KR101227380B1 - 습윤면에 부착성이 우수한 복합도막 구조를 이용한 콘크리트 구조물의 표면 도장공법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 콘크리트 표면을 보수하고 세정하여 도막처리할 수 있도록 표면처리하는 단계; 습윤 환경의 콘크리트 표면에 침투 가능한 나노사이즈의 다공성 입자와, 친수성 중공입자를 포함하는 저점도 에폭시 프라이머층을 형성하는 단계; 상기 프라이머층 상부에 상기 친수성 중공입자를 통하여 콘크리트에 존재하는 수분과 수화 반응을 하며, 콘크리트 바닥 표면을 평평하게 하는, 수용성 에폭시 수지와 경화제 그리고 시멘트 파우더로 이루어지는 바탕조정재층을 형성 하는 단계; 상기 바탕조정재층 위에 방수성을 가지는 무용제 에폭시 방수층을 형성 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 다층 도막구조를 이용한 콘크리트 구조물의 표면 도장공법에 관한 것이다.

Description

습윤면에 부착성이 우수한 복합도막 구조를 이용한 콘크리트 구조물의 표면 도장공법{Method for surface coating of concrete structure using composite coating with high adhesive strength in wet surface}
본 발명은 습윤면에 부착성이 우수한 복합구조를 이용한 콘크리트 구조물의 표면 도장공법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수처리 시설 등에 사용되는 콘크리트 구조물의 내부 표면에 적용할 복합도막 구조를 이용한 도장 공법에 관한 것이다. 본 발명에 의한 도장공법은 습윤 환경의 콘크리트 표면에 침투 가능하며, 기존의 방수재가 콘크리트의 함수율이 높고 모체에 수분이 존재할 때 부착불량, 워터포켓, 들뜸 등의 현상이 일어나는 문제점을 해결할 수 있는 장점이 있는 콘크리트 구조물의 표면 도장공법에 관한 것이다.
수처리 시설에는 상수도 시설로서 취수장, 착수정, 혼화지, 응집지, 침전지, 여과지, 고도정수처리지, 배수지등이 있고, 이러한 시설 중 특히 콘크리트 구조물에는 내부공간에 방수 공사를 해야만 저장수의 유출을 막고 시설물의 내구연한을 늘려줄 수가 있다.
일반적으로 콘크리트는 사용기간이 경과됨에 따라 미세 균열 및 이음부위의 작업불량, 외력에 의한 크랙이 발생될 수 있으며, 부식이 심화될 경우에는 매설된 철근까지도 부식되어 구조물의 내구성이 심하게 저하되어 콘크리트 구조물의 기능을 손상시키는 문제가 있고, 수분이 콘크리트 내부에 침투하게 되면 문제가 될 수 있어, 정수장 등의 바닥층에 대한 신축 또는 보수공사가 이루어질 때 수분의 일부가 증발되지 않고 건축물 내부로 침투하여 구조물의 내구성에 악영향을 주는 것을 방지하기 위해, 각종 방수 재료를 사용하여 외벽, 바닥 등의 구조물에 방수 작업을 수행한다.
이 경우, 콘크리트 표면이 습윤 상태이면 시공면에 방수/방식 코팅재가 시공면에 제대로 부착되지 못하면서 바탕면의 거동에 대한 대응성이 떨어져 코팅재가 들뜨거나 균열이 발생하는 문제점이 있다
이러한 문제점을 해결하기 위해 등록특허공보 10-0947460에서는 폴리우레아 콘크리트 구조물에 대한 방수 코팅공법으로서, 초속경화형 수지인 폴리우레아 수지를 포함하는 코팅재로 외부 노출면을 형성하기 전에 수용성 에폭시 시멘트계로 코팅층의 핀홀 발생 현상을 방지하는 한편, 콘크리트 구조물의 바닥층이 습윤되더라도, 상기 습윤면에서 코팅층의 접착력이 견고하게 유지되도록 하는 기술이 기재되어 있고, 또한 등록특허공보 10-0922850에서는 수용성 폴리아민계 바탕조정재를 이용한 폴리우레아 방수 공법을 이용하여 함수율이 높은 습윤 조건하에서도 핀홀 없이 균질하게 폴리우레아 수지 시공이 가능한 방법에 관해 기재되어 있다.
그러나 상기 종래의 기술들도 콘크리트 바닥 또는 표면이 습윤상태인 경우 견고하게 코팅층을 접착시키지 못하고 있으며, 콘크리트 구조물에 존재하는 다양한 형태의 공극들에 수분을 포함하는 경우 비록 표면이 건조된 상태로 방수를 시공하여도 사용환경에 따른 습도차에 의해 도막 방수층 계면에 수증기압이 발생되거나 기포가 팽창하여 핀홀 현상 및 부풀음 등이 발생될 수 있어 방수 공사의 하자를 초래하는 문제점이 여전히 잔존하고 있다.
따라서 기존의 방수,방식재의 한계를 극복하면서 습윤 환경의 콘크리트 표면에 침투 가능하며, 기존의 방수재가 콘크리트의 함수율이 높고 모체에 수분이 존재할 때 부착불량, 워터포켓, 들뜸등의 현상이 일어나는 문제점을 해결할 수 있는 다층 도막에 대한 필요성은 지속적으로 요구되어 지고 있다.
등록특허공보 10-0947460(2010.03.11.) 등록특허공보 10-0922850(2009.10.20.)
본 발명은 정수장 등의 콘크리트 구조물에 대한 신축 또는 보수공사시 콘크리트 모체가 건조되어야 함에도 불구하고 건조가 덜 되거나 현장 여건이 구조적으로 완벽한 건조가 어려운 조건에서도 바닥층의 방수방식 코팅공사가 이루어질 때, 상기 코팅소재가 콘크리트 바닥면과 완벽한 접착력으로 코팅 처리될 수 있는 방법을 제공하고자 하는 것이다. 따라서 본 발명은 기존의 방수,방식재의 한계를 극복하면서 습윤 환경의 콘크리트 표면에 침투 가능하며, 기존의 방수재가 콘크리트의 함수율이 높고 모체에 수분이 존재할 때 부착불량, 워터포켓, 들뜸등의 현상이 일어나는 문제점을 해결할 수 있는 다층 도막구조를 이용한 콘크리트 구조물의 표면 도장공법을 제공하고자 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하고자, 본 발명은 콘크리트 표면을 보수하고 세정하여 도막처리할 수 있도록 표면처리하는 단계; 습윤 환경의 콘크리트 표면에 침투 가능한 나노 사이즈의 다공성 입자 3~10 중량%, 친수성 중공입자 5~20 중량%, 저점도 에폭시 수지 30~60 중량%, 제품의 점도를 낮춰주고 모체에 침투 및 습윤이 용이한 다관능성 에폭시 반응성 희석제 10~20 중량% 및 아민 경화제 20~40 중량%를 사용하여 이루어지는 저점도 에폭시 프라이머층을 형성하는 단계; 상기 프라이머층 상부에 상기 친수성 중공입자를 통하여 콘크리트에 존재하는 수분과 수화 반응을 하며, 콘크리트 바닥 표면을 평평하게 하는, 수용성 에폭시 수지와 경화제 그리고 시멘트 파우더로 이루어지는 바탕조정재층을 형성하는 단계; 및 상기 바탕조정재층 위에 방수성을 가지는 무용제 에폭시 방수층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 다층 도막구조를 이용한 콘크리트 구조물의 표면 도장공법을 제공한다.
본 발명은 상기 무용제 에폭시 방수층위에 내산화성 및 내오존성의 상도층을 추가로 형성하는 단계;를 포함할 수 있고, 상기 상도층은 불소수지를 포함하는 내산화성 및 내오존성 코팅층일 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에서 제공하는 다층 도막구조를 이용한 콘크리트 구조물의 표면 도장공법은 나노 사이즈의 다공성 입자와 친수성을 지니는 중공입자 및 저점도 에폭시계 화합물을 포함하는 프라이머층과 상기 프라이머층 상부에 상기 친수성 중공입자를 통하여 콘크리트에 존재하는 수분과 수화 반응을 하며, 콘크리트 바닥 표면을 평평하게 하는 바탕조정재층을 통하여 기존의 방수재가 콘크리트의 함수율이 높고 모체에 수분이 존재할 때 부착불량, 워터포켓, 들뜸 등의 현상이 일어나는 문제점을 해결할 수 있어, 습윤면에 사용하는 경우 기존의 도장공법에 비해 우수한 장점이 있다
도1은 본 발명의 다층 도막구조를 이용한 콘크리트 구조물의 도장 피막에 관한 일 실시예를 도시한 것이다.
도2는 본 발명의 다층 도막구조를 이용한 콘크리트 구조물의 도장 피막중 프라이머층을 보다 상세히 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 각 도면에 있어서, 구조물들의 사이즈나 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나 축소하여 도시한 것이고, 특징적 구성이 드러나도록 공지의 구성들은 생략하여 도시하였으므로 도면으로 한정하지는 아니한다. 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명은 콘크리트 표면을 보수하고 세정하여 도막처리할 수 있도록 표면처리하는 단계; 습윤 환경의 콘크리트 표면에 침투 가능한 나노사이즈의 다공성 입자와, 친수성 중공입자를 포함하는 저점도 에폭시 프라이머층을 형성하는 단계; 상기 프라이머층 상부에 상기 친수성 중공입자를 통하여 콘크리트에 존재하는 수분과 수화 반응을 하며, 콘크리트 바닥 표면을 평평하게 하는, 수용성 에폭시 수지와 경화제 그리고 시멘트 파우더로 이루어지는 바탕조정재층을 형성 하는 단계; 상기 바탕조정재층 위에 상도와 바탕조정재층의 사이에 부착되며 내식성, 방수성을 가지는 중도층을 형성 하는 단계; 상기 중도층위에 내산화성 및 내오존성의 상도층을 형성하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는, 다층 도막구조를 이용한 콘크리트 구조물의 표면 도장공법을 제공한다.
본 발명에 따른 프라이머층은 기존의 방수재가 콘크리트의 함수율이 높고 모체에 수분이 존재할 때 부착불량, 워터포켓, 들뜸등의 현상이 일어나는 문제점을 해결하고자 나노 사이즈의 다공성 입자 및 친수성을 지니는 중공입자 및 저점도 에폭시계 화합물을 포함하여 이루어지며, 습윤면에 사용이 가능한 것을 특징으로 한다.
상기 프라이머층은 나노 사이즈의 다공 입자를 포함하고 있어 콘크리트의 공극에 포함되어 있는 수분을 효과적으로 흡수하여 친수성 중공입자로 전달하는 통로의 역할을 하며, 또한 수분의 전달 이후에는 저점도 무용제 에폭시 수지와 함께 모체의 공극에 침투하여 기포 억제와 부착력 증대의 역할을 하게 된다.
또한 본 발명에 사용되는 프라이머층은 도2에서 보는 바와 같이 친수성 중공입자(12)를 포함하고 있어 나노 사이즈의 다공성 입자(11)로부터 전달되거나 모체에서 흡수한 수분을 입자 내부의 중공 부위에 저장하고 있다가 바탕조정재에 사용되는 시멘트와 수화반응을 일으켜 수분을 소비하게 되며, 또한 이 친수성 중공입자는 하도인 프라이머의 표면적을 넓게 하고 거친 표면을 지니게 하여 프라이머층과 바탕 조정제와의 부착력을 향상시켜주는 역할을 한다.
본 발명의 프라이머층의 일 실시예에 따르면, 콘크리트 바닥면의 공극을 막아주고 모체의 수분을 흡수하여 프라이머층이 콘크리트에 습윤이 잘되게 하기 위하여, 상기 프라이머 층은 나노 사이즈의 다공성 입자 3~10 중량%, 친수성 중공입자 5~20 중량%, 저점도 에폭시 수지 30~60 중량%, 제품의 점도를 낮춰주고 모체에 침투 및 습윤이 용이한 다관능성 에폭시 반응성 희석제 10~20 중량% 및 아민 경화제 20~40 중량 %로 이루어질 수 있다.
상기 에폭시 수지의 함량이 지나치게 적으면 부착강도가 저하되며 도막의 강도가 낮아질 수 있으며 너무 많으면 수분의 이동과 배출이 어려워져 습윤면에 사용이 어려울 수 있으며 나노 사이즈의 다공입자와 친수성 중공입자의 함량이 너무 많으면 도막의 강도가 저해되고 모체의 수분이 지속적으로 공급될 수 있어 도막의 부착강도가 낮아지거나 워터 포켓 현상이 발생할수 있으며 너무 적으면 수분의 이동이 어려워 습윤면에 효과적인 물성을 나타 내지 못하게 된다.
상기 나노사이즈의 다공성 입자는 5~50nm크기를 가질 수 있고, 실리카 나노 분말, 탄소분말, 실리카 졸, 알루미나 졸, 이산화티탄 졸 중에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.
또한 상기 나노사이즈의 다공성 입자는 프라이머층에 직접 혼합될 수도 있고, 또는 다른 코팅제, 예를 들면 우레탄 수지, 실리콘 수지 등에 포함된 형태로 프라이머층에 혼합될 수 있다.
본 발명의 상기 친수성 중공입자는 중공 다공성 실리카, 중공구조의 플라스틱, 중공 구조의 알루미나, 화성암을 고온 발포시킨 초경량 미소 중공구체, MgO, CaCO3, TiO2, Fe2O3, BaTiO3, 하프니아(HfO2), SrTiO3, ZrO2, SnO2, CeO2 중에서 선택되는 어느 하나의 무기세라믹 입자일 수 있다.
또한 상기 친수성 중공입자는 10~200um 크기를 가질 수 있고, 친수성 중공 입자도 프라이머층에 직접 혼합될 수도 있거나, 또는 다른 코팅제, 예를 들면 우레탄 수지, 실리콘 수지 등에 포함된 형태로 프라이머층에 혼합될 수 있다.
본 발명의 상기 프라이머층의 도장두께는 0.05~0.20 mm 범위가 바람직하다. 이보다 얇은 경우 도막의 강도를 유지할 수 없고 콘크리트의 표면이나 공극에 효과 적으로 습윤되지 못하여 부착력을 저해하게 되며, 두꺼운 경우 나노안료나 친수성 세라믹안료를 통한 수분의 이동과 배출이 어려워지게 되며 친수성 세라믹안료가 바탕조정제층으로의 접촉을 방해하고 도막내에 수분을 함유 하게 되어 도막강도 약화의 원인이 되므로, 적절한 두께를 취하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 사용되는 바탕조정재는 통상의 사용되는 에폭시 시멘트 몰탈재를 사용하나, 프라이머층의 친수성 중공입자로부터 제공되는 콘크리트 모체의 수분과 반응하여 하도와 바탕조정재와의 부착력을 증대하고 콘크리트 층에 존재하는 수분을 소비시킴으로 하도와 콘크리트의 부착력을 증대시키는 작용을 함을 기술적 특징으로 한다. 상기 수용성 에폭시 수지는 10~15 중량%, 경화제는 20~30 중량%, 시멘트 파우더는 55~70 중량%로 이루어질 수 있다.
상기 바탕조정재층은 두께 0.5 ~ 1 mm 가 바람직하며, 필요에 따라 2회 이상 도포될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 중도층은 외부충격과 작용하는 힘으로부터 도장층을 보호하는 에폭시 수지 30~50 중량%과 경화제 20~40 중량%, 충전제 30~50 중량%로 구성된 무용제 에폭시 방수층을 사용할 수 있다.
상기 중도층은 방수의 특성 및 외부층격으로부터 보호특성을 만족하는 다른 고분자층으로 변경가능하다. 예를들어 상기 에폭시 수지층은 폴리우레아층이나 변성 에폭시 층, 폴리우레탄과 그 변성체, 비닐에스테르 수지를 이용한 수지층으로 대체 가능할 수 있다.
상기 중도층은 두께 0.3~ 2 mm가 바람직하며 상도가 필요 없는 조건에서는 중도가 노출되는 도장으로 최종 마감할 수 있다.
또한 본 발명에서 사용하는 상도층은 내후성을 요구하는 자외선에 노출되는 옥외 사용처 또는 내산화성 및 내오존성의 특성을 요구하는 특수 용도의 한도내에서 선택적으로 사용가능 하며 통상적으로 코팅될 수 있는 상도층을 사용할 수 있다.
또한 상기 상도층은 내오존성을 가지기 위해서 상기 상도용 코팅제는 불소수지를 포함할 수 있다. 통상적으로 사용되는 불소수지는 오염방지성능과 부착방지성능이 있으나 실제 적용 시에는 불소수지가 고가이어서 경제성 문제도 고려해야 하므로 폴리실록산에 불소수지를 소량 첨가하여 사용할 수 있다.
상기 불소수지의 종류는 RCH2CH2OH 또는 RCH2CH2OOCCH=CH2를 포함하고, 여기서 R은 CF3(CF2)8인 불소수지가 사용될 수 있고, 바람직하게는 RCH2CH2OH(FC-C-1022, 한국정밀화학)을 사용될 수 있다.
상기 불소수지는 통상 2~30%를 사용할 수 있고, 바람직하게는 3~15%를 사용할 수 있고, 상기 상도층은 두께 0.1~ 0.5mm를 유지하는 것을 특징으로 한다.
일예로서, 상기 불소수지는 폴리실록산에 불소수지를 3~15%를 포함하는 것을 사용할 수 있다.
이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예로 콘크리트 구조물의 바닥층에 대한 코팅 상태도를 도시한 것이다. 즉, 도1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 콘크리트 구조물의 표면 도장공법은 콘크리트 표면을 보수하고 세정하여 도막처리할 수 있도록 콘크리트층(50)의 표면처리를 진행한 후, 순서대로 프라이머층(10)과 바탕조정재층(20), 중도층(30), 그리고 상도층(40)을 형성하는 단계로 진행된다.
1. 콘크리트층(50)의 표면처리
상기 콘크리트층(50)의 표면처리는 상기 콘크리트 구조물의 바닥층(50)에 대한 균열상태와 누수 및 용수 부분을 보강하며, 상기 콘크리트 구조물의 바닥층(50)으로 프라이머 침투가 용이하게 이루어지도록 먼지, 표면의 유분, 염분, 수분, 먼지 등 기타 이물질을 제거한다.
2. 프라이머층(10) 형성 단계
상기 제 2 단계는 상기 표면 처리된 콘크리트층(50) 전체에 프라이머층(10)을 형성하는 것으로, 나노 사이즈의 다공성 입자 3~10 중량%, 친수성 중공입자 5~20 중량%, 저점도 에폭시 수지 30~60 중량%, 제품의 점도를 낮춰주고 모체에 침투 및 습윤이 용이한 다관능성 에폭시 반응성 희석제 10~20 중량% 및 아민 경화제 20~40 중량 %을 포함하는 조성물을 사용한다.
나노사이즈의 다공성 입자와 친수성 중공안료 및 반응성 희석제를 포함하고 있는 에폭시 수지 파트에 주제와 경화제 당량비 1 : 0.8 ~ 1 : 1.2를 유지하며 아민 경화제를 혼합한 후 로울러나 붓, 에어리스 스프레이를 이용하여 도포하는 방식으로 콘크리트 표면에 도장할 수 있다.
상기 프라이머층(20)의 도장두께는 0.05~0.2 mm범위내에서 하는 것이 바람직하며, 이는 1회 도장시의 두께가 0.2 mm이상인 경우 건조가 매우 느려 24시간 이상 경과하여도 도막 밀림 현상이 발생할 수 있고 바탕체의 수분이 효과적으로 배출될 수 없으며, 0.3 mm이상으로 과도장을 할 경우에는 크랙이 발생할 수 있기 때문이다.
상기 도장층은 붓이나 로울러, 에어리스스프레이를 통해서는 전면 도장이 이루어지도록 하고, 상기 노즐구경 및 분사압력은 작업여건에 따라 변경이 가능하며, 일례를 표기하자면 펌프압력비율을 30:1로하고 노즐구경을 0.013~0.015''(0.43~0.53mm), 분사압력을 2000p.s.i(150Kg/Cm2)으로 유지 하는것이 바람직하다.
3. 바탕조정재층(20) 형성단계
수용성 에폭시 수지 8~15 중량%, 경화제는 20~30 중량%, 시멘트 파우더는 55~70 중량%로 이루어진 수용성 에폭시 수지와 경화제 그리고 시멘트 파우더를 이용하여 바탕조정층을 형성 한다.
바탕조정층은 주제로 수용성 에폭시 수지를 사용하고 경화제로 아민 혼합물을 사용하며 시멘트 세라믹 혼합물을 파우더로 사용하는 3액형 에폭시 시멘트 몰탈재로서 콘크리트의 바탕조정과 강도 보강의 목적으로 사용되며, 본 발명을 통하여서는 모체의 수분과 반응하여 수분을 소비하는 역할을 한다.
4. 무용제 에폭시 방수층 중도층(30) 형성단계
에폭시 수지 30~50 중량%과 경화제 20~40 중량%, 충전제 30~50 중량% 로 구성된 무용제 에폭시 방수층을 이용하여 중도층을 형성 할 수 있다. 비스페놀 A또는 비스페놀 F 에폭시 수지와 반응성희석제, 각종 기능성 충진제가 사용된 주제에 당량비 1 : 0.8 ~ 1 : 1.2 를 유지하며 경화제를 혼합한 후 붓 또는 로울러, 에어리스 스프레이 기기를 이용하여 균일하게 도포한다.
중도층은 내산성, 내오존성을 요하는 환경이나 외부에 노출되어 내후성을 요하는 환경이 아닐시 중도 자체만으로 마감될 수 있으므로 KS F 4921에 만족하는 물성을 지니는 것이 바람직하다.
5. 상도층(40) 형성단계
상기와 같이 형성된 중도층의 위에 비오염성 불소 수지 조성물의 코팅층을 형성한다. 상기 비오염성 불소 수지 조성물은 불소 함유 수지, 친수성 부여제, 가수분해촉진제 및 경화제를 포함할 수 있다. 이에 반드시 제한되는 것은 아니나, 불소 함유 수지로는 수산기가 고형분 기준으로 50 ~ 150 mg KOH이고, 분자량이 2,000 ~ 100,000인 불소수지가 바람직하게 사용된다. 일예로서, 상기 불소수지는 불소 아크릴 우레탄을 사용하거나 또는 폴리실록산에 불소수지를 3~15%를 포함하는 것을 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서 상도층의 도장 방법에는 특별한 제한이 없으며, 예컨대 스프레이(Spray) 또는 롤러(Roller)를 사용하여 건조도막두께가 바람직하게는 50 um이상이 되도록 도장할 수 있다.
실시예1 내지 5(다층 도료 피막의 제조)
본 발명의 특징 및 장점인 습윤 환경에서 콘크리트 면에 침투하여 부착력이 우수한 프라이머의 물성을 점검하기 위하여 콘크리트 구조물 시험체를 양생한 후 7일동안 침수하고 상온(25도)에서 2시간동안 건조 시켜 함수율 40%의 시험체를 제작한 후 표면 처리공정을 시행하였다. 전처리된 시험체의 표면에 하기 표1에 기재된 성분의 나노 사이즈의 다공성 입자, 친수성 중공입자, 저점도 에폭시 수지, 반응성 희석제 및 아민 경화제의 조성을 가지는 프라이머층 조성물로서, 나노 입자와 중공 안료를 포함하는 주제(PART A)와 아민 성분을 지니는 경화제(PART B)로 형성된 2액형 프라이머를 동력 교반기를 사용하여 (RPM 500-1,000)로 약 2 - 5분간 균일하게 혼합한후 에어리스 스프레이 기기를 이용하여 도장(도막두께 ~0.1 mm)하였다.
다공성 나노입자는 30%농도의 평균직경 12nm의 실리카졸과 30%농도의 평균직경 12nm의 알루미나졸의 1:1혼합액을 사용하였으며, 친수성 중공입자는 평균직경 65um이고 부피비중 0.15(g/Cm2)인 화성암을 고온 발포시킨 초경량 미소 중공구체를 사용하였다.
바탕조정재는 수용성 에폭시 수지 8 중량%, 경화제는 20중량%, 시멘트 파우더는 63 중량%을 포함하여 이루어진 바탕조정재층을 도막두께 1mm가 되도록 1회 도장(도포량 : 0.5 m2/kg) 하여 형성하였다.
주제, 경화제를 혼합용기에 넣고 동력 교반기를 사용하여 주제와 경화제를 지시된 비율에 따라 고속교반기(RPM 500-1,000)로 약 3 - 5분간 균일하게 혼합한다. 혼합 후 시멘트 파우더를 서서히 넣고 균일하게 교반 한다. 고속교반기(RPM 500-1,000)로 약 3 - 5분간 균일하게 혼합한다. 이후 완전히 경화된 프라이마 층위에 흙손을 이용하여 미장 작업을 한다.
상기 바탕조정재층 상에 중도층을 형성하기 위해 에폭시 수지 30~50 중량%과 경화제 20~40 중량%, 충전제 30~50 중량%로 구성된 무용제 에폭시 방수층을 주제와 경화제 혼합비율 무게비 4 : 1로 동력 교반기를 사용하여 (RPM 500-1,000)로 약 2 - 5분간 균일하게 혼합한 후 에어리스 스프레이기기를 이용하여 도장하였다. 도막두께는 150 um로 스프레이 도포 시 2회 도포(도포량 : 5.0 m2/L)하였다.
마지막으로, 상도처리단계에서 불소수지를 포함하는 불소 아크릴 우레탄을 주제 경화제 혼합비율 6:1로 동력 교반기를 사용하여 (RPM 500-1,000)로 약 2 - 5분간 균일하게 혼합한 후 에어리스 스프레이 기기를 이용하여 도막두께는 50~100 um로 도포하여 본 발명의 다층 도막구조 피막을 형성하였다.
<비교예 1 내지 2>
상기 실시예1에서 프라이머층에 친수성 중공입자와 다공성 나노입자를 포함하지 않은 프라이머층을 도장하여 다층 피막을 제조(비교예1)한 것 이외에는 실시예1과 동일한 공정을 진행하였다. 이 경우 친수성 중공입자와 다공성 나노입자에 해당하는 양의 저점도 에폭시 수지를 보충하였다.
상기 실시예2에서 바탕조정재층을 형성하지 않고 다층 피막을 제조(비교예2)한 것 이외에는 실시예1과 동일한 공정을 진행하였다.
성분 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 비교예1 비교예2

프
라
이
머
층 		다공성 나노입자 5 5 7 7 5 0 5
친수성 중공입자 8 13 8 13 16 0 8
에폭시
수지 		42 37 40 35 34 55 42
반응성 희석제 15.0 18.6 16.4 20 20.7 5.7 15.0
아민 경화제 30.0 26.4 28.6 25.0 24.3 39.3 30.0

바탕조정재층
있음
있음
있음
있음
있음
있음
없음
상기와 같이 하여 본 발명의 다층 도료 피막이 형성된 콘크리트 시험체 실시예 1 내지 5와 비교예 1 내지 2의 성능비교표를 아래 표2에 나타내었다.
아래에서 부착강도 측정방법은 시멘트 몰탈 위에 KS F 4929에 준하여 표준상태의 부착강도를 측정하였다.
평가 항목 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 비교예1 비교예2
부착강도( kgf / cm2 )
30 28 28 29 23 10 9
흡습성 바닥의 부착정도 관능성 평가 우수 우수 우수 우수 보통 미흡 미흡
표2에서 보는 바와 같이 본 발명의 친수성 중공입자와 다공성 나노입자를 포함하는 프라이머층과 바탕조정재층을 갖는 다층도료피막은 비교예1 또는 비교예2에 비해 부착강도가 높으며 흡습성 바닥의 부착정도 관능성 평가가 우수함을 보여주어, 콘크리트의 함수율이 높고 모체에 수분이 존재할 때 부착불량 등의 문제 발생을 막아줄 수 있는 것으로 판단된다.
부호의 설명
10; 프라이머층, 11; 다공성 나노입자
12; 친수성 중공 입자 20; 바탕조정재층
30; 무용제 에폭시 방수층 40; 상도층
50; 콘크리트층

Claims (11)

  1. 콘크리트 표면을 보수하고 세정하여 도막처리할 수 있도록 표면처리하는 단계;
    습윤 환경의 콘크리트 표면에 침투 가능한 나노 사이즈의 다공성 입자 3~10 중량%, 친수성 중공입자 5~20 중량%, 저점도 에폭시 수지 30~60 중량%, 제품의 점도를 낮춰주고 모체에 침투 및 습윤이 용이한 다관능성 에폭시 반응성 희석제 10~20 중량% 및 아민 경화제 20~40 중량%를 사용하여 이루어지는 저점도 에폭시 프라이머층을 형성하는 단계;
    상기 프라이머층 상부에 상기 친수성 중공입자를 통하여 콘크리트에 존재하는 수분과 수화 반응을 하며, 콘크리트 바닥 표면을 평평하게 하는, 수용성 에폭시 수지와 경화제 그리고 시멘트 파우더로 이루어지는 바탕조정재층을 형성하는 단계; 및
    상기 바탕조정재층 위에 방수성을 가지는 무용제 에폭시 방수층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 다층 도막구조를 이용한 콘크리트 구조물의 표면 도장공법
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무용제 에폭시 방수층위에 내산화성 및 내오존성의 상도층을 추가로 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 다층 도막구조를 이용한 콘크리트 구조물의 표면 도장공법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 바탕조정재는 수용성 에폭시 수지는 10~15 중량%, 경화제는 20~30 중량%, 시멘트 파우더 55~70 중량%를 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 다층 도막구조를 이용한 콘크리트 구조물의 표면 도장공법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 에폭시 방수층은 외부충격과 작용하는 힘으로부터 방수층을 보호하는 에폭시 수지 30~50 중량%, 경화제 20~40 중량% 및 충전제 30~50 중량%로 구성된 무용제 에폭시 방수층인 것을 특징으로 하는, 다층 도막구조를 이용한 콘크리트 구조물의 표면 도장공법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 상도층은 불소수지를 포함하는 것을 특징으로 하는, 다층 도막구조를 이용한 콘크리트 구조물의 표면 도장공법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 불소수지는 불소 아크릴 우레탄, 또는 불소를 포함하는 폴리실록산인 것을 특징으로 하는,
    다층 도막구조를 이용한 콘크리트 구조물의 표면 도장공법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 나노사이즈의 다공성 입자는 5~50nm크기를 가지며, 실리카 나노 분말, 탄소분말, 실리카 졸, 알루미나 졸, 이산화티탄 졸 중에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 다층 도막구조를 이용한 콘크리트 구조물의 표면 도장공법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 친수성 중공입자는 10~200um 크기를 가지며, 중공 다공성 실리카, 중공구조의 플라스틱, 중공 구조의 알루미나, 화성암을 고온 발포시킨 초경량 미소 중공구체, MgO, CaCO3, TiO2, Fe2O3, BaTiO3, 하프니아(HfO2), SrTiO3, ZrO2, SnO2, CeO2 중에서 선택되는 어느 하나의 무기세라믹 입자인 것을 특징으로 하는, 다층 도막구조를 이용한 콘크리트 구조물의 표면 도장공법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 프라이머층의 도장두께는 0.05~0.20 mm 범위내인 것을 특징으로 하는, 다층 도막구조를 이용한 콘크리트 구조물의 표면 도장공법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 바탕조정재층은 두께 0.5~1 mm를 유지하며 1회 이상 도포되는 것을 특징으로 하는, 다층 도막구조를 이용한 콘크리트 구조물의 표면 도장공법.
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