KR101402853B1 - 콘크리트 구조물 표면 처리제 조성물 및 표면처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 PC 콘크리트 구조물의 분무 표면 처리제 조성물은 일반 시멘트의 입경보다 10배 이상 조밀한 입경을 가지는 즉, 일반 시멘트의 입경 분포인 6 내지 46㎛ 입경보다 미립화된 0.5 내지 5.0㎛의 입경 분포를 가지는 시멘트 미립자 및 골재를 사용하여 접착성과 통기성 및 시공시에 분무성을 향상시킨다.
상기 표면처리제 조성물은 물 100 중량부 당 수용성 수지 4.0 내지 6.0 중량부와 0.5 내지 5.0㎛ 입경의 미립 시멘트 0.8 내지 1.5 중량부, 0.5 내지 5.0㎛ 입경의 미립 골재 3.2 내지 4.5 중량부 및 기타 첨가제 0.05 내지 1.0 중량부로 이루어지며, 상기 조성물을 콘크리트 구조물의 표면에 에어리스 스프레이로 10 내지 30g/㎡ 양으로 고르게 분무 도포하는 PC 콘크리트 구조물의 분무 표면 처리방법을 제공한다.

Description

콘크리트 구조물 표면 처리제 조성물 및 표면처리방법{Surface treatment composition for concrete structure and method for surfacetreatment of concrete structure}

본 발명은 콘크리트 구조물의 표면 처리하는 처리제 조성물과 그 표면처리방법에 관한 것으로, 특히 PC 콘크리트 구조물의 표면의 오염을 방지하거나 제거하며, 기존의 구조물의 피복이 박리되거나 탈색, 오염 등에 의한 미관이 훼손된 경우 이를 보수하는 피복 처리제 조성물의 항균성, 내후성, 부착성, 내구성, 통기성, 투수성, 환경친화성 및 도장성을 개선한 PC 콘크리트 외벽처리용 코팅조성물에 관한 것이다.

일반 현장 타설 콘크리트 옹벽의 경우 신설 후 2~3년이 지나면 옹벽 배면에 있는 습윤한 흙에서 흡수된 물로 습윤한 상태가 지속되고, 여름철 더운 시기에는 증발이 되나 늦가을부터는 내면 젖은 흙에서 흡수된 물이 전면에서 신속히 증발되지 않아 이끼가 끼고 곰팡이가 발생하여 노출면이 검게 변하여 미관이 불량하게 된다.

따라서 오염된 옹벽 등의 토목구조물이나 건축물에 사용되는 PC 콘크리트 구조물의 외부는 통상적으로 미관의 개선이나 방수 등의 목적으로 각종 도료로 표면을 코팅 처리한다.

이러한 표면 코팅재로는 수성페인트가 널리 사용되고 있으며, 수성페인트는 저렴하고 용제의 사용이 없어 환경친화적이며, 적용 초기에는 은폐력, 작업성, 부착성이 양호하여 시공하기가 편리하다.

그러나 종래의 수성페인트는 주요 접착보조제로 수용성 합성수지와 도료, 방수제 등을 다량 배합하여 사용함에 따라, 구조물이 대기중에 노출되어 동절기와 하절기의 온도차이가 심할 경우에 내부의 콘크리트에 비하여 합성수지로 구성된 도료 간의 수축, 팽창 정도의 차이에 의하여 표면코팅층이 박리되면서 서로 분리되어, 그 표면의 미관을 해치거나 분리된 공간부에 습기에 의하여 곰팡이 등이 발생하거나 이끼류 등이 생성되는 등 다수의 문제점을 발생하고 있다.

또한 PC 콘크리트 구조물은 공장 제조 후 장기 보관 시에는 표면에 이끼나 곰팡이 등이 발생하여 제품의 미관을 해쳐 상품성이 저하되어 이를 보완하기 위하여 표면을 원상복구하기 위한 표면 처리제가 요구된다.

특허등록 제10-0206413호 "콘크리트 구조물 표면 피복제"에서는 표면 피복성분으로 비닐 아세테이트, 에틸렌, 모노아크릴모노머와 무기물이 주요 성분으로 사용하여, 다수의 수지를 함께 혼용하여 각각의 성분들이 갖는 특성을 이용하여 접착력을 배가한다는 특징은 있으나, 결국 합성수지와 콘크리트의 결합력이 떨어져 일정한 기간이 지나면 양재질 간의 분리현상이 발생하여 박리와 부패현상은 피할 수 없는 것이다.

또한 이를 개선하기 위한 등록특허 제10-0341935호에서는 탄산칼슘 등의 증량제, 미세한 섬유상 구조의 화이버로 구성된 크랙방지제, 시멘트 페이스트의 흐름성을 개선하고 침투성을 개선하는 유동성 개량제, 평활제를 첨가하였으며, 이산화티탄 금속코팅과 같은 중금속 혹은 유기물질계통의 살균 및 항균제, 고로슬래그나 실리카흄과 같은 강도보강재를 첨가한 코팅조성물을 제시하고 있다.

그런데 상기 특허에서는 증량제, 크랙방지제, 유동성 개량제, 살균제 등의 첨가에 의하여, 코팅 조성물의 물성을 일부 개선하였으나, 통기성이나 박리 현상의 방지 부착성의 향상 등에는 여전히 문제점이 있으며, 보강제나 크랙방지제의 입도가 과다하여 분무 피복의 어려운 점이 있다.

그리고 공개특허 제10-2007-0114493호에는 에폭시 수지로 이루어진 주제에 경화제와 포틀랜트 시멘트를 혼합한 3 성분으로 콘크리트 표면 보호 보수제 조성물에 의한 시공성과 보수성능이 개선된 콘크리트보호 보수제 조성물이 개시되어 있으나, 이 또한 통기성이나 박리성의 문제점을 완전히 해결하지는 못하고 분무 피복이 불가능하다.

본 발명에 따른 PC 콘크리트 구조물의 표면 처리제 조성물은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, PC 콘크리트 구조물의 피복의 접착성 향상에 의한 박리 방지와 통기성의 향상 및 피복이 박리되거나 오염된 구조물의 표면을 신속하고 편리하게 복원할 수 있는 분무 표면 처리제를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 아니하며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 상기의 목적 달성을 위하여 PC 콘크리트 구조물의 분무 표면 처리제 조성물은 일반 시멘트의 입경보다 10배 이상 조밀한 입경을 가지는 미립 시멘트입자와 동일한 입경을 가지는 미립 골재를 사용하여 접착성과 통기성 및 시공시에 분무성을 향상시킨다.

즉 일반 시멘트의 입경 분포인 6 내지 46㎛ 입경보다 미립화된 0.5 내지 5.0㎛ 바람직하게는 0.5 내지 3.0㎛의 입경 분포를 가지는 시멘트 미립자 및 골재를 사용한다.

구체적으로 상기 표면처리제 조성물은 물 100 중량부당 수용성 수지 4.0 내지 6.0 중량부와 0.5 내지 5.0㎛ 입경의 미립 시멘트 0.8 내지 1.5 중량부, 0.5 내지 5.0㎛ 입경의 미립 골재 3.2 내지 4.5 중량부 및 동일 입경의 기타 첨가제 0.05 내지 1.0 중량부로 이루어진다.

본 발명은 상기의 구성에 의하여 PC 콘크리트 구조물의 분무 표면 처리제 조성물은 분무 도포가 용이하며, 통기성 및 접착성이 개선되어 표면 박리가 개선되고, 현장에서 시공하는데 편리하며 에어리스 스프레이의 사용에 의하여 재료의 낭비를 방지할 수 있는 경제적인 효과가 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 표면 처리제 조성물을 처리하기 전의 옹벽의 상태에 대한 사진이다.
도 2는 본 발명의 표면 처리제 조성물을 처리한 옹벽의 상태에 대한 사진이다.

본 발명에 따른 PC 콘크리트 구조물의 분무 표면 처리제 조성물은 오염된 구조물이나 새로 설치된 구조물에 표면 처리제로 사용이 가능하며, 여러 가지 실시예가 가능하나 특정 실시예를 예시하여 이를 설명하고자 한다.

그러나 이는 본 발명을 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경이나 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이한 본 발명에 따른 PC 콘크리트 구조물의 분무 표면 처리제 조성물의 제조 및 표면처리방법에 대하여 상세하게 설명한다.

본 발명 PC 콘크리트 구조물의 분무 표면 처리제 조성물은 물 100중량부 당 수용성 수지 4.0 내지 6.0 중량부와 0.5 내지 5.0㎛ 입경의 미립 시멘트 0.8 내지 1.5 중량부, 0.5 내지 5.0㎛ 입경의 미립 골재 3.2 내지 4.5 중량부 및 기타 첨가제 0.05 내지 1.0 중량부로 이루어진다.

상기 수용성 수지는 수용성 EVA(ethylene-vinyl acetate copolymer), 수용성 아크릴 수지, 수용성 폴리비닐수지, 수용성 우레탄 수지 등을 하나 이상 선택하여 사용할 수 있으며, 수용성 EVA수지가 물성면에서 가장 바람직하고, 수지의 함량이 4.0 중량부 미만이면 접착성이 떨어지고, 6.0 중량부를 초과하면 통기성이 저하된다.

미립 시멘트는 일반 시멘트류나 백시멘트, 알루미나시멘트 등 용도에 따라 하나 이상 선택할 수 있으며, 일반 시멘트는 일반적으로 6 내지 46㎛ 입경을 가지므로 이를 볼밀 등으로 미분쇄하여 0.5 내지 5.0㎛로 미립화하여 사용한다.

미립골재도 화강암 정도의 강도를 가지는 석재를 미분쇄하여 미립시멘트와 동일한 입경의 미립자를 형성하여 사용한다. 미립 시멘트 및 미립 골재가 0.5㎛ 미만이면 강도와 접착성이 떨어지며, 5.0㎛를 초과하면 통기성이 저하된다.

이와 같이 시멘트 및 골재를 미립화하는 것은 분무 도포를 용이하게 할 뿐만 아니라, 미립자에 의하여 기존의 콘크리트 구조물의 시멘트입자 및 골재입자 표면에 미립자들이 접착되어 기존의 통기성을 유지하고, 접착강도도 강화되어 콘크리트 표면의 오염되거나 열화된 부분을 감쌀 수 있다.

또한 시멘트입자와 골재입자의 비율을 1:3 정도로 하여 경화에 최적비율로 구성한다.

그리고 물의 함량을 높이고 시멘트 및 골재의 입자를 미립화 함으로써 분무 도포가 용이하게 하여 에어리스 스프레이를 사용할 수 있어, 에어 스프레이를 사용하는 것보다 도포율을 향상시킬 수 있다.

기타 첨가제로는 필요에 따라 도료나 안료, 항균 및 살균제, 발수제, 소포제, 공기연행제(AE제), 계면활성제 그리고 색소 등을 0.05 내지 1.0중량부 추가로 사용할 수 있다.

상기 성분은 특별히 한정하지 아니하며 이 기술분야의 도료 등의 피복제 조성물에 사용되는 공지의 성분들을 필요에 따라 선택하여 사용한다.

예를 들면 항균이나 살균제는 제올라이트계 또는 금속 함유 산화티탄 등 무기질 성분이 내구성이나 인체의 무해하므로 유리하며, 5㎛ 이하의 미립자 형태로 사용한다. 발수제는 고급지방산의 금속염, 분말 실란, 실록산 등을, 계면활성제는 리그닌 술폰산, 나프탈렌 술폰산, 메라민술폰산 등이 사용가능하다.

본 발명의 조성물을 오염된 PC 콘크리트 구조물의 표면에 도포 시에는 오염된 표면을 그라인더 또는 분무 세척하여 분리된 도료 등을 제거한 후, 10 내지 30g/㎡ 양으로 에어리스 스프레이로 도포하며, 오염도 또는 필요에 따라 수회 도포할 수 있다.

또한 오염되지 아니한 PC 콘크리트 구조물의 최초 도포제로 사용이 가능하며, 이 경우 필요에 따라 안료, 색소 등의 첨가에 의하여 색도 조절이 가능하다.

에어리스 스프레이를 사용하는 것은 에어 스프레이를 사용할 경우 공기압에 의한 피복제의 분산으로 인한 손실을 방지하기 위한 것이며, 본 발명에서는 미세입자를 사용함으로써 에어리스 스프레이를 막힘없이 사용이 가능하다.

본 발명의 효과는 미세입자들이 PC 콘크리트 구조물의 공극에 침투하여 시멘트 및 골재 등의 표면에 고르게 부착되어, 종래의 동일한 입자에 의한 표면의 덧씌우는 구성에 의한 통기성 및 부착력 저하를 방지하는 것에 의하여 달성되는 것이며, 미세입자에 의한 분무가 용이하며 재료의 절감 등을 이룰 수 있는 유용한 발명인 것이다.

이하 본 발명의 PC 콘크리트 구조물의 분무 표면 처리제 조성물을 구체적인 실시예를 통하여 설명한다.

먼저 일반 포틀랜드 시멘트 및 석분을 볼밀로 평균입경 1㎛로 미분쇄한 후 채분리로 3㎛ 이하의 입자를 선별한다.

수용성 EVA수지 500g을 물 10kg(10ℓ)에 혼합하여 완전 용해시킨 다음, 선별한 미세 시멘트 120g과 미세 석분 380g을 첨가하고 혼합하면서, 제올라이트계 무기 항균제 3g, 발수제로 실록산 3g, 계면활성제로 리그닌 술폰산 3g, 공기연행제로 ECONEX® A(건설화학 제품) 3g을 첨가 혼합한다.

오염된 콘크리트 구조물의 표면을 세척한 후, 상기 혼합물을 에어리스 스프레이(한국그레이코주식회사: 울트라 맥스 Ⅱ 490)로 10g/㎡로 고르게 분무 도포한다.

필요한 경우 2 내지 3회 추가 도포한다.

위와 같은 실시예에 따른 본 발명의 표면 처리제를 시공한 콘크리트 구조물의 노출면은 통기성이 확보되면서도, 표면처리미립자가 콘크리트 표면의 시멘트입자 및 골재입자에 부착되어 표면을 깨끗하게 보이게 하고, 먼지 등 오염물이 쉽게 부착되지 않아 콘크리트 면의 원 상태가 오랫동안 유지된다(도 2 참조).

본 발명의 표면 처리제를 시공한 경우, 노출면은 깨끗하게 유지하면서도 통기성은 유지되어 콘크리트 도장 효과를 극대화할 수 있으며, 특히 PC 콘크리트 (Precast Concrete)의 공장 제품의 경우는 치밀한 콘크리트 생산이 가능하여 한번 오염된 노출면을 통기성 있는 본 제품으로 표면 처리할 경우, 5년 이상 깨끗한 면을 유지시킬 수 있을 뿐 아니라 향후 오염도를 크게 줄일 수 있다.

또한, 이러한 표면처리 공법은 시공이 간편하고 재료비도 저렴하여 에폭시 코팅 등의 표면처리 방법에 비해 1/6~1/8 가격으로 실행이 가능하다.

이상의 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.

그러므로 이 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 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

1. 콘크리트 표면 처리제 조성물에 있어서,
   물 100 중량부당 수용성 EVA 수지, 수용성 아크릴 수지, 수용성 폴리비닐수지, 수용성 우레탄 수지 중에서 선택된 하나 이상의 수용성 수지 4.0 내지 6.0 중량부와　0.5 내지 3.0㎛ 입경의 미립 시멘트 0.8 내지 1.5 중량부, 0.5 내지 3.0㎛ 입경의 미립 골재 3.2 내지 4.5 중량부 및 첨가제 0.05 내지 1.0 중량부로 이루어진 것을 특징으로 하는 PC 콘크리트 구조물의 분무 표면 처리제 조성물.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   미립 시멘트는 일반 시멘트류나 백시멘트, 알루미나시멘트 중에 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 PC 콘크리트 구조물의 분무 표면 처리제 조성물.
4. 제1항에 있어서,
   첨가제는 도료나 안료, 항균 또는 살균제, 발수제, 소포제, 공기연행제, 계면활성제 및 색소 중에 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 PC 콘크리트 구조물의 분무 표면 처리제 조성물.
5. PC 콘크리트 구조물의 분무 표면 처리 방법에 있어서,
   일반 포틀랜드 시멘트 및 석분을 볼밀로 평균입경 0.5 내지 3.0㎛로 미분쇄 하고,
   별도의 수용성 EVA 수지, 수용성 아크릴 수지, 수용성 폴리비닐수지, 수용성 우레탄 수지 중에서 선택된 하나 이상의 수용성 수지 4.0 내지 6.0 중량부를 물 100중량부에 혼합하여 완전 용해시킨 다음,
   미립 시멘트0.8 내지 1.5 중량부와 미립 골재 3.2 내지 4.5 중량부를 첨가하여 혼합하고,
   첨가제 0.05 내지 1.0 중량부를 첨가 혼합하여 콘크리트 표면 처리제 조성물을 제조한 후,
   콘크리트 구조물의 표면에 상기 조성물을 에어리스 스프레이로　 10 내지 30g/㎡ 양으로 고르게 분무 도포하는 것을 특징으로 하는 PC 콘크리트 구조물의 분무 표면 처리 방법.

Images