KR101357799B1 - 속경형 고내구성 모르타르 조성물, 이를 포함하는 바닥 구조체 및 그 바닥 구조체를 이용한 시공 방법 - Google Patents

속경형 고내구성 모르타르 조성물, 이를 포함하는 바닥 구조체 및 그 바닥 구조체를 이용한 시공 방법 Download PDF

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Abstract

4,000 내지 6,000㎠/g의 비표면적을 가지는 백시멘트 50 내지 60 중량부, 6,000 내지 8,000㎠/g의 비표면적을 가지는 고로슬래그 20 내지 30 중량부, 5,000 내지 7,000㎠/g의 비표면적을 가지는 고분말도 플라이애시 10 내지 15 중량부, 8,000 내지 12,000㎠/g의 비표면적을 가지는 메타카올린 3 내지 5 중량부, 3,000 내지 6,000㎠/g의 비표면적을 가지는 무수석고 3 내지 5 중량부, 물유리를 포함하는 속경성 자극제 2 내지 3 중량부, 및 수축 저감제 0.2 내지 0.5 중량부를 포함하는 모르타르 조성물이 제공된다.

Description

속경형 고내구성 모르타르 조성물, 이를 포함하는 바닥 구조체 및 그 바닥 구조체를 이용한 시공 방법{Quick-setting high-durable mortar composition, floor structure comprising the same, and method of construction thereof}
본 발명은 모르타르 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 물유리를 함유하는 속경성 자극제를 포함하는 모르타르 조성물, 상기 모르타르 조성물로부터 형성된 모르타르층과 유-무기계 코팅 조성물로부터 형성된 유-무기계 코팅층을 포함하는 바닥 구조체, 및 상기 바닥 구조체를 이용한 시공 방법에 관한 것이다.
콘크리트를 사용한 구조물의 바닥면은 불균질한 표면에 의한 마찰과 마모, 레이턴스(laitance) 및 백화 현상 등에 의한 분진 발생으로 실내 공기질을 저하시키고 시간에 따른 투수 및 화학적 열화로 내구성이 불량해질 수 있으며, 콘크리트 바닥면을 그대로 사용할 경우에는 원재료 색상이 회색이어서 단조로운 느낌을 줄 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 일반적으로 큰크리트 바닥 강화 구조의 하나로서 모르타르를 도포하고, 상기 모르타르의 상부 표면에 코팅제를 사용함으로써 표면의 기계적 물성을 높이고 다양한 색상을 발현하게 한 바닥 강화 구조를 사용하고 있다.
상기 모르타르에 사용되는 시멘트는 통상적으로 알루미나 시멘트 또는 초미립자 시멘트로서 이것들의 응결시간을 조절하거나 조기 강도를 유도하여 원할한 시공 작업과 공기 단축을 꾀하고 있다. 그러나, 이러한 속경성을 가지는 알루미나 시멘트나 초미립자 시멘트는 빠른 경화로 인하여 강도 및 내구성이 낮아 모르타르의 수명이 저하될 수 있으며, 또한 알루미나 시멘트의 경우에는 대부분 국외에서 수입하고 있어 비용 및 조달 등에 있어 불리한 점이 있다.
최근에는 저탄소 녹색 성장을 위한 대안으로 건축 재료 분야에서 시멘트 사용량을 줄이기 위해, 혼합 시멘트 활성화와 그 사용 방안에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 그러나, 혼합 시멘트는 경화 속도가 느리고 건조 수축이 큰 문제가 있어 후속 작업의 연계가 늦어질 경우 바닥면 시공이 불리해 질 수 있다. 또한 플라이애시를 사용할 경우에 원재료의 색상이 회백색을 나타내고, 고로슬래그는 치환율이 높을 경우에 청색화 현상을 나타내어 백색도를 저하시킴으로써 시공 후 바닥면의 시각적 만족도를 저하시킬 수 있다. 이러한 문제 때문에 의장 성능을 요구하는 부위의 공사에는 혼합 시멘트의 사용이 여전히 제한되어 있는 실정이다.
바닥 강화 구조를 구성하는 코팅층에는 유기계 화합물 또는 무기계 화합물을 사용할 수 있으며, 주로 무기계 화합물을 사용하고 있다. 이러한 무기계 화합물을 사용한 바닥 강화 구조는 유기계 화합물을 사용한 바닥 강화 구조에 비하여 내수성과 바닥면의 강도가 낮아 시공 후 내구성 문제를 가지고 있다. 반면에 유기계 화합물은 VOCs(Volatile Organic Compounds; 휘발성 유기 화합물) 가스를 방출하여 새집 증후군 등의 문제를 일으킬 수 있으며, 또한 이러한 유기계 화합물은 모르타르 표면이나 콘크리트 표면에 도포될 경우 매우 높은 강도를 가지므로 탑코트 공법 적용시 모르타르층과 코팅층의 강도 차이와 열팽창계수가 상이하여 시공면의 박리나 균열을 야기할 수 있다. 이러한 문제로 인하여 현재 사용 중인 바닥 강화 구조의 경우 VOCs의 방출량이 적은 유기계 바닥 강화제를 사용하거나 TEOS(Tetra ethyl ortho silicate) 및 SiO2의 무기계 화합물을 복합적으로 사용하고 있으나 가격이 비싸다는 문제가 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2006-0072869호는 소디움실리케이트 수지와 금속변성 소디움실리케이트 수지를 포함하는 실리케이트 수지 혼합물 50 내지 80중량%, 실리카 미분말 0.1 내지 5중량%, 표면장력 조정제 0.01 내지 5.0중량%, 안정제 0.01 내지 5.0중량%, 발수제 0.01 내지 5.0중량%, 살균제 0.01 내지 2.0중량%, 소포제 0.01 내지 3.0중량% 및 물 5 내지 40중량%을 포함하는 콘크리트 표면 강화제 및 이를 이용한 콘크리트의 표면 처리 방법을 제시하고 있다. 이 표면 강화제는 마모 감량, 투수비, 부착 강도 등이 우수한 효과를 가지나 내수성이 약하고 표면에 백화 현상을 초래할 수 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0623674호는 SiO2/Na2O 몰비가 1.6~4.0인 규산 나트륨을 주재료로 하고, SiO2 함유량이 5~19중량% 범위이고, 수용성 규불화염이 0.5~5.0중량% 범위이고, 계면활성제가 0.1~1.0중량% 범위로 함유되는 규산 나트륨 수용액으로 구성된 콘크리트 침투성 바닥 강화제를 제시하고 있다. 이 바닥 강화제는 내마모성을 향상시키고 표면 강도를 증진시키며 백화 현상 등 화학적 부식 현상을 억제하는 효과를 가지나 바닥면의 색상이나 재료의 시공이 별도의 피막을 형성하는 것이 아니므로 외부의 침식을 완전히 차단할 수 없으며, 규불화염에 내의 불소 성분의 잠재적인 유해성을 가질 수 있다.
일본 공개특허공보 특개평8-119770호는 SiO2/Li2O의 몰비가 2.0∼7.0인 규산 리튬을 주재료로 하여, SiO2 함유량이 2∼20 중량％의 범위에 있고, F로서 0.05∼1.0 중량％의 가용성 함불소 화합물을 포함한 조성의 규산 리튬 수용액으로 된 시멘트계 경화체의 표면 처리제를 제시하고 있다. 이 표면 처리제는 표면 강도를 증가시키고 백화현상을 억제하는 효과가 있지만, 규산 리튬을 사용하기 때문에 제조 비용이 높은 편이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2006-0072869호 대한민국 등록특허공보 제10-0623674호 일본 공개특허공보 특개평8-119770호
따라서, 상기 문제점들을 해소하고, 콘크리트 바닥면의 표면을 균질하게 하면서 내구성을 향상시킬 수 있는 모르타르 조성물을 제공하고 상기 모르타르 조성물을 사용하여 다양한 색상과 광택도를 발현하는 등 의장적 효과를 부여할 수 있는 바닥 구조 시공 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따라, 4,000 내지 6,000㎠/g의 비표면적을 가지는 백시멘트 50 내지 60 중량부, 6,000 내지 8,000㎠/g의 비표면적을 가지는 고로슬래그 20 내지 30 중량부, 5,000 내지 7,000㎠/g의 비표면적을 가지는 고분말도 플라이애시 10 내지 15 중량부, 8,000 내지 12,000㎠/g의 비표면적을 가지는 메타카올린 3 내지 5 중량부, 3,000 내지 6,000㎠/g의 비표면적을 가지는 무수석고 3 내지 5 중량부, 물유리를 포함하는 속경성 자극제 2 내지 3 중량부, 및 수축 저감제 0.2 내지 0.5 중량부를 포함하는 모르타르 조성물이 제공된다.
상기 속경성 자극제는 황산알루미늄을 더 포함할 수 있고 상기 물유리와 상기 황산알루미늄의 중량비는 3:0.1 내지 3:3일 수 있다.
상기 물유리는 규산 나트륨 및 규산 칼륨 중 적어도 1종을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따라, 상기 모르타르 조성물을 도포하여 형성된 모르타르층 및 상기 모르타르층의 표면에 유-무기계 코팅제 조성물을 도포하여 형성된 유-무기계 코팅층을 포함하는 바닥 구조체가 제공된다.
상기 유-무기계 코팅제 조성물은 에폭시 수지 3 내지 6 중량부, 물유리 9 내지 11 중량부, 경화제 1 내지 4 중량부 및 분산제 2 내지 5중량부를 포함할 수 있다.
상기 물유리는 규산 나트륨 및 규산 칼륨을 75:25 내지 85:15의 중량비로 포함할 수 있다.
상기 물유리의 고형분율은 20 내지 100중량%일 수 있다.
상기 에폭시 수지는 에피클로히드린(epichlorohydrin; C3H5OCl)과 비스페놀 A(4,4-isopropylidenediphenol, BPA, C15H16O2)의 중합 반응 생성물을 포함할 수 있다. 상기 경화제는 아미노에틸 피페라진(1-(2-aminoethyl)-piperazine), 에틸렌(ethylene, C2H4) 또는 프로필렌 옥사이드(propylene oxide, CH3CHCH2O), 및 폴리아민(에틸렌 디아민 H2N-CH2-CH2-NH2, 1,3-디아미노프로판 H2N-(CH2)3-NH2, 헥사메틸렌디아민 H2N-(CH2)6-NH2 중 적어도 1종)의 반응 부가물을 포함할 수 있다.
상기 분산제는 수산화칼륨 수용액을 포함할 수 있다.
상기 유-무기계 코팅층의 두께는 1㎜ 내지 5㎜일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면에 따라, 콘크리트 표면의 요철 및 레이턴스를 제거 정리하는 단계; 상기 콘크리트 표면 상에 본 발명의 모르타르 조성물을 도포하여 모르타르층을 형성하는 단계; 및 상기 모르타르층 상에 유-무기계 코팅제 조성물을 도포하여 유-무기계 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 바닥 구조체를 이용한 바닥 강화 시공 방법이 제공된다.
본 발명의 일 측면에 따른 모르타르 조성물은 속경성 및 수밀성 증대에 따른 내구성을 가져 속경형 고내구성 모르타르를 제공할 수 있다. 또한, 상기 모르타르 조성물은 시멘트 사용량을 저감시키고 고가의 알루미나 시멘트나 초속경성 시멘트를 사용하지 않기 때문에 비용 절감 효과도 크다.
본 발명의 다른 측면에 따른 바닥 구조체는 콘크리트 바닥면의 표면을 균질하게 하고 콘크리트 바닥면의 초기 강도, 내구성 및 내약품성을 향상시킨다. 또한, 상기 바닥 구조체는 산업 부산물인 친환경성 소재를 사용하여 유기 화합물의 사용을 저감함으로써 환경적 안정성이 크다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 바닥 구조 강화 시공 방법은 비용이 저렴하고 작업성이 우수하며 다양한 색상과 광택도를 발현하게 할 수 있다.
이하에서, 본 발명의 일 측면에 따른 모르타르 조성물에 관하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일 측면에 따른 모르타르 조성물은 4,000 내지 6,000㎠/g의 비표면적을 가지는 백시멘트 50 내지 60 중량부, 6,000 내지 8,000㎠/g의 비표면적을 가지는 고로슬래그 20 내지 30 중량부, 5,000 내지 7,000㎠/g의 비표면적을 가지는 고분말도 플라이애시 10 내지 15 중량부, 8,000 내지 12,000㎠/g의 비표면적을 가지는 메타카올린 3 내지 5 중량부, 3,000 내지 6,000㎠/g의 비표면적을 가지는 무수석고 3 내지 5 중량부, 물유리를 포함하는 속경성 자극제 2 내지 3 중량부, 및 수축 저감제 0.2 내지 0.5 중량부를 포함한다.
상기 모르타르 조성물은 결합재, 자극제 및 혼화제로 구성된다. 결합재는 모르타르 조성물의 대부분을 차지하는 재료로서 소정 비율로 혼합되는 백시멘트, 고로슬래그 및 메타카올린으로 구성되고, 자극제는 무수석고, 및 물유리와 황산 알루미늄을 포함하는 속경성 자극제로 구성되며, 혼화제는 수축 저감제 등으로 구성된다. 여기서, 자극제와 혼화제는 일종의 첨가제에 해당하며, 필요한 용도에 따라 다른 첨가제를 더 추가할 수 있음은 물론이다. 예를 들면, 추가될 수 있는 다른 첨가제로서는 충전제, 안료, 증점제, 지연제, 항진균제, 습윤제 또는 분산제 등을 들 수 있다.
상기 모르타르 조성물에 사용되는 백시멘트의 비표면적은 4,000 내지 6,000㎠/g이다. 백시멘트의 비표면적이 4,000㎠/g 미만일 경우에는 작업 강도의 확보가 어렵고, 백시멘트의 비표면적이 6,000㎠/g 초과일 경우에는 수화 수축이 높아질 수 있다. 모르타르 조성물에 포함된 백시멘트의 함량은 50 내지 60 중량부이다. 백시멘트의 함량이 50 중량부 미만인 경우에는 작업 강도의 확보가 어렵고, 백시멘트의 함량이 60 중량부 초과인 경우에는 고로슬래그에 의한 표면 반응에 의한 강도 증진 효과가 저하할 수 있다.
상기 모르타르 조성물은 고로슬래그를 포함한다. 고로슬래그는 온도 균열의 제어, 유동성의 증대, 수밀성 증대에 따른 내해수성 및 내약품성 개선, 장기 강도 증진 등의 역할을 한다. 고로슬래그는 자극제의 의해 피막이 파괴되면서 칼슘 이온과 높은 반응성을 갖는다. 고로슬래그는 CSH 겔의 생성을 촉진하고 모르타르에서 치밀한 조직을 형성함으로써 모르타르의 강도를 향상시킨다.
고로슬래그의 비표면적은 6,000 내지 8,000㎠/g이다. 고로슬래그의 비표면적이 6,000㎠/g 미만일 경우에는 반응성이 낮아 모르타르의 속경성을 실현하기 어렵고 초기 강도가 낮아질 수 있으며, 고로슬래그의 비표면적이 8,000㎠/g 초과일 경우에는 분쇄 비용이 증가하여 경제성이 나빠질 수 있다. 모르타르 조성물에 포함된 고로슬래그의 함량은 20 내지 30 중량부이다. 고로슬래그의 함량이 20 중량부 미만인 경우에는 모르타르의 장기 강도 증진이 어려워질 수 있고, 고로슬래그의 함량이 30 중량부 초과인 경우에는 모르타르의 초기 강도 발현 및 향후의 탄산화 저항성이 약해질 수 있다.
상기 모르타르 조성물은 고분말도의 플라이애시를 포함한다. 고분말도의 플라이애시는 공기 분급에 의하여 입형이 구형으로 조절된 5,000 내지 7,000cm2/g의 입자 크기를 갖는다. 고분말도 플라이애시는 일반 플라이애시에 비하여 조기 포졸란 반응성이 뛰어나며, 구형 입자로 인한 볼베이링 효과에 의하여 모르타르의 유동성 및 점도를 저감할 수 있다.
모르타르 조성물에 사용되는 고분말도 플라이애시의 표면적이 5,000cm2/g 미만일 경우 입경이 커져 조기 포졸란 반응성을 기대할 수 없으며, 수분의 흡착에 의한 볼베어링 효과가 저감된다. 고분말도 플라이애시의 표면적이 7,000cm2/g이상일 경우, 성능면에서 매우 효과적이나 일반 플라이애시로부터 고분말도 플라이애시를 얻을 수 있는 수율이 낮아지고 수득이 어려울 수 있다.
상기 모르타르 조성물은 메타카올린을 포함한다. 메타카올린은 모르타르 조성물로부터 형성된 모르타르의 조기 강도를 높이는 역할을 한다. 메타카올린은 반응성이 큰 특성을 가져 조기 포졸란 반응으로 모르타르의 조기 강도 발현을 유리하게 해 준다. 특히 메타카올린 입자의 크기가 작은 경우에는 메타카올린 입자가 경화체의 공극을 충진한 다음 공극에서 포졸란 반응에 의한 수산화칼슘을 소비함으로써 모르타르의 내구성을 더욱 향상 시킬 수 있다. 메타카올린 입자의 크기는 8,000 내지 12,000cm2/g이다.
모르타르 조성물에 사용되는 메타카올린의 표면적이 8,000㎠/g 미만인 경우에는 메타카올린에 의한 공극 충진 효과가 저하하고 반응성이 낮아져 바인더로서의 효과가 낮아질 수 있으며, 메타카올린의 표면적이 12,000㎠/g 초과인 경우에는 점도의 상승으로 작업성을 확보하기가 어려울 수 있다. 혼입되는 메타카올린의 중량은 3 내지 5 중량부이다. 메타카올린이 3 중량부 이상 혼입되면 모르타르 조성물로부터 형성되는 모르타르의 조기 강도가 만족스러운 정도로 상승하고 5 중량부 이하로 혼입되면 모르타르의 점도가 높지 않아 양호한 바닥면을 얻을 수 있는 충분한 워커빌리티(workability)를 얻을 수 있다.
상기 모르타르 조성물은 무수석고를 포함한다. 무수석고는 모르타르의 조기 강도 발현을 위하여 사용되는 자극제로서 예를 들면 천연무수석고를 사용할 수 있다. 무수석고는 분말 형태로 사용하는데 분말은 건조기에서 건조 처리한 후에 분쇄 및 분말화 가공을 실시하여 생성된다. 무수석고는 3,000 내지 6,000㎠/g 분말도를 가지도록 가공된다. 무수 석고 분말의 비표면적이 3,000㎠/g 미만일 경우에는 모르타르의 초기 강도 증진이 미약하며 6,000 ㎠/g 초과일 경우에는 분쇄 비용의 증가로 경제성이 나빠진다. 무수석고는 모르타르 조성물에 3 내지 5 중량부로 포함된다. 무수석고의 함량이 3 중량부 미만일 경우에는 자극제 부족으로 인하여 고로슬래그와 무수석고의 반응성이 저하되어 모르타르의 초기 강도 발현에 문제가 생길 수 있고, 무수석고의 함량이 5 중량부를 초과하면 무수석고가 알칼리 자극제로 투입되는 물유리와 상쇄 반응을 일으켜 자극제로서의 역할을 충실히 할 수 없게 되어 모르타르의 조기 강도가 통상의 시멘트 모르타르의 조기 강도보다 저하될 수 있다. 또한, 고로슬래그와 반응하지 못한 여분의 무수석고가 수화 생성물 사이에 응집 상태로 존재함으로써 수화 생성물들의 결합력을 약화시켜 모르타르의 장기 강도를 저하시킬 수 있다.
상기 모르타르 조성물은 물유리를 포함하는 속경성 자극제 2 내지 3 중량부를 포함한다. 물유리를 포함하는 속경성 자극제는 수화 촉진 작용을 일으켜 모르타르의 경화를 촉진시키고 응결 시간을 단축시킨다.
물유리는 알칼리-규산염계 유리의 진한 수용액으로서 가용유리라고도 하며, 물유리는 무색으로부터 백색이나 회백색에 이르는 다양한 색을 가지며 유리와 비슷하지만 물에 용해되어 시럽 상태의 액체를 형성하는 수정처럼 생긴 덩어리 형태를 띤다.
속경성 자극제의 함량이 2 내지 3 중량부를 만족하는 경우에 상기 속경성 자극제를 포함하는 모르타르 조성물로부터 형성된 모르타르는 경화가 촉진되고 고강도를 가지며, 결국 시멘트 사용량이 저감되어 비용 절감 및 친환경 효과도 가지게 된다.
상기 모르타르 조성물은 수축 저감제 0.2 내지 0.5중량부를 포함한다. 수축 저감제는 고로 슬래그를 다량 사용할 경우 발생할 수 있는 건조수축을 낮추어 준다. 수축 저감제가 0.2 중량부 미만일 경우에는 수축 저감 효과가 낮아 모르타르를 포함하는 바닥 구조체의 바닥 표면에 균열이 발생할 수 있고, 수축 저감제가 0.5 중량부 초과일 경우에는 모르타르의 경화 시간이 증대되어 시공성이 안 좋아질 수 있다. 상기 수축 저감제로는 프로필렌글리콜모노메틸에테르(CH3CH(OH)CH2OCH3), 디프로필렌글리콜모노메틸에테르(C7H16O3), 트리프로필렌글리콜모노메틸에테르(CH3(OC3H6)3OH), 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(CH3COOCH(CH3)CH2OCH3) 중 적어도 1종을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 성분들을 포함하는 모르타르 조성물은 예를 들면 상기 성분들을 배치형 혼합 믹서로 혼합하여 균질화시킨 분체일 수 있다. 이러한 모르타르 조성물은 고로슬래그 미분말 표면의 불투수성 피막이 초기 수화를 늦추어 모르타르 입자의 응집이 억제되기 때문에 모르타르 제조 과정의 초기에 유동성이 증가된다. 또한 모르타르 중의 석고 및 알칼리 자극제에 의해 고로슬래그의 불투수성 피막이 파괴됨과 동시에 수화가 촉진되고 내부의 수분이 소비됨으로써 블리딩이 저감될 수 있다.
상기 모르타르 조성물로 모르타르를 형성하는 경우에 내구성이 또한 크게 증가하는데 그 이유는 고로슬래그와 메타카올린의 잠재 수경성 반응과 포졸란 반응이 수밀성을 향상시키며 내부의 수산화 칼슘(Ca(OH)2)를 소비하여 내화학성 등의 물성이 향상되기 때문이다.
상기 모르타르 조성물에 포함되는 속경성 자극제는 황산알루미늄을 더 포함할 수 있다. 이 경우에 속경성 자극제에 포함되는 물유리와 황산알루미늄의 함량은 중량비로 3:0.1 내지 3:3일 수 있다. 황산 알루미늄은 알루미나 계열의 자극제로서 모르타르의 내열성과 내산성을 높이며 장기 강도를 발현하는 데에 효과적이다. 황산 알루미늄의 함량이 물유리 함량을 기준으로 상기 범위를 만족하는 경우에 모르타르의 내열성과 내산성은 적절하게 증가한다.
상기 모르타르 조성물에 사용되는 물유리는 규산 나트륨 및 규산 칼륨 중 적어도 1종을 포함할 수 있다. 물유리가 규산 나트륨인 경우에는 SiO2/Na2O의 몰비가 약 2 내지 3인 형태로서 Na2SiO3, Na6Si2O7, 또는 Na2Si3O7 등 여러 가지 형태로 표시될 수 있다. 물유리는 어떤 경우에는 물에 약간 녹으며 어떤 경우에는 전혀 녹지 않으나, 압력하에서 물과 함께 가열하면 잘 용해될 수 있다. 물유리는 물의 양이 소량일 때에 많을 때보다 더 쉽게 용해되며, 물유리가 용해된 용액은 강알칼리성을 띠는 특성을 가진다.
본 발명의 다른 측면에 따른 바닥 구조체는 상기 설명한 모르타르 조성물을 도포하여 형성된 모르타르층, 및 상기 모르타르층의 표면에 유-무기계 코팅제 조성물을 도포하여 형성된 유-무기계 코팅층을 포함한다.
상기 바닥 구조체는 모르타르층과 그 위에 형성된 유-무기계 코팅층으로 구성된다. 유-무기계 코팅층은 유기계 코팅제 조성물과 무기계 코팅제 조성물의 융합으로 형성된 코팅층으로서, 유기계 코팅제 조성물은 에폭시 계열의 유기계 원료를 포함하고 무기계 코팅제 조성물은 물유리의 무기계 원료를 포함할 수 있다.
유기계 코팅제 조성물은 높은 강도를 가지기 때문에, 모르타르 표면이나 콘크리트 표면에 형성된 유기계 코팅층과 모르타르층은 강도 및 열팽창계수의 차이가 발생할 수 있고 이로 인해 시공면의 박리 또는 균열이 생길 수 있다. 한편, 무기계 코팅층은 모르타르층과 강도 및 열팽창계수 차이 발생은 적으나, 유기계 코팅층에 비해 내수성과 강도가 낮아 시공면의 내구성이 낮아질 수 있다.
유기계 코팅제 조성물과 무기계 코팅제 조성물을 혼합하여 형성된 유-무기계 코팅층은 상기 유기계 코팅제 조성물의 특성에 의해 높은 기계적 강도와 내수성을 갖고 무기계 코팅제 조성물의 특성에 의해 높은 내화성 및 모르타르 결합성을 가진다. 유기계 코팅제 조성물은 에폭시 계열의 원료를 포함할 수 있고, 무기계 코팅제 조성물은 물유리계인 규산 칼륨, 규산 나트륨을 포함할 수 있다. 한편, 물유리는 백시멘트, 고로슬래그 및 메타카올린과 높은 반응성을 가진다.
상기 유-무기계 코팅제 조성물은 에폭시 수지 3 내지 6 중량부, 물유리 9 내지 11 중량부, 경화제 1 내지 4 중량부 및 분산제 2 내지 5중량부를 포함할 수 있다.
에폭시 수지는 유-무기계 코팅층의 기계적 강도를 증가시켜주는 유기계 원료로서 에폭시 수지의 함량이 상기 범위를 만족하는 경우에 유-무기계 코팅층에 높은 기계적 강도와 내수성이 부여된다. 에폭시 수지는 예를 들면 에피클로히드린(epichlorohydrin; C3H5OCl)과 비스페놀 A(4,4-isopropylidenediphenol, BPA, C15H16O2)의 중합 반응 생성물일 수 있다.
물유리는 무기계 원료로서 물유리의 함량이 상기 범위를 만족하는 경우에 유-무기계 코팅층에 내화성 및 모르타르 결합성이 부여된다. 경화제는 유기계 코팅제 조성물을 경화시키는 성분으로서 경화제의 함량이 상기 범위를 만족하는 경우에 만족스러운 경화 성능이 얻어진다. 예를 들면, 경화제로는 아미노에틸 피페라진(1-(2-aminoethyl)-piperazine), 에틸렌(ethylene, C2H4) 또는 프로필렌 옥사이드 (propylene oxide, CH3CHCH2), 및 폴리아민 (에틸렌 디아민 H2N-CH2-CH2-NH2, 1,3-디아미노프로판 H2N-(CH2)3-NH2, 헥사메틸렌디아민 H2N-(CH2)6-NH2 중 적어도 1종)의 반응 부가물을 사용할 수 있다.
분산제는 물유리 내에서 분산되어 양이온들 간의 반발력을 유도하는 성분으로서 분산제의 함량이 상기 범위를 만족하는 경우에 분산제가 물유리 내에서 적절하게 분산되어 양이온들 간의 반발력을 유도함으로써 물유리의 분산성을 향상시킬 수 있다.
물유리는 내수성이 약하므로 물유리와 에폭시를 혼합하여 사용한 유-무기계 코팅제 조성물은 물유리를 포함하나 에폭시를 사용하지 않은 무기계 코팅층에 비해 내열성과 내수성이 뛰어난 유-무기계 코팅층을 형성할 수 있다.
상기 물유리는 규산 나트륨 및 규산 칼륨을 75:25 내지 85:15의 중량비로 포함할 수 있다.
규산 칼륨은 규산 나트륨보다 가격이 비싸지만 규산 나트륨보다 높은 내열성을 가져 200 ℃ 이상에서 높은 내열성과 내수성을 보이므로 규산 나트륨과 규산 칼륨이 혼합된 물유리는 바닥 구조체의 열전도율이 낮은 특성을 보인다.
규산 나트륨과 규산 칼륨의 중량비가 상기 범위를 초과하는 경우에는 물유리의 열전도율이 높아지고 포비도는 낮아져 화재 발생시 모르타르 면의 열에 의한 수화물층 파괴 및 강도 저하를 방지할 수 없게 된다.
분산제는 수산화칼륨 수용액을 사용할 수 있다. 수산화칼륨 수용액을 유-무기계 코팅제 조성물에 사용할 경우 수산화 이온에 의한 에폭시 수지의 경화 분위기를 형성하여 유기 화합물의 사용량을 저감시킬 수 있다. 또한 과량의 양이온에 의한 이온간 반발력으로 물유리의 점도를 저감시킬 수 있으며 고농도의 물유리를 사용하더라도 적절한 작업성을 얻을 수 있게 해 준다. 수산화칼륨은 수산화나트륨보다 내열성능이 높아 내열성을 위하여 수산화칼륨을 사용하는 것이 바람직하다. 분산제는 예를 들면 1M(Mole) 수산화칼륨 수용액을 사용할 수 있다.
수산화칼륨의 함량이 낮은 경우에는 경화제의 사용량이 증가하고, 물유리의 점도를 조절할 수 없으며, 수산화칼륨의 함량이 높은 경우에는 에폭시의 경화시간을 촉진하여 일정한 작업시간을 얻을 수 없고 점도가 과다하게 저하하여 모르타르 표면에 과량 흡수하게 된다.
한편, 수산화칼륨은 유기계 코팅제 조성물에 대한 수산화 이온의 자극 때문에 유기계 코팅제 조성물에 대해 경화제 역할을 할 수도 있다.
상기 물유리의 고형분율은 20 내지 100 중량%일 수 있다. 물유리의 고형분율이 20 중량% 미만일 경우에는 코팅층의 점도가 낮아져 시공성은 양호하나 모르타르 표면으로의 흡수가 증가하여 내구성이 저하될 수 있다.
상기 유-무기계 코팅제 조성물에 의해 형성된 유-무기계 코팅층의 두께는 1㎜ 내지 5㎜일 수 있다. 상기 유-무기계 코팅층의 두께가 1㎜ 미만인 경우에는 마모 감량에 대한 안전성을 확보할 수 없고, 유-무기계 코팅층의 두께가 5㎜ 초과인 경우에는 도막의 두께가 두꺼워져 충격에 의한 파괴의 우려가 있다.
상기 유-무기계 코팅제 조성물에 포함되는 물유리는 상기 모르타르 조성물이 응결된 상태인 안정화된 모르타르 표면에서 다음과 같은 반응을 한다.
Figure 112012007550307-pat00001
(M=K, Na)
Figure 112012007550307-pat00002
여기서 발생된 MOH는 고로슬래그 및 메타카올린과 함께 다음과 같은 반응을 하여 Si-O-Al-O의 합성체를 생성시킨다.
Figure 112012007550307-pat00003
(M=K, Na)
상기 반응은 매우 빠르게 진행되며, 모르타르의 강도와 내화학성을 향상시켜주어 치밀한 수화 구조를 가지는 모르타르를 만들어 준다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 바닥 구조체를 이용한 바닥 강화 시공 방법은 콘크리트 표면의 요철 및 레이턴스를 제거 정리하는 단계; 상기 콘크리트 표면 상에 상기 설명한 모르타르 조성물을 도포하여 모르타르층을 형성하는 단계; 및 상기 모르타르층 상에 유-무기계 코팅제 조성물을 도포하여 유-무기계 코팅층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 유-무기계 코팅제 조성물은 에폭시 수지 3 내지 6 중량부, 물유리 9 내지 11 중량부, 경화제 1 내지 4 중량부 및 분산제 2 내지 5중량부를 포함할 수 있다.
상기 바닥 구조체를 이용한 바닥 강화 시공 방법은 공기 단축과 모르타르면 상부에 마모도 및 내충격성 등의 물성을 보강시키고 휘발성 유기화합물의 사용을 저감하여 VOCs 배출량을 줄여 환경 안정성을 가진다.
이하에서, 실시예들을 들어 본 발명에 관하여 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명이 이러한 실시예들에 한정되는 것은 아니다.
모르타르 조성물
모르타르 성능 비교 실험을 위하여, 백시멘트, 고로슬래그, 메타카올린, 천연무수석고, 황산알루미늄, 물유리, 및 수축 저감제를 다양한 혼합비로 배합하여 모르타르 조성물을 제조하였다. 얻어진 모르타르 조성물의 성분과 배합비를 하기 표 1에 나타내었다.
Figure 112012007550307-pat00004
실시예 1 내지 5는 본 발명에 따른 모르타르 조성물로서, 백시멘트 50~60 중량부; 고로슬래그 20~30 중량부; 플라이애시 10~15 중량부; 메타카올린 3~5 중량부; 천연무수석고 3~5 중량부; 및 황산알루미늄, 물유리, 및 수축 저감제를 혼합한 첨가제를 배합한 것이다. 비교예 1 내지 2는 각각 기존의 방식과 같이 백시멘트만을 사용하거나 알루미나 시멘트와 백시멘트만을 사용한 조성물이고, 비교예 3 내지 5는 백시멘트, 고로슬래그, 메타카올린 또는 천연무수석고 등의 함량이 본 발명에서 제시한 범위에서 벗어난 조성물이다.
상기 모르타르 조성물로부터 형성된 모르타르에 대해 모르타르의 품질을 나타내는 물성인 압축 강도, 부착 강도, 플로우 및 건조 수축을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
Figure 112012007550307-pat00005
표 2를 참조하면, 실시예 1 내지 5에 따른 모르타르의 1일 압축 강도, 3일 압축 강도, 7일 압축 강도 및 28일 압축 강도는 각각 21㎫ 이상, 31㎫ 이상, 38㎫ 이상, 43㎫ 이상이고, 부착강도는 2.1㎫ 이상이고, 플로우는 200㎜ 이상이고, 건조 수축률은 0.038% 이하로서, 비교예 1 내지 5에 따른 모르타르의 물성보다 모두 우수한 것임을 알 수 있다.
강도 평가
실시예 1에 따른 모르타르는 비교예 1 내지 2에 따른 모르타르보다 1일 압축 강도가 더 높은 것을 알 수 있다. 이것은 실시예 1에 따른 모르타르는 자극제에 의한 고로 슬래그와 메타카올린의 활성화로 인해 조기 강도가 발현되기 때문인 것으로 판단된다. 그러나 백시멘트만으로 구성되거나 백시멘트와 알루미나 시멘트를 혼합한 비교예 1 내지 2에 따른 모르타르는 이런 메커니즘이 일어나지 않는 것으로 생각된다.
실시예 1에 따른 모르타르는 비교예 1 내지 2에 따른 모르타르보다 장기 강도 증진에 있어서도 효과적이라는 것을 알 수 있다. 구체적으로 살펴보면, 실시예 1에 따른 모르타르는 잠재 수경성 반응과 자극제에 의한 반응으로 압축 강도의 증진 경향이 비교예 1에 따른 모르타르보다 높게 나타났으며, 비교예 2에 따른 모르타르는 3일 압축 강도까지는 실시예 1에 따른 모르타르와 유사하게 나타났지만, 7일 압축 강도 및 28일 압축 강도가 실시예 1에 따른 모르타르보다 증진 경향이 낮게 나타났다.
유동성( 플로우 ) 평가
실시예 2 내지 3에 따른 모르타르는 플로우가 200~205㎜로서 비교예 3에 따른 모르타르는 플로우보다 높게 나타나 작업성이 우수한 것을 알 수 있다. 이것은 비교예 3에 따른 모르타르는 메타카올린의 함량이 증가하여 점성이 증진된 것으로 이해할 수 있다.
한편, 메타카올린의 함량이 높은 비교예 3에 따른 모르타르는 강도가 대체로 높게 측정되고 메타카올린의 함량이 낮은 비교예 4에 따른 모르타는 1일 압축 강도가 낮은 것을 알 수 있는데, 이것은 메타카올린의 함량에 따라 조기 강도가 결정된다는 것을 보여주는 것이다.
수축 평가
실시예 4에 따른 모르타르는 수축 저감제를 포함하고 0.038%의 건조 수축률을 나타내었으며, 비교예 1 내지 3에 따른 모르타르는 수축 저감제를 포함하지 않고 0.056~0.071%의 건조 수축률을 나타내었다. 이로부터 수축 저감제가 수축률 저하에 효과가 있음을 알 수 있다.
실시예 1에 따른 모르타르는 수축 저감제를 포함하여 수축률이 낮게 나타났다. 한편, 비교예 5에 따른 모르타르의 경우에도 수축 저감제를 포함하여 실시예 1에 따른 모르타르와 유사한 수축률을 가지나 강도가 많이 낮아진 것을 알 수 있다. 이로부터 모르타르 조성물에 수축 저감제가 과다하게 혼입되면 모르타르의 강도가 낮아질 수 있다는 것을 예측할 수 있다.
코팅제 조성물
코팅제 조성물 성능 비교 실험을 위하여, 규산 나트륨, 규산 칼륨, 에폭시, 경화제 및 수산화칼륨 1M 용액을 다양한 혼합비로 배합하여 코팅제 조성물을 제조하였다. 얻어진 코팅제 조성물의 성분과 배합비를 하기 표 3에 나타내었다.
Figure 112012007550307-pat00006
실시예 6 내지 10 및 비교예 6 내지 11에서 물유리인 규산 칼륨과 규산나트륨의 중량비의 합은 1이고, 에폭시와 경화제는 첨가제 및 각종 내구성 보완제로서 사용되었다. 수산화칼륨 용액은 코팅제의 분산 역할 및 에폭시의 경화제로 사용되었다.
상기 코팅제 조성물로부터 형성된 코팅층에 대해 코팅층의 품질을 나타내는 물성인 마모량, 내산성, 내수성, 내화성, 가사 시간 및 TVOCs 방출량을 측정하여 하기 표 4에 나타내었다.
Figure 112012007550307-pat00007
마모도 평가
코팅제의 마모도는 테이버식 마모도 측정 장치(Taber type abrasion tester, 일본)를 사용하여 측정하였다. 마모도는 코팅층 표면의 최소 마모량으로 평가하였다. 실시예 10에 따른 코팅층(에폭시 0.3 중량부 포함)의 마모량은 1.8㎜이고, 비교예 6 내지 7에 따른 코팅층(에폭시 0.1 중량부 포함)의 마모량은 3.1~3.2㎜이었다. 이로부터 마모도는 에폭시 함량에 영향을 받는 것을 알 수 있다.
내구성 평가
1) 내산성 평가
코팅제의 내산성을 평가하기 위하여 상기 코팅제 조성물을 5% 농도의 염산 수용액에 집어넣은 후 일주일 후 외관을 관찰하였다. 실시예 6 내지 10에 따른 코팅제 조성물의 경우 외관상의 변화가 없는 것으로 나타났으나, 비교예 6 내지 7, 비교예 9 및 비교예 11에 따른 코팅제 조성물의 경우에는 에폭시 사용량이 적고 수산화칼륨 용액에 의한 분산성이 떨어지기 때문에 재료들의 불균일한 혼합이 발생하였고 그 결과 표면 코팅력이 저하되어 염산 침투로 인한 표면 열화가 발생하였다.
코팅제의 내산성을 향상시키는 에폭시 수지가 첨가된 경우에 대체로 내산성이 강한 것으로 나타났으나, 에폭시가 혼입되지 않은 비교예 9에 따른 코팅제 조성물은 유기성 피막이 없기 때문에 표면 들뜸이 발생하였다.
2) 내수성 평가
코팅제의 내수성을 평가하기 위하여 상기 코팅제 조성물을 100℃의 끓는 물에 집어넣은 후 외관을 관찰하였다. 실시예 6 내지 10에 따른 코팅제의 경우 외관상의 변화를 관찰할 수 없었다. 비교예 6 내지 7 및 비교예 9에 따른 코팅제의 경우 내수성이 약하여 표면이 들뜸이 발생하였다. 에폭시의 함량이 적은 경우 또는 에폭시가 전혀 혼입되지 않는 경우에 코팅제 표면이 용해되거나 들뜸이 발생하였다.
3) 내화성 평가
코팅제의 내화성을 평가하기 위하여 코팅제 표면에 직접 열을 가하여 연소시켰다. 비교예 6 내지 8 및 비교예 10에 따른 코팅제는 규산 나트륨의 함량이 전체 물유리 중량 대비 75중량% 초과인 경우로서 내화 실험 결과 코팅층 표면이 불에 의해 변이되고 연소가 발생하였다. 실시예 6 내지 10에 따른 코팅제는 규산 나트륨의 함량이 전체 물유리 중량 대비 75 중량% 미만인 경우로서 연소 반응이 발생하지 않았다. 실시예 6 내지 10에 따른 코팅제는 약간의 그을음만 발생하였고 이를 닦은 후 외관상의 변화는 없는 것으로 나타났다.
가사 시간 평가
실시예 6 내지 7에 따른 코팅제는 경화제와 수산화칼륨 용액의 중량의 합이 에폭시 중량과 같은 경우로서 가사 시간이 3.9 시간 이상으로 측정되었다. 비교예 10에 따른 코팅제는 경화제와 수산화칼륨의 중량의 합이 에폭시 중량보다 높은 경우로서 가사 시간이 매우 낮게 측정되었다. 비교예 8에 따른 코팅제는 수산화칼륨 용액의 함량이 과량인 경우로서 에폭시 수지의 경화 촉진 작용으로 인하여 가사 시간이 감소하는 것으로 생각된다.
TVOCs 방출량 평가
실시예 7에 따른 코팅제 조성물은 물유리 중량 대 에폭시 수지와 경화제 중량이 1:1에 해당하는 경우로서 TVOCs 방출량은 0.040㎎/㎡·h로 측정되었으며, 실시예 8에 따른 코팅제 조성물은 물유리 중량 대 에폭시와 경화제 중량이 2:1에 해당하는 경우로서 TVOCs 방출량은 0.032㎎/㎡·h로 측정되었다. 비교예 10에 따른 코팅제 조성물은 물유리 중량 대 에폭시 수지와 경화제 중량이 10:13에 해당하는 경우로서 TVOC 방출량은 0.090㎎/㎡·h로 측정되었다. 즉, 실시예 7에 따른 코팅제 조성물의 TVOCs 방출량은 비교예 10 대비 50% 이상 감소하였다.
TVOCs 방출량은 물유리 중량 대비 에폭시 수지와 경화제 중량이 증가할수록 증가하는 것을 알 수 있다.
바닥 구조체
상기 얻어진 모르타르 조성물을 도포하여 모르타르층을 형성하고 상기 모르타르층의 표면에 상기 얻어진 코팅제 조성물을 도포하여 코팅층을 형성함으로써 바닥 구조체를 형성하였다.
구체적으로 실시예 1에 따른 모르타르 조성물로 모르타르층을 형성하고 실시예 6에 따른 코팅제 조성물을 상기 모르타르층 상부에 도포하여 코팅층을 형성함으로써 실시예 11의 바닥 구조체를 형성하였다. 비교예 12의 바닥 구조체는 실시예 1에 따른 모르타르 조성물과 비교예 9에 따른 코팅제 조성물을 사용하였고, 비교예 13의 바닥 구조체는 비교예 1에 따른 모르타르 조성물과 실시예 6에 따른 코팅제 조성물을 사용하였으며, 비교예 14의 바닥 구조체는 비교예 1에 따른 모르타르 조성물과 비교예 9에 따른 코팅제 조성물을 사용하였다.
상기 바닥 구조체에 대해 휨강도, 부착 강도 및 내충격성을 측정하여 하기 표 5에 나타내었다.
Figure 112012007550307-pat00008
강도 평가
실시예 11의 바닥 구조체의 휨강도는 비교예 13의 바닥 구조체보다 3.5㎫ 정도 높게 나타났다. 휨강도를 결정하는 요인은 여러 가지가 있을 수 있겠으나 상기 결과에 의하면 모르타르의 물성이 주요한 요인이 된다는 것을 알 수 있다. 한편, 실시예 13의 바닥 구조체와 실시예 14의 바닥 구조체는 코팅제의 종류에 따라 휨강도가 다르게 나타났으며, 코팅제 조성물에 포함되는 에폭시 함량에 의해 휨강도가 개선되었다는 것을 알 수 있다.
실시예 11의 바닥 구조체는 비교예 12 내지 14의 바닥 구조체보다 부착 강도가 높게 나타났다. 실시예 11의 바닥 구조체의 경우 모르타르층 상부 표면에 대한 물유리의 반응성과 에폭시의 부착 강도의 증진으로 인하여 높은 부착 강도가 부여된 것으로 판단된다. 비교예 12 및 13의 바닥 구조체를 비교해 보면, 물유리와 에폭시가 혼입된 비교예 13의 바닥 구조체가 보다 높은 부착 강도를 나타내었다. 부착강도는 모르타르층과 코팅층의 반응성 및 코팅층의 강도에 따라 결정된다는 것을 알 수 있다.
내충격성 평가
실시예 11 및 비교예 13의 바닥 구조체가 내충격성이 양호한 것으로 확인되었다. 실시예 11의 바닥 구조체에서 실시예 6에 따른 코팅제가 충격에 대해 효과적인 내성을 발휘한 것으로 생각된다. 비교예 14의 바닥 구조체는 내충격성이 불량하여 균열이 발생하였는데 이것은 비교예 9에 따른 코팅층이 물유리로만 구성되었기 때문에 모르타르층 상부에서 약한 표면 강도와 인성을 나타낸 것으로 생각된다.
본 발명에 대하여 상기 실시예를 참조하여 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명에 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사항에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 4,000 내지 6,000㎠/g의 비표면적을 가지는 백시멘트 50 내지 60 중량부,
    6,000 내지 8,000㎠/g의 비표면적을 가지는 고로슬래그 20 내지 30 중량부,
    5,000 내지 7,000㎠/g의 비표면적을 가지는 고분말도 플라이애시 10 내지 15 중량부,
    8,000 내지 12,000㎠/g의 비표면적을 가지는 메타카올린 3 내지 5 중량부,
    3,000 내지 6,000㎠/g의 비표면적을 가지는 무수석고 3 내지 5 중량부,
    물유리를 포함하는 속경성 자극제 2 내지 3 중량부, 및
    프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 트리프로필렌글리콜모노메틸에테르, 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 수축 저감제 0.2 내지 0.5 중량부
    를 포함하는 모르타르 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 속경성 자극제가 황산알루미늄을 더 포함하고 상기 물유리와 상기 황산알루미늄의 중량비가 3:0.1 내지 3:3인 것을 특징으로 하는 모르타르 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 물유리가 규산 나트륨 및 규산 칼륨 중 적어도 1종을 포함하는 것을 특징으로 하는 모르타르 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 모르타르 조성물을 도포하여 형성된 모르타르층 및
    상기 모르타르층의 표면에 에폭시 수지 및 물유리를 포함하는 유-무기계 코팅제 조성물을 도포하여 형성된 유-무기계 코팅층
    을 포함하는 바닥 구조체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 유-무기계 코팅제 조성물이 에폭시 수지 3 내지 6 중량부, 물유리 9 내지 11 중량부, 경화제 1 내지 4 중량부 및 분산제 2 내지 5중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥 구조체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 물유리가 규산 나트륨 및 규산 칼륨을 75:25 내지 85:15의 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥 구조체.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 물유리의 고형분율이 20 내지 100중량%인 것을 특징으로 하는 바닥 구조체.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 에폭시 수지가 에피클로히드린(epichlorohydrin; C3H5OCl)과 비스페놀 A(4,4-isopropylidenediphenol, BPA, C15H16O2)의 중합 반응 생성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥 구조체.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 경화제가 아미노에틸 피페라진(1-(2-amioethyl)-piperazine), 에틸렌(ethylene, C2H4) 또는 프로필렌 옥사이드(propylene oxide, CH3CHCH2O), 및 폴리아민의 반응 부가물을 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥 구조체.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 분산제가 수산화칼륨 수용액을 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥 구조체.
  11. 제4항에 있어서,
    상기 유-무기계 코팅층의 두께가 1㎜ 내지 5㎜인 것을 특징으로 하는 바닥 구조체.
  12. 콘크리트 표면의 요철 및 레이턴스를 제거 정리하는 단계;
    상기 콘크리트 표면 상에 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 모르타르 조성물을 도포하여 모르타르층을 형성하는 단계; 및
    상기 모르타르층 상에 에폭시 수지 및 물유리를 포함하는 유-무기계 코팅제 조성물을 도포하여 유-무기계 코팅층을 형성하는 단계
    를 포함하는 바닥 구조체를 이용한 바닥 강화 시공 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 유-무기계 코팅제 조성물이 에폭시 수지 3 내지 6 중량부, 물유리 9 내지 11 중량부, 경화제 1 내지 4 중량부 및 분산제 2 내지 5중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥 구조체를 이용한 바닥 강화 시공 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101354074B1 (ko) * 2012-11-30 2014-01-27 주식회사 삼표산업 콘크리트용 분말형 고강도 증진제 조성물 및 그 제조방법
KR101367166B1 (ko) * 2013-11-21 2014-02-27 주식회사 정우소재 경량성 및 속경성을 갖는 단면복구용 모르타르 조성물 및 이를 이용한 단면복구 방법
CN103833415B (zh) * 2014-01-06 2015-09-30 江苏苏博特新材料股份有限公司 一种建筑用无机涂层材料的抗渗增强剂及其制备方法
KR102031736B1 (ko) * 2018-11-20 2019-10-14 (재)한국건설생활환경시험연구원 건축 외장재의 제조를 위한 3차원 프린팅용 세라믹 복합체 조성물과 이를 이용하여 출력된 건축 외장재의 성능개선방법
CN110066137A (zh) * 2019-06-19 2019-07-30 林振喜 一种不逆向分解混凝土固化剂及其制备方法
CN111620603A (zh) * 2020-05-15 2020-09-04 南宁市吉发环保科技有限公司 一种垃圾焚烧渣循环利用制备的隔声砂浆及其制备方法
CN114833301A (zh) * 2022-05-17 2022-08-02 郑州东方安彩耐火材料有限公司 一种新型复合水玻璃型砂的制作工艺

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100300472B1 (ko) * 1996-03-18 2001-08-31 야노 쓰네오 시멘트혼화재및시멘트조성물,및그것을사용하여이룬콘크리트제품의제조방법
JP2007084420A (ja) * 2005-08-26 2007-04-05 Ohbayashi Corp モルタル組成物、塗材及び吹付け材
JP2011219332A (ja) * 2010-04-14 2011-11-04 Denki Kagaku Kogyo Kk 電気抵抗の小さい急硬性左官用モルタル、急硬性左官用モルタル硬化体、及びそれを用いたコンクリート構造物内部にある鋼材の防食方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100300472B1 (ko) * 1996-03-18 2001-08-31 야노 쓰네오 시멘트혼화재및시멘트조성물,및그것을사용하여이룬콘크리트제품의제조방법
JP2007084420A (ja) * 2005-08-26 2007-04-05 Ohbayashi Corp モルタル組成物、塗材及び吹付け材
JP2011219332A (ja) * 2010-04-14 2011-11-04 Denki Kagaku Kogyo Kk 電気抵抗の小さい急硬性左官用モルタル、急硬性左官用モルタル硬化体、及びそれを用いたコンクリート構造物内部にある鋼材の防食方法

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