KR102415266B1 - 고점도 도포형 콘크리트 응결지연제 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 증점제, 구연산, 비이온계면활성제를 포함하는 것을 특징으로 하는 고점도 도포형 콘크리트 응결지연제 조성물에 관한 것이다.

Description

고점도 도포형 콘크리트 응결지연제 조성물{High viscosity coating type concrete setting retarder composition}

본 발명은 수직 또는 경사면을 형성하는 이어치기면에서도 전체 단면에 균일하게 응결지연의 효과가 발현되도록 하는 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 철근 콘크리트 구조물은 타설공간이 넓은 경우에 하루만에 타설작업을 모두 완료할 수가 없으며, 또한 하루 동안 공급하는 레미콘량이 제한되어 있는 등의 이유로 인하여 콘크리트 또는 모르타르 이어치기가 부득이 발생하게 된다.

이어치기 부분은 시공설계에 따라서 계획적으로 만들어지는 경우와 작업의 상황상 한번의 타설 구획 내에서 타설시간의 간격에 의해 발생하는 경우가 있는데 이렇게 발생한 이어치기부분은 내구성 및 수밀성에 대하여 취약포인트로 작용될 수 있다.

한편 블리딩(bleeding)이란 콘크리트 타설 후 각 재료의 비중 차이에 의하여 골재와 시멘트분이 침강하고, 수분과 더불어 작은 공기포와 미세한 물질이 상승하는 현상을 말한다. 이렇게 블리딩 되어 표면에 퇴적하는 미세한 물질을 레이턴스(laitance)라 하며 레이턴스는 콘크리트 간의 부착력 저하의 원인이 되므로 이어치기면에서 레이턴스의 제거가 반드시 이루어져야 한다.

이에 다양한 이어치기면에 대한 처리방법이 제시되고 있는데, 예를 들어 콘크리트 응결 경화 전 압력수로 표층부 제거하는 방법이 제시되고 있으나, 이는 표층부 제거 타이밍 조절의 어려움이 있으며, 과잉 처리되어 골재가 느슨해질 가능성이 존재하고, 처리가능시간이 제한적일 뿐만 아니라 효율이 나쁘다는 단점이 있다.

또한, 콘크리트 응결 경화 후 Chipper로 레이턴스 제거(Chipping)하는 방법이 알려졌으나, 이는 골재가 느슨해져 이어치기 부위의 접착, 인장강도의 저하, 철근과 콘크리트 간의 접착분리로 콘크리트 구조 강도가 저하될 뿐만 아니라, 제거할 양이 많고 불필요한 작업이 많다는 문제점이 있으며, 효율도 떨어지는 단점이 있다. 또 다른 방법으로, 와이어 브러쉬, 공기압 해머 치즐로 면처리 하는 방법이 보고되었으며 이러한 방법의 효율은 인력 Chipper보다 좋으나 전체적으로 비효율적이며, 분진 발생으로 비친환경적이라는 문제점이 있다.

또한, 콘크리트응결 경화 후 접착제 도포 및 신 콘크리트를 타설하는 방법이 보고되었으나, 이는 구 콘크리트의 레이턴스로 인한 계면이 발생하고 일체화 저해로 인한 구조물 강도 및 내구성 저하현상이 초래되며 이어치기면의 계면누수가 발생하고, 성능발현을 위한 Chipping 작업을 병행해야하는 이중작업이 요구되는 단점이 있다.

종래 기술의 예로 대한민국 특허등록 제10-1407426호에서는 하기 단계를 포함하는 모르타르 또는 콘크리트의 표면의 응결을 지연시키는 방법: A. 프레쉬 모르타르 또는 콘크리트의 표면이나 프레쉬 모르타르 또는 콘크리트를 포밍(forming)하기 위한 몰드의 내부 표면에, 유동가능하거나 또는 분무가능한 핫 멜트 코팅 조성물을 적용하는 단계로서, 상기 핫 멜트 코팅 조성물은 용융된 식물성 오일 또는 그의 유도체, 용융된 동물성 오일 또는 그의 유도체, 또는 상기 오일이나 그의 유도체의 용융된 혼합물에 현탁된 적어도 하나의 응결 지연 활성화제를 포함하고, 유동 가능하거나 또는 분무가능한 형태로 가열되어 후레쉬 모르타르 또는 콘크리트와 접촉한 후 주위 온도로 냉각되면 멤브레인으로 고형화되고 가압수를 이용하여 모르타르 또는 콘크리트로부터 제거될 수 있으며, 상기 적어도 하나의 응결 지연 활성화제는 카르복시산 또는 그의 염, 당, 또는 그의 혼합물을 포함하는 단계; B. 모르타르 또는 콘크리트 표면에 적용된 상기 핫 멜트 코팅 조성물을 주위 온도로 냉각시킴으로써 핫 멜트 코팅 조성물과 접촉하고 있는 모르타르 또는 콘크리트가 주위 온도로 냉각된 후 핫 멜트 코팅 조성물이 고형화 된 멤브레인을 형성하는 단계로서, 상기 고형화된 멤브레인은 상기 모르타르 또는 콘크리트로부터 수분의 증발을 최소화하는 단계; 및 C. 이어서 고형화된 멤브레인을 가압수를 사용하여 모르타르 또는 콘크리트로부터 제거함으로써 상기 적어도 하나의 응결 지연 활성화제에 의해 러프(rough)하게 된 모르타르 또는 콘크리트 표면을 드러내게 하는 단계를 제시하고 있다.

상기 기술의 경우 이어치기면의 응결지연을 통해 레이턴스의 제거가 용이해지도록 하나, 이어치기면이 수직 또는 경사면을 형성하는 경우 도포된 코팅조성물이 흘러내림으로 인해 응결지연의 효과가 이어치기면에서 불균일한 문제가 있다.

대한민국 특허등록 제10-1407426호

본 발명은 앞에서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명은 응결지연의 효과를 향상시키는 것은 물론, 수직 또는 경사면을 형성하는 이어치기면에서도 전체 단면에 균일하게 응결지연의 효과가 발현되도록 하는 조성물을 제공하고자 함이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고점도 도포형 콘크리트 응결지연제 조성물(이하 "본 발명의 조성물"이라함)은 증점제, 구연산, 비이온계면활성제를 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 증점제는 식물성증점제 또는 회합형증점제인 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 코코넛오일지방산이 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 마그네슘알루미늄실리케이트가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 메타규산염이 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 인산계 코폴리머 고분산제가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 조성물은 콘크리트 또는 모르타르를 이용하여 이어치기 할 때 이어치기면의 응결지연을 향상시키는 것은 물론 특히 이어치기면이 연직 또는 경사면을 형성하는 경우 거푸집면 등에서 흐름이 제어되도록 하여 응결지연제가 균일하게 도포되도록 함에 따라 이어치기면의 응결지연의 균일한 효과가 발현되도록 하는 장점이 있으며, 이러한 장점으로 인해 일정한 시간 경과후 워터젯트 등을 이용한 고압수의 살수만으로도 이어치기면의 레이턴스의 제거가 가능하여 시공의 용이성을 도모할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 조성물이 기본적인 구성을 나타내는 도면.
도 2는 거푸집면에 본 발명의 조성물을 살포한 경우와 살포하지 않은 경우에 각각 2차 응집제를 살포한 상태를 비교한 사진.
도 3은 본 발명의 조성물을 사용한 후에 콘크리트 표면을 치핑하는 상태를 나타내는 사진.
도 4는 전동 햄머브레이커를 이용한 치핑과 본 발명의 조성물을 이용한 치핑의 효율을 비교한 그래프.

아래에서는 본 발명에 따른 양호한 실시 예를 상세히 설명한다.

본 발명의 조성물은 증점제, 구연산, 비이온계면활성제를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기와 같은 조성들로 구성된 본 발명은 콘크리트 또는 모르타르의 이어치기 시공시 이어치기면에 직접 도포되거나 이어치기면과 접하는 거푸집에 도포되도록 하여 이어치기면이 경사구배가 형성되어도 흘러내림이 제어된 상태로 이어치기면 전체에 도포상태가 유지됨에 따라 응결지연의 효과가 고르게 발현되도록 하는 것이다.

바람직하게 상기 증점제는 식물성증점제 또는 회합형증점제인 것을 특징으로 한다.

식물성증점제는 거푸집면에서 응결지연제가 흘러 내리지 않게 증점을 주는 역할을 함으로써 상기에서 언급한 바와 같이 경사구배가 형성되더라도 흐름이 제어되도록 하는 것이다.

여기서 상기 식물성증점제는 그 종류를 한정하지 않으며, 일 예로 메틸셀룰로오즈, 에틸셀룰로오즈, CMC(carboxy methycellulose), 카르복시 메틸 셀룰로오즈 나트륨, 카르복시 메틸 셀룰로오즈 칼슘, 카르복시 메틸 셀룰로오스 칼슘, 카르복시 메틸 셀룰로오스 나트륨으로 이루어지는 군에서 적어도 하나 선택되는 것이 적용될 수 있다.

상기 회합형증점제는 사계절의 온도 변화로 인해 점도변화가 심해 경우에 따라 도포하기 어렵게 되는 경우도 있는데 온도에 따른 점도의 변화를 최소화하기 위한 것이다. 즉 일정한 점성의 유지가 용이하도록 하는 것이다.

상기 회합형증점제의 경우도 그 종류를 한정하지 않으며, 예로 회합형 우레탄계 증점제 및 회합형 아크릴계 증점제의 혼합물이 사용될 수 있다. 회합형 우레탄계 증점제는 항복응력이 낮고 소성점도가 높으며 아크릴계 증점제는 항복응력이 높고 소성점도가 높아 적정의 혼합물의 사용에 의해 일정 점도의 유지가 용이해지도록 하는 것이다.

상기 구연산은 시멘트의 수화를 억제시키는 역할을 한다. 즉 이어치기면에서 응결을 지연시켜 장시간이 경과하여도 콘크리트 치핑이 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 것이다.

상기 비이온계면활성제는 타 조성들이 골고루 분산되어 균일한 물성이 발현되도록 하기 위한 것이다. 여기서 상기 비이온계면활성제의 경우도 그 종류를 한정하지 않으며, 예로 에틸렌 옥사이드가 1 내지 25 몰 함유되어 있는 탄소수 8 내지 22의 직쇄 또는 분지상의 알킬 또는 알케닐기를 갖는 일차 또는 이차 알코올계 비이온 계면활성제 및 탄소수 8 내지 22의 직쇄 또는 분지상의 알킬 또는 알케닐기를 갖는 알킬 폴리글리코시드계 비이온 계면활성제가 사용될 수 있다. 또한, 지방산 아마이드계 비이온 계면활성제로서, 탄소수 8 내지 22의 직쇄 또는 분지상의 알킬 또는 알케닐기를 가지고 지방산 아마이드는 암모니아 아마이드, 모노에탄올 아마이드, 디에탄올아마이드 또는 이소프로판올아마이드의 형태로 갖는 지방산 아마이드계 비이온 계면활성제가 사용될 수 있다.

바람직하게 본 발명의 조성물은 일반 대기압 조건하에서 식물성증점제 100중량부에 대해 회합형증점제 1 내지 20중량부, 구연산 10 내지 70중량부, 인산 5 내지 50중량부, 비이온계면활성제 1 내지 20중량부의 비율로 배합되는 것이 타당하다.

본 발명의 조성물의 제조예는 물1/2를 먼저 탱크에 계량하고 순차적으로 인산, 구연산 물 1/2를 넣고 5 내지 10분간 혼합후 비이온계면활성제 전량을 넣고 5 내지 10분간 혼합하고 최종적으로 식물성증점제, 회합형증점제를 계량하여 탱크에 넣고 20 내지 30분간 혼합 후 제조될 수 있다.

한편 본 발명의 조성물의 경우 거푸집면에서 흐름을 제어하기 위해 증점제가 첨가되도록 하는데, 이러한 증점제의 첨가로 이어치기면에서 굳지 않은 콘크리트 또는 모르타르가 조기에 겔화가 이루어질 수 있는데 이러한 조기 겔화에 의해 응결지연의 효과가 미미해질 수 있는 바, 본 발명의 조성물에서는 코코넛 오일지방산이 더 첨가되도록 하여 증점제의 첨가에도 불구 조기겔화가 방지되도록 하는 것이다. 즉 코코넛 오일지방산이 더 첨가되도록 하여 증점제의 첨가에도 불구 응결지연의 효과가 그대로 발현되도록 하는 것이다.

바람직하게 식물성증점제 100중량부에 대해 코코넛 오일지방산은 1 내지 5중량부가 배합되도록 하는 것이 타당하다.

한편 블리딩이 진행되는 경우 이어치기면에 물이 생성되는데 이렇게 생성된 물이 입자간 응집력을 강화시켜 레이턴스 입자간을 덩어리지게 하는 현상이 발생되는 바, 레이턴스 입자간의 플록화는 후속적인 블리딩을 저해하는 요인으로 작용하여 이어치기 시공후에 이어치기면에서 레이턴스가 발생되어 구조적 건전성을 저해하는 요인으로 작용될 수 있다.

이에 본 발명에서는 상기 조성들외에도 마그네슘알루미늄실리케이트가 더 포함되도록 하는 예를 제시하고 있는데, 상기 마그네슘알루미늄실리케이트는 블리딩에서 생성되는 물을 흡수, 제거함으로써 레이턴스 입자간 덩어리지는 것을 방지하는 역할을 수행하게 되어 이어치기면에서 블리딩을 촉진하게 되고 상기 조성들에 의한 지연효과 지속시간 내에 콘크리트 또는 모르타르 내부에서 석출될 수 있는 거의 모든 양의 레이턴스의 블리딩이 이루어지도록 하는 것이다.

바람직하게 식물성증점제 100중량부에 대해 마그네슘알루미늄실리케이트는 1 내지 5중량부가 배합되도록 하는 것이 타당하다.

또한 본 발명의 조성물에는 상기 조성들외에도 메타규산염이 더 포함되는 예가 제시되는데, 메타규산염이 첨가됨에 의해 이어치기면과 레이턴스입자간에 반발력이 증진되도록 하는 것이다. 즉 이어치기면과 레이턴스입자간에 반발력이 증진되도록 하여 치핑에 의한 레이턴스 제거효율을 더욱 높이도록 하기 위한 것이다.

마그네슘알루미늄실리케이트의 첨가에 의해 레이턴스간의 응집을 제어토록 하여 이어치기면으로 충분한 레이턴스가 석출되도록 하는 것이며, 메타규산염의 첨가에 의해 석출된 레이턴스가 이어치기면에 견고하게 부착되는 것을 제어토록 하여 치핑이 용이하게 이루어지도록 하는 것이다.

바람직하게 식물성증점제 100중량부에 대해 메타규산염 1 내지 5중량부가 배합되도록 하는 것이 타당하다.

또한 본 발명의 조성물에는 상기 조성들외에도 인산계 코폴리머 고분산제가 더 포함되는 예가 제시된다. 인산계 코폴리머(Copolymer) 고분산제 (High dispersion Agent)를 사용함으로써, 전기적인 반발력과 측쇄구조로 인해, 시멘트 또는 플라이애시를 보다 더 분산시켜 이어치기면의 점도를 저하시키는 역할을 한다. 즉 응결지연의 효과가 배가되도록 하는 것이다.

이하 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명 조성물의 효과를 실험을 통해 설명한다.

상기와 같은 조성들에 의해 도 2에서 보는 바와 같이 거푸집의 표면에 본 발명의 조성물을 무도포한 경우와 도포한 경우에 각각 2차적으로 응결지연제를 도포한 결과가 도시되고 있다.

사진에서 보는 바와 같이 무도포 거푸집의 경우 응결지연제가 흘러내리는 결과가 도출되는 것을 알 수 있는 반면 본 발명의 조성물을 거푸집에 기 도포한 후에 기존의 응결지연제를 도포한 경우에 흘러내림이 발생되지 않는 것을 알 수 있다.

즉 거푸집 전체에 본 발명의 조성물 및 2차 응결지연제가 균일하게 도포되어 거푸집과 접하는 이어치기면 전체에 걸쳐 균일하게 응결지연의 효과가 발현될 것으로 예측할 수 있는 것이다.

이렇게 본 발명의 조성물을 이어치기면에 도포하는 경우 도 3에서 보는 바와 같이 고압수의 살수만으로 이어치기면의 레이턴스가 제거되는 것을 시각적으로 확인할 수 있다.

또한 도 4에서 보는 바와 같이 기존 전동 햄머브레이커를 사용한 치핑의 경우 치핑효율과 본 발명의 조성물의 도포후 치핑효율을 비교한 결과 본 발명의 조성물의 도포후 치핑의 경우 시간의 경과에도 치핑효율이 높은 것을 알 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않음은 물론이며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 기술적 지식을 가진 자에 의해 상기 기재된 내용으로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 수 있음은 물론이다.

Claims (6)

1. 증점제, 구연산, 비이온계면활성제를 포함하되, 상기 증점제 100중량부에 대해 마그네슘알루미늄실리케이트 1 내지 5중량부와, 메타규산염 1 내지 5중량부를 더 포함하며,
   상기 마그네슘알루미늄실리케이트의 첨가에 의해 레이턴스간의 응집을 제어하여 이어치기면으로 레이턴스가 석출되도록 하면서 상기 메타규산염의 첨가에 의해 석출된 레이턴스가 이어치기면에 부착되는 것을 제어하여 치핑효율이 향상되게 하는 것을 특징으로 하는 고점도 도포형 콘크리트 응결지연제 조성물.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 증점제는 식물성증점제 또는 회합형증점제인 것을 특징으로 하는 고점도 도포형 콘크리트 응결지연제 조성물.
   
3. 제 1항에 있어서,
   코코넛오일지방산이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 고점도 도포형 콘크리트 응결지연제 조성물.
   
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   인산계 코폴리머 고분산제가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 고점도 도포형 콘크리트 응결지연제 조성물.

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