KR101967788B1 - 콘크리트 방수, 방식용 유무기 하이브리드 분말페인트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 방수, 방식 시공방법 - Google Patents

콘크리트 방수, 방식용 유무기 하이브리드 분말페인트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 방수, 방식 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 콘크리트 방수, 방식용 유무기 하이브리드 분말페인트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 방수, 방식 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존 하수관, 하수종말 처리장, 배수지 콘크리트 벽면 구조물과의 접착성과 각 구조물 특성상 방식, 방수 기능이 우수하고, 분말페인트 분진저감 및 시공 후 청소 최소화 에 따른 양호한 작업성을 유지하며, 단시간에 보수 및 시공을 용이하게 할 수 있는 콘크리트 방수, 방식용 유무기 하이브리드 분말페인트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 방수, 방식 시공방법에 관한 것이다.

Description

콘크리트 방수, 방식용 유무기 하이브리드 분말페인트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 방수, 방식 시공방법{Organic-inorganic hybrid powder paint for waterproofing and anticorrosion of concrete site and the construction method of waterproofing and anticorrosion of concrete using the same}
본 발명은 콘크리트 방수, 방식용 유무기 하이브리드 분말페인트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 방수, 방식 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존 하수관, 하수종말 처리장, 배수지 콘크리트 벽면 구조물과의 접착성과 각 구조물 특성상 방식, 방수 기능이 우수하고, 분말페인트 분진저감 및 시공 후 청소 최소화 에 따른 양호한 작업성을 유지하며, 단시간에 보수 및 시공을 용이하게 할 수 있는 콘크리트 방수, 방식용 유무기 하이브리드 분말페인트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 방수, 방식 시공방법에 관한 것이다.
세계 기후가 점점 변화가 심해지면서 물을 자원화 하는 것이 매우 중요하게 되었다. 특히 우리나라처럼 여름 장마철에 1년 강수량의 60%가 집중되어 있는 상황에서 물의 저장은 국민의 삶에 바로 직결되어 있어 정책적으로 많은 노력을 하고 있다.
또한, 점점 도시화 및 인구가 한곳에 집중되어 있어 하루 사용되는 물의 량이 해마다 늘어 나고 있으며 이를 대처하기 위해 매년 배수지, 하수관 및 하수처리장 등 물과 관련된 시설물을 건설하여 수요을 맞춰가고 있는 실정이다.
특히, 배수지, 하수관, 하수처리는 물을 저장하고 사용한 물을 이송하고 이를 처리하여 하천에 방류하는 시스템에서는 방수, 방식제의 선택이 매우 중요하다.
현재, 물의 이송 및 저장에 관련된 콘크리트 구조물은 신축과 보수로 나눠져 있으며 신축은 주로 에폭시 코팅, 세라믹 코팅의 주로 얇은 코팅재로 마감하고 있으며, 보수인 경우 다양한 공법이 나오고 있는데 대체적으로 쉬트(SHEET) 공법 및 단면복구 몰탈을 선호하고 있는 상태이다.
하지만, 코팅공법은 도막이 0.2~0.3mm로 얇아서 쉽게 파손 및 콘크리트 구조체 들뜸 현상이 발생한다. 또한 쉬트(SHEET) 방식은 높은 시공 단가와 쉬트 사이의 실링(SEALING) 처리를 잘못하면 전체적으로 큰 하자를 낳고 있고 단면복구 몰탈은 콘크리트 하지면 칩핑하는 과정에 손상을 일으킬 수 있다.
이와 같이, 물을 처리하는 시설은 국가 구조물로서 국민의 안전과 생활에서 매우 중요한 시설물임을 감안할 때, 위 두가지 공법으로 인한 문제점을 해결하여 소량의 물도 손실되지 않도록 방식, 방수 기능을 향상시키면서 콘크리트 구조물과의 일체화 및 전체적으로 이음새 없이 방식, 방수 시공이 가능한 방수, 방식재 및 이를 이용한 시공공법의 개발이 시급한 실정이다.
현재까지 개발된 방수, 방식재료 및 그 시공방법을 살펴 보면, 한국등록특허 특0180111(1998년11월30일)에 1.4 내지 0.07㎜ 범위의 입도로 조정된 규사 100중량부에 대해 포틀랜드 시멘트가 70 내지 130중량부로 구성된 방수용 베이스 몰탈 조성물 100중량부에 대해, 재유화형 분말수지 2 내지 6중량부, 물의 표면장력 감소와 젖음성 향상을 위한 계면활성제 0.1 내지 0.4중량부, 몰탈 슬러리의 점도 조절과 보수성 증진을 위한 세룰로스 에틸계의 점증제 0.05 내지 0.20중량부, 발수성의 칼슘 스테아린산계의 고급지방산 금속염0.3 내지 1.0중량부, 길이 2㎜이하인 셀룰로스계 단섬유 0.3 내지 0.7중량부로 이루어진 방수용 몰탈조성물이 공지되어 있다.
또한, 한국공개특허 10-2007-0088974(2007년08월30일)에는 시멘트 광물계 결합재 12~30중량%와, 에틸렌 초산 비닐(EVA) 또는 초산비닐/비닐바사테이트(Va/VeoVa) 중 선택된 어느 하나 이상의 시멘트 혼화용 재유화형 분말수지 23~70중량%와, 규사 18~47중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도막방수재 조성물이 공지되어 있다.
또한, 한국등록특허 10-1254139(2013년04월08일)에는 10~50중량부를 갖는 마그네시아, 10~40중량부를 갖는 인산염, 5~40중량부를 갖는 플라이애시, 20~50중량부를 갖는 충전재, 0.5~10중량부를 갖는 지연제, 0.1~10중량부를 갖는 첨가제가 혼합된 마그네시아인산염계 복합체로 이루어져 콘크리트구조물의 표면에 도포되는 바탕조정재층(20); 및 40~60중량부를 갖는 무기계졸과, 20~40중량부를 갖는 에폭시수지와, 10~30중량부를 갖는 용매로 이루어지는 무기계졸-에폭시 혼합물과, 20~30 중량부를 갖는 변성지환족아민과, 10~20 중량부를 갖는 용매와, 10~20중량부를 갖는 탄산칼슘과, 10~20중량부를 갖는 산화티탄과, 10~30중량부를 갖는 유색안료와, 2~4중량부를 갖는 첨가제로 이루어지는 경화제를 혼합시킨 유무기 하이브리드 코팅제층(30);으로 이루어지되, 상기 유무기 하이브리드 코팅제층(30)은 무기계졸-에폭시 혼합물과와 경화제가 11 : 7의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물용 방수/방식제가 공지되어 있다.
또한, 한국등록특허 10-1652306(2016년08월24일)에는 무기질 분말 도포 방수제에 있어서, 50 내지 60중량부의 포틀랜드 시멘트, 40 내지 50중량부의 인조규사, 25 내지 30중량부의 아크릴레이트 공중합체, 10 내지 15중량부의 실리카흄 및 5 내지 10중량부의 에틸렌/비닐라우레이트/비닐클로라이드 삼원 공중합체로 이루어진 주제부; 40 내지 50 중량부의 규산소다, 40 내지 50 중량부의 규산알루미늄 및 15 내지 35 중량부의 수산화나트륨이 혼합되어 형성되는 공극 생성 방지제; 이소프렌(isoprene ; C5H8 )의 중합체로서, 모노테르펜(C10H16), 세스키(sesqui)테르펜(C15 H24 ), 디테르펜(C20H32) 중 하나 또는 2 이상을 혼합하여 형성된 방충재; 디라우릴 티오디프로피오네이트(dilauryl thiodipropionate)로 형성된 산화방지제; 40 내지 50 중량부의 이소시네이트 프리폴리머(isocynate prepolymer), 20 내지 30 중량부의 크실렌, 5 내지 10 중량부의 메틸 에틸 캐톤(methyl ethyle ketone), 5 내지 10 중량부의 셀로솔브 아세테이트(cellosolve acetate), 1 내지 5 중량부의 트리메톡실란(trimetoxysilane), 1 내지 5 중량부의 광촉매 및 1 내지 5 중량부의 실버 더스트로 이루어진 방식제; 30~50 중량부의 에멀젼과, 40~60 중량부의 충진제와, 0.5~2 중량부의 증점제와, 0.5~1중량부의 증점 보조제와, 0.1~0.3 중량부의 pH 조절제와, 0.1~0.5 중량부의 가교촉진제와, 0.1~0.5 중량부의 가소제로 이루어진 균열방지제; 및 30~50 중량부의 아초산염과, 20~30 중량부의 프로필 셀로솔브와, 10~20 중량부의 칼륨인산염과, 5~10 중량부의 변성 나프탈렌 축합물로 이루어진 동결방지제를 포함하며: 상기 주제부 : 공극 생성 방지제 : 방충제 : 산화방지제 : 방식제 : 균열방지제 : 동결방지제의 혼합비는 100 중량부: 5 ~ 10 중량부: 5 ~ 7 중량부: 2 ~ 4 중량부 : 5 ~ 10 중량부: 4 ~ 8 중량부: 4 ~ 5 중량부인 것을 특징으로 하는 무기질 분말 도포 방수제가 가 공지되어 있다.
그러나, 상기 방수, 방식제들은, 수분 또는 습기가 존재하거나 외부 또는 열악한 환경에 시공되는 경우, 공극 또는 기포가 발생될 수 있고, 산화가 발생되어 부식이 초래될 수 있으며, 시간이 지남에 따라 균열이 발생될 수 있다는 문제점이 여전히 남아 있다.
뿐만 아니라, 상기 한국등록특허 10-1652306의 주제와 경화제로 이루어지는 2재형은 현장에서 배합 사용하므로 공사기간이 길어지고, 취급이 용이하지 않으며, 점성 및 유동성을 조절하기가 어려운 문제점이 있었다.
이에 본 발명자는 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위하여, 무기바인더와 유기 바인더를 혼용 사용하여 무기 바인더의 콘크리트와의 접착 일체화를 완성하고 유기바인더의 방수, 방식 기능을 극대화하며, 특히 두께를 2~3mm 시공하여 충분한 장기 내구성을 도모하고, 이음새 없이 한번에 시공을 하여 충분한 방수성을 확보함과 동시에, 수처리 및 저장시에 필요한 방수, 방식 기능성을 발휘하고, 특히, 대부분의 작업현장이 밀폐된 지하공간이고 추후 식용수를 담수하는 곳이기 때문에 시공시 분진이 발생되지 않도록 하며, 시공 후 청소를 최소화하기 위한 분진저감 분말페인트를 개발하여 먹는 물에 대한 안정성 및 염소에 대한 저항성을 유지할 수 있는 콘크리트 방수, 방식용 유무기 하이브리드 분말페인트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 방수, 방식 시공방법을 개발하여 본 발명을 완성하게 되었다.
한국등록특허 특0180111(1998년11월30일) 한국공개특허 10-2007-0088974(2007년08월30일) 한국등록특허 10-1254139(2013년04월08일) 한국등록특허 10-1652306(2016년08월24일)
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여, 기존 하수관, 하수종말 처리장, 배수지 콘크리트 벽면 구조물과의 접착성과 각 구조물 특성상 방식, 방수 기능이 우수하고, 분말페인트 분진저감 및 시공 후 청소 최소화에 따른 양호한 작업성을 유지하며, 단시간에 보수 및 시공을 용이하게 할 수 있는 콘크리트 방수, 방식용 유무기 하이브리드 분말페인트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 방수, 방식 시공방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
특히, 본 발명은 무기바인더와 유기 바인더를 혼용 사용하여 무기 바인더의 콘크리트와의 접착 일체화를 완성하고 유기바인더의 방수, 방식 기능을 극대화하며, 특히 두께를 2~3mm 시공하여 충분한 장기 내구성을 도모하고, 이음새 없이 한번에 시공을 하여 충분한 방수성을 확보함과 동시에, 수처리 및 저장시에 필요한 방수, 방식 기능성을 발휘하고, 특히, 대부분의 작업현장이 밀폐된 지하공간이고 추후 식용수를 담수하는 곳이기 때문에 시공시 분진이 발생되지 않도록 하며, 시공 후 청소를 최소화하기 위한 분진저감 분말페인트를 개발하여 먹는 물에 대한 안정성 및 염소에 대한 저항성을 유지할 수 있는 콘크리트 방수, 방식용 유무기 하이브리드 분말페인트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 방수, 방식 시공방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위하여, 백색 알루미나 시멘트(CAC) 20 내지 40중량부, 충전제로서 탄산칼슘 40 내지 60 중량부, EVA 재유화형 분말수지 5 내지 15 중량부, 실리콘 파우더 0.03~0.05중량부, 분진저감 천연섬유 0.1~0.5중량부, 경화촉진제로서 소석회 0.1 내지 1중량부, 증점제 0.1 내지 1중량부를 포함하여 조성되는 콘크리트 방수, 방식용 유무기 하이브리드 분말페인트 조성물을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 충전제로서 탄산칼슘의 입자크기는 200mesh 이하인 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 실리콘 파우더는 미분말 탄산칼슘에 저분자 실리콘을 미세하게 분사시켜 탄산칼슘 미립자에 실리콘이 코팅된 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 분진저감 천연섬유는 천연섬유를 Mineral Oil에 분산한 후, 건조시켜 천연섬유에 Mineral Oil이 코팅된 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 증점제는 Methyl ethyl hydroxyethyl cellulose(MEHEC) 증점제 또는 폴리사카라이드 증점제로부터 선택된 1종 또는 2종 혼합한 것을 과제의 해결수단으로 한다.
또한, 본 발명은, 콘크리트 표면을 고압세척기를 사용하여 이물질을 제거, 세척하여 하지면을 정리하는 단계와; 상기 정리된 하지면에 프라이머를 도포하는 단계와; 상기 프라이머 도포면에 상기 콘크리트 방수, 방식용 유무기 하이브리드 분말페인트 조성물을 도포하는 단계와; 상기 콘크리트 방수, 방식용 유무기 하이브리드 분말페인트 조성물을 양생하는 단계;를 포함하여 구성되는 콘크리트 방수, 방식 시공방법을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 프라이머는 아크릴 개질 에멀젼 수지로서 스티렌-아크릴 수지 에멀젼을 사용하며, 에멀젼 분산 입자크기가 1~50㎛인 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 콘크리트 방수, 방식용 유무기 하이브리드 분말페인트 조성물을 도포하는 단계에서는 백색 알루미나 시멘트(CAC), 탄산칼슘, EVA 재유화형 분말수지, 실리콘 파우더, 분진저감 천연섬유, 증점제를 포함하는 분말조성물 투입구와; 경화촉진제로서 소석회 투입구와; 상기 분말조성물 투입구와 소석회 투입구로부터 투입된 분말조성물과 소석회가 균일 혼합되는 혼합부와; 상기 혼합부에서 혼합된 유무기 하이브리드 분말페인트 조성물을 분사하는 토출노즐;로 구성되는 에어리스 노즐을 사용하여 도포하는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
본 발명의 콘크리트 방수, 방식용 유무기 하이브리드 분말페인트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 방수, 방식 시공방법은, 기존 하수관, 하수종말 처리장, 배수지 콘크리트 벽면 구조물과의 접착성과 각 구조물 특성상 방식, 방수 기능이 우수하고, 분말페인트 분진저감 및 시공 후 청소 최소화에 따른 양호한 작업성을 유지하며, 단시간에 보수 및 시공을 용이하게 할 수 있는 우수한 효과가 있다.
특히, 본 발명의 콘크리트 방수, 방식용 유무기 하이브리드 분말페인트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 방수, 방식 시공방법은, 무기바인더와 유기 바인더를 혼용 사용하여 무기 바인더의 콘크리트와의 접착 일체화를 완성하고 유기바인더의 방수, 방식 기능을 극대화하며, 두께를 2~3mm 시공하여 충분한 장기 내구성을 도모하고, 이음새 없이 한번에 시공을 하여 충분한 방수성을 확보함과 동시에, 수처리 및 저장시에 필요한 방수, 방식 기능성을 발휘하고, 특히, 대부분의 작업현장이 밀폐된 지하공간이고 추후 식용수를 담수하는 곳이기 때문에 시공시 분진이 발생되지 않도록 하며, 시공 후 청소를 최소화하기 위한 분진저감 분말페인트를 개발하여 식수에 대한 안정성 및 염소에 대한 저항성을 유지할 수 있는 우수한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 분말페인트 조성물을 이용하여 방수, 방식 시공한 사진
도 2는 본 발명에서 사용되는 에어리스 노즐 개념도
본 발명은, 백색 알루미나 시멘트(CAC) 20 내지 40중량부, 충전제로서 탄산칼슘 40 내지 60 중량부, EVA 재유화형 분말수지 5 내지 15 중량부, 실리콘 파우더 0.03~0.05중량부, 분진저감 천연섬유 0.1~0.5중량부, 경화촉진제로서 소석회 0.1 내지 1중량부, 증점제 0.1 내지 1중량부를 포함하여 조성되는 콘크리트 방수, 방식용 유무기 하이브리드 분말페인트 조성물을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 충전제로서 탄산칼슘의 입자크기는 200mesh 이하인 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 실리콘 파우더는 미분말 탄산칼슘에 저분자 실리콘을 미세하게 분사시켜 탄산칼슘 미립자에 실리콘이 코팅된 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 분진저감 천연섬유는 천연섬유를 Mineral Oil에 분산한 후, 건조시켜 천연섬유에 Mineral Oil이 코팅된 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 증점제는 Methyl ethyl hydroxyethyl cellulose(MEHEC) 증점제 또는 폴리사카라이드 증점제로부터 선택된 1종 또는 2종 혼합한 것을 기술구성의 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 콘크리트 표면을 고압세척기를 사용하여 이물질을 제거, 세척하여 하지면을 정리하는 단계와; 상기 정리된 하지면에 프라이머를 도포하는 단계와; 상기 프라이머 도포면에 상기 콘크리트 방수, 방식용 유무기 하이브리드 분말페인트 조성물을 도포하는 단계와; 상기 콘크리트 방수, 방식용 유무기 하이브리드 분말페인트 조성물을 양생하는 단계;를 포함하여 구성되는 콘크리트 방수, 방식 시공방법을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 프라이머는 아크릴 개질 에멀젼 수지로서 스티렌-아크릴 수지 에멀젼을 사용하며, 에멀젼 분산 입자크기가 1~50㎛인 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 콘크리트 방수, 방식용 유무기 하이브리드 분말페인트 조성물을 도포하는 단계에서는 백색 알루미나 시멘트(CAC), 탄산칼슘, EVA 재유화형 분말수지, 실리콘 파우더, 분진저감 천연섬유, 증점제를 포함하는 분말조성물 투입구와; 경화촉진제로서 소석회 투입구와; 상기 분말조성물 투입구와 소석회 투입구로부터 투입된 분말조성물과 소석회가 균일 혼합되는 혼합부와; 상기 혼합부에서 혼합된 유무기 하이브리드 분말페인트 조성물을 분사하는 토출노즐;로 구성되는 에어리스 노즐을 사용하여 도포하는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시예 및 도면을 통하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
특히, 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 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. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
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.
우선, 본 발명의 콘크리트 방수, 방식용 유무기 하이브리드 분말페인트 조성물은 백색 알루미나 시멘트(CAC) 20 내지 40중량부, 충전제로서 탄산칼슘 40 내지 60 중량부, EVA 재유화형 분말수지 5 내지 15 중량부, 실리콘 파우더 0.03~0.05중량부, 분진저감 천연섬유 0.1~0.5중량부, 경화촉진제로서 소석회 0.1 내지 1중량부, 증점제 0.1 내지 1중량부를 포함하여 조성된다.
상기 백색 알루미나 시멘트는 염소에 강하여 일반 시멘트는 염소에 표면이 하얗게 반응(백화현상)을 하는데 백색 알루미나 시멘트(CAC)를 사용하면 백화 현상이 발생되지 않는다.
상기 백색 알루미나 시멘트(CAC)는 Al2O3가 30 중량% 이상 함유되어 있고, 주된 화합물은 CaO, CaOAl2O3, 5CaO3Al2O3이며 3종의 알루미네이트 중에서 CaOAl2O3(CA)의 강도 특성이 가장 뛰어나기 때문에 일반적으로 CA가 주성분이 되도록 제조하고 있다.
상기 칼슘 알루미네이트는 주성분이 알루미나, 생석회, CaO, 무수규산 등의 응용물인 시멘트를 의미하고, CaOAl2O3 및 5CaO3Al2O3이 주요 광물로서 포틀랜드 시멘트에 비해서 알루미나 성분이 상당히 많고, 포틀랜드 시멘트 보다 내식성, 내화성, 급결성이 우수하다. 이로 인해 본 발명의 조성물은 염소에 대한 백화 방지 효과를 나타낸다.
여기서, 알루미나 시멘트(CAC) 함량이 40 중량부를 넘으면 급결성이 높아 작업성 저하 및 수축크랙이 발생할 수 있고, 20 중량부 이하인 경우 강도가 떨어지고 내화학성능이 저하된다.
상기 탄산칼슘은 입자사이즈가 200mesh 이하 제품을 사용한다. 습기 함량이 0.5 중량% 제품을 사용하며, 탄산칼슘 함량이 60 중량부가 넘으면 상대적인 무기바인더 함량이 줄어 강도 및 표면저항 저하되고, 탄산칼슘 함량이 40중량부 이하인 경우 상대적으로 무기바인더를 사용으로 인한 가격상승 및 충진기능성이 저하된다.
상기 EVA 재유화형 분말수지는 내수성(방수), 내화학성(방식)이 우수한 분말 상태의 유기 폴리머 바인더 수지로서, 라텍스나 에멀젼을 분무하여 건조시킨 입자 표면에 무기질의 응집방지제(anti-cakingpowder)를 코팅하여 입자끼리 서로 뭉치지 않고 장기간 보존할 수 있도록 제조한 것으로 물 또는 알칼리용액 중에서 재유화하여 수성 폴리머 디스퍼젼의 형태로 된다. 상기 EVA 재유화형 분말수지는 액상형태의 폴리머 디스퍼젼에 비해 건조 상태의 시멘트 및 골재를 혼합한 형태로 제품을 제조한 후 물만 첨가하여 사용할 수 있는 프리팩키지 형태의 제품 제조가 용이한 장점이 있다.
상기 EVA 재유화형 분말수지 함량이 15 중량부 이상 넣게 되면 제품 가격 상승 및 오히려 도막 형성 시간이 지연될 수 있으며, 5 중량부 이하일 경우 전체적인 방수기능이 현격히 떨어진다.
이때, 상기 EVA 재유화형 분말수지는 일반적인 분말페인트에 사용하여 내수성 및 접착력, 내마모성능을 증진시키지만, 발수성 및 염소 저항성이 떨어지는 단점이 있다. 이를 개선 하기 위해 실리콘 파우더를 사용하는데. 실리콘 파우더는 잘못 사용하면 부착강도 저하가 발생할 수 있기 때문에 주의하여야 한다.
이에 따라, 본 발명에서 사용하는 실리콘 파우더는 약0.0025mm의 미분말 탄산칼슘에 저분자 실리콘을 약150℃에서 미세하게 분사시켜 탄산칼슘 미립자에 실리콘이 코팅된 것을 사용하므로 내수성 및 염소에 대한 몰탈 중성화 방지 역할을 할 수 있으며, 또한 콘크리트 모체와 접착력을 향상시키는데 도움을 주도록 한다.
한편, 분말페인트의 분진저감을 최소화하도록 본 발명에서는 분진저감 천연섬유를 사용한다.
상기 분진저감 천연섬유는 0.1~0.5mm 천연섬유를 Mineral Oil에 분산한 후, 건조시켜 천연섬유에 Mineral Oil이 코팅된 것을 사용하며, 이때, Mineral Oil이 코팅된 천연섬유는 분진을 잡아주고 섬유보강역할로 전체적인 인장력을 확보할 수 있어 하지 크랙에 대한 저항성도 동시에 얻을 수 있다
즉, 상기 분진저감용 천연 섬유는 분진 발생시 분진이 천연섬유에 코팅된 오일에 붙어 분진의 무게를 순간 높여줘서 공기중에 확산되는 것을 최소화하고 다시 가라앉히는 역할을 하므로 밀폐된 작업장에서의 분진을 최소화하여 작업자의 안전 및 분진으로 인한 폭발 사전예방 및 시공 후 청소를 용이하게 하는 효과가 있으며, 섬유로 인한 분말페인트 인장력 향상으로 내크랙성을 향상시키는 효과도 있다.
상기 증점제는 Methyl ethyl hydroxyethyl cellulose(MEHEC) 증점제 또는 폴리사카라이드 증점제로부터 선택된 1종 또는 2종 혼합한 것을 사용한다.
.
상기 MEHEC 증점제의 경우 셀룰로오즈 유도체(MEHEC) 등과 같은 수용성 폴리머가 증점제로 사용되는 것으로서, 셀룰로오스(cellulose) 분자는 무수 글루코오즈 단량체 사슬로 이루어져 있고, 단량체의 숫자는 점도에 매우 중요한 역할을 하게 된다. 상기 폴리사카라이드 증점제는 식물(감자, 옥수수, 타피오카 등)에서 추출하며, 증점효과나 처짐방지, 재료분리방지 등의 기능적 물성을 부여할 수 있다.
특히, 상기 증점제는 작업능률을 향상시킬 수 있는 기능성이 있는 만큼 점도는 400cps 제품을 사용한다. 상기 증점제 함량이 1 중량부 이상 넣게 되면 물이 많이 들어가게 되어 경화 시간지연이 발생하며, 0.1 중량부로 이하로 들어가면 보수율과 작업성 저하가 발생된다.
또한, 본 발명에는 경화의 속도를 빠르게 하기 위해 경화 촉진제로 소석회를 넣는데 소석회는 pH를 높여줘 알루미나 시멘트의 경화속도를 높이는 역할을 한다. 소석회 함량이 1 중량부 이상이면 경화 속도가 높아 기계 시공이 어려움 있고, 0.1 중량부 이하인 경우 시공후 경화가 늦어서 후속공정 진행이 어려워 진다.
한편, 본 발명의 콘크리트 방수, 방식 시공방법은 콘크리트 표면을 고압세척기를 사용하여 이물질을 제거, 세척하여 하지면을 정리하는 단계와; 상기 정리된 하지면에 프라이머를 도포하는 단계와; 상기 프라이머 도포면에 상기 콘크리트 방수, 방식용 유무기 하이브리드 분말페인트 조성물을 도포하는 단계와; 상기 콘크리트 방수, 방식용 유무기 하이브리드 분말페인트 조성물을 양생하는 단계;를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 프라이머는 아크릴 개질 에멀젼 수지로서 스티렌-아크릴 수지 에멀젼을 사용하며, 에멀젼 분산 입자크기가 1~50㎛인 것을 사용하는데, 이는 콘크리트와 분말페인트간의 중계접착력을 향상시키는 역할을 하며. 특히 입자사이즈 1~50㎛로 콘크리트와의 침투를 극대화하는 것이 바람직하다.
상기 콘크리트 방수, 방식용 유무기 하이브리드 분말페인트 조성물을 이용하여 콘크리트 방수, 방식 시공을 하게 되면, [도 1]에 도시한 바와 같이, 깨끗하고 내구성이 있는 콘크리트 방수, 방식 시공을 할 수 있다.
또한, 상기 콘크리트 방수, 방식용 유무기 하이브리드 분말페인트 조성물을 도포하는 단계에서는 [도 2]에 도시한 바와 같이, 백색 알루미나 시멘트(CAC), 탄산칼슘, EVA 재유화형 분말수지, 실리콘 파우더, 분진저감 천연섬유, 증점제를 포함하는 분말조성물 투입구와; 경화촉진제로서 소석회 투입구와; 상기 분말조성물 투입구와 소석회 투입구로부터 투입된 분말조성물과 소석회가 균일 혼합되는 혼합부와; 사익 혼합부에서 혼합된 유무기 하이브리드 분말페인트 조성물을 분사하는 토출노즐;로 구성되는 에어리스 노즐을 사용하여 도포하는 것이 바람직하다.
[유무기 하이브리드 분말페인트 조성물 제조 및 물성측정]
이하 원료를 기재된 양만큼 초퍼가 있는 패들 혼합기에 넣고 5분간 1000rpm으로 혼합해서 분말 페인트를 제조하였다.
원재료명 함량(kg)
백색 알루미나 시멘트 35
탄산칼슘 53
방수,방식 EVA 수지 10
실리콘 파우더 0.05
분진저감 천연섬유 0.5
증점제 1
소석회 1
상기와 같은 실시예 1로 제조된 분말페인트의 부착강도 및 염소에 대한 저항성을 측정하였다. 내수성은 50*50*50mm 큐빅몰드 제작하여 6면중 수분이 닿는 바닥을 제외하고 5면을 모두 에폭시로 도포를 하여 수분이 들어가지 않게 하고 순수하게 바닥면에서 흡수하는 량을 측정하였다. 최초 큐빅몰드 무게는 약 275g이었다. 그 결과를 이하 표에 나타낸다.
실험 결과
부착강도 0.8Mpa
염소 후 질량감소 6g
내수성 3g 증가(24시간 후)
염소 침지후 질량감소가 6g으로 실제 1.2% 감소한 것을 일반 몰탈 10% 감소보다 3배 이상 물성이 우수함을 알 수 있다.
[유무기 하이브리드 분말페인트 조성물 제조 및 물성측정]
실시예 1과 유사한 방법으로 이하 원료를 나타낸 양만큼 사용하여 분말페인트를 제조하였는데, 실시예 2에서는 실시예 1과 달리 방수,방식 EVA수지를 소량 첨가하고 몰탈을 제조하였다.
원재료명 함량(kg)
백색 알루미나 시멘트 35
탄산칼슘 58
방수,방식 EVA 수지 5
실리콘 파우더 0.05
분진저감 천연섬유 0.5
증점제 1
소석회 1
실시예 2에서 제조된 분말페인트를 이용하여 시편을 제조하고, 실시예 1과 유사한 방법으로 물성을 측정하였다.
실험 결과
부착강도 0.5Mpa
염소 후 질량감소 25g
내수성 13g 증가(24시간 후)
실시예 2를 보면 EVA 수지량을 줄이면 부착강도 및 염소 침지 후 질량감소, 내수성이 떨어짐을 알 수 있다.
[유무기 하이브리드 분말페인트 조성물 물성측정]
상기 실시예 1과 유사한 방법으로 몰탈을 제조하였다. 상기 실시예 1에서 아크릴 프라이머 입자 사이즈에 따른 부착강도를 비교하여 기능성의 차이점을 측정하였다.
원재료명 입자사이즈
시료 1 5㎛
시료 2 50㎛
실시예 3에서 제조된 몰탈을 이용하여 시편을 제조하고, 실시예 1과 같이 부착강도 물성을 측정하였다.
실험 결과
시료 1 부착강도 0.8 Mpa
시료 2 부착강도 0.4 Mpa
아크릴 프라이머 입자 사이즈가 작을수록 콘크리트 모체에 침투성이 높아 부착강도가 상대적으로 높게 나왔다.
[유무기 하이브리드 분말페인트 조성물 물성측정]
상기와 같은 실시예 1과 현장에서 온도가 낮을 경우 노즐에 촉진액을 흘러 들어가게 한 후 경화 시간을 측정하였다. 촉진액은 물에 소석회를 중량대비 10% 첨가하여 pH를 9로 맞춘 용액이다.
원재료명 초결(시간)
기존 분말페인트 초결 4시간
촉진액 사용한 분말 페인트 초결 2시간
* 온도 습도 80%, 10℃
실시예 1에서 현장 특수 노즐을 통해 분사된 분말 페인트 경화 속도가 향상됨을 알 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 도면들에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 백색 알루미나 시멘트(CAC) 20 내지 40중량부, 충전제로서 탄산칼슘 40 내지 60 중량부, EVA 재유화형 분말수지 5 내지 15 중량부, 실리콘 파우더 0.03~0.05중량부, 분진저감 천연섬유 0.1~0.5중량부, 경화촉진제로서 소석회 0.1 내지 1중량부, 증점제 0.1 내지 1중량부를 포함하되, 상기 분진저감 천연섬유는 천연섬유를 Mineral Oil에 분산한 후, 건조시켜 천연섬유에 Mineral Oil이 코팅된 것을 특징으로 하는 콘크리트 방수, 방식용 유무기 하이브리드 분말페인트 조성물
  2. 제1항에 있어서,
    상기 충전제로서 탄산칼슘의 입자크기는 200mesh 이하인 것을 특징으로 하는 콘크리트 방수, 방식용 유무기 하이브리드 분말페인트 조성물
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 증점제는 Methyl ethyl hydroxyethyl cellulose(MEHEC) 증점제 또는 폴리사카라이드 증점제로부터 선택된 1종 또는 2종 혼합한 것을 특징으로 하는 콘크리트 방수, 방식용 유무기 하이브리드 분말페인트 조성물
  6. 콘크리트 표면을 고압세척기를 사용하여 이물질을 제거, 세척하여 하지면을 정리하는 단계와; 상기 정리된 하지면에 프라이머를 도포하는 단계와; 상기 프라이머 도포면에 제1항, 제2항, 제5항중 어느 한 항의 콘크리트 방수, 방식용 유무기 하이브리드 분말페인트 조성물을 도포하는 단계와; 상기 콘크리트 방수, 방식용 유무기 하이브리드 분말페인트 조성물을 양생하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 방수, 방식 시공방법
  7. 제6항에 있어서,
    상기 프라이머는 아크릴 개질 에멀젼 수지로서 스티렌-아크릴 수지 에멀젼을 사용하며, 에멀젼 분산 입자크기가 1~50㎛인 것을 특징으로 하는 콘크리트 방수, 방식 시공방법
  8. 제6항에 있어서,
    상기 콘크리트 방수, 방식용 유무기 하이브리드 분말페인트 조성물을 도포하는 단계에서는 백색 알루미나 시멘트(CAC), 탄산칼슘, EVA 재유화형 분말수지, 실리콘 파우더, 분진저감 천연섬유, 증점제를 포함하는 분말조성물 투입구와; 경화촉진제로서 소석회 투입구와; 상기 분말조성물 투입구와 소석회 투입구로부터 투입된 분말조성물과 소석회가 균일 혼합되는 혼합부와; 상기 혼합부에서 혼합된 유무기 하이브리드 분말페인트 조성물을 분사하는 토출노즐;로 구성되는 에어리스 노즐을 사용하여 도포하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 방수, 방식 시공방법
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