KR101796256B1 - 콘크리트 구조물의 중성화 및 염해 방지 공법 및 콘크리트 구조물의 중성화 및 염해를 방지하기 위한 도료 조성물 - Google Patents

콘크리트 구조물의 중성화 및 염해 방지 공법 및 콘크리트 구조물의 중성화 및 염해를 방지하기 위한 도료 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에폭시계 수지 50~150 중량부; 아민계 경화제 150~250 중량부; 화학식 1로 표시되는 오르가노 실리콘 함유 화합물 3~30 중량부; 화학식 2로 표시되는 유기 구리 화합물 중의 1 종 이상 1~10 중량부; 해포석분말 0.1~5 중량부; 및 용제 30~100 중량부;를 포함하는 콘크리트 구조물의 중성화 및 염해를 방지하기 위한 도료 조성물 및 콘크리트 구조물의 중성화 및 염해 방지 공법을 제공한다.

Description

콘크리트 구조물의 중성화 및 염해 방지 공법 및 콘크리트 구조물의 중성화 및 염해를 방지하기 위한 도료 조성물{MATHOD FOR PREVENTING CONCRETE STRUCTURE FROM NEUTRALIZATION AND SALT-ATTACK, AND CONCRETE STRUCTURE COATING COMPOSITION FOR PREVENTING CONCRETE STRUCTURE FROM NEUTRALIZATION AND SALT-ATTACK}
본 발명은 콘크리트 구조물의 중성화 및 염해 방지 공법 및 콘크리트 구조물의 중성화 및 염해를 방지하기 위한 도료 조성물에 관한 것이다.
콘크리트 구조물은 우수한 내구성으로 인해 반영구적 구조물의 건설 재료로 널리 사용되고 있다. 콘크리트의 성능저하와 내구성 문제는 콘크리트의 역사가 시작된 이래 끊임없이 제기되어 많은 연구와 개선이 이루어져 왔으나 최근 하천사의 고갈에 따라 세척사(해사)의 사용이 매년 급증하고 있고, 해사에서 혼입된 염화물은 철근부식을 촉진하여 콘크리트 구조물의 조기 열화의 주요 요인으로 작용하고 있다.
또한 해양환경에 위치한 철근콘크리트 구조물은 시공시 양질의 하천골재를 사용하더라도 구조물 주변의 비래염분이 직·간접적으로 콘크리트속으로 침투하여 허용값을 초과하면 철근부식 및 콘크리트의 균열을 유발하는 염해를 일으킨다.
염화물에 의한 콘크리트의 열화는 염화물이 시멘트 수화생성물인 Ca(OH)2 와 반응하여 CaO·CaCl2·2H2O 및 Mg2(OH)3Cl·4H2O와 같은 결정물들을 생성하여 용적을 팽창시키며, 일부는 외부로 용출됨에 따른 공극증가로 인하여 콘크리트가 열화된다. 하지만 이러한 화학 작용에 의한 콘크리트 자체의 열화보다도 염화물 이온(Cl-)이 콘크리트 내부로 직접 침투하여 철근의 표면에 도달하는 경우 철근의 부식을 억제하고 있는 부동태 피막이 파괴되면서 철근부식이 급속히 진행되어 나타나는 열화가 더 크다.
그러나, 콘크리트 구조물에 대한 염화물 이온(Cl-)의 침투에 의한 염해를 방지할 수 있는 효과적인 방법은 아직까지 잘 알려져 있지 않다. 그러므로, 염화물 이온(Cl-)의 콘크리트 내부 침투를 효과적으로 방지할 수 있는 방법의 개발이 시급히 요구되고 있다.
대한민국등록특허 제 10-0661494 호
본 발명은, 종래기술의 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,
콘크리트 구조물에 대한 염화물 이온(Cl-)의 침투에 의한 염해를 효과적으로 방지할 수 있는 콘크리트 구조물의 중성화 및 염해 방지 공법 및 콘크리트 구조물의 중성화 및 염해를 방지하기 위한 도료 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 상기 목적을 달성하기 위하여,
에폭시계 수지 50~150 중량부; 아민계 경화제 150~250 중량부; 하기 화학식 1로 표시되는 오르가노 실리콘 함유 화합물 3~30 중량부; 하기 화학식 2로 표시되는 유기 구리 화합물 중의 1 종 이상 1~10 중량부; 해포석분말 0.1~5 중량부; 및 용제 30~100 중량부;를 포함하는 콘크리트 구조물의 중성화 및 염해를 방지하기 위한 도료 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112017039443858-pat00001
상기 화학식 1에서
R1은 아미노에틸기, 비닐기, 메틸기, 글리시독시프로필기, 메타트릴옥시부틸, 메타크릴옥시프로필, 불소로 치환된 프로필기, 불소로 치환된 에틸기, 수소기에서 선택되며;
R2 내지 R4는, 각각 독립적으로, 에톡시기, 부톡시기, 수소기, 또는 메톡시기일 수 있으며;
단, R1 내지 R4는 모두 수소가 아니다.
[화학식 2]
Figure 112017039443858-pat00002
Figure 112017039443858-pat00003
Figure 112017039443858-pat00004
Figure 112017039443858-pat00005
본 발명의 일 실시태양에 있어서, 상기 에폭시 수지는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 에폭시계 수지 총 중량에 대하여 30~100 중량%로 포함하는 것이 바람직할 수 있다:
[화학식 3]
Figure 112017039443858-pat00006
상기 식에서 n은 1~10의 자연수이다.
또한, 본 발명은
콘크리트 구조물을 시공하는 단계; 및
시공이 완료된 콘크리트 구조물의 외부에 상기 본 발명의 도료 조성물을 코팅하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 중성화 및 염해 방지 공법을 제공한다.
본 발명의 콘크리트 구조물의 중성화 및 염해를 방지하기 위한 도료 조성물은 조성물에 포함되는 유기 구리 화합물이 염화물 이온(Cl-)과 반응하여 염화물 이온(Cl-)의 콘크리트 구조물에 대한 침투를 방지하므로, 콘크리트 구조물의 중성화 및 염해를 효과적으로 방지한다.
또한, 본 발명은 상기 도료 조성물을 콘크리트 구조물의 외부에 시공함으로써 콘크리트 구조물의 중성화 및 염해를 효과적으로 방지할 수 있는 콘크리트 구조물의 중성화 및 염해 방지 공법을 제공한다.
이하에서 본 발명을 자세히 설명한다.
본 발명은 에폭시계 수지 50~150 중량부; 아민계 경화제 150~250 중량부; 하기 화학식 1로 표시되는 오르가노 실리콘 함유 화합물 3~30 중량부; 하기 화학식 2로 표시되는 유기 구리 화합물 중의 1 종 이상 1~10 중량부; 해포석분말 0.1~5 중량부; 및 용제 30~100 중량부;를 포함하는 콘크리트 구조물의 중성화 및 염해를 방지하기 위한 도료 조성물에 관한 것이다:
[화학식 1]
Figure 112017039443858-pat00007
상기 화학식 1에서
R1은 아미노에틸기, 비닐기, 메틸기, 글리시독시프로필기, 메타트릴옥시부틸, 메타크릴옥시프로필, 불소로 치환된 프로필기, 불소로 치환된 에틸기, 수소기에서 선택되며;
R2 내지 R4는, 각각 독립적으로, 에톡시기, 부톡시기, 수소기, 또는 메톡시기일 수 있으며;
단, R1 내지 R4는 모두 수소가 아니다.
[화학식 2]
Figure 112017039443858-pat00008
Figure 112017039443858-pat00009
Figure 112017039443858-pat00010
Figure 112017039443858-pat00011
콘크리트 구조물의 중성화 및 염해를 방지하기 위해서는 콘크리트 구조물의 외부를 코팅막에 의해서 밀봉해서 외부 환경으로부터 보호하는 것이 중요하다. 또한, 외부로부터 침투된 Cl- 이온이 콘크리트 구조물에 침입하지 못하도록 고정시키는 것이 중요하다.
상기 콘크리트 구조물의 밀봉을 위해서는 코팅막의 밀착성이 매우 중요하며, Cl- 이온이 콘크리트 구조물로 침입하는 것을 방지하기 위해서는 Cl- 이온과 반응하여 Cl- 이온을 고정하는 기능이 중요하다.
본 발명에서는 에폭시계 수지와 오르가노 실리콘 함유 화합물에 의하여 충분한 밀착성을 확보하며, 유기 구리 화합물에 의하여 외부로부터 침투된 Cl- 이온을 고정시킴으로써 콘크리트 구조물을 보호한다.
상기 에폭시계 수지는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 에폭시계 수지 총 중량에 대하여 30~100 중량%로 포함하는 것이 바람직하다. 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 우레탄 골격의 양말단에 3개씩의 에폭시기를 도입한 구조를 갖는다.
하기 화학식 3의 화합물은 상기와 같은 구조적 특성으로 인해 콘크리트 구조물과 강하게 결합하므로 도료 조성물의 접착력을 크게 향상시키며, 오르가노 실리콘 함유 화합물과도 쉽고 강하게 결합하여 3차원적 망상구조를 형성하므로 도료 조성물의 표면강도 및 내구성을 크게 향상시킨다.
[화학식 3]
Figure 112017039443858-pat00012
상기 식에서 n은 1~10의 자연수이다.
상기 에폭시계 수지는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물 대신 하기 화학식 4로 표시되는 화합물을 에폭시계 수지 총 중량에 대하여 30~100 중량%로 포함할 수도 있다.
[화학식 4]
Figure 112017039443858-pat00013
상기 식에서 n은 1~10의 자연수이다.
상기 에폭시계 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 노볼락 페놀형 에폭시 수지 및 지환식 에폭시 수지 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 에폭시계 수지는 에폭시계 수지 총 중량에 대하여 10~70 중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
시중에서 구입 가능한 에폭시 수지로는 국도화학의 YD 115, 127, 128, 134, YDPN 631, 636, 637, 638, 쉘케미칼(Shell Chemical Co.)의 Epikote 815, 827, 828, 834, 다우케미칼(Dow Chemical Co.)의 DER 331, 332, 334, 337 등을 들 수 있다.
상기 아민계 경화제는 비환식 폴리아민, 지방족 폴리아민, 방향족 폴리아민, 아민부가물, 폴리아민 경화제, 변성지방족 경화제, 변성지환족 경화제, 변성방향족 경화제, 및 변성폴리이미드 경화제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 종류 이외에도 통상적으로 해당분야에서 사용되는 것이라면 제한되지 않고 사용할 수 있다.
상기 화학식 1의 화합물로는 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리부톡시실란, 3-메타크릴옥시부틸실란, 3-메르캅토프로필트리에톡시실란, 3-메르캅토프로필메톡시실란,3-메타크릴옥시에톡시실란, 3-메타크릴옥시부틸실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 비닐메틸디메톡시실란, 메틸트리이소프로폭시실란, 메틸트리아세톡시실란, 베타-아미노에틸-감마-아미노프로필에톡시실란, 플루오르프로필트리에톡시실란, 및 트리플루오르프로필트리메톡시실란으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 들 수 있다.
하기 화학식 2로 표시되는 유기 구리 화합물로는 이 분야에 공지된 화합물들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 한국재료학회지, Korean Journal of Materials Research Vol. 9. No. 11 (1999)는 하기 화학식 2의 화합물들에 대하여 개시하고 있다.
[화학식 2]
Figure 112017039443858-pat00014
Figure 112017039443858-pat00016
Figure 112017039443858-pat00017
상기 해포석분말은 평균입도가 0.1∼0.3㎜인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 0.3㎜ 초과시 코팅력을 저하시키는 문제를 야기한다. 또한 해포석분말은 천연무기 파이버로 불리며 해포석을 분쇄하여 얻을 수 있으며 무기광물로 불연, 난연성을 높여주고 단열 특성이 있어 내열성을 높여준다. 또한 해포석 분말은 코팅제의 재료분리현상, 코팅재의 안착특성, 도포의 잔갈림성을 억제하여 도포 후 일정한 물성을 유지하게 하는 특성을 부여한다.
상기 용제로는 물, 셀룰로이드, 알코올, 글리콜에테르, 케톤, 카비톨 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 들 수 있다.
상기 알코올은 탄소수 1 내지 20의 알코올일 수 있으며, 보다 구체적으로 에탄올, n-프로판올, iso-프로판올, n-부탄올, iso-부탄올, sec-부탄올, tert-부탄올 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다.
상기 글리콜 에테르의 구체적인 예로, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르아세테이트), 에틸렌글리콜 모노부틸에테르 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다.
상기 케톤은 탄소수 1 내지 20의 케톤 일 수 있으며, 구체적인 예로 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸부틸케톤, 메틸이소부틸케톤 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다.
본 발명의 콘크리트 구조물의 중성화 및 염해를 방지하기 위한 도료 조성물은 필요에 따라, 착색제, 경화촉진제, 소포제, 분산제, 자외선 안정제, 자외선 차단제, 무기물 충진제, 유화제, 계면활성제, 점도조절제, 산화방지제 등에서 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 함유 할 수 있으며, 이에 한정한 것은 아니다.
상기 착색제로는 체질안료, 착색안료, 염료 등을 사용할 수 있고, 체질안료에는 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 실리카, 실리카-알루미나, 유리분말, 유리구슬, 운모, 흑연, 환산바륨, 수산화알루미늄, 탈크, 고령토, 산성점토, 활성백토, 벤토나이트, 규조토, 몬모릴로나이트, 백운석 등의 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있으나, 이에 한정한 것은 아니다. 착색안료에는 예를 들어 산화티탄, 아연화, 카민 6B(C.I.12490), 프탈로시아닌 그린(C.I. 74260), 프탈로시아닌 블루(C.I. 74160), 미쓰비시 카본 블랙 MA100, 페릴렌 블랙(BASF K0084. K0086), 시아닌 블랙, 리놀옐로우(C.I.21090), 리놀 옐로우GRO(C.I. 21090), 벤지딘 옐로우4T-564D, 미쓰비시 카본 블랙 MA-40, 빅토리아 퓨어 블루(C.I.42595), C.I. PIGMENT RED97, 122, 149, 168, 177, 180, 192, 215, C.I. PIGMENT GREEN 7, 36, C.I. PIGMENT 15:1, 15:4, 15:6, 22, 60, 64, C.I. PIGMENT 83, 139 C.I. PIGMENT VIOLET 23 등의 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있으나, 이에 한정한 것은 아니다.
경화촉진제로는 예를 들어, 페놀, 노닐페놀, 3급아민, 머켑탄류, 디부틸디아세테이트, 디부틸렌디라우레이트, 모노부틸렌옥사이드, 모노부틸렌클로라이드디하이드록사이드 등의 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있으나, 이에 한정한 것은 아니다.
상기 소포제로는 기포를 파괴하는 폴리머 및 폴리실록산 용액이 주성분이 BYK-Chemie사의 BYK-A501을 사용한다, 또한 EFKA사의 EFKA8203, Impag사의 퍼에놀 E8 등의 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있으나, 이에 한정한 것은 아니다.
상기 분산제로는 안료친화그룹을 가진 고분자량의 블록공중합체에 용액을 주성분으로 하는 BYK-Chemie사의 BYK-#161, BYK-#168, 1-메톡시-2프로필렌아세테이드, EFKA사의 EFKA4048, 4060 등의 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있으나, 이에 한정한 것은 아니다.
상기 무기물 충전제는 탄산칼슘, 탈크, 중탄, 실리카, 및 백운석으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하나, 이에 한정된 것은 아니다.
상기 유화제는 폴리옥시에틸렌 및 폴리옥시프로필렌의 공중합체, 폴리옥시에틸렌 및 폴리옥틸페닐에테르의 공중합체 및 소디움도데실벤젠설파이드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하나, 이에 한정된 것은 아니다.
또한, 본 발명은
콘크리트 구조물을 시공하는 단계; 및
시공이 완료된 콘크리트 구조물의 외부에 콘크리트 구조물의 중성화 및 염해를 방지하기 위한 도료 조성물을 코팅하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 중성화 및 염해 방지 공법을 제공한다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 하기의 실시예는 본 발명의 범위 내에서 당업자에 의해 적절히 수정, 변경될 수 있다.
제조예 1: 화학식 3으로 표시되는 화합물의 제조
3구 반응기에 기계식 교반기, 온도센서, 온도센서와 연결되어있는 가열 장치에 Kopex-PEG-400 (한농화성) 112.6g, 디부틸 틴 라우레이트 0.1g를 투입하고 상온에서 교반했다. 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HMDI) 64.9g, 3-(oxiran-2-ylmethoxy)-2,2-bis(oxiran-2-ylmethoxymethyl)propan-1-ol(Career Henan Chemical Co 사 제조, CAS NO.13236-00-5) 322.1g, 0.2g의 메톡시 하이드로큐논을 투입하고 반응온도 75로 유지하고 3시간 반응시켜 목적화합물을 제조하였다. 적외선 스펙트럼의 이소시아네이트의 특성피크인 2260cm-1가 완전히 소멸된 시점에 반응이 완료된 것으로 판단하였다.
제조예 2: 화학식 4로 표시되는 화합물의 제조
3구 반응기에 기계식 교반기, 온도센서, 온도센서와 연결되어있는 가열 장치에 Kopex-PEG-400 (한농화성) 112.6g, 디부틸 틴 라우레이트 0.1g를 투입하고 상온에서 교반했다. 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HMDI) 64.9g, 3-(oxiran-2-ylmethoxy)-2,2-bis(oxiran-2-ylmethoxymethyl)propan-1-ol(Career Henan Chemical Co 사 제조, CAS NO.13236-00-5) 322.1g, 0.2g의 메톡시 하이드로큐논을 투입하고 반응온도 75로 유지하고 3시간 반응시켰다. 적외선 스펙트럼의 이소시아네이트의 특성피크인 2260cm-1가 완전히 소멸된 시점에 반응이 완료된 것으로 판단하였다. 상기 반응이 종료된 후, 3-트리메톡시실릴프로필글리시딜 에테르 224g을 넣고 1시간 동안 교반하면서 3-트리메톡시실릴프로필글리시딜 에테르의 에폭시기와 우레탄 구조에 포함된 아민기 간의 반응을 진행시켜서 목적화합물을 제조하였다.
실시예 1: 콘크리트 구조물의 중성화 및 염해를 방지하기 위한 도료 조성물의 제조
제조예 1에서 제조된 화학식 3의 에폭시 수지 100 중량부; 아민계 경화제로서 변성지방족아민계 경화제인 KH-500(국도화학 제조) 200 중량부; 3-글리시독시프로필트리에톡시실란 10 중량부; 하기 화학식 5로 표시되는 유기 구리 화합물 8 중량부; 해포석분말 3 중량부; 착색제로서 미쓰비시 카본 블랙 MA100 30 중량부; 및 에탄올 100 중량부를 혼합하여 도료 조성물을 제조하였다.
[화학식 5]
Figure 112017039443858-pat00018
실시예 2: 콘크리트 구조물의 중성화 및 염해를 방지하기 위한 도료 조성물의 제조
제조예 2에서 제조된 화학식 4의 에폭시 수지 50 중량부; 비스페놀 A형 에폭시 수지인 YD-128 100(국도화학 제조) 80 중량부; 아민계 경화제로서 변성지방족아민계 경화제인 KH-500(국도화학 제조) 200 중량부; 3-글리시독시프로필트리에톡시실란 10 중량부; 하기 화학식 6으로 표시되는 유기 구리 화합물 8 중량부; 해포석분말 3 중량부; 착색제로서 미쓰비시 카본 블랙 MA100 30 중량부; 및 에탄올 100 중량부를 혼합하여 도료 조성물을 제조하였다.
[화학식 6]
Figure 112017039443858-pat00019
시험예 1: 콘크리트 구조물의 중성화 및 염해를 방지하기 위한 도료 조성물 의 물성 평가
<접착성 평가>
본 발명에 따른 도료 조성물의 접착강도를 확인하기 위하여 다음과 같은 시험을 실시하였다.
먼저, 압축강도가 약 500kgf/cm2 이고 크기가 60×60×10cm인 바탕콘크리트 시험체를 제작하여 양생시키고, 양생된 시험체의 표면을 브러시로 긁어내고 본 발명의 실시예 2에서 제조된 도료 조성물을 도포 및 건조시킨 후, 강재 부착물을 부착시켜 KS F 4715-01 및 JIS A 6910 규격에 따른 부착력 시험기를 사용하여 인장력을 가하는 방법으로 접착강도를 측정하였다. 재령 및 도포 횟수에 따른 실시예 2 도료 조성물 피막의 부착강도를 확인하기 위하여 콘크리트 시험체를 타설한 후 3일과 7일 동안 공기 중에 양생시킨 조건에서 도료 조성물 피막을 형성한 후 시간 경과에 따른 부착강도의 변화를 측정하였다.
상기 시험결과, 3일간 양생한 콘크리트 시험체에서 도료 조성물 피막의 접착강도는 25∼30kgf/cm2로 높게 나타났으며, 7일간 양생한 콘크리트 시험체에서는 최대부착강도가 36∼47kgf/cm2 정도로 더욱 높게 나타났다.
<중성화방지성능 평가>
본 발명에 따른 도료 조성물의 중성화억제 효과와 우수성을 확인하기 위하여 국내 시판 중인 제품과의 비교시험을 실시하였다.
모르타르로 5cm 입방체 공시체를 제작하여 7일간 양생한 후, 시판 중인 발수제 및 에폭시 도장재와 본 발명의 실시예 1에서 제조된 도료 조성물을 각각 도포한 3종류의 입방체 공시체와 아무런 조치도 취하지 않은 입방체 공시체를 이산화탄소의 농도를 조절할 수 있는 촉진시험기 안에 넣어 중성화촉진시험을 실시하였으며, 시험 조건은 온도 40℃, 상대습도 50% 및 CO2 농도 10%로 하였다. 중성화 깊이의 측정은 촉진개시부터 4주, 8주, 13주째마다 측정하였으며, 측정방법은 KS L 5105에 의해 압축강도를 측정하고 단면을 할렬하여 1% 페놀프탈레인 용액을 분무한 후 착색여부에 따른 중성화 깊이를 산출하였다.
상기 시험결과, 아무런 조치도 취하지 않은 표준 모르타르의 경우에는 중성화 촉진 초기부터 중성화가 급속하게 진행되어 촉진재령 91일에는 그 깊이가 24mm를 나타났으며, 시중에서 구입한 발수제를 도포한 경우에는 재령 91일에 약 12mm 정도의 중성화가 나타났으며, 그리고 시중에서 구입한 에폭시계 도료의 경우에는 약 3mm 정도로 다소 중성화가 진행되었다.
그러나, 본 발명의 실시예 1에서 제조된 도료 조성물을 적용한 경우에는 재령 91일에 있어서도 전혀 중성화가 진행되지 않았다.
<염해방지성능 평가>
(1) 시험 1
염소이온 침투 저항성을 시험하기 위해 재령 28일이 된 모르타르를 5cm두께로 절단한 후, 아무 처리도 하지 않은 것, 시판중인 발수제를 도포한 것, 본 발명의 실시예 1에서 제조된 도료 조성물을 도포한 것 등 4개의 시험편을 제작하였고 제작된 4 종류의 시험편으로 확산셀을 구성하여 60V의 직류전원을 6시간동안 통전한 조건에서 매 30분마다 측정한 전류를 시간에 대해 적분하여 구한 통과전하량을 구하여 하기 표 1에 나타내었다.
모르타르의 종류 통과전하량(Coulomb)
무 처리 3,100
발수제 도포 2,500
실시예 1에서 제조된 도료 조성물 도포 0
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 도료 조성물을 도포한 시험편에서는 통과 전하량이 측정되지 않아 완벽한 염소이온 침투저항성을 구비하고 있음이 확인되었다.
(2) 시험 2
본 발명의 도료 조성물의 시간 경과에 따른 염분침투 정도를 알아보기 위하여, 통상적인 포틀랜트 시멘트 콘크리트로 제작한 무처리 시험편과 본 발명의 실시예 1에서 제조된 도료 조성물을 도포한 시험편으로 확산 셀을 제작하여 확산 셀에 대한 염분 침투 확산실험을 수행하였다. 확산셀에 직류전압 10V의 직류전압을 가한 후 경과시간에 따른 확산 셀 내부의 염분농도를 염분측정기(salt meter)로 측정하였다.
상기 측정결과, 도막이 형성되지 않은 무처리 시험편은 시간이 경과함에 따라 염분농도가 직선적으로 크게 증가하였으나, 본 발명의 도료 조성물로 도막이 형성된 시험편은 10일이 경과한 후에야 염분농도가 약간 증가하였다. 그러므로, 이러한 결과는 본 발명의 도료 조성물이 우수한 염소이온 침투저항성을 구비하고 있음을 나타낸다.

Claims (6)

  1. 에폭시계 수지 50~150 중량부; 아민계 경화제 150~250 중량부; 하기 화학식 1로 표시되는 오르가노 실리콘 함유 화합물 3~30 중량부; 하기 화학식 2로 표시되는 유기 구리 화합물 중의 1 종 이상 1~10 중량부; 해포석분말 0.1~5 중량부; 및 용제 30~100 중량부;를 포함하는 콘크리트 구조물의 중성화 및 염해를 방지하기 위한 도료 조성물:
    [화학식 1]
    Figure 112017039443858-pat00020

    상기 화학식 1에서
    R1은 아미노에틸기, 비닐기, 메틸기, 글리시독시프로필기, 메타트릴옥시부틸, 메타크릴옥시프로필, 불소로 치환된 프로필기, 불소로 치환된 에틸기, 수소기에서 선택되며;
    R2 내지 R4는, 각각 독립적으로, 에톡시기, 부톡시기, 수소기, 또는 메톡시기일 수 있으며;
    단, R1 내지 R4는 모두 수소가 아니다.
    [화학식 2]
    Figure 112017039443858-pat00021

    Figure 112017039443858-pat00022

    Figure 112017039443858-pat00023

    Figure 112017039443858-pat00024
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에폭시계 수지는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 에폭시계 수지 총 중량에 대하여 30~100 중량%로 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 중성화 및 염해를 방지하기 위한 도료 조성물:
    [화학식 3]
    Figure 112017039443858-pat00025

    상기 식에서 n은 1~10의 자연수이다.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 에폭시계 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 노볼락 페놀형 에폭시 수지 및 지환식 에폭시 수지 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 중성화 및 염해를 방지하기 위한 도료 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 아민계 경화제는 비환식 폴리아민, 지방족 폴리아민, 방향족 폴리아민, 아민부가물, 폴리아민 경화제, 변성지방족 경화제, 변성지환족 경화제, 변성방향족 경화제, 및 변성폴리이미드 경화제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 중성화 및 염해를 방지하기 위한 도료 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1의 화합물은 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리부톡시실란, 3-메타크릴옥시부틸실란, 3-메르캅토프로필트리에톡시실란, 3-메르캅토프로필메톡시실란,3-메타크릴옥시에톡시실란, 3-메타크릴옥시부틸실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 비닐메틸디메톡시실란, 메틸트리이소프로폭시실란, 메틸트리아세톡시실란, 베타-아미노에틸-감마-아미노프로필에톡시실란, 플루오르프로필트리에톡시실란, 및 트리플루오르프로필트리메톡시실란으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 중성화 및 염해를 방지하기 위한 도료 조성물.
  6. 콘크리트 구조물을 시공하는 단계; 및
    시공이 완료된 콘크리트 구조물의 외부에 청구항 1항의 도료 조성물을 코팅하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 중성화 및 염해 방지 공법.
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