되어 라이닝제의 침투를 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라 기공 내부의 찬공기들이 외부로 분출되게 라이닝제는 더 쉽게 미세기공으로 침투할 수 있게 되는 것으로 보인다.

한편, 상기 라이닝층의 건조후 그 상면에 탑코팅제(Top Coating agent)를 로울러 또는 에어리스로 도포할 수 있다.

상기 라이닝층을 충분히 건조시킨 다음 그 상면에 미려한 마감을 위하여 탑코팅제(TOP Coating)를 로울러 또는 에어리스로 도포하여 콘크리트 바닥면의 마감처리를 할 수 있음은 물론이다.

상기 탑코팅제는 현장의 여건에 따라 적의 선택하여 사용할 수 있으며, 그 예로는 탄성우레탄수지를 주성분으로 한 전용도료와 에폭시 수지를 주성분으로 한 탑코팅제를 들 수 있다.

실시예 1

물과 그라인딩을 이용하여 건물 콘크리트 바닥면을 소지하고 충분하게 건조하였다. 50℃의 온도에서 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 = 99.92％, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 = 0.04％, 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트 = 0.04％의 조성을 가지는 2,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(Diphenylmethanediisocyanate) 4㎏을 용융/교반하면서 촉매로서 디부틸주석 디라우레이트(Dibuthyltin dilaurate) 1g과 혼합하고, 90℃로 승온하여 1500㎩ 압력에서 공칭 관능가가 2이고 히드록실가가 28 ㎎ KOH/g인 폴리프로필렌글리콜 1㎏을 가하여 온도를 70℃로 맞추고 4시간동안 교반한 후 냉각하여 잔류단량체인 2,4'-디페닐메탄디이소시아네이트가 17.5 중량%인 프리폴리머혼합물을 준비했는데, 이때 23℃에서 점도는 3400 m㎩·s를 나타내었다. 다음으로, 100℃의 반응온도 하에서 상기 프리폴리머혼합물 100 중량부에 대하여 3,3'-디클로로-4,4'-디아미노디페닐메탄 10 중량부를 가하며 교반하여 폴리우레아라이닝제를 제조하였다. 다음으로, 상기 토출건(spray gun)을 이용하여 라이닝층을 도포하였는데, 이때, 토출건의 스프레이조건은 온도 70℃ 와 압력 2500 프사이(psi)였다.

실험예 1

상술한 실시예 1에 의하여 도포 및 건조된 라이닝층에 대하여 표준시험방법(KS F 4922, KS F 4919, KS M 6518)에 의한 결과를 아래 표 1에 나타내었다.

항목	단위	시험방법	시험결과
인장강도	N/㎟	KS F 4922	25
인열강도	N/㎜	KS F 4922	12
신장율	%	KS F 4922	50
경도(Hardness)	Shore D	KS M 6518	60
부착력	N/㎠(㎏f/㎠)	KS F 4919	150
갈림성		KS F 4919	관찰 않됨
흡수성	g	KS F 4919	0.2
내투수성		KS F 4919	관찰 않됨

상기 표 1을 참조하면, 본 발명에 따르는 침투성이 우수한 바닥 라이닝의 시공방법에 의한 라이닝층의 물리적 특성이 기준치에 비하여 매우 우수함을 알 수 있다.

Claims

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물로 세척하거나 그라인딩(grinding)하여 도로나 건물의 콘크리트 바닥면에 존재하는 이물질이나 먼지를 제거하고 건조하는 단계;
50 내지 100℃ 온도와 1000 내지 2000㎩ 압력에서 2,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(Diphenylmethanediisocyanate)를 공칭 관능가가 2이고 히드록실가가 28 ㎎ KOH/g인 폴리프로필렌글리콜과 촉매로 디부틸주석 디라우레이트를 가해 반응하여 그 반응물중 잔류단량체인 2,4'-디페닐메탄디이소시아네이트가 15 내지 20 중량%이고, 그 점도가 2500 내지 4000 m㎩·s 인 프리폴리머혼합물을 준비하는 단계;
상기 프리폴리머혼합물 100 중량부에 대하여 3,3'-디클로로-4,4'-디아미노디페닐메탄 또는 이소부틸 3,5-디아미노-4-클로로벤조에이트 5 내지 15 중량부를 가하고 교반하여 폴리우레아라이닝제를 준비하는 단계; 및
상기 폴리우레아라이닝제를 토출시 온도 60 내지 70℃ 와 압력 2000 내지 2500 프사이(psi)로 분사하여 상기 바닥면에 라이닝층을 도포하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 침투성이 우수한 바닥 라이닝의 시공방법.