KR101989803B1 - 콘크리트 구조물의 내구수명을 연장하기 위한 친환경 유무기 복합 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 표면 보호 마감 방법 - Google Patents

콘크리트 구조물의 내구수명을 연장하기 위한 친환경 유무기 복합 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 표면 보호 마감 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 성능개질 결합재 5~85중량%, 잔골재 10~85중량% 및 물 5~40중량%를 포함하며, 상기 성능개질 결합재는 조강포틀랜드 시멘트 10~85중량%, 비정질 칼슘설포알루미네이트 5~50중량%, 트리칼슘알루미네이트 1~30중량%, 깁사이트 1~30중량%, 게르마늄 1~20중량%, 석고 1~20중량%, 돌로스톤 1~15중량%, 티타늄옥사이드 0.1~10중량%, 마그네슘옥시클로라이드 0.1~10중량%, 에틸렌초산비닐-염화비닐 공중합체 0.1~10중량%, 에틸렌-프로필렌 고무 공중합체 0.1~10중량%, 에틸렌 플루오로 에틸렌 공중합체 0.1~10중량% 및 스티렌-메틸메타크릴레이트-부틸아크릴레이트 공중합체 0.1~10중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 유무기 복합 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 표면 보호 마감 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 강도, 내마모성, 내식성, UV저항성, 내염해성, 중성화 저항성, 부착성, 동결융해저항성 및 내구성이 우수하여 콘크리트 구조물의 공용기간 증가, 유지보수비용 절감 및 시공성 향상을 구현할 수 있다.

Description

콘크리트 구조물의 내구수명을 연장하기 위한 친환경 유무기 복합 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 표면 보호 마감 방법{ECO-FRIENDLY ORGANIC-INORGANIC HYBRID COMPOSITION FOR ENHANCING DURABILITY OF CONCRETE STRUCTURE AND METHOD FOR PROTECTING SURFACE OF CONCRETE STRUCTURE THEREWITH}
본 발명은 콘크리트 구조물의 내구수명을 연장하기 위한 친환경 유무기 복합 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 표면 보호 마감 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 상온 속건성으로 시공기간이 단축되고 시공비의 절감과 내구수명을 연장할 수 있으며, 시공성, 작업성, 표면 경도, 내오염성, 내식성, UV저항성, 내염해성, 중성화 저항성, 동결융해저항성 및 내구성이 우수하여 콘크리트 구조물의 내구수명 연장, 유지보수비용 절감 및 시공성 향상을 구현할 수 있는 친환경 유무기 복합 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 표면 보호 마감 방법에 관한 것이다.
콘크리트 구조물의 열화는 다양한 열화요인에 의하여 발생하기 때문에 그 열화기구에 따라서 표면 보호재에 요구되어지는 기능은 다르게 되기 때문에 기능을 공학적으로 분석 및 정량화하여 나타내는 표면 보호재의 요구성능도 다르게 된다. 중성화의 경우 산소, 이산화탄소 및 물, 염해의 경우 산소, 염화물이온 및 물, 알칼리골재반응의 경우 물과 알칼리, 화학적침식의 경우 다양한 침식성 물질 등 다양한 요인의 억제가 요구되어진다.
콘크리트 구조물의 기능 유지 및 사용수명을 연장하여 안전과 경제성을 확보하는 기술 중에 가장 효과적인 방법으로 구조물 표면에 방호 피막을 형성하는 도장 방법이 있는데, 기존에 사용하던 일반적인 표면 보호제들은 기본적으로 요구되는 성능 외에 특수 성능들을 함께 충족하기는 어려운 실정이다. 기존 도장 방법에는 에폭시계, 우레탄계 및 아크릴계 수지 도료 등과 같은 유기계 성분으로 이루어진 도료가 주로 사용되는데, 유기계 성분으로 이루어진 도료의 경우는 가공성이 좋고 접착성 및 유연성이 우수하다는 장점이 있으나, 도막을 형성하는 유기물이 자외선, 오존이나 수분에 의한 열화가 쉽게 발생하여 내구성이 저하되며, 내열성이 낮고 기름과 같은 유기물질이 혼입되어 오염되기 쉬운 문제점이 있다. 또한, 유기바인더 표면 보호제는 경화 시 휘발성 유기 화합물의 방출과 경화 후의 다양한 환경요소, 특히 산성비, 자동차 배기가스에 의한 질소산화물, 황산화물 및 해양환경에서의 염소이온 등에 의해 도막제가 열화되며, 자외선에 의한 황변현상, 갈라짐, 부풀어 오름 현상에 의해 사용수명이 빠르게 떨어져 내구성의 확보에 어려움이 대두되고 있는 실정이다.
등록특허 제10-1794160호 (2017년 10월 31일) 등록특허 제10-1893380호 (2018년 08월 24일)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상온 속건성으로 시공기간이 단축되고 시공비의 절감과 내구수명을 연장할 수 있으며, 시공성, 작업성, 표면 경도, 내오염성, 내식성, UV저항성, 내염해성, 중성화 저항성, 동결융해저항성 및 내구성이 우수하여 콘크리트 구조물의 내구수명 연장, 유지보수비용 절감 및 시공성 향상을 구현할 수 있는 친환경 유무기 복합 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 표면 보호 마감 방법을 제공함에 있다.
본 발명은, 성능개질 결합재 5~85중량%, 잔골재 10~85중량% 및 물 5~40중량%를 포함하는 친환경 유무기 복합 조성물로서, 상기 성능개질 결합재는 조강포틀랜드 시멘트 10~85중량%, 비정질 칼슘설포알루미네이트 5~50중량%, 트리칼슘알루미네이트 1~30중량%, 깁사이트 1~30중량%, 게르마늄 1~20중량%, 석고 1~20중량%, 돌로스톤 1~15중량%, 티타늄옥사이드 0.1~10중량%, 마그네슘옥시클로라이드 0.1~10중량%, 에틸렌초산비닐-염화비닐 공중합체 0.1~10중량%, 에틸렌-프로필렌 고무 공중합체 0.1~10중량%, 에틸렌 플루오로 에틸렌 공중합체 0.1~10중량% 및 스티렌-메틸메타크릴레이트-부틸아크릴레이트 공중합체 0.1~10중량%를 포함한다.
상기 성능개질 결합재는 강도, 내식성, 방오, 방부 등을 개선하기 위한 이소프로필옥시티타늄 0.01∼10중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 성능개질 결합재는 수분을 흡착하는 성능이 우수하고, 경화 시 치밀한 결정화 구조물을 형성시키기 위한 황산알루미늄칼륨 0.01∼10중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 성능개질 결합재는 경화속도를 조절하기 위하여 경화지연제 0.01~10중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 성능개질 결합재는 공기량을 저하시켜 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 소포제 0.01∼10중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 성능개질 결합재는 휨 및 인장강도 개선, 초기소성균열, 파괴인성을 개선하기 위하여 폴리프로필렌섬유, 폴리에스터섬유, 나일론 섬유 및 매크로 섬유 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 0.01∼10중량% 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 성능개질 결합재는 폴리칼본산계 감수제 및 리그닌계 감수제를 중량비 1 : 0.01∼0.2로 혼합한 혼합물을 0.01∼10중량% 더 포함할 수 있다.
상기 잔골재는 실리카질 규사 40~99중량% 및 트리디마이트 1~60중량%를 혼합한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 실리카질 규사는 4호규사 : 6호규사를 중량비로 0.1∼0.6 : 0.4~0.9로 혼입한 것을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 콘크리트 구조물의 불순물 또는 열화부위를 그라인더, 평삭기, 연마기, 숏블라스터, 핸드 워터젯, 고압세척기 등으로 치핑하여 제거한 후, 진공 흡입기 등으로 청소하는 단계와, 청소된 바탕면에 기존 구조물과 상기 친환경 유무기 복합 조성물의 부착력을 개선하고, 물의 침투와 염소이온 침투를 억제하며, 내수성 및 방수성을 개선하기 위한 침투형 보호제를 도포하여 프라이머층을 형성하는 단계와, 형성된 프라이머층에 상기 친환경 유무기 복합 조성물을 뿜칠 장비 등을 이용하여 타설하는 단계; 타설된 상기 조성물이 완전 경화되기 전에 흙손, 스폰지흙손 등을 이용하여 표면 마무리하는 단계; 표면 마무리한 상부에 내마모성, 내오염성, 내식성, UV저항성, 내염해성, 중성화 저항성, 표면 경도 개선, 내수성을 개선하기 위하여 표층 보호·강화제 조성물을 도포하는 단계; 및 양생하는 단계를 포함하는 콘크리트 구조물 표면 보호 마감 방법을 제공한다.
상기 표층 보호·강화제 조성물은 무기계 혼화재 3∼75중량% 및 성능 개질 혼화제 25∼97중량%를 포함한다. 상기 무기계 혼화재는, 무기계 혼화재 중량 대비 중질탄산칼슘 15∼94중량%, 탄화규소 1∼35중량%, 깁사이트 1∼35중량%, 티타늄옥사이드 1~25중량%, 게르마늄 1~25중량%, 질화알루미늄 0.5∼20중량% 및 황산마그네슘 0.5~20중량%를 포함할 수 있다. 상기 무기계 혼화재는 강도, 내식성, 방오, 방부 등을 개선하기 위한 이소프로필옥시티타늄을 무기계 혼화재 중량 대비 0.01∼10중량% 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 무기계 혼화재는 수분을 흡착하는 성능이 우수하고, 경화시 치밀한 결정화 구조물을 형성시키기 위한 황산알루미늄칼륨을 무기계 혼화재 중량 대비 0.01∼10중량% 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 무기계 혼화재는 색상을 구현하고 미관을 개선하기 위한 안료를 무기계 혼화재 중량 대비 0.01~10중량% 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 성능 개질 혼화제는 성능 개질 혼화제 중량 대비 에틸렌-메타크릴릭메틸산 공중합체 25∼98중량%, 폴리클로로트리플루오로에틸렌 1~35중량%, n-부틸 메타크릴레이트 공중합체 0.1∼35중량%, 이소노닐 아크릴레이트 0.1∼30중량%, 폴리옥시메틸렌 0.1~20중량% 및 폴리에테르케톤 0.1∼20중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 성능 개질 혼화제는 반응성을 개선시켜 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 3-메르캅토프로필트리메톡시실란(3-mercaptopropyltrimethoxy silane)을 성능 개질 혼화제 중량 대비 0.01∼10중량% 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 성능 개질 혼화제는 재료분리방지를 위하여 에틸렌 아크릴산(ethylene acrylic acid)를 성능 개질 혼화제 중량 대비 0.01∼10중량% 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 성능 개질 혼화제는 경화속도를 조절하기 위하여 경화 촉진제를 성능 개질 혼화제 중량 대비 0.01~10중량% 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 성능 개질 혼화제는 붓자국, 로울러자국, 오렌지필(orange peal), 분화구현상(cratering), 핀홀(pin hole), 색얼룩 등의 표면에 생기는 결함을 방지하기 위하여 불소계면활성제를 성능 개질 혼화제 중량 대비 0.01∼10중량% 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 성능 개질 혼화제는 연행공기의 발생으로 인한 공기량의 증가를 감소시키기 위한 소포제를 성능 개질 혼화제 중량 대비 0.01∼10중량% 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 성능 개질 혼화제는 유동성을 개선하기 위한 유동화제를 성능 개질 혼화제 중량 대비 0.01∼10중량% 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따라 제공되는 신설 콘크리트 구조물의 표면 보호 마감 방법은, 콘크리트 구조물의 불순물, 이물질 등을 그라인더, 연마기, 핸드 워터젯, 고압세척기 등으로 제거한 후, 진공 흡입기 등으로 청소하는 단계와, 청소된 부위에 균열, 홈, 핀홀 등을 퍼티재로 메꾸어 바탕면을 정리하는 단계와, 정리된 바탕면에 기존 구조물과 상기 표층 보호·강화제 조성물의 부착력을 개선하고, 물의 침투와 염소이온 침투를 억제하며, 내수성 및 방수성을 개선하기 위한 침투형 보호제를 도포하여 프라이머층을 형성하는 단계와, 형성된 프라이머층에 상기 표층 보호·강화제 조성물을 붓, 롤러, 에어리스 등을 이용하여 도포하는 단계; 및 양생하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 침투형 보호제는 스티렌-부타디엔 라텍스, 폴리 아크릴 에스테르, 아크릴, 에틸 비닐 아세테이트, 메틸메타크릴레이트 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 물질을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 친환경 유무기 복합 조성물 및 표층 보호·강화 코팅제 조성물은 현장 적용성, 작업성, 내마모성, 표면경도, 내오염성, 내식성, UV저항성, 내염해성, 중성화 저항성, 동결융해저항성 및 내구성이 우수하여 콘크리트 구조물의 공용기간 증가, 유지보수비용 절감 및 시공성 향상을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 친환경 유무기 복합 조성물은, 시공이 용이하고, 빠른 시간 내에 경화되어 시공기간이 단축되고 시공비의 절감과 보수기간의 단축이 가능하다.
본 발명의 친환경 유무기 복합 조성물을 이용한 콘크리트 구조물 표면 보호 마감 방법에 의하면, 상온 속건형으로 높은 강도 및 내구성을 나타냄으로써, 시공기간을 단축하고, 구조물의 사용기간을 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 유지보수에 소요되는 비용을 절감할 수 있으며, 우수한 강도특성과 내구성을 보유하여 공용기간 증가와 유지보수에 소요되는 비용을 절감할 수 있다. 또한, 피착물이 습윤 상태에서도 시공이 가능하고 우수한 접착력을 나타내 기존 유기계 수지에서처럼 건조할 필요가 없어 시공기간을 단축할 수 있어 비용 절감효과를 얻을 수 있다. 또한, 상기 표층 보호·강화 코팅제 조성물은 내식성, UV저항성, 내오염성 등이 우수하고 유해 중금속의 용출이 없어 인체에 안전한 친환경적인 효과가 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 이하의 실시예는 이 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
이하에서, 콘크리트 구조물이라 함은 일반적인 도로 및 고속도로뿐만 아니라 차량이 통행하는 시설 구조물(중앙 분리벽, 날개벽, 측구 콘크리트, 용벽 콘크리트), 터널, 농수로, 수로교 등의 수리구조물, 하수관거, 폐수처리장 등의 지하 및 지수 구조물, 화학시설물, 해양구조물 등을 포함하는 콘크리트로 이루어진 모든 구조물의 의미로 사용한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 친환경 유무기 복합 조성물은 성능개질 결합재 5~85중량%, 잔골재 10~85중량% 및 물 5~40중량%를 포함한다.
상기 성능개질 결합재는 상기 친환경 유무기 복합 조성물 중량 기준으로 5∼85중량% 함유되는 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 잔골재는 상기 친환경 유무기 복합 조성물 중량 기준으로 10∼85중량% 함유되는 것이 바람직하다. 골재는 잔골재와 굵은골재로 구분되며, 이하에서 입경이 5mm 이하인 것을 잔골재라 한다. 상기 잔골재는 실리카질 규사 40~99중량% 및 트리디마이트 1~60중량%를 혼합한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 실리카질 규사는 4호규사 : 6호규사를 중량비로 0.1∼0.6 : 0.4~0.9로 혼입한 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 성능개질 결합재는 성능개질 결합재 중량 대비 조강포틀랜드 시멘트 10~85중량%, 비정질 칼슘설포알루미네이트 5~50중량%, 트리칼슘알루미네이트 1~30중량%, 깁사이트 1~30중량%, 게르마늄 1~20중량%, 석고 1~20중량%, 돌로스톤 1~15중량%, 티타늄옥사이드 0.1~10중량%, 마그네슘옥시클로라이드 0.1~10중량%, 에틸렌초산비닐-염화비닐 공중합체 0.1~10중량%, 에틸렌-프로필렌 고무 공중합체 0.1~10중량%, 에틸렌-플루오로에틸렌 공중합체 0.1~10중량% 및 스티렌-메틸메타크릴레이트-부틸아크릴레이트 공중합체 0.1~10중량%를 포함할 수 있다.
상기 성능개질 결합재는 강도, 내식성, 방오, 방부 등을 개선하기 위한 이소프로필옥시티타늄 0.01∼10중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 성능개질 결합재는 수분을 흡착하는 성능이 우수하고, 경화 시 치밀한 결정화 구조물을 형성시키기 위한 황산알루미늄칼륨 0.01∼10중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 성능개질 결합재는 경화속도를 조절하기 위하여 경화지연제 0.01~10중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 성능개질 결합재는 공기량을 저하시켜 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 소포제 0.01∼10중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 성능개질 결합재는 휨 및 인장강도 개선, 초기소성균열, 파괴인성을 개선하기 위하여 폴리프로필렌섬유, 폴리에스터섬유, 나일론 섬유 및 매크로 섬유 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 0.01∼10중량% 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 성능개질 결합재는 폴리칼본산계 감수제 및 리그닌계 감수제를 중량비 1 : 0.01∼0.2로 혼합한 혼합물을 0.01∼10중량% 더 포함할 수 있다.
상기 조강 포틀랜드 시멘트는 KS에 규정된 것을 사용하는 것이 바람직하며, 일반 시중에 유통되는 조강 포틀랜드 시멘트를 사용할 수 있다. 상기 조강 포틀랜드 시멘트는 성능개질 결합재 중량 대비 10∼85중량%를 함유되는 것이 바람직하다. 상기 조강 포틀랜트 시멘트의 함량이 10중량% 미만이면 초기 강도 발현 및 내구성능 발현이 미약할 수 있고, 그의 함량이 85중량%를 초과하면 작업성 및 가격경쟁력이 저하될 수 있다.
상기 비정질 칼슘설포알루미네이트는 무기질계 초속경 재료로서 시멘트와 혼합할 때 수일 혹은 수 십일에 얻어지는 일반 포틀랜드 시멘트의 압축강도를 수 시간 내에 얻을 수 있게 한다. 상기 비정질 칼슘설포알루미네이트는 성능개질 결합재 중량 대비 5∼50중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 비정질 칼슘설포알루미네이트의 함량이 5중량% 미만이면 초기 강도 발현 및 내구성능 발현이 미약할 수 있고, 50중량%를 초과하면 작업성 및 가격경쟁력이 저하될 수 있다.
상기 트리칼슘알루미네이트는 상기 비정질 칼슘설포알루미네이트와 마찬가지로 무기질계 초속경 재료로서 시멘트와 혼합할 때 수일 혹은 수 십일에 얻어지는 일반 포틀랜드 시멘트의 압축강도를 수 시간 내에 얻을 수 있게 한다. 상기 트리칼슘알루미네이트는 성능개질 결합재 중량 대비 1∼30중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 트리칼슘알루미네이트의 함량이 1중량% 미만이면 초기 강도 발현 및 내구성능 발현이 미약할 수 있고, 30중량%를 초과하면 작업성 및 가격경쟁력이 저하될 수 있다.
상기 깁사이트는 회색, 회적색, 회록색 등을 띠며, 강도, 내마모성 및 내화성이 우수하여 강도, 내마모성 및 내화성을 높이기 위하여 사용한다. 상기 깁사이트는 성능개질 결합재 중량 대비 1∼30중량% 함유되는 것이 바람직하며, 상기 깁사이트의 함량이 30중량%를 초과하면 내마모성 및 내화성은 개선되나 작업성이 저하될 수 있고, 상기 깁사이트의 함량이 1중량% 미만이면 작업성은 개선되나 내마모성 및 내화성 개선 효과가 미약할 수 있다.
상기 게르마늄은 포졸란 특성, 장기 강도 발현 및 내구성 증진을 위하여 사용한다. 상기 게르마늄의 중량비가 증가하면 조기 강도는 저하되나, 장기 강도 발현 및 내구성이 증가한다. 상기 게르마늄은 성능개질 결합재 중량 대비 1∼20중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 게르마늄의 함량이 20중량%를 초과할 경우 내구성은 개선되나 조기 강도 발현이 저하되고, 그 함량이 1중량% 미만일 경우 장기 강도 및 내구성 개선효과가 미흡하게 된다.
상기 석고는 초기강도 발현을 위하여 사용한다. 석고는 무수석고 또는 이수석고를 사용할 수 있다. 석고의 함량이 증가하면 빠른 경화특성을 나타낸다. 상기 석고는 성능개질 결합재 중량 대비 1∼20중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 석고의 함량이 1중량% 미만이면 초기강도 발현 효과가 미약할 수 있고, 그 함량이 20중량%를 초과하면 작업성 및 내수성이 저하될 수 있다.
상기 돌로스톤은 조성물의 강도 및 내마모성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 돌로스톤은 성능개질 결합재 중량 대비 1∼15중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 돌로스톤의 함량이 1중량% 미만이면 성능 개선 효과가 미약할 수 있고, 그 함량이 15중량%를 초과하면 성능은 개선되나, 작업성이 저하될 수 있다.
상기 티타늄옥사이드는 자외선 저항성 및 재료 분리 저항성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 티타늄옥사이드는 성능개질 결합재 중량 대비 0.1∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 티타늄옥사이드의 함량이 0.1중량% 미만일 경우 자외선 및 재료분리 저항성 개선 효과가 미약할 수 있고, 상기 티타늄옥사이드의 함량이 10중량%를 초과할 경우에는 성능은 개선되나 강도가 저하되고 가격경쟁력이 떨어진다.
상기 마그네슘옥시클로라이드는 강도, 내마모성, 내화성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 마그네슘옥시클로라이드는 성능개질 결합재 중량 대비 0.1~10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 마그네슘옥시클로라이드의 함량이 0.1중량% 미만일 경우에는 강도, 내마모성 및 내화성이 저하되고, 상기 마그네슘옥시클로라이드의 함량이 10중량%를 초과하는 경우에는 성능은 개선되나 작업성이 저하된다.
상기 에틸렌초산비닐-염화비닐 공중합체는 휨, 인장 및 부착강도를 증진시킬 뿐만 아니라 내수성, 내알칼리성, 내후성을 개선시킨다. 상기 에틸렌초산비닐-염화비닐 공중합체는 성능개질 결합재 중량 대비 0.1∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 에틸렌초산비닐-염화비닐 공중합체의 함량이 0.1중량% 미만이면 강도 및 내구성 개선효과가 저하되고, 그 함량이 10중량%를 초과하면 개선효과는 뚜렷하나 작업성 및 경제성이 떨어진다.
상기 에틸렌-프로필렌 고무 공중합체는 강도 및 내구성을 향상시키기 위하여 첨가한다. 상기 에틸렌-프로필렌 고무 공중합체는 성능개질 결합재 중량 대비 0.1∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 에틸렌-프로필렌 고무 공중합체의 함량이 0.1중량% 미만이면 강도 및 내구성이 저하되고, 그 함량이 10중량%를 초과하면 성능은 개선되나 작업성이 저하되기 쉽다.
상기 에틸렌 플루오로 에틸렌 공중합체는 강도, 내마모성, 내식성 및 내열성을 개선시킨다. 상기 에틸렌 플루오로 에틸렌 공중합체는 성능개질 결합재 중량 대비 0.1∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 에틸렌 플루오로 에틸렌 공중합체의 함량이 0.1중량% 미만이면 성능 개선효과가 저하되고, 그 함량이 10중량%를 초과하면 개선효과는 뚜렷하나 작업성 및 경제성이 떨어진다.
상기 스티렌-메틸메타크릴레이트-부틸아크릴레이트 공중합체는 강도 및 내구성을 향상시키기 위하여 첨가한다. 상기 스티렌-메틸메타크릴레이트-부틸아크릴레이트 공중합체는 성능개질 결합재 중량 대비 0.1∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 스티렌-메틸메타크릴레이트-부틸아크릴레이트 공중합체의 함량이 0.1중량% 미만이면 강도 및 내구성이 저하되고, 그 함량이 10중량%를 초과하면 성능은 개선되나 작업성이 저하되기 쉽다.
상기 이소프로필옥시티타늄은 강도, 내식성, 방오, 방부 등을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 이소프로필옥시티타늄은 성능개질 결합재 중량 대비 0.01∼10중량%함유되는 것이 바람직하다. 상기 이소프로필옥시티타늄의 함량이 0.01중량% 미만이면 성능 개선효과가 미흡하게 되고, 그 함량이 10중량%를 초과하면 성능은 개선되나 작업성 및 경제성이 저하된다.
상기 황산알루미늄칼륨은 수분을 흡착하는 성능이 우수하고, 경화 시 치밀한 결정화 구조물을 형성시키기 위하여 사용한다. 상기 황산알루미늄칼륨은 성능개질 결합재 중량 대비 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 황산알루미늄칼륨의 함량이 0.01중량% 미만이면 성능 개선효과가 미흡하게 되고, 그 함량이 10중량%를 초과하면 점도가 높아져 작업성이 저하된다.
상기 경화지연제는 경화속도를 조절하기 위하여 사용한다. 상기 경화지연제는 성능개질 결합재 중량 대비 0.01∼10중량%를 함유되는 것이 바람직하다. 경화지연제로는 일반적으로 잘 알려진 물질을 사용할 수 있는데, 예컨대 포도당, 글루코오스, 텍스트린, 덱스트란과 같은 당류, 글루콘산, 사과산, 시트릭산(citric acid)과 같은 산류 또는 그의 염, 아미노카복실산 또는 그의 염, 포스폰산 또는 그의 유도체, 글리세린과 같은 다가알코올 등을 사용할 수 있다.
상기 소포제는 연행공기의 발생으로 인한 공기량의 증가를 감소시켜 강도 및 내구성을 개선하기 위해 사용한다. 상기 소포제로서는 일반적으로 잘 알려진 물질, 예컨대 알코올계 소포제, 실리콘계 소포제, 지방산계 소포제, 오일계 소포제, 에스테르계 소포제, 옥시알킬렌계 소포제 등을 사용할 수 있다. 상기 실리콘계 소포제로는 디메틸실리콘유, 폴리오가노실록산, 플루오로실리콘유 등이 있고, 상기 지방산계 소포제로는 스테아린산, 올레인산 등이 있다. 또한, 상기 오일계 소포제로는 등유, 동식물유, 피마자유 등이 있고, 상기 에스테르계 소포제로는 솔리톨트리올레이트, 글리세롤모노리시놀레이트 등이 있다. 또한, 상기 옥시알킬렌계 소포제로는 폴리옥시알킬렌, 아세틸렌에테르류, 폴리옥시알킬렌지방산에스테르, 폴리옥시알킬렌알킬아민 등이 있으며, 상기 알코올계 소포제로는 글리콜 등이 있다. 상기 소포제는 성능개질 결합재 중량 대비 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 성능개질 결합재는 조성물의 휨강도, 인장강도, 초기 소성균열을 방지 및 파괴인성을 개선하기 위하여 폴리프로필렌섬유, 폴리에틸렌섬유, 나일론 섬유 및 매크로 섬유 중 어느 하나 이상의 물질을 추가로 포함할 수 있다. 상기 폴리프로필렌섬유, 폴리에틸렌섬유, 나일론 섬유 및 매크로 섬유 중 어느 하나 이상의 물질은 성능개질 결합재 중량 대비 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 폴리프로필렌섬유, 폴리에틸렌섬유, 나일론 섬유 및 매크로 섬유 중 어느 하나 이상의 물질의 함량이 0.01중량% 미만이면 강도 발현 효과 및 소성균열 방지효과가 미약할 수 있고, 그 함량이 10중량%를 초과하면 작업성 및 내수성이 저하될 수 있다.
상기 성능개질 결합재는 시멘트 경화체의 내부 조직을 치밀하게 하여 수밀성 및 동결융해 저항성을 개선시키고 내구성을 증진시키기 위하여 폴리칼본산계 감수제 및 리그닌계 감수제 혼합물을 추가로 포함할 수 있다. 이 혼합물은 폴리칼본산계 감수제 및 리그닌계 감수제를 중량비 1 : 0.01∼0.2로 혼합한 것이 바람직하다. 상기 폴리칼본산계 감수제 및 리그닌계 감수제 혼합물은 성능개질 결합재 중량 대비 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명은 내마모성, 내식성, 내오염성, 자외선 저항성 등을 개선하기 위하여 표면 보호·강화제 조성물을 제안한다. 상기 표층 보호·강화제 조성물은 무기계 혼화재 및 성능 개질 혼화제를 포함한다.
상기 무기계 혼화재는 표층 보호·강화제 조성물 중량 대비 3∼75중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 성능 개질 혼화제는 휨, 인장 및 부착강도를 향상시키고 작업성 및 내구성을 개선하며 고유동성(셀프 레벨링)을 갖게 하는 역할을 하며, 표층 보호·강화제 조성물 중량 대비 25∼97중량% 함유되는 것이 바람직하다.
상기 무기계 혼화재는, 무기계 혼화재 중량 대비 중질탄산칼슘(Ground Calcium Carbonate) 15∼94중량%, 탄화규소 1∼35중량%, 깁사이트 1∼35중량%, 티타늄옥사이드 1~25중량%, 게르마늄 1~25중량%, 질화알루미늄 0.5∼20중량% 및 황산마그네슘 0.5~20중량%를 포함할 수 있다.
상기 무기계 혼화재는 강도, 내식성, 방오, 방부 등을 개선하기 위한 이소프로필옥시티타늄을 무기계 혼화재 중량 대비 0.01∼10중량% 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 무기계 혼화재는 수분을 흡착하는 성능이 우수하고, 경화시 치밀한 결정화 구조물을 형성시키기 위한 황산알루미늄칼륨을 무기계 혼화재 중량 대비 0.01∼10중량% 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 무기계 혼화재는 색상을 구현하고 미관을 개선하기 위한 안료를 무기계 혼화재 중량 대비 0.01~10중량% 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 중질탄산칼슘(Ground Calcium Carbonate)은 충전성, 내충격성, 보온성 및 내화성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 중질탄산칼슘은 상기 무기계 혼화재 중량 대비 15~94중량% 함유되는 것이 바람직하며, 상기 중질탄산칼슘의 함량이 94중량%를 초과하면 성능은 개선되나 작업성이 저하되고, 상기 중질탄산칼슘의 함량이 15중량% 미만이면 작업성은 개선되나 내충격성, 보온성 및 내화성 개선효과가 미약할 수 있다.
일반적으로 탄산칼슘은 제조방법에 따라 단순 물리적 가공방법에 의해 생산되는 중질탄산칼슘(Ground Calcium Carbonate)과 화학적으로 재결정화 방법에 의해 생산되는 경질탄산칼슘 2가지로 크게 구분된다. 중질탄산칼슘은 백색결정질 방해석을 분쇄ㅇ분급시켜 제조되고, 백색도가 높기 때문에 백색 탄산칼슘이라고도 불리며, 입경은 대개 5 ㎛이하이며 각종 공업용 filler, 식품첨가물, 의약용에 사용된다.
상기 탄화규소는 내마모성, 흡착성, 내화성 등을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 탄화규소는 무기계 혼화재 중량 대비 1~35중량% 함유되는 것이 바람직하며, 상기 탄화규소의 함량이 35중량%를 초과하면 성능은 개선되나 작업성이 저하되고, 상기 탄화규소의 함량이 1중량% 미만이면 내마모성, 흡착성, 내화성 개선효과가 미약할 수 있다.
상기 깁사이트는 회색, 회적색, 회록색 등을 띠며, 강도, 내마모성 및 내화성이 우수하여 강도, 내마모성 및 내화성을 높이기 위하여 사용한다. 상기 깁사이트는 무기계 혼화재 중량 대비 1∼35중량% 함유되는 것이 바람직하며, 상기 깁사이트의 함량이 35중량%를 초과하면 내마모성 및 내화성은 개선되나 작업성이 저하될 수 있고, 상기 깁사이트의 함량이 1중량% 미만이면 작업성은 개선되나 내마모성 및 내화성 개선 효과가 미약할 수 있다.
상기 티타늄옥사이드는 자외선 저항성 및 재료 분리 저항성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 티타늄옥사이드는 무기계 혼화재 중량 대비 1∼25중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 티타늄옥사이드의 중량비가 증가하면 자외선 및 재료분리 저항성 개선 효과를 나타내며, 상기 티타늄옥사이드의 함량이 1중량% 미만일 경우 자외선 및 재료분리 저항성 개선 효과가 미약할 수 있고, 상기 티타늄옥사이드의 함량이 25중량%를 초과할 경우에는 성능은 개선되나 강도가 저하되고 가격경쟁력이 떨어진다.
상기 게르마늄은 천연 포졸란 물질로 장기강도 증진 및 내구성 개선뿐만 아니라 원적외선 방출, 단열, 방수성능 및 자기치유성능을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 게르마늄은 무기계 혼화재 중량 대비 1∼25중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 게르마늄의 함량이 1중량% 미만이면 장기강도 발현, 내구성, 지수성능 및 자기치유성능이 저하되고, 그 함량이 25중량%를 초과하면 작업성이 저하되고 초기강도 발현이 지연될 수 있다.
상기 질화알루미늄은 강도, 내식성, 내화성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 질화알루미늄은 무기계 혼화재 중량 대비 0.5~20중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 질화알루미늄의 함량이 0.5중량% 미만일 경우에는 강도, 내식성 및 내화성 개선효과가 저하될 수 있고, 상기 질화알루미늄의 함량이 20중량%를 초과하는 경우에는 성능은 개선되나 경제성이 저하된다.
상기 황산마그네슘은 강도, 내마모성, 내화성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 황산마그네슘는 무기계 혼화재 중량 대비 0.5~20중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 황산마그네슘의 함량이 0.5중량% 미만일 경우에는 강도, 내마모성 및 내화성이 저하되고, 상기 황산마그네슘의 함량이 20중량%를 초과하는 경우에는 성능은 개선되나 작업성이 저하된다.
상기 이소프로필옥시티타늄은 강도, 내식성, 방오, 방부 등의 역할을 위해 사용할 수 있다. 상기 이소프로필옥시티타늄은 무기계 혼화재 중량 대비 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 이소프로필옥시티타늄의 중량비가 증가하면 강도, 내식, 방오, 방부 성능을 나타내며, 상기 이소프로필옥시티타늄의 함량이 0.01중량% 미만일 경우 강도, 내식, 방오, 방부 성능 효과가 미약할 수 있고, 상기 이소프로필옥시티타늄의 함량이 10중량%를 초과할 경우에는 강도 발현이 저하되고 제조 원가가 높아져 경제적이지 못하다.
상기 황산알루미늄칼륨은 수분을 흡착하는 성능이 우수하고, 경화 시 치밀한 결정화 구조물을 형성시키기 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 황산알루미늄칼륨은 무기계 혼화재 중량 대비 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 황산알루미늄칼륨의 함량이 0.01중량% 미만이면 재료분리가 발생하기 쉽고, 그 함량이 10중량%를 초과하면 성능은 개선되나 점도가 높아져 작업성이 저하될 수 있다.
상기 안료는 색상을 구현하고 미관을 개선하기 위하여 사용하는 것으로서, 무기계 혼화재 중량 대비 0.01~10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 안료는 식별이 용이하도록 첨가되며, 보다 선명한 색상으로 식별이 용이하고 색상의 지속성이 향상될 수 있다. 상기 안료는 적색 산화철, 황색 산화철, 산화크롬 (CrO3), 자색 산화철 및 흑색 산화철(카본 블랙) 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 물질을 사용할 수 있으며, 이에 의해 적색, 녹색, 황색, 흑색, 청색, 흰색 등 다양한 색상을 구현할 수 있다.
상기 성능 개질 혼화제는 시멘트 모르타르 경화체에 분산되면서 시멘트 모르타르 경화체의 내부에 필름을 형성하여 휨, 인장 및 부착강도를 향상시키고 보수성을 개선하여 중성화, 염화물 이온 침투, 동결융해 등의 내구성을 향상시킬 수 있으며, 고유동성(셀프 레벨링)을 갖게 하는 역할을 한다.
상기 성능 개질 혼화제는 성능 개질 혼화제 중량 대비 에틸렌-메타크릴릭메틸산 공중합체 25∼98중량%, 폴리클로로트리플루오로에틸렌 1~35중량%, n-부틸 메타크릴레이트 공중합체 0.1∼35중량%, 이소노닐 아크릴레이트 0.1∼30중량%, 폴리옥시메틸렌 0.1~20중량% 및 폴리에테르케톤 0.1∼20중량%를 포함한다.
상기 성능 개질 혼화제는 반응성을 개선시켜 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 3-메르캅토프로필트리메톡시실란(3-mercaptopropyltrimethoxy silane)을 성능 개질 혼화제 중량 대비 0.01∼10중량% 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 성능 개질 혼화제는 재료분리방지를 위하여 에틸렌 아크릴산(ethylene acrylic acid)를 성능 개질 혼화제 중량 대비 0.01∼10중량% 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 성능 개질 혼화제는 경화속도를 조절하기 위하여 경화 촉진제를 성능 개질 혼화제 중량 대비 0.01~10중량% 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 성능 개질 혼화제는 붓자국, 로울러자국, 오렌지필(orange peal), 분화구현상(cratering), 핀홀(pin hole), 색얼룩 등의 표면에 생기는 결함을 방지하기 위하여 불소계면활성제를 성능 개질 혼화제 중량 대비 0.01∼10중량% 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 성능 개질 혼화제는 연행공기의 발생으로 인한 공기량의 증가를 감소시키기 위한 소포제를 성능 개질 혼화제 중량 대비 0.01∼10중량% 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 성능 개질 혼화제는 유동성을 개선하기 위한 유동화제를 성능 개질 혼화제 중량 대비 0.01∼10중량% 더 포함할 수 있다.
상기 에틸렌-메타크릴릭메틸산 공중합체는 강도, 친수성, 내구성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 에틸렌-메타크릴릭메틸산 공중합체는 성능 개질 혼화제 중량 대비 25∼98중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 에틸렌-메타크릴릭메틸산 공중합체의 함량이 25중량% 미만이면 성능 개선효과가 저하되고, 그 함량이 98중량%를 초과하면 성능은 개선되나 재료분리 현상이 발생되기 쉽다.
상기 폴리클로로트리플루오로에틸렌은 강도, 내화학성, 내열성, 내식성 등을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 폴리클로로트리플루오로에틸렌은 성능 개질 혼화제 중량 대비 1∼35중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 폴리클로로트리플루오로에틸렌의 함량이 1중량% 미만이면 성능 개선효과가 저하되고, 그 함량이 35중량%를 초과하면 개선효과는 뚜렷하나 작업성 및 경제성이 저하된다.
상기 n-부틸 메타크릴레이트 공중합체는 유연성 증가, 휨 및 인장 강도 개선, 접착력 및 내구성을 개선시키는 등의 현저한 효과를 제공할 수 있다. 상기 n-부틸 메타크릴레이트 공중합체는 성능 개질 혼화제 중량 대비 0.1∼35중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 n-부틸 메타크릴레이트 공중합체의 함량이 0.1중량% 미만이면 강도 및 내구성 개선효과가 저하되고, 그 함량이 35중량%를 초과하면 개선효과는 뚜렷하나 경제성이 떨어진다.
상기 이소노닐 아크릴레이트는 강도, 접착력, 내열성 등을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 이소노닐 아크릴레이트는 성능 개질 혼화제 중량 대비 0.1∼30중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 이소노닐 아크릴레이트의 함량이 0.1중량% 미만이면 성능 개선효가 미흡하게 되고, 그 함량이 30중량%를 초과하면 강도, 접착력, 내열성 등의 성능은 개선되나 경제성이 저하된다.
상기 폴리옥시메틸렌은 반응성을 개선하여 강도 및 내구성을 개선하고 친수성을 부여하기 위하여 사용한다. 상기 폴리옥시메틸렌은 성능 개질 혼화제 중량 대비 0.1∼20중량% 함유되는 것이 바람직한데, 상기 폴리옥시메틸렌의 함량이 0.1중량% 미만일 경우에는 강도 및 내구성 개선의 효과가 미약할 수 있고, 상기 폴리옥시메틸렌의 함량이 20중량%를 초과하는 경우에는 더 이상의 강도 및 내구성 개선 효과를 기대하기 어렵고 반응성이 높아져 작업성이 저하된다.
상기 폴리에테르케톤은 내식성, 내마모성, 내용제성, 내약품성 및 내열성을 개선하기 위하여 첨가한다. 상기 폴리에테르케톤은 상기 성능 개질 혼화제에 대하여 0.1∼20중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 폴리에테르케톤의 함량이 0.1중량% 미만이면 내식성, 내마모성, 내용제성, 내약품성 및 내열성 개선효과가 미흡하고, 그 함량이 20중량%를 초과하면 점도가 낮아져 재료분리가 발생하기 쉽다.
상기 3-메르캅토프로필트리메톡시실란(3-mercaptopropyltrimethoxy silane)은 반응성을 개선시켜 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 3-메르캅토프로필트리메톡시실란(3-mercaptopropyltrimethoxy silane)은 성능 개질 혼화제에 대하여 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 3-메르캅토프로필트리메톡시실란(3-mercaptopropyltrimethoxy silane)의 함량이 0.01중량% 미만이면 강도 및 내구성 개선효과가 미흡하고, 그 함량이 10중량%를 초과하면 성능 개선효과는 뚜렷하나 작업성이 저하된다.
상기 에틸렌 아크릴산(ethylene acrylic acid)는 재료분리방지 및 내수성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 에틸렌 아크릴산은 성능 개질 혼화제 중량 대비 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 에틸렌 아크릴산의 함량이 0.01중량% 미만이면 재료분리가 발생하기 쉬우며, 그 함량이 10중량%를 초과하면 내수성은 개선되나 점도가 높아져 작업성이 저하된다.
상기 경화 촉진제는 경화속도를 조절하기 위하여 사용한다. 상기 경화 촉진제는 성능 개질 혼화제 중량 대비 0.1~25중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 경화 촉진제로는 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디이소이아네이트 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다. 상기 경화 촉진제는 상기 성능개선 혼화제에 대하여 0.01~10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 경화 촉진제의 함량이 0.01중량%를 초과하면 경화시간이 빨라져 작업성이 저하될 수 있다.
상기 불소계면활성제는 붓자국, 로울러자국, 오렌지필(orange peal), 분화구현상(cratering), 핀홀(pin hole), 색얼룩 등의 표면에 생기는 결함을 방지하기 위하여 사용한다. 상기 불소계면활성제는 성능 개질 혼화제 중량 대비 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 불소계면활성제의 함량이 0.01중량% 미만이면 성능 개선효과가 미흡하게 되고, 그 함량이 10중량%를 초과하면 성능은 개선되나 강도 및 작업성이 저하된다.
상기 소포제는 기포를 감소시켜 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 소포제로는 알콜계 소포제, 실리콘계 소포제, 지방산계 소포제, 오일계 소포제, 에스테르계 소포제, 옥시알킬렌계 소포제 등을 사용할 수 있다. 상기 실리콘계 소포제로는 디메틸실리콘유, 폴리오가노실록산, 플루오로실리콘유 등이 있다. 상기 지방산계 소포제로는 스테아린산, 올레인산 등이 있다. 상기 오일계 소포제로는 등유, 동식물유, 피마자유 등이 있다. 상기 에스테르계 소포제로는 솔리톨트리올레이트, 글리세롤모노리시놀레이트 등이 있다. 상기 옥시알킬렌계 소포제로는 폴리옥시알킬렌, 아세틸렌에테르류, 폴리옥시알킬렌지방산에스테르, 폴리옥시알킬렌알킬아민 등이 있다. 상기 알콜계 소포제로는 글리콜(glycol) 등이 있다. 상기 소포제는 성능 개질 혼화제 중량 대비 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 소포제의 함량이 0.01중량% 미만이면 성능 개선효과가 미흡하게 되고, 그 함량이 10중량%를 초과하면 강도 및 내구성이 저하된다.
상기 유동화제는 유동성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 유동화제는 성능 개질 혼화제 중량 대비 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 유동화제의 함량이 0.01중량% 미만이면 유동성 개선효과가 미흡하게 되고, 그 함량이 10중량%를 초과하면 재료분리가 발생하기 쉽다. 상기 유동화제는 폴리카본산계 유동화제를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 친환경 유무기 복합 조성물은 성능개질 결합재 5~85중량% 및 잔골재 10~85중량%를 강제식 또는 연속식 믹서기로 소정시간 (예를 들어 1~3분간)동안 건비빔한 후 물 5~40중량%를 첨가하여 강제식 또는 연속식 믹서기로 소정시간 (예를 들어 1~3분간)동안 교반하여 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표층 보호·강화제 조성물은 무기계 혼화재 3∼75중량% 및 성능 개질 혼화제 25∼97중량%를 혼합하여 강제식 또는 연속식 믹서기로 소정시간 (예를 들어 1~5분간)동안 교반하여 제조할 수 있다.
이하, 상술한 친환경 유무기 복합 조성물을 이용한 콘크리트 구조물 표면 보호 마감 방법을 제시한다.
콘크리트 구조물의 불순물 또는 열화부위를 그라인더, 평삭기, 연마기, 숏블라스터, 핸드 워터젯, 고압세척기 등으로 치핑하여 제거한 후, 진공 흡입기 등으로 청소하는 단계와, 청소된 바탕면에 기존 구조물과 상기 친환경 유무기 복합 조성물의 부착력을 개선하고, 물의 침투와 염소이온 침투를 억제하며, 내수성 및 방수성을 개선하기 위한 침투형 보호제를 도포하여 프라이머층을 형성하는 단계와, 형성된 프라이머층에 상기 친환경 유무기 복합 조성물을 뿜칠 장비 등을 이용하여 타설하는 단계; 타설된 상기 조성물이 완전 경화되기 전에 흙손, 스폰지흙손 등을 이용하여 표면 마무리하는 단계; 표면 마무리한 상부에 내마모성, 내오염성, 내식성, UV저항성, 내염해성, 중성화 저항성, 표면 경도 개선, 내수성을 개선하기 위하여 표층 보호·강화제 조성물을 도포하는 단계; 및 양생하는 단계를 포함하는 콘크리트 구조물 표면 보호 마감 방법을 제공한다.
또한, 신설 콘크리트 구조물의 표면 보호 마감 방법은, 콘크리트 구조물의 불순물, 이물질 등을 그라인더, 연마기, 핸드 워터젯, 고압세척기 등으로 제거한 후, 진공 흡입기 등으로 청소하는 단계와, 청소된 부위에 균열, 홈, 핀홀 등을 퍼티재로 메꾸어 바탕면을 정리하는 단계와, 정리된 바탕면에 기존 구조물과 상기 표층 보호·강화제 조성물의 부착력을 개선하고, 물의 침투와 염소이온 침투를 억제하며, 내수성 및 방수성을 개선하기 위한 침투형 보호제를 도포하여 프라이머층을 형성하는 단계와, 형성된 프라이머층에 상기 표층 보호·강화제 조성물을 붓, 롤러, 에어리스 등을 이용하여 도포하는 단계; 및 양생하는 단계를 포함한다.
여기서, 퍼티재는 에폭시, 우레탄, 초속경성 시멘트계의 재료를 사용하여 미세균열을 보수함과 동시에 초기 소성 균열 발생을 방지할 수 있다.
상기 침투형 보호제는 스티렌-부타디엔 라텍스, 폴리 아크릴 에스테르, 아크릴, 에틸 비닐 아세테이트, 메틸메타크릴레이트, 아크릴-우레탄, 에폭시 상기 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 물질을 사용하는 것이 바람직하다.
이하에서, 본 발명에 따른 친환경 유무기 복합 조성물 및 표층 보호·강화제 조성물의 실시예들을 더욱 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실시예들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<친환경 유무기 복합 조성물>
<실시예 1>
성능개질 결합재 40중량% 및 잔골재 50중량%를 진공형 강제식 믹서에서 프리믹싱한 후, 물 10중량%을 첨가하여 2분간 강제식 믹서로 교반하여 친환경 유무기 복합 조성물을 제조하였다.
이 때, 성능 개질 결합재는 조강 포틀랜드 시멘트 38중량%, 비정질 칼슘설포알루미네이트 20중량%, 트리칼슘알루미네이트 10중량%, 깁사이트 5중량%, 게르마늄 5중량%, 석고 5중량%, 돌로스톤 5중량%, 티타늄옥사이드 2중량%, 마그네슘옥시클로라이드 2중량%, 에틸렌초산비닐-염화비닐 공중합체 1중량%, 에틸렌-프로필렌 고무 공중합체 1중량%, 에틸렌 플루오로 에틸렌 공중합체 1중량%, 스티렌-메틸메타크릴레이트-부틸아크릴레이트 공중합체 1중량%, 이소프로필옥시티타늄 1중량%, 황산알루미늄칼륨 1중량%, 구연산계 경화지연제 0.5중량%, 실리콘계 소포제 0.5중량%, 나일론 섬유 0.5중량%, 감수제 0.5중량%를 포함한다. 이때, 상기 감수제는 폴리칼본산계 감수제와 리그닌계 감수제를 중량비로 1 : 0.1로 혼합한 혼합물을 사용하였다.
상기 잔골재는 실리카질 규사 90중량% 및 트리디마이트 10중량% 를 혼합하여 사용하였다. 상기 실리카질 규사는 4호규사 : 6호규사를 중량비로 1 : 0.4로 혼입한 것을 사용하였다.
<실시예 2>
성능개질 결합재 40중량% 및 잔골재 50중량%를 진공형 강제식 믹서에서 프리믹싱한 후, 물 10중량%를 첨가하여 2분간 강제식 믹서로 교반하여 친환경 유무기 복합 조성물을 제조하였다.
이 때, 성능 개질 결합재는 조강 포틀랜드 시멘트 34중량%, 비정질 칼슘설포알루미네이트 20중량%, 트리칼슘알루미네이트 10중량%, 깁사이트 5중량%, 게르마늄 5중량%, 석고 5중량%, 돌로스톤 5중량%, 티타늄옥사이드 2중량%, 마그네슘옥시클로라이드 2중량%, 에틸렌초산비닐-염화비닐 공중합체 2중량%, 에틸렌-프로필렌 고무 공중합체 2중량%, 에틸렌 플루오로 에틸렌 공중합체 2중량%, 스티렌-메틸메타크릴레이트-부틸아크릴레이트 공중합체 2중량%, 이소프로필옥시티타늄 1중량%, 황산알루미늄칼륨 1중량%, 구연산계 경화지연제 0.5중량%, 실리콘계 소포제 0.5중량%, 나일론 섬유 0.5중량%, 감수제 0.5중량%를 포함한다. 이때, 상기 감수제는 폴리칼본산계 감수제와 리그닌계 감수제를 중량비로 1 : 0.1로 혼합한 혼합물을 사용하였다.
상기 잔골재는 실리카질 규사 90중량% 및 트리디마이트 10중량% 를 혼합하여 사용하였다. 상기 실리카질 규사는 4호규사 : 6호규사를 중량비로 1 : 0.4로 혼입한 것을 사용하였다.
<실시예 3>
성능개질 결합재 40중량% 및 잔골재 50중량%를 진공형 강제식 믹서에서 프리믹싱한 후, 물 10중량%을 첨가하여 2분간 강제식 믹서로 교반하여 친환경 유무기 복합 조성물을 제조하였다.
이 때, 성능 개질 결합재는 조강 포틀랜드 시멘트 30중량%, 비정질 칼슘설포알루미네이트 20중량%, 트리칼슘알루미네이트 10중량%, 깁사이트 5중량%, 게르마늄 5중량%, 석고 5중량%, 돌로스톤 5중량%, 티타늄옥사이드 2중량%, 마그네슘옥시클로라이드 2중량%, 에틸렌초산비닐-염화비닐 공중합체 3중량%, 에틸렌-프로필렌 고무 공중합체 3중량%, 에틸렌 플루오로 에틸렌 공중합체 3중량%, 스티렌-메틸메타크릴레이트-부틸아크릴레이트 공중합체 3중량%, 이소프로필옥시티타늄 1중량%, 황산알루미늄칼륨 1중량%, 구연산계 경화지연제 0.5중량%, 실리콘계 소포제 0.5중량%, 나일론 섬유 0.5중량%, 감수제 0.5중량%를 포함한다. 이때, 상기 감수제는 폴리칼본산계 감수제와 리그닌계 감수제를 중량비로 1 : 0.1로 혼합한 혼합물을 사용하였다.
상기 잔골재는 실리카질 규사 90중량% 및 트리디마이트 10중량% 를 혼합하여 사용하였다. 상기 실리카질 규사는 4호규사 : 6호규사를 중량비로 1 : 0.4로 혼입한 것을 사용하였다.
상기의 실시예 1 내지 실시예 3의 특성을 보다 용이하게 파악할 수 있도록 본 발명의 실시예들과 비교할 수 있는 비교예 1을 제시하며, 후술할 비교예 1은 시멘트 모르타르 조성물을 제시한 것이다.
<비교예 1>
보통 포틀랜드 시멘트 40중량% 및 잔골재 50중량%를 진공형 강제식 믹서로 프리믹싱한 후 물 10중량%를 첨가하여 강제식 믹서로 2분간 교반하여 시멘트 모르타르 조성물을 제조하였다.
아래의 시험예들은 본 발명에 따른 실시예 1 내지 실시예 3의 특성을 보다 용이하게 파악할 수 있도록 본 발명에 따른 실시예들과 비교예 1의 특성을 비교한 실험결과들을 나타낸 것이다.
<시험예 1>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 친환경 유무기 복합 보수용 조성물과 비교예 1에서 제조한 시멘트 모르타르 조성물의 특성을 비교하기 위하여 KS F 4042(콘크리트 구조물 보수용 폴리머 시멘트 모르타르)에 의하여 제조하고, 치수 40 X 40 X 160mm(휨 및 압축강도 시험용, 길이변화 시험용 및 내알칼리성 시험용), 150 X 40mm(투수시험용 및 물흡수계수 시험용), 150 X 5mm(습기투과저항성 시험용), 100 X 50mm(염화물이온침투저항성 시험용), 100 X 100 X 100mm(중성화 저항성 시험용), 70 X 70 X 20mm의 시멘트 모르타르 바탕체 위에 40 X 40 X 10mm(접착강도 시험용) 몰드를 사용하여 시험체를 제작하였으며, 양생은 현장상황을 고려하여 기건양생을 실시하여 공시체를 각각 제작하여 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
압축강도 (N/mm2) 52.1 55.3 58.5 45.2
휨강도 (N/mm2) 11.2 12.3 13.4 8.0
부착강도
(N/mm2)		 표준조건 2.2 2.3 2.5 1.8
온냉반복후 2.1 2.2 2.3 1.6
내알칼리성 (N/mm2) 48.0 51.3 54.5 33.0
중성화 저항성 (mm) 0.7 0.4 0.3 1.2
투수량 (g) 1.2 1.1 0.8 6.1
물흡수계수 (kg/m2h0.5) 0.15 0.14 0.10 0.40
습기투과저항성 (Sd, m) 1.1 0.9 0.8 1.9
염화물이온침투저항성 (Coulombs) 450 382 320 1,350
길이변화율 (%) 0.009 0.006 0.003 0.10
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 조성물은 비교예 1 에 따라 제조된 조성물에 비해 성능이 매우 우수함을 알 수 있었다.
<표층 보호·강화제 조성물>
<실시예 4>
무기계 혼화재 30중량% 및 성능 개질 혼화제 70중량%를 강제식 믹서로 2분간 교반하여 표층 보호·강화제 조성물을 제조하였다.
이때, 상기 무기계 혼화재는, 중질탄산칼슘 55중량%, 탄화규소 10중량%, 깁사이트 10중량%, 티타늄옥사이드 5중량%, 게르마늄 5중량%, 질화알루미늄 5중량%, 황산마그네슘 5중량%, 이소프로필옥시티타늄 3중량%, 황산알루미늄칼륨 1중량% 및 회색 안료 1중량%를 혼합하여 사용하였다.
상기 성능 개질 혼화제는 에틸렌-메타크릴릭메틸산 공중합체 90중량%, 폴리클로로트리플루오로에틸렌 1중량%, n-부틸 메타크릴레이트 공중합체 1중량%, 이소노닐 아크릴레이트 1중량%, 폴리옥시메틸렌 1중량%, 폴리에테르케톤 1중량%, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란(3-mercaptopropyltrimethoxy silane) 1중량%, 에틸렌 아크릴산(ethylene acrylic acid) 1중량%, 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트 1.5중량%, 불소계면활성제 0.5중량%, 실리콘계 소포제 0.5중량% 및 폴리카본산계 유동화제 0.5중량%를 혼합하여 사용하였다.
<실시예 5>
무기계 혼화재 30중량% 및 성능 개질 혼화제 70중량%를 강제식 믹서로 2분간 교반하여 표층 보호·강화제 조성물을 제조하였다.
이때, 상기 무기계 혼화재는, 중질탄산칼슘 55중량%, 탄화규소 10중량%, 깁사이트 10중량%, 티타늄옥사이드 5중량%, 게르마늄 5중량%, 질화알루미늄 5중량%, 황산마그네슘 5중량%, 이소프로필옥시티타늄 3중량%, 황산알루미늄칼륨 1중량% 및 회색 안료 1중량%를 혼합하여 사용하였다.
상기 성능 개질 혼화제는 에틸렌-메타크릴릭메틸산 공중합체 83중량%, 폴리클로로트리플루오로에틸렌 2중량%, n-부틸 메타크릴레이트 공중합체 2중량%, 이소노닐 아크릴레이트 2중량%, 폴리옥시메틸렌 2중량%, 폴리에테르케톤 2중량%, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란(3-mercaptopropyltrimethoxy silane) 2중량%, 에틸렌 아크릴산(ethylene acrylic acid) 2중량%, 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트 1.5중량%, 불소계면활성제 0.5중량%, 실리콘계 소포제 0.5중량% 및 폴리카본산계 유동화제 0.5중량%를 혼합하여 사용하였다.
<실시예 6>
무기계 혼화재 30중량% 및 성능 개질 혼화제 70중량%를 강제식 믹서로 2분간 교반하여 표층 보호·강화제 조성물을 제조하였다.
이때, 상기 무기계 혼화재는, 중질탄산칼슘 55중량%, 탄화규소 10중량%, 깁사이트 10중량%, 티타늄옥사이드 5중량%, 게르마늄 5중량%, 질화알루미늄 5중량%, 황산마그네슘 5중량%, 이소프로필옥시티타늄 3중량%, 황산알루미늄칼륨 1중량% 및 회색 안료 1중량%를 혼합하여 사용하였다.
상기 성능 개질 혼화제는 에틸렌-메타크릴릭메틸산 공중합체 76중량%, 폴리클로로트리플루오로에틸렌 3중량%, n-부틸 메타크릴레이트 공중합체 3중량%, 이소노닐 아크릴레이트 3중량%, 폴리옥시메틸렌 3중량%, 폴리에테르케톤 3중량%, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란(3-mercaptopropyltrimethoxy silane) 3중량%, 에틸렌 아크릴산(ethylene acrylic acid) 3중량%, 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트 1.5중량%, 불소계면활성제 0.5중량%, 실리콘계 소포제 0.5중량% 및 폴리카본산계 유동화제 0.5중량%를 혼합하여 사용하였다.
상술한 실시예 4 내지 실시예 6에 따라 제조된 표층 보호·강화제 조성물의 물성과 비교하기 위하여 비교예 2를 제시한다.
<비교예 2>
중질탄산칼슘 30중량% 및 에틸렌-메타크릴릭메틸산 공중합체 70중량%를 강제식 믹서로 2분간 교반하여 보호제 조성물을 제조하였다.
<시험예 2> 시험용 공시체의 제작
상기 실시예 4 내지 6 및 비교예 2에서 제시한 배합에 따라 KS F 4936(콘크리트 보호용 도막재)에 의하여 제조하고, 치수 100×100mm(도막형성 후 겉모양), 100×100×100mm 모르타르판(중성화깊이), 100×50mm 모르타르판(염화물이온침투저항성), 150mm시험편(투습도), 150×40mm모르타르판(내투수성), 70×70×20mm모르타르판(부착강도) 및 230×90×6mm 플래시블판(균열대응성)을 사용하여 시험체를 제작하였으며, 온도(20±2)℃, 습도(65±10)%로 양생하여 시험을 실시하였다.
<시험예 3> 도막형성후의 겉모양
실시예 4 내지 실시예 6에 따라 제조된 표층 보호·강화제 조성물과 비교예 2에 따라 제조된 조성물의 도막형성 후의 겉모양을 아래의 표 2에 나타내었다.
구분 실시예 4 실시예 5 실시예 6 비교예 2
표준양생 후 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
촉진내후성시험 후
온·냉반복시험 후
내알칼리성시험 후
내염수성시험 후
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 4 내지 실시예 6에 따라 제조된 표층 보호·강화제 조성물과 비교예 2에 따라 제조된 조성물 모두 도막형성 후의 겉모양은 이상 없이 나타났다.
<시험예 4> 중성화 깊이
실시예 4 내지 실시예 6에 따라 제조된 표층 보호·강화제 조성물과 비교예 2에 따라 제조된 조성물의 중성화 깊이 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
구분 실시예 4 실시예 5 실시예 6 비교예 2
중성화깊이 (mm) 0.01 0 0 0.03
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 실시예 4 내지 실시예 6에 따라 제조된 표층 보호·강화제 조성물은 비교예 2에 따라 제조된 조성물과 비교하여 중성화 저항성이 매우 우수함을 알 수 있었다.
<시험예 5> 염화물 이온 침투 저항성
실시예 4 내지 실시예 6에 따라 제조된 표층 보호·강화제 조성물과 비교예 2에 따라 제조된 조성물의 염화물 이온 침투 저항성 시험을 수행하였고, 그 결과 하기 표 4에 나타내었다.
구분 실시예 4 실시예 5 실시예 6 비교예 2
염화물이온 침투저항성(Coulombs) 32 22 13 68
상기 표 4에 나타난 바와 같이, 실시예 4 내지 실시예 6에 따라 제조된 표층 보호·강화제 조성물은 비교예 2에 따라 제조된 조성물과 비교하여 매우 우수한 염화물 이온 침투 저항성을 나타내었다.
<시험예 6> 투습도
실시예 4 내지 실시예 6에 따라 제조된 표층 보호·강화제 조성물과 비교예 2 에 따라 제조된 조성물의 투습도를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
구분 실시예 4 실시예 5 실시예 6 비교예 2
투습도(g/m2·℃) 18 16 15 22
상기 표 5에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 4 내지 실시예 6에 따라 제조된 표층 보호·강화제 조성물은 비교예 2 에 따라 제조된 조성물과 비교하여 투습도가 낮게 나타났다.
<시험예 7> 부착강도
실시예 4 내지 실시예 6에 따라 제조된 표층 보호·강화제 조성물과 비교예 2 에 의하여 제조된 조성물의 부착강도 시험을 수행하였고, 그 결과를 표 6에 나타내었다.
구분 실시예 4 실시예 5 실시예 6 비교예 2
부착강도
(N/mm2)		 표준양생 후 1.6 1.7 1.8 1.3
촉진내후성시험 후 1.5 1.6 1.7 1.2
온·냉반복시험 후 1.5 1.6 1.7 1.1
내알칼리성시험 후 1.4 1.5 1.6 1.2
내염수성시험 후 1.4 1.5 1.6 1.2
위의 표 6에서와 같이, 실시예 4 내지 실시예 6이 비교예 2에 비하여 높은 부착강도를 나타내는 것을 알 수 있었다.
<시험예 8> 내투수성
실시예 4 내지 실시예 6에 따라 제조된 표층 보호·강화제 조성물과 비교예 2에 따라 제조된 조성물의 내투수성 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 7에 나타내었다.
구분 실시예 4 실시예 5 실시예 6 비교예 2
내투수성 투수되지않음 투수되지않음 투수되지않음 투수되지않음
상기 표 7에 나타난 바와 같이, 실시예 4 내지 실시예 6에 따라 제조된 표층 보호·강화제 조성물과 비교예 2에 따라 제조된 조성물 모두 내투수성이 우수함을 알 수 있었다.
<시험예 9> 균열대응성
실시예 4 내지 실시예 6에 따라 제조된 표층 보호·강화제 조성물과 비교예 2에 따라 제조된 조성물의 균열대응성 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 8에 나타내었다.
구분 실시예 4 실시예 5 실시예 6 비교예 2
균열대응성 -20℃ 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
20℃ 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
촉진내후성 시험 후 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
상기 표 8에 나타난 바와 같이, 실시예 4 내지 실시예 6에 따라 제조된 표층 보호·강화제 조성물과 비교예 2에 따라 제조된 조성물 모두 균열대응성이 우수함을 알 수 있었다.
<시험예 10> 동결융해 저항성
실시예 4 내지 실시예 6에 따라 제조된 표층 보호·강화제 조성물과 비교예 2에 의하여 제조된 조성물을 KS F 2456에 규정한 방법에 따라 동결융해 저항성 시험을 실시하였다. 동결융해는 콘크리트에 흡수된 수분이 결빙되고 녹는 것을 말하는 것으로, 동결융해가 반복되면 콘크리트 조직에 미세한 균열이 발생하게 되어 내구성이 저하되는 문제가 발생하게 된다.
하기 표 9는 동결융해 저항성 시험에 따른 각각의 실시예 4 내지 6의 조성물 및 비교예 2의 조성물에 대한 내구성 지수를 표시한 것이다.
구분 실시예 4 실시예 5 실시예 6 비교예 2
내구성 지수 97 98 98 95
위의 표 9에서와 같이, 실시예 4 내지 실시예 6의 조성물이 비교예 2의 조성물에 비하여 내구성 지수가 월등히 높으므로, 동결융해 저항성이 향상된 것을 알 수 있다.
<시험예 11> 내화학성
실시예 4 내지 실시예 6에 따라 제조된 표층 보호·강화제 조성물과 비교예 2에 따라 제조된 조성물을 일본 공업 규격 원안 [콘크리트의 용액침적에 의한 내약품성 시험 방법]에 준하여 2% 염산, 5% 황산 및 45% 수산화 나트륨의 수용액을 시험 용액으로 28일 공시체를 침적하여 내화학성 시험의 측정결과를 아래의 표 10에 나타내었다.
구분 실시예 4 실시예 5 실시예 6 비교예 2
중량변화율
(%)		 염산 -0.1 -0.05 -0.03 -0.3
황산 0 0 0.1 -0.02
수산화나트륨 0.05 0.05 0.04 0
위의 표 10에서와 같이, 실시예 4 내지 실시예 6에 따라 제조된 표층 보호·강화제 조성물이 비교예 2에 따라 제조된 조성물에 비하여 내약품성에 대한 중량변화율이 적게 나타나 내화학성이 우수함을 알 수 있었다.
<시험예 12> 내충격성 및 내오염성
실시예 4 내지 실시예 6에 따라 제조된 표층 보호·강화제 조성물과 비교예 2에 따라 제조된 조성물에 대하여 KS D 6711 및 주택공사 전문시방-2006에 의하여 내충격성 및 내오염성 시험을 수행하여, 그 결과를 하기 표 11에 나타내었다.
구분 실시예 4 실시예 5 실시예 6 비교예 2
내충격성 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
내오염성 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
상기 표 11에 나타난 바와 같이, 실시예 4 내지 실시예 6에 따라 제조된 표층 보호·강화제 조성물과 비교예 2에 따라 제조된 조성물 모두 내충격성 및 내오염성이 우수함을 알 수 있었다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims (17)

  1. 콘크리트 구조물의 내구수명을 연장하기 위한 친환경 유무기 복합 조성물로서,
    성능개질 결합재 5~85중량%, 잔골재 10~85중량% 및 물 5~40중량%를 포함하고,
    상기 성능개질 결합재는 성능개질 결합재 중량 대비 조강포틀랜드 시멘트 10~85중량%, 비정질 칼슘설포알루미네이트 5~50중량%, 트리칼슘알루미네이트 1~30중량%, 깁사이트 1~30중량%, 게르마늄 1~20중량%, 석고 1~20중량%, 돌로스톤 1~15중량%, 티타늄옥사이드 0.1~10중량%, 마그네슘옥시클로라이드 0.1~10중량%, 에틸렌초산비닐-염화비닐 공중합체 0.1~10중량%, 에틸렌-프로필렌 고무 공중합체 0.1~10중량%, 에틸렌 플루오로 에틸렌 공중합체 0.1~10중량%, 스티렌-메틸메타크릴레이트-부틸아크릴레이트 공중합체 0.1~10중량%, 이소프로필옥시티타늄 0.01∼10중량%, 황산알루미늄칼륨 0.01∼10중량%, 경화지연제 0.01~10중량%, 소포제 0.01∼10중량%, 폴리프로필렌섬유, 폴리에스터섬유, 나일론 섬유 및 매크로 섬유 중에서 선택된 1종 이상의 물질 0.01∼10중량% 및 폴리칼본산계 감수제 및 리그닌계 감수제를 중량비 1 : 0.01∼0.2로 혼합한 혼합물 0.01∼10중량%을 포함하며,
    KS F 4042(콘크리트 구조물 보수용 폴리머 시멘트 모르타르) 규정에 따라 압축강도(N/mm2)는 52.1 ~ 58.2이고, 휨강도(N/mm2)는 11.2 ~ 13.4이고, 부착강도(N/mm2)는 표준조건에서 2.2 ~ 2.5, 온냉반복후 2.1 ~ 2.3, 중성화 저항성(mm)은 0.3 ~ 0.7이고, 투수량(g)은 0.8 ~ 1.2이고, 물흡수계수(kg/m2h0.5)는 0.10 ~ 0.15이고, 습기투과저항성(Sd, m)은 0.8 ~ 1.1이고, 염화물이온침투저항성(Coulombs)은 320 ~ 450이고, 길이변화율(%)은 0.003 ~ 0.009인
    것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 친환경 유무기 복합 조성물.
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  8. 제 1항에 있어서,
    상기 잔골재는 실리카질 규사 40~99중량% 및 트리디마이트 1~60중량%를 혼합한 것이며, 상기 실리카질 규사는 4호규사 : 6호규사를 중량비로 0.1∼0.6 : 0.4~0.9로 혼입한 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 친환경 유무기 복합 조성물.
  9. 제 1항 또는 제 8항 중 어느 항 항에 기재된 친환경 유무기 복합 조성물을 이용한 콘크리트 구조물 표면 보호 마감 방법으로서,
    콘크리트 구조물의 불순물 또는 열화부위를 치핑하여 제거하고 청소하는 단계;
    청소된 바탕면에 기존 구조물과 상기 친환경 유무기 복합 조성물의 부착력을 개선하고, 물의 침투와 염소이온 침투를 억제하며, 내수성 및 방수성을 개선하기 위한 침투형 보호제를 도포하여 프라이머층을 형성하는 단계;
    형성된 프라이머층에 상기 친환경 유무기 복합 조성물을 타설하는 단계;
    타설된 상기 친환경 유무기 복합 조성물이 완전 경화되기 전에 표면 마무리하는 단계;
    표면 마무리한 상부에 내마모성, 내오염성, 내식성, UV저항성, 내염해성, 중성화 저항성, 표면 경도 개선, 내수성을 개선하기 위하여 표층 보호·강화제 조성물을 도포하는 단계; 및
    양생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 표면 보호 마감 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 침투형 보호제는 스티렌-부타디엔 라텍스, 폴리 아크릴 에스테르, 아크릴, 에틸 비닐 아세테이트, 메틸메타크릴레이트 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 표면 보호 마감 방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 표층 보호·강화제 조성물은,
    무기계 혼화재 3∼75중량% 및 성능 개질 혼화제 25∼97중량%를 포함하고;
    상기 무기계 혼화재는, 무기계 혼화재 중량 대비 중질탄산칼슘 15∼94중량%, 탄화규소 1∼35중량%, 깁사이트 1∼35중량%, 티타늄옥사이드 1~25중량%, 게르마늄 1~25중량%, 질화알루미늄 0.5∼20중량% 및 황산마그네슘 0.5~20중량%를 포함하고,
    상기 성능 개질 혼화제는 성능 개질 혼화제 중량 대비 에틸렌-메타크릴릭메틸산 공중합체 25∼98중량%, 폴리클로로트리플루오로에틸렌 1~35중량%, n-부틸 메타크릴레이트 공중합체 0.1∼35중량%, 이소노닐 아크릴레이트 0.1∼30중량%, 폴리옥시메틸렌 0.1~20중량% 및 폴리에테르케톤 0.1∼20중량%를 포함하는
    것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 표면 보호 마감 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 무기계 혼화재는 무기계 혼화재 중량 대비 이소프로필옥시티타늄 0.01∼10중량%, 황산알루미늄칼륨 0.01∼10중량% 또는 안료 0.01~10중량% 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 표면 보호 마감 방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 성능 개질 혼화제는 성능 개질 혼화제 중량 대비 3-메르캅토프로필트리메톡시실란(3-mercaptopropyltrimethoxy silane) 0.01∼10중량%, 에틸렌 아크릴산(ethylene acrylic acid) 0.01∼10중량%, 경화 촉진제 0.01~10중량%, 불소계면활성제 0.01∼10중량%, 소포제 0.01∼10중량% 또는 유동화제 0.01∼10중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 표면 보호 마감 방법.
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