KR102547310B1 - 시멘트계 불연 단열재 및 이를 이용한 건축물 외단열 공법 - Google Patents

시멘트계 불연 단열재 및 이를 이용한 건축물 외단열 공법 Download PDF

Info

Publication number
KR102547310B1
KR102547310B1 KR1020200189827A KR20200189827A KR102547310B1 KR 102547310 B1 KR102547310 B1 KR 102547310B1 KR 1020200189827 A KR1020200189827 A KR 1020200189827A KR 20200189827 A KR20200189827 A KR 20200189827A KR 102547310 B1 KR102547310 B1 KR 102547310B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
parts
cement
heat insulating
insulation
Prior art date
Application number
KR1020200189827A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220096948A (ko
Inventor
송훈
손배근
Original Assignee
한국세라믹기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국세라믹기술원 filed Critical 한국세라믹기술원
Priority to KR1020200189827A priority Critical patent/KR102547310B1/ko
Publication of KR20220096948A publication Critical patent/KR20220096948A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102547310B1 publication Critical patent/KR102547310B1/ko

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B1/76Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only
    • E04B1/762Exterior insulation of exterior walls
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/38Fibrous materials; Whiskers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B16/00Use of organic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of organic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B16/04Macromolecular compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/02Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by adding chemical blowing agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K21/00Fireproofing materials
    • C09K21/02Inorganic materials
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/92Protection against other undesired influences or dangers
    • E04B1/94Protection against other undesired influences or dangers against fire
    • E04B1/941Building elements specially adapted therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/42Pore formers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/28Fire resistance, i.e. materials resistant to accidental fires or high temperatures
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Building Environments (AREA)

Abstract

본 발명은 외단열 공법에 적용되는 시멘트계 불연 단열재 및 이의 시공방법에 관한 것으로 입도조절 시멘트, 산화마그네슘, 염화마그네슘, 석회, 무수석고, 글라스버블을 포함하는 단열 조성물을 이용한 건축물 외단열 공법 적용을 위한 시멘트계 불연 단열재를 제공한다. 상기 단열 조성물은 입도조절 시멘트 100 중량부에 대하여 산화마그네슘 20 내지 250 중량부, 염화마그네슘 10 내지 25 중량부, 석회 30 내지 75 중량부, 무수석고 10 내지 25 중량부, 글라스버블 10 내지 25 중량부 이고 탈크 20 내지 50 중량부 를 더 포함할 수 있다.

Description

시멘트계 불연 단열재 및 이를 이용한 건축물 외단열 공법 {CEMENT-BASED NON-COMBUSITIBLE INSULATION AND METHOD FOR EXTERIOR INSULATION FINISHING SYSTEM OF BUILDING USING THE SAME}
본 발명은 시멘트계 불연 단열재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외단열 공법에 적용되는 시멘트계 불연 단열재 및 이의 시공방법에 관한 것이다.
최근 에너지 절약과 주거환경에 대한 거주자의 요구가 급증하면서 단열 및 기밀성능의 강화, 층간소음의 완화 등이 리모델링 시 주요 이슈로 부각되고 있다. 노후주택의 리모델링으로 인한 단열성능 확보하기 위해서는 저비용이며 단열성능이 높은 EPS 유기계 단열재를 사용한 드라이비트 외단열 공법이 선호 되었으나, 최근 화재발생으로 추가적인 피해가 발생하고 있는 실정이다.
단열재의 종류에는 무기단열재, 유기단열재, 에어로겔, 진공단열재가 사용되고 있으며 그 중 무기단열재인 글라스울이나 미네랄울의 경우 불연단열재로 내화성능이 뛰어나나 유기계 단열재에 비해 가격이 고가이며 습기에 취약하여 단열성능이나 시공성이 매우 떨어진다. 이에 KR20060014971A에서 기존 유기단열재들이 화재시 포름알데히드와 같은 유해물질을 발생시키는 문제점들을 개선한 친환경 페놀폼으로 이를 대체하고자 하는 노력이 있어왔다. 그러나 페놀폼은 준불연 단열재로서 기공의 입도가 균일하지 않아 화재확산 시간을 지연시켜줄 뿐 근본적인 대안이 될 수 없다. 이에 기공의 입도가 균일한 완전 불연 단열재가 필요하다. 이에 KR100963907B1에서 시멘트계 단열재를 사용하여 저렴하면서도 형성된 기포가 유지되는 경량기포 불연 단열재를 제조하여 이를 해결하고자 하였다. 그러나 경화촉진제와 경화지연제를 첨가하여 단열재의 건조수축을 증가시켜 추후 동결융해에 의한 기공의 소포의 빈도를 증가시킬 수 있으며 시공연도가 급격히 감소하는 문제점이 있다.
본 발명은 종래 불연단열재에 비해 저렴하면서 기공의 입도가 균일한 불연 단열재로써 경화촉진제/경화지연제를 첨가하지 아니하여 경화과정 뿐만 아니라 추후 동결융해에 의해서도 기포체가 소포되지 않고 유지되며 시공연도가 우수한 시멘트계 불연 단열재 조성물 및 이를 이용한 외단열 공법을 제공하는 것이다.
본 발명은 건축물 외단열 공법 적용을 위한 시멘트계 불연 단열재에 있어서,
입도조절 시멘트, 산화마그네슘, 염화마그네슘, 석회, 무수석고, 글라스버블을 포함하는 단열 조성물을 이용한 시멘트계 불연 단열재를 제공한다.
상기 단열 조성물은 입도조절 시멘트 100 중량부에 대하여 산화마그네슘 20 내지 250 중량부, 염화마그네슘 10 내지 25 중량부, 석회 30 내지 75 중량부, 무수석고 10 내지 25 중량부, 글라스버블 10 내지 25 중량부 이고 탈크 20 내지 50 중량부 를 더 포함할 수 있다.
상기 입도조절 시멘트는 비중이 2.5 내지 3일 수 있고 입도조절 시멘트 100 중량부에 대하여 산화마그네슘 180 내지 220 중량부인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 단열 조성물은 물 90~95중량%, 기포제 2~8중량% 및 증점제 1~2중량%가 혼합된 기포 조성물로부터 생성된 기포가 혼입된다.
단열 조성물은 이산화망간, 과산화수소, 에틸렌비닐아세테이트를 더 포함할 수 있고 입도조절 시멘트 100 중량부에 대하여, 산화마그네슘 20 내지 250 중량부, 염화마그네슘 10 내지 25 중량부, 석회 30 내지 75 중량부, 무수석고 10 내지 25 중량부, 글라스버블 10 내지 25 중량부, 이산화망간 3 내지 5, 과산화수소 10 내지 15, 에틸렌비닐아세테이트 1 내지 10 중량부일 수 있다.
본 발명의 시멘트계 불연 단열재의 제조방법은 하기와 같다:
입도조절 시멘트, 산화마그네슘, 염화마그네슘, 석회, 무수석고, 글라스버블, 탈크를 혼합하여 단열 조성물을 수득하는 단계;
물 90~95중량%, 기포제 2~8중량% 및 증점제 1~2중량%가 혼합하여 기포 조성물을 수득하는 단계;
상기 기포 조성물로부터 기포발생기에 의해 기포를 발생시키는 단계;
기포 조성물로부터 발생된 기포를 상기 단열 조성물에 혼입하는 단계;
기포가 혼입된 단열 조성물을 라인믹서에 통과시켜 교반하는 단계; 및
혼합물을 펌프를 통해 토출하는 단계를 포함한다.
본 발명의 시멘트계 불연 단열재의 다른 제조방법은 하기와 같다:
입도조절 시멘트, 산화마그네슘, 염화마그네슘, 석회, 무수석고, 글라스버블, 이산화망간, 과산화수소, 에틸렌비닐아세테이트를 혼합하여 단열 조성물을 수득하는 단계;
상기 단열 조성물 내부로부터 산소를 발생시키는 단계;
산소가 발생된 단열 조성물을 라인믹서에 통과시켜 교반하는 단계; 및
혼합물을 펌프를 통해 토출하는 단계를 포함한다.
상기에서 살펴본 바와 같이 종래의 무기단열재는 습기에 약하고 가격이 비싸며, 종래의 유기단열재는 화재시 유해물질이 발생하는 문제점 및 기공입도가 균일하지 않아 완전 불연 단열재로 제조하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 개선한 기공의 입도가 균일한 시멘트계 불연 단열재 조성물 및 이를 이용한 외단열 공법을 제공하는 것이다.
또한 본 발명은 경화촉진제/경화지연제를 첨가하지 아니하여 경화과정 뿐만 아니라 추후 동결융해에 의해서도 기포체가 소포되지 않고 유지되며 시공연도가 우수한 시멘트계 불연 단열재 조성물 및 이를 이용한 외단열 공법을 제공함으로써, 경제성 뿐만 아니라 작업성이 획기적으로 개선된 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4에 의해 제조된 단열재의 현미경 사진을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예 5에 의해 제조된 단열재의 현미경 사진을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단열재의 제조방법을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 단열재의 제조방법을 도시한 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명은 건축물 외단열 공법 적용을 위한 시멘트계 불연 단열재로서 입도조절 시멘트, 산화마그네슘, 염화마그네슘, 석회, 무수석고, 글라스버블을 포함하는 단열 조성물을 이용한다. 본 발명에서 단열 조성물은 단열재의 제조방법에 따라 추가 성분을 혼합할 수 있는데 제조방법으로는 선기포 방식, 후기포 방식이 있다.
선기포 방식은 기포제조기를 사용하는 방식으로 단열 조성물과 기포 조성물이 각각의 라인에서 이동하여 특정 지점에서 단열 조성물과 기포 조성물로부터의 기포가 만나 혼합되어 토출구에서 혼합액이 토출되어 단열재를 제조한다. 후기포 방식은 이산화망간과 과산화수로의 화학적 반응으로 발생되는 산소를 이용하여 단열 조성물 내부에 공극을 발생시켜 단열재를 제작하는 방식이다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 선기포 방식으로 제조된 단열재의 현미경 사진이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 후기포 방식으로 제조된 단열재의 현미경 사진이다.
본 발명에서 선기포 방식의 경우, 단열 조성물은 입도조절 시멘트, 산화마그네슘, 염화마그네슘, 석회, 무수석고, 글라스버블 외에도 탈크를 더 포함한다. 단열 조성물에서 입도조절 시멘트 100 중량부에 대하여, 산화마그네슘 20 내지 250 중량부, 염화마그네슘 10 내지 25 중량부, 석회 30 내지 75 중량부, 무수석고 10 내지 25 중량부, 글라스버블 10 내지 25 중량부, 탈크 20 내지 50 중량부일 수 있다.
선기포 방식에 사용되는 기포 조성물은 물 90~95 중량%, 기포제 2~8 중량% 및 증점제 1~2 중량%가 혼합된다. 기포 조성물은 기포발생기를 통과하면서 기포를 발생시키는데 발생된 기포는 단열 조성물에 혼입되어 단열 조성물에 기포가 균일하게 분포하도록 한다.
또한 후기포 방식의 경우, 단열 조성물은 입도조절 시멘트, 산화마그네슘, 염화마그네슘, 석회, 무수석고, 글라스버블 외에도 이산화망간(MnO2), 과산화수소(H2O2), 에틸렌비닐아세테이트(EVA)를 더 포함한다. 단열 조성물에서 입도조절 시멘트 100 중량부에 대하여, 산화마그네슘 20 내지 250 중량부, 염화마그네슘 10 내지 25 중량부, 석회 30 내지 75 중량부, 무수석고 10 내지 25 중량부, 글라스버블 10 내지 25 중량부이고 이산화망간 3 내지 5 중량부, 과산화수소 10 내지 15 중량부, 에틸렌비닐아세테이트 1 내지 10 중량부일 수 있다.
시멘트는 보통 포틀랜드 시멘트와 백색 포틀랜드 시멘트, 입도조절 시멘트를 단독으로 사용이 가능하나 경량성을 위해 입도조절 시멘트가 바람직하다. 입도조절 시멘트의 비중은 2.5 내지 3일 수 있다. 비중이 2.5 미만이면 단열재의 강도가 발현되지 않아 내구성이 저하되고 3 초과이면 경량성에 불리하다. 일반적인 포틀랜드 시멘트의 비중은 3.15이다. 본 발명에서 입도조절 시멘트의 비중은 바람직하게는 2.9일 수 있다.
본 발명에서 산화마그네슘을 사용하는 목적은 단열재의 소포 방지이며, 산화마그네슘과 물이 만나 수산화마그네슘을 형성함으로써 팽창성을 가져 추후에 입도조절 시멘트의 건조수축으로 인한 소포를 방지할 수 있다. 이 때, 입도조절 시멘트 100 중량부에 대하여 산화마그네슘의 중량은 20 내지 250 중량부로 한다. 산화마그네슘의 중량이 20 중량부보다 작은 경우 기포가 잘 형성되지 않으며 250 중량부 보다 높은 경우 염화마그네슘과의 반응성이 높아지므로 그로 인한 시멘트 페이스트의 점도 증가로 이어져 기포발생기에 적용이 힘들며 제품의 강도가 현저히 약해진다. 입도조절 시멘트 100 중량부에 대하여 산화마그네슘의 중량이 180 내지 220일 때, 하기에 나타난 [표 1]을 참고하면 LNIC3-4 (실시예4)에서 입도조절 시멘트와 산화마그네슘의 비율이 대략 1:2 일 때 경량성과 낮은 열전도율에 가장 유리하다.
탈크는 선기포 제조방식에 있어서 단열재의 불연성을 향상시키기 위해 첨가한다. 이 때, 입도조절 시멘트 100 중량부에 대하여 탈크 20 중량부 초과 사용할 때 시멘트페이스트의 응결이 늦어짐으로 인한 소포가 발생할 수 있으므로 적당량을 사용해야하며 20 중량부 미만으로 사용하는 것이 바람직하다.
글라스버블은 단열재의 비중과 열전도율을 낮추기 위해 첨가한다. 이 때, 입도조절 시멘트 100 중량부에 대하여 글라스버블 25 중량부 초과 시 단열재에서 소포가 발생하며 비반응성 물질이므로 강도저하가 발생할 수 있다.
염화마그네슘은 산화마그네슘의 응결을 촉진하기 위하여 첨가한다. 이 때, 입도조절 시멘트 100 중량부에 대하여 염화마그네슘 25 중량부 초과 사용 시 산화마그네슘과의 반응성이 높아짐으로 화학적 반응으로 인한 열을 발생시켜 소포가 발생 할 수 있으며 시멘트 페이스트의 응결이 촉진되므로 기포제조기에 적용하기 힘들다.
앞서 언급한 바와 같이 본 발명에서 후기포 방식으로 제조하는 경우 이산화망간(MnO2), 과산화수소(H2O2), 에틸렌비닐아세테이트(EVA)를 더 포함하는데, 이산화망간과 과산화수소의 반응성으로 인한 산소발생으로 공극을 형성하며, EVA 재화유형 분말수지의 사용으로 공극의 형태를 균일하게 만들어준다. 이 때, 입도조절 시멘트 100 중량부에 대하여 에틸렌비닐아세테이트가 1 중량부 미만이면 기공이 충분히 형성되지 않고 입도 조절 시멘트 100 중량부 대비 에틸렌비닐아세테이트를 10 중량부 초과 사용 시 점도저하로 인해 공극과 공극이 결합하여 큰 공극을 형성시키며 그에 따른 소포로 이어지게 된다.
앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 시멘트계 불연 단열재는 선기포 방식과 후기포 방식으로 제조될 수 있다. 선기포 방식의 경우 본 발명의 단열재는 다음의 단계를 포함한다:
입도조절 시멘트, 산화마그네슘, 염화마그네슘, 석회, 무수석고, 글라스버블, 탈크를 혼합하여 단열 조성물을 수득하는 단계;
물 90~95중량%, 기포제 2~8중량% 및 증점제 1~2중량%가 혼합하여 기포 조성물을 수득하는 단계;
상기 기포 조성물로부터 기포발생기에 의해 기포를 발생시키는 단계;
기포 조성물로부터 발생된 기포를 상기 단열 조성물에 혼입하는 단계;
기포가 혼입된 단열 조성물을 라인믹서에 통과시켜 교반하는 단계; 및
혼합물을 펌프를 통해 토출하는 단계.
여기서 기포 조성물로부터 기포발생기에 의해 기포를 발생시키는 단계에서, 기포발생기에 압축공기를 투입할 수 있다.
후기포 방식의 경우 본 발명의 단열재는 다음의 단계를 포함한다:
입도조절 시멘트, 산화마그네슘, 염화마그네슘, 석회, 무수석고, 글라스버블, 이산화망간, 과산화수소, 에틸렌비닐아세테이트를 혼합하여 단열 조성물을 수득하는 단계;
상기 단열 조성물 내부로부터 산소를 발생시키는 단계;
산소가 발생된 단열 조성물을 라인믹서에 통과시켜 교반하는 단계; 및
혼합물을 펌프를 통해 토출하는 단계.
여기서 단열 조성물 내부로부터 산소를 발생시키는 단계에서, 이산화망간과 과산화수로의 화학적 반응에 의해 산소가 발생된다.
이하에서 실시예 및 실험예를 통하여 본 발명에 따른 시멘트계 불연 단열재에 대해서 더욱 자세히 상술한다.
실시예.
(1) 실시예 1 내지 4 : 선기포 방식을 이용한 단열재의 제조
선기포 방식으로 단열재를 제조하기 위해 입도조절 시멘트(Cement), 산화마그네슘(MgO), 염화마그네슘(MgCl2), 석회(Lime), 무수석고(Gypsum), 탈크(Talc), 글라스버블(Glass bubble)를 사용하였으며, 기포 조성물 및 단열 조성물을 이루는 각 성분 함량은 하기 표 1에 나타내었다.
시편명 기포 조성물 단열 조성물
Foam solution (wt.%) W/C Cement paste (wt.%)
Water Foaming Agent Cement MgO MgCI2 Lime Gyp
sum
Talc Glass bubble
실시예1
(LNIC3-1)
95 5 120 50 10 5 15 5 10 5
실시예2
(LNIC3-2)
95 5 120 40 20 5 15 5 10 5
실시예3
(LNIC3-3)
95 5 120 30 30 5 15 5 10 5
실시예4
(LNIC3-4)
95 5 120 20 40 5 15 5 10 5
도 1은 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4에 의해 제조된 단열재의 현미경 사진을 나타낸 도면이다. 도 1을 참고하여 살펴보면, 산화마그네슘 (MgO)의 치환량이 증가할수록 기포가 균일해지는 것을 볼 수 있었는데 이는 산화마그네슘 치환량 증가로 인한 시멘트 페이스트의 점도 증가로 그에 따른 기포 형상이 양호한 것을 확인할 수 있다.
(2) 실시예 5 내지 7 : 후기포 방식을 이용한 단열재의 제조
후기포 방식으로 단열재를 제조하기 위해 입도조절 시멘트(Cement), 산화마그네슘(MgO), 염화마그네슘(MgCI2), 석회(Lime), 무수석고(Gypsum), 글라스버블(Glass bubble), 이산화망간(MnO2), 과산화수소(H2O2), 에틸렌비닐아세테이트(EVA)를 사용하였으며, 조성물을 이루는 각 성분 함량은 하기 표 2에 나타내었다.
시편명 단열 조성물
Cement paste; 단위 g
Water Cement MgO MgCI2 Lime Gyp
sum
Glass
bubble
MnO2 H2O2 EVA
실시예5
(LNIC4-1)
2250 500 1000 600 125 125 500 14 52.5 5
실시예6
(LNIC4-2)
2250 500 1000 600 125 125 500 14 52.5 15
실시예7
(LNIC4-3)
2250 500 1000 600 125 125 500 14 52.5 50
도 2는 본 발명에 따른 실시예 5에 의해 제조된 단열재의 현미경 사진을 나타낸 도면이다. 도2를 참고하여 살펴보면, 후기포 방식의 경우 기포가 균일하게 생성하는 것을 확인할 수 있다.
실험예.
(1) 밀도 및 열전도율 측정
실시예 1 내지 7의 단열재의 밀도 및 열전도율을 측정한 결과를 표 3에 나타내었다.
본 발명에 따라 제조된 실시예 1 내지 7의 단열재에 대해 밀도와 열전도율을 측정하여 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
시편명 시험항목
밀도(g/cm3) 열전도율(W/mK)
실시예1
(LNIC3-1)
0.26 0.060
실시예 2
(LNIC3-2)
0.29 0.105
실시예 3
(LNIC3-3)
0.26 0.064
실시예 4
(LNIC3-4)
0.25 0.057
실시예 5
(LNIC4-1)
0.25 0.051
실시예 6
(LNIC4-2)
0.26 0.053
실시예 7
(LNIC4-3)
0.26 0.051
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 선기포 방식으로 제조된 실시예 1 내지 4와 후기포 방식으로 제조된 실시예 5 내지 7 모두에서 건축물 외단열 공법을 적용할 수 있는 밀도와 열전도율의 수치를 가지는 것을 확인할 수 있다. 구체적으로 선기포 방식으로 제조된 실시예 1 내지 4들은 밀도는 0.25 ~ 0.29 g/cm3이며, 열전도율은 0.057 ~ 0.105 W/mK를 나타내었다.
선기포 방식으로 제조된 실시예 1 내지 4 중에서 실시예 4의 단열재에서 밀도와 열전도율이 가장 낮을 것을 확인할 수 있다. 특히 실시예 2와 실시예 4를 비교하여 살펴보면, 실시예 2보다 실시예 4에서 밀도 및 열전도율이 낮은 것을 확인할 수 있는데, 이는 시멘트 100 중량부 대비 산화마그네슘 50 중량부인 경우보다 시멘트 100 중량부 대비 산화마그네슘 200 중량부인 경우 낮은 밀도로 인해 경량화가 가능하고 열차단이 우수한 단열재를 제공할 수 있음을 의미한다. 또한 후기포 방식으로 제조된 실시예 5 내지 7 중에서 실시예 5의 단열재에서 밀도와 열전도율이 가장 낮을 것을 확인할 수 있다. 구체적으로 밀도는 0.26 g/cm3이며, 열전도율은 0.051 ~ 0.057 W/mK를 나타내었다.
(2) 불연성 측정
본 발명에 따라 제조된 단열재의 불연성 효과를 확인하기 위하여 본 발명에 따라 제조된 실시예 1 내지 7의 단열재 중에서 임의 선정된 실시예 4의 단열재 복수개 시험체에 대해 불연성 테스트를 측정하여 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
실시예 4 시험체 번호 1 2 3 성능기준
시험조건
(가열로안정)
노내온도의 Drift(℃) 1.4 1.1 1.5
노내온도의 편차(℃) 2.8 2.6 3.0
질량
(g)
시험 후 질량 13.93 13.37 12.62 -
가열감량 4.01 4.08 3.68
감소율(%) 22.36 23.38 22.58 30% 이하
노내온도
(℃)
초기온도 750.8 745.6 747.0 최고온도가
최종평형온도를 20K초과 상승하지 않을 것
최고온도 762.5 754.2 757.3
최종평형온도 761.7 752.4 755.3
온도차 0.8 1.8 2.0
잔염시간(s) 0 0 0 -
상기 표 4에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 단열재는 시험체 3 편 모두 건축물 외단열 공법을 적용할 수 있는 결과 값을 가지는 것으로 나타났다.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 건축물 외단열 공법 적용을 위한 시멘트계 불연 단열재에 있어서,
    입도조절 시멘트, 산화마그네슘, 염화마그네슘, 석회, 무수석고, 글라스버블을 포함하는 단열 조성물을 이용하되,
    상기 단열 조성물은 입도조절 시멘트 100 중량부에 대하여 산화마그네슘 20 내지 250 중량부, 염화마그네슘 10 내지 25 중량부, 석회 30 내지 75 중량부, 무수석고 10 내지 25 중량부, 글라스버블 10 내지 25 중량부 이고 탈크 20 내지 50 중량부 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시멘트계 불연 단열재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 입도조절 시멘트는 비중이 2.5 내지 3인 것을 특징으로 하는 시멘트계 불연 단열재.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 입도조절 시멘트 100 중량부에 대하여 산화마그네슘 180 내지 220 중량부인 것을 특징으로 하는 시멘트계 불연 단열재.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 단열 조성물은 물 90~95중량%, 기포제 2~8중량% 및 증점제 1~2중량%가 혼합된 기포 조성물로부터 생성된 기포가 혼입된 것을 특징으로 하는 시멘트계 불연 단열재.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 단열 조성물은 이산화망간, 과산화수소, 에틸렌비닐아세테이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시멘트계 불연 단열재.
  7. 제 6 항에 있어서,
    입도조절 시멘트 100 중량부에 대하여,
    산화마그네슘 20 내지 250 중량부, 염화마그네슘 10 내지 25 중량부, 석회 30 내지 75 중량부, 무수석고 10 내지 25 중량부, 글라스버블 10 내지 25 중량부, 이산화망간 3 내지 5 중량부, 과산화수소 10 내지 15 중량부, 에틸렌비닐아세테이트 1 내지 10 중량부인 것을 특징으로 하는 시멘트계 불연 단열재.
  8. 입도조절 시멘트, 산화마그네슘, 염화마그네슘, 석회, 무수석고, 글라스버블, 탈크를 혼합하여 단열 조성물을 수득하는 단계;
    물 90~95중량%, 기포제 2~8중량% 및 증점제 1~2중량%가 혼합하여 기포 조성물을 수득하는 단계;
    상기 기포 조성물로부터 기포발생기에 의해 기포를 발생시키는 단계;
    기포 조성물로부터 발생된 기포를 상기 단열 조성물에 혼입하는 단계;
    기포가 혼입된 단열 조성물을 라인믹서에 통과시켜 교반하는 단계; 및
    혼합물을 펌프를 통해 토출하는 단계를 포함하는 시멘트계 불연 단열재를 이용한 건축물 외단열 공법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 기포 조성물로부터 기포발생기에 의해 기포를 발생시키는 단계에서, 기포발생기에 압축공기를 투입하는 것을 특징으로 하는 시멘트계 불연 단열재를 이용한 건축물 외단열 공법.
  10. 입도조절 시멘트, 산화마그네슘, 염화마그네슘, 석회, 무수석고, 글라스버블, 이산화망간, 과산화수소, 에틸렌비닐아세테이트를 혼합하여 단열 조성물을 수득하는 단계;
    상기 단열 조성물 내부로부터 산소를 발생시키는 단계;
    산소가 발생된 단열 조성물을 라인믹서에 통과시켜 교반하는 단계; 및
    혼합물을 펌프를 통해 토출하는 단계를 포함하는 시멘트계 불연 단열재를 이용한 건축물 외단열 공법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 단열 조성물 내부로부터 산소를 발생시키는 단계에서, 이산화망간과 과산화수로의 화학적 반응에 의해 산소가 발생되는 것을 특징으로 하는 시멘트계 불연 단열재를 이용한 건축물 외단열 공법.
KR1020200189827A 2020-12-31 2020-12-31 시멘트계 불연 단열재 및 이를 이용한 건축물 외단열 공법 KR102547310B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200189827A KR102547310B1 (ko) 2020-12-31 2020-12-31 시멘트계 불연 단열재 및 이를 이용한 건축물 외단열 공법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200189827A KR102547310B1 (ko) 2020-12-31 2020-12-31 시멘트계 불연 단열재 및 이를 이용한 건축물 외단열 공법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220096948A KR20220096948A (ko) 2022-07-07
KR102547310B1 true KR102547310B1 (ko) 2023-06-23

Family

ID=82398579

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200189827A KR102547310B1 (ko) 2020-12-31 2020-12-31 시멘트계 불연 단열재 및 이를 이용한 건축물 외단열 공법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102547310B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101737811B1 (ko) * 2016-12-19 2017-05-30 화인미셀공업(주) 내화성 및 우수한 단열 성능을 가진 무기질 발포 모르타르와 그 제조방법 및 이를 이용한 무기질 발포 모르타르의 보수공법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040099709A (ko) * 2003-05-20 2004-12-02 이병옥 건축용 판재 및 그 제조공정
US8038790B1 (en) * 2010-12-23 2011-10-18 United States Gypsum Company High performance non-combustible gypsum-cement compositions with enhanced water durability and thermal stability for reinforced cementitious lightweight structural cement panels

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101737811B1 (ko) * 2016-12-19 2017-05-30 화인미셀공업(주) 내화성 및 우수한 단열 성능을 가진 무기질 발포 모르타르와 그 제조방법 및 이를 이용한 무기질 발포 모르타르의 보수공법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220096948A (ko) 2022-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106866063A (zh) 一种阻燃型无机复合eps保温板及其制备方法
US3951885A (en) Method of making magnesium oxychloride cement cofoamed with synthetic resin
KR101726589B1 (ko) 발포 모르타르 및 그의 제조방법
KR101861204B1 (ko) 건축물 외벽 단열층의 화재확산 방지를 위한 경량 내화성 발포 세라믹 단열재의 제조 및 시공방법
TWI477552B (zh) 防火聚胺酯材料及防火結構
KR101737811B1 (ko) 내화성 및 우수한 단열 성능을 가진 무기질 발포 모르타르와 그 제조방법 및 이를 이용한 무기질 발포 모르타르의 보수공법
CN106187311A (zh) 聚苯乙烯水泥复合保温材料及其制备方法
JPH0360474A (ja) 無機発泡体及びその製造方法
KR102270181B1 (ko) 경량성 및 난연성능을 갖는 시멘트계 3d 프린팅 외장재용 조성물
JP5002825B2 (ja) 無機質系発泡体の製造方法
CN108623243A (zh) 一种阻燃高强度泡沫混凝土及制备方法
CN105924219B (zh) 一种陶粒泡沫混凝土砌块的制备方法
KR20170052907A (ko) 준불연 보온단열재 및 그 제조방법
KR101843817B1 (ko) 경량 내화 단열 블록의 제조방법
KR102547310B1 (ko) 시멘트계 불연 단열재 및 이를 이용한 건축물 외단열 공법
KR101494305B1 (ko) 난연성이 우수한 자기소화형 발포우레탄폼 조성물 및 이를 이용한 단열벽체 시공방법
KR101769561B1 (ko) 건물 내외장용 건축자재
KR20150000051A (ko) 발포 폴리스타이렌 폼 난연성 조성물 및 그 제조방법
CN114804705B (zh) 一种包膜液,不燃保温板及其制备方法
TWI523821B (zh) 無機發泡材料的低溫製造方法及所製成之無機發泡材料
KR20220127791A (ko) 화재확산 방지용 초경량 불연 단열재료 제조를 위한 발포 시멘트계 조성물
CN109516762A (zh) 氯氧镁防火门芯板及其制备方法与应用
KR20220096950A (ko) 난연 및 불연성능이 향상된 건축 외장 마감재용 시멘트계 조성물
CN106750534A (zh) 一种浮石水泥酚醛树脂复合泡沫材料及其制备方法
KR20020003482A (ko) 스프레이형 내화피복재

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant