KR101672754B1 - 폐목분을 이용한 친환경 모르타르 조성물, 이를 포함하는 친환경 모르타르 및 이를 이용하여 제조된 친환경 모르타르 바닥재 또는 벽체 - Google Patents

폐목분을 이용한 친환경 모르타르 조성물, 이를 포함하는 친환경 모르타르 및 이를 이용하여 제조된 친환경 모르타르 바닥재 또는 벽체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폐목분을 이용한 친환경 모르타르 조성물, 이를 포함하는 친환경 모르타르 및 이를 이용하여 제조된 친환경 모르타르 바닥재 또는 벽체에 관한 것이다.
본 발명에 따른 폐목분을 이용한 친환경 모르타르 조성물은 칼슘설퍼알루미네이트, 규사, 폐목분, 셀룰로스 파이버, 석고, 포틀랜드 시멘트, EVA 폴리머, 감수제, 증점제, 방수제, 경화촉진제, 고유동화제 및 지연제를 포함하되, 상기 칼슘설퍼알루미네이트는 20 내지 60 중량부, 상기 규사는 40 내지 70 중량부, 상기 폐목분은 5 내지 15 중량부, 상기 셀룰로스 파이버는 5 내지 10 중량부, 상기 석고는 5 내지 15 중량부, 상기 포틀랜드 시멘트는 20 내지 35 중량부, 상기 EVA 폴리머는 5 내지 10 중량부, 상기 감수제는 1 내지 3 중량부, 상기 증점제는 0.3 내지 1.0 중량부, 상기 방수제는 2 내지 5 중량부, 상기 경화촉진제는 2 내지 5 중량부, 상기 고유동화제는 1 내지 3 중량부, 상기 지연제는 2 내지 5 중량부 포함된다.
상기한 구성에 의해 본 발명은 임업부산물인 폐목분을 재활용하여 최적의 배합비로 혼합하여 친환경 모르타르를 제조함으로써, 건축물의 층간 또는 벽체의 충격, 소음을 차단함과 아울러 불연성, 단열성, 방음성 기능을 가질 수 있고, 결로현상이나 새집증후군을 예방하여 쾌적인 공간을 조성할 수 있으며, 바닥재 또는 벽체의 하자를 대폭 개선할 수 있다.

Description

폐목분을 이용한 친환경 모르타르 조성물, 이를 포함하는 친환경 모르타르 및 이를 이용하여 제조된 친환경 모르타르 바닥재 또는 벽체{A ECO-FRIENDLY MORTAR COMPOSITION USING WASTING WOOD POWDER, A ECO-FRIENDLY MORTAR COMPRISING THE SAME AND ECO-FRIENDLY MORTAR FLOORING OR WALL MANUFACTURED BY USING THE SAME}
본 발명은 폐목분을 이용한 친환경 모르타르 조성물, 이를 포함하는 친환경 모르타르 및 이를 이용하여 제조된 친환경 모르타르 바닥재 또는 벽체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 임목부산물인 폐목분을 재활용하여 최적의 배합비로 혼합하여 친환경 모르타르를 제조함으로써, 건축물의 층간 또는 벽체의 충격, 소음을 차단함과 아울러 불연성, 단열성, 방음성 기능을 가지도록 하고, 결로현상을 방지할 수 있는 폐목분을 이용한 친환경 모르타르 조성물, 이를 포함하는 친환경 모르타르 및 이를 이용하여 제조된 친환경 모르타르 바닥재 또는 벽체에 관한 것이다.
최근 환경문제가 사회적으로 전 분야에 걸쳐 크게 대두 되면서 건설분야에서도 친환경 건설공법 및 건설재료 개발에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 모르타르 분야에서도 환경을 고려한 친환경적인 콘크리트를 개발하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
국내에서도 환경을 보호하기 위한 노력이 절실히 요구됨에 따라, 오랫동안 토목, 건축 공사의 가장 대표적인 재료로 사용되어온 시멘트 모르타르를 환경 친화적인 재료로 전환시키기 위한 많은 연구가 진행되고 있다.
이러한 환경 친화형 모르타르로는 자원재활용, 폐기물, 부산물의 활용 등과 같이 환경보존에 의한 환경부하저감에 기여할 수 있는 환경부하 저감형 모르타르와, 지구 환경과의 조화를 통한 쾌적한 환경 조성 및 생물의 종 다양성 확보와 서식처 제공을 위한 수변공간 창출을 목적으로 하는 생물대응형 모르타르 등이 있다.
한편, 주택, 상용건물, 구조물 등과 같은 대부분의 건축물에 있어서 바닥 공사의 마감재료로서 보편적으로 사용되는 시멘트 조성물을 통상 바닥용 모르타르(mortar)라고 하며, 골재와 시멘트를 임의의 비율로 혼합하고 여기에 물을 혼합하여 소정의 점착력을 가지게 된 상태의 시멘트 조성물을 의미한다.
이러한 모르타르를 바닥이나 벽체에 적용하는 경우, 건조수축시 균열(crack)이 발생하고 바닥마감재의 박리 또는 들뜸 현상과 같은 하자가 발생하며 강도가 저하되는 문제점이 있었다.
또한, 상기와 같은 바닥이나 벽체의 하자로 인하여 이웃해 있는 층간의 바닥이나 벽체를 통해서 불쾌한 충격음과 층간 소음이 전달되게 되고, 이로 인하여 가장 친밀하고 가깝게 살아야 할 층간 이웃끼리 끊이지 않는 불협화음이나 민원이 발생하게 되었다.
상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여, 대한민국등록특허 제118630호(1997.07.01 등록)에는 황산칼슘을 배합하여 온돌 미장 모르타르를 제조함으로써 시멘트의 수화반응시 수화생성물이 보다 많이 생성되도록 하여 시멘트 입자에 팽창성을 부여함으로써 시멘트 입자에 공극을 감소시켜 미장 모르타르의 균열을 근본적으로 방지하는 기술이 개시되어 있다.
대한민국등록특허 제0340296호(2002.05.29 등록)에는 바닥재의 건조수축 현상이 일어나지 않는 바닥용 모르타르를 제공하기 위하여 시멘트, 모래, 플라이애쉬 및 증점제 등으로 조성된 모르타르에 팽창조절제, 무수석고 또는 생석회를 혼용함으로써 건조 초기와 건조 후기의 수축을 일정하게 저감시키는 바닥용 모르타르 조성물을 제조하는 기술이 개시되어 있다.
그러나, 상기와 같은 종래 기술들은 높은 작업 단위수량으로 인하여 강도가 저하되고 다량의 균열이 발생하며 레이턴스층의 생성에 의해 목재마루와 같은 바닥마감재가 박리되고 바닥면의 수분으로 인해 바닥마감재가 들뜨게 되는 등의 하자가 여전히 발생하였다.
따라서, 종래 모르타르 조성물과 비교하여 작업 단위수량을 감소시켜 강도, 균열 및 바닥마감재의 하자 발생에 대한 근본적인 문제점을 해결하고, 건축물의 층간 또는 벽체의 충격, 소음을 차단함과 아울러 불연성, 단열성, 방음성 기능을 가지며, 결로현상을 방지할 수 있는 고성능의 바닥 또는 벽체용 모르타르 조성물에 대한 개발이 필요한 실정이다.
국내등록특허 제10-0679267호(2007년 01월 30일 등록) 국내등록특허 제10-0845927호(2008년 07월 07일 등록) 국내등록특허 제10-0346092호(2002년 07월 08일 등록)
본 발명은 임목부산물인 폐목분을 재활용하여 최적의 배합비로 혼합하여 친환경 모르타르를 제조함으로써, 건축물의 층간 또는 벽체의 충격, 소음을 차단함과 아울러 불연성, 단열성, 방음성 기능을 가질 수 있는 폐목분을 이용한 친환경 모르타르 조성물, 이를 포함하는 친환경 모르타르 및 이를 이용하여 제조된 친환경 모르타르 바닥재 또는 벽체를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 폐목분을 이용하여 친환경 건축자재를 제조함으로써, 결로현상이나 새집증후군을 예방하여 쾌적인 공간을 조성할 수 있고, 바닥재 또는 벽체의 하자를 대폭 개선할 수 있는 폐목분을 이용한 친환경 모르타르 조성물, 이를 포함하는 친환경 모르타르 및 이를 이용하여 제조된 친환경 모르타르 바닥재 또는 벽체를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 폐목분과 같은 임목부산물이 미치는 환경적 악영향을 방지하고, 저가(低價)의 비용으로 양질의 모르타르를 생산할 수 있어서 자원의 다양한 활용이 가능하며, 환경 친화적이고 인체에 유익하여 건축물의 내외장재용으로 사용될 수 있는 폐목분을 이용한 친환경 모르타르 조성물, 이를 포함하는 친환경 모르타르 및 이를 이용하여 제조된 친환경 모르타르 바닥재 또는 벽체를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 압축 강도 및 내구성을 향상시키고, 기존 콘크리트 시공체와의 높은 호환성을 보이며, 내마모성, 내화학성 및 표면 강도를 증진시킬 수 있는 폐목분을 이용한 친환경 모르타르 조성물, 이를 포함하는 친환경 모르타르 및 이를 이용하여 제조된 친환경 모르타르 바닥재 또는 벽체를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 폐목분을 이용한 친환경 모르타르 조성물은 칼슘설퍼알루미네이트, 규사, 폐목분, 셀룰로스 파이버, 석고, 포틀랜드 시멘트, EVA 폴리머, 감수제, 증점제, 방수제, 경화촉진제, 고유동화제 및 지연제를 포함하되, 상기 칼슘설퍼알루미네이트는 20 내지 60 중량부, 상기 규사는 40 내지 70 중량부, 상기 폐목분은 5 내지 15 중량부, 상기 셀룰로스 파이버는 5 내지 10 중량부, 상기 석고는 5 내지 15 중량부, 상기 포틀랜드 시멘트는 20 내지 35 중량부, 상기 EVA 폴리머는 5 내지 10 중량부, 상기 감수제는 1 내지 3 중량부, 상기 증점제는 0.3 내지 1.0 중량부, 상기 방수제는 2 내지 5 중량부, 상기 경화촉진제는 2 내지 5 중량부, 상기 고유동화제는 1 내지 3 중량부, 상기 지연제는 2 내지 5 중량부 포함된다.
상기 규사는 암석을 파쇄하여 체가름한 인조규사를 사용하고, 상기 규사는 흡수율이 3% 이하이고, 입도분포가 30 내지 100mesh가 되도록 조합한 것을 사용할 수 있다.
상기 EVA 폴리머는 Tg = 0℃ 내지 -10℃, 고형분 15∼40 중량%의 시멘트 혼화형 EVA 폴리머를 사용할 수 있다.
상기 방수제는 분말형 방수제로 구성되고, 상기 분말형 방수제는 포틀랜드 시멘트 37 내지 43 중량%, 인조규사 30 내지 34 중량%, 실리카흄 3 내지 10 중량%, 에틸렌/비닐라우레이트/비닐클로라이드 삼원 공중합체 3 내지 22 중량% 및 아크릴레이트 공중합체 3 내지 22 중량%로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 폐목분을 이용한 친환경 모르타르는 20 내지 60 중량부의 칼슘설퍼알루미네이트, 40 내지 70 중량부의 규사, 5 내지 15 중량부의 폐목분, 5 내지 10 중량부의 셀룰로스 파이버, 5 내지 15 중량부의 석고, 20 내지 35 중량부의 포틀랜드 시멘트, 5 내지 10 중량부의 EVA 폴리머, 1 내지 3 중량부의 감수제, 0.3 내지 1.0 중량부의 증점제, 2 내지 5 중량부의 방수제, 2 내지 5 중량부의 경화촉진제, 1 내지 3 중량부의 고유동화제 및 2 내지 5 중량부의 지연제가 배합된 혼합물에 물 200 내지 300 중량부를 혼합한 후, 연속믹서기로 혼합하여 5 내지 15분 동안 교반하여 제조된다.
상기 규사는 암석을 파쇄하여 체가름한 인조규사를 사용하고, 상기 규사는 흡수율이 3% 이하이고, 입도분포가 30 내지 100mesh가 되도록 조합한 것을 사용하고, 상기 EVA 폴리머는 Tg = 0℃ 내지 -10℃, 고형분 15∼40 중량%의 시멘트 혼화형 EVA 폴리머를 사용하며, 상기 방수제는 분말형 방수제로 구성되고, 상기 분말형 방수제는 포틀랜드 시멘트 37 내지 43 중량%, 인조규사 30 내지 34 중량%, 실리카흄 3 내지 10 중량%, 에틸렌/비닐라우레이트/비닐클로라이드 삼원 공중합체 3 내지 22 중량% 및 아크릴레이트 공중합체 3 내지 22 중량%로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명은 상기한 조성물을 포함하는 모르타르를 타설하고 양생하여 제조된 폐목분을 이용한 친환경 모르타르 바닥재 또는 벽체를 포함한다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 폐목분을 이용한 친환경 모르타르 조성물, 이를 포함하는 친환경 모르타르 및 이를 이용하여 제조된 친환경 모르타르 바닥재 또는 벽체는 임업부산물인 폐목분을 재활용하여 최적의 배합비로 혼합하여 친환경 모르타르를 제조함으로써, 건축물의 층간 또는 벽체의 충격, 소음을 차단함과 아울러 불연성, 단열성, 방음성 기능을 가질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 폐목분을 이용한 친환경 모르타르 조성물, 이를 포함하는 친환경 모르타르 및 이를 이용하여 제조된 친환경 모르타르 바닥재 또는 벽체는 폐목분을 이용하여 친환경 건축자재를 제조함으로써, 결로현상이나 새집증후군을 예방하여 쾌적인 공간을 조성할 수 있고, 바닥재 또는 벽체의 하자를 대폭 개선할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 폐목분을 이용한 친환경 모르타르 조성물, 이를 포함하는 친환경 모르타르 및 이를 이용하여 제조된 친환경 모르타르 바닥재 또는 벽체는 폐목재와 같은 산업부산물이 미치는 환경적 악영향을 방지하고, 저가(低價)의 비용으로 양질의 모르타르를 생산할 수 있어서 자원의 다양한 활용이 가능하며, 환경 친화적이고 인체에 유익하여 건축물의 내외장재용으로 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 폐목분을 이용한 친환경 모르타르 조성물, 이를 포함하는 친환경 모르타르 및 이를 이용하여 제조된 친환경 모르타르 바닥재 또는 벽체는 압축 강도 및 내구성을 향상시키고, 기존 콘크리트 시공체와의 높은 호환성을 보이며, 내마모성, 내화학성 및 표면 강도를 증진시킬 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 실시예는, 구체적으로 언급되지 않은 다양한 효과를 제공할 수 있다는 것이 충분히 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 폐목분을 이용한 친환경 모르타르 조성물에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 폐목분을 이용한 친환경 모르타르는 산업부산물인 폐목분을 재활용하여 최적의 배합비로 혼합하여 친환경 모르타르를 제조함으로써, 건축물의 층간 또는 벽체의 충격, 소음을 차단함과 아울러 불연성, 단열성, 방음성 기능을 가지도록 하고, 결로현상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 폐목분을 이용한 친환경 모르타르를 이용하여 바닥재나 벽체를 제조한 것을 일 예로 들어 설명하나, 본 발명에 따른 친환경 모르타르는 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 불연성, 단열성, 방음성, 결로방지 등을 요하는 각종 시공체에 동일하게 적용가능함을 알 수 있다.
본 발명에 따른 폐목분을 이용한 친환경 모르타르 조성물은 칼슘설퍼알루미네이트, 규사, 폐목분, 셀룰로스 파이버, 석고, 포틀랜드 시멘트, EVA 폴리머, 감수제, 증점제, 방수제, 경화촉진제, 고유동화제 및 지연제를 포함한다.
상기 칼슘설퍼알루미네이트는 무기질계 초속경 재료로서 물과 접촉할 때 순식간에 물과 반응하여 에트린자이트(Ettringite) 수화물을 생성함으로써, 시멘트와 혼합할 때 수일 혹은 수 십일에 얻어지는 일반 포틀랜드 시멘트의 압축강도를 수 시간 내에 얻을 수 있게 한다.
본 발명에서 상기 칼슘설퍼알루미네이트는 20 내지 60 중량부 포함될 수 있는데, 상기 칼슘설퍼알루미네이트의 함량이 20 중량부 미만이면 충분한 초기 강도발현을 기대하기 어려우며, 60 중량부를 초과하면 강도 발현은 우수하나 작업성 및 경제성이 저하될 수 있다. 따라서, 본 발명에서 상기 칼슘설퍼알루미네이트는 20 내지 60 중량부 포함되는 것이 바람직하다.
상기 규사는 천연규사 또는 암석을 파쇄하여 체가름한 인조규사를 사용할 수 있는데, 바람직하게는 인조규사를 사용할 수 있다. 상기 인조규사를 구성하는 암석으로는 석회석, 돌로마이트 등을 파쇄하여 된 것일 수 있다.
본 발명에서 상기 규사는 흡수율이 3% 이하이고, 입도분포가 30 내지 100mesh가 되도록 조합한 것을 사용할 수 있는데, 상기 규사의 입도가 30mesh 보다 크게 되면 규사가 너무 거칠어 부드러운 작업성을 확보하기 어렵고, 100mesh 이하의 규사가 포함되면 혼련수의 비율이 높아져 강도의 저하와 접착 기능시간의 저하를 유발하게 될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 규사는 40 내지 70 중량부 포함될 수 있는데, 상기 규사의 함량이 40 중량부 미만일 경우에는 시멘트 함량이 상대적으로 높아져 몰탈의 유연성 저하와 원재료 가격이 상승하는 문제점이 있고, 70 중량부를 초과하는 경우에는 시멘트의 함량이 상대적으로 적어져 충분한 강도를 확보하기 어려운 문제가 있다. 따라서, 본 발명에서 상기 규사는 40 내지 70 중량부 포함되는 것이 바람직하다.
상기 폐목분은 임목부산물인 폐목재를 분쇄기로 분쇄한 미분말로, 본 발명에 따른 친환경 모르타르에서 단열성, 방음성, 충격흡수성을 향상시키기 위하여 사용될 수 있다.
본 발명에서 상기 폐목분은 5 내지 15 중량부 포함될 수 있는데, 상기 폐목분이 5 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 충분한 단열성, 방음성 및 충격흡수성의 효과가 나타나지 않으며, 15 중량부를 초과하는 경우에는 상기 폐목분의 함량이 너무 많아져서 제조된 모르타르의 강도가 약해질 수 있다. 따라서, 본 발명에서 상기 폐목분은 5 내지 15 중량부 포함되는 것이 바람직하다.
상기 셀룰로스 파이버는 파이버 표면을 특수 코팅처리하여 배합수량을 늘리지 않는 것을 사용하여 급격한 흐름성 저하를 막고 유체의 이동이 뛰어난 친환경 파이버로서, 표면에서 겉마름 현상이 일어날 때 모르타르 내부의 수분을 표면으로 이동시켜 겉표면과 내부의 경화속도를 일정하게 해주는 역할을 한다.
또한, 상기 셀룰로스 파이버는 본 발명에 따른 모르타르를 시공 시 재료가 처지거나 떨어지는 것을 방지해주는 시공 안정성을 부여하고, 시멘트와 일체화되어 균열 저항성을 증가시켜 모르타르의 치수안정성을 부여할 수 있다.
본 발명에서 상기 셀룰로스 파이버는 합성 수지계 파이버 또는 천연 목재에서 추출된 파이버를 사용할 수 있는데, 바람직하게는 천연 목재에서 추출된 파이버를 사용할 수 있다. 상기 천연 목재에서 추출된 파이버는 환경 친화적이고, 섬유 표면이 친수성이므로 물리적인 수분의 흡착이 용이하여 젖음성이 양호할 수 있다.
본 발명에서 상기 셀룰로스 파이버는 5 내지 10 중량부 포함될 수 있는데, 상기 셀루로스 파이버가 5 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 모르타르 내부와 표면의 경화속도가 일정하지 않고 표면에서의 겉마름 현상이 일어나며, 10 중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 강도 저하에 의한 모르타르의 내부 균열이 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명에서 상기 셀룰로스 파이버는 5 내지 10 중량부 포함되는 것이 바람직하다.
상기 석고는 초기 강도 개선을 위하여 첨가하고, 상기 석고로는 무수석고 또는 이수석고를 사용할 수 있다. 본 발명에서 상기 석고 함량이 증가하면 빠른 경화특성을 나타내게 되는데, 상기 석고는 5 내지 15 중량부 포함될 수 있다.
상기 석고가 5 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 모르타르의 초기강도 개선 효과가 미약하고, 15 중량부를 초과하는 경우에는 빠른 경화 특성으로 인해 좋은 물성을 얻을 수 있으나 작업성이 저하될 수 있다. 따라서, 본 발명에서 상기 석고는 5 중량부 내지 15 중량부 포함되는 것이 바람직하다.
상기 포틀랜드 시멘트는 1종 시멘트인 보통 포틀랜드 시멘트를 의미하며, 일반건축, 토목공사 등에 사용될 수 있다. 상기 포틀랜드 시멘트는 초기 수화시 저발열로 인한 투수저항성이 크고, 단기강도는 낮지만 장기강도는 우수한 특성이 있다. 본 발명에서 상기 포틀랜드 시멘트는 20 내지 35 중량부 포함될 수 있다.
상기 EVA 폴리머는 콘크리트 표면과 부착성을 높이고 바닥용 무기질 모르타르의 표면강도를 높이기 위하여 사용되는 것으로, 유/무기 복합모르타르의 배합용액으로 사용될 수 있다.
본 발명에서 상기 EVA 폴리머는 Tg = 0℃ 내지 -10℃, 고형분 15∼40 중량%의 시멘트 혼화형 EVA 폴리머를 사용할 수 있고, 상기 Tg 값이 0℃ 초과할 경우 모르타르가 경질화되어 크랙 발생의 우려가 있고 내충격성이 약해지며, Tg 값이 -10℃ 미만일 경우 모르타르가 연질화되어 폴리싱 작업 시 균일한 표면강도를 내기 어렵고 모르타르 배합시에도 너무 끈적거리는 현상이 발생해 작업성이 떨어질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 모르타르는 Tg = 0℃ 내지 -10℃의 고분산성 EVA 폴리머와 셀룰로스 파이버를 사용할 수 있는데, 상기 EVA 폴리머와 셀룰로스 파이버는 표면 건조 저항성을 높이고 부착강도를 증진시키며, 또한 경질화로 인해 내충격성이 약해지는 것을 방지하여, 기존의 바닥용 셀프레벨링 모르타르가 구비한 문제점 즉, 표면건조에 대한 저항성 부족, 부착성 부족, 경질화로 인해 크랙 및 탈락 등의 문제점을 해소할 수 있다.
본 발명에서 상기 EVA 폴리머는 5 내지 10 중량부 포함될 수 있는데, 상기 EVA 폴리머가 5 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 표면건조에 대한 저항성이나 부착성이 부족할 수 있고, 10 중량부를 초과하는 경우에는 모르타르가 연질화되어 폴리싱 작업 시 균일한 표면강도를 내기 어렵고 모르타르 배합시에도 너무 끈적거리는 현상이 발생해 작업성이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명에서 상기 EVA 폴리머는 5 내지 10 중량부 포함되는 것이 바람직하다.
상기 감수제(減水劑, water-reducing agent)는 모르타르의 워커빌리티(workability)의 개선을 주목적으로 하여 첨가되는 혼합제로서, 상기 감수제를 사용하면 모르타르의 양을 줄일 수 있고, 내구성 및 강도가 개선될 수 있다.
본 발명에서 상기 감수제는 건축·토목공학에 정의된 용어를 그대로 따르고, 당해 분야에 통상적으로 널리 사용되는 것을 제한없이 사용할 수 있다. 본 발명에서 상기 감수제는 1 내지 3 중량부 포함될 수 있는데, 나프탈렌설폰산염계, 멜라민설폰산염계 및 폴리카르본산염계 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 사용할 수 있다.
상기 증점제는 모르타르 조성물들을 뭉쳐주는 역할을 하는 것으로, 본 발명에 따른 친환경 모르타르를 이용하여 바닥재나 벽체를 시공하는 경우 시공이 용이하도록 일정한 점성을 유지하도록 하며 결합력을 부여하여 강도 또한 향상시키는 역할을 할 수 있다.
본 발명에서 상기 증점제는 폴리아크릴계, 셀룰로오스계, 폴리사카라이드계, 폴리알킬렌옥사이드, 폴리알킬렌글리콜알킬에테르 등을 사용할 수 있으며, 상기 증점제들을 2종 이상 혼합하여 사용할 수도 있으나, 상기 증점제가 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 폴리아크릴계로는 폴리아크릴산, 폴리아크릴산에스테르, 폴리아크릴산염 등을 사용할 수 있다. 상기 셀룰로오스계는 카르복시메틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 하이드록시에틸셀룰로즈, 히드록시프로필셀룰로오스, 메틸에틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스 등을 사용할 수 있으며, 상기 폴리사카라이드계는 웰란검, 커들란, 아밀로오스, 한천, 알긴산, 알긴산나트륨, 풀루란, 구아검 등을 사용할 수 있고, 상기 폴리알킬렌옥사이드로는 폴리에틸렌옥사이드, 폴리프로필렌옥사이드, 폴리부틸렌옥사이드 등을 사용할 수 있다. 상기 폴리알킬렌글리콜알킬에테르로는 폴리에틸렌글리콜메틸에테르 등을 사용할 수 있다. 또한, 비닐알코올, 에틸렌옥사이드, 아크릴산, 아크릴산에스테르, 아크릴산염, 아세트산비닐 등을 포함하는 공중합체 등을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 증점제는 0.3 내지 1.0 중량부 포함될 수 있는데, 상기 증점제가 0.3 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 분진이 발생하고, 강도와 광택이 저하되는 문제가 발생할 수 있고, 1 중량부를 초과하는 경우에는 양생시간이 길게 소요되고, 양생하는 동안 균열이 발생할 수 있으며, 오랜 양생시간 때문에 색이 변하는 문제점과 작업성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명에서 상기 증점제는 0.3 내지 1.0 중량부 포함되는 것이 바람직하다.
상기 방수제는 모르타르로 제조된 바닥재 또는 벽체에 습기가 침투하는 것을 방지하기 위하여 첨가되는 것으로, 상기 방수제로는 무기질 도포형 시멘트 방수제, 침투형 방수제, 규질산계 방수제, 분말형 방수제 등이 있는데, 본 발명에서는 분말형 방수제가 2 내지 5 중량부 포함될 수 있다.
본 발명에서 상기 분말형 방수제는 포틀랜드 시멘트 37 내지 43 중량%, 인조규사 30 내지 34 중량%, 실리카흄 3 내지 10 중량%, 에틸렌/비닐라우레이트/비닐클로라이드 삼원 공중합체 3 내지 22 중량% 및 아크릴레이트 공중합체 3 내지 22 중량%로 이루어질 수 있다.
상기 경화촉진제는 모르타르에 대한 경화 작용을 촉진하는 역할을 하는 것으로서, 당업계에서 통상적으로 사용되는 것들이 사용될 수 있다.
본 발명에서 상기 경화촉진제는 2 내지 5 중량부 포함될 수 있는데, 상기 경화촉진제가 2 중량부 미만으로 포함된 경우에는 충분한 경화 촉진 효과를 달성할 수 없고, 5 중량부를 초과하는 경우에는 잔존 촉진제가 유리되어 내구성을 저하시키는 문제점이 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명에서 상기 경화촉진제는 2 내지 5 중량부 포함되는 것이 바람직하다.
상기 고유동화제는 단위 수량 감소로 압축 강도 증대, 작업성 및 내구성 증대, 재료 분리 및 블리이딩 감소하는 역할을 하는 것으로, 멜라닌계 고유동화제, 나프탈렌계 고유동화제, 폴리카르복시계 고유동화제, 리그노설페이트계 고유동화제 등이 사용가능하다. 본 발명에서 상기 고유동화제는 1 내지 3 중량부 포함될 수 있다.
상기 지연제는 무기계 지연제 및 유기계 지연제의 2종류가 사용될 수 있는데, 무기계 지연제로는 석고, 산화 납, 산화 붕소, 붕사, 염화아연, 산화 아연, 규소 플루오르화 마그네슘 등이 사용되고, 유기 지연제로는 과당 등의 탄수화물, 글루콘산, 헥사플루오르 인산염, 리그닌술폰산, 주석산, 피루브산, 글루타르산 및 그밖의 케토산 등이 사용될 수 있다.
상기 지연제는 하절기에 생모르타르를 장기간 동안 운송하고, 대형 모르타르 구조물에 있어서의 온도 변화에 의한 응력을 완화시키는데 주로 사용될 수 있는데, 본 발명에서 상기 지연제는 2 내지 5 중량부 포함될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 폐목분을 이용한 친환경 모르타르의 제조방법에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 폐목분을 이용한 친환경 모르타르는 20 내지 60 중량부의 칼슘설퍼알루미네이트, 40 내지 70 중량부의 규사, 5 내지 15 중량부의 폐목분, 5 내지 10 중량부의 셀룰로스 파이버, 5 내지 15 중량부의 석고, 20 내지 35 중량부의 포틀랜드 시멘트, 5 내지 10 중량부의 EVA 폴리머, 1 내지 3 중량부의 감수제, 0.3 내지 1.0 중량부의 증점제, 2 내지 5 중량부의 방수제, 2 내지 5 중량부의 경화촉진제, 1 내지 3 중량부의 고유동화제 및 2 내지 5 중량부의 지연제가 배합된 혼합물에 물 200 내지 300 중량부를 혼합한 후, 연속믹서기 등으로 혼합하여 소정 시간(예를 들어, 5 내지 15분) 동안 교반하여 제조할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 폐목분을 이용한 친환경 모르타르에 대한 바람직한 실시예를 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
< 실시예 >
먼저, 40 중량부의 칼슘설퍼알루미네이트, 50 중량부의 규사, 10 중량부의 폐목분, 8 중량부의 셀룰로스 파이버, 10 중량부의 석고, 30 중량부의 포틀랜드 시멘트, 8 중량부의 EVA 폴리머, 2 중량부의 감수제, 0.5 중량부의 증점제, 3 중량부의 방수제, 3 중량부의 경화촉진제, 2 중량부의 고유동화제 및 3 중량부의 지연제를 배합하여 혼합물을 제조하였다.
다음으로, 상기와 같이 배합된 혼합물에 250 중량부를 혼합한 후, 연속믹서기를 이용하여 혼합하였고, 10 분 동안 교반함으로써 본 발명에 따른 폐목분을 이용한 친환경 모르타르를 제조하였다.
< 비교예 >
먼저, 40 중량부의 칼슘설퍼알루미네이트, 50 중량부의 규사, 30 중량부의 포틀랜드 시멘트, 8 중량부의 EVA 폴리머, 2 중량부의 감수제, 0.5 중량부의 증점제, 3 중량부의 방수제, 3 중량부의 경화촉진제, 2 중량부의 고유동화제 및 3 중량부의 지연제를 배합하여 혼합물을 제조하였다. 다음으로, 250 중량부의 물을 혼합한 후 연속믹서기를 이용하여 혼합하였고, 10분 동안 교반함으로써 모르타르를 제조하였다.
1. 강도 시험 결과
본 발명의 실시예에 따른 폐목분을 이용한 친환경 모르타르와 비교예에 의해 제조된 모르타르의 물리적인 특성을 비교하기 위하여, 상기에서 설명한 실시예의 친환경 모르타르와 비교예에 의해 제조된 모르타르를 KS F 2405(모르타르의 압축강도 시험방법)에 의한 압축강도 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다.
또한, KS F 2408(모르타르의 휨강도 시험방법)에 의하여 휨강도 시험을 수행하였고, JIS A 6916 (마무리 도장재용 바탕 조정재)에 의하여 공시체의 접착강도를 측정하여 각각의 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다.
실시예 비교예
강도(Kgf/cm2) 휨 7일 35 19
28일 74 52
압축 7일 298 230
28일 380 310
접착 7일 13 -
28일 20 14
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 폐목분을 이용한 친환경 모르타르(실시예)의 휨, 압축 및 접착강도는 비교예에 의해 제조된 모르타르보다 월등히 높았다.
본 발명의 실시예에 따라 제조된 폐목분을 이용한 친환경 모르타르가 비교예에 의해 제조된 모르타르 보다 강도 면에서 월등히 우수함을 확인할 수 있었다.
2. 건조수축 시험 결과
본 발명의 실시예에 따라 제조된 폐목분을 이용한 친환경 모르타르와 비교예에 따라 제조된 모르타르를 KS F 2424(콘크리트의 길이변화 시험방법)에 의하여 건조수축율을 측정하였으며, 그 결과를 하기 [표 2]에 나타내었다.
실시예 비교예
건조수축(x 10-4) 1.1 8.2
위의 [표 2]에서와 같이, 실시예에 따라 제조된 폐목분을 이용한 친환경 모르타르가 비교예에 따라 제조된 모르타르 보다 건조수축량이 감소되어 수축 저감 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
3. 흡수율 시험 결과
본 발명의 실시예에 따라 제조된 폐목분을 이용한 친환경 모르타르와 비교예에 따라 제조된 모르타르를 JIS A 1171(폴리머 시멘트 모르타르의 시험방법)에 규정한 방법에 따라 흡수율의 측정 결과를 아래의 [표 3]에 나타내었다. 흡수율이 높으면 불순물이나 물이 콘크리트의 내부로 침투하게 되면 콘크리트의 내부에 기공률이 증가하게 되어 구조물의 열화를 촉진시키고 파손을 초래하는 문제가 발생한다.
실시예 비교예
흡수율(%) 2.1 3.3
위의 [표 3]에서와 같이, 실시예에 따라 제조된 폐목분을 이용한 친환경 모르타르가 비교예에 따라 제조된 모르타르에 비해 흡수율이 낮았다.
4. 열전도율 시험 결과
본 발명의 실시예에 따라 제조된 폐목분을 이용한 친환경 모르타르와 비교예에 따라 제조된 모르타르를 KS L 9016에 규정한 방법에 따라 열전도율 시험의 측정 결과를 아래의 [표 4]에 나타내었다. [표 4]는 열전도율 시험에 따른 실시예 및 비교예의 열전도율을 표시한 것이다.
실시예 비교예
열전도율(W/mk) 0.50 1.15
위의 [표 4]에서와 같이, 실시예에 따라 제조된 폐목분을 이용한 친환경 모르타르가 비교예에 따라 제조된 모르타르 보다 열전도율이 월등히 낮으므로, 보온성이 향상된 것을 알 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (7)

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  4. 칼슘설퍼알루미네이트, 규사, 폐목분, 셀룰로스 파이버, 석고, 포틀랜드 시멘트, EVA 폴리머, 감수제, 증점제, 방수제, 경화촉진제, 고유동화제 및 지연제를 포함하되, 상기 칼슘설퍼알루미네이트는 20 내지 60 중량부, 상기 규사는 40 내지 70 중량부, 상기 폐목분은 5 내지 15 중량부, 상기 셀룰로스 파이버는 5 내지 10 중량부, 상기 석고는 5 내지 15 중량부, 상기 포틀랜드 시멘트는 20 내지 35 중량부, 상기 EVA 폴리머는 5 내지 10 중량부, 상기 감수제는 1 내지 3 중량부, 상기 증점제는 0.3 내지 1.0 중량부, 상기 방수제는 2 내지 5 중량부, 상기 경화촉진제는 2 내지 5 중량부, 상기 고유동화제는 1 내지 3 중량부, 상기 지연제는 2 내지 5 중량부 포함되는 폐목분을 이용한 친환경 모르타르 조성물에 있어서,
    상기 방수제는 분말형 방수제로 구성되고,
    상기 분말형 방수제는 포틀랜드 시멘트 37 내지 43 중량%, 인조규사 30 내지 34 중량%, 실리카흄 3 내지 10 중량%, 에틸렌/비닐라우레이트/비닐클로라이드 삼원 공중합체 3 내지 22 중량% 및 아크릴레이트 공중합체 3 내지 22 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐목분을 이용한 친환경 모르타르 조성물.

  5. 삭제
  6. 20 내지 60 중량부의 칼슘설퍼알루미네이트, 40 내지 70 중량부의 규사, 5 내지 15 중량부의 폐목분, 5 내지 10 중량부의 셀룰로스 파이버, 5 내지 15 중량부의 석고, 20 내지 35 중량부의 포틀랜드 시멘트, 5 내지 10 중량부의 EVA 폴리머, 1 내지 3 중량부의 감수제, 0.3 내지 1.0 중량부의 증점제, 2 내지 5 중량부의 방수제, 2 내지 5 중량부의 경화촉진제, 1 내지 3 중량부의 고유동화제 및 2 내지 5 중량부의 지연제가 배합된 혼합물에 물 200 내지 300 중량부를 혼합한 후, 연속믹서기로 혼합하여 5 내지 15분 동안 교반하여 제조된 폐목분을 이용한 친환경 모르타르에 있어서,
    상기 규사는 암석을 파쇄하여 체가름한 인조규사를 사용하고, 상기 규사는 흡수율이 3% 이하이고, 입도분포가 30 내지 100mesh가 되도록 조합한 것을 사용하고,
    상기 EVA 폴리머는 Tg = 0℃ 내지 -10℃, 고형분 15∼40 중량%의 시멘트 혼화형 EVA 폴리머를 사용하며,
    상기 방수제는 분말형 방수제로 구성되고, 상기 분말형 방수제는 포틀랜드 시멘트 37 내지 43 중량%, 인조규사 30 내지 34 중량%, 실리카흄 3 내지 10 중량%, 에틸렌/비닐라우레이트/비닐클로라이드 삼원 공중합체 3 내지 22 중량% 및 아크릴레이트 공중합체 3 내지 22 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐목분을 이용한 친환경 모르타르.
  7. 삭제
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