KR101599432B1 - 페놀수지를 바인더로 인발 성형한 섬유소재를 이용한 준불연 보강패널 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수 보강공법 - Google Patents

페놀수지를 바인더로 인발 성형한 섬유소재를 이용한 준불연 보강패널 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수 보강공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 페놀수지 100중량부를 기준으로, N-(2-아미노에틸-3-아미노프로필)트리메톡시실란 0.1 내지 25중량부; 수산화알루미늄, 황산칼슘, 카올린, 탈크 또는 이들의 혼합물 10 내지 300중량부; 소포제 0.1 내지 25중량부; 및 분산제 0.1 내지 25중량부를 포함하는 주제와, 페놀수지 100중량부를 기준으로, 경화제 5 내지 40중량부; 및 레조르시놀 수지 5 내지 100중량부를 포함하는 경화제 혼합물로 구성되는 페놀수지 조성물 10 내지 30중량%; 및 섬유소재 70 내지 90중량%를 포함하는 준불연 보강패널 조성물 및 이를 이용한 시공방법을 제공한다.
본 발명에 따른 준불연 보강패널 조성물은 열 및 화재발생시 일시에 연소되는 상황을 방지하여 2차 사고를 예방할 수 있을 뿐만 아니라, 친환경적이며, 보수 및/또는 보강성이 우수하다.

Description

페놀수지를 바인더로 인발 성형한 섬유소재를 이용한 준불연 보강패널 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수 보강공법{Quasi-noncombustible Panel Composition Using Fiber Material Made of Phenol Resin of Pultrusion by Binder and Concrete Structure Maintenance Using Thereof}
본 발명은 페놀수지를 바인더로 인발 성형한 섬유소재를 이용한 준불연 보강패널 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 토목건축 구조물의 보, 슬라브, 기둥, 터널, 교량, 산업시설물, 지하시설물인 전력구, 공동구, 통신구, 하수암거 등 밀폐된 공간의 화재확산을 방지하는 준불연재로서의 기능뿐만 아니라, 콘크리트 구조물의 균열에 따른 보수/보강시 사용되는 페놀수지를 바인더로 인발 성형한 섬유소재를 이용한 준불연 보강패널 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강공법에 관한 것이다.
일반적으로 콘크리트 또는 철근콘크리트구조물(예컨대, 교량, 옹벽, 터널, 일반 아파트나, 건물의 지하주차장, 주택이나 건물 벽 등)은 시간이 경과할수록 외적인 요인(충격, 화학물질, 해수 등)이나 자체의 물성변형으로 인해 균열, 부식 및 박리, 이로 인한 철근부위 노출, 백화, 처짐 현상 등이 발생되고 있는데, 특히 이렇게 진행되는 균열 부위 등은 붕괴와 같은 최악의 사태를 초래할 우려가 있기 때문에 사전에 보강 패널에 의한 보강작업을 하고 있음은 주지의 사실이다.
이러한 콘크리트 구조물의 보강은 내력 저하를 회복시키는 것과 사용목적에 적합하도록 구조 내력을 증가시키는 것으로 대별할 수 있는데, 먼저 균열된 구조물(구조체)의 보수, 보강을 위해서는 사전에 구조물을 조사하여 내력저하 원인을 파악한 후, 그 원인을 충분히 보완함에 적합한 보강공법을 결정해야만 한다.
한편, 콘크리트 구조물의 보강은 구조물을 사용목적에 맞게 다시 만든다는 측면에서 정밀하게 다룰 필요가 있으며, 보강 후의 거동에 대해서도 충분히 고려하지 않으면 안 된다.
구조물을 보강할 경우 균열의 원인, 하중, 필요한 내력보강의 범위와 규모, 환경조건, 경제성, 관리의 용이성 등을 고려하여 사전에 계획한 보강목적이 달성될 수 있도록 보강방법, 보강시기 및 보강재료를 선정하고 단면 및 부재를 설계하지 않으면 안 되고, 또 보강 설계시 구조물의 변경, 추가 장기 하중, 보강시의 시공하중 등을 고려하여 안정성을 꼭 검토하여야 한다.
특히, 구조물 표면의 박리 또는 초기 결함이나 균열의 발생은 열화 요인의 이동을 용이하게 하여 열화의 진행을 촉진시키므로 철근 콘크리트 구조물의 안정성 및 성능 확보를 위해서는 열화 초기에 보수/보강을 실시하여 더 이상의 열화진행을 억제하고, 내구 성능을 향상시킬 필요가 있다.
따라서 콘크리트의 열화, 강재의 부식, 기타의 원인에 의해 구조물 단면의 박리나 탈락 등의 열화 인자를 포함하는 콘크리트 부분을 제거한 후 단면을 원래의 성능 및 형태로 복원하기 위해 단면 복구 재료를 충진하거나 뿜칠 시공을 하여 보수를 실시하는 것이 일반적이다.
종래의 단면 복구를 위한 보수 보강재는 주로 시멘트계 모르타르나 폴리머 시멘트 모르타르 등을 사용하였는데, 이러한 종래의 보수 보강재는 기존 구조물의 열화를 억제하고 현재 이상의 내구 성능을 향상시키는 것을 목적으로 하여 강도를 높이거나 최초 시공시 부착 성능을 향상시키는 것에만 초점을 맞춘 것이 대부분이므로 시공 후 얼마 되지 않아 표면이 다시 쉽게 손상되기 때문에 보수/보강 공사를 자주 해야 하는 문제가 있었다.
이러한 일례로서 대한민국 공개특허 특2000-0001355호에는 강판(또는 섬유보강판재)을 이용하여 앵커 등으로 인장력을 받는 단면에 부착하여 콘크리트 구조물에 대한 보수 보강을 실시하는 기술이 활용되어 왔다.
그러나 강판을 앵커로 부착하는 방법의 경우는 강판의 무게가 많이 나가 다루기 어렵고 시간이 경과함에 따라 강판이 부식되어 지지력이 약화됨으로써 효과가 지속되기 어려운 문제점이 있었다.
이러한 종래의 보수/보강 공법의 문제점을 해결하기 위한 방편으로 대한민국 등록실용신안 제0345919호에서는 인장력을 받는 콘크리트 구조물의 단면 내에 일정한 깊이와 길이를 갖는 수평홈부와 그 양측에 형성된 수직홈부를 설치한 다음, 그 내부에 보수/보강재로서 섬유재 로프를 설치하고 로프의 외부에 고강도 모르타르나 에폭시로 일정한 두께로 마감하여 콘크리트 외부 단면과 같게 마감한 다음, 상기 수직 및 수평홈부 내에 복수개의 주입관을 설치하고 그 주입관 내에 에폭시를 주입하여 완전히 충전시키고 에폭시가 고화되면서 섬유재 로프를 긴장시켜 결과적으로 콘크리트 구조물 단면이 긴장되도록 함에 의해 콘크리트 구조물의 단면을 보수/보강하는 방법을 제안하고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출한 것으로서, 섬유소재, 예를 들면 현무암 섬유 및/또는 유리섬유 등의 섬유소재를 이용하여 내화성 및 강도 등을 향상시킨 준불연 보강패널 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 준불연 보강패널 조성물을 이용한 준불연 보강패널의 제조방법 및 이를 이용한 시공방법, 예를 들면 콘크리트 구조물의 보수보강 시공방법을 제공하고자 한다.
본 발명은
페놀수지 100중량부를 기준으로, N-(2-아미노에틸-3-아미노프로필)트리메톡시실란 15중량부, 수산화알루미늄 20중량부, 카올린 20중량부, 글리세린모노리시놀레이트 10중량부, 캐스터 오일 10중량부, 파라 톨루엔 설포닉산 20중량부, 및 우레아 포름알데하이드 레조르시놀 수지 30중량부로 이루어진 페놀수지 혼합물 20중량%와 현무암 섬유, 유리섬유, 천연섬유, 카본섬유, 합성섬유, 비닐섬유, 아라미드 섬유 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합된 혼합물을 포함하는 섬유소재 80중량%를 포함하는 준불연 보강패널 조성물에,
유변성 알키드수지를 페놀수지 100중량부를 기준으로 7중량부로를 더 포함하고,
마그네슘 실리케이트를 페놀수지 100중량부를 기준으로 3중량부로 더 포함하며,
나일론 6를 페놀수지 100중량부를 기준으로 10중량부로 더 포함하고,
칼슘설포알루미네이트를 페놀수지 100중량부를 기준으로 15중량부로 더 포함하며,
실리콘카바이드를 페놀수지 100중량부를 기준으로 15중량부로 더 포함하고,
에틸렌 초산 비닐을 페놀수지 100중량부를 기준으로 5중량부로 더 포함하며,
0.1 내지 10㎛인 기공을 0.05 내지 0.4cc/g의 범위로 포함하는 폴리비닐 알코올 분말을 페놀수지 100중량부를 기준으로 5중량부로 더 포함하고,
알루미나 시멘트를 페놀수지 100중량부를 기준으로 25중량부로 더 포함하며,
촉매로서 아미노프로핀트리에폭시실란을 페놀수지 100중량부를 기준으로 3중량부로 더 포함하고,
폴리아크릴산염으로 이루어진 흡수성 폴리머를 페놀수지 100중량부를 기준으로 5중량부로 더 포함하는 준불연 보강패널 조성물을 제공한다.
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또한, 본 발명은
콘크리트 구조물의 보수 또는 보강 대상표면을 깨끗하게 표면처리 하는 표면처리단계;
상기 표면처리단계가 종료된 후 에폭시 프라이머를 도포하는 프라이머 도포단계;
상기 프라이머 도포단계가 종료된 후 페놀수지 100중량부를 기준으로, N-(2-아미노에틸-3-아미노프로필)트리메톡시실란 15중량부, 수산화알루미늄 20중량부, 카올린 20중량부, 글리세린모노리시놀레이트 10중량부, 캐스터 오일 10중량부, 파라 톨루엔 설포닉산 20중량부, 및 우레아 포름알데하이드 레조르시놀 수지 30중량부로 이루어진 페놀수지 혼합물 20중량%와 현무암 섬유, 유리섬유, 천연섬유, 카본섬유, 합성섬유, 비닐섬유, 아라미드 섬유 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합된 혼합물을 포함하는 섬유소재 80중량%를 포함하는 준불연 보강패널 조성물에, 유변성 알키드수지를 페놀수지 100중량부를 기준으로 7중량부로를 더 포함하고, 마그네슘 실리케이트를 페놀수지 100중량부를 기준으로 3중량부로 더 포함하며, 나일론 6를 페놀수지 100중량부를 기준으로 10중량부로 더 포함하고, 칼슘설포알루미네이트를 페놀수지 100중량부를 기준으로 15중량부로 더 포함하며, 실리콘카바이드를 페놀수지 100중량부를 기준으로 15중량부로 더 포함하고, 에틸렌 초산 비닐을 페놀수지 100중량부를 기준으로 5중량부로 더 포함하며, 0.1 내지 10㎛인 기공을 0.05 내지 0.4cc/g의 범위로 포함하는 폴리비닐 알코올 분말을 페놀수지 100중량부를 기준으로 5중량부로 더 포함하고, 알루미나 시멘트를 페놀수지 100중량부를 기준으로 25중량부로 더 포함하며, 촉매로서 아미노프로핀트리에폭시실란을 페놀수지 100중량부를 기준으로 3중량부로 더 포함하고, 폴리아크릴산염으로 이루어진 흡수성 폴리머를 페놀수지 100중량부를 기준으로 5중량부로 더 포함하는 준불연 보강패널 조성물로 이루어진 패널을 접합하는 접합단계; 및
상기 접합단계가 종료된 후 준불연 보강패널과 대상표면사이에 접착제를 주입하는 접착제 주입단계를 포함하는 준불연 보강패널의 시공방법을 제공한다.
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본 발명에 따른 준불연 보강패널 조성물은 열 및 화재발생시 일시에 연소되는 상황을 방지하여 2차 사고를 예방할 수 있을 뿐만 아니라, 친환경적이며, 보수 및/또는 보강성이 우수하다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
한 가지 관점에서, 본 발명은 페놀수지 100중량부를 기준으로, N-(2-아미노에틸-3-아미노프로필)트리메톡시실란 0.1 내지 25중량부; 수산화알루미늄, 황산칼슘, 카올린, 탈크 또는 이들의 혼합물 10 내지 300중량부; 소포제 0.1 내지 25중량부; 및 분산제 0.1 내지 25중량부를 포함하는 주제와, 페놀수지 100중량부를 기준으로, 경화제 5 내지 40중량부; 및 레조르시놀 수지 5 내지 100중량부를 포함하는 경화제 혼합물로 구성되는 페놀수지 조성물 10 내지 30중량%; 및 섬유소재 70 내지 90중량%를 포함하는 준불연 보강패널 조성물을 제공한다.
다른 관점에서, 본 발명은 콘크리트 구조물의 보수 또는 보강 대상표면을 깨끗하게 표면처리 하는 표면처리단계; 상기 표면처리단계가 종료된 후 에폭시 프라이머를 도포하는 프라이머 도포단계; 상기 프라이머 도포단계가 종료된 후 페놀수지 100중량부를 기준으로, N-(2-아미노에틸-3-아미노프로필)트리메톡시실란 0.1 내지 25중량부; 수산화알루미늄, 황산칼슘, 카올린, 탈크 또는 이들의 혼합물 10 내지 300중량부, 소포제 0.1 내지 25중량부, 및 분산제 0.1 내지 25중량부를 포함하는 주제와, 페놀수지 100중량부를 기준으로, 경화제 5 내지 40중량부, 및 레조르시놀 수지 5 내지 100중량부를 포함하는 경화제 혼합물로 구성된 페놀수지 조성물 10 내지 30중량%; 및 섬유소재 70 내지 90중량%를 포함하는 준불연 보강패널 조성물로 이루어진 패널을 접합하는 접합단계; 및 상기 접합단계가 종료된 후 준불연 보강패널과 대상표면사이에 접착제를 주입하는 접착제 주입단계를 포함하는 준불연 보강패널의 시공방법을 제공한다.
또 다른 관점에서, 본 발명은 섬유소재를 인발하여 성형물을 제조하는 인발성형단계; 페놀수지 100중량부를 기준으로, N-(2-아미노에틸-3-아미노프로필)트리메톡시실란 0.1 내지 25중량부; 수산화알루미늄, 황산칼슘, 카올린, 탈크 또는 이들의 혼합물 10 내지 300중량부, 소포제 0.1 내지 25중량부, 및 분산제 0.1 내지 25중량부를 포함하는 주제와, 페놀수지 100중량부를 기준으로, 경화제 5 내지 40중량부, 및 레조르시놀 수지 5 내지 100중량부를 포함하는 경화제 혼합물로 구성된 페놀수지 조성물 10 내지 30중량%를 상기 인발성형단계에서 제조된 인발성형물 70 내지 90중량%에 함침시켜 인발성형물 형태로 이루어진 준불연 보강패널 조성물을 제조하는 조성물 제조단계; 상기 인발성형물 형태로 이루어진 준불열 보강패널 조성물을 시공할 콘크리트 구조물의 바탕면을 정리하는 단계; 상기 콘크리트 구조물의 바탕면에 인발성형물 형태로 이루어진 준불열 보강패널 조성물을 부착 고정하는 단계; 상기 인발성형물 형태로 이루어진 준불열 보강패널 조성물의 표면과 콘크리트 구조물의 바탕면 사이를 실링재로 밀봉 처리하는 단계; 및 상기 인발성형물 형태로 이루어진 준불열 보강패널 조성물에 주입관과 확인관을 설치하고, 상기 주입관을 통해 에폭시수지를 충전하면서 확인관을 통해 에폭시수지의 충전을 확인하는 단계를 포함하는 준불연 보강패널의 시공방법을 제공한다.
본 발명에 따른 준불연 보강패널 조성물, 특정적으로 페놀수지를 바인더로 인발성형한 섬유소재를 이용한 준불연 보강패널 조성물은 보수 및/또는 보강이 필요한 콘크리트 구조체 등에 적용되어 내화성 및 보강성 등을 제공할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 준불연 보강패널 조성물은 구체적으로 전체 보강패널 조성물 100중량%를 기준으로 페놀수지 조성물 10 내지 30중량% 및 섬유소재 70 내지 90중량%를 포함한다.
여기서, 상기 페놀수지 조성물은 주제와 경화제 혼합물로 구성되며, 상기 주제는 페놀수지; N-(2-아미노에틸-3-아미노프로필)트리메톡시실란; 수산화알루미늄, 황산칼슘, 카올린, 탈크 또는 이들의 혼합물; 소포; 및 분산제를 포함하며, 경화제 혼합물은 경화제와 레조르시놀 수지를 포함한다.
본 발명에 따른 페놀수지는 내열성, 난연성, 불연성, 저발연성의 특성이 있고, 기계적 물성이 우수하여 모재로 사용하면 화재에도 안전하다.
이러한 페놀수지는 당업계에서 통상적으로 사용되는 페놀수지라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 페놀과 포르마린 조건하에서 축합하여 합성시킨 페놀수지를 사용하는 것이 좋고, 보다 바람직하게는 비중(25℃)이 1.2 내지 1.3이고, 점도는 8,000 내지 10,000㎲, 겔화시간은 100 내지 120(150℃/sec), 불휘발성은 60 내지 75%, pH 7.5 내지 8.3인 것을 사용하는 것을 추천한다.
본 발명에 따른 준불연 보강패널 조성물의 페놀수지 조성물을 구성하는 페놀수지 외 나머지 성분들의 함량은 페놀수지 100중량부를 기준으로 한다.
본 발명에 따른 N-(2-아미노에틸-3-아미노프로필)트리메톡시실란[N-(2-Aminoethyl-3-aminopropyl) trimethoxysilane]은 보강패널 조성물에 코팅성을 제공하여 준불연 성능을 부가하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용하는 N-(2-아미노에틸-3-아미노프로필)트리메톡시실란이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하며, 그 사용량은 페놀수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 25중량부를 사용하는 것이 좋다.
본 발명에 따른 수산화알루미늄, 황산칼슘, 카올린, 탈크 또는 이들의 혼합물은 보강패널 조성물에 불연성을 제공한다.
바람직한 사용량은 특별히 한정되지 않지만, 추천하기로는 페놀수지 100중량부 기준으로 10 내지 300중량부를 사용하는 것이 좋다.
본 발명에 따른 소포제(Antifoaming agent)는 연행공기의 발생으로 인한 공기량의 증가를 감소시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 소포제라면 특별히 한정되지 않는다.
바람직한 소포제로는 등유, 파라핀 등과 같은 광유계 소포제, 동식물유, 참기름, 피마자유와 이들의 알킬렌옥사이드 부가물 등과 같은 유지계 소포제, 올레인산, 스테아린산과 이들의 알킬렌옥사이드 부가물 등과 간은 지방산계 소포제, 글리세린모노리시놀레이트, 알케닐호박산 유동체, 솔비톨모노라울에이트, 솔비톨트리올레이트, 천연 왁스 등과 같은 지방산 에스테르계 소포제, 폴리옥시알킬렌류, (폴리)옥시알킬에테르류, 아세틸렌에테르류, (폴리)옥시알킬렌알킬인산에스테르류, (폴리)옥시알킬렌알킬아민류,(폴리)옥시알킬렌아미드 등과 같은 옥시알킬렌계 소포제, 옥틸알콜, 헥사데실알콜, 아세틸렌알콜, 글리콜류 등과 같은 알콜계 소포제, 아크릴레이트폴리아민 등과 같은 아미드계 소포제, 인산트리부틸, 나트륨옥틸포스페이트 등과 같은 인산에스테르계 소포제, 알루미늄스테아레이트, 칼슘올레이트 등과 같은 금속비누계 소포제, 디메틸실리콘유, 실리콘 페이슷, 실리콘 에멀젼, 유기변성 폴리실록산(디메틸폴리실록산 등의 폴리오르가노실록산). 플루오로실리콘유 등과 같은 실리콘계 소포제로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 소포제의 사용량은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 바람직하게는 페놀수지 100중량부를 기준으로 0.1 내지 25중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 분산제(Dispersant)는 준불연 보강패널 조성물에 극성을 부여하여 보강패널 조성물을 구성하는 구성성분의 부착력을 향상시키고, 화합물들을 균일하게 분산시키며, 내한성을 개선시키는 기능을 수행하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 분산제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 유기산, 아로마틱 오일, 지방족 오일, 동 식물성 기름, 캐스터 오일, 면실유, 미네랄 오일 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 사용하는 것이 좋다.
바람직한 분산제의 사용량은 페놀수지 100중량부를 기준으로 0.1 내지 25중량부인 것이 좋다.
이때, 상기 분산제의 사용량이 0.1중량부 미만이면 거의 효과가 없고, 25중량부를 초과하면 액체처럼 되어서 상온에서도 전혀 강도를 발현하지 못하는 단점이 있다.
본 발명에 따른 경화제 혼합물을 구성하는 경화제는 당업계에서 통상적으로 사용하는 경화제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 산(acid) 형태의 경화제를 사용하는 것이 좋고, 보다 바람직하게는 파라 톨루엔 설포닉산[PTSA(Para Toluene Solfonic Acid)], 페놀술폰산, t-부틸페록식 벤조에이트(tert-Butylperoxy benzoate, TBPB), 무수프탈산(Phthalic acid anhydride), 방향족 폴리아민, 비스-(4-t -부틸사이클로헥산)페록시디카보네이트, 폴리메캅탄(Polymercaptan) 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 페놀수지 100중량부를 기준으로, 5 내지 40중량부를 사용하는 것이 좋다.
본 발명에 따른 경화제 혼합물을 구성하는 레조르시놀 수지(Resorcinol resin)는 당업계의 통상적인 레조르시놀 수지라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 레조르시놀 수지 부가체(resorcinol resin adduct)를 사용하는 것이 좋지만, 추천하기로는 우레아 포름알데하이드 레조르시놀 수지를 사용하는 것이 좋다.
바람직한 레조르시놀 수지의 사용량은 페놀수지 100중량부 기준으로 5 내지 100중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 섬유소재는 준불연 보강패널 조성물에 포함되어 강성을 제공하는 동시에 준불연 보강패널이 소정 형태를 갖도록 하기 위한 것이다.
바람직한 섬유소재로는 현무암 섬유, 유리섬유, 바졸트 섬유, 천연섬유, 카본섬유, 합성섬유, 비닐섬유 또는 아라미드 섬유 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상 혼합된 혼합물을 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 준불열 보강패널 조성물 100중량% 기준으로 70 내지 90중량%인 것을 추천한다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 섬유소재는 현무암 섬유와 유리섬유가 3:7 내지 7:3 중량비, 보다 바람직하게는 현무암 섬유와 유리섬유가 약 5:5의 중량비로 혼합된 섬유소재, 특정적으로 복합섬유소재로 이루어진 것을 포함한다.
다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 섬유소재는 준불연 보강패널 조성물에 혼합된 형태라면 어떠한 형태로 존재하여도 무방하지만, 바람직하게는 페놀수지 조성물이 바인더로 인발성형된 형태를 갖도록 하는 것이 좋다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 섬유소재는 보강패널 조성물을 구성하는 각각의 조성물이 함침되어 준불연 보강패널이 소정 형태를 갖도록 구성할 수도 있다.
이때, 상기 소정형태의 섬유소재는 인발성형된 형태뿐만 아니라 격자방식으로 직조된 직조섬유 형태로 구성될 수 있다.
상기 직조섬유는 위사와 경사방향의 섬유가 상하 맞물려서 직조되어 추후 늘어짐이나 올이 풀리는 경우를 최소화한다.
상기 직조섬유에 사용되는 원사의 두께는 적어도 10㎛ 이상의 섬유를 사용하는 것이 좋고, 마디의 두께도 5mm 내외로 일정하게 유지되도록 직조하며, 직조 후 직물의 두께는 0.345 내지 0.38mm로 경량화된 고강도 직조섬유를 형성한다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 섬유, 특정적으로 섬유소재는 10 내지 25mm를 갖도록 격자로 직조한 섬유 메쉬망 형태로 사용될 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 준불연 보강패널 조성물은 준불연 보강패널 조성물의 균열방지 및 인성증대를 위해 섬유소재 전체 중량부를 기준으로 5 내지 20중량부의 폴리아라미드 섬유 보강재를 더 포함할 수 있다.
상기 폴리아라미드 섬유 보강재로는 폴리아라미드(나일론 6), 폴리아라미드(나일론66), 및 아라미드 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 분산제가 코팅된 아라미드이다.
상기 폴리아라미드는 비교적 우수한 불활성 물질이며, 강염기를 포함한 다양한 유/무기 물질에 내성이 우수한 것으로 알려져 있다.
특히, 상기 분산제가 코팅된 아라미드(aramid)는 인장력, 내마모성, 내구성 등이 뛰어나다는 장점이 있어서 이를 준불연 보강패널 조성물에 혼입하게 되면, 앞서와 같은 아라미드 고유의 특성을 준불연 보강패널 조성물에 부여할 수 있다.
또한, 아라미드는 낮은 열전도도 특성 때문에 단열성능을 향상시킬 수 있다.
이러한 아라미드는 실의 형태로 뽑아 직물을 만드는 데 사용하는 필라멘트 형태, 분말형태로 형성하여 제품을 만드는 데 사용하는 펄프형태, 실의 두께를 자유롭게 조정함은 물론 다른 성질의 실과 혼방하여 사용하기 위해 약한 분쇄가공을 한 스테플 형태가 있는데, 본 발명에서는 필요에 따라 이중 선택된 어느 하나의 형태로 적용될 수 있다.
한편, 상기 아라미드는 단일 형상을 갖는 것이며, 그 길이는 1 내지 100mm, 바람직하게는 3 내지 40mm이며, 단면의 직경 또는 두께는 1 내지 50㎛, 바람직하게는 10 내지 40㎛이다. 상기 아라미드의 길이 및 직경 또는 두께는 목적하는 준불연 보강패널의 품질, 내구 성능과 인장강도, 휨강도 및 인성 등에 따라 최적 범위로 조절할 수 있으며, 단일 형상을 유지하는 단일 길이 및 단일 직경으로 사용하는 것이 바람직하다.
상기 아라미드에서 단일 형상이라 함은 길이 또는 직경 중 어느 하나라도 상이한 섬유가 혼합되지 않은 것을 의미하며, 준불연 보강패널 내의 분산성 측면에서 단일 길이 및 단일 직경의 단일 형상을 갖는 섬유 보강재를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 아라미드는 5mm의 게이지 길이(gauge length)로 측정한 강도가 8.5g/d 이상, 바람직하게는 9.5g/d이상이고, 5mm의 게이지 길이로 측정한 신도가 60 내지 135%, 바람직하게는 75 내지 115%가 될 수 있다.
본 발명에서 상기 아라미드의 강도 및 신도가 상기 범위를 벗어나면 준불연 보강패널의 균열저항 등을 개선하는 효과가 미약해질 수 있다.
상기 아라미드는 상대점도(RV)가 2.9 이상, 바람직하게는 3.2 이상이 될 수 있으며, 아라미드의 상대점도(RV)가 상기 범위 보다 낮으면 섬유자체의 강도 및 내마모 특성이 저하될 수 있다.
본 발명에서 아라미드는 섬도가 1 내지 10데니어, 바람직하게는 1.5 내지 5데니어인 것을 사용할 수 있다.
상기 섬도가 1데니어 미만인 경우에는 섬유의 표면적이 증가해서 접촉면적이 증가하는 장점은 있으나, 섬유 자체의 강도가 저하되고 준불연 보강패널 내 섬유의 분산성이 저하될 수 있다. 반면에, 섬도가 10데니어를 초과하는 경우에는 준불연 보강패널 단위면적당 섬유 개수가 감소하여 상대적으로 준불연 보강패널에서 취약부가 형성될 위험이 발생될 수 있다.
또한, 본 발명에서 아라미드는 섬유 표면에 에스테르계 윤활제 및 비이온성 계면활성제를 포함하는 코팅액으로 코팅될 수 있으며, 이러한 코팅을 통해 준불연 보강패널 내 분산성과 각 조성물과의 결합력이 크게 향상될 수 있다.
아라미드의 분산성과 결합력의 개선효과를 고려하면, 상기 코팅액의 코팅량은 아라미드 전체 중량 대비 0.5 내지 3중량%가 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 준불연 보강패널 조성물은 수축보상, 고강도, 예를 들면 높은 압축강도와 휨강도 및 초속경을 부여하기 위하여 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate)를 더 포함할 수 있다.
바람직한 칼슘설포알루미네이트의 사용량은 페놀수지 100중량부 기준으로 10 내지 20중량부인 것이 좋다.
한편, 상기 칼슘설포알루미네이트는 물과 접촉할 경우 순식간에 반응하여 에트린가이트(Ettringite) 수화물을 생성함으로써, 준불연 보강패널 조성물의 압축강도를 수분 내지 수 시간 안에 얻을 수 있도록 한다.
이때, 보다 신속한 수화반응을 위해 초미립 비정질 칼슘설포알루미네이트를 사용할 수도 있다.
상기 수화반응성 증대를 위해 사용되는 초미립 비정질 칼슘설포알루미네이트의 블레인 분말도는 5,000 내지 8,000㎠/g 정도인 것이 좋다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 칼슘설포알루미네이트는 28 내지 62중량%인 압연종말슬러지와, 19 내지 52중량%인 백운석슬러지와, 9 내지 20중량%인 부산석고가 포함되도록 구성되고, 상기 혼합물의 입도가 88㎛, 잔분이 5 내지 20중량%로 분쇄되어 이루어질 수 있다.
이후에, 상기 혼합물을 소성로에서 1,000 내지 1,300℃의 소성온도로 1시간 이상 유지한 후 공냉시켜, 칼슘설포알루미네이트를 제조하게 된다. 이때, 소성온도가 낮거나, 백운석슬러지의 함량이 높은 경우에는 미반응 석회의 양이 많아져 팽창성을 나타내므로 붕괴, 파괴의 염려가 있으며, 소성온도가 높거나 석회석 배합량이 적어도 칼슘설포알루미네이트의 생산이 적어져 소기의 목적을 달성할 수 없다.
특정적으로, 본 발명에 따른 준불연 보강패널 조성물은 칼슘설포알루미네이트 등과 반응하여 신속히 경화가 일어나도록 하기 위한 석고를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 석고는 무수석고 및/또는 탈황석고를 사용할 수 있고, 보다 바람직하게는 무수석고를 사용하는 것을 추천한다.
여기서, 상기 탈황석고는 탈황공정에서 발생되는 부산석고로서, 황 성분이 배제되어 친환경적이고, 탈황공정의 부산물을 재활용한다는 측면에서 고려될 수 있다.
상기 석고의 사용량은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 페놀수지 100중량부를 기준으로 1 내지 5중량부인 것이 바람직하다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 준불연 보강패널 조성물은 보강패널 조성물의 양생 중 패널의 표면으로 부상하여 치밀하고 경도가 높은 표면을 형성하여 수증기와 기타 기체, 액체의 투과를 방지하고, 내습성, 내구성, 내후성, 내충격성, 내약품성을 향상시키기 위하여 나노세라믹 입자를 더 포함할 수 있다.
상기 나노세라믹 입자의 사용량은 페놀수지 100중량부를 기준으로 5 내지 30중량부인 것이 좋다.
바람직한 나노세라믹 입자는 실리콘카바이드, 알루미나, 실리카, 지르코니아-실리카, ZnO, TiO2 및/또는 CaCO3가 포함된다.
이들 세라믹입자는 평균 입경이 나노 범위인 것이 바람직한데, 구체적으로 상기 실리콘카바이드의 평균 입경은 300 내지 500nm, 상기 알루미나의 평균 입경은 500 내지 1000nm, 상기 실리카의 평균 입경은 700 내지 1500nm, 상기 지르코니아-실리카의 평균 입경은 500 내지 1000nm, 상기 ZnO의 평균 입경은 500 내지 1000nm, 상기 TiO2의 평균 입경은 100 내지 300nm, 그리고 CaCO3의 평균 입경은 500 내지 1000nm인 것이 바람직하다.
이 중에서도 실리콘카바이드는 천연광물로 존재하지 않으므로 인공적으로 합성하며, 고온에서의 화학적 안정성 및 내식성이 뛰어나고 높은 경도를 갖는다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 준불연 보강패널 조성물은 그 내부에 필름을 형성하여 휨 및 부착강도를 향상시키며, 보수성이 개선되어 중성화, 염화물 이온침투, 동결융해 등의 내구성을 향상시키기 위하여 재유화형 폴리머 분말(Redispersible Polymer Powder)을 더 포함할 수 있다.
바람직한 재유화형 폴리머 분말은 에틸렌 초산 비닐(EVA) 또는 초산비닐/비닐바사테이트(Va/VeoVa) 중 선택된 어느 하나 이상으로 구성되는데, 겉보기 비중은 475ㅁg/l, 입도는 max,2%>400㎛이고, 물에 재분산 시 0.3 내지 9㎛의 입도분포를 나타내며, 그 사용량은 페놀수지 100중량부를 기준으로 0.1 내지 10중량부인 것이 좋다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 준불연 보강패널 조성물은 경량성과 강성을 제공하기 위하여 폴리비닐알코올 분말을 더 포함할 수 있다.
상기 폴리비닐알코올 분말은 0.1 내지 10㎛인 기공을 0.05 내지 0.4cc/g의 범위로 포함하는 폴리비닐 알콜 분말을 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 페놀수지 100중량부를 기준으로 0.1 내지 10중량부인 것을 추천한다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 준불연 보강패널 조성물을 구성하는 각각의 구성성분이 보다 치밀하게 결합될 수 있도록 바인더를 더 포함할 수 있다.
상기 바인더는 유/무기 바인더라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 불연성을 향성시키기 위해 유기 바인더 보다는 무기 바인더를 사용하는 것을 추천한다.
바람직한 무기 바인더로는 진흙, 점토, 규산나트륨, 규산알루미나, 규산칼슘 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 페놀수지 100중량부를 기준으로 2 내지 20중량부인 것을 추천한다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 준불연 보강패널 조성물은 준불연 보강패널 조성물 간의 결합력을 향상시키는 동시에 압축강도 및 휨 강도 등을 향상시키기 위해 페놀수지 100중량부를 기준으로 10 내지 50중량부의 알루미나 시멘트를 더 포함할 수 있다.
상기 알루미나 시멘트는 칼시아(CaCO3) 분말 및 알루미나(Al2O3) 분말을 1:1의 몰비로 정량하여 일정량의 원료 배치(batch)를 제조한 후 볼밀(ball mill)을 사용하여 균일하게 혼합하고, 혼합된 원료들을 몰리브덴실리케이트(MoSi2)로 제조된 로(furnace) 내에서 열처리하여 소결시키며, 소결이 완료된 물질을 소정 크기를 갖는 입자들로 분쇄하여 알루미나 시멘트 분말을 형성한다.
여기서, 균일한 크기를 갖는 입자들을 제조하기 위하여 적어도 1회 이상의 분쇄 공정을 실시하며, 바람직하게는 소결물들을 수백 ㎛ 이하의 입자들로 조분쇄한 후 소결 및 분쇄 공정을 반복하여 평균 입경 5㎛ 이하의 입자들로 미분쇄한다. 평균입자가 5㎛ 이상일 경우 물과 혼합시 균일한 혼합이 어려우며, 작업성 및 흐름성이 현저하게 떨어지게 되므로 평균 입자 5㎛ 이하의 미세분말로 구성되어야 한다. 예컨대, 소결물들을 알루미나 유발 내에서 250㎛ 이하의 입자들로 조분쇄한 후 소결 및 분쇄 공정을 3회 반복하여 평균 입경이 3.5㎛ 정도인 입자들로 미분쇄한다. 이때, 균일하게 분쇄된 알루미나 시멘트 분말에 리튬플루오라이드와 말레산을 첨가할 수 있다.
상기 리튬플루오라이드와 말레산은 순도 99.9% 이상의 고순도 시약을 사용하고, 말레산은 증류수에 희석시킨 후 시멘트 분말에 첨가하는 것이 바람직하다. 리튬플루오라이드의 경우 골수복용 알루미나 시멘트의 수화반응을 촉진시키는 촉진제로 작용하며 말레산의 경우 수화반응 이외에 산염기 반응을 유도함으로서 기계적 물성을 증진시키는 작용을 한다. 리튬플루오라이드 및 말레산을 첨가하면 알루미나 시멘트 분말이 물과 접촉하여 수화반응 및 산염기반응이 일어나고, 이로 인해 시멘트 분말들이 경화되어 알루미나 시멘트가 완성된다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 준불연 보강패널 조성물은 페놀수지 100중량부를 기준으로 0.1 내지 5중량부의 촉매를 더 포함할 수 있다.
상기 촉매는 경화를 촉진시키고 유기물인 페놀수지와 무기물인 유리섬유와 이외 물질을 서로 용이하게 결합시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 촉매라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 아미노프로핀트리에폭시실란을 사용하는 것이 좋다.
여기서, 상기 아미노프로핀트리에폭시실란은 유리섬유에 커플링제로 사용되고, 페놀수지와 결합이 가능한 아미노기를 가지고 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 준불연 보강패널 조성물은 칼슘설포알루미네이트가 최초 수화를 시작하도록 촉진시키는 촉매 역할을 하여 준불연 보강패널 조성물이 조기에 강도를 발현할 수 있도록 하는 동시에, 수화반응의 반응율을 높이기 위한 수화반응 촉진제를 준불연 보강패널 조성물의 페놀수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 3중량부 더 포함할 수 있다.
상기 촉진제로 사용 가능한 것은 리튬, 나트륨 및 칼륨 등 알칼리금속의 탄산염 또는 중탄산염으로 이루어진 군에서 한 가지 이상을 선택하여 사용할 수 있지만, 추천하기로는 리튬카르보네이트(Li2CO3)를 사용하는 것이 좋다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 준불연 보강패널 조성물은 페놀수지 100중량부 기준으로 흡수성 폴리머 1 내지 10중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 흡수성 폴리머는 물을 흡수하여 흡수성 폴리머가 팽창하여 볼 베어링과 같은 역할을 수행하여 준불연 보강패널 조성물의 작업성을 좋게 해 주고, 이로 인하여 준불연 보강패널 중의 단위수량을 감소시켜 강도가 증가하게 된다.
바람직한 흡수성 폴리머는 폴리아크릴산염 및 그 유도체, 폴리에칠렌옥사이드 유도체 및 흡수성 폴리우레탄류로 이루어진 것으로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물이다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 준불연 보강패널 조성물은 균열발생을 억제하고, 접착력 및 내구성을 향상시키기 위하여 페놀수지 100중량부 기준으로 5 내지 20중량부의 유변성 알키드 수지를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 준불연 보강패널 조성물은 조성물의 수명의 연장을 위하여 마그네슘 실리케이트를 페놀수지 100중량부를 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함할 수 있다.
상기, 마그네슘 실리케이트는 내화학성 및 내약품성과 풍화 저항성이 우수한 물성을 갖고 있으므로 보강패널 조성물에 포함되면 상기와 같은 특성에 의해 조성물의 수명이 연장되는 것이다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 준불연 보강패널 조성물, 특정적으로 페놀수지를 바인더로 인발성형한 섬유소재를 이용한 준불연 보강패널 조성물은 콘크리트 구조체 등의 보수보강을 위하여 패널로 제조하여 사용된다.
이때, 상기 준불연 보강패널 조성물을 이용하여 패널을 제조하는 방법은 당업계의 통상적인 방법이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 본 발명을 보다 용이하게 설명하기 위해 다음과 같이 그 일례를 설명한다. 한 가지 일례로서, 본 발명에 따른 준불연 보강패널 제조방법은 금형 또는 몰드에 페놀수지 100중량부를 기준으로, N-(2-아미노에틸-3-아미노프로필)트리메톡시실란 0.1 내지 25중량부; 수산화알루미늄, 황산칼슘, 카올린, 탈크 또는 이들의 혼합물 10 내지 300중량부; 소포제 0.1 내지 25중량부; 및 분산제 0.1 내지 25중량부를 포함하는 주제와, 페놀수지 100중량부를 기준으로, 경화제 5 내지 40중량부; 및 레조르시놀 수지 5 내지 100중량부를 포함하는 경화제 혼합물로 구성되는 페놀수지 조성물 10 내지 30중량%; 및 섬유소재 70 내지 90중량%를 포함하는 준불연 보강패널 조성물을 채워 넣은 후 양생하여 제조할 수 있다.
다른 일례로서, 본 발명에 따른 준불연 보강패널 제조방법은 섬유소재를 격자로 직조하여 직물섬유를 제조하는 직조단계;
페놀수지 100중량부를 기준으로, N-(2-아미노에틸-3-아미노프로필)트리메톡시실란 0.1 내지 25중량부; 수산화알루미늄, 황산칼슘, 카올린, 탈크 또는 이들의 혼합물 10 내지 300중량부; 소포제 0.1 내지 25중량부; 및 분산제 0.1 내지 25중량부를 포함하는 주제와, 페놀수지 100중량부를 기준으로, 경화제 5 내지 40중량부; 및 레조르시놀 수지 5 내지 100중량부를 포함하는 경화제 혼합물로 구성되는 페놀수지 조성물 10 내지 30중량% 및 상기 직조단계로 제조된 직물섬유 70 내지 90중량%를 혼합하여 직물섬유에 각 조성물이 함침되도록 하여 직물섬유층을 제조하는 직물섬유층 제조단계;
상기 함침이 종료된 직물섬유층에 10 내지 25mm의 격자를 갖도록 섬유를 직조한 섬유 메쉬망을 적층하는 메쉬망 적층단계; 및
상기 메쉬망 적층단계가 종료된 후 40 내지 60℃ 온도범위의 밀폐공간에서 양생시키는 양생단계를 포함한다.
여기서, 상기 직조단계의 직조섬유는 위사와 경사방향의 섬유가 상하 맞물려서 직조되어 추후 늘어짐이나 올이 풀리는 경우를 최소화한다.
상기 직조섬유에 사용되는 섬유소재의 원사 두께는 적어도 10㎛ 이상의 섬유를 사용하는 것이 좋고, 마디의 두께도 5mm 내외로 일정하게 유지되도록 직조하며, 직조 후 직물의 두께는 0.345 내지 0.38mm로 경량화된 고강도 직조섬유를 형성한다.
본 발명에 따른 섬유 메쉬망은 10 내지 25mm를 갖도록 격자로 직조된 섬유소재를 포함한다.
본 발명에 따른 양생단계에서 양생온도가 필요이상으로 높은 경우, 예를 들면 60℃ 이상으로 높은 경우, 수지계에서 기포가 조기에 발현될 수 있으므로, 적정온도를 유지하는 것이 좋다.
여기서, 상기 양생온도가 50℃ 미만으로 유지되면, 양생시간이 장시간 소요된다.
특정적으로, 본 발명에 따른 준불연 보강패널 제조방법은 상기 직물섬유층 제조단계를 반복 적층하여 직물섬유층을 복수로 형성할 수도 있다.
한편, 전술한 방법으로 제조되는 준불연 보강패널을 이용한 시공방법을 설명하면 다음과 같다. 여기서, 하기 시공방법은 준불연 보강패널의 일 실시양태로서 이에 한정되지 않고, 당업계의 통상적인 준불연 보강패널을 이용한 콘크리트 구조체 보수보강용 시공방법이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다.
한 가지 일례로서, 본 발명에 따른 준불연 보강패널의 시공방법은 콘크리트 구조물의 보수 또는 보강 대상표면을 깨끗하게 표면처리 하는 표면처리단계;
상기 표면처리단계가 종료된 후 에폭시 프라이머를 도포하는 프라이머 도포단계;
상기 프라이머 도포단계가 종료된 후 페놀수지 100중량부를 기준으로, N-(2-아미노에틸-3-아미노프로필)트리메톡시실란 0.1 내지 25중량부; 수산화알루미늄, 황산칼슘, 카올린, 탈크 또는 이들의 혼합물 10 내지 300중량부; 소포제 0.1 내지 25중량부; 및 분산제 0.1 내지 25중량부를 포함하는 주제와, 페놀수지 100중량부를 기준으로, 경화제 5 내지 40중량부; 및 레조르시놀 수지 5 내지 100중량부를 포함하는 경화제 혼합물로 구성되는 페놀수지 조성물 10 내지 30중량%; 및 섬유소재 70 내지 90중량%를 포함하는 준불연 보강패널 조성물로 이루어진 패널을 접합하는 접합단계; 및
상기 접합단계가 종료된 후 준불연 보강패널과 대상표면사이에 접착제를 주입하는 접착제 주입단계를 포함한다.
다른 일례로서, 본 발명에 따른 준불연 보강패널의 시공방법은 콘크리트 구조물의 보수 및/또는 보강 대상표면을 깨끗하게 표면처리 하는 표면처리단계;
상기 표면처리단계가 종료된 후 에폭시 프라이머를 도포하는 프라이머 도포단계; 상기 프라이머 도포단계가 종료된 후 상기 준불연 보강패널 제조방법에 따라 제조된 준불연 보강패널을 덧댄 후 앵커로 고정하는 준불연 보강패널 접합단계; 및
상기 준불연 보강패널 접합단계가 종료된 후 준불연 보강패널과 대상표면사이에 접착제를 주입하는 접착제 주입단계를 포함한다.
여기서, 상기 준불연 보강패널의 시공방법은 사용자의 선택에 따라 앵커 고정된 앵커헤드에 캡을 덮어씌운 뒤 접착제로 실링처리하여 밀봉하는 밀봉단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 접착제 주입단계에서 사용되는 접착제는 당업계의 통상적인 접착제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 에폭시 수지, 우레탄 수지, 아크릴 수지 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
또 다른 일례로서, 본 발명에 따른 준불연 보강패널의 시공방법은 섬유소재를 인발하여 성형물을 제조하는 인발성형단계;
페놀수지 100중량부를 기준으로, N-(2-아미노에틸-3-아미노프로필)트리메톡시실란 0.1 내지 25중량부; 수산화알루미늄, 황산칼슘, 카올린, 탈크 또는 이들의 혼합물 10 내지 300중량부, 소포제 0.1 내지 25중량부, 및 분산제 0.1 내지 25중량부를 포함하는 주제와, 페놀수지 100중량부를 기준으로, 경화제 5 내지 40중량부, 및 레조르시놀 수지 5 내지 100중량부를 포함하는 경화제 혼합물로 구성된 페놀수지 조성물 10 내지 30중량%를 상기 인발성형단계에서 제조된 인발성형물 70 내지 90중량%에 함침시켜 인발성형물 형태로 이루어진 준불연 보강패널 조성물을 제조하는 조성물 제조단계;
상기 인발성형물 형태로 이루어진 준불열 보강패널 조성물을 시공할 콘크리트 구조물의 바탕면을 정리하는 단계;
상기 콘크리트 구조물의 바탕면에 인발성형물 형태로 이루어진 준불열 보강패널 조성물을 부착 고정하는 단계;
상기 인발성형물 형태로 이루어진 준불열 보강패널 조성물의 표면과 콘크리트 구조물의 바탕면 사이를 실링재로 밀봉 처리하는 단계; 및
상기 인발성형물 형태로 이루어진 준불열 보강패널 조성물에 주입관과 확인관을 설치하고, 상기 주입관을 통해 에폭시수지를 충전하면서 확인관을 통해 에폭시수지의 충전을 확인하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 실링재는 당업계에서 통상적으로 사용하는 실링재라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 실리콘, 모르타르, 콘크리트 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 하기의 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
[실시예 1]
페놀수지 100g, N-(2-아미노에틸-3-아미노프로필)트리메톡시실란 15g, 수산화알루미늄 20g, 카올린 20g, 글리세린모노리시놀레이트 10g, 캐스터 오일 10g, 파라 톨루엔 설포닉산 20g, 우레아 포름알데하이드 레조르시놀 수지 30g로 이루어진 페놀수지 혼합물 20g과 현무암 섬유 및 유리섬유가 5:5의 중량비로 인발성형된 섬유소재 80g을 혼합하여 준불연 보강패널 조성물을 제조하였다.
[실시예 2]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 현무암 섬유 및 유리섬유가 5:5의 중량비로 인발성형된 섬유소재 80g 대신 현무암 섬유 및 유리섬유가 5:5의 중량비로 혼합된 섬유를 직조하여 약 0.36mm의 두께를 갖도록 직조된 직조섬유를 사용하여 실시하였다.
[실시예 3]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 섬유 보강재로서 나일론 6 10g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 4]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 칼슘설포알루미네이트 15g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 5]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 실리콘카바이드 15g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 6]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 에틸렌 초산 비닐 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 7]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 0.1 내지 10㎛인 기공을 0.05 내지 0.4cc/g의 범위로 포함하는 폴리비닐 알코올 분말 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 8]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 알루미나 시멘트 25g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 9]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 촉매로서 아미노프로핀트리에폭시실란 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 10]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 폴리아크릴산염로 이루어진 흡수성 폴리머 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 11]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 유변성 알키드수지 7g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 12]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 마그네슘 실리케이트 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 13]
페놀수지 100g, N-(2-아미노에틸-3-아미노프로필)트리메톡시실란 15g, 수산화알루미늄 20g, 카올린 20g, 글리세린모노리시놀레이트 10g, 캐스터 오일 10g, 파라 톨루엔 설포닉산 20g, 레조르시놀 수지 30g로 이루어진 페놀수지 혼합물 20g를 섬유소재로서 직조섬유 80g에 함침되도록 하여 직조섬유층을 제조하였다.
여기서, 상기 섬유소재의 섬유는 15㎛의 두께를 갖는 현무암 섬유 및 유리섬유가 5:5의 중량비로 혼합된 섬유를 직조하여 약 0.36mm의 두께를 갖도록 직조섬유를 사전에 준비하여 사용하였다.
그 다음, 현무암 섬유 및 유리섬유가 5:5의 중량비로 혼합된 섬유 원사를 이용하여 약 20mm의 격자를 갖도록 제조한 메쉬망 10g을 적층하였다.
그 다음, 상기 메쉬망이 적층된 준불연 보강패널을 약 50℃의 온도로 유지되는 밀폐공간에서 양생시켜 준불연 보강패널을 제조하였다.
[실험]
실시예 1 내지 실시예 12에 따라 제조된 준불연 보강패널 조성물의 기계적 물성, 예를 들면 나연성, 압축강도, 휨강도, 부착강도 등을 측정하였다.
그 결과를 표 1로 나타냈다.
화재전파 화염확산 압축강도(N/mm2) 휨강도(N/mm2) 부착강도(N/mm2)
실시예 1 7≤ 준불연등급 49.7 16.4 1.7
실시예 2 7≤ 준불연등급 51.4 16.7 1.6
실시예 3 7≤ 준불연등급 50.2 17.3 1.8
실시예 4 8≤ 준불연등급 49.4 14.7 1.9
실시예 5 7≤ 준불연등급 48.5 17.4 1.7
실시예 6 7≤ 준불연등급 50.6 17.8 1.8
실시예 7 8≤ 준불연등급 52.4 16.1 1.8
실시예 8 7≤ 준불연등급 52.3 14.5 1.7
실시예 9 7≤ 준불연등급 51.8 17.1 1.6
실시예 10 7≤ 준불연등급 50.3 15.5 1.7
실시예 11 8≤ 준불연등급 51.4 15.1 1.8
실시예 12 7≤ 준불연등급 50.3 14.5 1.8
표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 12에 따라 제조된 준불연 보강패널은 난연성, 압축강도와 휨강도가 좋고, 부착성이 우수한 것으로 나타났다
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (6)

  1. 페놀수지 100중량부를 기준으로, N-(2-아미노에틸-3-아미노프로필)트리메톡시실란 15중량부, 수산화알루미늄 20중량부, 카올린 20중량부, 글리세린모노리시놀레이트 10중량부, 캐스터 오일 10중량부, 파라 톨루엔 설포닉산 20중량부, 및 우레아 포름알데하이드 레조르시놀 수지 30중량부로 이루어진 페놀수지 혼합물 20중량%와 현무암 섬유, 유리섬유, 천연섬유, 카본섬유, 합성섬유, 비닐섬유, 아라미드 섬유 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합된 혼합물을 포함하는 섬유소재 80중량%를 포함하는 준불연 보강패널 조성물에,
    유변성 알키드수지를 페놀수지 100중량부를 기준으로 7중량부로를 더 포함하고,
    마그네슘 실리케이트를 페놀수지 100중량부를 기준으로 3중량부로 더 포함하며,
    나일론 6를 페놀수지 100중량부를 기준으로 10중량부로 더 포함하고,
    칼슘설포알루미네이트를 페놀수지 100중량부를 기준으로 15중량부로 더 포함하며,
    실리콘카바이드를 페놀수지 100중량부를 기준으로 15중량부로 더 포함하고,
    에틸렌 초산 비닐을 페놀수지 100중량부를 기준으로 5중량부로 더 포함하며,
    0.1 내지 10㎛인 기공을 0.05 내지 0.4cc/g의 범위로 포함하는 폴리비닐 알코올 분말을 페놀수지 100중량부를 기준으로 5중량부로 더 포함하고,
    알루미나 시멘트를 페놀수지 100중량부를 기준으로 25중량부로 더 포함하며,
    촉매로서 아미노프로핀트리에폭시실란을 페놀수지 100중량부를 기준으로 3중량부로 더 포함하고,
    폴리아크릴산염으로 이루어진 흡수성 폴리머를 페놀수지 100중량부를 기준으로 5중량부로 더 포함하는 준불연 보강패널 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 콘크리트 구조물의 보수 또는 보강 대상표면을 깨끗하게 표면처리 하는 표면처리단계;
    상기 표면처리단계가 종료된 후 에폭시 프라이머를 도포하는 프라이머 도포단계;
    상기 프라이머 도포단계가 종료된 후 페놀수지 100중량부를 기준으로, N-(2-아미노에틸-3-아미노프로필)트리메톡시실란 15중량부, 수산화알루미늄 20중량부, 카올린 20중량부, 글리세린모노리시놀레이트 10중량부, 캐스터 오일 10중량부, 파라 톨루엔 설포닉산 20중량부, 및 우레아 포름알데하이드 레조르시놀 수지 30중량부로 이루어진 페놀수지 혼합물 20중량%와 현무암 섬유, 유리섬유, 천연섬유, 카본섬유, 합성섬유, 비닐섬유, 아라미드 섬유 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합된 혼합물을 포함하는 섬유소재 80중량%를 포함하는 준불연 보강패널 조성물에, 유변성 알키드수지를 페놀수지 100중량부를 기준으로 7중량부로를 더 포함하고, 마그네슘 실리케이트를 페놀수지 100중량부를 기준으로 3중량부로 더 포함하며, 나일론 6를 페놀수지 100중량부를 기준으로 10중량부로 더 포함하고, 칼슘설포알루미네이트를 페놀수지 100중량부를 기준으로 15중량부로 더 포함하며, 실리콘카바이드를 페놀수지 100중량부를 기준으로 15중량부로 더 포함하고, 에틸렌 초산 비닐을 페놀수지 100중량부를 기준으로 5중량부로 더 포함하며, 0.1 내지 10㎛인 기공을 0.05 내지 0.4cc/g의 범위로 포함하는 폴리비닐 알코올 분말을 페놀수지 100중량부를 기준으로 5중량부로 더 포함하고, 알루미나 시멘트를 페놀수지 100중량부를 기준으로 25중량부로 더 포함하며, 촉매로서 아미노프로핀트리에폭시실란을 페놀수지 100중량부를 기준으로 3중량부로 더 포함하고, 폴리아크릴산염으로 이루어진 흡수성 폴리머를 페놀수지 100중량부를 기준으로 5중량부로 더 포함하는 준불연 보강패널 조성물로 이루어진 패널을 접합하는 접합단계; 및
    상기 접합단계가 종료된 후 준불연 보강패널과 대상표면사이에 접착제를 주입하는 접착제 주입단계를 포함하는 준불연 보강패널의 시공방법.
  6. 삭제
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