KR101997905B1 - 플루오르 조성물 모르타르와 이를 이용한 콘크리트 구조물 단면보수 및 표면보호 시공방법 - Google Patents
플루오르 조성물 모르타르와 이를 이용한 콘크리트 구조물 단면보수 및 표면보호 시공방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 중성화, 동해, 염해 등 콘크리트의 열화현상이 진행되어 콘크리트 구조물의 내하력 및 내구성이 저하되고 안전성이 떨어져 콘크리트 구조물의 유지관리를 위한 열화된 부분에 플루오르 조성물을 도포하여, 염화칼슘에 무반응으로 알칼리 골재반응이 없어 도로 시설물의 염해 방지에 유리하고, 황산과 같은 강산성에도 화학적 반응이 없어, 하수처리장, 폐수처리장, 하수관로 보수 등에 유리하며, 치밀한 고분자 결합체로 공극이 없어 물이 스며들 수 없는 완벽한 수밀성 확보하며, 탄성수지의 탄성으로 인해 충격, 진동 흡수 및 균열발생을 억제하여 교량 등 거동하는 구조물에 유리하며, 완전 방수 실현으로 동해피해를 원천적으로 방지하고 자외선에 강하며 풍화에 의한 내마모성이 강한 플루오르 조성물 모르타르와 이를 이용한 콘크리트 구조물 단면보수 및 표면보호 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플루오르 조성물 모르타르는 하도재와 중도재 및 상도재로 구성되는 플루오르 조성물 모르타르에 있어서, 상기 하도재는 우레탄 아크릴레이트 수지와 폴리메틸 메타크릴레이트 수지가 10~60:90~40중량 비율로 혼합된 우레탄 수지 혼합물 70-90중량%와 라텍스 수지 10-30중량%로 이루어진 프라이머로 구성되고, 상기 중도재는 모래 40∼60중량%, 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate) 10∼25중량%, 시멘트 10∼25중량%, 유동화제 0.15∼5중량%, 경화지연제 0.05∼5중량%, 아크릴수지 0.5∼10중량%, 탄성수지 2∼10중량%로 이루어진 바탕조정재로 구성되며, 상기 상도재는 플루오르 수지 30∼60중량%와; 메틸실리케이트와 에틸실리케이트의 중합체, 테트라알콕시실란 혼합물 및 폴리에테르 변성 실리콘오일 중에서 선택된 1종 이상의 혼합물 20∼35중량%와; 아크릴계 모노머, 히드록시 아크릴계 모노머, 및 비닐 모노머가 1:0.1 : 0.025∼1:0.8: 0.5중량비로 공중합된 아크릴폴리올 수지 20 ∼ 35중량%; 아크릴폴리올 수지 100중량부에 대하여, 테트라(아세틸아세톤)티타네이트, 이소프로폭시-n-부톡시-비스(아세틸아세톤)티타네이트, 디-n-부톡시-비스(에틸아세토아세테이트)티타네이트, 알루미늄 트리스아세틸아세토테이트,알루미늄 트리스에틸아세토아세테이트 및 알루미늄 비스(에틸아세토아세테이트)-모노아세틸아세토네이트 중에서 선택된 1종 이상인 금속킬레이트 혼합물로 구성되는 가수분해 촉진제가 0.5∼15중량부로 이루어진 플루오르 조성물로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플루오르 조성물 모르타르를 이용한 콘크리트 구조물 단면보수 및 표면보호 시공방법은 콘크리트 구조물의 열화부위를 치핑하는 단계(S 1); 상기 열화부위의 철근의 녹을 제거하는 단계(S 2); 상기 철근의 녹 제거부분을 고압수로 고압 세척하는 단계(S 3); 상기 고압 세척된 콘크리트 구조물의 열화부위 표면에 프라이머를 도포하여 하도층을 형성하는 단계(S 4); 상기 하도층 상에 바탕조정재를 충전 및 도포하여 중도층을 형성하는 단계(S 5); 상기 중도층 표면에 플루오르 조성물을 일정두께 및 소정의 형상으로 도포하여 상도층을 형성하는 단계(S 6)로 이루어짐을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플루오르 조성물 모르타르는 하도재와 중도재 및 상도재로 구성되는 플루오르 조성물 모르타르에 있어서, 상기 하도재는 우레탄 아크릴레이트 수지와 폴리메틸 메타크릴레이트 수지가 10~60:90~40중량 비율로 혼합된 우레탄 수지 혼합물 70-90중량%와 라텍스 수지 10-30중량%로 이루어진 프라이머로 구성되고, 상기 중도재는 모래 40∼60중량%, 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate) 10∼25중량%, 시멘트 10∼25중량%, 유동화제 0.15∼5중량%, 경화지연제 0.05∼5중량%, 아크릴수지 0.5∼10중량%, 탄성수지 2∼10중량%로 이루어진 바탕조정재로 구성되며, 상기 상도재는 플루오르 수지 30∼60중량%와; 메틸실리케이트와 에틸실리케이트의 중합체, 테트라알콕시실란 혼합물 및 폴리에테르 변성 실리콘오일 중에서 선택된 1종 이상의 혼합물 20∼35중량%와; 아크릴계 모노머, 히드록시 아크릴계 모노머, 및 비닐 모노머가 1:0.1 : 0.025∼1:0.8: 0.5중량비로 공중합된 아크릴폴리올 수지 20 ∼ 35중량%; 아크릴폴리올 수지 100중량부에 대하여, 테트라(아세틸아세톤)티타네이트, 이소프로폭시-n-부톡시-비스(아세틸아세톤)티타네이트, 디-n-부톡시-비스(에틸아세토아세테이트)티타네이트, 알루미늄 트리스아세틸아세토테이트,알루미늄 트리스에틸아세토아세테이트 및 알루미늄 비스(에틸아세토아세테이트)-모노아세틸아세토네이트 중에서 선택된 1종 이상인 금속킬레이트 혼합물로 구성되는 가수분해 촉진제가 0.5∼15중량부로 이루어진 플루오르 조성물로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플루오르 조성물 모르타르를 이용한 콘크리트 구조물 단면보수 및 표면보호 시공방법은 콘크리트 구조물의 열화부위를 치핑하는 단계(S 1); 상기 열화부위의 철근의 녹을 제거하는 단계(S 2); 상기 철근의 녹 제거부분을 고압수로 고압 세척하는 단계(S 3); 상기 고압 세척된 콘크리트 구조물의 열화부위 표면에 프라이머를 도포하여 하도층을 형성하는 단계(S 4); 상기 하도층 상에 바탕조정재를 충전 및 도포하여 중도층을 형성하는 단계(S 5); 상기 중도층 표면에 플루오르 조성물을 일정두께 및 소정의 형상으로 도포하여 상도층을 형성하는 단계(S 6)로 이루어짐을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 플루오르 조성물 모르타르와 이를 이용한 콘크리트 구조물 단면보수 및 표면보호 시공방법에 관한 것으로, 특히 도로 및 하천 등에 설치하여 대기 중의 습기, 자외선, 오존 등에 노출된 콘크리트 구조물과 인위적인 환경에 따른 오존수와 접촉되는 정수처리장, 하수처리장, 하수구조물의 미생물, 황산염이온, 황화수소, 황산, 오존수 등에 노출된 콘크리트 구조물의 마모, 부식, 약화 등의 열화 및 중성화, 동해, 염해 등이 진행되어 구조물의 내하력 및 내구성이 저하되고 안전성이 떨어져 콘크리트 구조물의 유지관리를 위한 열화 부분 보수 및 유지를 위한 플루오르 조성물 모르타르와 이를 이용한 콘크리트 구조물 단면보수 및 표면보호 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 교량, 다중이용 시설물, 정수처리장, 암거 등의 시멘트를 이용한 콘크리트 구조물은 다양한 형태로 건설되어, 산업분야에 사용되고 있으며, 내구성 및 사용성, 내구연한 확보를 위해 압축강도, 인장강도 등을 조절하여 사용하고 있고, 또한 용도에 따라 콘크리트 구조물의 표면에 별도의 표면보호 피막을 추가하여 사용하고 있으며, 신설 콘크리트 구조물은 시설물을 건설하면서 표면보호 피막을 설치하는 경우이며, 보수는 경과시간에 따른 열화 부위를 제거한 후 단면보수 및 복구를 하고, 그 표면에 표면보호 피막을 설치하는 경우이다.
여기서, 상기한 콘크리트 구조물은 경과시간 및 환경요건에 따른 마모, 약화, 부식 등이 콘크리트 구조물의 표면에 나타나며, 이 상태에서 좀 더 시간이 지나면 콘크리트 구조물의 내부로 부식 및 열화가 급속히 진행된다.
이 경우의 열화인자는 자연적인 환경요인과 인위적인 환경요인으로 구분될 수 있으며, 이러한 환경요인에 노출된 콘크리트 구조물은 다양한 형태의 열화인 자의 침투로 인해 내구성, 사용성 등이 시간이 경과할수록 취약해지며 이를 방치하면 열화가 급속히 진행되는 단점이 있다.
또한, 콘크리트 구조물 표면보호 피막은 열화인자가 바탕의 내부로 침투하는 것을 효과적으로 방지할 수 있어야 한다.
종래의 콘크리트 구조물 표면보호 기술은 자외선 및 오존수에 노출된 경우에는 변색, 물성변화 차단을 위해 상도 피막에 별도의 자외선 차단 공정을 추가하였다.
즉, 콘크리트 구조물의 내구연한에 따른 내구성 및 사용성 유지를 위한 환경요건에서 발생하는 열화인자로부터 적극적인 대처가 가능해야 한다.
콘크리트 구조물을 열화시키는 자연적인 환경요인에서의 열화인자는 외부의 온도변화에 따른 수축, 팽창, 습기를 매개로 하는 염소이온, 황산이온, 산성이온과 대기 중의 자외선, 오존 등이 있으며, 인위적인 환경요인에서의 열화인자는 정수처리장, 하수처리장의 고도처리에 사용하는 오존과 혼합된 오존수, 염소와 하수처리장 및 하수구조물은 미생물, 황산염이온, 황화수소, 황산 등이 있으며, 이와 같은 열화인자의 침투로 콘크리트 구조물의 열화가 일어나면 열화 부위를 제거한 후, 그 부위를 단면보수 및 복구하고, 그 표면에 표면보호 피막을 실시하여야 한다.
특히, 하수처리장 및 하수구조물의 사용용도 및 인위적인 환경요인에서의 열화인자로는 다음과 같다.
(I) 하수 중의 황산염이온의 환원
하수관거에 유입되는 하수 중에는 황산염이온이 20∼100㎎/ℓ 정도 포함되어 있어 혐기적인 상태에서 황산염이온이 황산염환원세균의 작용에 의해 환원되어 식 
와 같이 황화수소가 생성된다.
(II) 하수 중의 황화수소의 확산
황화수소는 용해성이 높은 물질이지만 하수 중의 pH 7∼8에서는 가스화되기 쉬워 하수 중에서 생성된 황화수소는 쉽게 하수관거 내에 확산된다.
(III) 황화수소의 산화
하수관거 내에 확산된 황화수소는 콘크리트 표면의 응결수 중에 용해되고, 호기 조건하에서 유황산화세균에 의해 산화되어 식 
와 같이 황산으로 산화된다.
이와 같은 과정으로 다량의 황산이 생성되어 pH는 1∼2 정도로 된다.
(IV) 황산에 의한 콘크리트의 침식
콘크리트 구조물의 표면에서 생성된 황산은 식 
와 같이 시멘트 수화생성물의 구성 성분과 반응하여 콘크리트 구조물을 침식시킨다.
이와 같이 하수처리장에서의 콘크리트의 침식 및 성능저하 현상은 혐기적인 조건하에서 황산염의 환원과 계속되는 호기적 조건하에 있는 습윤한 콘크리트 표면에서 황화수소의 산화가 동시에 성립하고 있는 경우에 주로 발생하며, 콘크리트의 침식은 콘크리트 내부로 침투한 유해이온과 시멘트 수화물의 화학적 반응으로 인하여 시멘트 경화체가 분해되면서 조직이 다공화 되거나 팽창성 물질이 생성되어 열화, 산화, 균열 등을 발생시키는 문제점이 있다.
이에 따른 단면보수 및 표면보호 피막 재료 및 시공에 대해 유지관리 수요는 더욱 증가하고 있다.
한편, 콘크리트 구조물은 재료의 배합, 시공, 구조, 하중, 환경요건 등에 의해 시공 초기에는 균열이 주로 발생하며, 경과시간에 따른 마모, 약화, 부식 등이 구조물 표면에 나타난다.
이와 같은 열화인자의 침투로 콘크리트 구조물의 성능과 수명이 내구연한에 미치지 못하게 되는 원인으로 작용한다.
이와 같은 콘크리트 구조물의 보수 및 보강에 널리 이용되는 종래의 기술은 에폭시수지 모르타르와 폴리머시멘트 모르타르를 들 수 있다.
에폭시수지 모르타르는 주재와 경화제의 배합비에 따라 작업성 및 가사시간이 달라져 성능에 큰 영향을 미치고 경화 시 온도 의존성이 높아 저온시에는 경화가 어려우며 열팽창계수가 콘크리트의 2~4배 정도 크기 때문에 고열ㆍ고온에 의한 변형량이 큰 단점이 있다.
또한, 폴리머 시멘트 모르타르는 에폭시수지 모르타르에 비하여 구조물과의 일체화 특성은 우수하나 보수재료의 부착성 향상을 위하여 증점제를 첨가함으로써 스프레이 장비를 이용한 기계 시공시 운송호스 내부의 표면과 마찰력이 증대되어 호스가 막힘은 물론 토출량이 적어져 시공속도가 저하되고 폴리머의 종류나 첨가량에 따라 흙손 바름 작업성이 나빠지고 타설 두께가 비교적 얇아 여러 번의 반복적인 시공이 필요하여 시공성의 개선이 요구되고 있는 실정이다.
이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 중성화, 동해, 염해 등 콘크리트의 열화현상이 진행되어 콘크리트 구조물의 내하력 및 내구성이 저하되고 안전성이 떨어져 콘크리트 구조물의 유지관리를 위한 열화된 부분에 플루오르 조성물을 도포하여, 염화칼슘에 무반응으로 알칼리 골재반응이 없어 도로 시설물의 염해 방지에 유리하고, 황산과 같은 강산성에도 화학적 반응이 없어, 하수처리장, 폐수처리장, 하수관로 보수 등에 유리하며, 치밀한 고분자 결합체로 공극이 없어 물이 스며들 수 없는 완벽한 수밀성 확보하며, 탄성수지의 탄성으로 인해 충격, 진동 흡수 및 균열발생을 억제하여 교량 등 거동하는 구조물에 유리하며, 완전 방수 실현으로 동해피해를 원천적으로 방지하고 자외선에 강하며 풍화에 의한 내마모성이 강한 플루오르 조성물 모르타르와 이를 이용한 콘크리트 구조물 단면보수 및 표면보호 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플루오르 조성물 모르타르는 하도재와 중도재 및 상도재로 구성되는 플루오르 조성물 모르타르에 있어서,
상기 하도재는 우레탄 아크릴레이트 수지와 폴리메틸 메타크릴레이트 수지가 10~60:90~40중량 비율로 혼합된 우레탄 수지 혼합물 70-90중량%와 라텍스 수지 10-30중량%로 이루어진 프라이머로 구성되고,
상기 중도재는 모래 40∼60중량%, 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate) 10∼25중량%, 시멘트 10∼25중량%, 유동화제 0.15∼5중량%, 경화지연제 0.05∼5중량%, 아크릴수지 0.5∼10중량%, 탄성수지 2∼10중량%로 이루어진 바탕조정재로 구성되며,
상기 상도재는 플루오르 수지 30∼60중량%와; 메틸실리케이트와 에틸실리케이트의 중합체, 테트라알콕시실란 혼합물 및 폴리에테르 변성 실리콘오일 중에서 선택된 1종 이상의 혼합물 20∼35중량%와; 아크릴계 모노머, 히드록시 아크릴계 모노머, 및 비닐 모노머가 1:0.1 : 0.025∼1:0.8: 0.5중량비로 공중합된 아크릴폴리올 수지 20 ∼ 35중량%; 아크릴폴리올 수지 100중량부에 대하여,
테트라(아세틸아세톤)티타네이트, 이소프로폭시-n-부톡시-비스(아세틸아세톤)티타네이트, 디-n-부톡시-비스(에틸아세토아세테이트)티타네이트, 알루미늄 트리스아세틸아세토테이트,알루미늄 트리스에틸아세토아세테이트 및 알루미늄 비스(에틸아세토아세테이트)-모노아세틸아세토네이트 중에서 선택된 1종 이상인 금속킬레이트 혼합물로 구성되는 가수분해 촉진제가 0.5∼15중량부로 이루어진 플루오르 조성물로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플루오르 조성물 모르타르를 이용한 콘크리트 구조물 단면보수 및 표면보호 시공방법은 콘크리트 구조물의 열화부위를 치핑하는 단계(S 1); 상기 열화부위의 철근의 녹을 제거하는 단계(S 2); 상기 철근의 녹 제거부분을 고압수로 고압 세척하는 단계(S 3); 상기 고압 세척된 콘크리트 구조물의 열화부위 표면에 프라이머를 도포하여 하도층을 형성하는 단계(S 4); 상기 하도층 상에 바탕조정재를 충전 및 도포하여 중도층을 형성하는 단계(S 5); 상기 중도층 표면에 플루오르 조성물을 일정두께 및 소정의 형상으로 도포하여 상도층을 형성하는 단계(S 6)로 이루어짐을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 플루오르 조성물 모르타르와 이를 이용한 콘크리트 구조물 단면보수 및 표면보호 시공방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명은 내항균성의 수질정화 효과가 있으며, 자연친화적 소재로 미생물이 서식하며, 무독성 및 인체에 무해한 플루오르 수지로 음이온 발생효과가 있고, 특히 시멘트에서 카드늄(Cd), 납(Pb), 수은(Hg), 육가크롬(Cr6+) 등 중금속 성분, 브롬(Br)과 염소(Cl) 등 할로겐 성분도 검출 안되는 것으로 밝혀졌다.
둘째, 본 발명은 콘크리트 구조물의 보수위치에 따른 경화속도 조절이 가능하고, 플루오르 수지를 포함하는 모르타르 배합 및 시공이 편리하며, 보수 및 재시공이 용이하며, 5℃∼+50℃의 사계절 시공이 가능하며, 현장의 요구조건에 맞게 적용이 가능하다.
셋째, 본 발명은 플루오르 조성물 모르타르를 주재로 함으로써, 콘크리트 구조물 표면 보수 및 단면복구 후 1시간 또는 1시간 내지 2일의 양생 시간의 조절이 가능함으로 도심지 긴급 보수 및 보강공사에 유리한 이점이 있다.
셋째, 본 발명은 분자 반응성 최소 98%의 고분자 결합 구조체로 공극이 없는 3중 그물망 형태를 유지하며, 외부충격 및 마모에 견디는 내마모성이 강하며, 크리프, 건조수축 및 균열방지가 탁월하다.
넷째, 본 발명은 염화칼슘에 무반응으로 알칼리 골재반응이 없어 도로 시설물의 염해 방지에 유리하고, 황산과 같은 강산성에도 화학적 반응이 없어, 하수처리장, 폐수처리장, 하수관로 보수 등에 유리하며, 치밀한 고분자 결합체로 공극이 없어 물이 스며들 수 없는 완벽한 수밀성 확보하며, 탄성수지의 탄성으로 인해 충격, 진동 흡수 및 균열발생을 억제하여 교량 등 거동하는 구조물에 유리하며, 완전 방수 실현으로 동해피해를 원천적으로 방지하고 자외선에 강하며 풍화에 의한 마모성이 강한 장점이 있다.
다섯째, 본 발명에 따른 플루오르 조성물 모르타르는 콘크리트 구조물 단면보수 및 보강뿐만 아니라 기타 콘크리트 구조물에도 부착성이 우수하여 시공 후 들뜸 현상이나 박리현상이 발생하지 않는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 플루오르 조성물 모르타르를 이용한 콘크리트 구조물 단면보수의 시공과정을 도시한 공정도,
도 2는 본 발명에 따른 플루오르 조성물 모르타르를 이용한 콘크리트 구조물 단면보수의 시공상태를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 플루오르 조성물 모르타르를 이용한 콘크리트 구조물 단면보수의 시공상태를 도시한 단면도.
이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 플루오르 조성물 모르타르는 하도재와 중도재 및 상도재로 구성되는 플루오르 조성물 모르타르에 있어서,
상기 하도재는 우레탄 아크릴레이트 수지와 폴리메틸 메타크릴레이트 수지가 10~60 : 90~40중량 비율로 혼합된 우레탄 수지 혼합물 70-90중량%와 라텍스 수지 10-30중량%로 이루어진 프라이머로 구성되고,
상기 중도재는 모래 40∼60중량%, 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate) 10∼25중량%, 시멘트 10∼25중량%, 유동화제 0.15∼5중량%, 경화지연제 0.05∼5중량%, 아크릴수지 0.5∼10중량%, 탄성수지 2∼10중량%로 이루어진 바탕조정재로 구성되며,
상기 상도재는 플루오르 수지 30∼60중량%와; 메틸실리케이트와 에틸실리케이트의 중합체, 테트라알콕시실란 혼합물 및 폴리에테르 변성 실리콘오일 중에서 선택된 1종 이상의 혼합물 20∼35중량%와; 아크릴계 모노머, 히드록시 아크릴계 모노머, 및 비닐 모노머가 1: 0.1 : 0.025∼1:0.8:0.5중량비로 공중합된 아크릴폴리올 수지 20 ∼ 35중량%; 아크릴폴리올 수지 100중량부에 대하여,테트라(아세틸아세톤)티타네이트,이소프로폭시-n-부톡시-비스(아세틸아세톤)티타네이트,디-n-부톡시-비스(에틸아세토아세테이트)티타네이트, 알루미늄 트리스아세틸아세토테이트,알루미늄 트리스에틸아세토아세테이트 및 알루미늄 비스(에틸아세토아세테이트)-모노아세틸아세토네이트 중에서 선택된 1종 이상인 금속킬레이트 혼합물로 구성되는 가수분해 촉진제가 0.5∼15중량부로 이루어진 플루오르 조성물로 구성된다.
즉, 본 발명에 따른 플루오르 조성물 모르타르는 하도재와 중도재 및 상도재로 구성되는 종래의 콘크리트 구조물 보수재를 각각 하도재와 중도재 및 상도재를 각각 구분하여 개량하였음을 밝혀두는 바이다.
여기서, 상기 하도재는 우레탄 아크릴레이트 수지와 폴리메틸 메타크릴레이트 수지가 10~60 : 90~40중량 비율로 혼합된 우레탄 수지 혼합물 70-90중량%와 라텍스 수지 10-30중량%로 이루어진 프라이머로 구성된다.
즉, 상기 하도재는 우레탄 수지 혼합물 70-90중량%와 라텍스 수지 10-30중량%로 구성된다.
여기서, 상기 우레탄 수지혼합물은 우레탄 아크릴레이트 수지와 폴리메틸메타크릴레이트 수지가 10~60:90~40중량 비율로 혼합되고, 필요에 따라 충전제로 탄산칼슘, 탈크 또는 이들 모두가 혼합 구성된다.
상기 우레탄 아크릴레이트 수지는 하도재인 프라이머에 내구력을 부여할 수 있고, 상기 우레탄 아크릴레이트 수지는 우레탄의 특성과 아크릴레이트의 특성을 모두 갖는 하이브리드수지이다.
이러한 우레탄 아크릴레이트 수지는 일반적으로 우레탄 프리폴리머(urethane prepolymer)와 하이드록시 알킬 아크릴레이트와의 중합반응에 의해서 제조된다.
상기 우레탄 프리폴리머는 폴리올(polyol)과 이소시아네이트(isocyanate)의 중합 반응에 의해서 형성되며, 그 종류는 다양하다.
또, 상기 하이드록시 알킬 아크릴레이트의 예로는 메틸메타크릴레이트(methyl methacrylate), 2-하이드록시 에틸메타크릴레이트(2-hydroxy ethylmethacrylate), n-부틸 아크릴레이트(n-butyl acrylate) 등이 있다.
이러한 우레탄 아크릴레이트 수지와 폴리메틸 메타크릴레이트 수지를 혼합한 우레탄 수지 혼합물은 하도재 100중량%에 대하여 20중량%로 구성됨이 바람직하다.
만약, 우레탄 수지 혼합물의 함량이 70중량% 미만이면 라텍스 수지과 제대로 혼합되지 않고, 우레탄 수지 혼합물의 함량이 90중량%를 초과하면 경화 후, 블리딩 현상이 일어날 수 있다.
또한, 필요에 따라 콘크리트 구조물의 강도 보강을 위해 상기 우레탄 수지 혼합물에 하이드록시 에틸 메타크릴레이트(hydroxyl ethyl methacrylate) 수지를 추가로 사용할 수 있다.
한편, 상기 라텍스 수지는 비중 0.98이며, 성분은 물 60%, 고무 35%, 단백질 2%, 비누ㆍ지방산ㆍ스테롤 등 1%, 당 1%, 무기물 0.4%, 효소 기타이다.
단백질층에 싸인 천연고무의 입자는 물 속에 떠있으며, 입자의 지름은 대부분 0.5∼1μ이다.
특히, 상기 라텍스 수지는 저온 및 고온에 취성 및 소성기능이 있어 동적구조물에도 파단되지 않고, 기존의 에폭시처럼 물분리현상이나 내구성을 보완시킨 수지이다.
또한, 상기 중도재는 모래 40∼60중량%, 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate) 10∼25중량%, 시멘트 10∼25중량%, 유동화제 0.15∼5중량%, 경화지연제 0.05∼5중량%, 아크릴수지 0.5∼10중량%, 탄성수지 2∼10중량%로 이루어진 바탕조정재이다.
즉, 상기 바탕조정재는 모래, 칼슘설포알루미네이트, 시멘트, 유동화제, 경화지연제, 아크릴수지, 탄성수지로 구성다.
여기서, 상기 모래는 바탕조정재에서 충전제의 역할을 하는 것으로, 입경에는 제한이 없으나, 5호 및 7호 모래를 혼합하여 사용한다.
상기 모래의 함량은 40∼60중량% 범위로 사용하는 것이 바람직하며, 40중량% 미만으로 사용할 경우에는 경화제의 수축을 억제하는 효과가 미미하여 건조수축량이 증대될 수 있고, 비경제적이며, 60%를 초과하여 사용할 경우에는 충전제 량이 과도해져 유동성 및 시공성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 칼슘설포알루미네이트(CSA)는 Al2O3 성분으로 10∼25중량% 사이의 것을 사용한다.
상기 칼슘설포알루미네이트(CSA)가 25중량%를 초과할 경우에는, 급격한 응결로 인해 작업시간 확보가 어렵고, 10중량% 미만을 사용할 경우에는 과팽창반응으로 인해 강도가 저하되기 때문이다.
그리고 상기 시멘트는 포틀랜드시멘트를 사용하되, 석회질 원료와 점토질 원료를 적당한 비율로 혼합하여 미분쇄하고 약 1,450℃로 소성하여 얻어지는 클링커에 응결조절제로서, 석고를 가하여 미분쇄하여 만든 것으로서, 석회 즉, 생석회나 소석회 및 무수석고와 반응하며 포졸란(Pozzolan), 에트링자이트(Ettringite) 반응을 형성하여 콘크리트 구조물을 고화 안정화하는 역할을 수행한다.
이렇게 형성되는 수화물은 고강도 특성을 나타내며, 분말입도는 약 3,500∼4,200㎠/g 범위인 1종 보통 포틀랜트시멘트를 사용함이 바람직하며, 10∼25중량% 범위의 것을 사용한다.
또한, 상기 유동화제는 바탕조정재의 유동성을 증가시키기 위한 것으로, 이는 예를 들어 나프탈렌 설폰산염계, 멜라민 설폰산염계 및 폴리칼본산계 등으로부터 선택된 하나 이상을 사용하며, 0.15∼5중량% 범위 것을 사용한다.
그리고, 상기 경화지연제는 바탕조정재의 혼합물이 급속히 경화되는 것을 방지하기 위한 것으로, 구연산나트륨, 구연산, 주석산칼륨, 주석산나트륨, 및 기타 등을 포함한다.
특히, 상기 구연산나트륨 0.05∼5중량%를 사용함이 바람직하다.
또한, 상기 아크릴수지는 바탕조정재의 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 사용한다.
상기 아크릴수지는 0.5∼10중량% 범위의 것을 사용한다.
아크릴수지의 함량이 0.5중량% 미만이면 강도 및 내구성 개선효과가 떨어질 수 있으며, 아크릴수지의 함량이 10중량%를 초과할 경우 강도 및 내구성 개선효과는 우수하나 경제적이지 못하다.
그리고, 상기 탄성수지는 바탕조정재의 내화학성과 항균성을 향상시키기 위해 첨가하는 것으로, 바탕조정재에 2∼10중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 바탕조정재 100중량부에 대하여 고화제 5중량부가 첨가 혼합된다.
상기 고화제는 폴리실리콘 슬러지 75중량%와 염기성 무기질 20중량% 및 실리카흄 5중량%로 구성된다.
상기 염기성 무기질은 CaO 57.34중량%, SiO2 2.52중량%, Al2O3 1.44중량%, FeO3 0.67중량%, SO3 0.22중량%, MgO37.34중량%, K2O 0.29중량%, F 0.18중량%로 구성된다.
상기 염기성 무기질은 CaO 94.68중량%, SiO2 2.52중량%, Al2O3 1.44중량%, FeO3 0.67중량%, SO3 0.22중량%, K2O0.29중량%, F 0.18중량%로 구성된다.
상기 염기성 무기질은 SiO2 2.52중량%, Al2O3 1.44중량%, FeO3 0.67중량%, SO3 0.22중량%, MgO 94.68중량%, K2O0.29중량%, F 0.18중량%로 구성된다.
상기 염기성 무기질은 경소 백운석으로 구성된다.
즉, 본 발명에 따른 고화제는 폴리실리콘 슬러지와 염기성 무기질 및 실리카흄이 소정의 비율로 혼합하여 제조된 혼합물이다.
한편, 상기 상도재는 플루오르 수지 30∼60중량%와; 메틸실리케이트와 에틸실리케이트의 중합체, 테트라알콕시실란 혼합물 및 폴리에테르 변성 실리콘오일 중에서 선택된 1종 이상의 혼합물 20∼35중량%와; 아크릴계 모노머, 히드록시 아크릴계 모노머, 및 비닐 모노머가 1: 0.1 : 0.025∼1:0.8:0.5중량비로 공중합된 아크릴폴리올 수지 20 ∼ 35중량%; 아크릴폴리올 수지 100중량부에 대하여,테트라(아세틸아세톤)티타네이트,이소프로폭시-n-부톡시-비스(아세틸아세톤)티타네이트,디-n-부톡시-비스(에틸아세토아세테이트)티타네이트, 알루미늄 트리스아세틸아세토테이트,알루미늄 트리스에틸아세토아세테이트 및 알루미늄 비스(에틸아세토아세테이트)-모노아세틸아세토네이트 중에서 선택된 1종 이상인 금속킬레이트 혼합물로 구성되는 가수분해 촉진제가 0.5∼15중량부로 이루어진 플루오르 조성물로 구성된다.
즉, 상도재를 구성하는 플루오르 조성물은 플루오르 수지를 기본수지로 하고, 여기에 경화제, 친수성 부여제, 가수분해 촉진제를 첨가하고, 그외에 안료, 경화촉매, 용제 등을 첨가하여 조성한 것이다.
여기서, 상기 플루오르 수지는 플루오로 올레핀 모노머와 하이드로카본계의 모노머를 공중합시켜 얻어진 상기의 수지 성분을 만족하는 용제형 플루오르 수지이다.
상기 플루오르 수지는 안료의 분산 및 소지와의 밀착하는 역할을 기본적으로 하게 되며, 특히 분자량이 2,000 ∼ 100,000 이며 플루오르 함유량이 20∼30% 이고 활성수산기를 가지고 있어 상온경화가 가능한 혼합물이 바람직하게 사용될 수 있다.
본 발명에서 플루오르 수지를 30∼60중량% 사용하는 것이 바람직하고, 플루오르 수지의 함량이 30중량% 미만이면 피막 형성 및 피막의 제반 물성이 불량해 지고, 60중량%를 초과하면 조막성을 떨어뜨리는 결과를 가져올 수 있다.
또한, 상기 친수성 부여제는 초기에는 소수성을 띠고 있으며 오일 성분으로 작용하여 표면의 상층부에 층분리된 상태로 존재하면서 가수분해 조건하에서 친수성화 될 수 있는 물질을 선택하여 사용하는바, 특히, 알킬실리케이트, 테트라알콕시실란 및 폴리에테르 변성 실리콘 오일 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 것을 사용하며, 그 사용량은 플루오르 수지에 대하여 1∼20중량%가 바람직하다.
만일, 친수성 부여제의 사용량이 1중량% 보다 적게 되면 피막 표면에서 친수성의 기능 발휘가 어렵게 되며, 20중량% 보다 많으면 표면의 가교도는 상승하지만 친수성 부여제 성분이 중간 및 피도물 표면까지 분포하게 되어 플루오르 수지의 장점인 내약품성에서 급격히 저하 될 수 있다.
상기 친수성 부여제로 사용되는 알킬실리케이트로는 메틸실리케이트 또는 에틸실리케이트를 사용한다
한편, 가수분해 촉진제로는 친수성 부여제의 사용량에 대하여 0.5∼15중량%로 사용되며 이때 사용되는 혼합물로는 금속킬레이트 혼합물로 테트라(아세틸아세톤) 티타네이트, 디이소프로폭시-비스(아세틸아세톤)티타네이트, 이소-프로폭시-n-부톡시-비스(아세틸아세톤)티타네이트, 디-n-부톡시-비스(에틸아세토아세테이트)티타네이트, 알루미늄 트리스아세틸아세토네이트, 알루미늄 트리스에틸아세토 아세테이트)및 알루미늄 비스(에틸아세토아세테이트)-모노아세틸아세토네이트 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
한편, 경화제로는 상기 수지의 수산기와 반응할 수 있는 이소시아네이트를 사용하는데, 내황변성 및 내광성이 우수한 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트 중에서 1종을 선택하여 사용하며, 그 사용량은 5∼20중량%가 바람직한데, 만일 5중량% 보다 적게 사용하면 가교 불량으로 표면 물성이 크게 저하되어 내구력이 보장되지 않게 되고, 20중량% 보다 많으면 표면의 튐 현상이 발생되어 바람직하지 못하다.
또한, 본 발명에서 사용되는 안료는 색상을 부여해 주면서 내약품성을 부여하여 내구력을 향상시키는 작용을 한다.
이러한 안료의 사용량은 상도층에 있어서 40중량% 미만으로 사용하는 것이 바람직한 바, 만일 안료를 사용하는 경우 적게 투입하면, 물성 저하 및 착색 강도가 저하되는 문제가 발생하고 과량으로 투입하면 피막형성이 어려워 물성 저하와 저장성 불량의 원인이 된다.
본 발명에서는 경화 촉매를 사용하여 피막 건조 및 경화시간을 단축하는 역할을 하는데, 이때 사용되는 경화촉매의 사용량은 플루오르 수지와 경화제를 합한 혼합물 양에 대하여 0.001 ∼ 0.01중량%로 소량 사용한다.
이때 사용되는 경화촉매 혼합물로는 테트라메틸부탄디아민, 비시클로옥탄, 디부틸틴디라우레이트및 트리에틸렌디아민 중에서 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있다.
그리고, 본 발명에서 사용되는 용제는 크실렌, 부틸아세테이트, 케톤류 등의 혼합용제로서, 전체 도료 함량에 있어서 10∼30중량%를 사용하며 이 혼합 용제가 과량 사용되면 전체적인 물성에서 부착력 저하나 내구력 저하의 문제가 있고 지나치게 소량 사용하면 각 특성을 기대하기 어렵다.
또한, 희석제는 표면의 두께를 유지시켜 주며 도장 작업성을 향상시키기 위해 사용되는 것으로 부틸아세테이트, 크실렌, 케톤류의 용제중에서 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 상도재는 플루오르 수지를 사용하고 경화제로서 비황변형 폴리 이소시아네이트계 혼합물을 사용하고, 친수성 부여제와 가수분해 촉진제를 함께 사용함으로써, 콘크리트 구조물에 적용되어 종래의 플루오르 수지에 비하여 내구성 등 제반 물성이 전혀 뒤지지 않으면서도 오염물질이 표면에 남아 표면을 오염시키는 문제점을 획기적으로 해결함에 따라 매우 경제적인 방법으로 콘크리트 구조물을 유지 관리할 수 있다.
한편, 상기 상도재의 표면에 필요에 따라 이산화티탄 조성물을 도포할 수도 있음을 밝혀둔다.
여기서, 상기 이산화티탄 조성물은 Ti[OCH(Cl3)2]4, (CH3)2 CHOH를 1:1 중량비로 하여 제조된 이산화티타늄(TiO2)졸 50%와; C8H20O4Si, (CH3)CHOH를 1:1 중량비로 하여 제조된 실리카졸 40%와; Zn(C2H3O2)2로 제조된 산화아연졸 9%와; 금속이온 1%로 구성된다.
즉, 상기 이산화티탄 조성물은 광화학 반응에 의해 콘크리트 구조물에 부착된 오염물질 및 NOx, SOx, 악취가스 등의 분해/제거와 미생물에 대한 살균기능이 있다.
여기서, 상기 이산화티탄 조성물은 광촉매 활성을 결정성이 우수한 이산화티탄(TiO2) 초미립자를 형성하고, Ag, Zn, Cu 중 1종종 이상의 금속이온을 담지함으로써 자외선의 조사에 의해 가전자대에서 여기되어 전도대로 여기된 전자들이 가전자대의 정공에 이른 시간 내에 재결합되는 것을 억제하여 광화학 반응의 활성점을 최대로 지속시킴으로써 적은 양의 자외선 에너지량에서 광화학 반응이 충분함은 물론 금속이온에 의한 악취물질의 분해와 미생물의 살균 메커니즘에 의해 더욱 우수한 탈취효과, 방호효과 및 살균효과를 발현할 수 있다.
한편, 상기 플루오르 조성물 모르타르 100중량부에 대하여, 세라믹 조성물 5∼10중량부가 첨가되며, 상기 세라믹 조성물은 사소마그네슘 또는 전융마그네슘 중 어느 하나로 이루어지는 산화마그네슘 4~20중량%와; 인산암모늄(NH4H2PO4), 인산칼륨(KH2PO4), 인산나트륨(NaH2PO4) 중 어느 하나 이상으로 이루어지는 인산염 5~20중량%와; 메타카올린, 실리카흄, 고로슬래그, 플라이애시 중 하나 이상으로 이루어지는 실리케이트 10~20중량%와; 주석산, 붕사, 붕산, 글루콘산나트륨 중 하나 이상으로 이루어지는 지연제 50~83.5중량%, 유동화제 5~20중량%, 발수제 1~10중량%, 폴리비닐알코올 섬유(PVA), 폴리프로필렌 섬유(PP), 나일론 섬유(NY), 폴리에틸렌 섬유(PE) 중 하나로 이루어지는 섬유 0.5~2중량%, 석회 10~20중량%로 이루어지는 첨가제 1~10중량%와; 천연모래, 인조규사, 중공형 경량골재 중의 어느 하나로 이루어지는 잔골재 30~80중량%로 구성된다.
여기서, 상기 세라믹 조성물은 산화마그네슘, 인산염, 실리케이트, 첨가제 및 잔골재로 이루어진 것이다.
상기 산화마그네슘은 4~20중량%로 구성되고, 주로 천연에서 마그네사이트로서 산출되는 탄산마그네슘(MgCO3)을 열분해하여 제조된다.
이러한 산화마그네슘은 1400℃ 이상에서 소성과정을 거쳐 제조되는 사소마그네슘(Deadburned MgO) 또는 2300℃ 이상에서 전기적 소성과정을 거쳐 제조되는 전융마그네슘 중 어느 하나를 사용한다.
산화마그네슘의 순도는 별도의 제한이 없으나, 75% 이상의 것을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 입자크기도 별도의 제한은 없지만, 입자크기가 10㎛ 이하인 입자가 전체 중량의 30중량% 이하이거나 150㎛ 초과분인 입자가 전체 중량의 5중량% 이내인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상도재에서 산화마그네슘을 4중량% 미만으로 첨가하면, 반응 생성물 부족으로 표면에 블리딩이 발생하며, 강도가 낮아지고, 20중량%를 초과하면, 플로우가 현저히 감소하며, 급결성으로 인한 작업시간 확보가 불가능해 그만큼 지연제의 첨가율이 매우 높아지게 된다.
따라서 산화마그네슘은 4~20중량% 범위 내에서 사용되는 것이 바람직하다.
또한, 인산염은 5~20중량% 범위로 혼합한다.
이때, 상기 인산염을 5중량% 미만으로 사용하면, 플로우 손실이 매우 커지고 작업성이 불량해지고 반응성이 불량하여 강도발현에 지장을 미치며, 반면에 20중량%를 초과하여 사용하면, 유동성이 급격히 저하하며, 충분한 가사시간의 확보가 곤란하다.
그리고 본 발명에서 인산염은 성능 개선을 위한 하이브리드화를 위해 인산암모늄과 인산칼슘의 혼합형태, 인산암모늄과 인산나트륨의 혼합형태 및 인산칼륨과 인산나트륨의 혼합형태 중 어느 하나의 형태로 사용될 수 있다.
이때 인산암모늄과 인산칼슘의 혼합형태는 인산암모늄 5~50중량%와 인산칼륨 50~95중량%로 혼합하고, 인산암모늄과 인산나트륨의 혼합형태는 인산암모늄 5~50중량%와 인산나트륨 50~95중량%로 혼합하며, 인산암모늄5~95중량%와 인산칼륨 5~95중량%를 혼합하여 이루어진다.
상기 인산암모늄의 순도는 90% 이상이어야 하며, pH는 3~5의 범위가 가장 바람직하다.
이러한 인산암모늄은 산화마그네슘과 반응하여 판상결정인 인산마그네슘 제6염화수소를 생성하고, 인산마그네슘제6염화수소는 3차원적으로 경화체를 형성하게 되는데, 이때 내부 자체 발열이 발생하여 저온에서도 강도발현이 가능하고 우수한 내마모성 및 고강도화를 실현한다.
그리고 상기 인산칼륨의 순도는 90% 이상이어야 하며, pH는 3~5의 범위가 가장 바람직하다.
상기 인산칼륨은 산화마그네슘과 반응하여 구형결정인 인산칼륨마그네슘제6염화수소를 생성하는데, 인산칼륨마그네슘제6염화수소는 3차원적으로 경화체를 형성하게 되어 우수한 내충격성 및 부착성능을 발휘하고, 통기성과 불연성이 뛰어난 특성이 있다.
또한, 상기 인산나트륨의 순도는 90% 이상이어야 하며, pH는 4~5의 범위가 가장 바람직하다.
그리고 상기 인산나트륨은 산화마그네슘과 반응하여 구형결정인 인산나트륨마그네슘제6염화수소를 생성하고, 인산나트륨마그네슘제6염화수소는 3차원적으로 경화체를 형성하게 되어 우수한 내수성 및 내마모성을 발휘하고, 불연성과 수축 제어 성능이 뛰어난 특성이 있다.
한편, 실리케이트는 인산염에 의해 Si 및 Al 성분이 용출되어 알루미나 실리케이트 구조(지오폴리머)를 형성하고, 이로 인해 마그네시아 실리케이트 인산염계 복합체의 물성을 개선하는 것으로, 10~20중량% 만큼 사용한다.
이때 상기 실리케이트를 10중량% 미만으로 사용하면, 장기 강도 증진에 효과적이지 못하며, 시공성이 매우 낮아진다.
반면에 20중량%를 초과하여 사용하면, 조기 강도 발현을 저하시킨다.
이러한 실리케이트는 필러 성능 및 2차적인 포졸란 반응을 위해 사용되므로, 본 발명에서는 메타카올린, 실리카흄, 고로슬래그, 플라이애시 중 한가지 이상을 사용하는 것이 바람직하다.
이때 메타카올린과 실리카흄은 실리케이트 함유량의 대부분을 차지하여 고강도화에 유리하고 내구성을 향상시키며, 고로슬래그와 플라이애시는 포졸란 반응에 의해 장기적인 강도 증진을 유도하고, 작업성 향상이 가능하다.
실리카흄 1~30중량%와 메타카올린, 고로슬래그 및 플라이애시 중 하나를 70~99중량% 혼합하여 실리케이트를 생성한다.
다음으로, 첨가제는 지연제, 유동화제, 발수제, 섬유, 석회로 구성되며, 1~10중량%를 사용한다.
지연제는 초속경성에 의해 충분한 가사시간 확보가 필요하기 때문에 사용되는 것으로, 산성 분위기 조성으로 인하여 마그네시아 염이 산성 분위기에서 역수용됨에 따라 미반응된 마그네시아를 잔존시킴으로서 반응속도를 저하시켜 작업시간을 증대시킨다.
이러한 지연제로는 주석산, 붕사, 붕산, 글루콘산나트륨 중에서 선택된 하나 이상이 사용되고, 지연제는 50~83.5중량% 범위 내에서 사용된다.
상기 지연제를 50중량% 미만으로 사용하면, 응결 지연 효과가 극히 낮아지며, 가사시간 확보가 곤란하고, 83.5중량%를 초과하면, 조기강도 발현이 늦어지며, 장기 강도가 불량해진다.
유동화제는 산성인 인산염 복합체의 내부 입자를 화학적 전극반응에 의해 유동성을 향상시키는 역할을 수행한다.
즉, 본 발명에서는 산성에서의 반응성을 요하므로 산성계, 즉 석고계 유동화제를 사용한다.
이때 유동화제는 5~20중량% 범위에서 사용되고, 5중량% 미만으로 사용하면, 소정의 유동성을 확보하기 곤란하며, 20중량%를 초과하면, 조기 강도 발현이 지연되고, 제조단가가 크게 증대되어 경제성이 떨어진다.
발수제는 물에 녹으면서 내부 입자표면과 경화체 표면에 코팅막을 형성시켜 내수 및 방수 성능을 향상시키는 역할을 한다
상기 발수제는 내수성을 극대화시키기 위해 추가적으로 첨가하는 재료로서, 주로 Siloxane을 사용하며, 1~10중량% 범위 내로 사용한다.
상기 발수제를 1중량% 미만으로 사용하면 내수성 향상에 효과를 발현하지 못하고, 반면에 10중량%를 초과하면, 비빔이 매우 불량해지고, 제조 단가가 대폭 증대된다.
섬유는 내부 매트릭스를 섬유의 가교작용에 의해 균열발생을 억제시키고 변형률을 감소시키는 역할을 수행한다.
섬유는 본 발명에서 수축제어 및 균열제어 성능을 극대화시키기 위해 추가적으로 첨가하는 재료로서, 폴리비닐알코올 섬유(PVA), 폴리프로필렌 섬유(PP), 나일론 섬유(NY), 폴리에틸렌 섬유(PE) 중 하나를 선택하여 사용하고, 길이와 직경은 각각 3~12㎜, 10~40㎛ 범위 내의 것을 사용한다.
상기 섬유는 05~2중량% 범위로 사용하는데, 만일 0.5중량% 미만으로 사용하면, 경화체의 인성능력이 저하하여 균열제어가 곤란하고, 2중량%를 초과하여 사용하면, 내부에 화이버볼(fiber ball)로 인해 내구적 성능을 저하시키며, 강도가 현저히 저하된다.
상기 석회는 소석회 또는 생석회로 구성되고, 이들은 마그네시아 실리케이트 인산염계 세라믹스 조성물 내부의 산성 분위기를 알칼리성 분위기로 변환시킴에 따라 상기 명시된 실리케이트의 2차 반응인 포졸란 반응의 활성도를 높이고 C-S-H겔 형성을 촉진시켜 성능개선에 탁월한 기능을 발휘한다.
따라서 소석회 또는 생석회는 본 발명에서 약산성을 약알칼리성으로 변환하여 포졸란 반응의 활성도를 높임으로서 실리케이트의 반응성을 향상시키기 위해 첨가된다.
이러한 소석회 또는 생석회는 10~20중량% 범위에서 첨가된다.
다음으로, 잔골재는 천연모래, 인조규사, 중공형 경량골재를 의미하며, 30~80중량%를 사용한다.
만일 잔골재를 30중량% 미만으로 사용하면, 제조 단가가 상승하고, 80중량%를 초과하면, 유동성이 매우 낮아져 작업성능이 현저히 낮아지며, 강도가 저하된다.
이러한 잔골재는 제조단가 절감을 위해 추가되는 재료로서, KS F 2526에 명시된 표면건조밀도가 25g/㎠ 이상, 흡수율 30% 이하인 것을 사용한다.
상기 플루오르 조성물 모르타르 100중량부에 대하여, 폴리우레아 조성물 5∼10중량부가 첨가되며, 상기 폴리우레아 조성물은 탄소수 12~24의 지방족 모노카르복시산 및 탄소수 1~10의 모노올과의 에스테르의 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 20℃에서 점도가 20mPas 이하의 가소제를 함유하고, 이소시아네이트기 함유 화합물이 폴리옥시프로필렌폴리올과 트릴렌 이소시아네이트 또는 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트를 반응시켜 얻어지는 이소시아네이트기 말단 우레탄프레폴리머이며, 방향족 폴리아민이 4,4'- 메틸렌비스(2- 클로로아닐린), 비스메틸티오 톨루엔 디아민 및 디에틸 톨루엔 디아민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물이며, 상기 가소제를 조성물 전량에 대하여 1~30중량%를 포함한 주제 100중량부에 대하여, 에스테르형 수계 우레탄 수지, 수경성 분체, 골재 및 혼화재료가 필수성분으로 구성되고, 상기 에스테르형 수계 우레탄 수지가 에스테르계 또는 폴리에스테르형 수계 우레탄 수지 성분을 주체로 한 수용성 수지 또는 수계 에멀젼이며, 자기 유화형 또는 강제유화형이며, 에스테르형 수계 우레탄 수지가 평균 입경이 20μm 이하이며, 상기 에스테르형 수계 우레탄 수지(고형분)/ 수경성 분체 비율이 1~20중량%이며, 상기 에스테르형 수계 우레탄 수지(고형분)/ 시멘트 비율이 1~25중량%로 구성되는 보조제 10중량부가 첨가 혼합된다.
즉, 본 발명에 따른 폴리우레아 조성물은 이소시아네이트기 함유화합물을 포함하는 주제와, 방향족폴리아민을 포함하는 경화제로 구성되는 폴리우레아 조성물로서, 탄소수 12~24의 지방족 모노 카르복시산 및 탄소수 1~10의 모노올의 에스테르의 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 15℃에서 점도가 15mPas 이하의 가소제를 함유하는 것을 특징으로 한다.
상기 폴리우레아 조성물은 용제를 사용하지 않고도, 충분히 저점으로 작업성이 좋고, 상온에서 경화하고, 경화성, 경화 후의 도막 외관, 기계 강도 및 탑 코트의 우수한 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 상기 폴리우레아 조성물은 이소시아네이트기 함유 화합물이 폴리옥시 프로필렌 폴리올과 트릴렌 이소시아네이트 또는 4,4 디페닐메탄디이소시아네이트를 반응시켜 얻어지는 이소시아네이트기 말단 우레탄 프리폴리머이다.
그리고, 상기 폴리우레아 조성물은 주제의 냄새가 적기 때문에 안전문제가 적고, 또한 충분한 경화성을 갖는 폴리우레아 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 상기 폴리우레아 조성물은 방향족 폴리아민은 4, 4 메틸렌비스 (2-클로로 아닐린), 비스 메틸 티오 톨루엔 디아민 및 디 에틸 톨루엔 디아민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 혼합물이다.
그리고, 상기 폴리우레아 조성물은 상온에서 경화를 충분히 만족함과 동시에 얻어진 경화물의 기계 강도 및 성장 성능이 뛰어난 폴리우레아 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 상기 폴리우레아 조성물은 가소제를 조성물 전량에 대하여 1 내지 30중량%를 포함한다.
그리고, 상기 폴리우레아 조성물은 용매를 사용하지 않고도 충분히 저점으로 작업성이 좋고, 또한, 탑코트의 접착성이 뛰어난 폴리우레아 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 상기 폴리우레아 조성물은 수작업 유형 또는 초속경화 스프레이 타입의 방수재, 바닥재 재료이고, 작업성이 좋은 수제 유형 또는 초속경화 스프레이 타입의 조성물을 제공할 수 있다.
그리고, 상기 폴리우레아 조성물에서는 탄소수 12~24의 지방족 모노 카르복시산 및 탄소수 1~10의 모노올의 에스테르(이하, 지방족 모노 카르 복실 산 알킬에스테르이라 한다)의 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 15℃에서 점도가 15mPas 이하의 가소제가 사용된다.
여기서, 상기한 지방족 모노 카르 복실 산 알킬 에스테르의 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 가소제는 15℃에서 점도가 1~15mPas가 바람직하고, 3~10mPas 특히 바람직하다.
상기 지방족 모노 카르 복실 산 알킬 에스테르의 1종 또는 2종 이상을 가소제로 사용함으로써 용제를 사용하지 않고 주제와 경화제의 혼합액의 점도를 크게 낮출 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 폴리우레아계의 조성물의 가소제로는 지방족 모노 카르 복실산 알킬 에스테르 이외에, 탄소수 12~24의 지방족 모노 카르복시산과 탄소수 2~10의 디올과 디 에스테르를 병용해도 좋다.
여기서, 상기 탄소수 12~24의 지방족 모노 카르 복실산으로는, lauric, 미리 스틴산, 팔 미트 산, 스테아르 산, 올레산, 바쿠센, 리놀레산, 리놀렌산, 에이코산 산, 도코산 산, 테토라코산 산 등을 들 수 있다.
또한, 상기 탄소수 1~10의 모노올로는 탄소수 1~5의 모노올이 특히 바람직하고, 메탄올이 가장 바람직하다.
그리고, 식물성 유지와 동물성 유지를 변성하여 얻은 모노 카르복시산 알킬 에스테르 화합물도 들 수 있다.
본 발명에 따른 폴리우레아 조성물에서는 콩기름 지방산, 강유 지방산, 유채 지방산 등의 지방산의 메탄올 에스테르인 모노 카르복시산 메틸 에스테르 혼합물이 낮은 점도(15℃에서 점도는 5~8mPas)이며, 특히 휘발성이 낮은 점에서 가장 바람직하다.
한편, 프탈산 디 옥틸 프탈레이트 디 부틸 프탈레이트 지노니루 프탈산 노닐, 아디프산 디 옥틸, 염화 파라핀, 석유계 가소제 등의 범용 가소제는 소량 병용할 수 있지만, 충분한 점도 감소 효과가 얻을 수 없기 때문에 사용하지 않는 것이 바람직하다.
만약, 병용하는 경우 그 사용량은 상기 지방족 모노 카르 복실 산 알킬 에스테르를 포함 가소제 전량에 대하여 50중량% 이하가 바람직하고, 30중량% 이하가 더욱 바람직하다.
본 발명에 따른 폴리우레아 조성물에서는 가소제로서 지방족 모노 카르복실 산 알킬 에스테르를 조성물 전량에 대하여 2~15중량% 이용하는 것이 바람직하다.
가소제의 사용량이 2중량% 미만이면 충분한 점도 감소 효과를 얻을 수 없고, 15중량% 초과인 경화 도막이 출혈하기 쉬워, 탑 코트의 접착성이 저하된다.
상기 가소제는 수지 및 / 또는 경화제에 첨가할 수 있지만, 손으로 그리는 타입의 조성물에서 경화제에 가소제를 첨가하는 것이 바람직하다.
경화제 상기한 가소제를 첨가하여 충전제를 더 균일하게 효율적으로 혼련할 수 경화 도막의 표면 외관이 두드러지게 된다.
그 첨가량은 경화제 중 30중량% 이하가 바람직하고, 5~25중량%가 보다 바람직하다.
한편, 초속 경화 스프레이 타입의 조성물에서는 수지의 것이 특히 점도가 높기 때문에, 수지에 가소제를 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 가소제를 사용함으로써보다 낮은 점도 되므로 종래 분사 시공시 수지 및 경화제를 50~70℃로 가온할 필요가 있었지만, 40~60℃ 정도의 가열로 충분히 시공할 수 있다.
그 첨가량은 수지의 30중량% 이하가 바람직하고, 5~25중량%가보다 바람직하다.
본 발명에 따른 폴리우레아 조성물에서 주제에 포함되는 이소시아네이트기 함유 화합물로는 폴리이소시아네이트 및 폴리올과 폴리이소시아네이트를 반응시켜 얻어지는 이소시아네이트기 말단 우레탄 프레 폴리머 등을 들 수 있다.
이들은 단독으로 사용하여도 좋고, 양자를 혼합하여 사용해도 좋다.
폴리이소시아네이트로는 이소시아네이트기를 2개 이상 갖는 방향족계 폴리이소시아네이트, 지방족 계 폴리이소시아네이트 또는 변성 폴리이소시아네이트 등을 들 수 있다.
본 발명에 따른 폴리우레아 조성물은 방향족계 폴리이소시아네이트 또는 그 변성 체가 바람직하며, 구체적으로는 4, 4 디 페닐 메탄 디 이소시아네이트(이하, MDI한다), 폴리 페닐 폴리 메틸렌 폴리이소시아네이트 (이하 쿠루 MDI한다), 카 보디이 미드 변성 디 페닐 메탄 디 이소시아네이트 (이하, 카르 보디이미드 변성 MDI이러한다) 등의 액상의 것이 특히 바람직하다.
이들은 단독으로 사용하여도 좋고, 양자를 혼합하여 사용해도 좋다.
또한, 이소시아네이트 기 말단 프리폴리머의 원료가 되는 폴리올로는 폴리에스테르 폴리올과 폴리 옥시 프로필렌 폴리올, 폴리 옥시 프로필렌 옥시 에틸렌폴리올, 폴리 옥시 테트라 메틸렌 글리콜 등의 폴리 에테르 폴리올, 피마자유계 폴리올, 폴리부타디엔계 폴리올 등을 들 수 있다.
피마자계 폴리올은 피마자유, 피마자유에 더 수산기를 도입하여 이루어지는 변성 폴리올을 말한다.
본 발명에 따른 폴리우레아 조성물에서는 폴리 에테르 폴리올이 바람직하고, 폴리 옥시 프로필렌 폴리올보다 바람직하다.
또한, 폴리 옥시 프로필렌 디올 및 폴리 옥시 프로필렌 트리 올의 혼합물도 바람직하게 사용된다.
그 경우, 그 몰비는 60~90 / 40~10이 바람직하다.
상기 폴리올의 수산기 수는 2~4가 바람직하고, 3 이하, 특히 평균 25 이하, 심지어는 평균 21~24가 바람직하다.
수산기 수가 2 미만에서는 경화 도막의 분자량 화가 곤란하므로 경화물의 기계강도가 불충분하게 되고, 4를 초과하면 가교 밀도가 너무 높아 경화물의 성장 성능이 악화된다.
또한, 상기 폴리올의 수산기 가치는 손으로 그리는 타입의 조성물에 사용되는 경우 15~80mgKOH / g이 바람직하고, 40~70mgKOH /g이 특히 바람직하다.
한편, 초속경화 스프레이 타입의 조성물에 사용되는 경우 25~280mgKOH /g이 바람직하고, 30~115mgKOH / g이 특히 바람직하다.
수산기 수 및 수산기 가치가 상기 범위 외면 얻어지는 경화 도막의 기계 강도가 불충분하거나 경화 도막의 탄성과 성장에 떨어진다. 또한, 상기 폴리올의 분자량은 얻을 수 프리폴리머의 점도, 경화 도막의 강도, 연신율 성능의 균형에서 수산기 당 분자량은 150~7,000이 바람직하고, 특히 700~1,500가 바람직하다.
그리고, 이소시아네이트기 말단 우레탄 프레폴리머의 원료가 되는 폴리이소시아네이트로는 상기 폴리이소시아네이트 등을 들 수 있다.
본 발명에 따른 폴리우레아 조성물은 손으로 그리는 타입의 조성물에 사용되는 경우, 얻어지는 프리폴리머의 점도, 경화성, 경화 도막의 기계 강도의 점에서 트릴렌 이소시아네이트가 바람직하고, 특히 2,4 이성체의 함유율이 80 질량 % 이상인 릴렌 이소시아네이트가 바람직하다.
한편, 초속 경화 스프레이 타입의 조성물에 사용되는 경우, 경화성 점에서 MDI가 바람직하다.
그리고, 이소시아네이트 기 말단 우레탄 프레 폴리머의 이소시아네이트기 함량은 손으로 그리는 타입의 방수재는 2~5중량%, 바닥재는 4~8중량%, 방수재로는 8~15중량%가 바람직하다.
또한, 초속 경화 스프레이 타입의 방수 재료는 10~15중량%, 바닥재는 15~25중량%, 방 재료는 15~30중량%가 바람직하다.
본 발명에 따른 폴리우레아 조성물의 경화제에 포함된 방향족 폴리아민으로는 4,4- 메티렌비스 (2 - 클로로 아닐린), 비스 메틸 티오 톨루엔 디아민, 디에틸 톨루엔 디아민, 4,4- 메틸렌비스 (3 - 클로로 -2,6- 디 에틸 아닐린) 등을 들 수 있다.
본 발명에 따른 폴리우레아 조성물에서는 4,4- 메틸렌비스 (2 - 클로로아닐린), 비스 메틸 티오 톨루엔 디아민, 디 에틸 톨루엔 디아민으로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 혼합물이 바람직하다.
또한, 상기 방향족 폴리아민을 비교적 분자량이 높은 폴리올과 함께 사용함으로써, 적당한 경화성이 얻어진다.
경화제로 사용되는 폴리올의 수산기 수는 2~4가 바람직하고, 2~3보다 바람직하다.
또한, 수산기 가치는 10~112mgKOH/g이 바람직하고, 16~56mgKOH/g이 보다 바람직하다.
또한, 폴리올은 폴리 옥시 프로필렌 폴리올이 바람직하다.
수산기 수가 2 미만에서는 경화 도막의 분자량 화가 곤란하므로 경화성이 악화되면서 경화 물의 기계 강도가 불충분하게 수산기 수가 4를 초과하는 가교 밀도가 너무 높아 경화 물의 성장 성능이 악화된다.
또한, 수산기 가치가 10mgKOH / g 미만에서는 폴리올의 점도가 높아지나 112mgKOH/g을 초과하면 분자량이 작기 때문에 경화제의 배합량이 적어지고, 그 대안으로 가소제의 사용량이 많아지기 때문에 바람직하지 않다.
이 폴리올은 수산기 수 2~4,보다 바람직하게는 수산기 수 2~3 개시제에 프로필렌 옥사이드를 반응시켜 얻을 수있는 것이 바람직하다.
또한, 경화제는 충분한 경화성을 만족하기 위해 경화 촉매를 포함한다.
경화촉매로는 우레아 우레탄화 반응을 촉진하는 공지의 촉매를 사용할 수 있어 예를 들어 유기납, 유기산석 3급 아민 화합물 등을 들 수 있다.
또한, 경화제는 상기 기본 성분 외에, 충전제, 안료, 안정제으로부터 선택되는 첨가제를 포함할 수 있다.
필러로는 탄산 칼슘, 탈크, 클레이, 실리카, 카본 등을 들 수 있다.
안료로는 산화 크롬, 산화 티탄 등의 무기 안료 및 프탈로시아닌 안료 등의 유기안료를 들 수 있다. 안정제로는 폴리우레아/폴리우레탄 수지에 일반적으로 사용되는 산화 방지제, 자외선 흡수제, 탈수제 등을 들 수 있다.
본 발명에서 폴리우레아 조성물이 실질적으로 용제를 포함하지 않는 첨가제 등에 미리 포함되는 용제까지도 포함한다는 의미가 아니라 점도 저감을 목적으로 첨가되는 용매 를 포함하지 않는 것을 의미한다.
구체적으로는 주제 및 경화제중인 용제의 함량이 3중량% 이하, 보다 바람직하게는 1중량% 이하이다.
본 발명에 따른 폴리우레아 조성물에서 수지 중의 이소시아네이트기가 경화제 중의 활성 수소 함유 기와의 몰비 NCO / (NH2 + OH)는 10~13가 바람직하다. 상기 몰비가 10 미만에서는 충분한 경화 도막의 기계강도를 얻을 수 없거나 도막표면에 정력이 남아있을 수 있다.
또한, 상기 몰비가 13 이상에서는 과잉의 이소시아네이트 기가 수분의 영향을 발포하기 쉬워 지거나 경화 도막 취성 경향이 보인다.
한편, 본 발명에 따른 폴리우레아 조성물의 실시예로는 에스테르형 수계 우레탄 수지, 수경성 분체, 골재 및 혼화재료를 필수성분으로 포함하고, 상기 에스테르형 수계 우레탄 수지가 에스테르계 또는 폴리에스테르형 수계 우레탄 수지 성분을 주체로 한 수용성 수지 또는 수계 에멀젼이며, 자기 유화형 또는 강제유화형이며, 에스테르형 수계 우레탄 수지가 평균 입경이 20μm 이하이며, 상기 에스테르형 수계 우레탄 수지(고형분)/ 수경성 분체 비율이 1~ 20중량%이며, 상기 에스테르형 수계 우레탄 수지(고형분)/ 시멘트 비율이 1~25중량%로 구성된다.
상기 에스테르형 수계 우레탄 수지는 에스테르계 또는 폴리에스테르형 수계 우레탄 수지 성분을 주체로 한 수용성 수지 또는 수계 에멀젼이며 또한, 자기유화형 또는 강제유화형으로 되어 있다. 또한, 이러한 것은 평균 입경이 20μm 이하의 미세이며 물과의 결합도 좋고, 고성능 감수제나 고성능 AE감수제를 포함한 분체부와 반죽 혼합 때 폴리우레아 조성물의 성질로 증가점성, 유동성, 인두조각성, 브리징 및 재료 분리에 대한 저항성 등의 향상, 즉 워커빌리티가 향상된다.
그 결과 완성된 콘크리트 모재와의 접착강도향상, 건조수축저감, 균열의 발생의 어려움, 굴곡강도향상, 탄성부여 및 외부 환경에서의 부식인자의 침투억제 등이 현저하게 개선된다.
특히 상기 에스테르형 수계 우레탄 수지는 에스테르계 또는 폴리에스테르형 수계 우레탄 수지 성분을 주체로 한 수용성 수지 또는 수계 에멀젼이며, 자기유화형 또는 강제유화형이다.
이 에스테르계 또는 폴리에스테르형 수계 우레탄 수지 성분을 주체로 한 수용성 수지 또는 수계 에멀젼은 에스테르계에는 에스테르 에테르계를 포함한다.
여기서 수계 우레탄 수지는 폴리우레탄 또는 그 프리폴리머가 물에 분산된 상태이다.
이 수계 우레탄 수지는 그 입자 크기에 의해 0001μm 다음은 수용액 0001~01μm 콜로이드 분산, 01μm 이상에서는 에멀젼의 3종류로 분류할 수 있지만, 본 발명은 평균 입자 직경이 20μm 이하인 것이 바람직하다.
또한, 이 에스테르계 또는 폴리에스테르형 수계 우레탄 수지 성분을 주체로 한 수용성 수지 또는 수계 에멀젼은 지방족계 무황변형)과 방향족계 이소시아네이트 계(황변형)이다.
또한, 이 에스테르계 또는 폴리에스테르형 수계 우레탄 수지 성분을 주체로 한 수용성 수지 또는 수계 에멀젼은 음이온계, 양이온계, 비이온계 약한 음이온 계 및 비이온/ 약점 음이온계이다.
또한 이 에스테르형 수계 우레탄 수지는 에스테르계 또는 폴리에스테르형 수계 우레탄 수지 성분을 주체로 한 수용성 수지 또는 수계 에멀젼이며, 그 유리 전이온도 (Tg)는 -60℃~ 50℃이다.
에스테르형 수계 우레탄 수지(고형분)/ 수경성 분체 비율은 1중량%～20중량% 이하인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 폴리우레아 조성물에 있어서, 에스테르형 수계 우레탄 수지(고형분)/ 시멘트 비율은 1~25중량% 범위이다.
본 발명의 폴리우레아 조성물에 있어서, 수경성 분말은 물과 반죽 혼합 시 경화 또는 응결한다.
본 발명에 따른 폴리우레아 조성물에서 골재는 무기계 골재 또는 유기계 골재가 있다.
또한, 본 발명의 폴리우레아 조성물에서 혼화재료로는 혼화재와 혼화제에 구별된다.
혼화재는 규산질 미분말, 석회석 미분말, 부부 방지제의 총 트린 가이드계와 석회계 착색제, 초조강 혼화재가 있다.
또한 혼화제는 워커빌리티을 개선하는 AE제, 감수제, AE감수제, 고성능 감수제, 고성능 AE감수제, 유동화제는 응결경화시간을 조절할 촉진제, 지연제, 초지연제, 급결성제가 방수효과를 주는 방수제가 기포를 제어하는 기포방지제, 발포제가 다른 것은 보습제(증점제), 건조수축 저감제, 소포제 등이 있다.
상기한 폴리우레아 조성물에 병행하여 사용할 수 있는 것으로 고무 라텍스계에서는 천연 고무라텍스와 합성고무 라텍스 계에서는 스티렌 부타디엔 고무, 클로로프렌 고무, 메틸 메타 크릴 레이트 부타디엔 고무, 아크릴로 니트릴 부타디엔 고무, 수지 에멀젼 계는 폴리 아크릴산 에스테르, 에틸렌 비닐 아세테이트, 스티렌 아크릴산 에스테르, 프로피온산 비닐, 폴리 프로필렌, 폴리 비닐 아세테이트, 에폭시수지의 아스팔트와 고무 아스팔트와 파라핀이 혼합 디스 파 존 계의 혼합 라텍스와 혼합 유제가 있다.
또한, 다시 유화형 분말수지(분말 에멀젼을 포함)으로는 에틸렌 비닐 아세테이트, 비닐 아세테이트 비닐 바사 테이트, 스티렌 아크릴산 에스테르, 폴리 아크릴산 에스테르가 있다.
또한 수용성 폴리머 (모노머를 포함)는 셀룰로오스 유도체, 폴리 비닐 알코올, 아크릴 산염이있다 또한 액상 폴리머는 불포화 폴리 에스테르수지, 에폭시수지 등을 병용하여 사용할 수 있다.
이하, 상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 플루오르 조성물 모르타르를 이용한 콘크리트 구조물 단면보수 및 표면보호에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 플루오르 조성물 모르타르를 이용한 콘크리트 구조물 단면보수의 시공과정을 도시한 공정도이고, 도 2는 본 발명에 따른 플루오르 조성물 모르타르를 이용한 콘크리트 구조물 단면보수의 시공상태를 도시한 단면도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 플루오르 조성물 모르타르를 이용한 콘크리트 구조물 단면보수 및 표면보호 시공방법은 콘크리트 구조물의 열화부위를 치핑하는 단계(S 1); 상기 열화부위의 철근의 녹을 제거하는 단계(S 2); 상기 철근의 녹 제거부분을 고압수로 고압 세척하는 단계(S 3); 상기 고압 세척된 콘크리트 구조물의 열화부위 표면에 프라이머를 도포하여 하도층을 형성하는 단계(S 4); 상기 하도층 상에 바탕조정재를 충전 및 도포하여 중도층을 형성하는 단계(S 5); 상기 중도층 표면에 플루오르 조성물을 일정두께 및 소정의 형상으로 도포하여 상도층을 형성하는 단계(S 6)로 이루어진다.
즉, 본 발명에 따른 플루오르 조성물 모르타르를 이용한 콘크리트 구조물 단면보수 및 표면보호 시공방법은 콘크리트 구조물의 열화부위를 치핑하는 단계(S 1), 철근 녹을 제거하는 단계(S 2); 콘크리트 구조물의 치핑부분을 고압세척하는 단계(S 3), 상기 고압세척된 콘크리트 구조물의 표면에 프라이머를 도포하는 단계(S 4); 상기 프라이머 표면에 바탕조정재를 충전하는 단계(S 5) 및 상기 바탕조정재 상에 플루오르 조성물을 도포하는 단계(S 6)를 순차적으로 시행하여 콘크리트 구조물의 단면보수 피막을 보수한다.
여기서, 상기 콘크리트 구조물 치핑단계(S 1)는 콘크리트 구조물의 열화부위를 치핑한다.
즉, 콘크리트 구조물의 열화부위 콘크리트의 치핑은 유압식 해머가 아닌 공압식 해머에 의하여 기존 콘크리트 구조물에 미치는 충격을 최소화하여야 하고, 균일한 조도의 형성으로 접합력의 향상, 시공성, 경제성을 동시에 만족한 상태에서 콘크리트 깨기(Breaking: 파괴)와 그라인더의 면고르기 등을 치핑(Chipping)과 혼용 적용하여 신구 콘크리트 구조물 접합을 시행토록 한다.
이어서, 철근 녹을 제거하는 단계(S 2)는 콘크리트 구조물의 열화부위로 외부로 노출돈 철근의 녹을 제거하고 방청제를 도포한다.
이어서, 고압세척단계(S 3)는 콘크리트 구조물의 치핑부분 및 철근 방청부분을 냉온수 고압세척기로 깨끗이 세척한다.
이어서, 상기 프라이머 도포단계(S 4)는 고압세척된 콘크리트 구조물의 열화부위에 우레탄 아크릴레이트 수지와 폴리메틸 메타크릴레이트 수지가 10~60:90~40중량 비율로 혼합된 우레탄 수지 혼합물 70-90중량%와 라텍스 수지 10-30중량%로 이루어진 프라이머를 일정한 두께 및 횟수로 도포하여 하도층을 형성한다.
이어서, 바탕조정재 충전단계(S 5)는 하도층을 구성하는 프라이머의 표면에 모래 40∼60중량%, 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate) 10∼25중량%, 시멘트 10∼25중량%, 유동화제 0.15∼5중량%, 경화지연제 0.05∼5중량%, 아크릴수지 0.5∼10중량%, 탄성수지 2∼10중량%로 이루어진 바탕조정재를 충전 및 도포하여 중도층을 형성한다.
이어서, 플루오르 조성물 도포단계(S 6)는 바탕조정재의 표면에 플루오르 수지 30∼60중량%와; 메틸실리케이트와 에틸실리케이트의 중합체, 테트라알콕시실란 혼합물 및 폴리에테르 변성 실리콘오일 중에서 선택된 1종 이상의 혼합물 20∼35중량%와; 아크릴계 모노머, 히드록시 아크릴계 모노머, 및 비닐 모노머가 1: 0.1 : 0.025∼1:0.8:0.5중량비로 공중합된 아크릴폴리올 수지 20 ∼ 35중량%; 아크릴폴리올 수지 100중량부에 대하여,테트라(아세틸아세톤)티타네이트,이소프로폭시-n-부톡시-비스(아세틸아세톤)티타네이트,디-n-부톡시-비스(에틸아세토아세테이트)티타네이트, 알루미늄 트리스아세틸아세토테이트,알루미늄 트리스에틸아세토아세테이트 및 알루미늄 비스(에틸아세토아세테이트)-모노아세틸아세토네이트 중에서 선택된 1종 이상인 금속킬레이트 혼합물로 구성되는 가수분해 촉진제가 0.5∼15중량부로 이루어진 플루오르 조성물을 일정두께 및 소정의 형상으로 도포하여 상도층을 형성한다.
이어서, 상기 플루오르 수지 표면에 Ti[OCH(Cl3)2]4, (CH3)2 CHOH를 1:1 중량비로 하여 제조된 이산화티타늄(TiO2)졸 50%와; C8H20O4Si, (CH3)CHOH를 1:1 중량비로 하여 제조된 실리카졸 40%와; Zn(C2H3O2)2로 제조된 산화아연졸 9%와; 금속이온 1%로 이루어진 이산화티탄 조성물을 상도재 100중량부에 대하여 1중량부의 비율로 도포하여 최상 피막층을 형성한다.
한편, 상기 플루오르 조성물 모르타르 100중량부에 대하여, 세라믹 조성물 5∼10중량부가 첨가되며, 상기 세라믹 조성물은 사소마그네슘 또는 전융마그네슘 중 어느 하나로 이루어지는 산화마그네슘 4~20중량%와; 인산암모늄(NH4H2PO4), 인산칼륨(KH2PO4), 인산나트륨(NaH2PO4) 중 어느 하나 이상으로 이루어지는 인산염 5~20중량%와; 메타카올린, 실리카흄, 고로슬래그, 플라이애시 중 하나 이상으로 이루어지는 실리케이트 10~20중량%와; 주석산, 붕사, 붕산, 글루콘산나트륨 중 하나 이상으로 이루어지는 지연제 50~83.5중량%, 유동화제 5~20중량%, 발수제 1~10중량%, 폴리비닐알코올 섬유(PVA), 폴리프로필렌 섬유(PP), 나일론 섬유(NY), 폴리에틸렌 섬유(PE) 중 하나로 이루어지는 섬유 0.5~2중량%, 석회 10~20중량%로 이루어지는 첨가제 1~10중량%와; 천연모래, 인조규사, 중공형 경량골재 중의 어느 하나로 이루어지는 잔골재 30~80중량%로 구성된다.
또한, 상기 플루오르 조성물 모르타르 100중량부에 대하여, 폴리우레아 조성물 5∼10중량부가 첨가되며, 상기 폴리우레아 조성물은 탄소수 12~24의 지방족 모노카르복시산 및 탄소수 1~10의 모노올과의 에스테르의 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 20℃에서 점도가 20mPas 이하의 가소제를 함유하고, 이소시아네이트기 함유 화합물이 폴리옥시프로필렌폴리올과 트릴렌 이소시아네이트 또는 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트를 반응시켜 얻어지는 이소시아네이트기 말단 우레탄프레폴리머이며, 방향족 폴리아민이 4,4'- 메틸렌비스(2- 클로로아닐린), 비스메틸티오 톨루엔 디아민 및 디에틸 톨루엔 디아민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물이며, 상기 가소제를 조성물 전량에 대하여 1~30중량%를 포함한 주제 100중량부에 대하여, 에스테르형 수계 우레탄 수지, 수경성 분체, 골재 및 혼화재료가 필수성분으로 구성되고, 상기 에스테르형 수계 우레탄 수지가 에스테르계 또는 폴리에스테르형 수계 우레탄 수지 성분을 주체로 한 수용성 수지 또는 수계 에멀젼이며, 자기 유화형 또는 강제유화형이며, 에스테르형 수계 우레탄 수지가 평균 입경이 20μm 이하이며, 상기 에스테르형 수계 우레탄 수지(고형분)/ 수경성 분체 비율이 1~20중량%이며, 상기 에스테르형 수계 우레탄 수지(고형분)/ 시멘트 비율이 1~25중량%로 구성되는 보조제 10중량부가 첨가 혼합된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 플루오르 조성물 모르타르와 이를 이용한 콘크리트 구조물 단면보수 및 표면보호 시공방법은 내항균성의 수질정화 기능이 있으며, 자연친화적 소재로 미생물이 서식하며, 무독성 및 인체무해수지 플루오르 수지소재로 음이온 발생효과가 있고, 콘크리트 구조물의 보수위치에 따른 경화속도 조절이 가능하고, 수지모르타르 배합 및 시공이 편리하며, 보수 및 재시공이 용이하며, 5℃∼+50℃의 사계절 시공이 가능하며, 현장의 요구조건에 맞게 적용이 가능하며, 플루오르 조성물 모르타르를 주재로 함으로써, 콘크리트 구조물 표면 보수 및 단면복구 후 1시간 또는 1시간 내지 2일의 양생 시간의 조절이 가능함으로 도심지 긴급 보수 및 보강공사에 유리한 이점이 있으며, 분자 반응성 최소 98%의 고분자 결합 구조체로 공극이 없는 3중 그물망 형태를 유지하며, 외부충격 및 마모에 견디는 내마모성이 강하며, 크리프, 건조수축 및 균열방지가 탁월하며, 염화칼슘에 무반응으로 알칼리 골재반응이 없어 도로 시설물의 염해 방지에 유리하고, 황산과 같은 강산성에도 화학적 반응이 없어, 하수처리장, 폐수처리장, 하수관로 보수 등에 유리하며, 치밀한 고분자 결합체로 공극이 없어 물이 스며들 수 없는 완벽한 수밀성 확보하며, 탄성수지의 탄성으로 인해 충격, 진동 흡수및 균열발생을 억제하여 교량 등 거동하는 구조물에 유리하며, 완전 방수 실현으로 동해피해를 원천적으로 방지하고 자외선에 강하며 풍화에 의한 마모성이 강한 작용효과가 있다.
본 발명의 상세한 설명에 기재한 바람직한 실시예는 예시적인 것으로서 한정적인 것은 아니며, 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 나타나 있고, 그들 특허청구범위의 의미중에 들어가는 모든 변형예는 본 발명에 포함되는 것이다.
100: 하도재 200: 중도재
300: 상도재 C: 콘크리트 구조물
S: 철근
300: 상도재 C: 콘크리트 구조물
S: 철근
Claims (6)
- 하도재와 중도재 및 상도재로 구성되는 플루오르 조성물 모르타르에 있어서, 상기 하도재는 우레탄 아크릴레이트 수지와 폴리메틸 메타크릴레이트 수지가 10~60:90~40중량 비율로 혼합된 우레탄 수지 혼합물 70-90중량%와 라텍스 수지 10-30중량%로 이루어진 프라이머로 구성되고, 상기 중도재는 모래 40∼60중량%, 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate) 10∼25중량%, 시멘트 10∼25중량%, 유동화제 0.15∼5중량%, 경화지연제 0.05∼5중량%, 아크릴수지 0.5∼10중량%, 탄성수지 2∼10중량%로 이루어진 바탕조정재로 구성되며, 상기 상도재는 플루오르 수지 30∼60중량%와; 메틸실리케이트와 에틸실리케이트의 중합체, 테트라알콕시실란 혼합물 및 폴리에테르 변성 실리콘오일 중에서 선택된 1종 이상의 혼합물 20∼35중량%와; 아크릴계 모노머, 히드록시 아크릴계 모노머, 및 비닐 모노머가 1: 0.1 : 0.025∼1:0.8:0.5중량비로 공중합된 아크릴폴리올 수지 20∼35중량%; 상기 아크릴폴리올 수지 100중량부에 대하여,테트라(아세틸아세톤)티타네이트,이소프로폭시-n-부톡시-비스(아세틸아세톤)티타네이트,디-n-부톡시-비스(에틸아세토아세테이트)티타네이트, 알루미늄 트리스아세틸아세토테이트,알루미늄 트리스에틸아세토아세테이트 및 알루미늄 비스(에틸아세토아세테이트)-모노아세틸아세토네이트 중에서 선택된 1종 이상인 금속킬레이트 혼합물로 구성되는 가수분해 촉진제가 0.5∼15중량부로 이루어진 플루오르 조성물로 구성된 플루오르 조성물 모르타르 100중량부에 대하여, 폴리우레아 조성물 5∼10중량부가 첨가되며, 상기 폴리우레아 조성물은 탄소수 12~24의 지방족 모노카르복시산 및 탄소수 1~10의 모노올과의 에스테르의 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 20℃에서 점도가 20mPas 이하의 가소제를 함유하고, 이소시아네이트기 함유 화합물이 폴리옥시프로필렌폴리올과 트릴렌 이소시아네이트 또는 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트를 반응시켜 얻어지는 이소시아네이트기 말단 우레탄프레폴리머이며, 방향족 폴리아민이 4,4'- 메틸렌비스(2- 클로로아닐린), 비스메틸티오 톨루엔 디아민 및 디에틸 톨루엔 디아민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물이며, 상기 가소제를 조성물 전량에 대하여 1~30중량%를 포함한 주제 100중량부에 대하여, 에스테르형 수계 우레탄 수지, 수경성 분체, 골재 및 혼화재료가 필수성분으로 구성되고, 상기 에스테르형 수계 우레탄 수지가 에스테르계 또는 폴리에스테르형 수계 우레탄 수지 성분을 주체로 한 수용성 수지 또는 수계 에멀젼이며, 자기 유화형 또는 강제유화형이며, 에스테르형 수계 우레탄 수지가 평균 입경이 20μm 이하이며, 상기 에스테르형 수계 우레탄 수지(고형분)/ 수경성 분체 비율이 1~20중량%이며, 상기 에스테르형 수계 우레탄 수지(고형분)/ 시멘트 비율이 1~25중량%로 구성되는 보조제 10중량부가 첨가 혼합됨을 특징으로 하는 플루오르 조성물 모르타르.
- 제1항에 있어서,
상기 플루오르 조성물 모르타르 100중량부에 대하여, 세라믹 조성물 5∼10중량부가 첨가되며, 상기 세라믹 조성물은 사소마그네슘 또는 전융마그네슘 중 어느 하나로 이루어지는 산화마그네슘 4~20중량%와; 인산암모늄(NH4H2PO4), 인산칼륨(KH2PO4), 인산나트륨(NaH2PO4) 중 어느 하나 이상으로 이루어지는 인산염 5~20중량%와; 메타카올린, 실리카흄, 고로슬래그, 플라이애시 중 하나 이상으로 이루어지는 실리케이트 10~20중량%와; 주석산, 붕사, 붕산, 글루콘산나트륨 중 하나 이상으로 이루어지는 지연제 50~83.5중량%, 유동화제 5~20중량%, 발수제 1~10중량%, 폴리비닐알코올 섬유(PVA), 폴리프로필렌 섬유(PP), 나일론 섬유(NY), 폴리에틸렌 섬유(PE) 중 하나로 이루어지는 섬유 0.5~2중량%, 석회 10~20중량%로 이루어지는 첨가제 1~10중량%와; 천연모래, 인조규사, 중공형 경량골재 중의 어느 하나로 이루어지는 잔골재 30~80중량%로 구성됨을 특징으로 하는 플루오르 조성물 모르타르. - 삭제
- 콘크리트 구조물의 열화부위를 치핑하는 단계(S 1);
상기 열화부위의 철근의 녹을 제거하는 단계(S 2);
상기 철근의 녹 제거부분을 고압수로 고압 세척하는 단계(S 3);
상기 고압 세척된 콘크리트 구조물의 열화부위 표면에 프라이머를 도포하여 하도층을 형성하는 단계(S 4);
상기 하도층 상에 바탕조정재를 충전 및 도포하여 중도층을 형성하는 단계(S 5);
상기 중도층 표면에 플루오르 조성물을 일정두께 및 소정의 형상으로 도포하여 상도층을 형성하는 단계(S 6)로 이루어지고,
상기 하도층은 우레탄 아크릴레이트 수지와 폴리메틸 메타크릴레이트 수지가 10~60 : 90~40중량 비율로 혼합된 우레탄 수지 혼합물 70-90중량%와 라텍스 수지 10-30중량%로 이루어진 프라이머로 구성되며,
상기 바탕조정재는 모래 40∼60중량%, 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate) 10∼25중량%, 시멘트 10∼25중량%, 유동화제 0.15∼5중량%, 경화지연제 0.05∼5중량%, 아크릴수지 0.5∼10중량%, 탄성수지 2∼10중량%로 구성되며,
상기 플루오르 조성물은 플루오르 수지 30∼60중량%와; 메틸실리케이트와 에틸실리케이트의 중합체, 테트라알콕시실란 혼합물 및 폴리에테르 변성 실리콘오일 중에서 선택된 1종 이상의 혼합물 20∼35중량%와; 아크릴계 모노머, 히드록시 아크릴계 모노머, 및 비닐 모노머가 1: 0.1 : 0.025∼1:0.8:0.5중량비로 공중합된 아크릴폴리올 수지 20 ∼ 35중량%; 상기 아크릴폴리올 수지 100중량부에 대하여,테트라(아세틸아세톤)티타네이트,이소프로폭시-n-부톡시-비스(아세틸아세톤)티타네이트,디-n-부톡시-비스(에틸아세토아세테이트)티타네이트, 알루미늄 트리스아세틸아세토테이트,알루미늄 트리스에틸아세토아세테이트 및 알루미늄 비스(에틸아세토아세테이트)-모노아세틸아세토네이트 중에서 선택된 1종 이상인 금속킬레이트 혼합물로 구성되는 가수분해 촉진제가 0.5∼15중량부로 구성된 상기 플루오르 조성물 모르타르 100중량부에 대하여, 폴리우레아 조성물 5∼10중량부가 첨가되며, 상기 폴리우레아 조성물은 탄소수 12~24의 지방족 모노카르복시산 및 탄소수 1~10의 모노올과의 에스테르의 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 20℃에서 점도가 20mPas 이하의 가소제를 함유하고, 이소시아네이트기 함유 화합물이 폴리옥시프로필렌폴리올과 트릴렌 이소시아네이트 또는 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트를 반응시켜 얻어지는 이소시아네이트기 말단 우레탄프레폴리머이며, 방향족 폴리아민이 4,4'- 메틸렌비스(2- 클로로아닐린), 비스메틸티오 톨루엔 디아민 및 디에틸 톨루엔 디아민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물이며, 상기 가소제를 조성물 전량에 대하여 1~30중량%를 포함한 주제 100중량부에 대하여, 에스테르형 수계 우레탄 수지, 수경성 분체, 골재 및 혼화재료가 필수성분으로 구성되고, 상기 에스테르형 수계 우레탄 수지가 에스테르계 또는 폴리에스테르형 수계 우레탄 수지 성분을 주체로 한 수용성 수지 또는 수계 에멀젼이며, 자기 유화형 또는 강제유화형이며, 에스테르형 수계 우레탄 수지가 평균 입경이 20μm 이하이며, 상기 에스테르형 수계 우레탄 수지(고형분)/ 수경성 분체 비율이 1~20중량%이며, 상기 에스테르형 수계 우레탄 수지(고형분)/ 시멘트 비율이 1~25중량%로 구성되는 보조제 10중량부가 첨가 혼합됨을 특징으로 하는 플루오르 조성물 모르타르를 이용한 콘크리트 구조물 단면보수 및 표면보호 시공방법. - 제4항에 있어서,
상기 플루오르 조성물 모르타르 100중량부에 대하여, 세라믹 조성물 5∼10중량부가 첨가되며, 상기 세라믹 조성물은 사소마그네슘 또는 전융마그네슘 중 어느 하나로 이루어지는 산화마그네슘 4~20중량%와; 인산암모늄(NH4H2PO4), 인산칼륨(KH2PO4), 인산나트륨(NaH2PO4) 중 어느 하나 이상으로 이루어지는 인산염 5~20중량%와; 메타카올린, 실리카흄, 고로슬래그, 플라이애시 중 하나 이상으로 이루어지는 실리케이트 10~20중량%와; 주석산, 붕사, 붕산, 글루콘산나트륨 중 하나 이상으로 이루어지는 지연제 50~83.5중량%, 유동화제 5~20중량%, 발수제 1~10중량%, 폴리비닐알코올 섬유(PVA), 폴리프로필렌 섬유(PP), 나일론 섬유(NY), 폴리에틸렌 섬유(PE) 중 하나로 이루어지는 섬유 0.5~2중량%, 석회 10~20중량%로 이루어지는 첨가제 1~10중량%와; 천연모래, 인조규사, 중공형 경량골재 중의 어느 하나로 이루어지는 잔골재 30~80중량%로 구성됨을 특징으로 하는 플루오르 조성물 모르타르를 이용한 콘크리트 구조물 단면보수 및 표면보호 시공방법. - 삭제
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