KR101860793B1 - 백화저감형 견출시멘트 조성물 - Google Patents

백화저감형 견출시멘트 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 건축/토목 구조물의 견출작업을 위한 백화저감형 견출시멘트 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시멘트를 포함한 결합재에 복합 증점제 및 복합 화합물이 혼합되어 있어 시공 현장에서는 물만 부어 곧바로 작업에 착수할 수 있도록 하고, 작업성과 마감성이 형상되며 백화발생이 저감되는 견출시멘트 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 「시멘트를 포함한 결합재 100wt% 대비,메틸셀룰로오스계와 폴리사카라이드계의 복합 증점제 0.2~0.5wt%; 및 올레인산계 금속비누염 복합 화합물 0.3~0.6wt%; 를 포함하여 조성되고, 25℃, 물-결합재비 60% 조건에서 소성점도가 1,000~2,500cp이고, Lab 색공간의 L값이 60.0 이상인 것을 특징으로 하는 백화저감형 견출시멘트 조성물」을 제공한다.

Description

백화저감형 견출시멘트 조성물{Plastering cement composition for reducing of efflorescence}
본 발명은 건축/토목 구조물의 견출작업을 위한 백화저감형 견출시멘트 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시멘트를 포함한 결합재에 복합 증점제 및 복합 화합물이 혼합되어 있어 시공 현장에서는 물만 부어 곧바로 작업에 착수할 수 있도록 하고, 작업성과 마감성이 형상되며 백화발생이 저감되는 견출시멘트 조성물에 관한 것이다.
건축/토목 구조물의 내·외부는 시멘트 모르타르에 의한 미장작업 또는 벽체면을 면갈이 한 후 시멘트 페이스트를 입히는 견출작업으로 마감처리된다.
이 중 견출작업은 콘크리트 표면에 생긴 기포자국이나 패인 자국 등을 매끄럽게 처리함으로써, 후속 페인트 작업 또는 최종 마감재 처리 작업을 원활하게 하기 위해 사용된다.
따라서, 견출작업 후의 견출면에는 균열, 백화 등이 발생하지 않도록 하는 것이 가장 중요하고, 견출면을 밀실하게 하며, 후속 작업의 종류에 따라 타일 붙임 모르타르 등과 결합성을 우수하게 하고, 도장의 바탕면으로서의 밝은 색채가 발현되도록 하는 등이 요구된다.
이하에서는 견출시멘트에 관한 몇 가지 선행기술을 소개한다.
1. 등록특허 제1320375 "견출용 슬래그 시멘트 조성물"
등록특허 제1320375는 포틀랜드 시멘트와 고로슬래그 미분말을 일정 비율로 혼합함으로써, 견출용 재료의 압축 및 부착강도의 향상과 견출면의 공극량 및 투수량을 감소시킨 견출용 슬래그 시멘트 조성물에 관한 것이다.
구체적으로는 「포틀랜드 시멘트 약 30~70중량%, 고로슬래그 미분말 약30~70중량%의 비율로 중량 배합하여 이루어지고, 상기 고로슬래그 미분말은 밀도는 2.7~3.1g/㎤, 비표면적은 3000 ~ 5000㎠/g이며, 상기 시멘트 조성물은 점성을 증가시키도록 된 증점제를 더 포함하여 이루어지고, 상기 증점제는 총중량을 100중량%로 할 경우, 0.01~1% 첨가하도록 된 것이며, 상기 증점제는 셀루로스 파생물(Cellulose Derivatives Type)형태로 이루어진 것, Alkaliswellable Type으로 이루어진 것, 우레탄 회합형 증점제(Urethane Associative Type)로 이루어진 것 및 구아검 및 아라빅 검과 같은 천연 증점제로 이루어진 것 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 견출용 슬래그 시멘트 조성물」을 제공한다.
2. 공개특허 제2014-0065176 "견출용 시멘트 조성물"
공개특허 제2014-0065176는 특정 범위의 치환도를 갖는 셀룰로오스 에테르를 2종 이상 블렌딩한 셀룰로오스 에테르를 적용시켜 가사 시간을 충분히 확보하여 작업성을 개선시킨 견출용 시멘트 조성물에 관한 것이다.
구체적으로는 「알데히드 화합물로 가교시킨 히드록시알킬알킬 셀룰로오스; 및 알데히드 화합물로 가교시킨 히드록시알킬 셀룰로오스; 를 블렌딩한 셀룰로오스 에테르 혼화제를 포함하는 견출용 시멘트 조성물」을 제공한다.
3. 등록특허 제1313015 "시멘트 첨가재료 및 시멘트 조성물"
등록특허 제1313015는 주로 산업 폐기물을 원료로 하는 시멘트 첨가재료 및 해당 시멘트 첨가재료를 함유하는 시멘트 조성물에 관한 것이다.
구체적으로는 「탄산칼슘, 석고, 및 산업 폐기물로서의 고로 슬래그 분말을 함유하고, 석탄재를 포함하지 않는 시멘트 첨가재료에 있어서, 상기 고로 슬래그 분말 100질량부에 대하여, 상기 탄산칼슘이 6~160질량부, 상기 석고(무수물 환산)이 5~150질량부 배합되어 있고, 또한 상기 탄산칼슘의 배합량이 상기 석고의 배합량보다 많으며, 시멘트 질경화체 속의 모노 설페이트의 생성을 억제하는 작용을 갖는 것을 특징으로 하는 시멘트 첨가재료」를 제공한다.
4. 등록특허 제0854516 "분체형 접착시멘트"
등록특허 제0854516은 접착시멘트를 분체로 제조하여 포장유통시켜 시공현장에서 작업자가 분체로 된 접착시멘트에 용도에 따라 적당량의 물을 섞어 사용할 수 있도록 한 분체형 접착시멘트에 관한 것이다.
구체적으로는 「벽이나 바닥의 보수보강용 및 암반보강용으로, 분말 시멘트 52중량부에 대하여 분말 입도가 16-35 메쉬인 금강사 48중량부, 분말 프탈산계 가소제 8.2중량부, 분말 하이드록시프로필 메틸 셀룰로오스 1.5중량부를 포함하여 분체로 혼합조성한 분체형 접착시멘트에 있어서, 착색용으로, 상기 분말 시멘트 중량부에 대하여 시멘트 착색제 7중량부를 더 포함하여 색상을 가진 분체로 혼합 조성된 것을 특징으로 하는 분체형 접착시멘트」를 제공한다.
1. 등록특허 제1320375 "견출용 슬래그 시멘트 조성물", 2013.10.23. 공고 2. 공개특허 제2014-0065176 "견출용 시멘트 조성물", 2014.05.29. 공개 3. 등록특허 제1313015 "시멘트 첨가재료 및 시멘트 조성물", 2013.10.01. 공고 4. 등록특허 제0854516 "분체형 접착시멘트", 2008.08.26. 공고
1. 공민호, 정기택, 송용원, 윤섭, 정용, "견출용 슬래그 시멘트의 특성 검토", 한국콘크리트학회 2014 봄 학술대회 논문집, v.26 n.1(2014. 05.) 2. 서치호, 홍순조, 전현규, "무기질 복합체를 이용한 콘크리트 면처리재의 재료특성에 관한 실험적 연구", 한국콘크리트학회논문집, v.13, n.3(2001. 06.)
통상적인 견출면 작업은 작업 현장에서 OPC에 증점제 및 물을 혼합하여 제조한 시멘트 페이스트를 사용하는데, 현장에서 OPC, 증점제 및 물을 혼합하는 작업에 시간이 소요되고, 필요한 물성을 발현시키기도 어려우며, 견출면에 물곰보, 백화 현상 등이 발생한다.
본 발명은 전술한 문제를 모두 해결하기 위한 것으로서, 견출면 작업시간 단축, 견출작업의 작업성과 견출면의 마감성 향상, 백화저감 등의 효과를 얻을 수 있는 견출시멘트 조성물을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은 전술한 과제 해결을 위해 「시멘트를 포함한 결합재 100wt% 대비, 메틸셀룰로오스계와 폴리사카라이드계의 복합 증점제 0.2~0.5wt%; 및 올레인산계 금속비누염 복합 화합물 0.3~0.6wt%; 를 포함하여 조성되고, 시공현장에서 물만 부어 사용할 수 있도록 출하되며, 기온 25℃, 물-결합재비 60% 조건에서 소성점도가 1,000~2,500cp이고, Lab 색공간의 L값이 60.0 이상인 것을 특징으로 하는 백화저감형 견출시멘트 조성물」을 제공한다.
상기 결합재는 OPC 40~60wt% 및 고로슬래그 미분말 40~60wt%를 포함하여 조성할 수 있다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
1. 증점제와 결합재가 믹싱된 본 발명의 견출시멘트 조성물은 작업 현장에서 물만 부어 곧바로 사용 가능하므로 작업시간이 크게 단축된다.
2. 본 발명의 견출시멘트 조성물에 적용되는 증점제는 메틸셀룰로오스계와 폴리사카라이드계의 복합 증점제로서, 상기 폴리사카라이드는 분체 페이스트의 재료분리 안정성이 우수하기 때문에 블리딩을 방지하고, 이에 따라 재료분리에 의한 재믹싱이 불필요 하므로 작업시간 단축에 기여한다.
3. 올레인산게 금속비누염 복합 화합물을 첨가함으로써 견출 마감면의 물이 발수되도록 하여 물의 흡착이 적게 함으로써 백화 발생을 방지한다.
4. 물-결합재비 60%의 페이스트 조건에서 기온 25℃에서 소성점도 1,000~2,500cp가 발현되도록 하여 작업성과 마감성을 향상시킨다.
5. Lab 색공간의 L값이 60.0 이상이 되어, 백화가 소량 발생하더라도 외관상 크게 부각되지 않도록 할 수 있으며, 밝은 색의 견출면은 페인트 칠 등의 도포 작업의 바탕색으로서도 유리하다.
본 발명은 「시멘트를 포함한 결합재 100wt% 대비, 메틸셀룰로오스계와 폴리사카라이드계의 복합 증점제 0.2~0.5wt%; 및 올레인산계 금속비누염 복합 화합물 0.3~0.6wt%; 를 포함하여 조성되고, 시공현장에서 물만 부어 사용할 수 있도록 출하되며, 기온 25℃, 물-결합재비 60% 조건에서 소성점도가 1,000~2,500cp이고, Lab 색공간의 L값이 60.0 이상인 것을 특징으로 하는 백화저감형 견출시멘트 조성물」을 제공한다.
건설현장에서 견출작업은 통상적으로 OPC(1종보통포틀랜드시멘트)에 증점제를 혼합하여 사용하는데, 본 발명은 견출작업을 좀 더 효율적으로 개선할 목적으로 증점제를 미리 혼합한 일체형으로 시공현장에서 증점제 혼합공정 없이 물만 부어 사용할 수 있도록 한 견출시멘트 조성물에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 결합재 조성을 조정하고 올레인산계 금속비누염의 복합 화합물을 일정량 포함시킴으로써 백화발생을 저감시킬 수 있는 견출시멘트 조성물에 관한 것이다.
벽체면에 넓게 펴 바르기 위한 견출용 시멘트는 페이스트 상태에서 일정 수준의 점도(소성점도 및 항복치)와 작업성이 함께 요구된다. 이에 본 발명이 제공하는 견출용 시멘트는 물-결합재비 60%의 페이스트 조건에서 기온 25℃에서 소성점도 1,000~2,500cp(항복치 200~500D/㎠)이 발현되도록 하였다.
소성점도가 1,000cp 미만이면, 바름성(흙손이 잘 밀리지 않는 문제)이 나쁘게 되고, 또한 곰보 등의 면처리가 불량(곰보 메꿈이 불량)하게 되는 문제점이 발생한다. 반면 소성점도가 2,500cp를 초과하면 과도한 점성으로 손목에 무리가 가기 때문에 페이스트 혼합 및 흙손바름 작업에 있어서 작업자들이 작업을 기피하는 문제가 발생하기 때문이다. 상기 소성점도는 상기 복합 증점제를 구성하는 메틸셀룰로오스계와 폴리사카라이드계의 혼합 비율에 따라 조절할 수 있다.
Lab 색공간에서 L값은 밝기, a값은 초록-빨강 색채구간의 색도, b값은 파랑-노랑 색채구간의 색도를 나타낸다. 견출시멘트의 색상이 백색에 근접하게 되면 백화 발생에 따른 외관상의 문제를 저감시킬 수 있다. OPC를 사용하는 경우 상기 L값은 60.0 미만으로서 짙은 회색을 띄게 되며, 백화발생시 외관이 훼손된다. 반면 L값이 60.0 이상이면(L값 80부터 백색으로 취급), 백화에 의한 외관 손상이 상쇄될 수 있다. 본 발명 견출시멘트 조성물의 L값은 결합재의 색상에 큰 영향을 받는데, 상기 결합재는 OPC 40~60wt% 및 고로슬래그 미분말 40~60wt%를 포함하여 조성할 수 있으며, 위 범위 내에서 상기 OPC와 고로슬래그 미분말의 함량을 조절함으로써 상기 L값을 조절할 수 있다.
이하에서는 구체적인 실험 결과와 함께 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
아래 [표 1]은 OPC(비교예 1), 슬래그 시멘트(비교예 2), 기존 방식대로 현장에서 OPC에 증점제(메틸셀룰로오스계, 이하 'MC 증점제')를 혼합한 경우(비교예 3)와 본 발명의 견출시멘트 조성물(실시예 1)에 대한 점도시험 결과를 나타낸 것이다. 점도시험시 기온과 물-결합재비는 각각 25℃ 및 60%로 일정하게 유지하였다. 상기 실시예 1은 OPC 50wt%, 고로슬래그 미분말 49.2wt%, 메틸셀룰로오스계와 폴리사카라이드계의 복합 증점제(이하 '복합 증점제') 0.4wt% 및 올레인산계 금속비누염 복합 화합물 0.4wt%가 혼합된 것이다.
구분 소성점도
(cp)		 항복치
(D/㎠)		 색도
L a b
비교예 1 436 27.7 - - -
비교예 2 268 49.7 - - -
비교예 3 4116 508 56.06 -1.60 6.41
실시예 1 1348 270 63.82 -1.72 5.52
비교예 1,2는 소성점도 및 항복치가 상당히 낮기 때문에 견출 작업시 마감작업이 곤란하여 반드시 증점제를 혼합해야 함을 알 수 있었다. 비교예 3은 소성점도 및 항복치가 크게 증가하였으나 작업성이 저하되어 작업자의 작업효율이 크게 저하된다. 반면 본 발명의 견출시멘트 조성물(실시예 1)을 적용한 경우 소성점도 1348cp, 항복치 270D/㎠로서, 적정한 마감성 및 작업성을 확보할 수 있는 소성점도와 항복치를 나타내고 있다.
또한, 색도에 있어서 비교예 3의 경우는 L값이 56.0으로 진한 회색을 띄는 반면, 실시예 1은 63.8로 백색에 가까워 도장 바탕색으로 유리하고, 백화를 상쇄할 수 있는 효과가 있다.
아래 [표 2]는 비교예 3과 실시예 1에 대한 작업성, 블리딩, 닦임성, 물곰보 및 백화저감성능을 측정하여 정리한 것이다.
구 분
 작업성(h) 블리딩
(cc)		 닦임성
(육안 평가)		 물곰보
(육안 평가)		 백화
(육안 평가)
증점제
혼합		 페이스트
제조
비교예 3 1 1 57 3 3 1
실시예 1 0 0.5 0 5 5 5
작업성은 결합재(시멘트)와 증점제를 혼합하는 시간과 이렇게 혼합된 결합재(시멘트)에 물을 넣고 페이스트를 제조한 후 견출작업시까지의 숙성시간으로 평가하였다. 블리딩은 페이스트 표면에 떠오른 블리딩수를 스포이드로 채취하여 그 양을 측정하였다.
비교예 3은 현장에서 OPC에 증점제를 혼합하는 시간이 소요되는 반면, 본 발명의 실시예 1은 증점제를 미리 포함한 일체형 타입으로 물만 혼합 사용하므로 현장에서 증점제 혼합시간이 불필요하고, 페이스트 제조시간도 비교예 3과 비교하여 50% 수준으로 단축되었다. 기존 방식으로 시멘트에 증점제를 혼합하는 경우는 점성이 크기 때문에 믹싱에 힘이 많이 들어가고, 또한 페이스트 제조 후 정치시간에 블리딩이 발생하여 재믹싱이 필요하게 되어 페이스트 제조시간이 증가하기 때문이다.
반면 본 발명의 실시예 1은 상대적으로 낮은 점성으로 믹싱이 효과적으로 이루어지고, 복합 증점제에 포함된 폴리사카라이드(폴리사카라이드는 분체 페이스트의 재료분리 안정성이 우수하기 때문에 본 발명에서 블리딩 방지 목적으로 MC 증점제와 함께 혼합 사용함)에 의해 블리딩이 전혀 발생하지 않아 페이스트 제조시간을 단축시킬 수 있었다.
닦임성은 붓질에 의한 견출작업시 표면에 잘 붙고, 페이스트가 벗겨지는 정도를 육안으로 관찰한 평가로 아주나쁨(1), 나쁨(2), 보통(3), 좋음(4), 아주좋음(5)으로 평가점수를 부여하였다. 물곰보는 콘크리트 표면 공극이 견출작업에 의해 물로 충전되어 빠져나온 공기가 부풀어 올라 터진 형상으로, 붓질에 의한 견출작업을 하였을 때 표면에 기포가 발생되는 정도를 육안으로 관찰하여 이 역시 아주나쁨(1), 나쁨(2), 보통(3), 좋음(4), 아주좋음(5)으로 평가하였다..
비교예 3의 경우 점성이 크기 때문에 붓질에 의한 닦임성이 보통인 반면 본 발명의 실시예 1은 붓질이 잘되고 표면에 고루 분포되어 붓질작업이 우수하였다. 또한, 물곰보는 본 발명의 실시예 1을 사용한 경우 보수성 확보 및 블리딩 제어효과로 인해 물곰보가 크게 개선되는 것으로 나타났다. 아래 [표 3]은 비교예 3과 본 발명 실시예 1을 적용한 견출면에 대한 붓질 작업 후 상태를 촬영한 것이다.
Figure 112017109603810-pat00001
백화는 비교예 3과 실시예 1 페이스트를 벽체에 각각 얇게 바른 후 표면에 가볍게 물을 분무한 후 1주일 경과 후 표면이 하얗게 변하는지 여부를 육안으로 관찰하여 아주나쁨(1), 나쁨(2), 보통(3), 좋음(4), 아주좋음(5)으로 평가하였다.
아래 [표 4]에 나타난 바와 같이, 비교예 3으로 견출작업을 실시한 경우 백화가 발생한 반면, 본 발명 실시예 1을 적용한 경우에는 백화현상이 발생하지 않는 것으로 나타났고, 실제 시공에 있어서도 기존방식(비교예 3)과 비교하여 본 발명의 견출시멘트로 시공한 경우 백화현상이 발견되지 않는 것으로 확인되었다.
이러한 백화저감효과는 올레인산게 금속비누염의 효과에 의한 것으로, 견출 마감면에 의해 빗물(물방울)이 접촉하였을 경우 기존 방식은 물이 침투되어 백화를 야기하지만, 본 발명의 경우는 시멘트 결합재에 포함된 올레인산계 금속비누염에 의해 발수되어 표면에 물의 흡착이 적게 되어 백화가 방지되는 것이다.
Figure 112017109603810-pat00002
본 발명은 상기에서 언급한 바와 같이 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하며, 다양한 분야에서 사용 가능하다. 따라서 본 발명의 청구범위는 이전 발명의 진정한 범위 내에 속하는 수정 및 변형을 포함한다.

Claims (2)

  1. 시멘트를 포함한 결합재 100wt% 대비,
    메틸셀룰로오스계와 폴리사카라이드계의 복합 증점제 0.2~0.5wt%; 및
    올레인산계 금속비누염 복합 화합물 0.3~0.6wt%; 를 포함하여 조성되고,
    시공현장에서 물만 부어 사용할 수 있도록 출하되며,
    기온 25℃, 물-결합재비 60% 조건에서 소성점도가 1,000~2,500cp이고, Lab 색공간의 L값이 60.0 이상인 것을 특징으로 하는 백화저감형 견출시멘트 조성물.
  2. 제1항에서,
    상기 결합재는 OPC 40~60wt% 및 고로슬래그 미분말 40~60wt%를 포함하여 조성된 것을 특징으로 하는 백화저감형 견출시멘트 조성물.
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