KR101531275B1 - 고내구성 및 고방청성 구체 방수제 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 칼슘 디 아질산염(calcium nitrite) 100중량부에 대해, 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinyl acetate) 50 내지 150중량부, 파라핀 왁스(paraffin wax) 50 내지 120중량부, 물 50 내지 120중량부, 스테아린산 아연(zinc stearate) 10 내지 50중량부, 디카르 복시산 (oxalic acid) 5 내지 30중량부, 푸탈산 수지 니스(phthalic resin varnish) 5 내지 20중량부, 멜라민 설폰산염(melamine resin) 5 내지 20중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고내구성 및 고방청성 구체 방수제 조성물에 관한 것이다.

Description

고내구성 및 고방청성 구체 방수제 조성물{COMPOSITION OF WATER PROOFING AGENT HAVING HIGH DURABILITY AND HIGH ANTICORROSIVENESS}
본 발명은 콘크리트에 첨가되어 구조물의 방수는 물론 고내구성과 고방청성이 도모될 수 있는 구체 방수제 조성물에 관한 것이다.
오늘날 콘크리트 구조물들이 널리 사용되고 있으며 그 중에서도 철도, 도로, 교량 및 터널 관련 콘크리트 구조물, 항만 및 수리 시설물 관련 콘크리트 구조물, 하수 종말 처리장 및 환경 콘크리트 구조물, 지하 암거·관거 구조물 및 건축 시설물관련 콘크리트 구조물 등에서 요구되는 성능은 콘크리트 수밀성을 통한 구체의 방수성능과 각종 열화인자에 대한 내구성능을 요구하여 왔으나 이에 대한 저항성이 부족하여 각종 콘크리트 구조물에서 방수성능 및 내구성능을 높이기 위하여 콘크리트 시공 후 내·외부에 방수시공을 추가로 진행하고 있는 실정이다.
또한 각종 콘크리트 관련 구조물 등에서는 철근 콘크리트의 철근을 부식시키는 성분(아황산가스, 질소화합물, 산성비 등)들이 다량으로 존재하고 있어 방수성능과 더불어 방청성능에 대한 대책도 절실히 필요하게 되었다.
이에 지금까지 각종 콘크리트 구조물의 방수성능, 방청성능 및 내구성능 등의 향상을 위한 대책 방안은 콘크리트 구조물 시공 후 콘크리트 표면에 침투방수, 도막방수 및 시트방수 공법 등을 적용하여 방수시공을 하였으나 시공상 어려운 부위가 발생되고 시공부위의 하자 발생이 늘면서 장기적인 내구성능을 확보하지 못함에 따라 유지관리의 어려움 및 보수주기 단축으로 인해 경제적 손실이 큰 실정이다.
대한민국 특허등록 제0500151호
본 발명은 앞에서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 콘크리트 타설 전 배합시점에 첨가함으로써 시공에서 발생하는 오류나 어려움을 최소화하고, 구조물에 방수는 물론 내구성 및 방청성이 발현되도록 하며, 이에 구조물의 유지 및 관리가 용이해지도록 하는 방수제 조성물을 제공하고자 함이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고내구성 및 고방청성 구체 방수제 조성물은 칼슘 디 아질산염(calcium nitrite) 100중량부에 대해, 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinyl acetate) 50 내지 150중량부, 파라핀 왁스(paraffin wax) 50 내지 120중량부, 물 50 내지 120중량부, 스테아린산 아연(zinc stearate) 10 내지 50중량부, 디카르 복시산 (oxalic acid) 5 내지 30중량부, 푸탈산 수지 니스(phthalic resin varnish) 5 내지 20중량부, 멜라민 설폰산염(melamine resin) 5 내지 20중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 본 발명에서는 상기 조성 외에도 칼슘 디 아질산염(calcium nitrite) 100중량부에 대해, 폴리부타디엔 5 내지 15중량부, 팔라듐 1 내지 5중량부가 더 포함되도록 할 수 있다.
하나의 예로 본 발명에서 상기 푸탈산 수지 니스(phthalic resin varnish)에는 실란이 전체중량 대비 5 내지 10중량부로 배합되도록 할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명인 고내구성 및 고방청성 구체 방수제 조성물은 각종 콘크리트 구조물의 방수성능은 물론 내구성능 및 방청성능을 배가시키도록 하며, 이에 의해 시공의 편리함과 더불어 시공 후 유지관리가 용이한 장점이 있다.
아래에서는 본 발명에 따른 양호한 실시 예 및 실험 예를 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 고내구성 및 고방청성 구체 방수제 조성물은 칼슘 디 아질산염(calcium nitrite) 100중량부에 대해, 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinyl acetate) 50 내지 150중량부, 파라핀 왁스(paraffin wax) 50 내지 120중량부, 물 50 내지 120중량부, 스테아린산 아연(zinc stearate) 10 내지 50중량부, 디카르 복시산 (oxalic acid) 5 내지 30중량부, 푸탈산 수지 니스(phthalic resin varnish) 5 내지 20중량부, 멜라민 설폰산염(melamine resin) 5 내지 20중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
칼슘 디 아질산염(calcium nitrite)은 본 발명의 방수제 조성물에 포함되어 방수성능을 그대로 유지하면서 방청성능을 증진시켜 콘크리트에 매립된 철근의 산화를 방지하여 철근 콘크리트의 부식을 억제할 수 있도록 한다.
즉 콘크리트 중의 철근을 부식으로부터 보호하는 작용을 하는 것으로서 콘크리트에 영향을 주지 않으면서 비교적 소량을 사용하여도 철근이나 강재의 부식을 방지하는 방청 작용을 하는 것이다.
이러한 칼슘 디 아질산염(calcium nitrite)의 작용기작은 아질산이온(NO2-)이 철(Fe)로부터 용출된 철 이온(Fe++)과 반응하여 녹 성분인 수산화제이철[Fe(OH)3]의 생성을 차단하면서 안정한 화합물인 Fe2O3를 생성되게 된다.
이렇게 생성된 Fe2O3는 철 표면에 생긴 부식 지점에 피막을 형성하여 폐쇄시키므로 철의 부식 진행을 방지하게 되는 것이다.
상기 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinyl acetate)는 재분산성 분말수지(Redispersible Powders Polymer)로서 첨가되는 것으로, 상기 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinyl acetate)가 물에 첨가시 안정하게 분산되는 것으로서, 건조나 경화 후 물에 녹지 않는 비가역적인 폴리머 필름을 형성하게 된다.
즉, 시멘트 몰탈 또는 콘크리트 제조 시 페이스트 속에 균일하게 분산되어 시멘트 수화에 의한 시멘트 겔(Gel)을 형성함과 동시에 시멘트 겔 표면에 폴리머 입자가 침착(沈着)되어 불용성의 피막을 형성하거나 모세관, 겔 공극을 충진 하게 된다. 따라서 부재의 휨강도를 증가시키고, 페이스트 수축 등에 의해 생기는 크랙을 방지함과 동시에 페이스트의 건조 또는 경화과정에서 바인더로 작용함으로써 부착력, 콘크리트의 내마모성 및 유연성을 증가시킨다.
상기 파라핀 왁스(paraffin wax)는 페이스트 내에서 충진성이 확보되도록 하여 밀실한 구조에 기해 방수성을 향상시키기 위한 구성에 해당한다.
상기 스테아린산 아연(zinc stearate)은 시멘트의 수화 반응에 따라 생기는 가용성의 수산화칼슘(Ca(OH)2)과 반응을 하여 수산기에 지방산기가 결합하여 발수성이 큰 고급지방산 칼슘을 생성하며, 발수성이 뛰어나므로 콘크리트 속의 모세관에 의한 수분의 흡수를 감소시키는 작용을 한다.
상기 디카르 복시산 (oxalic acid)은 분산제로서 기능을 하는 것으로 타 조성이 균일하게 분산되어 균일한 물성이 발현되도록 하는 것이다.
상기 푸탈산 수지 니스(phthalic resin varnish)는 칼슘 디 아질산염(calcium nitrite) 등 타 조성을 페이스트 내부로 침투시켜 밀착시키는 전색제로서 기능을 수행토록 하는 것이다.
상기 멜라민 설폰산염(melamine resin)은 감수제로서 기능을 수행토록 하는 것이다.
이에 더하여 본 발명에서는 상기 조성 외에도 칼슘 디 아질산염(calcium nitrite) 100중량부에 대해, 폴리부타디엔 5 내지 15중량부, 팔라듐 1 내지 5중량부가 더 포함되도록 할 수 있다.
이는 콘크리트 특히 표면의 조도불량 즉 표면에 공극이 발생되어 상기 공극으로 탄산, 수분 등의 유입을 방지토록 하기 위한 것이다. 이러한 표면공극은 페이스트의 알카리 성분과 금속성분 등이 반응하여 수소가스를 발생시켜 수소고용 능력이 과포화 되면 양생과정 등에서 수소가 페이스트 조직 외부로 방출되면서 콘크리트 표면에 공극, 균열 등이 형성됨에 기인한 것이다. 이렇게 발생된 표면공극은 표면조도를 불량하게 할 뿐 아니라 향후 방수 및 방청기능의 저하 포인트로서 작용을 하게 되는 것이다.
이에 본 발명에서는 폴리부타디엔이 첨가되도록 하는 바, 이러한 폴리부타디엔은 상기 팔라듐의 존재 하에 개방되는 이중결합을 가지며 이것은 개방형 이중결합에 수소의 고정을 용이하게 한다. 따라서 본 발명의 방수제에 폴리부타디엔과 팔라듐이 배합됨으로써 페이스트에서 발생되는 수소를 흡수토록 하여 표면공극의 형성을 제어토록 하는 것이다.
또한 본 발명에 있어 조성 중의 하나인 상기 푸탈산 수지 니스(phthalic resin varnish)는 내후성에서는 우수하나 콘크리트 페이스트의 알카리 환경에서 전색제로서 기능이 퇴색되는 문제가 있다.
이에 본 발명에서는 상기 푸탈산 수지 니스(phthalic resin varnish)를 첨가하되 푸탈산 수지 니스에는 전체중량 대비 실란이 5 내지 10중량부로 배합된 액체를 사용토록 하는 것이다. 이와 같이 실란이 첨가됨으로써 알카리 환경에서도 전색제로서 기능이 퇴화되는 것을 방지토록 하는 것이다.
단, 실란이 배합범위를 상기와 같이 한정하는 이유는 10중량부를 초과하는 경우 푸탈산 수지 니스의 전색제로서 기능성이 알카리 환경에서도 발현될 수 있도록 하나, 콘크리트의 중성화 초래할 수 있으므로 상기와 같이 한정하는 것이다.
하기 표 1은 본 발명의 실험에 사용된 시료의 배합비를 나타내고 있다.
Figure 112014124751582-pat00001
상기 방수제는 칼슘 디 아질산염(calcium nitrite) 100중량부에 대해, 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinyl acetate) 100중량부, 파라핀 왁스(paraffin wax) 80중량부, 스테아린산 아연(zinc stearate) 30중량부, 디카르 복시산 (oxalic acid) 10중량부, 푸탈산 수지 니스(phthalic resin varnish) 10중량부, 멜라민 설폰산염(melamine resin) 10중량부가 포함된 실시 예 1과, 상기 실시 예 1에 더하여 폴리부타디엔 10중량부, 팔라듐 2중량부가 더 포함된 실시 예 2와, 실시 예 2와 조성이 동일하되 푸탈산 수지 니스에 실란이 전체중량 대비 5중량부가 배합된 실시 예 3을 가지고 실험을 하였다. 그리고 비교 예는 상기 콘크리트 배합은 동일하되 방수제가 혼합되지 않은 시료에 해당한다.
이하 표 2는 각 시료에 대한 실험결과를 도시하고 있다.
Figure 112014124751582-pat00002
KS F 4926에 규정된 방법에 따라 압축강도, 투수비와 물 흡수계수비를 측정하였으며, KS F 2561에 규정된 방법에 따라 방청률을 측정하였다.
상기 표 2에서 보는 바와 같이 비교 예와 실시 예를 들에서 슬럼프는 동일하게 측정된 것으로 보아 본 발명의 방수제를 첨가하더라도 시공성에 영향은 없는 것으로 판단된다.
압축 강도 면에서 보면 비교 예 보다 본 발명의 방수제가 첨가되는 경우가 우수한 결과가 도출되는 것을 알 수 있는데 이는 본 발명의 방수제의 첨가에 의해 더욱 밀실한 구조가 도출됨에 기인한 것으로 판단된다.
또한 실시 예 1보다 실시 예 2의 경우가 압축강도 면에서 더욱 우수한 결과가 도출되는 것을 알 수 있는데 이는 방수제에 폴리부타디엔 및 팔라듐이 더 첨가됨으로써 페이스트에 발생하는 수소를 흡수하여 공극을 제어하는 것에 기인한 것으로 보인다.
방수성능 및 방청율에서 보면 비교예에 비해 본 발명의 방수제가 첨가된 실시 예들이 우수한 결과가 도출되는 것을 알 수 있다. 또한 실시 예 1보다 실시 예 2의 경우가 방수성능 및 방청율에서 우수한 결과가 도출되는 것을 알 수 있는데 이는 방수제에 폴리부타디엔 및 팔라듐이 더 첨가됨으로써 페이스트에 발생하는 수소를 흡수하여 특히 표면공극을 제어함에 의해 방수성은 물론 방청성도 우수하게 나타나는 것으로 판단된다. 또한 실시 예 2보다 실시 예 3의 경우가 방수성능 및 방청성에서 우수한 결과가 도출되는 것을 알 수 있는데 이는 실시 예 2의 경우 페이스트의 알카리 환경에서 푸탈산 수지 니스만을 조성으로 사용하는 것과 실시 예 3의 경우와 같이 푸탈산 수지 니스에 실란이 첨가되도록 하여 내알카리 환경이 조성된 경우의 차이로 보여진다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않음은 물론이며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 기술적 지식을 가진 자에 의해 상기 기재된 내용으로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 수 있음은 물론이다.

Claims (3)

  1. 칼슘 디 아질산염(calcium nitrite) 100중량부에 대해, 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinyl acetate) 50 내지 150중량부, 파라핀 왁스(paraffin wax) 50 내지 120중량부, 물 50 내지 120중량부, 스테아린산 아연(zinc stearate) 10 내지 50중량부, 디카르 복시산 (oxalic acid) 5 내지 30중량부, 푸탈산 수지 니스(phthalic resin varnish) 5 내지 20중량부, 멜라민 설폰산염(melamine resin) 5 내지 20중량부, 폴리부타디엔 5 내지 15중량부 및 팔라듐 1 내지 5중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고내구성 및 고방청성 구체 방수제 조성물.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    푸탈산 수지 니스(phthalic resin varnish)에는 실란이 전체중량 대비 5 내지 10중량부로 배합된 것을 특징으로 하는 고내구성 및 고방청성 구체 방수제 조성물.
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