KR101353918B1 - A flexible, eco-friendly waterborne acrylic coating system for concrete surface protection and waterproofing, stopping salt intrusion and carbonation protection of reinforced concrete structures - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 콘크리트구조물 표면에 도포하여 콘크리트구조물을 보호하고, 콘크리트구조물의 열화 방지 및 물에 대한 저항성을 향상시켜 염해 방지 및 탄산화, 중성화를 방지하기 위한 유연성 및 통기성이 있는 친환경 수용성 아크릴 코팅제 및 이를 이용한 기존 및 신설 콘크리트 구조물의 방수 및 중성화 방지 공법에 관한 것이다.
The present invention is applied to the surface of the concrete structure to protect the concrete structure, to prevent degradation of the concrete structure and to improve the resistance to water to prevent salt damage, carbonation, neutralization, flexible and breathable eco-friendly water-soluble acrylic coating agent and using the same The present invention relates to a waterproofing and neutralization prevention method for existing and new concrete structures.
콘크리트구조물의 내구성 예를들면 교량, 냉각탑, 빌딩, 및 기타 구조물의 장기적인 내구성은 콘크리트구조물의 품질과 철근을 둘러싼 콘크리트 피복두께에 의해 결정된다. 콘크리트구조물의 열화를 초래하는 수많은 원인들이 존재한다. 콘크리트구조물의 탄산화는 콘크리트와 철근의 경계면에서 콘크리트의 높은 pH를 감소시켜 철근부식을 초래한다. 이러한 부식은 제설용 염분, 염화물 혹은 물속에 존재하는 황산염의 침투에 의해 더 가속된다. 철근의 산화는 산화철이 형성되고, 부식으로 인한 부피가 팽창함에 따라 콘크리트에서 인장력을 야기시켜 콘크리트의 균열과 콘크리트 파괴가 일어나게 된다. 콘크리트의 취성적인 성질(특성)은 종종 건조 수축과 하중부담으로 인해 균열이 발생한다. 균열은 물, 이산화탄소 및 산소가 철근으로 침투하게 만들며 종래에는 철근부식이 일어난다. 철근의 부식을 방지하고 콘크리트 구조물의 전반적인 장기 내구성을 개선하기 위해 여러 가지 방법이 사용되고 있다.
Durability of Concrete Structures For example, the long-term durability of bridges, cooling towers, buildings, and other structures is determined by the quality of the concrete structure and the concrete cover thickness surrounding the rebar. There are a number of causes that lead to deterioration of concrete structures. Carbonation of concrete structures reduces the high pH of concrete at the interface between concrete and rebar, resulting in steel corrosion. This corrosion is further accelerated by the penetration of snow salts, chlorides or sulfates in the water. Oxidation of the reinforcing steel leads to the formation of iron oxides and the expansion of the volume due to corrosion causes tension in the concrete, causing the concrete to crack and fracture. The brittle nature of concrete often causes cracking due to dry shrinkage and load burden. The cracks cause water, carbon dioxide and oxygen to penetrate the rebar and conventionally corrode steel. Various methods are used to prevent corrosion of reinforcing bars and to improve the overall long-term durability of concrete structures.
1. 침투성 실러1. Permeable Sealer
침투성 실러 그룹은 유사한 화학적 성질을 기초로 하여 소수성 실란(알킬 알콕시 실란)과 올리고메릭 실록산으로 대표된다. 알킬-메톡시 혹은 알킬-에톡시(알콕시 그룹)는 임의의 규산염 표면상에 존재하는 실라놀 그룹과 화학적으로 응축반응하며 콘크리트 모체의 규산염에 화학적으로 고착된다. 알킬 그룹, 대표적으로 실란 분자에 고착된 이소-부틸 혹은 이소-옥틸은 물저항성이 있다.
Permeable sealer groups are represented by hydrophobic silanes (alkyl alkoxy silanes) and oligomeric siloxanes based on similar chemical properties. Alkyl-methoxy or alkyl-ethoxy (alkoxy groups) chemically condense with silanol groups present on any silicate surface and chemically adhere to the silicates of the concrete matrix. Iso-butyl or iso-octyl attached to alkyl groups, typically silane molecules, are water resistant.
2. 필름 형성 실러2. film forming sealer
필름 형성 실러는 대표적으로 아크릴 수지 혹은 에폭시 용액 또는 우레탄 수지 등과 같은 유기 폴리머 용액을 기반으로 한다. 수성 에멀젼계(water borne emulsion system)는 폴리머 필름의 간단한 건조와 융합(coalescing)에 의해 경화되어 형성된다.
Film forming sealers are typically based on organic polymer solutions such as acrylic resins or epoxy solutions or urethane resins. A water borne emulsion system is formed by curing by simple drying and coalescing of a polymer film.
3. 유연성 실러3. Flexible Sealer
제1 세대 코팅제는 대표적으로 아크릴 에멀젼으로서 프탈레이트 혼합물인 가소제를 혼합함으로써 유연성을 갖도록 한 것이다.First generation coatings are made flexible by mixing plasticizers, typically phthalate mixtures, as acrylic emulsions.
상기 제1 세대 유연성 코팅제의 중요한 문제점은 점차적으로 가소제가 코팅으로부터 빠져나와 코팅이 유연성을 곧 잃게 된다는 데 있다.An important problem with the first generation of flexible coatings is that the plasticizer gradually emerges from the coating and the coating soon loses its flexibility.
또한, 상기 제1 세대의 문제점을 보완한 제2 세대 유연성 코팅은 낮은 Tg(유리 전이 온도)의 유연성 아크릴 에멀젼 폴리머에 기초를 두고 있다. 이러한 제2 세대는 장기간 유연성을 제공한다.
In addition, the second generation flexible coatings that complement the problems of the first generation are based on low T g (glass transition temperature) flexible acrylic emulsion polymers. This second generation provides long term flexibility.
하지만, 상기 나열한 종래의 콘크리트구조물을 보호하기 위한 기술은 하기와 같은 문제점이 있다.
However, the conventional techniques for protecting the concrete structures listed above have the following problems.
1.침투성 실러1.permeable sealer
상기 침투성 실러의 알킬 알콕시 실란 혹은 올리고메릭 실록산은 콘크리트 구조물을 보호하는 데 있어서 심각한 취약점을 갖고 있다. 이들의 수명은 매우 제한적으로, 4-6년 동안은 물 침투에 대한 저항성을 제공할 수 있지만, 그 다음 다시 도포를 해야 한다. 더욱 심각한 취약점은 균열이 약 250 마이크론 이상인 경우, 균열을 통하여 물과 염분이 침투를 하게 되며, 이에 대한 어떠한 보호도 제공할 수 없다는 데 있다. 산소, 물(식염수) 및 이산화탄소는 균열이 없는 콘크리트를 통한 확산보다 균열을 통한 이동에 의해 훨씬 빨리 침투한다는 것으로 잘 알려져 있다(Schiessl, P., 1997). 이러한 취약점으로 인해 소수성 실란 혹은 올리고메릭 실란은 콘크리트구조물의 장기적인 보호를 제공할 수 없다. 보다 상세한 내용은 Carter(1991), Carter(1993)를 참조하면 된다.
Alkoxy alkoxy silanes or oligomeric siloxanes of the permeable sealers have serious weaknesses in protecting concrete structures. Their lifespan is very limited and can provide resistance to water penetration for 4-6 years, but must then be reapplied. A more serious vulnerability is that if the crack is greater than about 250 microns, water and salts can penetrate through the crack and provide no protection against it. Oxygen, water (saline) and carbon dioxide are well known to penetrate much more quickly by migration through cracks than through crack-free concrete (Schiessl, P., 1997). Because of this vulnerability, hydrophobic or oligomeric silanes cannot provide long-term protection of concrete structures. See Carter (1991) and Carter (1993) for more details.
2. 필름 형성 실러2. film forming sealer
상기 필름 형성 실러의 솔벤트계 시스템의 유기 용매 건조 혹은 수용성시스템에서 물의 건조는 결과적으로 콘크리트 표면에 필름형성을 초래한다. 유기 용매/수지계는 수용성 시스템과 비교하여 보았을 때 통기성이 매우 낮으며, 이로 인해 콘크리트구조물에 응축수가 형성되는 것을 볼 수가 있다. 필름형성 시스템은 전술한 실란 혹은 올리고메릭 시록산과 비교할 때 더 장기간의 보호를 제공하지만, 이동성 균열(moving crack)에 대해서는 어떠한 보호도 제공하지 못한다.
Drying of the organic solvent in the solvent-based system of the film forming sealer or in the water-soluble system results in film formation on the concrete surface. The organic solvent / resin system is very low in air permeability compared to the water-soluble system, and it can be seen that condensate is formed in the concrete structure. The film forming system provides longer term protection compared to the silane or oligomeric siloxanes described above, but does not provide any protection against moving cracks.
3. 유연성 실러3. Flexible Sealer
상술한 제2 세대의 유연성 실러는 장기간 유연성을 제공하였지만, 균열의 개폐에 따라 코팅이 영구적인 큰 변형을 일으켜 코팅의 조기 손상, 균열의 전파 및 보호 상실을 초래하는 것으로 드러났다. 추가적으로, 낮은 전이온도(Tg) 에멀젼 폴리머 코팅은 매우 연질이며 쉽게 파손될 수 있고, 또한 공기 중 오염물질 및 먼지 등의 흡착이 매우 높은 것으로 나타났다.The second generation of flexible sealers described above provided long term flexibility, but it has been found that upon opening and closing of the cracks, the coating is permanently deformed, leading to premature damage of the coating, propagation of the cracks and loss of protection. In addition, low transition temperature (T g ) emulsion polymer coatings were found to be very soft and easily breakable, and also had a very high adsorption of contaminants and dust in the air.
이러한, 문제점을 해결하고자 대한민국등록특허 제10-1004613호(2010.12.22)호가 제안된 적이 있다. In order to solve such a problem, Korean Patent No. 10-1004613 (2010.12.22) has been proposed.
이 특허는 유연성이 없는 프라이머와 유연성 및 통기성을 형성하고 있는 라텍스를 포함하는 탑 코팅제로 구성하여 콘크리트 구조물의 부착시 모세관으로 침투가 이루어져 메워주면서 시공이 이루어지기 때문에 염해방지 및 유연성을 부여하여 인장 강도에 의한 파손을 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있었다.This patent consists of a top coating that contains a primer with no flexibility and a latex that forms flexibility and breathability. It was possible to obtain the effect of reducing the damage caused by.
하지만, 상기 특허는 근본적으로 물에 대한 저항성이 낮아 콘크리트 구조물에서 발생하는 물에 의한 박리현상이 발생하기 때문에 부착성이 저하되어 콘크리트 구조물를 보호하기 위한 기능이 저하되는 문제가 있었다.
However, the patent has a problem in that the resistance to water is fundamentally low, since the peeling phenomenon occurs due to the water generated in the concrete structure, thereby decreasing the adhesion to protect the concrete structure.
본 발명은 프라이머와 탑코팅제에 유연성을 부여함과 동시에 소수성, 친수성 및 물에 대한 저항성을 향상시키고, 부착성능을 향상시킴에 따라 콘크리트 구조물의 장기적인 내구성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
The present invention aims to improve the long-term durability of the concrete structure by providing flexibility to the primer and the top coating agent and at the same time improve the hydrophobicity, hydrophilicity and water resistance, and improve the adhesion performance.
본 발명은 방수성과 탄산화 보호기능 및 물 저항성이 있는 프라이머에 의해 콘크리트구조물 표면의 pH를 높여서 철근이 부식되는 현상을 방지할 수 있다.The present invention can prevent the corrosion of the reinforcing steel bar by raising the pH of the concrete structure surface by the primer having a waterproof and carbonation protection function and water resistance.
특히, 프라이머 및 수용성 탑 코팅제에 포함되는 아크릴 라텍스와 소수성 및 친수성 타입의 콜로이드 실리카에 의해 폴리머 입자의 양호한 패킹효과를 통하여 탁월한 부착력을 제공 및 물에 대한 저항성을 향상시켜 장기 내구성을 개선할 수 있다.In particular, the acrylic latex and the hydrophobic and hydrophilic colloidal silica included in the primer and the water-soluble top coating agent provide excellent adhesion through the good packing effect of the polymer particles and improve resistance to water, thereby improving long-term durability.
또한, 분자의 크기가 작은 가스상태로 이동하는 수용성 유기-아민인 이동성 부식 억제제를 적용하여 다공성으로 이루어진 콘크리트구조물 속으로 침투함으로써, 콘크리트에 매립되어 있는 철근의 부식을 예방할 수 있게 된다.In addition, by applying a mobile corrosion inhibitor, which is a water-soluble organic-amine that moves to a small gaseous state, it penetrates into a porous concrete structure, thereby preventing corrosion of reinforcing steel embedded in concrete.
그리고 프라이머에 포함되는 나노미립자를 통해 폴리머의 강도 및 인성을 증가시키고 시공과정에서 늘어짐(sag) 및 증강(build up)과 같은 유동학적 특성을 제어할 수 있게 된다.In addition, the nanoparticles included in the primer increase the strength and toughness of the polymer and control rheological properties such as sag and build up during construction.
또한, 수용성 탑 코팅제는 유연성 및 통기성이 뛰어나 콘크리트구조물 내부에 응축된 응축수를 외부로 나올 수 있도록 구성되어 콘크리트구조물의 열화를 방지할 수 있다.In addition, the water-soluble top coating agent is excellent in flexibility and breathability is configured to come out of the condensed water condensed inside the concrete structure to prevent degradation of the concrete structure.
수용성 탑 코팅제는 교차결합제의 채택으로 인해 자외선 저항성이 우수하고, 특히, 교차-결합된 순수 아크릴 라텍스를 통해 기존 균열 및 신규 균열에 가교역할을 하여 콘크리트구조물의 내구성 및 그에 따른 콘크리트 표면에 가까운 철근을 보호할 수 있는 유용한 발명이다.
The water-soluble top coating is excellent in UV resistance due to the adoption of crosslinking agent, and in particular, cross-linked to existing cracks and new cracks through the cross-linked pure acrylic latex, thereby improving the durability of the concrete structure and consequently the rebar close to the concrete surface. It is a useful invention that can be protected.
이하에서는 본 발명의 구성에 대해 더욱 상세하게 살펴보도록 한다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in more detail.
본 발명은 본 발명은 앞서 설명한 바와 같이 유연성이 없는 프라이머와 유연성이 있는 수용성 탑 코팅제로 이루어져 있다.
The present invention is made of a flexible primer and a flexible water-soluble top coating as described above.
1. One. 프라이머primer
상기 프라이머는 총 4가지 타입으로 구성되어 있다.The primer is composed of a total of four types.
첫번째, 물 14.5 ∼ 19.14중량%, 부식억제제 0.3 ∼ 0.48중량%, 습윤제 0.10 ∼ 0.16중량%, pH조정제 0.15 ∼ 0.35중량%, 증점제 0.54 ∼ 0.6중량%, 소포제 0.62 ∼ 0.76중량%, 충진제 46 ∼ 56중량%, 아크릴 라텍스 8 ∼ 11중량%, 콜로이드 실리카 10 ∼ 19중량%, 실리카 안정제 0.1 ∼ 0.4중량%, 프로필렌 글리콜 2.43 ∼ 2.63중량%, 응집제 0.29 ∼ 0.35중량%를 포함하여 구성된다.First, water 14.5-19.14 weight%, corrosion inhibitor 0.3-0.48 weight%, wetting agent 0.10-0.16 weight%, pH adjuster 0.15-0.35 weight%, thickener 0.54-0.6 weight%, antifoaming agent 0.62-0.76 weight%, filler 46-56 It comprises a weight%, 8-11 weight% of acrylic latex, 10-19 weight% of colloidal silica, 0.1-0.4 weight% of a silica stabilizer, 2.43-2.63 weight% of propylene glycol, and 0.29-0.35 weight% of a flocculant.
상기 이동성 부식억제제는 다양한 혼합물이 이용되고 있는데, 본 발명에서는 가스상태로 이동하는 유기 아민을 이용한다.The mobile corrosion inhibitor is used in a variety of mixtures, the present invention uses an organic amine that moves to the gas state.
대표적인 예로서, 디에탄올 아민, 디메틸프로필 아민, 메틸디에탄올 아민, 모노에탄올 아민 및 디에틸에탄올 아민을 포함한다.Representative examples include diethanol amine, dimethylpropyl amine, methyldiethanol amine, monoethanol amine and diethylethanol amine.
이러한, 가스(증기)상태의 유기 아민 억제제는 분자 크기가 작아서 콘크리트구조물 내부에 매립되어 있는 철근을 보호하도록 이동하게 된다.The organic amine inhibitor in the gas (vapor) state moves to protect the reinforcing bars embedded in the concrete structure due to its small molecular size.
이는, 기존 콘크리트구조물에서 콘크리트 피복두께가 부족하거나 또는 낮은 공극률, 물/시멘트 비율이 높은 콘크리트로 철근을 피복한 형태의 콘크리트구조물에도 침투율이 좋아 콘크리트구조물의 부식을 방지할 수 있도록 작용하게 된다.This is to prevent the corrosion of the concrete structure is good to penetrate the concrete structure in the form of the concrete cover of the existing concrete structure lacking the concrete coating thickness or low porosity, high water / cement ratio.
다음으로, 습윤제는 프라이머의 건조를 막을 수 있도록 작용하게 된다.Next, the humectant acts to prevent drying of the primer.
이는, 수용성으로 이루어진 프라이머의 건조가 빠르게 진행되었을 경우 콘크리트구조물 표면에 도포된 이후에 필름막이 형성되어 통기성이 저하되는 문제점을 형성하기 때문에 이용되는 것이며 임계치를 초과하였을 경우 프라이머의 건조가 더디게 이루어지는 문제점이 발생하게 된다.This is used because the film is formed after the coating on the surface of the concrete structure when the drying of the primer made of water-soluble rapidly proceeds to form a problem that the air permeability is lowered, and if the threshold is exceeded, the drying of the primer is slow. Will occur.
다음으로, pH조정제는 콘크리트구조물 표면의 pH를 조정할 수 있도록 작용하여 콘크리트구조물 표면의 산화를 방지할 수 있도록 작용하게 된다.Next, the pH adjusting agent acts to adjust the pH of the concrete structure surface to prevent oxidation of the surface of the concrete structure.
다음으로, 증점제는 프라이머의 점도를 증가시키기 위한 것으로 일반적인 사항이기에 상세한 설명은 생략하도록 한다.Next, the thickener is to increase the viscosity of the primer, so the general description thereof will be omitted.
다음으로, 소포제는 거품발생을 억제하기 위한 것으로, 다양한 재질을 이용할 수 있으나 본 발명에서는 무수 이소프로필 알코올을 혼합하여 사용한다.Next, the antifoaming agent is to suppress the foaming, it can use a variety of materials in the present invention is used by mixing anhydrous isopropyl alcohol.
다음으로, 충진제는 강도 및 내구성을 증가시켜주기 위해 이용된다.Next, fillers are used to increase strength and durability.
다음으로, 아크릴 라텍스는 순수 아크릴 폴리머 에멀젼을 기초로 한다.Next, the acrylic latex is based on a pure acrylic polymer emulsion.
상기 아크릴 라텍스는 자외선 저항성이 우수하고 기존 콘크리트 구조물 또는 새로운 콘크리트 구조물에 균열이 있을 경우 균열의 가교역할을 하여 콘크리트 구조물 내부의 철근을 오랫동안 보호하도록 작용하게 된다.The acrylic latex has excellent UV resistance and acts as a bridge between cracks when existing concrete structures or new concrete structures have cracks, thereby acting to protect reinforcing steel bars in concrete structures for a long time.
즉, 아크릴 라텍스는 프라이머에 유연성 및 탄성력을 부여하여 이동성 균열을 연결하게 되며, 특히, 나노 에멀젼 라텍스(100 ∼ 200나노미터 내지 0.1 ∼ 0.2미크론의 입자크기)를 조합할 경우 콘크리트 구조물과의 부착력을 향상시킬 수 있게 된다.In other words, acrylic latex provides flexibility and elasticity to the primer to connect mobile cracks, and in particular, when combined with nanoemulsion latex (particle size of 100 to 200 nanometers to 0.1 to 0.2 micron), adhesion to concrete structures is increased. It can be improved.
다음으로, 콜로이드 실리카는 콜로이드 실리카 칼륨 또는 콜로이드 실리카 리튬 중 어느 하나의 것으로 구성된다.Next, the colloidal silica is composed of either colloidal silica potassium or colloidal silica lithium.
일반적으로, 다공성 구조물로 이루어진 콘크리트 구조물에 대한 프라이머를 조성함에 있어 폴리머 에멀젼 바인더의 주된 문제 중 하나는 유화시킨 폴리머의 입자가 상대적으로 커서 다공성 구조물 내로 깊게 침투하지 못한다는 것이다.In general, one of the major problems of polymer emulsion binders in formulating primers for concrete structures consisting of porous structures is that the particles of the emulsified polymer are relatively large and do not penetrate deep into the porous structure.
또한, 수용성 프라이머에 사용되는 일반적인 습윤제는 콘크리트 구조물과의 우수한 접촉을 허용하고 있지만, 상대적으로 큰 입자크기 때문에 콘크리트 구조물에 있는 작은 모세관에 침투하지 못하는 단점이 있다.In addition, the general wetting agent used in the water-soluble primers allow good contact with the concrete structure, but has a disadvantage in that it does not penetrate the small capillary in the concrete structure because of the relatively large particle size.
물론, 폴리머 에멀젼을 나노 크기((100 ∼ 200나노미터 내지 0.1 ∼ 0.2미크론의 입자크기))의 폴리머 에멀젼을 도입하여 폴리머 바인더가 콘크리트 구조물의 모세관에 침투할 수 있도록 개선할 수도 있다.Of course, the polymer emulsion may be improved by introducing a polymer emulsion of nano size (particle size of 100 to 200 nanometers to 0.1 to 0.2 micron) so that the polymer binder can penetrate the capillary of the concrete structure.
하지만, 상기와 같은 미립자 형태의 폴리머 에멀젼의 도입은 본 발명에서 이용하는 무기질계인 콜로이드 실리카 칼륨 또는 콜로이드 실리카 리튬만큼 효율적이지 못하다.However, the introduction of the polymer emulsion in particulate form as described above is not as efficient as the inorganic colloidal silica potassium or colloidal silica lithium used in the present invention.
즉, 본 발명에서의 콜로이드 실리카는 음전하를 띠고 있는 비정질 실리카 미립자가 수중에서 콜로이드 상태를 이룬 것으로, 상기 비정질 실리카에 금속염을 첨가하여 표면 전하의 전기적 균열을 깨뜨려 입자끼리 응집 발생하면서 형성된 것이다.In other words, the colloidal silica in the present invention is formed in the colloidal state of the amorphous silica particles having a negative charge in the water, the metal salt is added to the amorphous silica to break the electrical crack of the surface charge is formed while agglomeration between the particles.
따라서, 상기 콜로이드 실리카는 콘크리트 구조물의 모세관을 통해 깊숙히 침투할 수 있는 용액 상태의 것으로서, 콘크리트 구조물에 존재하는 칼슘 음이온과 반응 및 중합되어 폴리 실리케이트 체인을 형성하게 된다.Therefore, the colloidal silica is a solution that can penetrate deeply through the capillary of the concrete structure, and reacts and polymerizes with the calcium anion present in the concrete structure to form a polysilicate chain.
상기와 같은 칼슘이온과 실리케이트 반응에 의한 폴리실리케이트 체인의 형성은 콘크리트 표면 및 콘크리트 구조물 내부에 콘크리트 구조물과 폴리머 바인더의 표면에서 부착이 원활히 이루어질 수 있도록 작용하게 된다.Formation of the polysilicate chain by the calcium ion and the silicate reaction as described above is to act to smoothly adhere to the concrete surface and the inside of the concrete structure on the surface of the concrete structure and the polymer binder.
또한, 상술한 칼슘 이온과 폴리실리케이트인 콜로이드 실리카 칼륨 또는 콜로이드 실리카 리튬의 반응에 의한 폴리실리케이트 체인 형성은 물저항성 향상 및 콘크리트 구조물의 방수성을 개선할 수 있도록 작용하게 된다.In addition, polysilicate chain formation by the reaction of the above-described calcium ions and polysilicate colloidal silica potassium or colloidal silica lithium serves to improve the water resistance and waterproofness of the concrete structure.
특히, 상기와 같은 화학적 반응에 따른 효과와 더불어 실란은 가수분해의 안정성과 필름의 균질성을 높임과 동시에 단단하게 가교된 상태의 소수성 막이 형성되어 물에 대한 저항성이 향상된다.In particular, in addition to the effects of the chemical reaction as described above, the silane increases the stability of the hydrolysis and the homogeneity of the film, and at the same time a hydrophobic membrane in a rigidly crosslinked state is formed, thereby improving water resistance.
한편, 상기 콜로이드 실리카의 사용은 콘크리트 구조물의 모세관에서 칼슘 이온과 완전히 반응을 하지 못하는 잔류하는 실리케이트로 인해 폴리머 바인더의 물에 대한 민감성을 증가시킬 수도 있다.On the other hand, the use of the colloidal silica may increase the sensitivity of the polymer binder to water due to the remaining silicates that do not fully react with calcium ions in the capillary of the concrete structure.
따라서, 본 발명에서는 칼륨 메칠 실리콘 또는 실리콘 레진 에멀젼과 같은 소수성 실리콘 용액인 소수성 에이전트 5 ∼ 6중량%를 더 포함하여 이를 경감시킬 수 있다.Therefore, the present invention may further include 5 to 6% by weight of a hydrophobic agent which is a hydrophobic silicone solution such as potassium methyl silicone or silicone resin emulsion to alleviate this.
이러한, 소수성 에이전트는 수용성 탑 코팅제의 부착력에는 영향을 주지 않으면서 습기에 대한 높은 저항성을 제공함과 동시에 소수성을 부여하게 된다.Such hydrophobic agents provide high resistance to moisture and impart hydrophobicity without affecting the adhesion of the water-soluble top coat.
특히, 상술한 소수성은 콘크리트 구조물의 모세관 및 표면에 응축되어 있는 수분, 빗물 및 물청소 등으로 인해 콘크리트 구조물 내에 존재하는 물을 감소시키는 역할을 하게 되어 물에 의한 콘크리트 구조물의 열화를 방지하게 된다.In particular, the hydrophobicity described above serves to reduce the water present in the concrete structure due to moisture, rain water and water cleaning condensed on the capillary and the surface of the concrete structure, thereby preventing deterioration of the concrete structure by water.
상기와 같은 콜리이드 실리카는 캐나다 소재의 PQ Corporation사에서 제작한 카실 8규산 칼륨 또는 Grace Davison사의 리튬 폴리-실리케이트 중 어느 하나를 사용하였다.The colloidal silica as described above used either potassium potassium silicate manufactured by PQ Corporation of Canada or lithium polysilicate of Grace Davison.
한편, 상기와 같은 콜로이드 실리카의 안정성을 위해 실리카 안정제가 포함되며, 이때에, 실리카 안정제는 캐나다 소재의 PQ Corporation사에서 제작한 모델명 PM 5108 또는 카실 8 규산 칼륨 안정제 중 선택된 어느 하나를 이용하였다.Meanwhile, a silica stabilizer is included for the stability of the colloidal silica as described above. At this time, the silica stabilizer uses any one selected from the model name PM 5108 or the potassium silicyl potassium silicate stabilizer manufactured by PQ Corporation of Canada.
다음으로, 에틸렌 글리콜은 프라이머의 건조시 코팅표면에 껍질과 같은 불필요한 표층이 생기는 것을 줄이기 위해 이용되며, 특히 물의 증발속도를 저하시키기 위해 이용한다.
Next, ethylene glycol is used to reduce the occurrence of unnecessary surface layers such as shells on the coating surface during the drying of the primer, in particular to reduce the evaporation rate of water.
두번째, 프라이머는 물 18 ∼ 20.0중량%, 고부착성 수용성 폴리머 1.8 ∼ 2.4중량%, 부식억제제 0.25 ∼ 0.41중량%, 습윤제 0.1 ∼ 0.16중량%, pH조정제 0.13 ∼ 0.37중량%, 증점제 0.46 ∼ 0.66중량%, 소포제 0.6 ∼ 0.76중량%, 충진제 50 ∼ 53중량%, 아크릴 라텍스 20.1 ∼ 23.5중량%, 프로필렌 글리콜 2.33 ∼ 2.73중량%, 응집제 0.2 ∼ 0.4중량%로 이루어져 있다.Second, the primer is 18 to 20.0% by weight of water, 1.8 to 2.4% by weight of the high adhesion water-soluble polymer, 0.25 to 0.41% by weight of corrosion inhibitor, 0.1 to 0.16% by weight of wetting agent, 0.13 to 0.37% by weight of pH regulator, 0.46 to 0.66% by weight of thickener. %, Antifoaming agent 0.6-0.76 weight%, filler 50-53 weight%, acrylic latex 20.1-23.5 weight%, propylene glycol 2.33-2.73 weight%, flocculant 0.2-0.4 weight%.
두번째 프라이머의 경우 첫번째 프라이머와의 차이점은 고부착성 수용성 폴리머를 적용한 점이다.In the case of the second primer, the difference from the first primer is that the high adhesion water-soluble polymer is applied.
콘크리트 구조물 표면에 사용되는 코팅재의 문제점 가운데 하나는 보호 코팅 필름이 완벽하지 않는다는 것이다. 이는, 얇은 도포면에 핀홀이 생겨서 이를 통해 빗물이나 수분 등이 콘크리트 구조물 내로 침투할지 모르기 때문이다.One of the problems with coatings used on concrete structure surfaces is that protective coating films are not perfect. This is because pinholes are formed on the thin coating surface, and rainwater or moisture may penetrate into the concrete structure through the thin coating surface.
이러한 수분은 콘크리트 구조물로부터 발산되어 코팅을 통해 빠져나오며, 이로 인해 코팅 시스템이 탈락하여 장기 내구성이 문제가 된다.This moisture is released from the concrete structure and escapes through the coating, which causes the coating system to drop off, resulting in long term durability problems.
코팅시스템의 탈락은 콘크리트 구조물과 코팅 시스템 사이에 침투되어 있던 물이 얼었을 때에 더욱 가속화된다.Dropping of the coating system is further accelerated when the water that has penetrated between the concrete structure and the coating system is frozen.
본 실시 예에서는 이러한 문제점을 침투성 소수성 실란, 실록산 올리고머 또는 저분자 폴리 실록산과 같은 실리콘계인 접착력을 향상시킨 수용성 폴리머의 도입함으로써 해결하였다.In this embodiment, this problem is solved by introducing a silicone-based water-soluble polymer such as permeable hydrophobic silane, siloxane oligomer or low molecular polysiloxane.
이들은 콘크리트 구조물 표면에 소수성을 부여하여 코팅시스템을 통해 콘크리트 구조물로 물이 흡수되는 것을 예방하여 준다.They impart hydrophobicity to the surface of the concrete structure to prevent the absorption of water into the concrete structure through the coating system.
즉, 아크릴계 에멀젼은 용제형과 수용성 에멀젼 형으로 이루어진 수계형으로 구분이 되는데, 용제형은 환경적 문제를 일으킬 수 있는 요인들에 의해 규제가 강화되고 있는 실정이다.In other words, the acrylic emulsion is divided into a water-based type consisting of a solvent type and a water-soluble emulsion type, the solvent type is a situation that is strengthened by the factors that can cause environmental problems.
수계형은 용제형에 비해 내수성이 떨어지는데, 이는, 비연속적 피막이 형성되며 에멀젼 제조시 첨가한 계면활성제나 소포제, 증점제와 같은 저분자량의 성분을 포함하고 있기 때문이다.The aqueous type is less water resistant than the solvent type because a discontinuous film is formed and contains low molecular weight components such as surfactant, antifoaming agent, and thickener added during the preparation of the emulsion.
이러한, 문제점을 해결하고자 본 실시 예에서는 상술한 바와 같은 분자량이 크거나 또는 올리고머형인 실리콘계열로 이루어진 접착력을 향상시킨 수용성 폴리머의 도입을 통해 유연성 및 내약품성, 열안정성이 우수하면서 낮은 표면에니지 등의 특성을 보유하고 있어, 유기화합물이 갖지 못하는 저장성, 내마모성 및 내후성이 뛰어날 뿐만 아니라 부반응이 없고 작업환경이 우수해지는 효과를 얻을 수 있다.In order to solve this problem, in the present embodiment, through the introduction of a water-soluble polymer having improved adhesion, which is made of a silicone-based polymer having a high molecular weight or oligomer type, flexibility, chemical resistance, thermal stability and low surface edge It has the property of not only having excellent storage property, abrasion resistance and weather resistance that organic compounds do not have, but also no side reaction and excellent working environment.
여기서, 더욱 중요한 부분은 수용성 탑 코팅제와 소수성 프라이머의 부착력이다.Here, the more important part is the adhesion of the water-soluble top coating agent and the hydrophobic primer.
즉, 프라이머의 소수성이 높다는 것은 침투성 실러의 발수효과로 확인이 된다.That is, the high hydrophobicity of the primer is confirmed by the water repellent effect of the permeable sealer.
이러한, 발수효과는 프라이머를 처리한 표면에 적절한 습윤을 허용하지 않음으로 인해 수용성 탑 코팅제의 부착력을 감소시키게 된다. 소수성 프라이머와 수용성 탑 코팅제 간의 충돌을 일으키는 문제를 해결하는 방법은 소수성 프라이머의 적절한 선택이다. This water repellent effect reduces the adhesion of the water-soluble top coating due to not allowing proper wetting on the primer treated surface. A solution to the problem of causing collisions between hydrophobic primers and water soluble topcoats is the proper selection of hydrophobic primers.
일반적으로, 프라이머는 물이 침투 못 하도록 하여야 하며 표면에 소수성을 부여하지만 발수현상이 일어나지 않으면서 적절한 습윤 접촉면을 제공하여야만 수용성 탑 코팅제와의 접착력이 형성된다.In general, primers should not allow water to penetrate and impart hydrophobicity to the surface but should provide adequate wet contact surface without water repellent to form adhesion with the water-soluble top coating.
따라서, 본 발명에서의 탑 코팅제에 대해 적합한 소수성 실란, 올리고마 실록산 또는 저분자 폴리실록산의 선택은 실험적인 방법을 통해 선택되어야 한다.Therefore, the selection of suitable hydrophobic silanes, oligoma siloxanes or low molecular polysiloxanes for the top coatings in the present invention should be selected via experimental methods.
여기서, 상기 소수성 재료는 수용성 실리콘 에멀젼이거나 실리콘 시스템일 수 있으며, 특히, 적용하는 지역에 따른 VOC(이하, '휘발성 유기 화합물'라 칭함) 규정 때문에 실리콘 솔벤트 시스템은 휘발성 유기 화합물에 적합한 솔벤트를 포함하여야 한다. Here, the hydrophobic material may be a water-soluble silicone emulsion or a silicone system, and in particular, due to the VOC (hereinafter referred to as 'volatile organic compound') specification according to the application area, the silicone solvent system should include a solvent suitable for the volatile organic compound. do.
이러한, 본 실시 예에서의 고부착성 수용성 폴리머는 2,2,4 트리메틸-1,3펜탄디올-나노-이소부티레이트를 이용하였다.
2,2,4 trimethyl-1,3 pentanediol-nano-isobutyrate was used as the high adhesion water-soluble polymer in this example.
세번째, 프라이머는 발수 효과가 적은 실리콘 에멀젼 27.7 ∼ 31.8중량%, 탈염수 68 ∼ 72중량%, 고침투성 습윤제 0.1 ∼ 0.3중량%로 이루어져 있다.Third, the primer is composed of 27.7 to 31.8% by weight of silicone emulsion having a low water repellent effect, 68 to 72% by weight of demineralized water, and 0.1 to 0.3% by weight of a high permeability wetting agent.
네번째 프라이머에서는 물 저항성 및 부착력을 위해 발수 효과가 적은 실리콘 에멀젼(친수성 콜로이드 실리카)의 도입을 통해 해결하고 있다.The fourth primer is addressed through the introduction of a low water repellent silicone emulsion (hydrophilic colloidal silica) for water resistance and adhesion.
콜로이드 용액으로 이루어진 나노입자 크기(100 ∼ 200나노미터 내지 0.1 ∼ 0.2미크론의 입자크기)의 실리카는 어떤 수용성 폴리머 에멀젼 시스템에 있어서, 소량 도입하는 것은 매우 쉬운 일이다. 하지만 상술한 나노입자 크기의 실리카는 반응성이 매우 높기 때문에 많은 양을 투입하였을 때에 이를 안정화시킨 상태에서 에멀젼 시스템의 장기 내구성을 제공하는 것은 매우 어려운 일이다.Nanoparticle sizes (100-200 nanometers to 0.1-0.2 microns) of silica in colloidal solutions are very easy to introduce in small amounts in some water soluble polymer emulsion systems. However, since the nanoparticle-sized silica has a very high reactivity, it is very difficult to provide long-term durability of the emulsion system in a stabilized state when a large amount is added.
본 발명에서는 발수 효과가 적은 실리콘 에멀젼에 에틸렌 아민 혹은 다른 유기 아민을 소량 첨가함으로써 이를 해결하였으며, 그 양은 발수 효과가 적은 실리콘 에멀젼의 전체 100중량%에서 0.5 ∼ 2.0중량% 범위 내에서 형성하는 것이 좋다.In the present invention, a small amount of ethylene amine or other organic amine is added to the silicone emulsion having a low water repellent effect, and the amount thereof is preferably formed within a range of 0.5 to 2.0% by weight in a total of 100% by weight of the silicone emulsion having a low water repellency effect. .
여기서, 상기 실리콘 에멀젼은 Siltech corporation사의 모델명 Siltech E-2178인 것을 이용하였다.Here, the silicone emulsion used was a Siltech E-2178 model name of Siltech Corporation.
한편, 본 실시 예에서는 탈염수를 이용하고 있다.In this embodiment, demineralized water is used.
상기 탈염수는 무기산이나 염류를 제거한, 다시 말해, 탈염 처리한 물을 말하며, 이러한, 탈염수는 탈염처리에 의해 나트륨 이온, 칼슘 이온, 염화 이온 등은 제거되지만 실리카나 수지의 용출물은 잔류하는 특성이 있다.The demineralized water refers to demineralized water, that is, demineralized water, which is free of inorganic acids or salts, and the demineralized water is characterized in that sodium ions, calcium ions, chloride ions, etc. are removed by desalination, but silica or eluate of the resin remains. have.
이러한, 탈염수는 발수 효과가 적은 실리콘 에멀젼과의 혼합시 실리카의 안정화를 촉진하면서 콘크리트 구조물 내에서는 염해 방지 및 중성화 방지 효과를 얻을 수 있도록 작용하게 된다.
Such demineralized water promotes stabilization of silica when mixed with a silicone emulsion having a low water repellent effect, and serves to obtain a salt prevention and neutralization effect in a concrete structure.
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2. 탑 코팅제2. Top Coating
한편, 본 발명에서는 상술한 프라이머 표층에 도포하는 수용성 탑 코팅제가 더 포함된다.On the other hand, the present invention further includes a water-soluble top coating agent to be applied to the above-described primer surface layer.
상기 탑 코팅제는 총 3가지 타입으로 구성되어 있으며, 이들 모두는 유연성이 있는 아크릴 폴리머 에멀젼을 기반으로 하고 있다.The top coating consists of a total of three types, all of which are based on flexible acrylic polymer emulsions.
일반적으로, 고분자 사이의 아크릴 폴리머는 우수한 자외선 저항성 및 내후성을 제공하고 있다.In general, acrylic polymers between polymers provide excellent UV resistance and weather resistance.
하지만, 수용성 아크릴 에멀젼 시스템은 솔벤트 시스템과 비교하였을 때에 물 저항성이 낮은 것이 문제다. 수용성 아크릴 에멀젼 시스템의 물에 대한 높은 민감성은 주로 폴리머 에멀젼에 포함되어 있는 분산제에 의해 발생한다. However, the problem is that water-soluble acrylic emulsion systems have low water resistance compared to solvent systems. The high sensitivity of water-soluble acrylic emulsion systems to water is mainly caused by the dispersants included in the polymer emulsions.
또한, 폴리머 입자의 융합에 의해 형성되는 바인더 필름이 솔벤트 폴리머 시스템에서 증발에 의해 형성되는 필름처럼 단단하게 가교되지 않다는 것이다.In addition, the binder film formed by the fusion of polymer particles is not as crosslinked as hard as the film formed by evaporation in a solvent polymer system.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 아래에서와 같이 3가지 타입의 탑코팅제를 제안하고 있다.
The present invention proposes three types of top coating agent as follows to solve this problem.
첫번째, 탑코팅제는 물 16 ∼ 24중량%, 이동식 부식 억제제 0.3 ∼ 0.48중량%, 습윤제 0.1 ∼ 0.16중량%, pH조정제 0.15 ∼ 0.35중량%, 증점제 0.54 ∼ 0.6중량%, 소포제 0.62 ∼ 0.76중량%, 충진제 45 ∼ 56중량%, 아크릴 라텍스 8 ∼ 13중량%, 콜로이드 실리카 4 ∼ 19중량%, 프로필렌 글리콜 0.1 ∼ 0.4중량%, 응집제 0.2 ∼ 0.4중량%로 이루어져 있다.First, the top coating agent 16 to 24% by weight of water, 0.3 to 0.48% by weight mobile corrosion inhibitor, 0.1 to 0.16% by weight wetting agent, 0.15 to 0.35% by weight pH adjuster, 0.54 to 0.6% by weight thickener, 0.62 to 0.76% by weight of antifoaming agent, It consists of 45-56 weight% of fillers, 8-13 weight% of acrylic latex, 4-19 weight% of colloidal silica, 0.1-0.4 weight% of propylene glycol, and 0.2-0.4 weight% of a flocculant.
여기서, 상기 콜로이드 실리카는 친수성 타입 또는 소수성 타입 중 선택된 어느 하나의 형태를 이용할 수 있다.Here, the colloidal silica may use any one form selected from hydrophilic type and hydrophobic type.
우선, 상기 이동성 부식억제제는 다양한 혼합물이 이용되고 있는데, 본 발명에서는 가스상태로 이동하는 유기 아민을 이용한다.First, the mobile corrosion inhibitor is used in a variety of mixtures, in the present invention uses an organic amine that moves to the gas state.
대표적인 예로서, 디에탄올 아민, 디메틸프로필 아민, 메틸디에탄올 아민, 모노에탄올 아민 및 디에틸에탄올 아민을 포함한다.Representative examples include diethanol amine, dimethylpropyl amine, methyldiethanol amine, monoethanol amine and diethylethanol amine.
이러한, 가스(증기)상태의 유기 아민 억제제는 분자 크기가 작아서 콘크리트구조물 내부에 매립되어 있는 철근을 보호하도록 이동하게 된다.The organic amine inhibitor in the gas (vapor) state moves to protect the reinforcing bars embedded in the concrete structure due to its small molecular size.
이는, 기존 콘크리트구조물에서 콘크리트 피복두께가 부족하거나 또는 낮은 공극률, 물/시멘트 비율이 높은 콘크리트로 철근을 피복한 형태의 콘크리트구조물에도 침투율이 좋아 콘크리트구조물의 부식을 방지할 수 있도록 작용하게 된다.This is to prevent the corrosion of the concrete structure is good to penetrate the concrete structure in the form of the concrete cover of the existing concrete structure lacking the concrete coating thickness or low porosity, high water / cement ratio.
다음으로, 상기 아크릴 라텍스는 순수 아크릴 폴리머 에멀젼을 기초로 한다.Next, the acrylic latex is based on a pure acrylic polymer emulsion.
상기 아크릴 라텍스는 자외선 저항성이 우수하고 기존 콘크리트 구조물 또는 새로운 콘크리트 구조물에 균열이 있을 경우 균열의 가교역할을 하여 콘크리트 구조물 내부의 철근을 오랫동안 보호하도록 작용하게 된다.The acrylic latex has excellent UV resistance and acts as a bridge between cracks when existing concrete structures or new concrete structures have cracks, thereby acting to protect reinforcing steel bars in concrete structures for a long time.
즉, 아크릴 라텍스는 프라이머에 유연성 및 탄성력을 부여하여 이동성 균열을 연결하게 되며, 특히, 나노 에멀젼 라텍스(100 ∼ 200나노미터 내지 0.1 ∼ 0.2미크론의 입자크기)를 조합할 경우 콘크리트 구조물과의 부착력을 향상시킬 수 있게 된다.In other words, acrylic latex provides flexibility and elasticity to the primer to connect mobile cracks, and in particular, when combined with nanoemulsion latex (particle size of 100 to 200 nanometers to 0.1 to 0.2 micron), adhesion to concrete structures is increased. It can be improved.
다음으로, 습윤제는 프라이머의 건조를 막을 수 있도록 작용하게 된다.Next, the humectant acts to prevent drying of the primer.
이는, 수용성으로 이루어진 프라이머의 건조가 빠르게 진행되었을 경우 콘크리트구조물 표면에 도포된 이후에 필름막이 형성되어 통기성이 저하되는 문제점을 형성하기 때문에 이용되는 것이며 임계치를 초과하였을 경우 프라이머의 건조가 더디게 이루어지는 문제점이 발생하게 된다.This is used because the film is formed after the coating on the surface of the concrete structure when the drying of the primer made of water-soluble rapidly proceeds to form a problem that the air permeability is lowered, and if the threshold is exceeded, the drying of the primer is slow. Will occur.
다음으로, pH조정제는 콘크리트구조물 표면의 pH를 조정할 수 있도록 작용하여 콘크리트구조물 표면의 산화를 방지할 수 있도록 작용하게 된다.Next, the pH adjusting agent acts to adjust the pH of the concrete structure surface to prevent oxidation of the surface of the concrete structure.
다음으로, 증점제는 프라이머의 점도를 증가시키기 위한 것으로 일반적인 사항이기에 상세한 설명은 생략하도록 한다.Next, the thickener is to increase the viscosity of the primer, so the general description thereof will be omitted.
다음으로, 소포제는 거품발생을 억제하기 위한 것으로, 다양한 재질을 이용할 수 있으나 본 발명에서는 무수 이소프로필 알코올을 혼합하여 사용한다.Next, the antifoaming agent is to suppress the foaming, it can use a variety of materials in the present invention is used by mixing anhydrous isopropyl alcohol.
다음으로, 콜로이드 실리카는 친수성 타입 또는 소수성 타입 중 선택된 어느 하나를 이용하게 된다.Next, the colloidal silica will use either a hydrophilic type or a hydrophobic type.
우선, 친수성 타입의 콜로이드 실리카의 사용은 앞서 프라이머에서 언급하였듯이, 물 저항성과 부착성능을 개선할 수 있도록 이용된다.First of all, the use of hydrophilic type colloidal silica is used to improve water resistance and adhesion as mentioned in the above primer.
이러한, 친수성 타입은 친수성 실리카의 도입 전에 칼륨 메틸 실리콘 또는 소수성 실리콘 에멀젼과 같은 소수성 에이전트를 친수성 콜로이드 실리카에 첨가하여 얻을 수 있다. This hydrophilic type can be obtained by adding a hydrophobic agent such as potassium methyl silicone or hydrophobic silicone emulsion to the hydrophilic colloidal silica prior to the introduction of the hydrophilic silica.
여기서, 상기와 같이 콜로이드 실리카를 친수성으로 이용할 경우 소수성 에이전트의 양은 콜로이드 실리카 전제 100중량%에 대해 0.5 ∼ 2.0중량%를 혼합하여 사용하는 것이 좋다.Here, when using the colloidal silica as hydrophilic as described above, the amount of hydrophobic agent is preferably used by mixing 0.5 to 2.0% by weight based on 100% by weight of the whole colloidal silica.
이는, 임계치 미만으로 혼합할 경우에는 소수성을 기대하기 어렵고, 임계치를 초과할 경우에는 화학적 안정성을 기대할 수 없기 때문이다.
This is because it is difficult to expect hydrophobicity when mixing below the threshold, and chemical stability cannot be expected when exceeding the threshold.
두번째, 탑 코팅제는 물 14 ∼ 23중량%, 고부착성 수용성 폴리머 1.5 ∼ 2.1중량%, 부식억제제 0.3 ∼ 0.48중량%, 습윤제 0.1 ∼ 0.16중량%, pH조정제 0.15 ∼ 0.35중량%, 증점제 0.54 ∼ 0.6중량%, 소포제 0.62 ∼ 0.76중량%, 충진제 45 ∼ 56중량%, 아크릴 라텍스 20 ∼ 25중량%, 프로필렌 글리콜 2.3 ∼ 2.76중량%, 응집제 0.1 ∼ 0.4중량%로 이루어져 있다.Second, the top coating agent is 14 to 23% by weight of water, 1.5 to 2.1% by weight of the high adhesion water-soluble polymer, 0.3 to 0.48% by weight of corrosion inhibitor, 0.1 to 0.16% by weight of wetting agent, 0.15 to 0.35% by weight of pH regulator, and 0.54 to 0.6 of thickener. It consists of weight%, antifoaming agent 0.62-0.76%, filler 45-56%, acrylic latex 20-25%, propylene glycol 2.3-2.76%, and flocculant 0.1-0.4% by weight.
본 실시 예에서의 탑 코팅제에는 고부착성 수용성 폴리머를 도입하고 있다.The high adhesion water-soluble polymer is introduced into the top coating agent in this embodiment.
이는, 앞서 프라이머에서 설명한 바와 같이 물 저항성과 부착성능을 향상시키도록 작용하게 된다.This acts to improve water resistance and adhesion as described in the above primer.
특히, 콜로이드 나노 크기 입자의 실리카는 어떤 수용성 폴리머 에멀젼에서도 상대적으로 적은 량으로도 매우 쉽게 도입될 수 있다. 이는 적은량의 에칠렌 아민 또는 다른 유기 아민의 첨가로 이루어지게 된다.In particular, colloidal nano-sized particles of silica can be very easily introduced in a relatively small amount in any water soluble polymer emulsion. This consists in the addition of a small amount of ethylene amine or other organic amine.
또한, 프라이머를 고부착성 수용성 폴리머를 도입한 형태로 이용할 경우에는 개선된 화학적 결합력을 얻을 수 있게 된다.
In addition, when the primer is used in a form in which a high adhesion water-soluble polymer is introduced, improved chemical bonding strength can be obtained.
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상기와 같은 구성으로 이루어진 유연성 및 통기성이 있는 친환경 수용성 아크릴 코팅제를 이용한 기존 콘크리트 구조물 표면보호 및 콘크리트 구조물의 방수 염해방지 및 중성화 방지 공법에 대해 살펴보면 다음과 같다.Looking at the existing concrete structure surface protection and waterproof salt prevention and neutralization prevention method of the concrete structure using a flexible and breathable eco-friendly water-soluble acrylic coating composition made as described above are as follows.
우선, 상술한 바와 같은 프라이머 및 수용성 탑 코팅제를 제조한다.First, a primer and a water-soluble top coating as described above are prepared.
그런 후, 콘크리트구조물 표면의 이물질 또는 기존 코팅제를 고압 세척기를 이용하여 표면을 처리한다.Then, the foreign matter or existing coating on the surface of the concrete structure is treated with a high pressure washer.
콘크리트구조물에서 철근 노출이 있는 경우, 철근주위의 콘크리트를 제거해내고, 모든 느슨한 녹을 깨끗이 닦아낸 다음 시멘트계 철근 방청제를 2회 도포하고, 표면 열화 혹은 표면이 12mm 이하로 깨진 경우 개량폴리머 및 포틀란드 시멘트계 마감보수자재를 이용하여 보수작업을 하며, 표면 열화 혹은 표면이 12mm 이상의 깊이로 깨진 경우, 속경성 팻칭몰탈을 이용하여 단면보수를 하고난 후, 표면의 이물질 또는 기존 코팅제를 고압 세척기를 이용하여 표면을 청소한다.If there is rebar exposure in the concrete structure, remove the concrete around the reinforcement, clean all loose rust, and apply cement-based rebar rust preventive twice, and if the surface degrades or the surface is broken below 12mm, the improved polymer and portland cement finish Repair work using repair materials. If the surface is deteriorated or the surface is broken to a depth of 12mm or more, after repairing the cross section using fast hardening mortar, the surface is cleaned of foreign matter or existing coating material using a high pressure washer. Clean.
이때에, 상기 콘크리트구조물 표면처리 단계에서의 시멘트계 철근 방청제, 마감보수자재 및 팻칭몰탈은 다양한 제품군을 이용할 수 있겠지만, 바람직하게는 시멘트계 철근 방청제는 캐나다의 Gemite Products Inc,의 Fibre-Prime 제품으로 에폭시를 대신하는 제품을 이용하도록 하고, 마감보수자재는 개량폴리머 및 포틀란드 시멘트계로 접착력과 내후성 및 동결융해가 우수한 캐나다의 Gemite Products Inc,의 Gem-Plast TC제품을 이용함이 바람직하며, 팻칭몰탈은 속경성 보수자재로서 시멘트계로 개량형 폴리머, 농축된 실리카 흄, 보강섬유(화이버)가 혼합되어 있는 캐나다의 Gemite Products Inc,의 Fibre-Patch OV제품을 이용하는 것이 좋다.At this time, the cement-based rebar rust inhibitor, finishing materials and patching mortar in the surface treatment step of the concrete structure may use a variety of products, but preferably the cement-based rebar rust inhibitor is a fiber-Prime product of Gemite Products Inc, Canada It is recommended to use alternative products, and finishing materials should be Gem-Plast TC of Gemite Products Inc, Canada, which has excellent adhesive strength, weather resistance and freeze-thawing as improved polymer and portland cement system. It is recommended to use Fiber-Patch OV from Gemite Products Inc, Canada, which contains a mixture of cement-based polymers, concentrated silica fumes, and reinforcing fibers (fibers).
다음으로, 콘크리트구조물 표면의 균열 부위가 1mm보다 큰 부위에는 수용성 탑 코팅제를 이용해 균열부위를 메움작업하고 난 후, 상기 표면처리 및 균열부위 메움작업이 완료된 콘크리트구조물 표면에 페인트롤러 또는 페인트 스프레이 장치를 이용하여 80 ∼ 100미크론 두께(건조도막두께)로 프라이머를 도포한다.Next, after filling the cracked area using a water-soluble tower coating on the cracked portion of the surface of the concrete structure larger than 1mm, a paint roller or a paint spray device is applied to the surface of the concrete structure where the surface treatment and the cracked portion is completed. The primer is applied to a thickness of 80 to 100 microns (dry coating film thickness).
아울러, 상기 콘크리트구조물 표면의 프라이머가 도포된 표면 전체에 수용성 탑 코팅제를 120 ∼ 160미크론 두께(건조도막두께)로 도포함으로써 시공을 완료할 수 있게 된다.In addition, it is possible to complete the construction by applying a water-soluble top coating agent 120 to 160 microns thick (dry coating film thickness) on the entire surface of the primer-coated surface of the concrete structure.
이때에, 본 발명에서는 수용성 탑 코팅제가 저온에서도 유연성을 가지고 있기 때문에 도포두께를 얇게 형성할 수 있게 되어 통기성이 우수해지게 되는 것이다.At this time, in the present invention, since the water-soluble top coating agent has flexibility at low temperatures, it is possible to form a thin coating thickness, thereby providing excellent breathability.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 유연성 및 통기성이 있는 친환경 수용성 아크릴 코팅제를 이용한 신설 콘크리트 구조물 표면보호 및 콘크리트 구조물의 방수 염해방지 및 중성화 방지 공법을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the new concrete structure surface protection and waterproof salt prevention and neutralization prevention method of the concrete structure using the flexible and breathable eco-friendly water-soluble acrylic coating of the present invention made as described above are as follows.
콘크리트구조물 표면의 이물질을 고압 세척기를 이용하여 표면을 처리하고, 상기 표면처리가 완료된 콘크리트구조물 표면에 페인트 롤러 또는 페인트 스프레이 장치를 이용하여 80 ∼ 100미크론 두께(건조도막두께)로 프라이머를 도포한 후, 상기 콘크리트구조물 표면의 프라이머가 도포된 표면 전체에 수용성 탑 코팅제를 120 ∼ 160미크론 두께(건조도막두께)로 도포함으로써 시공을 완료하게 된다.The surface of the concrete structure is treated with a high pressure washer and the primer is applied to the surface of the finished concrete structure by using a paint roller or a paint spray device to a thickness of 80 to 100 microns (dry film thickness). The construction is completed by applying a water-soluble top coating agent at a thickness of 120 to 160 microns (dry coating film thickness) to the entire surface of the primer coated surface of the concrete structure.
이때에, 전술한 보수 시공방법에서와 같이 수용성 탑 코팅제가 저온에서도 유연성을 가지고 있기 때문에 도포두께를 얇게 형성할 수 있게 되어 통기성이 우수해지게 되는 것은 당연한 것이다.At this time, since the water-soluble top coating agent has flexibility at low temperatures as in the above-described repair and construction method, it is natural that the coating thickness can be formed thinly, thereby making it excellent in breathability.
상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대해 기재한 것이지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태로 변경 실시할 수 있는 것은 통상의 기술자들에게 있어서 당연한 것임을 명시한다.Although the above-described embodiments are described with respect to the most preferred examples of the present invention, the present invention is not limited to this and can be modified in various forms without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art It is obvious.
Claims (12)
상기 프라이머의 상측에 도포하는 유연성이 있는 수용성 탑 코팅제로 이루어지며,
상기 프라이머는,
물 14.5 ∼ 19.14중량%, 부식억제제 0.3 ∼ 0.48중량%, 습윤제 0.10 ∼ 0.16중량%, pH조정제 0.15 ∼ 0.35중량%, 증점제 0.54 ∼ 0.6중량%, 소포제 0.62 ∼ 0.76중량%, 충진제 46 ∼ 56중량%, 아크릴 라텍스 8 ∼ 11중량%, 콜로이드 실리카 10 ∼ 19중량%, 실리카 안정제 0.1 ∼ 0.4중량%, 프로필렌 글리콜 2.43 ∼ 2.63중량%, 응집제 0.29 ∼ 0.35중량%로 이루어진 것에 특징이 있는 유연성 및 통기성이 있는 친환경 수용성 아크릴 코팅제.
A primer applied to the concrete structure in which rebar is embedded,
It is made of a flexible water-soluble top coating agent applied to the upper side of the primer,
The primer is,
14.5 to 19.14 wt% of water, 0.3 to 0.48 wt% of corrosion inhibitor, 0.10 to 0.16 wt% of wetting agent, 0.15 to 0.35 wt% of pH adjuster, 0.54 to 0.6 wt% of thickener, 0.62 to 0.76 wt% of antifoam, 46 to 56 wt% of filler , Flexible and breathable, characterized by 8 to 11% by weight of acrylic latex, 10 to 19% by weight of colloidal silica, 0.1 to 0.4% by weight of silica stabilizer, 2.43 to 2.63% by weight of propylene glycol, and 0.29 to 0.35% by weight of flocculant Eco-friendly water-soluble acrylic coating.
상기 프라이머의 상측에 도포하는 유연성이 있는 수용성 탑 코팅제로 이루어지며,
상기 프라이머는,
물 18 ∼ 20.0중량%, 고부착성 수용성 폴리머 1.8 ∼ 2.4중량%, 부식억제제 0.25 ∼ 0.41중량%, 습윤제 0.1 ∼ 0.16중량%, pH조정제 0.13 ∼ 0.37중량%, 증점제 0.46 ∼ 0.66중량%, 소포제 0.6 ∼ 0.76중량%, 충진제 50 ∼ 53중량%, 아크릴 라텍스 20.1 ∼ 23.5중량%, 프로필렌 글리콜 2.33 ∼ 2.73중량%, 응집제 0.2 ∼ 0.4중량%로 이루어진 것에 특징이 있는 유연성 및 통기성이 있는 친환경 수용성 아크릴 코팅제.
A primer applied to the concrete structure in which rebar is embedded,
It is made of a flexible water-soluble top coating agent applied to the upper side of the primer,
The primer is,
18 to 20.0% by weight of water, 1.8 to 2.4% by weight of highly adhesive water-soluble polymer, 0.25 to 0.41% by weight of corrosion inhibitor, 0.1 to 0.16% by weight of wetting agent, 0.13 to 0.37% by weight of pH adjuster, 0.46 to 0.66% by weight of defoamer, 0.6 -0.76% by weight, 50-53% by weight of filler, 20.1-23.5% by weight of acrylic latex, 2.33-2.73% by weight of propylene glycol, 0.2-0.4% by weight of flocculant.
상기 프라이머의 상측에 도포하는 유연성이 있는 수용성 탑 코팅제로 이루어지며,
상기 프라이머는,
발수 효과가 적은 실리콘 에멀젼 27.7 ∼ 31.8중량%, 탈염수 68 ∼ 72중량%, 고침투성 습윤제 0.1 ∼ 0.3중량%로 이루어진 것에 특징이 있는 유연성 및 통기성이 있는 친환경 수용성 아크릴 코팅제.
A primer applied to the concrete structure in which rebar is embedded,
It is made of a flexible water-soluble top coating agent applied to the upper side of the primer,
The primer is,
A soft and breathable, eco-friendly water-soluble acrylic coating agent, characterized by consisting of 27.7 to 31.8% by weight of silicone emulsion having a low water repellent effect, 68 to 72% by weight of demineralized water, and 0.1 to 0.3% by weight of a high permeability wetting agent.
The flexible and breathable eco-friendly water-soluble acrylic coating according to any one of claims 1 to 2, wherein the colloidal silica is made of either colloidal silica potassium or colloidal silica lithium.
According to claim 1, wherein the primer is 5 to 6% by weight of the hydrophobic agent further comprises a flexible and breathable eco-friendly water-soluble acrylic coating agent.
물 16 ∼ 24중량%, 이동식 부식 억제제 0.3 ∼ 0.48중량%, 습윤제 0.1 ∼ 0.16중량%, pH조정제 0.15 ∼ 0.35중량%, 증점제 0.54 ∼ 0.6중량%, 소포제 0.62 ∼ 0.76중량%, 충진제 45 ∼ 56중량%, 아크릴 라텍스 8 ∼ 13중량%, 콜로이드 실리카 4 ∼ 19중량%, 프로필렌 글리콜 0.1 ∼ 0.4중량%, 응집제 0.2 ∼ 0.4중량%로 이루어진 것에 특징이 있는 유연성 및 통기성이 있는 친환경 수용성 아크릴 코팅제.
The method according to any one of claims 1 to 2 and 4, wherein the water-soluble top coating agent,
16 to 24% by weight of water, 0.3 to 0.48% by weight of mobile corrosion inhibitor, 0.1 to 0.16% by weight of wetting agent, 0.15 to 0.35% by weight of pH adjuster, 0.54 to 0.6% by weight of thickener, 0.62 to 0.76% by weight of antifoaming agent, 45 to 56% by weight of filler A flexible and breathable eco-friendly water-soluble acrylic coating, characterized by consisting of 8% to 13% by weight of acrylic latex, 4% to 19% by weight of colloidal silica, 0.1% to 0.4% by weight of propylene glycol, and 0.2% to 0.4% by weight of a flocculant.
물 14 ∼ 23중량%, 고부착성 수용성 폴리머 1.5 ∼ 2.1중량%, 부식억제제 0.3 ∼ 0.48중량%, 습윤제 0.1 ∼ 0.16중량%, pH조정제 0.15 ∼ 0.35중량%, 증점제 0.54 ∼ 0.6중량%, 소포제 0.62 ∼ 0.76중량%, 충진제 45 ∼ 56중량%, 아크릴 라텍스 20 ∼ 25중량%, 프로필렌 글리콜 2.3 ∼ 2.76중량%, 응집제 0.1 ∼ 0.4중량%로 이루어진 것에 특징이 있는 유연성 및 통기성이 있는 친환경 수용성 아크릴 코팅제.
The method according to any one of claims 1 to 2 and 4, wherein the water-soluble top coating agent,
14 to 23% by weight of water, 1.5 to 2.1% by weight of highly adhesive water-soluble polymer, 0.3 to 0.48% by weight of corrosion inhibitor, 0.1 to 0.16% by weight of wetting agent, 0.15 to 0.35% by weight of pH adjuster, 0.54 to 0.6% by weight of antifoaming agent, 0.62 -0.76% by weight, filler 45-56% by weight, 20-25% by weight acrylic latex, 2.3-2.76% by weight propylene glycol, 0.1-0.4% by weight flocculant, flexible and breathable eco-friendly water-soluble acrylic coating agent.
The flexible and breathable eco-friendly water-soluble acrylic coating agent according to claim 7, wherein the colloidal silica is formed in one of hydrophobic type and hydrophilic type.
콘크리트구조물에서 철근 노출이 있는 경우, 철근주위의 콘크리트를 제거해내고, 모든 느슨한 녹을 깨끗이 닦아낸 다음 시멘트계 철근 방청제를 2회 도포하고, 표면 열화 혹은 표면이 12mm 이하로 깨진 경우 개량폴리머 및 포틀란드 시멘트계 마감보수자재를 이용하여 보수작업을 하며, 표면 열화 혹은 표면이 12mm 이상의 깊이로 깨진 경우, 포트란드 시멘트계로 개량형 폴리머, 농축된 실리카 흄 및 보강섬유가 들어있는 속경성 팻칭몰탈을 이용하여 단면보수를 하고 난후, 표면의 이물질 또는 기존 코팅제를 고압 세척기를 이용하여 표면을 청소하고, 바탕을 정리하는 콘크리트구조물 표면처리 단계;
콘크리트구조물 표면의 균열 부위가 1mm보다 큰 부위에는 수용성 탑 코팅제를 이용해 균열부위를 메움작업하는 균열부위 메움작업 단계;
상기 표면처리 및 균열부위 메움작업이 완료된 콘크리트구조물 표면에 페인트롤러 또는 페인트 스프레이 장치를 이용하여 80 ∼ 100미크론 두께(건조도막두께)로 프라이머를 도포하는 프라이머 도포단계;
상기 콘크리트구조물 표면의 프라이머가 도포된 표면 전체에 수용성 탑 코팅제를 120 ∼ 160미크론 두께(건조도막두께)로 도포하는 수용성 탑 코팅제 도포단계;로 이루어진 것에 특징이 있는 유연성 및 통기성이 있는 친환경 수용성 아크릴 코팅제를 이용한 기존 콘크리트 구조물 표면보호, 콘크리트 구조물의 방수, 염해방지 및 중성화 방지 공법.14.5 to 19.14 wt% of water, 0.3 to 0.48 wt% of corrosion inhibitor, 0.10 to 0.16 wt% of wetting agent, 0.15 to 0.35 wt% of pH adjuster, 0.54 to 0.6 wt% of thickener, 0.62 to 0.76 wt% of antifoam, 46 to 56 wt% of filler , Primer consisting of 8 to 11% by weight of acrylic latex, 10 to 19% by weight of colloidal silica, 0.1 to 0.4% by weight of silica stabilizer, 2.43 to 2.63% by weight of propylene glycol, 0.29 to 0.35% by weight of coagulant, or 18 to 20.0% by water %, High adhesion water-soluble polymer 1.8 to 2.4% by weight, corrosion inhibitor 0.25 to 0.41% by weight, wetting agent 0.1 to 0.16% by weight, pH adjuster 0.13 to 0.37% by weight, thickener 0.46 to 0.66% by weight, antifoaming agent 0.6 to 0.76% by weight, Primer consisting of 50 to 53 wt% filler, 20.1 to 23.5 wt% acrylic latex, 2.33 to 2.73 wt% propylene glycol, 0.2 to 0.4 wt% flocculant, or 27.7 to 31.8 wt% demineralized water, 72 wt%, Highly penetrating wetting agent 0.1 Any one of the primers selected from 0.3 wt%, 16 to 24 wt% of water, 0.3 to 0.48 wt% of mobile corrosion inhibitor, 0.1 to 0.16 wt% of wetting agent, 0.15 to 0.35 wt% of pH adjuster, 0.54 to 0.6 wt% of thickener %, Anti-foaming agent 0.62-0.76 wt%, filler 45-56 wt%, acrylic latex 8-13 wt%, colloidal silica 4-19 wt%, propylene glycol 0.1-0.4 wt%, flocculant 0.2-0.4 wt% Breathable eco-friendly water-soluble acrylic coating agent or water 14 to 23% by weight, high adhesive water-soluble polymer 1.5 to 2.1% by weight, corrosion inhibitor 0.3 to 0.48% by weight, wetting agent 0.1 to 0.16% by weight, pH adjuster 0.15 to 0.35% by weight Flexibility and breathability, consisting of 0.54 to 0.6 wt% thickener, 0.62 to 0.76 wt% antifoaming agent, 45 to 56 wt% filler, 20 to 25 wt% acrylic latex, 2.3 to 2.76 wt% propylene glycol, 0.1 to 0.4 wt% flocculant Friendliness To protect the surface of existing concrete structures using the flexible and breathable eco-friendly water-soluble acrylic coating for repairing concrete surface using any one selected from the light-soluble acrylic coating, waterproofing, salt prevention and neutralization In
If there is rebar exposure in the concrete structure, the concrete around the reinforcement is removed, all loose rust is cleaned off, and the cement-based reinforcing rust preventive is applied twice. In case of surface deterioration or surface broken by more than 12mm, repair the cross section by using fast cement patching mortar containing improved polymer, concentrated silica fume and reinforcing fiber. After that, the surface of the concrete structure to clean the surface of the foreign matter or the existing coating agent using a high pressure washer and clean up the ground;
A cracking part filling step of filling a cracking part using a water-soluble tower coating on a cracking part of the surface of the concrete structure larger than 1 mm;
A primer coating step of applying a primer to a thickness of 80 to 100 microns (dry coating film thickness) by using a paint roller or a paint spraying device on the surface of the concrete structure in which the surface treatment and crack site filling operation are completed;
A water-soluble top coating agent coating step of applying a water-soluble top coating agent 120 to 160 microns thick (dry coating film thickness) on the entire surface of the primer-coated surface of the concrete structure; Eco-friendly water-soluble water-soluble acrylic coating agent characterized in that consisting of Surface protection of existing concrete structures, waterproofing, salt prevention and neutralization of concrete structures.
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|---|---|---|---|
| KR1020130137396A KR101353918B1 (en) | 2013-11-13 | 2013-11-13 | A flexible, eco-friendly waterborne acrylic coating system for concrete surface protection and waterproofing, stopping salt intrusion and carbonation protection of reinforced concrete structures |
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| KR1020130137396A KR101353918B1 (en) | 2013-11-13 | 2013-11-13 | A flexible, eco-friendly waterborne acrylic coating system for concrete surface protection and waterproofing, stopping salt intrusion and carbonation protection of reinforced concrete structures |
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