KR20000001536A - 천연 제올라이트를 함유한 방수제의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 천연 제올라이트(zeolite)를 사용한 방수제에 관한 것으로 그 기술구성은 포트란트 세멘트 65-85부, 초속경 세멘트 10-18부, 천연 제올라이트2-8부 , 염화칼슘 1-2부, 규산소다 1-4부에 수산화나트륨 1-3부를 첨가한 후 분쇄기(Pot mill)에서 온풍기로서 건조시키면서 충분히 혼합 분쇄시킨 것을 특징으로 하며 사용할 때 물을 100-200중량부 첨가하고 균일하게 혼련시킴으로서 본 발명 방수제는 천연 제올라이트의 물리 화학적 특성으로 인하여 방수성이 뛰어난 특징이 있다.

Description

천연 제올라이트를 함유한 방수제의 제조방법
본 발명은 천연 제올라이트(zeolite)를 사용한 방수성이 뛰어난 방수제의 제조방법 관한 것이다.
콘크리트는 원래 불투수성이지만 때로는 약간의 투수가 문제가 되거나 균열이 발생하여 누수 될 경우가 있다, 또한 콘크리트 블록과 구조물은 투수되기 쉬우므로 불투수성으로 만들 필요가 있다, 이때 콘크리트에 방수성을 부여 하거나 균열 및 누수를 방지할 목적으로 방수제가 사용된다, 방수제는 무기질계 또는 유기질계 등 그 종류가 다양하지만 화학적 조성에 의하여 분류하면, 염화칼슘계, 규산소다계, 지방산계, 파라핀계, 고분자 에멀젼계, 감수제 등으로 구분되며 그 중 대표적인 것은 파라핀계 및 폴리머인 수성디스퍼션 규산질의 미분말을 들 수 있다, 전자는 세멘트에 물을 흡수시키거나 건조시켜 콘크리트 속에서 굳어 발수층과 불투수층을 만들고, 후자는 소위 포졸란 반응, 즉 콘크리트 속의 수용성 수산화칼슘과 규산 및 물과 반응하여 불용성 규산 칼슘수화물을 만들어 조직을 치밀하게 만든다.
그러나 이들 중 강알카리성은 세멘트의 급결성을 부여하지만 동시에 세멘트의 강도를 저하시켜 그 수명을 반감케 하는 원인이 되며, 계면활성등과 친수성이 있을 경우 세멘트 입자간의 결속력을 저해하는 결과가 되어 구축물의 수명을 단축시키는 단점이 있다.
본 발명은 이러한 근본적인 문제점을 해결하기 위하여 천연 포졸란의 일종인 제올라이트(Zeolite)를 사용하여 제올라이트의 수분흡수 및 흡착성, 이온 교환성, 다공성 결정구조에 의하여 강도증진 및 수밀성 향상등, 우수한 방수성, 작업성 및 가공성이 우수한 제품을 제조하는데 그 목적이 있다.
지금까지 실리카와 알루미나가 결합된 결정성구조를 갖는 천연 제올라이트(zeolite)를 가지고 방수제를 제조한 예는 없다. 본 발명 방수제에 사용된 천연 제올라이트(zeolite)는 도1에 나타난 바와 같은 X선 회절무늬(pattern)와 도 2에서와 같은 적외선 스펙트럼을 분석하여 보면 크리놉틸로라이트(clinoptilolite)가 주이고 모데나이트(mordenite), 몬모릴로나이트(montmorillonite)와 석영이 소량 함유되어 있다.
본 발명에 사용하는 천연 제올라이트(zeolite)의 화학 성분을 분석한 결과는 다음과 같다.
SiO2 Al2O3 CaO MgO TiO2 Na2O K2O 계 Ig.loss
65.6% 14.2% 15% 0.6% 0.3% 1.9% 2.4% 100% 13.5%
표면적은 약 83㎡/g이었다.
크리놉틸로라이트는 결정구조가 단사정계(monoclinic)이고, 단위세포의 화학식은 Na6[(AlO2)6(SiO2)30]·24H2O로 표시되며 공동의 크기는 3-5Å이다, 또한 CO2, O2, H2O 등을 흡착할 수 있으며, 공기중 70℃까지 열적으로 안정하다. 한편 모데나이트는 결정구조가 정방정계(orthorhombic)이고, 단위세포의 화학식은 Na8.7[(AlO2)8.7(SiO2)39.3]·24H2O이며 공도의 크기는 6.2Å이다,
본 발명에 사용되는 나트륨염은 물에 녹으며 낮은 어느점을 가지고 있기 때문에 겨울 공사에서도 잘 얼지 않는다. 콘크리트의 요구되는 특성에 따라 사용되는 양이 다르지만 보통 30%용액이 사용된다. 소량 사용할 때 이들만의 존재는 정상적인 감수효과를 나타내고 다량 사용할 때에는 지연 감수효과를 나타낸다. 소량을 염화칼슘(CaCl2)과 함께 혼합하면 거의 색이 없고 침전이 없는 용액으로서 급결감수제가 된다, 같은 방법으로 리그노설포네이트(lignosulphonate)를 혼합하면 공기 연행 감수제가 얻어지며 이의 급결 또는 지결기능은 나트륨염의 첨가량에 의존한다.
제1도는 본 발명 방수제에 함유된 천연 제올라트(zeolite)의 X-선 회절무늬 (pattern)이다.
제2도는 본 발명 방수제에 함유된 천연 제올라이트(zeolite)의 적외선 (FT-IR) 스펙트럼이다.
제3도는 본 발명에 따라 제조된 방수제의 성능 검사시 사용된 기구의 모식도 이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 세멘트층 2: 방수제 도막층
본 발명에 사용되는 재료의 구성은 포트란트 세멘트 65-85부, 초속경 세멘트 10-18부, 천연 제올라이트 2-8부, 염화칼슘 1-2부, 규산소다 1-4부에 수산화나트륨 1-3부를 첨가하고 분쇄기(pot mill)에서 온풍기를 사용하여 건조시키면서 10-15시간 동안 120rpm으로 충분히 혼합 분쇄하여 400메쉬(mesh)이상의 방수제 분말을 얻고 사용시에는 물100-200중량부를 첨가하여 균일하게 교반한 후 방수용액으로 쓴다,
본 발명에 의하여 제조된 방수제의 성능테스트에 사용된 기구는 도3에 도시된바와 같이 PVC관 하부에 세멘트층을 만들었으며 물이 잘 투수될 수 있도록 시멘트와 모래의 혼합비를 1:5로 배합하였다. 세멘트층 하단에 본 발명에 의하여 제조된 방수제를 도포하고 공기중에서 서서히 건조시킨다, 건조가 완료된 PVC관에 물 2.5리터 채운 후 경시별 누수정도를 육안으로 관찰하여 평가한다.
이하 실시예에 의거 본 발명을 구체적으로 설명한다.
실시예1
포트란트 세멘트 75부
초속경 세멘트 15부
천연 제올라이트 6부
CaCl21부
규산소다 2부
수산화나트륨 1부
상기 조성의 혼합물을 분쇄기에 넣고 15시간동안 120 rpm으로 혼합 분쇄하여 500메쉬(mesh)로 제조한 본 발명 방수제 분말 300 그램에 물100그램을 넣고 균일하게 교반하여 방수용액을 얻고 이 방수용액을 도 3의 PVC관 하부의 세멘트층 외면에 도포하고 공기중에서 5일간 서서히 건조시켰다. 건조가 완료되면 PVC관에 물을 2,5리터 채운 후 경시별 누수정도를 육안으로 관찰하여 본 결과 완전하게 방수처리가 되었다.
실시예2
포트란트 세멘트 70부
초속경 세멘트 14부
천연 제올라이트 8부
CaCl21부
규산소다 4부
수산화나트륨 3부
상기 조성의 혼합물을 분쇄기에 넣고 15시간 동안 120rpm으로 혼합 분쇄하여 500메쉬(mesh)로 제조한 본 발명 방수제 분말 300그램에 물 150그램을 넣고 균일하게 교반하여 방수용액을 얻은 다음 이 방수용액을 도 3의 관 하부의 세멘트층 외부면에 도포하고 공기중에서 5일간 서서히 건조시켰다, 건조가 완료되면 PVC 관에 물을 2,5리터 채운후 경시별 누수정도를 육안으로 관찰하여 본 결과 완전하게 방수처리가 되었다.
천연 포졸란의 일종인 제올라이트를 사용하였으므로 수분흡수, 흡착성, 이온교환성이 우수하며 다공성 결정구조로 인하여 강도증진을 기할 수 있으며 수밀성 향상으로 우수한 방수제를 제조할 수 있다.

Claims (2)

  1. 포트란트 세멘트 65-85부, 초속경 세멘트 10-18부, 천연 제올라이트 2-8부, 염화칼슘 1-2부, 규산소다 1-4부에 수산화나트륨 1-3부를 첨가하고 분쇄기(Pot mill)에서 온풍기로 건조시키면서 충분히 혼합 분쇄함을 특징으로 하는 방수제의 제조방법
  2. 제1항에 있어서,
    천연 제올라이트는 크로놉틸로라이트(cinoptilolite)가 주이고, 모데나이트(mordenite), 몬모릴로나이트(mintmorillonite)와 석영이 각각 소량 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 방수제의 제조방법
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