KR19980058252A - 폴리머 보강 시멘트계 자기 수평 바닥 마감재 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중보행 건축물의 바닥 마감재 조성물에 관한 것으로 시멘트 바닥마감 공법에 의한 마감재와 유기바닥 마감 공법에 의한 마감재 각각의 장점을 살리고 단점을 보완한 마감재 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로 말하자면 포틀렌트시멘트, 가공규사, 속경시멘트, 석고, 유기혼화제, 폴리머현탁액으로 구성되어 있는 폴리머 보강 시멘트계 자기수평 바닥 마감재 조성물에 관한 것이다.

본 발명의 폴리머 보강 시멘트계 자기 수평 바닥 마감재는 시멘트계 바닥 마감재의 단점인 크랙, 박리 등에 의한 내구성 저하와 유기 바닥 마감재의 단점인 시공의 번거로움과 압축 강도가 약화에 따른 경도 저하의 무제를 개선시키고, 반대로 시멘트계 바닥 마감재의 장점인 높은 압축강도 및 경도와 유기 바닥 마감재의 장점인 높은 내충격성, 인장강도 및 마모강도의 특성을 살려 차량의 통행이 많아 잦은 개보수의 번거로움을 겪어야만 했던 상업용 및 공업용 건축물의 바닥 내구성을 증진시켰다.

Description

폴리머 보강 시멘트계 자기 수평 바닥 마감재 조성물

본 발명은 중보행 건축물의 바닥 마감재 조성물에 관한 것으로 시멘트 바닥 마감 공법에 의한 마감재와 유기바닥 마감 공법에 의한 마감재 각각의 장점을 살리고 단점을 보완한 마감재 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로 말하자면 포틀렌트 시멘트, 가공규사, 속경시멘트, 석고, 유기흔화제, 폴리머 현탁액으로 구성되어 있는 폴리머 보강 시멘트계 자기수평 바닥 마감재 조성물에 관한 것이다.

시멘트계 바닥 마감 공법은 통상 모르타르(Mortar)라고 하는 시멘트 조성물로 마감하는 것을 칭한다. 모르타르는 대개 건축 현장에서 골재와 시멘트를 임의의 비율로 혼합하고 여기에 물을 혼합하여 어느정도의 점도를 부여함으로서 건축물에 시공을 하는 마감재를 의미한다. 이러한 마감재는 여러가지 마감기구를 통하여 바닥에 시공된 후 일정한 양생기간을 거쳐 경화, 건조시키면서 강도를 발휘해 마감재로서의 효용성을 갖게되는 것을 의미한다. 상기의 바닥 마감용 모르타르는 시공대상과 종류에 따라 배합비의 차이를 갖지만 통상 시멘트 100 중량부에 대하여 골재 200~500 중량부, 물 50~100 중량부 정도로 이루어지고 있으며 이때 사용되는 시멘트는 일반적으로 사용되는 포틀랜드 시멘트이며, 사용되는 골재는 일반적으로 강변, 해변 등에서 쉽게 구할 수 있는 모래를 사용한다.

이러한 시멘트 모르타르 바닥 마감 공법은 그 시공비가 저렴하고 시공이 용이하여 지금까지 공장바닥 등의 공업용 건축물과 물류 센터, 옥내 주차장 등 상업용 건축물에 일반적인 바닥 마감 공법으로 사용되어 왔다. 그러나 시멘트 바닥 마감 공법은 저렴한 시공비와 시공의 용이성 때문에 많이 사용되어 오고 있지만 동시에 많은 단점이 있다.

먼저 시멘트 수화물의 고유 특성인 경화시 건조 수축으로 인해 크랙, 박리현상 등을 발생시킨다는 것이다. 시멘트는 물과 혼합시 시멘트 크링커의 구성성분인 C3S, C2S, C3A 등이 물과 결합하면서 골재 입자와 골재 입자 사이의 내부 기공들을 충진시키면서 강도를 갖게 되는데 이는 양생기간을 거치면서 100% 물과 반응하는 것이 아니라 일부의 물은 증발하게 된다. 이때 물이 증발하면서 발생되는 공극을 충진시키기 위하여 시멘트 경화체는수축하게 된다. 일정한 면적에 시공된 시멘트 모르타르의 수축은 경화체 내부에 응력을 발생시켜서 내부 강도를 약화시키고 궁극적으로 크랙, 박리현상 등이 나타나게 된다. 특히 작업자의 숙련도가 떨어질수록 바닥의 평활한 수평을 얻기 위하여 시멘트 페이스트의 혼수율을 높이게 되는데 이는 수축률을 더욱 크게 해서 강도를 현격히 저하시킨다.

다음으로 시멘트 모르타르 바닥 마감 공법으로 시공하였을 경우 발생되는 문제는 높은 경도에 비해 지나치게 낮은 인장강도와 충격강도의 문제이다. 이러한 시멘트 모르타르 바닥 마감공법의 물리 특성은 차량의 통행이 많은 물류 센터나 주차장, 충격이 주어지는 공장바닥 등에 시공되었을 경우 바닥 마감재의 수명을 현격히 줄여서 잦은 개보수 공사를 해야하는 번거로움을 낳게 된다. 시멘트 모르타르 바닥 마감 공법에 의한 이러한 건조 수축이나 수평 불량을 보완하기 위하여 고안된 것이 SL재에 의한 자기 수평 바닥 마감 공법이다. SL재는 기존의 시멘트 모르타르의 3성분계에 속경시멘트, 석고 및 유기물을 첨가한 바닥 마감용 재료이다. 이는 속경시멘트와 석고의 팽창 작용에 의해 시멘트계 바닥 마감재에서 나타났던 수축률을 보상해 주어서 크랙의 발생을 억제하며 또 고유동화제를 첨가하여 페이스트의 유동성을 증대시켜 바닥의 수평을 향상시켰다. 이상과 같은 시멘트계 자기 수평 물질에 관한 특허로는 미합중국 특허 제5403394호, 유럽 특허 제0725044호, 일본 특허 제05221698호, 대한민국 특허공고공보 제91-14322호 등이 있다.

그러나 이상에서 제안된 SL재는 구성 성분중 속경시멘트의 고유특성인 공기 중에 노출시 이산화탄소와의 반응에 의한 석출 현상이 발생할 수 있으므로 내구성이 발안정하여 시공후 표면에 추가 마감을 필수적으로 하여야 한다.

상기에서처럼 시공비가 저렴하고 시공이 용이한 반면 내구성이 약해 수명이 짧은 시멘트계 바닥 마감공법의 단점을 보완하기 위해 고안된 것이 에폭시 수지 등을 사용한 유기 바닥 마감재이다.

일반적으로 에폭시 수지라고 총칭되는 것은 그것을 구성하고 있는 분자의 화학적인 단위로 반드시 에폭시 결합을 갖고 있는 것을 칭한다. 또 에폭시 수지는 그것을 단독으로 사용되는 일이 전혀없다고 할 수 있으며 소위 경화제를 다시 첨가하여 열경화성 물질로 변화시킨 상태로서 사용되는 것이 보통이므로 수지의 중간체라고 생각하는 것이 보통이다. 경화 에폭시 수지는 점도, 접착력, 내화학성 및 전기적 성질 등이 모두 우수하여 구조물의 바닥재로서 적합한 물성을 갖는데 이와 같은 우수한 물성은 다른 종류의 단일 플라스틱에서는 일반적으로 바랄 수 없는 것이다.

이러한 에폭시 수지를 바닥 마감재로서 이용하게 되면 강력한 접착성, 내마모성, 내약품성, 저수축성, 치수 안정성 등의 우수한 물성을 갖고 있다. 이러한 물성은 시멘트 바닥 마감재의 단점인 수축에 의한 박리, 크랙 등의 문제를 해결해줄 수 있는 바닥 마감재로서 각광을 받았다. 그러나 에폭시 수지로 바닥 마감을 할 경우에는 그 시공면이 청정하고 건전하지 못하면 시공의 효과가 없어 시공 전처리가 까다롭다는 단점이 있다.

즉 하지에 염산 용액을 일정하게 살포하여 레이턴스나 먼지를 용해시킨 후 이를 다시 물로 깨끗이 씻어 내고 이를 다시 완전히 건조시킨 다음 시공을 해야 하는 등의 번거움이 있고 시공비도 다소 비싸다는 단점이 있다. 이렇듯 번거로운 마감 작업과 고가의 재료비 및 시공비에도 불구하고 유기 바닥 마감재는 무기질 재료인 하지와의 현격한 물성 차이에 의해 박리 등의 문제가 발생될 수 있다는 물성적인 단점을 가지고 있다.

일반적인 시멘트 경화체의 강도는 내부 공극율에 비례한다. 즉 강도를 높이기 위해서는 양생을 잘시켜서 공극율을 줄이기는 반면 파괴의 주원인인 매크로 공극율을 효과적으로 제어하는데 있다고 할 수 있겠다. 폴리머 보강 시멘트계 자기 수평 바닥 마감재는 미세한 폴리머 입자들을 시멘트 입자 및 골재 입자들 사이에 충진시킴으로서 공극률을 줄여 압축 강도를 증대시키는 반면 건조시 발생되는 폴리머 자체의 접착력으로 인장 강도를 동시에 중대시키는 기능을 한다. 보통의 시멘트 모르타르의 인장 강도는 압축 강도의 10% 정도밖에 되지 않아서 바닥 시공후 인장력의 영향을 받는 차량통행 등에 의해 파괴되지만, 폴리머 보강 시멘트 경화체는 인장강도가 압축강도의 70~80%까지 발현이 가능하므로 일반 시멘트 모르타르보다 우수한 크랙 및 박리 안정성을 보유하고 있다. 또 폴리머는 건조시 높은 접착력을 발현하므로 하지와의 접착 강도를 높여서 박리현상의 위험이 거의 없다. 이상과 같은 크랙 및 박리 안정성은 기존의 시멘트계 바닥 마감 공법의 문제점인 충격 및 크랙 안정성을 향상시켰으며, 유기 바닥 마감 공법의 단점인 약한 경도의 문제도 동시에 해결하게 되었다.

상기와 같이 우수한 물성을 갖는 폴리머 보강 시멘트계 자기 수평 바닥 마감재의 폴리머의 특성은 다음과 같다.

폴리머 보강 시멘트계 자기 수평 바닥 마감재용 폴리머는 시멘트 페이스트와 함께 혼합되었을 때 수분이 건조되면 시멘트 입자 및 골재 사이에서 바인더 역할을 해주고 경화체 표면에 얇은 폴리머 막을 형성해 주어야 한다. 그러나 완전히 경화되기 전에 응고하거나 석출된다면 시멘트 페이스트의 유동성이 심각히 저하시킬 것이므로 건조되면 즉시 굳고, 젖은 상태에서는 충분한 유동 특성을 가져야 한다. 일반적인 폴리머는 무극성이므로 시멘트 경화 용매인 물에 용해되지 않는다. 따라서 폴리머는 물에 녹을 수 있도록 에멀젼화시켜야 한다. 폴리머가 에멀젼화하기 위해서는 폴리머 분자가 갖추어야 할 몇가지 특성이 있는데 그중 하나가 영구 2중결합을 분자 결합내에 가지고 있어야 하며 이 영구 2중 결합은 자유 레디칼과 접촉하였을 경우 반응할 수 있을 정도로 충분한 활성도를 가지고 있어야 한다는 것이다. 폴리머 에멀젼 용으로 주로 사용되는 모노머는 비닐아세테이트, 스티렌, 비닐 크로라이드, 소디움비닐포네이트, 에틸아크릴레이트, 에틸렌 등이 있다.

이러한 폴리머 에멀젼 중 시멘트 혼합물로서 적합한 종류는 다음과 같은 요구 조건을 충족시켜야 한다.

첫번째, 일반적인 폴리머 에멀젼은 5~20%정도 물보다 비중이 높은데 이는 시멘트 페이스트의 반응용매로 사용되기 부적합니다. 지나치게 높은 비중은 시멘트 페이스트의 유동성을 저하시키고 시멘트 입자가 충분히 수화하는 것을 방해하여 궁극적으로는 시공 표면의 불안정과 경화체의 강도 저하를 가져온다.

두번째, 시멘트 페이스트는 고알카리성의 화학적 특성을 갖는다는 것이다. 이는 경화 용매로 투입한 폴리머 에멀젼과 반응을 일으킬 수 있음을 의미한다. 따라서 시멘트 경화 용매로 사용될 폴리머 에멀젼은 고내알카리 특성을 가져야 한다.

세번째, 적당한 입자 크기의 조절이 필요하다. 현재 사용되는 폴리머 에멀젼의 경우 입자의 크기가 0.1㎛ 이상이다. 하지만 시멘트 경화용매로 사용될 폴리머 에멀젼의 경우 지나치게 입자가 크다거나 작다면 시멘트 및 골재 입자들 사이에서 정교한 충진 작용이 불가능하여 그 기능을 상실하고 만다.

마지막으로 유리 전이 온도에 관한 것이다. 일반적으로 시멘트의 시공은 상온에서 행하여 진다. 적당한 유리 전이 온도를 제어하는 것이 시멘트 경화체 위에 적당한 피막을 입히는 기본 조건이 된다. 예를 들면 스티렌이나 메틸메타아크릴레이트의 경우는 100~105℃ 정도에서 유리 전이가 되는데 이는 너무 높아서 시멘트시공 온도에는 적합치가 않다. 또 아크릴레이트는 유리 전이 온도가 -54℃ 정도인 데 이는 지나치게 낮아서 시멘트 시공시 적용하는 것이 불가능하다. 일반적인 건설 현장에서 시멘트 타설은 물의 빙점 이상에서 시공을 함으로 폴리머 에멀젼의 유리 전이 온도는 약 1~5℃ 정도가 적당하다. 유리 전이 온도는 중합체의 경우 각 단량체의 투입비에 비례하여 결정되는데 예를 들면 50% 정도의 부틸아크릴레이트와 스티렌을 혼합한다면 약 5℃ 정도의 유리 전이 온도를 얻을 수 있다.

폴리머 에멀젼은 잠재적으로 불안정한 물질이다. 따라서 적당한 안정제가 존재하지 않으면 폴리머 입자들은 침전하거나 응집하게 된다. 가장 간단한 안정제는 설페이트나 설페이트 계열의 안정제를 사용한다. 하지만 폴리머의 특성에 따라 음이온이 대전되는 카르복실, 설페이트, 포스페이트, 양이온이 대전되는 사극화 질소(Quarternized nitrogen)와 중성으로서 극성이 대전되지 않는 폴리에틸렌 응축물 등이 사용된다. 보통은 용매의 PH 성질에 따라 적당한 안정제를 선택한다.

이상의 폴리머 보강 시멘트 모르타르에 관해 일본 특허 제04367546호, 일본 특허 제05339041호에서 제안된바 있으나, 이들 발명에서 사용한 폴리머는 상기에 언급된 물성이 제대로 제어되지 않아 경화지연현상이나 경화후 강도부실 등의 문제를 발생시켰다.

시멘트 바닥 마감 공법은 시공비가 저렴하고 시공이 용이하며 높은 압축강도, 경도를 나타내지만 경화시 건조수축으로 인해 크랙, 박리 등이 발생되고 높은 경도에 비해 인장강도 및 충격강도가 낮아 개보수 공사를 자주해야하는 단점이 있고, 유기 바닥 마감공법은 접착성, 내마모성, 내약품성, 저수축성, 치수안정성 등이 우수하며 수축에 의한 박리, 크랙 등의 문제를 해결할 수는 있으나, 시공전체가 까다롭고 시공비가 비싸며, 무기질 재료인 하지와의 현격한 물성차이로 인해 박리등의 문제가 발생될 수 있다는 단점이 있다.

이에 본 발명은 시멘트계 바닥 마감재와 유기 바닥 마감재 각각에서 유동성 및 내구성을 증진시키기위하여 스티렌-아크릴레이트 공중합체 폴리머 현탁액과 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 폴리머 현탁액을 사용하여 입도, 내알카리 특성, 유리전이온도 등을 조절하여 경화지연현상이나 경화후 강도부실등의 문제를 해결하여 시멘트 바닥 마감재의 장점인 높은 압축강도, 경도 등을 갖고, 유기 바닥 마감재의 유연성, 내마모성, 내화학성등이 우수한 폴리머 보강 시멘트계 바닥 마감재를 얻을 수 있었다.

본 발명의 목적은 포틀렌트 시멘트 100 중량부, 가공규사 100~200 중량부, 석회석 45~75 중량부, 속경시멘트 5~50 중량부, 인산부산석고 5~50 중량부, 감수제, 소포제, 증점제 및 응결지연제로 구성된 유기혼화제 3~10 중량부, 스티렌-아크릴레이트 공중합 폴리머 현탁액 30~60 중량부, 에틸렌-비닐아세테이트 공중합 폴리머 현탁액 5~10 중량부로 구성되어 있는 폴리머 보강 시멘트계 자기 수평 바닥 마감재 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 폴리머 보강 시멘트계 자기 수평 바닥 마감재 조성물은 포틀렌트 시멘트 100 중량부, 가공규사 100~200 중량부, 석회석 45~75 중량부, 속경시멘트 5~50 중량부, 인산부산석고 5~50 중량부, 감수제, 소포제, 증점제 및 응결지연제로 구성된 유기혼화제 3~10 중량부, 스티렌-아크릴레이트 공중합체 폴리머 현탁액 30~60 중량부, 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 폴리머 현탁액 5~10 중량부도 구성되어 있다.

본 발명에 사용되는 주원료는 일반 포틀렌트 시멘트, 인공규사, 석회석, 속경 시멘트, 석고, 폴리머 현탁액이다.

먼저 본 발명에서 사용되는 포틀렌트 시멘트는 지나치게 pH가 높을시 투입 폴리머와의 반응으로 인해 폴리머가 충진 및 입자간 결합 역할을 하는데 지장을 줄수 있으므로 증류수에 5% 시멘트 현탁액을 넣었을 경우 pH 11.5 이하가 됨을 원칙으로 한다. 입도의 경우는 일반적으로 국내에서 국내에서 생산되는 시멘트의 범위를 벗어나지 않도록 한다.

규사는 유동성 증진 및 부수 현상 방지 방안으로 규석광을 파쇄 제조한 가공규사를 시멘트 100 중량부에 대해 100~200 중량부 사용한다. 100 중량부 이하 투입시 상대적인 시멘트량 증가로 건조수축률이 증가하여 크랙을 발생시킬 수 있으며, 200 중량부 이상 투입시에는 강도저하 및 충분리 현상을 일으킬 수 있다. 이때 사용되는 규사는 속경 시멘트와의 반응에 의한 탄산화 현상을(알카리 금속 성분이 대기중의 CO₂와 반응하여 석출분을 형성)을 방지하기 위하여 알카리 금속의 함량을 0.05% 이하로 한다. 0.05% 이상일 때에도 적용할 수 있으나 고온 및 고습시에 석출현상을 일으키므로 사용에 주의를 해야한다. 규사의 입도는 +70메쉬 20~30%, +140메쉬 40~45%, +270메쉬 30~35%, +400메쉬 10~15%, -400메쉬 1~5%의 입도분포(+ : 메쉬 비통과분, - : 메쉬 통과분)를 이루고 있다. 상기의 규사는 자연사에 비해 입도의 분포가 넓어 경화시 내부 강도를 증진시키는 역할을 한다. 또 고순도의 규석광을 파쇄함으로 알카리 금속과 같은 불순물의 함유량이 일반 강변사에 비해 매우 낮다.

본 제품에서 사용되는 속경 시멘트는 팽창성은 크며 적절한 경화시간을 제공하므로서 하절기나 고온시에 충분한 작업성을 갖도록 해주며 폴리머 투입으로 인한 유동성 저하를 상대적으로 보정해 준다. 또한 고온 다습시 탄산화 현상을 발생시키는 원인이 되는 알카리 금속류의 함유량을 줄인 제품을 사용함으로서 하절기 작업시에도 탄산화 안정성을 가지도록 하였다. 본 발명의 속경시멘트로서는 알루미나 시멘트가 바람직하다. 속경시멘트의 사용량은 시멘트 100 중량부에 대해 5~50 중량부 사용한다. 5 중량부 이하 투입시에는 경화가 지연되어 건설 현장에서 공기가 지연되며, 수축률이 증가하여 크랙을 발생시킬 수 있으며, 50 중량부 이상 투입시에는 지나치게 경화시간이 짧아져 충분한 작업성을 얻을 수 없으며 또 과다 팽창에 의해 시공후 박리, 크랙 등의 현상을 일으킬 수 있다. 이는 시공시의 온도나 시공현장의 여건에 따라 유기적으로 변화될 수 있으며 이는 석고 투입량과 일정한 관계를 갖는다. 지나치게 작은 속경시멘트의 투입량은 시멘트 경화제내에 경화의 불균질을 가져와서 내부 응력을 발생시켜서 경화체의 강도를 저하시킨다. 또 지나친 속경 시멘트의 투입은 경화를 너무 빠르게 하여 작업을 하는데 있어서 충분한 작업성을 갖지 못하도록 한다. 따라서 시공현장 및 시공현장의 물의 온도에 따라 적당히 조절할 필요가 있다.

본 제품에서 사용되는 석고는 제품의 안전성을 위하여 인산부산석고인 무수석고를 사용함을 원칙으로 한다. 석고의 사용량은 포틀렌트 시멘트 100 중량부에 대하여 5~50 중량부를 사용할 수 있다. 이는 속경시멘트의 사용량에 따라 결정되어 진다.

감수제, 소포제, 증점제 및 응결지연제로 구성되어 있는 유기혼화제가 사용된다. 유기혼화제의 사용량은 포틀렌트 시멘트 100 중량부에 대하여 3~10 중량부를 사용한다. 본 발명에서는 감수제로는 멜라민 포름알데하이드, 소포제로는 폴리다이 메틸실록세인 화합물, 증점제로는 셀룰로오스 화이버, 응결지연제로는 시트릭산을 사용하였으며, 구성비는 중량비로 감수제 : 소포제 : 증점제 : 응결지연제 = 5 : 2 : 2.5 : 0.5로 혼합하였다.

마지막으로 폴리머 현탁액은 한 종류를 사용하거나, 단량체를 사용하였을 경우 시멘트 페이스트에서 필요로 하는 요구 특성을 만족시켜 줄 수 없으므로 두 종류의 중합체를 사용하였다. 여기에서 본 제품에 사용된 공중합체는 스티렌과 아크릴레이트의 공중합체와 에틸렌과 비닐아세테이트의 공중합체를 동시에 사용하는데 이들은 물속에 현탁된 상태에서 시공된다.

스티렌과 아크릴레이트를 공중합한 폴리머 현탁액은 고형분의 함유량은 50 중량% 정도로 함이 바람직하다. 스티렌-아크릴레이트 공중합체 폴리머 현탁액은 포틀렌트 시멘트 100 중량부에 대해 27~64 중량부 사용하며, 27 중량부 이하 투입시에는 시공면의 압축 강도는 증대되나, 변형력(Strain Capacity)의 저하로 크랙을 발생시킬 수 있으며, 또한 마모 강도의 저하로 건설 현장에 시공후 바닥 부실의 원인이 된다. 64 중량부 이상 투입시에는 변형력은 증가하나 압축강도의 저하로 바닥면의 변형을 가져올 수 있다. 이 폴리머 현탁액의 비중은 일반적인 시멘트 모르타르 시공과 동일한 조건을 부여하기 위하여 0.95~1.05로 함을 원칙으로 한다. 지나치게 높은 점도는 시멘트 입자의 원활한 수화반응을 방배하여 궁극적으로 경화체의 강도 부실의 결과를 낳고, 지나치게 낮은 점도는 표면의 충분리 현상 원인이 되므로 0.5~2.5 센티포이즈(cps) 전후로 함을 원칙으로 한다. 폴리머 현탁액중 고형분의 지나치게 큰 입도나 지나치게 작은 입도는 시멘트 경화체의 충진율을 저하함으로 0.5~1.5㎛ 정도로 제어함을 원칙으로 한다. 마지막으로 유리 전이 온도는 일반적인 건설 현장에서 시멘트 모르타르 및 레미콘의 시공 조건을 고려하여 1℃ 미만으로 제어함을 원칙으로 한다.

에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 폴리머 현탁액은 포틀렌트 시멘트 100 중량부에 대해 3~6 중량부 사용하며, 3 중량부 이하 투입시 유동성은 증대되나 지나친 점도 저하로 충분리가 발생될 수 있으며, 6 중량부 이상 사용할 때에는 지나치게 유동성이 저하되어 SL재로서의 효율성을 잃게 된다. 이 폴리머 현탁액은 고형분의 함유량을 50 중량%로 함을 원칙으로 하며, 비중은 0.95~1.05로 하며, 입자의 크기는 경화체의 충진도를 고려하여 스티렌-아크릴레이트 공중합체 폴리머보다 큰 3~9㎛로 제어함을 원칙으로 한다. 특히 유리전이 온도는 스티렌-아크릴레이트 공중합체 폴리머와 동일하게 1℃ 미만으로 한다.

시멘트 페이스트가 고알카리성임을 고려하여 안정제는 양이온 계통인 사극성질소(quarternized nitrogen)를 사용할 수 있다.

이하 본 발명을 실시예 및 비교예를 들어 더욱 자세히 설명하나 본 발명이 이 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

실시예 및 비교예

다음 표 1과 같은 조성비로 배합하여 시멘트계 자기 수평 바닥 마감제 조성물을 제조하였다.

폴리머 보강 시멘트계 자기 수평 바닥 마감재 조성물 배합예

[표 1]

상기배합의 폴리머 보강 자기 수평 시멘트 모르타르 바닥 마감재의 실험결과를 다음 표 2에 나타내었다.

폴리머 보강 시멘트계 자기 수평 바닥 마감재 물성 비교표

[표 2]

표 2에 나타낸 바와같이 폴리머가 보강되었을 경우 기존의 시멘트계 자기 수평 모르타르와 물성을 비교해 보면 압축강도는 큰 차이가 없으나 인장 강도에 의해 좌우되는 하자와의 접촉 강도, 곡강도, 마모율 등의 물성에서는 커다란 차이점을 나타낸다. 압축 강도를 비교하면 폴리머가 첨가된 시편이 첨가되지 않은 시편보다 초기 강도가 약한 경향이 있는데 이는 폴리머 투입시 폴리머 막에 의해 경화가 다소 지연되기 때문이다. 하지만 28일 이후 강도는 오히려 능가하는 경향이 있다. 접착 강도와 곡강도가 증대된 것은 폴리머 현탁액이 건조되면서 입자 사이에서 바인더 역할을 함으로 강도를 증대시켰으며 마모 강도가 증대된 것은 폴리머 막의 형성으로 내구성이 증대된 것으로 볼 수 있다.

본 발명의 폴리머 보강 시멘트계 자기 수평 바닥 마감재는 시멘트계 바닥 마감재의 단점인 크랙, 박리 등에 의한 내구성 저하와 유기 바닥 마감재의 단점인 시공의 번거로움과 압축 강도가 약화에 따른 경도 저하의 문제를 개선시키고, 반대로 시멘트계 바닥 마감재의 장점인 높은 압축강도 및 경도와 유기 바닥 마감재의 장점인 높은 내충격성, 인장강도 및 마모강도의 특성을 살려 차량의 통행이 많아 잦은 개보수의 번거로움을 겪어야만 했던 상업용 및 공업용 건축물의 바닥 내구성을 증진시켰다.

Claims (3)

1. 포틀렌트 시멘트 100 중량부, 가공규사 100~200 중량부, 석회석 45~75 중량부, 속경시멘트 5~50 중량부, 인산부산석고 5~50 중량부, 감수제, 소포제, 증점제 및 지연제로 구성된 유기혼화제 3~10 중량부, 고형분농도가 50 중량%인 스티렌-아크릴레이트 공중합체 폴리머 현탁액 27~64 중량부, 고형분농도가 50 중량%인 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 폴리머 현탁액 3~6 중량부로 이루어진 폴리머 보강 시멘트계 자기 수평 바닥 마감재 조성물.
2. 제1항에 있어서, 가공규사는 알카리 금속 함유량이 0.05% 이하이고, 입도분포가 +70메쉬 20~30%, +140메쉬 40~45%, +270메쉬 30~35%, +400메쉬 10~15%, - 400메쉬 1~5%인 것을 특징으로 하는 폴리머 보강 시멘트계 자기 수평 바닥 마감재 조성물.
3. 제1항에 있어서, 폴리머 현탁액 중 스티렌-아크릴레이트 공중합체 폴리머 현탁액은 폴리머 입자의 비중이 0.95~1.05, 입도가 0.5~1.5㎛, 점도가 0.5~2.5cps, 유리전이온도가 1℃ 미만이고, 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 폴리머 현탄액은 폴리머 입자의 비중이 0.95~1.05, 입도가 3~9㎛, 유리전이온도가 1℃ 미만임을 특징으로 하는 폴리머 보강 시멘트계 자기 수평 바닥 마감재 조성물.