KR101950639B1 - 방수성이 우수한 개질 콘크리트 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 시드(seed) 라텍스 10~20 중량부, 폴리부타디엔 라텍스 30~40 중량부, 아크릴로니트릴 모노머 20~50 중량부, 스티렌 모노머 10~30 중량부, 불포화 카르복실산 단량체 2~8 중량부, 아크릴레이트 단량체 2~8 중량부, 유화제 3~8 중량부, 반응개시제 2~5 중량부, 및 첨가제 1~15 중량부를 반응기에 일괄 투입하여, 0.2~0.5 기압, 35~55℃의 조건에서 4~8 시간 동안 유화중합 및 그라프트 반응시켜 합성시켜서 제조된 방수성이 우수한 개질 콘크리트 조성물을 제공한다.

Description

방수성이 우수한 개질 콘크리트 조성물{Reforming concrete composition of superior waterproofing}
본 발명은 방수성이 우수한 개질 콘크리트 조성물에 관한 것이다.
현재 사용되고 있는 콘크리트 교면포장 및 폴리머 시멘트 몰탈 조성물은 보통 콘크리트의 제반 성능을 개선시키기 위해 콘크리트에 스티렌 부타디엔 라텍스, 카르복실레이트 스틸렌 부타디엔 라텍스, 폴리아크릴 에멀젼 또는 에틸렌 비닐아세테이트, 에폭시 수지 등과 같은 종류의 개질제를 시공 목적에 맞게 혼합시켜 제조한 콘크리트 및 시멘트 몰탈이다. 특히 도로의 교면 포장, 보수, 보강, 표면보호, 교량방수에 있어서는 분산성, 접착성, 방수성 등이 우수한 스티렌 부타디엔 라텍스를 혼합시킨 개질콘크리트 및 시멘트 몰탈이 주로 사용되고 있다.
최근 교량 및 건설구조물의 효과적인 유지관리를 통해 사용수명 연장하는 것에 대한 관심이 높아지고 있다. 특히 콘크리트의 경우 내구성이 우수한 건축 토목재료로 알려져 왔지만 최근 지구 온난화로 인한 잦은 폭설과 과다한 제설제 살포 콘크리트 구조물 손상, 동결융해, 염화물 등에 의해 열화 및 노후화가 진행되어 이에 대한 보수보강이 요구되고 있다. 즉, 내구성 약화로 인해 특히 내유성, 내열성, 내한성, 내화학성, 내마모성, 내오존성이 열악해지는 문제의 해결이 요구되고 있다.
종래의 콘크리트용 개질제인 스티렌 부타디엔 라텍스의 제조방법으로는 대한민국 등록특허공보 제441055호(2004. 7. 9 등록)에 개시된 것을 들 수 있다. 즉, 상기 특허에서는 부타디엔 단량체, 스티렌 단량체 등을 이용하여 전환율 80~90%에서 70℃로 승온시켜 반응을 완료시키는 것을 특징으로 하는 개질콘크리트 제조용 스티렌-부타디엔 공중합체 라텍스의 제조방법을 소개하고 있다.
그러나, 상기와 같은 방법은 부타디엔 단량체 및 스티렌 단량체를 고압반응기를 이용하여 고온에서 3-5기압의 고압으로 합성시킴에 따라 제조설비가 복잡해짐에 따라 설비의 가동이 까다롭고, 그에 따른 제조설비의 비용이 과다 소요되며, 또한 반응시간이 20시간 이상 소요되는 단점이 있다. 또한, 상기와 같은 단점에도 불구하고 미반응 물질이 많이 잔류하여 스티렌-부타디엔 공중합체 라텍스의 농도가 40-43 중량%에 지나지 않고 고농도의 합성라텍스를 얻기 위해 농축공정이 필요한 문제점이 있었다.
일반적으로 아스콘 및 콘크리트 포장은 차량에 의해 발생되는 교통하중 및 기후변화에 의한 환경하중 등의 작용으로 여러 형태의 열화 및 파손이 발생한다. 이러한 노후된 아스콘 및 콘크리트 포장은 보수 및 보강이 필수적이다. 공용 중인 도로의 교통차단을 전제로 하는 보수공사는 도로정체와 더불어 이용자의 많은 불편을 야기하므로, 주로 교통량이 적은 야간이나 새벽 시간에 시공이 이루어지고 있으며, 특히 공사개시 후 3~5 시간 내에 교통을 개방해야 하기 때문에 초속경 콘크리트가 사용된다.
그러나 초속경 콘크리트는 강도발현이 빠른 장점이 있지만, 초속경 시멘트의 구성광물 특성상 내수성, 내동해성, 장기내구성 등이 취약해 보수 후에도 다시 재보수를 해야 하는 경우가 자주 발생하는 문제점이 있다. 이에 따라 최근에는 콘크리트의 내구성을 보완하기 위해 수성 폴리머의 일종인 기존에 알려진 SBR 라텍스를 사용한 라텍스 개질 초속경 콘크리트가 보수재료로서 활발히 이용되고 있다.
이러한 라텍스를 이용한 콘크리트는 동결융해와 스켈링(scaling)에 대한 저항성이 우수하고 방수성과 부착성이 높아 초속경 시멘트와 물, 골재만을 사용할 때의 단점을 크게 보완하고 도로 보수공사의 품질을 높이는데 크게 기여하였다.
그러나 기존의 SBR 라텍스를 첨가하는 경우에 시멘트와의 혼화성과 작업성을 부여하기 위해 다량의 친수성 유화제를 사용하게 되는데, 이는 라텍스 자체의 저장안정성을 떨어뜨려 장기 저장 시, 라텍스 입자의 상분리 발생의 원인이 된다. 또한 이로 인해 기존 SBR 라텍스 개질 초속경 콘크리트에서 시멘트와의 혼화성, 소성크랙, 포설된 부위별 방수성, 내구성에 편차가 발생할 수 있는 문제점이 있다. 한편 기존 SBR 라텍스 개질 초속경 콘크리트는 동절기 저온 경화성능이 떨어져 조기교통개방이 어려울 뿐만 아니라, 양생을 위한 별도의 난방이 필요하기 때문에 시공비 상승 및 품질관리가 어려운 문제점이 있다.
따라서 앞으로 급증할 노후될 포장 물량을 생각할 때 우리나라도 노후 포장의 근본적인 보수재료 개발이 시급한 상황이다.
대한민국 특허등록 제441055호
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,
본 발명은 포름알데히드가 검출되지 않고, 휘발성 유기화합물의 함량이 낮고, 중금속(납, 크롬, 카드늄, 수은)이 검출되지 않아 친환경적인 반강성포장 및 폴리머 시멘트 개질용 카르복실레이트 아크릴로니트릴 스티렌 부타디엔 공중합물 합성고무라텍스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 개질 콘크리트 조성물에 포함되어 혼화성, 접착성, 강도, 방수성, 내구성 등의 성능을 향상시키며, 특히 콘크리트의 내유성, 내열성, 내한성, 내화학성, 내마모성, 내오존성을 현저히 향상시킬 수 있는 반강성포장 및 폴리머 시멘트 개질용 카르복실레이트 아크릴로니트릴 스티렌 부타디엔 공중합물 합성고무라텍스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 반응온도 낮은 온도(대략 45℃) 낮은 반응압력인 0.1~0.3 기압(물 포화증기압)의 조건하에서 유화중합시킴으로써, 고온, 고압반응기를 사용할 필요가 없어서 제조설비가 간단하며, 폭발 위험성이 없어 안전하며, 반응시간이 짧아 생산성이 높고, 생성물의 농도가 높은 반강성포장 및 폴리머 시멘트 개질용 카르복실레이트 아크릴로니트릴 스티렌 부타디엔 공중합물 합성고무라텍스의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 합성고무라텍스를 포함함으로써 우수한 혼화성, 접착성, 강도, 방수성, 내구성 등의 성능을 제공하며, 특히 우수한 내유성, 내열성, 내한성, 내화학성, 내마모성, 내오존성을 제공하는 방수성이 우수한 개질 콘크리트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 합성고무라텍스를 포함함으로써 시멘트와의 혼화성이 우수하여 초속경 콘크리트 제조 작업이 용이하게 되며, 가사기간이 충분히 확보되어 콘크리트 면의 평탄성을 확보할 수 있으며, 타설 후 4시간 이내에 기준치 이상인 25 MPa 이상의 압축강도를 발현하고, 방수성과 염분침투저항성, 동결융해저항 성능이 우수하여 슬래브 및 콘크리트 내의 철근의 부식을 막고 내구성능을 개선하여 구조물의 수명을 연장할 수 있는 방수성이 우수한 개질 콘크리트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
시드(seed) 라텍스 10~20 중량부, 폴리부타디엔 라텍스 30~40 중량부, 아크릴로니트릴 모노머 20~50 중량부, 스티렌 모노머 10~30 중량부, 불포화 카르복실산 단량체 2~8 중량부, 아크릴레이트 단량체 2~8 중량부, 유화제 3~8 중량부, 반응개시제 2~5 중량부, 및 첨가제 1~15 중량부를 반응기에 일괄 투입하여, 0.2~0.5 기압, 35~55℃의 조건에서 4~8 시간 동안 유화중합 및 그라프트 반응시켜 합성시켜서 제조된 반강성포장 및 폴리머 시멘트 개질용 카르복실레이트 아크릴로니트릴 스티렌 부타디엔 공중합물 합성고무라텍스를 제공한다.
상기 합성고무라텍스는 고형분이 40~60 중량%이고, pH가 10~11.5이며, 점도가 50~100 cps이며, 평균입자경이 1200~2000Å인 특징을 가질 수 있다.
본 발명은 또한,
시드(seed) 라텍스 10~20 중량부, 폴리부타디엔 라텍스 10~20 중량부, 아크릴로니트릴 모노머 20~50 중량부, 스티렌 모노머 10~35 중량부, 불포화 카르복실산 단량체 2~8 중량부, 아크릴레이트 단량체 2~8 중량부, 유화제 3~8 중량부, 반응개시제 2~5 중량부, 및 첨가제 1~15 중량부를 반응기에 일괄 투입하는 단계; 및
0.2~0.5 기압, 35~55℃의 조건에서 4~8 시간 동안 유화중합 및 그라프트 반응을 진행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반강성포장 및 폴리머 시멘트 개질용 카르복실레이트 아크릴로니트릴 스티렌 부타디엔 공중합물 합성고무라텍스의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 또한,
상기 반강성포장 및 폴리머 시멘트 개질용 카르복실레이트 아크릴로니트릴 스티렌 부타디엔 공중합물 합성고무라텍스를 전체 콘크리트 조성물 총 중량에 대하여 10~30 중량%로 포함하는 것을 특징으로 하는 방수성이 우수한 개질 콘크리트 조성물을 제공한다.
상기 개질 콘크리트 조성물에는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 1~5 중량%가 더 포함될 수 있다:
[화학식 1]
Figure 112018024137617-pat00001
상기 식에서 n은 1~10의 자연수이다.
상기 개질 콘크리트 조성물에는 염해를 방지하기 위해 하기 화학식 2 및 화학식 3으로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 1종 이상이 1~3 중량% 더 포함될 수 있다:
[화학식2]
Figure 112018024137617-pat00002
[화학식 3]
Figure 112018024137617-pat00003
본 발명의 반강성포장 및 폴리머 시멘트 개질용 카르복실레이트 아크릴로니트릴 스티렌 부타디엔 공중합물 합성고무라텍스는 포름알데히드가 검출되지 않고, 휘발성 유기화합물의 함량이 낮고, 중금속(납, 크롬, 카드늄, 수은)이 검출되지 않아 친환경적이다.
또한, 상기 합성고무라텍스는 개질 콘크리트 조성물에 포함되어 혼화성, 접착성, 강도, 방수성, 내구성 등의 성능을 향상시키며, 특히 콘크리트의 내유성, 내열성, 내한성, 내화학성, 내마모성, 내오존성을 현저히 향상시키는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명의 반강성포장 및 폴리머 시멘트 개질용 카르복실레이트 아크릴로니트릴 스티렌 부타디엔 공중합물 합성고무라텍스의 제조방법은 반응온도 낮은 온도(대략 45℃) 낮은 반응압력인 0.1~0.3 기압(물 포화증기압)의 조건하에서 유화중합시킴으로써, 고온, 고압반응기를 사용할 필요가 없어서 제조설비가 간단하며, 폭발 위험성이 없어 안전하며, 반응시간이 짧아 생산성이 높고, 생성물의 농도가 높다.
또한, 본 발명의 방수성이 우수한 개질 콘크리트 조성물은 상기 합성고무라텍스를 포함함으로써 우수한 혼화성, 접착성, 강도, 방수성, 내구성 등의 성능을 제공하며, 특히 우수한 내유성, 내열성, 내한성, 내화학성, 내마모성, 내오존성을 제공한다.
또한, 본 발명의 방수성이 우수한 개질 콘크리트 조성물은 상기 합성고무라텍스를 포함함으로써 시멘트와의 혼화성이 우수하여 초속경 콘크리트 제조 작업이 용이하게 되며, 가사기간이 충분히 확보되어 콘크리트 면의 평탄성을 확보할 수 있다. 또한, 상기 초속경 콘크리트의 타설 후 4시간 이내에 기준치 이상인 25 MPa 이상의 압축강도를 발현하고, 방수성과 염분침투저항성, 동결융해저항 성능이 우수하여 슬래브 및 콘크리트 내의 철근의 부식을 막고 내구성능을 개선하여 구조물의 수명을 연장하는 효과를 제공한다.
이하에서 본 발명을 자세히 설명한다.
본 발명은 시드(seed) 라텍스 10~20 중량부, 폴리부타디엔 라텍스 30~40 중량부, 아크릴로니트릴 모노머 20~50 중량부, 스티렌 모노머 10~30 중량부, 불포화 카르복실산 단량체 2~8 중량부, 아크릴레이트 단량체 2~8 중량부, 유화제 3~8 중량부, 반응개시제 2~5 중량부, 및 첨가제 1~15 중량부를 반응기에 일괄 투입하여, 0.2~0.5 기압, 35~55℃의 조건에서 4~8 시간 동안 유화중합 및 그라프트 반응시켜 합성시켜서 제조된 반강성포장 및 폴리머 시멘트 개질용 카르복실레이트 아크릴로니트릴 스티렌 부타디엔 공중합물 합성고무라텍스에 관한 것이다.
상기 합성고무라텍스는 고형분이 40~60 중량%이고, pH가 10~11.5이며, 점도가 50~100 cps이며, 평균입자경이 1200~2000Å인 특징을 가질 수 있다.
본 발명에서 상기 반강성포장 및 폴리머 시멘트 개질용 카르복실레이트 아크릴로니트릴 스티렌 부타디엔 공중합물 합성고무라텍스는 주로 일반 콘크리트와 시멘트 몰탈 조성물의 물성을 향상시키기 위해 콘크리트와 시멘트 몰탈 조성물의 개질용으로 사용된다. 이렇게 개질된 개질콘크리트와 시멘트 몰탈 조성물은 굳지 않은 상태에서는 유동성이 크게 향상되고 재료분리 저항성이 우수하며, 경화 후에는 라텍스 입자가 콘크리트 및 시멘트 몰탈 조성물 내부의 미세공극을 채워 충진재 역할을 함과 동시에 필름 막을 형성하여 방수 역할을 하므로, 인장강도 및 부착강도가 매우 크고, 그리고 균열저항성이 좋아진다. 또한, 이렇게 개질된 개질콘크리트와 시멘트 몰탈 조성물은 제반 성능이 크게 개선되고 내유성, 내열성, 내한성, 내화학성, 내마모성, 내오존성이 우수한 것이 특징이다.
상기 시드(seed) 라텍스는, 폴리부타디엔 라텍스를 중합하여 합성할 때 중합체의 입자를 성장시키기 위해 중합 전 첨가하는 라텍스로서, 시드(seed) 라텍스의 첨가량이 상기에서 정한 범위보다 적게 첨가될 경우 폴리부타디엔 라텍스, 아크릴로니트릴, 스틸렌 모노머의 과량으로 인해 중합 라텍스의 시드(seed)에 엉김 현상이 발생되거나 또는 미반응의 폴리부타디엔 라텍스와 아크릴로니트릴, 스틸렌 모노머가 잔류하여 전화율이 낮아질 우려가 있다. 또한, 시드(seed) 라텍스의 첨가량이 상기에서 정한 범위보다 많을 경우에는 시드(seed) 라텍스의 첨가량에 비해 폴리부타디엔 라텍스, 아크릴로니트릴, 스틸렌 모노머의 첨가량이 부족하므로 SNBR 합성라텍스 시드(seed)가 제대로 성장하지 못할 우려가 있다.
본 발명에서 시드(seed) 라텍스 입자의 크기는 600 ~ 1,000Å인 것이 바람직하다. 시드(seed) 라텍스 입자의 크기가 600Å 미만이 될 경우에는 라텍스의 최종입자경이 작아 점도가 높고, 교반이 어렵고, 시멘트 혼합성이 어려울 수 가 있고, 시드(seed) 라텍스 입자의 크기가 1,000Å를 초과할 경우에는 최종입자경이커서 라텍스 응고물이 다량발생 할 우려가 있다.
본 발명에서 주제인 폴리부타디엔 라텍스의 기본물성은 고형분 38~41 중량%, 반응전환율 98%, 점도 70cps, 표면장력 45dyne/㎝, 입자 크기 600~1,000Å, 겔 함량 70~85 중량%, 응고물 0.2 중량% 이하인 것이 바람직하다.
폴리부타디엔 라텍스의 입자경이 상기에서 정한 크기의 범위보다 작을 경우에는 폴리부타디엔 라텍스의 입자의 크가가 적어 개질콘크리트의 제반 물성이 저하할 우려가 있고, 상기에서 정한 크기의 범위보다 클 경우에는 아크릴로니트릴, 스티렌 모노머와의 그라프트 공중합시 SNBR 합성라텍스를 균일하게 형성시키기가 어려워 개질콘크리트의 제반 물성의 저하를 초래할 우려가 있다. 그리고 고형분 또는 겔의 함량이 상기에서 정한 함량의 범위보다 적을 경우에는 그라프트 단량체가 증가하면서 중합속도가 빨라짐에 따라 중합 안정성이 저하되어 응고물이 다량 생성될 우려가 있고, 상기에서 정한 함량의 범위보다 클 경우에는 그라프트 단량체가 감소되어 그라프트반응이 불균일하게 진행되어 SNBR 합성라텍스의 물성이 저하될 우려가 있다.
본 발명에서 아크릴로니트릴 모노머, 스티렌 모노머의 조성비는 폴리부타디엔 라텍스와 공중합시키기 위한 조성비로써, 폴리부타디엔 라텍스 30~40 중량부, 아크릴로니트릴 모노머 20~50 중량부, 스티렌 모노머 10~30 중량부의 함량비로 반응시키는 것이 바람직하다. 폴리부타디엔 라텍스와 아크릴로니트릴, 스티렌 모노머의 함량비가 상기에서 정한 범위를 벗어날 경우에는 미반응된 폴리부타디엔 라텍스와 아크릴로니트릴, 스티렌 모노머의 잔류 물질로 인하여 합성라텍스의 농도가 저하될 우려가 있다. 본 발명에 가장 중요한 구성성분인 아크릴로니트릴 모노머는 수용성, 친수성이고 반응성이 우수하기 때문에 단독으로 사용할 경우 반응속도조절이 매우 어렵고, 소량 사용할 경우 콘크리트, 시멘트 몰탈 조성물의 내유성 등의 제반물성을 악화시킨다.
상기 불포화 카르복실산 단량체는 수용액 상에 현탁된 합성라텍스 입자의 껍질부에 친수성 유화제와 함께 카르복시기(-COOH)를 결합시켜 SNBR 합성라텍스의 유동성, 접착성, 방수성, 내구성 등과 같은 물성을 향상시켜주는 역할을 한다. 상기 불포화 카르복실산 단량체로는 아크릴산, 메타크릴산, 퓨마릭산, 및 이타콘산 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 것을 들 수 있으며,
상기 아크릴레이트 단량체로는 메틸메타크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 라우릴메타크릴레이트, 하이드록시 알킬 아크릴레이트, 및 글리시딜 메타아크릴레이트 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 것을 들 수 있으며, 특히 메틸메타크릴레이트가 바람직하게 사용될 수 있다.
본 발명에서 사용하는 불포화 카르복실산 단량체는 메타아크릴산메틸(methyl methacrylate), 메타크릴산(methacrylic acid), 이타코닉산(itaconic acid), 및 퓨마릭산을 모두 포함하는 것이 더욱 바람직하며, 이들은 1~2 : 1~2 : 1~2 : 1~2의 중량비로 포함될 수 있다.
상기에서 메틸메타크릴레이트(methyl methacrylate)는 상기에서 정한 첨가량의 범위보다 적게 첨가할 경우에는 반응속도가 늦어지고 내구성 물성이 저하될 우려가 있고, 상기에서 정한 첨가량의 범위보다 많이 첨가할 경우에 반응속도가 빨라 반응속도조절이 어렵게 될 우려가 있다.
그리고 메타크릴산(methacrylic acid)은 상기에서 정한 첨가량의 범위보다 적게 첨가할 경우에는 반응속도가 늦고, 상기에서 정한 첨가량의 범위보다 많이 첨가할 경우에 라텍스 안정성이 부족하여 응고물이 다량 발생할 우려가 있다.
또한, 이타코닉산(itaconic acid)은 상기에서 정한 첨가량의 범위보다 적게 첨가할 경우에는 중합안정성 떨어지고, 상기에서 정한 첨가량의 범위보다 많이 첨가할 경우에 내수성, 방수성이 떨어질 우려가 있다.
또한, 퓨마릭산(fumaric acid)은 상기에서 정한 첨가량의 범위보다 적게 첨가할 경우에는 라텍스 안정성이 떨어져 pH를 조정할 때 점도가 급상승할 우려가 있고, 상기에서 정한 첨가량의 범위보다 많이 첨가할 경우에 점도조절이 용이하다.
또한, 본 발명에서 사용 가능한 유화제로는 소디움도데실벤젠설포네이트, 소디움라우릴설페이트, 소디움옥틸설페이트, 소디움톨루엔설포네이트, 포타슘스테아릴포스페이트, 포타슘스테아레이트 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다. 상기 음이온 유화제의 첨가량은 상기에서 정한 범위보다 적게 첨가하면 중합속도가 느려지고 중합안정성이 저하되어 다량의 응고체가 형성되어 생산성이 저하할 우려가 있고, 그리고 상기에서 정한 범위보다 많이 첨가하면 중합속도가 빨라지고 안정성이 높은 장점이 있는 반면에 과도한 유화제의 사용으로 인해 다량의 거품(foam) 발생과 최종 제품의 가공물성에 나쁜 영향을 미칠 우려가 있다.
본 발명에서 사용 가능한 반응개시제로는 벤조일퍼옥사이드, 테트라 부틸퍼옥사이드, 디이소프로필벤젠하이드로퍼옥사이드, 암모늄퍼설페이트, 포타슘퍼설페이트, 아세틸퍼옥사이드, 및 큐멘하이드로퍼옥사이드 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다. 상기 반응개시제의 첨가량은 상기에서 정한 범위보다 적게 첨가하면 반응 속도가 느려 미반응 단량체가 다량 잔류하여 생산성이 저하할 우려가 있고, 그리고 상기에서 정한 범위보다 많이 첨가하면 급격한 반응에 의한 중합체의 안정성이 저하할 우려가 있다.
상기 첨가제로는 분자량조절제, 가교제, 및 안정제 등으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 것을 들 수 있다.
본 발명에서 사용 가능한 분자량 조절제로는 n-도데실메르캅탄, t-도데실 메르캅탄, n-옥틸메르캅탄 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다. 상기 분자량 조절제는 첨가제 100 중량부를 기준으로 1~50 중량부로 포함될 수 있다. 상기에서 정한 범위보다 적게 첨가하면 그라프트율이 낮아 합성라텍스의 물성을 얻기 어려울 우려가 있고, 그리고 상기에서 정한 범위보다 많이 첨가하면 과도한 그라프트율에 의해 도리어 합성라텍스의 물성을 얻기 어려울 우려가 있다.
본 발명에서 사용 가능한 가교제로는 디비닐벤젠, 1,3-부탄디올 아크릴레이트, 1,3-부탄디올 디메타크릴레이트, 1,4-부탄디올 디아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디메타크릴레이트, 아릴 아크릴레이트, 아릴 메타크릴레이트, 테트라에틸렌글리코올 디아크릴레이트, 테트라에티렌글리콜 디메타크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다. 상기 가교제는 첨가제 100 중량부를 기준으로 1~50 중량부로 포함될 수 있다. 상기에서 정한 범위보다 적게 첨가하면 충분한 가교가 일어나지 않을 우려가 있고, 그리고 상기에서 정한 범위보다 많이 첨가하면 글라스 전이온도 높아 휨 강도가 높아질 우려가 있다.
본 발명에서 사용가능한 암포트릭(amphoteric) 안정제로는 노닐페닐에테르술폰산염 및 노닐폐닐에테르술폰산 암모늄 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다. 상기 암포트릭(amphoteric) 안정제는 첨가제 100 중량부를 기준으로 1~50 중량부로 포함될 수 있다. 상기에서 의 첨가량은 상기에서 정한 범위보다 적게 첨가하면 반응계의 pH가 산성계열로 변하여 중합안정성, 라텍스 안정성이 떨어져 응고물이 다량 발생할 우려가 있고, 그리고 상기에서 정한 범위보다 많이 첨가하면 콘크리트 내구성, 접착성, 방수성 물성을 저하시킬 우려가 있다.
상기 첨가제로는 이 분야에 공지되어 있는 전해질도 사용될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 시드(seed) 라텍스로는 부타디엔 단량체 및 스티렌 단량체를 6~9.5 : 0.5~4 중량부로 포함하는 유화중합체를 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 부타디엔 단량체 및 스티렌 단량체를 유화중합시켜서 제조되는 것이 사용될 수 있다. 이 때, 상기에서 설명된 불포화 카르복실산, 메틸메타크릴레트같은 다른 단량체, 반응개시제, 그 밖에 분자량 조절제, 가교제 등을 첨가하여 유화중합을 실시할 수 있다.
구체적인 방법은 상기 카르복실레이트 아크릴로니트릴 스티렌 부타디엔 공중합물 합성고무라텍스의 제조방법과 동일하게 할 수 있다.
본 발명의 카르복실레이트 아크릴로니트릴 스티렌 부타디엔 공중합물 합성고무라텍스는 예를 들어, 수용액 상에 현탁된 합성라텍스 입자의 시드(seed)에 디비닐벤젠과 같은 가교제를 넣어 가교 구조를 갖게 하고, 스틸렌 모노머대신 아크릴로니트릴 모노머로 대체하고, 시드(seed)의 껍질부는 메틸메타아크릴레이트, 메타크릴산, 이타코닉산, 퓨마릭산과 같은 불포화카르복실산을 결합킴으로써 합성라텍스의 유동성, 접착성, 방수성, 내구성 등과 같은 물성을 향상시킴과 동시에 내유성, 내열성, 내한성, 내화학성, 내마모성, 내오존성을 향상시킨 것을 특징으로 한다.
본 발명의 카르복실레이트 아크릴로니트릴 스티렌 부타디엔 공중합물 합성고무라텍스를 콘크리트에 혼합시키면, 수용액 상에 현탁된 합성라텍스 입자의 껍질부에 친수성 유화제와 카르복시기(-COOH)와 극성기를 지닌 니트릴기(-C≡N) 를 결합시켜 합성라텍스의 물성을 향상시켜주므로 콘크리트의 제반 성능인 혼화성, 접착성, 강도, 방수성, 내구성 등을 향상시킬 수 있고, 특히 내유성, 내열성, 내한성, 내화학성, 내마모성, 내오존성을 향상시킨다.
본 발명은 또한,
시드(seed) 라텍스 10~20 중량부, 폴리부타디엔 라텍스 10~20 중량부, 아크릴로니트릴 모노머 20~50 중량부, 스티렌 모노머 10~35 중량부, 불포화 카르복실산 단량체 2~8 중량부, 아크릴레이트 단량체 2~8 중량부, 유화제 3~8 중량부, 반응개시제 2~5 중량부, 및 첨가제 1~15 중량부를 반응기에 일괄 투입하는 단계; 및
0.2~0.5 기압, 35~55℃의 조건에서 4~8 시간 동안 유화중합 및 그라프트 반응을 진행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반강성포장 및 폴리머 시멘트 개질용 카르복실레이트 아크릴로니트릴 스티렌 부타디엔 공중합물 합성고무라텍스의 제조방법에 관한 것이다.
상기에서 정한 반응압력, 반응온도 및 반응시간 범위보다 압력이나 온도나 반응시간이 짧을 경우에는 충분한 합성 반응이 일어나지 아니하여 미반응 물질이 많이 잔류함으로써 생산성이 저하될 우려가 있고, 그리고 상기에서 정한 범위보다 압력과 온도가 높거나 또는 반응시간이 길 경우에는 불록중합이 일어나 라텍스의 안정성이 나빠지고, 겔화가 될 우려가 있다.
종래의 방법이 고압반응기를 이용하여 70℃ 이상의 고온 조건에서 20시간 이상 반응시키는데 비해 본 발명에 따른 반강성포장 및 폴리머 시멘트 개질용 카르복실레이트 아크릴로니트릴 스티렌 부타디엔 공중합물 합성고무라텍스 제조방법은 0.1-0.3 기압의 압력과 45±5℃의 저온에서 반응을 실시함으로써, 고압반응기를 사용하지 않음에 따라 종래의 설비에 비해 폭발 위험성이 없어 안전하고, 제조설비가 간단하여 운전하기 쉬우며, 그리고 반응시간이 6±0.5 시간에 지나지 않아 종래의 방법에 비해 생산성이 높은 것이 특징이다.
본 발명의 합성고무라텍스의 제조방법은 가소제를 전혀 사용하지 않고, 유화제를 과다 사용하지 않고, 스틸렌 모노머의사용량을 대폭 줄이는 대신 수용성모노머인 아크릴로니트릴 모노머의 량을 증가시켜 투입하고, 메틸메타아크릴레이트, 불포화 카르복실산을 이용하여 유화중합반응시킴으로써, 화학적, 기계적,물리적 안정성이 우수할 뿐 아니라 포름알데히드가 검출되지 않고, 휘발성 유기화합물의 함량이 낮고, 중금속이 검출되지 않아서 친환경적인 특징을 갖는다.
본 발명의 제조방법에 의해 합성고무라텍스는 예를 들어, 수용액 상에 현탁된 합성라텍스 입자의 시드(seed)에 디비닐벤젠과 같은 가교제를 넣어 가교 구조를 갖게 하고, 스틸렌 모노머대신 아크릴로니트릴 모노머로 대체하고, 시드(seed)의 껍질부는 메틸메타아크릴레이트, 메타크릴산, 이타코닉산, 퓨마릭산과 같은 불포화카르복실산을 결합시켜 합성라텍스의 유동성, 접착성, 방수성, 내구성 등과 같은 물성을 향상시킴과 동시에 내유성, 내열성, 내한성, 내화학성, 내마모성, 내오존성을 향상시킨 것을 특징으로 한다.
본 발명은 또한,
본 발명의 반강성포장 및 폴리머 시멘트 개질용 카르복실레이트 아크릴로니트릴 스티렌 부타디엔 공중합물 합성고무라텍스를 전체 콘크리트 조성물 총 중량에 대하여 10~30 중량%로 포함하는 것을 특징으로 하는 개질 콘크리트 조성물에 관한 것이다.
상기 반강성포장 및 폴리머 시멘트 개질용 카르복실레이트 아크릴로니트릴 스티렌 부타디엔 공중합물 합성고무라텍스의 첨가에 의해 본 발명의 개질 콘크리트 조성물은 보통 콘크리트 조성물의 물성에 비해 혼화성, 접착성, 강도, 방수성, 내구성 등과 같은 제반 물성이 향상되고 특히 내유성, 내열성, 내한성, 내화학성, 내마모성, 내오존성이 우수해진다.
상기 개질 콘크리트 조성물은 시멘트 결합재 100 중량부; C12A7 10~30 중량부; 잔골재 150~250 중량부; 물 10 중량부; 및 실시예 반강성포장 및 폴리머 시멘트 개질용 카르복실레이트 아크릴로니트릴 스티렌 부타디엔 공중합물 합성고무라텍스 29~154 중량부;를 포함할 수 있다.
상기 개질 콘크리트 조성물의 추가 성분으로는 이분야에 공지된 성분이 제한 없이 사용될 수 있다.
상기 개질 콘크리트 조성물에는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물이 1~5 중량% 더 포함될 수 있다. 상기 화학식 1의 화합물은 우레탄 골격의 양말단에 3개씩의 비닐기를 도입한 구조를 갖는다. 하기 화학식 1의 화합물은 상기와 같은 구조적 특성으로 인해 아크릴수지, 실록산수지, 라텍스 등의 유기성분뿐만 아니라, 시멘트, 골재 등의 무기성분과도 강하게 결합하여 3차원적 망상구조를 형성하므로 개질 콘크리트 조성물의 강도 및 내구성을 크게 향상시킨다.
[화학식 1]
Figure 112018024137617-pat00004
상기 식에서 n은 1~10의 자연수이다.
상기 개질 콘크리트 조성물에는 염해를 방지하기 위해 하기 화학식 2 및 화학식 3으로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물이 1~3 중량% 더 포함될 수 있다:
[화학식 2]
Figure 112018024137617-pat00005
[화학식 3]
Figure 112018024137617-pat00006
염화물에 의한 콘크리트의 열화는 염화물이 시멘트 수화생성물인 Ca(OH)2와 반응하여 CaO·CaCl2·2H2O및 Mg2(OH)3Cl·4H2O와 같은 결정물들을 생성하여 용적을 팽창시키며, 일부는 외부로 용출됨에 따른 공극증가로 인하여 이루어진다. 그러나 이러한 화학 작용에 의한 콘크리트 자체의 열화보다도 염화물이온(Cl-)이 콘크리트 내부로 침투하여 나타나는 열화가 더 크다.
상기 화학식 2 또는 화학식 3의 화합물은 Cl-이온과 반응하여 Cl-이온을 고정함으로써 Cl-이온이 콘크리트 구조물로 침입하는 것을 방지한다.
특히, 상기 화학식 2 또는 화학식 3의 화합물은 유기 성분과 무기 성분(Si 등)을 모두 포함함으로써 콘크리트 조성물 내에 견고하고, 안정하고, 균일하게 혼합될 수 있으므로 더욱 바람직한 효과를 나타낸다.
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: 시드(seed)의 합성
고압반응기에 이온수 165 중량부에 부타디엔 단량체 90 중량부, 스티렌 단량체 10.0 중량부; 유화제인 소디움도데실벤젠설포네이트 1.5 중량부와 포타슘하이드록사이드 0.7 중량부; 분자량 조절제인 n-도데실메르캅탄 0.5 중량부; 안정제인 노닐페닐에테르설폰산염 0.3 중량부를 일괄투입하여 40℃에서 1시간 정도 교반한 다음 섞이게 한 후 소듐바이설페이트(sodium bisulfate) 0.2 중량부를 투입하여 50℃로 승온시켜 2시간 반응 시켜서 시드라텍스 입자를 제조하였다. 합성된 시드(seed)는 입자경은 1,000 Å, 고형분의 함량 38 중량%, 겔 함량이 70 중량%이었다.
제조예 2: 화학식 1로 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. 헥사메틸렌디이소시아네이트(HMDI) 64.9g를 넣고 반응시켰다. 상기 반응액에 펜타에리스리톨트리아크릴레이트(Sigma-Aldrich 사 제조, CAS Number3524-68-3) 322.1g, 0.2g의 메톡시하이드로큐논을 투입하고 반응온도 75℃로 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.
[화학식 1]
Figure 112018024137617-pat00007
상기 식에서 n은 6이다.
실시예 1: 반강성포장 및 폴리머 시멘트 개질용 카르복실레이트 아크릴로니트릴 스티렌 부타디엔 공중합물 합성고무라텍스의 합성
상기 제조예 1의 고압반응기에서 합성시킨 시드(seed) 라텍스 15 중량부에 폴리부타디엔 라텍스 30 중량부, 아크릴로니트릴 단량체 50 중량부, 스티렌 단량체 10 중량부, 아크릴산 2 중량부, 메타크릴산 1 중량부, 퓨마릭산 1중량부, 및 이타콘산 1 중량부, 메틸메타아크릴레이트 5 중량부, 유화제로서 소디움도데실벤젠설포네 7 중량부, 반응개시제로는 벤조일퍼옥사이드 3 중량부, 분자량 조절제로서 n-도데실메르캅탄 1 중량부, 가교제로 디비닐벤젠 1 중량부를 반응기에 투입한 다음, 0.3 기압, 45℃에서 6시간 동안 유화중합 및 그라프트 반응시켰다. 반응이 완료된 후, 고형분이 50±2 중량%, pH 10.5±0.5, 점도 80 cps, 입자경 1500~1800Å, 미반응 모노머 100 ppm 이하의 콘크리트 교면포장 및 폴리머 시멘트 개질용 카르복실레이트 아크릴로니트릴 스티렌 부타디엔 공중합물 합성고무라텍스를 얻었다.
실시예 2 내지 4: 반강성포장 및 폴리머 시멘트 개질용 카르복실레이트 아크릴로니트릴 스티렌 부타디엔 공중합물 합성고무라텍스의 합성
상기 실시예 1에서 폴리부타디엔 라텍스, 아크릴로니트릴 단량체, 스티렌 단량체의 함량을 하기 표 1에 기재된 함량으로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 반강성포장 및 폴리머 시멘트 개질용 카르복실레이트 아크릴로니트릴 스티렌 부타디엔 공중합물 합성고무라텍스를 합성하였다.
비교예 1: 반강성포장 및 폴리머 시멘트 개질용 카르복실레이트 스티렌 부타디엔 공중합물 합성고무라텍스의 합성
상기 1의 고압반응기에서 합성시킨 시드(seed) 라텍스 15 중량부에 부타디엔 단량체 35 중량부, 스티렌 단량체 55 중량부, 아크릴산 단량체 5 중량부, 메틸메타아크릴레이트 5 중량부, 터셔리도데실머캅탄 0.9 중량부, 로진염 0.7 중량부, 폴리옥시에틸렌알킬에테르계 비이온 염 4.5 중량부를 투입한 다음, 55℃에서 개시하여 초기 반응이 완료되는 2시간 후에 55℃에서 60℃로 승온시켜 6시간 반응시킨 다음 65℃에서 12시간 반응시킨 후 70℃로 활성화시켜 반응을 종료하고,라텍스 고형분이 낮아(43.1%) 농축 및 증류하였다.
시험예 1: 합성고무라텍스의 기본물성 및 라텍스 필름물성 평가
상기 실시예 1 내지 4의 반강성포장 및 폴리머 시멘트 개질용 카르복실레이트 아크릴로니트릴 스티렌 부타디엔 공중합물 합성고무라텍스와 및 비교예 1의 카르복실레이트 스틸렌 부타디엔 합성고무라텍스의 기본물성 및 라텍스 필름물성을 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
시험항목 실시예 비교예
1 2 3 4 1
전 고형분(중량%) 47.0 47.0 47.0 47.0 47.0
pH(25℃±1℃) 10.2 10.5 10.3 10.7 10.5
점도(25℃±1℃)(cps) 37.0 42.0 46.0 34.0 180.0
응고분(중량%) 0.02 0.02 0.02 0.03 0.12
동결-해동 안정도(-10℃±1℃) 0.07 0.06 0.09 0.08 0.18
표면장력(25℃±1℃) 36.3 37.9 32.8 32.0 47.0
입자경(Å) 1,615 1,577 1,542 1,544 1,900
폴리부타디엔 라텍스 함유량(중량%) 30.0 40.0 35.0 35.0 35.0
아크릴로 니트릴 함유량(중량%) 50.0 40.0 30.0 20.0 -
스틸렌 함유량(중량%) 10.0 12.0 30.0 20.0 55.0
신장율(%) 557.0 512.0 445.0 417.0 200.0
인장응력(kg/㎠)
인장강도(kg/㎠) 480.0 420.0 408.0 389.0 280.0
내유성(팽윤%) 1.3 2.7 3.2 4.1 23.5
내약품성(%) 0.3 0.3 0.2 0.5 1.7
표 1에 나타낸 각 항목의 특성은 라텍스 혼합개질 콘크리트, 시멘트 몰탈 조성물, 방수제의 물성에 중요한 인자이다. 그 특성을 설명하면 다음과 같다.
1.부타디엔 함유량
카르복실레이트 아크릴로니트릴 스티렌 부타디엔의 총 중량에 대한 부타디엔 중량비는 라텍스혼합 개질콘크리트, 시멘트 몰탈 조성물, 방수제의 휨, 부착강도, 탄성, 균열저항성 등의 영향을 미치는 인자이다. 부타디엔 함유량이 높으면 인장력과 신율 탄성은 우수하고 휨강도가 낮아지고, 낮으면 압축강도가 높아지고, 취성적인 성질이 나타낸다.
2, 전 고형분 함유량
라텍스 총 중량에 대한 고형분의 중량으로서 라덱스의 점도에 영향을 미치고 라텍스혼합 개질콘크리트, 시멘트 몰탈 조성물, 방수제의 부착력, 휨, 인장강도, 투수성, 방수성, 내구성 등에 영향을 미치는 주요인자이다. 고형분 함유량이 많을수록 라텍스의 점도는 증가하게 되고, 허용 고형분보다 적을 경우 라텍스혼합 개질콘크리트, 시멘트 몰탈 조성물, 방수제의 성능이 급격히 저하된다. 따라서 시멘트 폴리머 비율을 15-20%, 고형분은 45-50%가 가장 적절하다.
3. pH
pH 8-10이 가장 적절하다. 그 이유는 카르복실기와 pH 조정제의 금속이온 칼륨, 나트륨이온과 에스테르반응으로 라텍스 점도가 급상승하여 시멘트와 라텍스간의 혼화력 분산력이 저하되어 강도 및 제반 물성이 떨어진다.
4.점도
점도가 높으면 모빌믹서의 교반시간이 짧아 시멘트와 라텍스의 혼화력이 급격히 저하되어 개질콘크리트의 제반물성이 떨어지고 모빌믹서의 라텍스 이송라인이 적어 이송펌프에 부하가 걸려 정량투입이 어렵다. 따라서 점도는 100cps 이하가 적정하다.
5.표면장력
표면장력이 높으면 시멘트와 라텍스의 혼화 분산성이 떨어지고 개질콘크리트 및 시멘트 몰탈 조성물의 제반물성을 저하되고, 낮으면 분산력 혼화성이 좋아져서 유동성 가사시간이 좋아지고 개질콘크리트 및 시멘트 몰탈 조성물의 제반물성이 향상된다. 따라서 40 이하가 적정하다.
6.입자경
입자경은 작으면 시멘트입자에 흡착이 많아 접착력 휨강도 방수성능이 우수하고, 크면 분포도가 적어 개질콘크리트 및 시멘트 몰탈 조성물 제반성능을 저하시키고, 라텍스의 저장 안정성이 떨어진다. 따라서 1300-1800Å이 가장 적절하다.
7.응고량
응고량이 높으면 라텍스의 물리적 화학적 안정성이 떨어져서 개질 콘크리트 및 시멘트 몰탈 조성물의물성을 저하시키고, 모빌믹서의 여과기 막힘현상으로 라텍스의 정량투입이 어렵고 제반물성을 저하시킨다. 따라서 응고량은 0.1%이하가 적정하다.
실시예 5: 개질 콘크리트 조성물 제조
보통 포틀랜드 시멘트 60중량%, 바텀애쉬(bottom ash) 35중량%, 플라이애쉬 5중량%를 포함한 시멘트 결합재 100 중량부; C12A7 20 중량부; 잔골재 200 중량부;를 강제믹서에서 교반시킨 후, 물 10 중량부; 및 실시예 1에서 제조된 반강성포장 및 폴리머 시멘트 개질용 카르복실레이트 아크릴로니트릴 스티렌 부타디엔 공중합물 합성고무라텍스 60 중량부;를 추가로 혼입하고 3분 동안 교반하여 개질 콘크리트 조성물을 제조하였다.
실시예 6: 개질 콘크리트 조성물 제조
보통 포틀랜드 시멘트 60중량%, 바텀애쉬(bottom ash) 35중량% 및 플라이애쉬 5중량%를 포함한 시멘트 결합재 100 중량부; C12A7 20 중량부; 및 잔골재 200 중량부;를 강제믹서에서 교반시킨 후, 물 10 중량부; 실시예 1에서 제조된 반강성포장 및 폴리머 시멘트 개질용 카르복실레이트 아크릴로니트릴 스티렌 부타디엔 공중합물 합성고무라텍스 60 중량부; 및 제조예 2에서 제조된 화학식 1의 화합물 5 중량부를 추가로 혼입하고 3분 동안 교반하여 개질 콘크리트 조성물을 제조하였다.
실시예 7: 개질 콘크리트 조성물 제조
보통 포틀랜드 시멘트 60중량%, 바텀애쉬(bottom ash) 35중량% 및 플라이애쉬 5중량%를 포함한 시멘트 결합재 100 중량부; C12A7 20 중량부; 및 잔골재 200 중량부;를 강제믹서에서 교반시킨 후, 물 10 중량부; 실시예 1에서 제조된 반강성포장 및 폴리머 시멘트 개질용 카르복실레이트 아크릴로니트릴 스티렌 부타디엔 공중합물 합성고무라텍스 60중량부; 제조예 2에서 제조된 화학식 1의 화합물 5 중량부; 및 하기 화학식 2의 화합물 3 중량부를 혼입하고 3분 동안 교반하여 개질 콘크리트 조성물을 제조하였다.
[화학식 2]
Figure 112018024137617-pat00008
시험예 2: 개질 콘크리트 조성물의 물성 평가
상기에서 제조된 실시예 5 내지 7의 개질 콘크리트 조성물을 KS F 2405(모르타르의 압축강도 시험방법)에 의한 압축강도 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 또한, KS F 2408(모르타르의 휨강도 시험방법)에 의하여 휨강도 시험을 수행하였고, KS F 2423(모르타르의 인장강도 시험방법)에 의하여 인장강도 시험을 수행하였으며, JIS A 6916 (마무리 도장재용 바탕 조정재)에 의하여 공시체의 접착강도를 측정하여 각각의 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
실시예 5 실시예 6 실시예 7
강도
(kgf/㎠)		 휨 75 77 77
압축 415 412 413
인장 52 55 54
접착 27 29 28
시험예 3: 개질 콘크리트 조성물의 염해방지성능 평가
염소이온 침투 저항성을 시험하기 위해 상기 실시예 5 및 7에서 제조된 콘크리트를 5cm두께로 포설한 후 재령 28일이 된 것을 시험편으로 하여 시험을 실시하였다.
상기 시험편으로 확산셀을 구성하여 60V의 직류전원을 6시간동안 통전한 조건에서 매 30분마다 측정한 전류를 시간에 대해 적분하여 구한통과전하량을구하여 하기 표 3에 나타내었다.
통과전하량(Coulomb)
실시예 5의 조성물로 제조된 콘크리트 0.3
실시예 7의 조성물로 제조된 콘크리트 0

Claims (1)

  1. 시드(seed) 라텍스 10~20 중량부, 폴리부타디엔 라텍스 30~40 중량부, 아크릴로니트릴 모노머 20~50 중량부, 스티렌 모노머 10~30 중량부, 불포화 카르복실산 단량체 2~8 중량부, 아크릴레이트 단량체 2~8 중량부, 유화제 3~8 중량부, 반응개시제 2~5 중량부, 및 첨가제 1~15 중량부를 반응기에 일괄 투입하여, 0.2~0.5 기압, 35~55℃의 조건에서 4~8 시간 동안 유화중합 및 그라프트 반응시켜 합성시켜서 제조된 반강성포장 및 폴리머 시멘트 개질용 카르복실레이트 아크릴로니트릴 스티렌 부타디엔 공중합물 합성고무라텍스를 전체 콘크리트 조성물 총 중량에 대하여 10~30 중량%로 포함하며,
    상기 시드(seed) 라텍스는 부타디엔 단량체 및 스티렌 단량체를 6~9.5 : 0.5~4 중량부로 포함하는 유화중합체인 것을 특징으로 하며,
    상기 불포화 카르복실산 단량체는 아크릴산, 메타크릴산, 퓨마릭산, 및 이타콘산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 것이며,
    상기 아크릴레이트 단량체는 메틸메타크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 라우릴메타크릴레이트, 하이드록시 알킬 아크릴레이트, 및 글리시딜 메타아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 것이며,
    하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 1~5 중량% 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방수성이 우수한 개질 콘크리트 조성물:
    [화학식 1]
    Figure 112018024137617-pat00009


    상기 식에서 n은 1~10의 자연수이다.
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