KR101187409B1 - 친환경 고성능을 발현하는 마그네시아 실리케이트 인산염계 복합체 - Google Patents

친환경 고성능을 발현하는 마그네시아 실리케이트 인산염계 복합체 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 친환경 고성능을 발현하는 마그네시아 실리케이트 인산염계 복합체에 관한 것으로, 산화마그네슘, 인산염, 실리케이트 분체, 기능성 첨가제, 잔골재 및 배합수를 포함하는 마그네시아 실리케이트 인산염계 복합체에 있어서, 상기 복합체가 재령 28일에 5Mpa 이상의 부착성능과, 재령 3시간에 10Mpa 이상, 재령 24시간에 24Mpa 이상, 재령 28일에 45Mpa 이상의 압축강도와, 재령 28일에 0.01% 이내의 수축률을 발현하도록 상기 복합체는, 20~54중량%의 산화마그네슘, 5~20중량%의 인산염, 10~40중량%의 실리케이트 분체, 1~10중량%의 기능성 첨가제, 20~50중량%의 잔골재, 및 10~30중량%의 배합수를 혼합하여 이루어진다.

Description

친환경 고성능을 발현하는 마그네시아 실리케이트 인산염계 복합체{MAGNESIA SILICATE PHOSPHATE COMPOSITE WITH ECO-FRIENDLY AND HIGH-PERFORMANCE}
본 발명은 친환경 고성능을 발현하는 마그네시아 실리케이트 인산염계 복합체에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 단기간 긴급 보수 공사가 필요한 단면결손 건축구조물 또는 도로면 부위의 부분 긴급 보수, 내화공법이 필요한 건축구조물 등에 사용되는 내화도료 또는 내화피복재, 건축자재나 2차 제품으로서 별도의 건식공법을 필요로 하는 건축구조물 등에 사용되는 패널 제작, 및 단기간 내에 바닥 공사가 필요한 주차장(노상, 부설, 지하 주차장) 또는 동절기, 냉동 창고와 같은 저온 상태에서의 긴급 보수 공사 또는 바닥 공사가 필요한 건축구조물의 바닥재의 용도로 활용될 수 있는 친환경 고성능을 발현하는 마그네시아 실리케이트 인산염계 복합체에 관한 것이다.
현재 일반적으로 보통포틀랜드 시멘트를 기초로 하여 잔골재 및 각종 기능성 첨가제를 프리 믹싱한 건조 모르타르 제품들이 다양한 분야의 목적에 맞게 생산 및 개발되고 있다. 그 예로는, 특수 목적의 보수?보강재로서 단면복구재료, 기타 면보수재료 등, 내부 충진재로서 그라우트재, 팽창형 충진재 등, 또는 면?바닥공사용 건축자재로서 미장재, 주차장 바닥재, 숏크리트재, 피복재, 방통재 등을 들 수 있다.
그러나 상기 건조 모르타르 제품들은 대부분 시멘트로 이루어져 다양한 문제점을 나타내고 있다.
즉, 시멘트 제품은 자체의 부착력이 약해 모체 콘크리트와의 일체화가 불량하고, 이로 인해 공용중 박리?박락 현상이 발생한다.
또한 건조 수축 및 자기 수축 등의 수축률이 매우 커서 시공 후 수축에 의한 균열이 발생한다. 이로 인해 균열부로의 열화인자 침투가 용이하여 내구성이 저하될 뿐만 아니라, 최소 시공 두께가 10㎜ 이상이어서 사용되는 양이 증대됨에 따라 시공비가 상승하는 문제점이 있다.
아울러, 시공 후 강도 발현까지의 시간(경화시간)이 비교적 길어서 후속 공정이 지연되는 문제점이 있었다.
이러한 건조 모르타르의 부착력이나 균열 제어 성능을 개선하기 위하여 폴리머 시멘트계 모르타르(한국 공개특허 제2001-0046911호, 발명의 명칭 : 폴리머 몰탈과 시멘트 몰탈을 부착시킨 복합체의 제조방법)와 초속경성 시멘트 모르타르(한국 등록특허 제0982469호, 발명의 명칭 : 초속경 초조강 방청 항균 성능을 가지는 긴급 공사용 모르타르 조성물 및 이에 의한 콘크리트 구조물의 공사방법)가 개발된 바 있다.
상기 폴리머 시멘트계 모르타르는, 폴리머의 가교작용 및 부착력에 의해 모체 콘크리트와의 일체화가 기존 건조 모르타르에 비해 크게 개선되었으며, 내수성과 변형 제어 성능 또한 개선된 장점을 갖는다. 그리고 단위면적당 강도가 시멘트 모르타르에 비해 매우 높고, 방수성, 접착성, 내약품성, 내동결융해성 등의 물리화학적 성질이 우수한 특성을 가진다.
그러나, 상기 폴리머 시멘트계 모르타르도 시멘트가 대부분을 차지하고 있으므로 경화시간 지연에 의한 초속경화가 불가능하며 높은 수축률에 의해 균열이 발생하고, 난연성이 취약하다는 문제점을 들어 내었다.
한편, 초속경성 시멘트 모르타르는, 주로 알루미나계의 혼화재를 첨가한 속경성 제품으로 조기강도발현이 가능하여 후속 공정의 단축으로 인해 조기착공이 가능한 장점을 갖는다. 그러나 상기 초속경성 시멘트 모르타르는, 높은 수축에 의해 시공시 모체와의 일체화를 위해 바탕면을 거칠게 치핑해야 하므로 공정이 복잡해지고, 박층 5㎜ 이하 시공시 수축균열, 들뜸 등의 문제점이 발생한다. 또한 별도의 소성 공정과 미분말 분쇄공정으로 인해 경제적으로 불리하다는 단점을 나타낸다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 초속경화에 의한 조기강도발현이 가능한 마그네시아 실리케이트 인산염계 복합체를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 강한 부착력으로 모체 콘크리트와의 일체화를 가능하게 하는 마그네시아 실리케이트 인산염계 복합체을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 수축률을 극소화시켜 수축에 의한 균열 발생을 억제하는 마그네시아 실리케이트 인산염계 복합체를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 최소 1~3㎜ 두께의 박층 시공을 가능하게 하는 마그네시아 실리케이트 인산염계 복합체를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 부착력 증대를 위해 별도의 폴리머수지나 에폭시 또는 우레탄 등을 전혀 사용하지 않아 친환경성을 대폭 개선할 수 있는 마그네시아 실리케이트 인산염계 복합체를 제공하는데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은, 친환경 고성능을 발현하는 마그네시아 실리케이트 인산염계 복합체에 관한 것으로, 산화마그네슘, 인산염, 실리케이트 분체, 기능성 첨가제, 잔골재 및 배합수를 포함하는 마그네시아 실리케이트 인산염계 복합체에 있어서, 상기 복합체가 재령 28일에 5Mpa 이상의 부착성능과, 재령 3시간에 10Mpa 이상, 재령 24시간에 24Mpa 이상, 재령 28일에 45Mpa 이상의 압축강도와, 재령 28일에 0.01% 이내의 수축률을 발현하도록 상기 복합체는, 20~54중량%의 산화마그네슘, 5~20중량%의 인산염, 10~40중량%의 실리케이트 분체, 1~10중량%의 기능성 첨가제, 20~50중량%의 잔골재, 및 10~30중량%의 배합수를 혼합하여 이루어진다.
이때 상기 산화마그네슘은 1400℃ 이상에서 소성한 사소마그네슘 또는 2300℃ 이상에서 전기적 소성을 한 전융마그네슘 중 하나인 것이 바람직하다.
또한 상기 인산염은 인산암모늄(NH4H2PO4), 인산칼륨(KH2PO4), 인산나트륨(NaH2PO4) 중 어느 하나 이상을 선택하여 사용되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 실리케이트 분체는 메타카올린, 실리카흄, 고로슬래그, 플라이애시 중 하나 이상을 선택하여 사용되는 것이 바람직하다.
또한 상기 기능성 첨가제는, 지연제 50~83.5중량%, 유동화제 5~20중량%, 발수제 1~10중량%, 섬유 0.5~2중량%, 소석회 또는 생석회 10~20중량%를 혼합하여 이루어진다.
이때 상기 지연제는 주석산, 붕사, 붕산, 글루콘산나트륨 중 하나 이상을 선택하여 사용되는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 잔골재는, 표건 밀도 2.5g/㎠ 이상, 흡수율 3.0% 이하인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 친환경 고성능을 발현하는 마그네시아 실리케이트 인산염계 복합체에 의하면, 초속경화에 의한 조기강도발현이 가능하여 후속 공정의 단축으로 조기착공이 가능한 장점이 있다.
그리고 본 발명에 의하면, 강한 부착력으로 모체 콘크리트와의 일체화를 가능하여 들뜸이나 박리?박락 등의 문제점을 해소할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 의하면, 수축률을 극소화시켜 수축에 의한 균열 발생을 억제할 수 있어 내구성을 증대시킬 수 있는 잇점이 있다.
그리고 본 발명에 의하면, 최소 1~3㎜ 두께의 박층 시공을 가능하게 하여 박층 피복재료로서의 활용성을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.
아울러, 본 발명에 의하면, 각종 폴리머수지나 에폭시 및 우레탄 등의 유기재료를 혼입하지 않아 친환경성을 대폭 개선할 수 있어 사용범위를 극대화시킬 수 있는 장점이 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 친환경 고성능을 발현하는 마그네시아 실리케이트 인산염계 복합체에 관하여 설명하기로 한다.
본 발명은 산화마그네슘, 인산염, 실리케이트 분체, 기능성 첨가제, 잔골재 및 배합수(물)를 포함하는 마그네이사 실리케이트 인산염계 복합체의 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 복합체는, [표 1]과 같은 요구성능을 만족시키기 위하여 20~54중량%의 산화마그네슘, 5~20중량%의 인산염, 10~40중량%의 실리케이트 분체, 1~10중량%의 기능성 첨가제, 20~50중량%의 잔골재, 및 10~30중량%의 배합수를 혼합하여 제조된다.
구분 요구성능
부착성능(㎫) 5㎫ 이상(28일)
압축강도(㎫)
 3시간 10㎫ 이상
24시간 24㎫ 이상
28일 45㎫ 이상
수축률(%) 0.01% 이하(28일)
박층유무 1~3㎜(표면상태 우수)
보다 상세히 설명하면, 상기 산화마그네슘은 20~54중량%로 포함되고, 주로 천연에서 마그네사이트로서 산출되는 탄산마그네슘(MgCO3)을 열분해하여 제조된다.
이러한 산화마그네슘은 1400℃ 이상에서 소성과정을 거쳐 제조되는 사소마그네슘(Deadburned MgO) 또는 2300℃ 이상에서 전기적 소성과정을 거쳐 제조되는 전융마그네슘 중 어느 하나를 사용하여야 하며, 염화마그네슘(MgCl2)은 사용될 수 없다.
산화마그네슘의 순도는 별도의 제한이 없으나, 75% 이상의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 입자크기도 별도의 제한은 없지만, 입자크기가 10㎛ 이하인 입자가 전체 중량의 30중량% 이하이거나 150㎛ 초과분인 입자가 전체 중량의 5중량% 이내인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 산화마그네슘은 20중량% 미만으로 첨가하면, 반응 생성물 부족으로 표면에 블리딩이 발생하며, 강도가 낮아지고, 54중량%를 초과하면, 플로우가 현저히 감소하며, 급결성으로 인한 작업시간 확보가 불가능해 그만큼 지연제의 첨가율이 매우 높아지게 된다. 따라서 산화마그네슘은 20~54중량% 범위 내에서 사용되는 것이 바람직하다.
인산염은 5~20중량% 범위로 혼합한다. 이때 상기 인산염을 5중량% 미만으로 사용하면, 플로우 손실이 매우 커지고 작업성이 불량해지고 반응성이 불량하여 강도발현에 지장을 미치며, 반면에 20중량%를 초과하여 사용하면, 유동성이 급격히 저하하며, 충분한 가사시간의 확보가 곤란하다.
그리고 본 발명에서 인산염은 성능 개선을 위한 하이브리드화를 위해 인산암모늄과 인산칼슘의 혼합형태, 인산암모늄과 인산나트륨의 혼합형태 및 인산칼륨과 인산나트륨의 혼합형태 중 어느 하나의 형태로 사용될 수 있다.
이때 인산암모늄과 인산칼슘의 혼합형태는 인산암모늄 5~50중량%와 인산칼륨 50~95중량%로 혼합하고, 인산암모늄과 인산나트륨의 혼합형태는 인산암모늄 5~50중량%와 인산나트륨 50~95중량%로 혼합하며, 인산암모늄 5~95중량%와 인산칼륨 5~95중량%를 혼합하여 이루어진다.
상기 인산암모늄은 제1인산암모늄으로서, 인산암모늄에는 제2 및 제3인산암모늄도 있지만, 제2 및 제3인산암모늄은 공기중에서 서서히 분해되는 성질로 인해 암모니아가 약간 소실되어 공기중에는 불안정하여 사용이 어렵기 때문에 본 발명에서는 제1인산암모늄이 사용된다.
이때 제1인산암모늄의 순도는 90% 이상이어야 하며, pH는 3~5의 범위가 가장 바람직하다.
이러한 제1인산암모늄은, [수학식 1]과 같이 산화마그네슘과 반응하여 판상결정인 인산마그네슘?제6염화수소를 생성하고, 인산마그네슘?제6염화수소는 3차원적으로 경화체를 형성하게 되는데, 이때 내부 자체 발열이 발생하여 저온에서도 강도발현이 가능하고 우수한 내마모성 및 고강도화를 실현하게 된다.
Figure 112011030592836-pat00001
그리고 상기 인산칼륨은 제1인산칼륨으로서, 인산칼륨에는 제2 및 제3인산칼륨도 있지만, 제2 및 제3인산칼륨은 공기중에서 조해성을 나타내므로, 안정성을 위하여 제1인산칼륨을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 제1인산칼륨의 순도는 90% 이상이어야 하며, pH는 3~5의 범위가 가장 바람직하다.
상기 제1인산칼륨은 [수학식 2]와 같이 산화마그네슘과 반응하여 구형결정인 인산칼륨마그네슘?제6염화수소를 생성하는데, 인산칼륨마그네슘?제6염화수소는 3차원적으로 경화체를 형성하게 되어 우수한 내충격성 및 부착성능을 발휘하고, 통기성과 불연성이 뛰어난 특성을 갖는다.
Figure 112011030592836-pat00002
또한 상기 인산나트륨은 제1인산나트륨으로서, 상기 제1인산나트륨은 약간의 조해성을 갖고 나트륨에 의한 백화현상을 나타내기 때문에 소량으로 복합해서 사용하는 것이 바람직하다.
상기 제1인산나트륨의 순도는 90% 이상이어야 하며, pH는 4~5의 범위가 가장 바람직하다.
그리고 상기 제1인산나트륨은 [수학식 3]과 같이 산화마그네슘과 반응하여 구형결정인 인산나트륨마그네슘?제6염화수소를 생성하고, 인산나트륨마그네슘?제6염화수소는 3차원적으로 경화체를 형성하게 되어 우수한 내수성 및 내마모성을 발휘하고, 불연성과 수축 제어 성능이 뛰어난 특성을 갖는다.
한편, 실리케이트 분체는, 인산염에 의해 Si 및 Al 성분이 용출되어 알루미나 실리케이트 구조(지오폴리머)를 형성하고, 이로 인해 마그네시아 실리케이트 인산염계 복합체의 물성을 개선하는 것으로, 10~40중량% 만큼 사용한다. 이때 상기 실리케이트 분체를 10중량% 미만으로 사용하면, 장기 강도 증진에 효과적이지 못하며, 시공성이 매우 낮아진다. 반면에 40중량%를 초과하여 사용하면, 조기 강도 발현을 저하시킨다.
이러한 실리케이트 분체는 필러(filler) 성능 및 2차적인 포졸란 반응을 위해 사용되므로, 본 발명에서는 메타카올린, 실리카흄, 고로슬래그, 플라이애시 중 한가지 이상을 사용하는 것이 바람직하다. 이때 메타카올린과 실리카흄은 실리케이트 분체 함유량의 대부분을 차지하여 고강도화에 유리하고 내구성을 향상시키며, 고로슬래그와 플라이애시는 포졸란 반응에 의해 장기적인 강도 증진을 유도하고, 작업성 향상을 가능하게 한다.
예를 들면, 실리카흄 1~30중량%와 메타카올린, 고로슬래그 및 플라이애시 중 하나를 70~99중량% 혼합하여 실리케이트 분체를 생성한다.
다음으로, 기능성 첨가제는 지연제, 유동화제, 발수제, 섬유, 생석회 또는 소석회로 구성되며, 1~10중량%를 사용한다.
지연제는 초속경성에 의해 충분한 가사시간 확보가 필요하기 때문에 사용되는 것으로, 산성 분위기 조성으로 인하여 마그네시아 염이 산성 분위기에서 역수용됨에 따라 미반응된 마그네시아를 잔존시킴으로서 반응속도를 저하시켜 작업시간을 증대되게 한다. 이러한 지연제로는 주석산, 붕사, 붕산, 글루콘산나트륨 중에서 선택된 하나 이상이 사용되어야 하고, 지연제는 50~83.5중량% 범위 내에서 사용된다.
만일 상기 지연제를 50중량% 미만으로 사용하면, 응결 지연 효과가 극히 낮아지며, 가사시간 확보가 곤란하고, 83.5중량%를 초과하여 사용하면, 조기강도 발현이 늦어지며, 장기 강도가 불량해진다.
유동화제는 산성인 인산염 복합체의 내부 입자를 화학적 전극반응에 의해 유동성을 향상시키는 역할을 수행한다. 즉, 본 발명에서는 산성에서의 반응성을 요하므로 산성계, 즉 석고계 유동화제를 사용하여야 한다. 이때 유동화제는 5~20중량% 범위에서 사용되고, 만일 5중량% 미만으로 사용하면, 소정의 유동성을 확보하기 곤란하며, 20중량%를 초과하여 사용하면, 조기 강도 발현이 지연되고, 제조단가가 크게 증대되어 경제성이 떨어진다.
발수제는 물에 녹으면서 내부 입자표면과 경화체 표면에 코팅막을 형성시켜 내수 및 방수 성능을 향상시키는 역할을 한다. 본 발명에서는 상기 발수제는 내수성을 극대화시키기 위해 추가적으로 첨가하는 재료로서, 주로 Siloxane을 사용하여야 하며, 1~10중량% 범위 내로 사용된다. 만일 상기 발수제를 1중량% 미만으로 사용하면, 내수성 향상에 효과를 발현하지 못하고, 반면에 10중량%를 초과하여 사용하면, 비빔이 매우 불량해지고, 제조단가가 대폭 증대된다.
섬유는 내부 매트릭스를 섬유의 가교작용에 의해 균열발생을 억제시키고 변형률을 감소시키는 역할을 수행한다. 섬유는 본 발명에서 수축제어 및 균열제어 성능을 극대화시키기 위해 추가적으로 첨가하는 재료로서, 폴리비닐알코올 섬유(PVA), 폴리프로필렌 섬유(PP), 나일론 섬유(NY), 폴리에틸렌 섬유(PE) 중 하나를 선택하여 사용하고, 길이와 직경은 각각 3~12㎜, 10~40㎛ 범위 내의 것을 사용한다.
상기 섬유는 0.5~2중량% 범위로 사용하는데, 만일 0.5중량% 미만으로 사용하면, 경화체의 인성능력이 저하하여 균열제어가 곤란하고, 2중량%를 초과하여 사용하면, 내부에 화이버볼(fiber ball)로 인해 내구적 성능을 저하시키며, 강도가 현저히 저하된다.
상기의 소석회 또는 생석회는 마그네시아 실리케이트 인산염계 복합체 내부의 산성 분위기를 알칼리성 분위기로 변환시킴에 따라 상기 명시된 실리케이트 분체의 2차 반응인 포졸란 반응의 활성도를 높이고 C-S-H겔 형성을 촉진시켜 성능개선에 탁월한 기능을 발휘한다. 따라서 소석회 또는 생석회는 본 발명에서 약산성을 약알칼리성으로 변환하여 포졸란 반응의 활성도를 높임으로서 실리케이트 분체재료의 반응성을 향상시키기 위해 첨가된다. 이러한 소석회 또는 생석회는 10~20중량% 범위에서 첨가된다.
다음으로, 잔골재는 천연모래, 인조규사, 중공형 경량골재를 의미하며, 10~50중량%를 사용한다. 만일 잔골재를 10중량% 미만으로 사용하면, 제조 단가가 상승하고, 50중량%를 초과하여 사용하면, 유동성이 매우 낮아져 작업성능이 현저히 낮아지며, 강도가 저하된다.
이러한 잔골재는 제조단가 절감을 위해 추가되는 재료로서, KS F 2526에 명시된 표건밀도가 2.5g/㎠ 이상, 흡수율 3.0% 이하인 것을 사용하여야 한다.
<실시예>
이하에서는, 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.
본 발명에 따른 마그네시아 실리케이트 인산염계 복합체의 실시예 1 내지 3과 비교예 1 및 2는 다음의 [표 2]에 기재된 바와 같다.
구성 구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
산화마그네슘 사소마그네슘 340 252 150




보통
포틀랜드시멘트
모르타르




폴리머
시멘트
모르타르
전융마그네슘 - 100 186

인산염		 제1인산암모늄 30 30 -
제1인산칼륨 70 70 30
제1인산나트륨 - - 70

실리케이트 분체
 메타카올린 40 40 10
실리카흄 40 20 10
고로슬래그 20 31.5 50
플라이애시 - - 34

기능성첨가제		 지연제 55 50 55
유동화제 4.5 5 4
발수제 0.5 1.5 1
잔골재 모래 400 400 400
합계 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000
배합수 150 150 150 150 150
[표 2]에 표시된 실시예 1 내지 3과 비교예 1 및 2에 대한 평가항목은 [표 3]에 기재된 바와 같다.
평가항목 시험 및 평가방법
부착강도 KS F 4937(1.2㎫ 이상)
압축강도 KS F 2477
수축성능 KS F 2424
박층유무
 바닥에 1~3㎜ 도포 후 경화에 따른 수축균열 및 들뜸과 잔갈림을 육안 관찰
[표 3]에 따른 평가항목에 대한 시험 결과는 [표 4]에 기재된 바와 같다.
평가항목
시험결과
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
부착강도(㎫)/28일 5.1 5.3 5.0 1.1 2.4
압축강도
(㎫)		 3시간 11.1 10.3 10.2 0.9 1.1
24시간 25.3 27.1 25.7 12.4 14.5
28일 46.9 51.1 48.2 27.5 35.3
수축률(%)/28일 0.01 0.002 0.008 0.13 0.10


박층유무
 1㎜시공시에도 균열이나 들뜸 등이 발생되지 않음 1㎜시공시에도 균열이나 들뜸 등이 발생되지 않음 1㎜시공시에도 균열이나 들뜸 등이 발생되지 않음 1㎜시공이 곤란하고 경화후 망상 균열이 다수 발생 1㎜시공시 모서리에 들뜸 및 잔갈림이 발생
종합평가 ○ ○ ○ × ×
[표 4]를 보면, 실시예 1 내지 3은 [표 1]에 표시된 요구성능을 모두 충족함을 알 수 있다. 보다 상세히 설명하면, [표 1]에 표시된 요구성능에는, 부착성능이 5㎫ 이상(28일)을 요구하고 있는데, 실시예 1은 5.1㎫, 실시예 2는 5.3㎫, 실시예 3은 5.0㎫로서 요구되는 부착성능을 모두 충족함을 알 수 있다.
그리고 압축강도는 재령 3시간에서 10㎫ 이상, 재령 24시간에서 24㎫ 이상, 재령 28일에서 45㎫ 이상을 요구하고 있는데, 실시예 1은 재령 3시간에서 11.1㎫, 재령 24시간에서 25.3㎫, 재령 28일에서 46.9㎫을 나타내고, 실시예 2는 재령 3시간에서 10.3㎫, 재령 24시간에서 27.1㎫, 재령 28일에서 51.3㎫을 나타내며, 실시예 3은 재령 3시간에서 10.2㎫, 재령 24시간에서 25.7㎫, 재령 28일에서 48.2㎫을 나타내어 요구되는 압축강도를 모두 충족함을 알 수 있다.
또한 수축률은 0.01% 이하(28일)를 요구하고 있는데, 실시예 1은 0.01%, 실시예 2는 0.002%, 실시예 3은 0.008%로서 요구되는 수축률은 모두 충족함을 알 수 있다.
아울러, 박층유무에 대해서도, 실시예 1 내지 3에서는 1㎜ 시공시에도 균열이나 들뜸 및 잔갈림 등이 발생되지 않아 요구되는 성능을 충족하였다.
이에 반해, 비교예 1 및 2는 [표 1]에 표시된 요구성능을 충족시키지 못함을 확인하였다. 보다 상세히 설명하면, 부착성능이 5㎫ 이상(28일)을 요구하고 있는데, 비교예 1은 1.1㎫, 비교예 2는 2.4㎫로서, 요구되는 부착성능을 충족시키지 못하였다.
그리고 압축강도는 재령 3시간에서 10㎫ 이상, 재령 24시간에서 24㎫ 이상, 재령 28일에서 45㎫ 이상을 요구하고 있는데, 비교예 1은 재령 3시간에서 0.9㎫, 재령 24시간에서 12.4㎫, 재령 28일에서 27.5㎫을 나타내고, 비교예 2는 재령 3시간에서 1.1㎫, 재령 24시간에서 14.5㎫, 재령 28일에서 35.3㎫을 나타내어 요구되는 압축강도를 충족시키지 못하였다.
또한 수축률은 0.01% 이하(28일)를 요구하고 있는데, 비교예 1은 0.13%, 비교예 2는 0.10%로서 요구되는 수축률은 충족시키지 못하였다.
아울러, 박층유무에 대해서도, 비교예 1에서는 1㎜ 시공이 곤란하고 경화 후 망상 균열이 다수 발생하였고, 비교예 2에서는 1㎜ 시공시 모서리에 들뜸 및 잔갈림이 발생하여 박층시공이 곤란함을 확인하였다.
이상의 결과를 토대로 종합평가를 하면, 실시예 1 내지 3은 [표 1]에 표시된 요구성능을 모두 충족하고 있으므로 적합(○) 판정을 할 수 있고, 비교예 1 및 2는 요구성능을 충족시키지 못하여 부적합(×) 판정을 할 수 있다.
이와 같이 실시예 1 내지 3과 같이 본 발명에 따른 구성비율로 배합하여 시공하면 종래기술에 비하여 현저히 우수한 성능을 발휘함을 확인하였다.
즉, 본 발명에 따르면, 모체 콘크리트와의 부착강도가 높아 일체화가 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면, 마그네슘의 특유의 효과로서, 강도가 높아져 고강도화를 실현할 수 있다.
그리고 본 발명에 따르면, 반응생성물과 섬유 혼입에 의해 균열 제어 성능이 우수하며 수축 제어 성능 역시 뛰어나다.
아울러, 본 발명에 따르면, 내부 자체 발열 성능에 의해 초속경성이 발휘되어 단시간에 요구강도를 만족하게 됨에 따라 작업시간 및 공기 단축이 가능하여 시공비용을 절감할 수 있다.
또한 본 발명에서는 친환경 무기계 소재를 사용함으로서 유해물질 방출이 전혀 없어 인체에 무해한 효과를 발휘한다.
그리고 작업성 및 시공성이 우수하여 전문가가 아닌 일반인도 누구나 손쉽게 작업할 수 있어 특수 목적을 위한 고비용의 노무비 절감이 가능하다.
아울러, 폐자원의 재활용 측면에서 폐기물 처리 비용 절감의 효과뿐만 아니라, 폐자원의 효율성을 높여 고부가가치 창출이 가능함에 의해 경제적으로 유리한 장점을 갖는다.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

Claims (6)

  1. 산화마그네슘, 인산염, 실리케이트 분체, 기능성 첨가제, 잔골재 및 배합수를 포함하는 마그네시아 실리케이트 인산염계 복합체에 있어서, 상기 복합체가 재령 28일에 5Mpa 이상의 부착성능과, 재령 3시간에 10Mpa 이상, 재령 24시간에 24Mpa 이상, 재령 28일에 45Mpa 이상의 압축강도와, 재령 28일에 0.01% 이내의 수축률을 발현하도록 상기 복합체는, 20~54중량%의 산화마그네슘, 5~20중량%의 인산염, 10~40중량%의 실리케이트 분체, 1~10중량%의 기능성 첨가제, 20~50중량%의 잔골재, 및 10~30중량%의 배합수를 혼합하여 이루어지고,
    상기 기능성 첨가제는, 지연제 50~83.5중량%, 유동화제 5~20중량%, 발수제 1~10중량%, 섬유 0.5~2중량%, 소석회 또는 생석회 10~20중량%를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 친환경 고성능을 발현하는 마그네시아 실리케이트 인산염계 복합체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 산화마그네슘은 1400℃ 이상에서 소성한 사소마그네슘 또는 2300℃ 이상에서 전기적 소성을 한 전융마그네슘 중 하나인 것을 특징으로 하는 친환경 고성능을 발현하는 마그네시아 실리케이트 인산염계 복합체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 인산염은 인산암모늄(NH4H2PO4), 인산칼륨(KH2PO4), 인산나트륨(NaH2PO4) 중 어느 하나 이상을 선택하여 사용되는 것을 특징으로 하는 친환경 고성능을 발현하는 마그네시아 실리케이트 인산염계 복합체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 실리케이트 분체는 메타카올린, 실리카흄, 고로슬래그, 플라이애시 중 하나 이상을 선택하여 사용되는 것을 특징으로 하는 친환경 고성능을 발현하는 마그네시아 실리케이트 인산염계 복합체.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 지연제는 주석산, 붕사, 붕산, 글루콘산나트륨 중 하나 이상을 선택하여 사용되는 것을 특징으로 하는 친환경 고성능을 발현하는 마그네시아 실리케이트 인산염계 복합체.
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