KR101619288B1 - 방수 및 방청용 시멘트 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

철근 콘크리트의 내구성을 증진시킴으로서 염해 지역이나 부식환경 등에서 유용하게 적용할 수 있는 방수 및 방청용 시멘트 및 그 제조방법에 관한 것으로, (a) 시멘트, 방수재, 방청제를 마련하는 단계, (b) 상기 시멘트, 방수재, 방청제를 각각 계량하여 혼합기에서 혼합하는 단계, (c) 상기 단계 (b)에서 혼합된 시멘트 혼합물을 배출하는 단계를 포함하고, 상기 단계 (b) 및 (c)에서의 이송은 스크류 컨베이어의 의해 실행되고, 상기 단계 (b)는 재료분리 성분이 없도록 블레이드가 장착된 혼합기에서 50~70회/분의 회전 속도로 실행되며, 상기 방수재는 인공 포졸란(Pozzolan) 활성제(活性劑)인 플라이에쉬(Fly Ash) 또는 슬래그(Slag) 및 실리카흄을 주재로 하고, 여기에 고급 지방산계 금속염, 재분산성 분말수지 및 고성능 감수제를 포함하고, 상기 방청제는 양극형 무기염과 산화방지제인 탄닌을 포함하는 구성을 마련하여, 콘크리트의 응집현상을 방지할 수 있다.

Description

방수 및 방청용 시멘트 및 그 제조방법{CEMENT FOR WATER PROOF AND ANTICORROSIVE AND METHOD OF MANUFACTURE THEREOF}
본 발명은 방수 및 방청용 시멘트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 건조 수축을 감소시키며, 방수성능뿐만 아니라 염분에 의해 철근이 산화되는 것을 방지하여 우수한 방청성능을 동시에 얻을 수 있어 철근 콘크리트의 내구성을 증진시킴으로서 염해 지역이나 부식환경 등에서 유용하게 적용할 수 있는 방수 및 방청용 시멘트 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 시멘트 조성물은 시멘트 페이스트, 모르타르, 콘크리트 등의 형태로 건축 구조물 및 토목 구조물 등에서 많이 사용된다. 특히 철근을 포함하는 철근 콘크리트는 내진성, 내화성, 내구성에 매우 우수한 구조로서 아파트, 단독주택, 학교, 병원 등 건축 구조물뿐만 아니라 댐, 교량, 공항, 방파제 등 토목 구조물 등에서 널리 사용된다.
이와 같은 콘크리트를 이용하여 제조되는 각종 구조물들은 여러 가지의 특수한 물리적, 화학적인 환경조건에 노출되게 되는데, 이 물리적, 화학적 환경조건은 시설물에 직접, 간접적인 영향을 주게 된다. 특히, 대부분의 콘크리트 시설물은 수분에 노출되어 있는 경우가 많으며, 강우 등에 의하여도 수분과 접촉하게 되는데, 수분은 콘크리트 구조물의 성능저하(deterioration)를 일으키게 되어 내구성(durability)을 현저하게 저하시킨다.
이러한 수분에 의한 문제점을 해결하고자 대부분의 콘크리트 구조물에 방수시공을 하고 있으나, 일반적으로 시행되고 있는 방수시공은 콘크리트 구조물의 표면에 방수재를 도포하는 것이므로, 콘크리트 구조물이 처한 환경이 습기가 많은 지역이거나 해수지역인 경우에는 방수재의 외부 도포만으로는 충분한 방수효과를 얻을 수 없었다.
이러한 문제를 해결하기 위한 기술의 일 예가 하기 문헌 1 및 2 등에 개시되어 있다.
예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 총 조성물 100중량%에 대하여 인공 포졸란 활성제인 플라이에쉬40 내지 60중량%, 실리카흄 6 내지 12중량%, 재분산성 분말수지 0.5 내지 5중량%, 고급지방산계 금속염 5 내지 11중량%, 고성능 감수제 1 내지 6중량%, 양극형 무기염 18 내지 34중량% 및 산화방지제인 탄닌 1 내지 5중량%를 포함하고, 고성능 감수제로 폴리나프탈렌 설포네이트(Polynaphthalene sulphonate) 또는 폴리멜라민 설포네이트(Polymelamin sulphonate)를 총조성물 100중량%에 대하여 1 내지 6중량% 포함되도록 첨가하는 방청기능을 갖는 콘크리트용 방수재 조성물에 대해 개시되어 있다.
또 하기 특허문헌 2에는 시멘트 모르타르 13 ~ 27중량%, 가는모래 28 ~ 41중량%, 유리섬유 8 ~ 15중량%, 혼화제 1 ~ 9.3중량%, 급결제 0.6 ~ 4중량% 및 메타카올린 8.2 ~ 19.2중량%를 포함하고, 상기 혼화제는 분산제 53 ~ 65중량%, 지방산 금속염 5 ~ 20중량%, 실리카 11 ~ 24중량%, 촉진제 3 ~ 10중량%, 가소제 2 ~ 5중량% 및 계면활성제 0.1 ~ 1중량%를 포함하며, 상기 지방산 금속염은 올레인산아연, 올레인산칼슘, 올레인산알루미늄, 스테아린산아연, 스테아린산칼슘 및 스테아린산마그네슘 중 적어도 어느 하나로 되며, 그 입도는 5㎛이하인 분말상인 콘크리트 조성물에 대해 개시되어 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0499343호(2005.06.24 등록) 대한민국 등록특허공보 제10-1037983호(2011.05.24 등록)
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 기술에서는 고성능 감수제(High Range Water Reducing Admixure)로서, 멜라민계를 사용하는 경우, 감수 효율이 저하하고, 나프탈렌계는 가격이 저렴하여 많이 사용되지만, 효율이 저하한다는 문제가 있었다.
또 상기와 같은 종래의 기술에서는 예를 들어 멜라민계 또는 나프탈렌계가 효율이 양호한 폴리카본산계와 혼합하여 사용하는 경우, 그 조합에 따라 응집현상(굳어지거나 슬럼프가 저하되는 현상)이 발생한다는 문제도 있었다.
또한 상술한 바와 같은 종래 기술에서는 조성물의 첨가량이 4%를 초과하는 경우 건조 수축이 증가하는 현상이 발생한다는 문제도 있었다.
또한 상기 종래의 기술에 따른 각각의 성분을 혼합하는 경우, 비중 차이가 있는 재료의 혼합에 따라 재료 분리현상이 발생한다는 문제도 있었다.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 방수 및 방청용 콘크리트에 복합적인 혼화제를 사용하여도 응집현상을 방지할 수 있는 방수 및 방청용 시멘트 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 콘크리트의 건조수축량을 감소할 수 있는 방수 및 방청용 시멘트 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 시멘트에 함유되는 방수재 및 방청제의 성분의 재료 분리현상을 방지할 수 있는 방수 및 방청용 시멘트 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 방수재 및 방청제가 시멘트에 함유되므로 콘크리트 작업시의 편리성을 도모할 수 있는 방수 및 방청용 시멘트 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 방수 및 방청용 시멘트의 제조방법은 (a) 시멘트, 방수재, 방청제를 마련하는 단계, (b) 상기 시멘트, 방수재, 방청제를 각각 계량하여 혼합기에서 혼합하는 단계, (c) 상기 단계 (b)에서 혼합된 시멘트 혼합물을 배출하는 단계를 포함하고, 상기 단계 (b) 및 (c)에서의 이송은 스크류 컨베이어의 의해 실행되고, 상기 단계 (b)는 재료분리 성분이 없도록 블레이드가 장착된 혼합기에서 50~70회/분의 회전 속도로 실행되며, 상기 방수재는 인공 포졸란(Pozzolan) 활성제(活性劑)인 플라이에쉬(Fly Ash) 또는 슬래그(Slag) 및 실리카흄을 주재로 하고, 여기에 고급 지방산계 금속염, 재분산성 분말수지 및 고성능 감수제를 포함하고, 상기 방청제는 양극형 무기염과 산화방지제인 탄닌을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 방수 및 방청용 시멘트의 제조방법에 있어서, 상기 고성능 감수제는 리그닌 술폰산 칼슘인 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 방수 및 방청용 시멘트의 제조방법에 있어서, 상기 방수재와 방청제의 혼합 조성물은 상기 시멘트의 100중량부에 대해 3~4중량부 함유되는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 방수 및 방청용 시멘트의 제조방법에 있어서, 상기 혼합 조성물은 총 조성물 100중량%에 대하여 인공 포졸란 활성제인 플라이에쉬 또는 슬래그 40 내지 60중량%, 실리카흄 6 내지 12중량%, 재분산성 분말수지 0.5 내지 5중량%, 고급지방산계 금속염 5 내지 11중량%, 리그닌 술폰산 칼슘 3 내지 8중량%, 양극형 무기염 18 내지 34중량% 및 산화방지제인 탄닌 1 내지 5중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 방수 및 방청용 시멘트는 상술한 방수 및 방청용 시멘트의 제조방법에 의해 제조된 시멘트인 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 방수 및 방청용 시멘트 및 그 제조방법에 의하면, 고성능 감수제로서 리그닌 술폰산 칼슘을 사용하므로 콘크리트의 응집현상을 방지할 수 있다는 효과가 얻어진다.
또, 본 발명에 따른 방수 및 방청용 시멘트 및 그 제조방법에 의하면, 방수재와 방청제의 혼합 조성물이 시멘트의 100중량부에 대해 3~4중량부 함유하므로 건조수축의 증가를 방지할 수 있다는 효과도 얻어진다.
또, 본 발명에 따른 방수 및 방청용 시멘트 및 그 제조방법에 의하면, 블레이드가 장착된 혼합기에서 50~70회/분의 회전 속도로 실행하는 것에 의해 시멘트에 함유되는 방수재 및 방청제의 성분의 재료 분리현상을 방지하여 품질의 균일성을 유지할 수 있다는 효과도 얻어진다.
또, 본 발명에 따른 방수 및 방청용 시멘트 및 그 제조방법에 의하면, 방수재와 방청제의 혼합 조성물을 시멘트에 혼합하여 포장된 상태에서 사용하므로, 종래의 기술에서 콘크리트 제조 시 혼합물을 함유시키는 과정에서의 배합 과정을 생략하므로, 콘크리트 작업을 용이하게 실현할 수 있다는 효과도 얻어진다.
도 1은 본 발명에 따른 방수 및 방청용 시멘트의 제조방법을 설명하기 위한 공정도.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.
이하, 본 발명의 구성을 도면에 따라서 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 방수 및 방청용 시멘트의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.
먼저, 본 발명에 따른 방수 및 방청용 시멘트를 제조하기 위해 시멘트, 방수재, 방청제를 각각 마련하여 사일로(Silo) 또는 호퍼(Hopper)에 저장한다(S10).
상기 사일로 또는 호퍼에 저장된 시멘트, 방수재, 방청제는 각각의 계량 호퍼에서 미리 설정된 혼합 비율에 따라 계량되고(S20), 혼합기로 공급되어 혼합된다(S30).
상기 단계 (S30)에서 혼합된 시멘트 혼합물은 배출되고(S40), 포장되어 출하된다(S50).
상기 단계 (S20) 및 (S40)에서의 이송은 스크류 컨베이어의 의해 실행된다. 즉 본 발명에서는 예를 들어 공압 장치 사용시 분체의 비중 차이로 인해 재료 분리 현상 발생을 방지하기 위해 스크류 컨베이어를 적용하여 각각의 분체 및 혼합물을 이송한다.
또 상기 단계 (S30)에서의 혼합기는 재료분리 성분이 없도록 블레이드가 장착된 혼합기에서 50~70회/분, 바람직하게는 60회/분의 회전 속도로 혼합을 실행한다. 즉, 본 발명에 적용되는 트윈샤프트 믹서는 믹싱 시간이 짧아 효율적이지만 비중 차이가 있는 재료를 혼합시 재료 분리현상이 일어나므로 회전속도를 높여 분체의 혼합시간을 줄이고 재료분리 현상을 방지하도록 하였다. 이를 위해 일반 리브 믹서에 블레이드를 장착하고 믹서의 용량에 비례한 크기와 수를 측정하여 일반 리브 믹서보다 2배의 효율을 발휘하도록 구성하였다.
한편, 본 발명에 따른 방수 및 방청용 시멘트에서 상기 방수재는 인공 포졸란(Pozzolan) 활성제(活性劑)인 플라이에쉬(Fly Ash) 또는 슬래그 및 실리카흄을 주재로 하고, 여기에 고급 지방산계 금속염, 재분산성 분말수지 및 고성능 감수제를 포함하며, 상기 방청제는 양극형 무기염과 산화방지제인 탄닌을 포함하는 구성을 마련하였다.
콘크리트 균열은 수화열이나 건조 수축, 기타 구조적인 영향에 따라 콘크리트에 작용하는 인장 응력이 콘크리트의 인장 강도를 초과할 때 발생하며, 균열의 주요인으로 작용하는 건조수축이나 수화열에 기인하는 균열 방지를 위해 내부의 인장 강도보다 작아지도록 유지하거나 PC 공장 제품과 같이, 스팀 양생으로 초기에 고강도를 발현하므로 초기 인장 강도를 크게 증대시켜 균열을 방지하는 방법이 있다.
상기와 같은 균열 방지에 대해 본 발명자들은 재령 2개월까지 측정한 콘크리트 길이변화량이 고내구성 구체방수재 첨가 및 첨가량 변화에 따라 무첨가 조건과 유사한 경향을 나타내고 있으나, 첨가량이 증가할수록 건조수축량이 다소 증가되고 있으나 3~4% 첨가량 수준에서는 동등한 수축 값을 나타내는 것을 발견하였다.
하기 표 1은 콘크리트 길이 변화의 특성을 나타낸다.
기준 3% 4% 5%
1주 -2.75 -3.20 -2.54 -3.42
2주 -3.87 -3.74 -3.50 -4.13
4주 -4.70 -5.00 -4.84 -5.34
6주 -5.32 -5.48 -5.90 -5.74
8주 -5.92 -5.80 -6.12 -6.49
상기 표 1에서 기준, 3%, 4%, 5%는 방수재와 방청제의 혼합 조성물의 배합 조건을 나타내고, 1주 등은 재령을 나타낸다. 또한 시험구분에 따른 길이 변화는 ×10-4를 기준으로 하였다.
본 발명에서는 상술한 실험값에 따라 상기 방수재와 방청제의 혼합 조성물은 상기 시멘트의 100중량부에 대해 3~4중량부 함유되도록 구성하였다. 즉 방수재와 방청제의 혼합 조성물은 상기 시멘트의 100중량부에 대해 4중량부를 초과하는 경우, 상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이 수축율이 증가하여 바람직하지 않다.
또 본 발명에 적용되는 상기 고성능 감수제는 리그닌계 감수제를 사용하며, 바람직하게는 리그닌 술폰산 칼슘을 사용하였다.
이와 같이 리그닌계 감수제를 사용하는 것에 의해 멜라민계 또는 나프탈렌계가 효율이 양호한 폴리카본산계와 혼합하여 사용하는 경우 발생하는 콘크리트의 응집현상을 방지할 수 있다.
또 본 발명에 따른 혼합 조성물은 총조성물 100중량%에 대하여 인공 포졸란 활성제인 플라이에쉬 또는 슬래그 40 내지 60중량%, 실리카흄 6 내지 12중량%, 재분산성 분말수지 0.5 내지 5중량%, 고급지방산계 금속염 5 내지 11중량%, 리그닌계 감수제 3 내지 8중량%, 양극형 무기염 18 내지 34중량% 및 산화방지제 1 내지 5중량%로 조성된다.
상기 포졸란 활성제로 사용되는 플라이에쉬는 화력발전소 등의 연소보일러에서 미분탄을 연료로 사용하여 1400℃ 정도의 고온연소과정에서 배출되는 폐가스 중에 포함된 석탄재를 집진기에 의해 회수한 것으로서 주성분은 실리카와 알루미나이다. 플라이에쉬는 통상적으로 비표면적이 3000~4500㎠/g이고, 비중이 1.9~2.3이며, 입자의 크기는 1~150㎛ 정도이다.
플라이에쉬는 그 자체로서의 수화반응성은 없지만 가용성의 규산 등이 시멘트 수화시 생성되는 수산화칼슘과 상온에서 서서히 반응하여 불용성의 안정한 칼슘실리케이트수화물(CaO-SiO2-nH2O)등을 생성하게 되는데, 이러한 반응을 포졸란 반응을 통해 생성된 칼슘실리케이트 수화물은 콘크리트의 수밀성을 향상시키고 장기 재령에서 높은 강도를 발현하며, 콘크리트 유동성 개선, 수화열 감소, 알카리골재반응의 억제, 황산염에 대한 저항성 향상 등과 같이 콘크리트 품질을 높여준다.
상기 플라이에쉬는 통상의 방수재 제조시 첨가되는 범위 내에서 첨가할 수 있는데, 본 발명에서는 총조성물 100중량%에 대하여 40 내지 60중량% 포함되도록 첨가하였다.
또 상기 플라이에쉬 대신에 인공 포졸란 활성제로 사용되는 슬래그(Slag)는 광재(鑛滓). 용광로, 큐폴라 등에서 광석이나 금속을 녹일 때 용제(溶劑)나 비금속 물질, 금속 산화물 등이 쇳물 위에 뜨거나 찌꺼기로 남는 것으로서, 통상 철을 제련하는 제철 과정에서 발생하는 찌꺼기이며, 철광석 가운데 철분을 포함하지 않는 부분이 녹아 용광로로부터 나오는 것을 고로(高爐) 슬래그, 제강단계에서 전로(轉爐)로부터 나오는 불순물을 전로 슬래그라하며, 본 발명에서는 이를 자원화해 시멘트의 원료로 사용한다.
이러한 슬래그를 사용하는 것에 의해 포졸란 반응으로 매우 치밀한 경화조직을 얻을 수 있어 강도발현이 높고 수밀성도 양호해 진다. 상기 슬래그는 통상의 방수재 제조시 첨가되는 범위 내에서 첨가할 수 있는데, 본 발명에서는 총조성물 100중량%에 대하여 40 내지 60중량% 포함되도록 첨가하였다.
또한 인공 포졸란 활성제로 사용되는 실리카흄은 실리콘이나 페로실리콘 등의 규소합금을 전기로에서 제조할 때 배출가스에 섞여 부유하여 발생하는 초미립자 부산물로서, 주성분은 비결정질의 실리카이다. 상기 실리카흄은 통상적으로 비중이 2.2 정도이고, 입자의 크기는 대부분 1㎛ 이하로 평균0.1㎛ 정도이며, 비표면적은 평균 200,000㎠/g정도이다. 상기 실리카흄은 분말도가 아주 높고 실리카량이 많기 때문에 플라이에쉬 보다 매우 효과적으로 포졸란 반응을 일으키며 수산화칼슘과 포졸란 반응을 일으켜 칼슘 실리케이트 수화물(CaO-SiO2-nH2O)을 생성한다. 실리카흄을 사용하게 되면 우수한 포졸란 반응으로 매우 치밀한 경화조직을 얻을 수 있어 강도발현이 높고 수밀성도 양호해 진다. 이러한 실리카흄은 통상의 방수재 제조시 첨가되는 범위 내에서 첨가할 수 있는데, 본 발명에서는 총조성물 100중량%에 대하여 6 내지 12중량% 포함되도록 첨가하였다.
또 본 발명에 따른 방수재 조성물은 고급지방산염을 포함하는데, 고급지방산염은 시멘트의 수화반응에 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 감소시킨다. 고급지방산염으로는 스테아린산 염 또는 오레인산 염을 사용할 수 있으며, 그 첨가량은 통상의 방수재 제조시 사용되는 범위 내에서 첨가할 수 있다. 본 발명에서는 5 내지 11중량% 포함되도록 첨가한다. 상기 고급지방산염 이외에 시멘트 몰탈 및 콘크리트의 방수성과 역학적인 물성증진을 위하여 재분산성 분말수지(Redispersible Powders Polymer)가 더 포함된다. 상기 재분산성 분말수지는 물에 첨가시 안정하게 분산되는 것으로서, 건조나 경화 후 물에 녹지 않는 비가역적인 폴리머 필름을 형성하게 된다. 즉, 시멘트 몰탈 또는 콘크리트 제조시 시멘트 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, 겔공극을 충진하게 된다. 따라서 부재의 휨강도를 증가시키고, 시멘트 수축 등에 의해 생기는 크랙을 방지함과 동시에 시멘트의 건조 또는 경화과정에서 바인더로 작용함으로써 유기 및 무기 바탕면과의 접착력, 시멘트 모르터의 내마모성 및 유연성을 증가시킨다.
상기 재분산성 분말수지로는 일반적으로 사용되는 비닐 아세테이트 단중합 폴리머(Vinyl acetate Homopolymers), 비닐 아세테이트/에틸렌 공중합 폴리머(Vinyl acetate/ethylene Copolymers), 스타이렌-아크릴 공중합 폴리머(Styreneacrylate Copolymer) 또는 에틸렌/비닐 라우레이트/비닐 클로라이드 삼중 중합 폴리머(Ethylene/vinyl laurate/vinyl chloride Terpolymer)에서 선택된 것을 사용할 수 있다.
이외에도 제조된 시멘트 몰탈 또는 콘크리트의 강도 발현과 유동성을 개선하기 위하여 일반적으로 고성능 감수제를 통상의 첨가범위 내에서 더 첨가할 수 있으며, 본 발명에서는 고성능 감수제로 리그닌계 감수제 3 내지 8중량% 포함되도록 첨가하였다.
본 발명에 따른 방수재 조성물은 고급지방산염을 포함하는데, 고급지방산염은 시멘트의 수화반응에 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 감소시킨다. 고급지방산염으로는 스테아린산 염 또는 오레인산 염을 사용할 수 있으며, 그 첨가량은 통상의 방수재 제조시 사용되는 범위 내에서 첨가할 수 있다. 본 발명에서는 5 내지 11중량% 포함되도록 첨가하였다.
상기 고급지방산염 이외에 시멘트 몰탈 및 콘크리트의 방수성과 역학적인 물성증진을 위하여 재분산성 분말수지(Redispersible Powders Polymer)가 더 포함된다. 상기 재분산성 분말수지는 물에 첨가시 안정하게 분산되는 것으로서, 건조나 경화 후 물에 녹지 않는 비가역적인 폴리머 필름을 형성하게 된다. 즉, 시멘트 몰탈 또는 콘크리트 제조시 시멘트 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, 겔공극을 충진하게 된다. 따라서 부재의 휨강도를 증가시키고, 시멘트 수축 등에 의해 생기는 크랙을 방지함과 동시에 시멘트의 건조 또는 경화과정에서 바인더로 작용함으로써 유기 및 무기 바탕면과의 접착력, 시멘트 모르터의 내마모성 및 유연성을 증가시킨다.
상기 재분산성 분말수지로는 일반적으로 사용되는 비닐 아세테이트 단중합 폴리머(Vinyl acetate Homopolymers), 비닐 아세테이트/에틸렌 공중합 폴리머(Vinyl acetate/ethylene Copolymers), 스타이렌-아크릴 공중합 폴리머(Styreneacrylate Copolymer) 또는 에틸렌/비닐 라우레이트/비닐 클로라이드 삼중 중합 폴리머(Ethylene/vinyl laurate/vinyl chloride Terpolymer)에서 선택된 것을 사용할 수 있다.
상술한 조성을 갖는 본 발명에 따른 혼합 조성물은 콘크리트 제조 전에 시멘트에 첨가하므로, 콘크리트의 제조를 용이하게 실현할 수 있고, 충분한 방수성능뿐만 아니라 방청효과를 얻을 수 있다.
이와 같은 범위 내에서 첨가된 방수재 조성물은 콘크리트 및 철근과 화학적, 물리적 작용을 통해 철근부식을 방지하고 수밀한 콘크리트 경화체 형성과 내수성이 강한 수화조직 생성을 통해 투수성 및 흡수성을 감소시켜 내구성이 높은 콘크리트를 제조할 수 있게 된다. 특히, 방수성능뿐만 아니라 염분에 의해 철근이 산화되는 것을 방지하는 우수한 방청성능을 확보할 수 있으므로 염분의 침투가 용이한 염해 지역이나 부식환경 등에서 유용하게 적용할 수 있다.
양극형 무기염은 콘크리트 중의 철근을 부식으로부터 보호하는 작용을 하는 것으로서 콘크리트에 영향을 주지 않으면서 비교적 소량을 사용하여도 철근이나 강재의 부식을 방지하는 방청작용(Corrosion Inhibitor)을 한다. 상기 양극형 무기염으로는 아질산칼슘 또는 아질산나트륨을 사용하는 것이 바람직하며, 그 첨가량은 총조성물 100중량%에 대하여 18 내지 34중량% 포함되도록 첨가하는 것이 가장 효과적이다. 특히, 상기 양극형 무기염의 함량이 18중량% 미만일 경우 충분한 철근의 부식방지 효과를 얻지 못하여 콘크리트 성능저하의 방지차원에서 바람직하지 못하며, 양극형 무기염의 함량이 34중량%를 초과할 경우 응결시간이 지나치게 단축되어 작업성이 저하되는 문제가 발생하므로, 상기 범위 내에서 양극형 무기염을 첨가하는 것이 좋다.
상기와 같이 양극형 무기염, 특히 아질산 이온을 내는 아질산칼슘이나 아질산나트륨을 첨가할 경우 하기 반응식 1에서 보는 바와 같이 아질산이온(NO2-)이 철로부터 용출된 철이온(Fe++)과 반응하여 녹성분인 수산화제이철[Fe(OH)3]의 생성을 차단하면서 안정한 화합물인 Fe2O3 로 생성되게 된다. 이렇게 생성된 Fe2O3는 철 표면에 생긴 부식 지점에 피막을 형성하여 폐쇄시키므로 철의 부식진행을 방지하게 된다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
본 발명에 따른 방수 및 방청용 시멘트 및 그 제조방법을 사용하는 것에 의해 품질의 균일성을 유지하고 사용의 편리성을 증진시키면서, 콘크리트의 응집현상을 방지할 수 있다.

Claims (5)

  1. (a) 시멘트, 방수재, 방청제를 마련하는 단계,
    (b) 상기 시멘트, 방수재, 방청제를 각각 계량하여 혼합기에서 혼합하는 단계,
    (c) 상기 단계 (b)에서 혼합된 시멘트 혼합물을 배출하는 단계를 포함하고,
    상기 단계 (b) 및 (c)에서의 이송은 스크류 컨베이어의 의해 실행되고,
    상기 단계 (b)는 재료분리 성분이 없도록 블레이드가 장착된 혼합기에서 50~70회/분의 회전 속도로 실행되며,
    상기 방수재는 인공 포졸란(Pozzolan) 활성제(活性劑)인 슬래그(Slag) 및 실리카흄을 주재로 하고, 여기에 고급 지방산계 금속염, 재분산성 분말수지 및 고성능 감수제를 포함하고,
    상기 방청제는 양극형 무기염과 산화방지제인 탄닌을 포함하고,
    상기 고성능 감수제는 리그닌 술폰산 칼슘이고,
    상기 방수재와 방청제의 혼합 조성물은 상기 시멘트의 100중량부에 대해 3~4중량부를 함유하는 것을 특징으로 하는 방수 및 방청용 시멘트의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 혼합 조성물은 총 조성물 100중량%에 대하여 인공 포졸란 활성제인 슬래그 40 내지 60중량%, 실리카흄 6 내지 12중량%, 재분산성 분말수지 0.5 내지 5중량%, 고급지방산계 금속염 5 내지 11중량%, 리그닌 술폰산 칼슘 3 내지 8중량%, 양극형 무기염 18 내지 34중량% 및 산화방지제인 탄닌 1 내지 5중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 방수 및 방청용 시멘트의 제조방법.
  5. 청구항 제1항 또는 제4항 중의 어느 한 항의 방수 및 방청용 시멘트의 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 방수 및 방청용 시멘트.
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