KR101085557B1 - 충전형 하이브리드 단열재 조성물 및 이에 의한 단열 벽체공법 - Google Patents

충전형 하이브리드 단열재 조성물 및 이에 의한 단열 벽체공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 충전식의 단열재 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 알루미노 실리케이트 무기광물, 칼슘설포알루미네이트, 알칼리 자극재로 구성한 결합재를 사용하는 한편 친수성 알칼리 코팅제로 코팅된 코팅EPS볼과 경량 무기필러로 구성한 단열 경량골재를 사용하여 소정 비율로 배합한 단열재 조성물과, 이를 바람직하에 이용한 단열 벽체시공방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 충전형 하이브리드 단열재 조성물은, 알루미노 실리케이트 무기광물 100중량부에, 칼슘설포알루미네이트 2~13중량부, 알칼리 자극재 0.3~15중량부, 기포제 0.1~5 중량부, 단열 경량골재 1~50중량부를 포함하여 조성된 건조몰탈;과, 상기 건조몰탈 100중량부에 대하여 15~60중량부의 배합수;로 조성되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 단열 벽체공법은, 내벽과 외벽 사이에 빈 공간층을 형성시키면서 내벽과 외벽을 시공하는 제1단계; 상기 내벽과 외벽 사이의 빈 공간층에, 충전형 하이브리드 단열재 조성물을 충전하는 제2단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

충전형 하이브리드 단열재 조성물 및 이에 의한 단열 벽체공법{Infilled Type Hybrid Insulating Materials and Insulation Wall Construction Method Using the Same}
본 발명은 충전형의 단열재 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 알루미노 실리케이트 무기광물, 칼슘설포알루미네이트, 알칼리 자극재로 구성한 결합재를 사용하는 한편 친수성 알칼리 코팅제로 코팅된 코팅EPS볼과 경량 무기필러로 구성한 단열 경량골재를 사용하여 소정 비율로 배합한 단열재 조성물과, 이를 바람직하게 이용한 단열 벽체공법에 관한 것이다.
통상 건물의 외피에는 미려한 외관 확보를 위해 외장공사가 수행된다. 외장공사는 외장재의 종류에 따라 다양한 시공방법이 있으며, 치장벽돌 내지 석재에 의한 외장공사는 그 중 하나이다.
도 1a은 치장벽돌로 외장공사를 실시한 조적 벽체의 일례인데, 통상 조적 벽체는 내력벽돌과 치장벽돌 사이에 스티로폼 등의 판상 유기단열재를 설치하고 아울러 공간층을 형성시키면서 시공한다. 하지만 이러한 시공방식은 내력벽돌과 치장벽돌에 의한 내·외벽 모두가 접착 몰탈에 의한 조적 구조로 시공하고 판상 단열재는 건식으로 설치하기 때문에, 내·외벽이 일체화되지 못하여 지진과 같은 횡력에 취약하다는 단점이 있다. 또한 사이의 공간층에서 결로가 쉽게 발생하기 때문에 유기단열재가 열화현상에 따라 그 기능을 상실할 우려가 크다.
도 1b는 석재로 외장공사를 실시한 콘크리트 벽체의 일례인데, 통상 석재 마감 콘크리트 벽체는 콘크리트벽에 앵커 등으로 긴결철물 고정 설치한 후 긴결철물에 마감석재를 고정 설치하면서 시공한다. 이러한 석재 마감 콘크리트 벽체는 긴결철물에 의해 콘크리트벽과 마감석재 사이에 자연스럽게 빈 공간층이 형성되는데, 종래에는 이 빈 공간층을 그대로 두기 때문에 마감석재의 탈락, 결로 등의 원인이 되었다.
본 발명은 종래 벽체 내부의 빈 공간층에 의해 초래되는 각종 문제를 개선하기 위해 개발된 것으로, 충전형 단열재로서 압축강도와 부착강도가 우수하고 재료분리 저항성이 우수하여 벽체 내부의 빈 공간층에 충전 시공할 때 벽체의 일체성을 강화할 수 있는 하이브리드 단열재 조성물과, 이를 바람직하게 이용한 단열 벽체공법을 제공하고자 한다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 다음과 같은 기술적 특징을 가지는 충전형 하이브리드 단열재 조성물과 이를 바람직하게 이용한 외단열공법을 제공한다.
본 발명에 따른 충전형 하이브리드 단열재 조성물은, 알루미노 실리케이트 무기광물 100중량부에, 칼슘설포알루미네이트 2~13중량부, 알칼리 자극재 0.3~15중량부, 기포제 0.1~5중량부, 단열 경량골재 1~50중량부를 포함하여 조성된 건조몰탈;과, 상기 건조몰탈 100중량부에 대하여 15~60중량부의 배합수;로 조성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 단열 벽체공법은, 내벽과 외벽 사이에 빈 공간층을 형성시키면서 내벽과 외벽을 시공하는 제1단계; 상기 내벽과 외벽 사이의 빈 공간층에, 충전형 하이브리드 단열재 조성물을 충전하는 제2단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
첫째, 압축강도와 부착강도가 우수하고 재료분리 저항성이 우수한 충전형 단열재를 제공할 수 있다. 이에 따라 본 발명에 따른 충전형 단열재는 내·외벽 사이에 단열재를 시공하는 단열 벽체공사에 유리하게 적용할 수 있으며, 이로써 충전형 단열재의 밀실한 처리에 의해 내·외벽의 일체성이 강화되면서 구조적 안정성이 향상된 단열 벽체로 완성할 수 있다.
둘째, 친수성 알칼리 코팅제로 코팅된 코팅EPS볼을 사용하기 때문에 재료분리 저항성을 향상시키면서 경량성과 단열성을 확보하는 충전형 단열재를 제공할 수 있다. 이에 따라 본 발명에 따른 충전형 단열재를 이용하면 상·하부간 균질한 형태로 경량의 단열재 시공이 가능해진다.
셋째, 본 발명에 따른 단열 벽체공법은 내·외벽을 충전형 단열재로 일체화시키는 방식이 되어 내부에 빈 공간층이 없기 때문에, 지진과 같은 횡력에 유리하게 저항하는 한편 빈 공간층에 의한 각종 결로와 단열재 열화현상을 원천적으로 차단할 수 있는 단열 벽체를 완성할 수 있다.
도 1a와 도 1b는 종래 기술에 따라 시공된 벽체이다.
도 2a와 도 2b는 본 발명에 따라 시공된 단열벽체이다.
본 발명은 충전형 하이브리드 단열재 조성물과 이에 의한 단열 벽체공법에 관한 것이며, 이하부터는 충전형 하이브리드 단열재 조성물과 단열 벽체공법을 구분하여 설명한다.
1. 충전형 하이브리드 단열재 조성물
본 발명에 따른 충전형 하이브리드 단열재 조성물은 알루미노 실리케이트 무기광물 100중량부에, 칼슘설포알루미네이트 2~13중량부, 알칼리 자극재 0.3~15중량부, 기포제 0.1~5 중량부, 단열 경량골재 1~50중량부를 포함하여 조성된 건조몰탈;과, 상기 건조몰탈 100중량부에 대하여 15~60중량부의 배합수;로 배합하는데 특징이 있다. 결합재로 시멘트를 사용하지 않고, 알루미노 실리케이트 무기광물, 칼슘설포알루미네이트, 알칼리 자극재를 사용하는 것인데, 이러한 결합재의 사용에 따라 시멘트를 사용하는 경우보다 초기강도와 부착강도의 향상을 이끌 수 있었다.
알루미노 실리케이트 무기광물은 알루미노 실리케이트계 무기 바인더 구조를 형성하기 위한 원료 물질로서, SiO2, Al2O3가 주성분을 이루고 있으며 알칼리수용액을 첨가하게 되면 1차적으로 알칼리 이온에 의해 SiO2가 활성화되어 물과 수화반응을 통한 수산화물을 형성하게 된다. 이후 첨가된 알칼리 이온들은 -O-Si-O -Al-O- 결합 내에서 Al의 정전기적 불완전한 상태에 알칼리 이온이 도입되면서 안정한 상태가 되고, 이후 수산기(-OH)들의 축중합 반응에 의해 안정한 구조를 형성하게 된다. 이러한 알루미노 실리케이트계 무기 바인더는 통상적으로 사용하는 포틀랜드 시멘트계 무기 바인더에 비해 초기 강도 및 접착강도가 우수하며, 시멘트와 같은 CSH수화물의 형성이 아닌 무기 폴리머형의 경화 구조를 가지므로 안정적인 내화학성 및 내화성을 보유한다. 알루미노 실리케이트 무기광물은 일반적으로 카올린계 광물 및 고로슬래그 미분말, 실리카흄, 플라이애시, 각종 칼슘실리케이트 광물로부터 선택적으로 하나 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 알루미노 실리케이트 무기광물은 Al2O3가 10~35중량% 함유이면서 SiO2가 35~75중량% 함유한 것이 바람직한데, 이는 최적의 반응을 위한 범위로서 이러한 범위보다 작거나 많으면 Al-Si 반응 구조의 형성이 부족하거나 바람직하지 못하게 된다. 또한 알루미노 실리케이트 무기광물은 적당한 반응과 물리적 성능 확보를 위하여 그 비중은 2.25~3.15 범위가 바람직하고 분말도는 2,800~8,000㎠/g의 범위가 바람직하다.
칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfur-Aluminate, CSA)는 에트링자이트를 생성하여 경화체의 초기강도를 보완하는데, 알루미노 실리케이트 무기광물과 혼합하여 사용할 경우 초기강도 확보에 더욱 효과적이다. 에트링자이트(Ettringite, 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O)는 침상의 수화생성물로서 수화물을 치밀하게 충진하는 효과를 나타내는데, 에트링자이트의 생성속도에 따라 수화물은 속경성, 고강도화, 수축저감 등의 효과를 나타내므로, 본 발명에서는 이와 같은 에트링자이트를 생성시키기 위해 결합재에 CSA를 포함하고 있다.
CSA는 소정의 반응성 확보를 위해 Al2O3가 25~40중량% 함유하고 CaO가 35~55중량% 함유하는 한편 분말도가 4,000~7,000㎠/g 이상인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 알루미노 실리케이트 무기광물 100중량부에 대하여 2~13중량부가 바람직하다. 2중량부 미만이면 에트링자이트의 생성이 부족하여 충진효과와 물리성능 향상효과가 미미하고, 13중량부를 초과하면 급격한 반응으로 작업시간 확보와 적절한 물리성능 발현에 어려움이 있다.
알칼리 자극재는 에트링자이트 생성 효과를 극대화하는 한편 알루미노 실리케이트의 반응을 자극하기 위해 결합재에 포함하고 있다. 실제 [시험예1]를 통해 알칼리 자극재의 첨가에 따라 초기강도와 부착강도가 향상되는 것이 확인되었다. 알칼리 자극재는 [Na2O + K2O]가 15~95중량% 함유하면서 SO3가 5~85중량% 함유한 것을 사용하는 것이 바람직한데, 나트륨(Na)이나 칼륨(K) 등의 알칼리 이온은 알루미노 실리케이트 무기광물을 자극하여 반응하는데 결정적인 기여를 하고 또한 SO3 이온은 에트링자이트의 생성에도 복합적으로 기여한다. 이러한 알칼리 자극재는 알루미노 실리케이트 무기광물 100중량부에 대하여 0.3~15중량부를 사용하는 것이 적당하며, 0.3중량부 미만이면 반응성이 극히 낮아 알맞은 물리적 성능을 확보할 수 없으며 15중량부를 초과하면 급격한 경화로 인해 작업시간의 확보가 어렵고 경화체의 물리적 성능이 일부 하락할 우려가 있다.
기포제는 물과 교반시 연행 공기를 형성하여 단열 성능 향상에 기여하며, 아울러 작업성 및 점성의 확보에도 도움을 준다. 기포제는 알루미노 실리케이트 무기광물 100중량부에 대하여 0.1~5중량부를 사용하는 것이 바람직한데, 0.1중량부 미만이면 연행 공기의 형성이 너무 낮아 단열 성능 향상에 도움을 줄 수 없으며 5중량부를 초과하면 기포의 형성이 많고 기포의 크기가 커지므로 물리적 성능이 저하하게 된다. 기포제는 통상적으로 사용하는 것을 채택하면 되며, 본 발명에서는 기포의 크기로 0.3~2mm 범위가 적당하다.
단열 경량골재는 경량성과 단열성 확보를 위한 재료가 되는데, 본 발명에서는 단열 경량골재를 알루미노 실리케이트 무기광물 100중량부에 대하여 코팅EPS볼 1~25중량부와 경량 무기필러 1~25중량부로 구성할 것을 제안한다. [시험예2]를 통해 코팅EPS볼과 경량 무기필러를 사용할 때 재료분리 저항성과 단열성능에서 유리한 효과를 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
코팅EPS볼은 EPS볼 표면을 친수성 알칼리 코팅제로 코팅하여 밀도가 0.2~0.4g/㎤이고 입도가 0.1~5mm로 제작하는 것이 바람직한데, 그래야 부유하는 것을 억제하고 재료분리를 방지하면서 균질하게 분포시킬 수 있다. 특히 코팅제 자체가 친수성과 알칼리성을 가지기 때문에 알루미노실리케이트 무기광물과 표면이 반응하여 경화하므로 재료분리 현상이 현저히 감소하게 된다. 이와 같은 코팅EPS볼은 알루미노실리케이트 무기광물 100중량부에 대하여 1~25중량부를 사용하는 것이 바람직한데, 1중량부 미만이면 경량성 및 단열성능의 확보가 어렵고 25중량부를 초과하면 단열재의 물리적 성능 확보가 어렵다.
한편 코팅EPS볼의 제조를 위한 친수성 알칼리 코팅제는 아미노기(NH2)와 수산기(OH)를 가지는 실란 코팅제가 바람직하다. 이러한 실란 코팅제는 Si를 주성분으로 하는 사슬구조가 있어 결합세기가 우수하고 무엇보다도 무기성분으로 되어 있어 고온 환경에서도 내구성이 우수하며, 또한 아미노기(NH2)를 가지므로 강알칼리 조건하에서 가수분해를 통한 결합구조 형성이 가능하여 알칼리성의 원료와 혼합 사용이 용이하며, 아울러 말단기에 OH기를 가지고 있어 수분에 대한 친수특성이 우수하고 이로 인해 알루미노 실리케이트 무기광물과 혼합 시 분산성이 우수한 특성이 있다. 따라서 이와 같은 실란 코팅제는 EPS볼 표면에 도포시 얇은 박막형태를 형성하여 우수한 부착특성 및 친수성 특성 확보가 가능하다.
친수성 알칼리 코팅제는, 1~12N NaOH용액을 제조하는 단계; 실란 커플링제 대비 알코올이 10wt ratio 이상 되게 하여 실란 커플링제와 알코올을 혼합 교반하는 단계; 실란 커플링제와 알코올을 교반하면서 준비된 NaOH용액을 투입하는 단계; 투입이 완료된 후 12hr 이상 교반하면서 aging을 통해 강알칼리 조건 하에서 친수특성을 가지는 실란 코팅제를 제조하는 단계; 제조된 실란 코팅제와 sodium silicate 용액을 혼합하되 냉각자켓을 이용하여 혼합용액의 온도가 20℃가 넘지 않도록 하면서 혼합하는 단계;를 통해 제조할 수 있는데, 이렇게 하여 최종 친수성 실란 코팅제가 혼합된 실리케이트 폴리머 코팅제를 제조할 수 있다. 여기서 NaOH용액은 1~12N로 사용하고 있는데, 1N 미만이면 가수분해시에 실란 코팅제 반응입자 겔화가 발생하고 12N를 초과하면 발열반응으로 인한 온도 상승으로 부분 겔화 발생할 수 있다. 또한 알코올은 에탄올, 메탄올 등의 휘발성 유기화합물 중 하나를 사용하며, 다만 10wt ratio 미만이면 반응 형성된 실란 코팅제 입자의 응집이 발생할 수 있으므로 10wt ratio 이상을 사용한다. 실란 코팅제와 sodium silicate 용액의 혼합시에는 혼합용액이 20℃를 초과할 경우 부분적으로 급격한 반응에 의한 경화체 발생하므로 20℃이하의 범위에서 제조하여야 한다.
경량 무기필러는, 퍼라이트, 질석, 인조 경량골재 중에서 하나 이상 선택하되, 밀도가 0.05~0.2g/㎤이고 입도가 0.1~5mm인 것을 선택한다. 경량 무기필러는 알루미노실리케이트 무기광물 100중량부에 대하여 1~25중량부 사용하는데, 코팅EPS볼의 사용량의 증감에 따라 조절하여 사용한다.
상기와 같은 재료로 배합한 건조몰탈은 배합수와 배합하여 물배합 몰탈로 사용하는데, 건조몰탈 100중량부에 대하여 15~60중량부의 배합수로 배합하도록 한다. 이와 같은 배합수의 범위는 충전형 단열재로서의 유동성과 함께 건조몰탈의 경화반응성 등을 고려한 결과이다.
이하에서는 시험예에 의거하여 본 발명에 따른 단열재 조성물의 물리적인 성질을 살펴본다. 다만, 하기의 시험예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 이로써 한정되는 것은 아니다.
[ 시험예1 ] 결합재 선정 시험
1. 시험방법
아래 [표 1]과 같은 특성의 재료를 이용하여 아래 [표 2]와 같은 조건으로 건조몰탈을 배합하여 준비하였다. 보는 바와 같이 비교예1은 결합재로 OPC만을 이용하여 배합한 몰탈이고, 비교예2는 결합재로 OPC 및 CSA를 이용하여 배합한 몰탈이고, 실시예1은 결합재로 알루미노 실리케이트 무기광물과 칼슘설포알루미네이트, 알칼리 자극재를 이용하여 배합한 몰탈이다.
재료 특성
구분 재료 특성
시멘트 1종 포틀랜드 시멘트, 비중 3.15, 분말도 3450㎠/g
알루미노 실리케이트무기광물 SiO2함량 : 41.3%, Al2O3함량 : 18.4%
비중 2.73, 분말도 4160㎠/g
칼슘설포알루미네이트 Al2O3함량 : 34.2%, CaO 함량 : 40.8%
비중 2.86, 분말도 4800㎠/g
알칼리 자극재 [Na2O + K2O]함량 : 28%, SO3함량 : 43%
표준사 KS L ISO 679에 의한 표준사
나프탈렌계 유동화제 분말형 나프탈렌계 유동화제
건조몰탈 배합
구분 비교예1 비교예2 실시예1
시멘트 100 95 -
알루미노 실리케이트 무기광물 - - 92
칼슘설포알루미네이트 - 5 3
알칼리 자극재 - - 5
표준사 150 150 150
나프탈렌계 유동화제 1 1 1
위와 같은 건조몰탈에 대해 건조몰탈 중량의 26%로 배합수를 이용하여 물배합 몰탈을 배합한 후, 유동성, 압축강도 시험을 하였다. 유동성 시험은 KS L 5105에 의한 플로우 시험을 통하여 원지름에 대한 백분율로 표시하였다. 압축강도 시험은 KS F 2405에 따라 3일, 7일, 28일의 각 재령으로 실시하였으며, 시험체는 KS F 2403에 따라 제작하였다.
2. 시험결과
시험 결과 아래 [표 3]과 같이 나타냈다.
몰탈 물성
구분 비교예1 비교예2 실시예1
유동성(%) 112 107 114
압축강도
(MPa)
3일 18.4 21.4 26.4
7일 31.5 32.7 35.4
28일 44.7 45.2 45.3
부착강도(MPa) 8.3 8.9 11.7
상기 [표 3]에서 보는 바와 같이 전체적으로 OPC만을 사용하는 비교예1보다 OPC에 칼슘설포알루미네이트를 포함하는 비교예2가 우수한 성능을 나타내고 있으나 부착강도 증진은 크지 않은데 비해, 알루미노실리케이트 무기광물, 칼슘설포알루미네이트, 알칼리 자극재로 구성된 실시예1은 유동성이 다소 개선될 뿐만 아니라 압축강도는 물론 부착강도의 향상도 큰 것을 알 수 있다.
이와 같이 알루미노 실리케이트계 무기광물과 칼슘설포알루미네이트는 알칼리 자극재와 함께 결합재를 구성할 때 초기강도 확보와 함께 부착강도 향상을 기대할 수 있다. 이에 따라 이와 같은 결합재에 의한 몰탈을 벽체 시공에서 내·외벽 사이에 충전한다면 구조적인 안정성과 함께 일체성 확보에 우수한 효과를 발휘할 것으로 기대된다.
[ 시험예2 ] 충전형 단열재 특성 시험
1. 시험방법
아래 [표 4]와 같은 특성의 재료를 이용하여 아래 [표 5]와 같은 조건으로 건조몰탈을 배합하여 준비하였다. 보는 바와 같이 비교예1은 통상의 EPS볼을 이용하여 배합한 단열재 조성물이고, 실시예1은 코팅EPS볼을 이용하여 배합한 단열재 조성물이며 실시예2는 코팅EPS볼과 경량 무기필러를 이용하여 배합한 단열재 조성물이다.
재료 특성
구분 재료 특성
알루미노 실리케이트무기광물 SiO2함량 : 41.3%, Al2O3함량 : 18.4%
비중 2.73, 분말도 4160㎠/g
칼슘설포알루미네이트 Al2O3함량 : 34.2%, CaO 함량 : 40.8%
비중 2.86, 분말도 4800㎠/g
알칼리 자극재 [Na2O + K2O]함량 : 28%, SO3함량 : 43%
기포제 식물성 계면활성화제, 비중 1.01, pH 7.5±0.5
통상의 EPS볼 입도 2~4mm
코팅EPS볼 3N NaOH용액을 제조하는 단계; 실란 커플링제 대비 알코올이 15wt ratio의 조건으로 실란 커플링제와 알코올을 혼합 교반하는 단계; 실란 커플링제와 알코올을 교반하면서 준비된 NaOH용액을 투입하는 단계; 투입이 완료된 후 14hr 교반하면서 aging을 통해 강알칼리 조건 하에서 친수특성을 가지는 실란 코팅제를 제조하는 단계로 제조된 친수성 알칼리 코팅제로, EPS볼 표면에 코팅한 후 40℃ 건조기에서 24H 건조한 2~4mm의 코팅EPS볼
경량 무기필러 입도 1~5mm의 perlite
충전형 단열재 조성물을 위한 건조몰탈 배합(중량부)
구분 비교예1 실시예1 실시예2
알루미노 실리케이트 무기광물 92 92 92
칼슘설포알루미네이트 3 3 3
알칼리 자극재 5 5 5
기포제 0.3 0.3 0.3
통상의 EPS볼 20 - -
코팅EPS볼 - 22 15
경량 무기필러 - - 7
위와 같은 건조몰탈에 대해 건조몰탈 중량의 32%로 배합수를 이용하여 물배합 몰탈을 배합한 후, 밀도, 재료분리 저항성, 열전도율을 시험하였다. 밀도는 400ml 용기에 재료를 채운 후 용기를 뺀 중량을 측정하여 계산하였으며, 열전도율은 관련 KS 규격에 의거하여 공인시험기관에서 측정하였다. 재료분리 저항성은 직경 10cm 높이 20cm의 몰드에 단열재 조성물을 채우고 7일간 대기중에 방치하여 양생한 후 높이 10cm 위치를 절단하여 상부 및 하부의 건조 밀도를 각각 측정하여 기재하였는데, 상·하부간 밀도 차이가 적은 것이 재료분리 저항성이 우수한 시험체가 된다.
2. 시험결과
상기와 같이 시험방법으로 조사한 결과 아래 [표 6]과 같이 나타냈다.
단열재 조성물 물성
구분 비교예1 실시예1 실시예2
밀도 0.56 0.58 0.57
재료분리
저항성
상부 0.37 0.52 0.52
하부 0.65 0.53 0.52
상하부간 밀도차 0.28 0.01 -
열전도율(Kcal/mh℃) 0.11 0.09 0.07
상기 [표 6]에서 보는 바와 같이 통상의 EPS볼을 사용한 경우보다 코팅EPS볼을 사용할 경우에 재료분리 저항성이 매우 우수하게 나타남을 알 수 있으며, 특히 코팅EPS볼과 경량 무기필러를 동시에 사용한 경우에는 재료분리 저항성뿐만 아니라 단열성능도 우수하게 향상됨을 알 수 있다.
2. 단열 벽체공법
앞서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 단열재 조성물은 부착성능, 강도, 재료분리저항성, 열전도율 등에서 우수한 성능을 가지기 때문에, 도 2a 및 도 2b에서와 같이 단열 벽체공법에서 충전형 단열재로 바람직하게 이용할 수 있다. 이때 신규의 단열벽체 시공에 이용하는 것은 물론, 기존의 벽체에 단열재를 보강하는 방식으로 이용할 수도 있으며, 바람직하게는 특허 제10-1061015호에 따른 방법으로 이용할 수도 있다.
구체적으로 충전형 단열재 조성물을 이용하여 단열 벽체공법을 수행한다면, 내벽과 외벽 사이에 빈 공간층을 형성시키면서 내벽과 외벽을 시공하는 제1단계; 내벽과 외벽 사이의 빈 공간층에, 단열재 조성물을 충전하는 제2단계;로 진행한다. 여기서 제1단계는, 콘크리트벽 또는 벽돌벽으로 내벽을 시공하는 제1A단계; 내벽에서 긴결철물이 돌출되게 설치하는 제1B단계; 내벽과의 사이에 빈 공간층을 형성시키면서 치장벽돌벽 또는 석재벽으로 외벽을 시공하되, 긴결철물에 고정 설치하면서 시공하는 제1C단계;로 이루어질 수 있다.
도 2a는 구조벽돌에 의한 벽돌벽으로 내벽을 시공한 후 내벽을 천공하여 긴결철물로 픽스를 박고, 이어 픽스에 긴결시키면서 치장벽돌벽으로 외벽을 시공한 후 내벽과 외벽 사이에 단열재 조성물을 충전하여 완성한 단열 벽체를 보여준다. 도 2b는 콘크리트벽으로 내벽을 시공하고, 앵커 등으로 긴결철물을 설치하고, 마감석재에 의한 석재벽으로 외벽을 시공한 예를 보여준다.
이상에서 본 발명은 구체적인 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이므로, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환, 부가 및 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.
10: 내벽
20: 외벽
30: 단열재
F: 긴결철물

Claims (6)

  1. 알루미노 실리케이트 무기광물 100중량부에, 칼슘설포알루미네이트 2~13중량부, 알칼리 자극재 0.3~15중량부, 기포제 0.1~5 중량부, 단열 경량골재 1~50중량부를 포함하여 조성된 건조몰탈;과,
    상기 건조몰탈 100중량부에 대하여 15~60중량부의 배합수;
    로 조성되는 것을 특징으로 하는 충전형 하이브리드 단열재 조성물.
  2. 제1항에서,
    상기 알루미노 실리케이트 무기광물은, Al2O3가 10~35중량% 함유이면서 SiO2가 35~75중량% 함유한 것으로, 비중이 2.25~3.15 이고 분말도가 2,800~8,000㎠/g인 것이며,
    상기 칼슘설포알루미네이트는, Al2O3가 25~40중량% 함유하면서 CaO가 35~55중량% 함유한 것으로, 분말도가 4,000~7,000㎠/g 이상인 것이며,
    상기 알칼리 자극재는, [Na2O + K2O]가 15~95중량% 함유하면서 SO3가 5~85중량% 함유한 것임을 특징으로 하는 충전형 하이브리드 단열재 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 단열 경량골재는, 코팅EPS볼 1~25중량부와 경량 무기필러 1~25중량부로 구성되되,
    상기 코팅EPS볼은, EPS볼 표면이 친수성 알칼리 코팅제로 코팅된 것으로 밀도가 0.2~0.4g/㎤이고 입도가 0.1~5mm인 것이며,
    상기 경량 무기필러는, 퍼라이트, 질석, 인조 경량골재 중에서 하나 이상 선택된 것으로 밀도가 0.05~0.2g/㎤이고 입도가 0.1~5mm인 것임을 특징으로 하는 충전형 하이브리드 단열재 조성물.
  4. 제3항에서,
    상기 코팅EPS볼은, 아미노기(NH2)와 수산기(OH)를 가지는 실란 코팅제로 코팅된 것임을 특징으로 하는 충전형 하이브리드 단열재 조성물.
  5. 내벽과 외벽 사이에 빈 공간층을 형성시키면서 내벽과 외벽을 시공하는 제1단계;
    상기 내벽과 외벽 사이의 빈 공간층에, 제1항 또는 제2항에 따른 충전형 하이브리드 단열재 조성물을 충전하는 제2단계;
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 단열 벽체공법.
  6. 제5항에서,
    상기 제1단계는,
    콘크리트벽 또는 벽돌벽으로 내벽을 시공하는 제1A단계;
    상기 내벽에서 긴결철물이 돌출되게 설치하는 제1B단계;
    상기 내벽과의 사이에 빈 공간층을 형성시키면서 치장벽돌벽 또는 석재벽으로 외벽을 시공하되, 상기 긴결철물에 고정 설치하면서 시공하는 제1C단계;
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 단열 벽체공법.
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