KR20010087807A

KR20010087807A - 콘크리트구조물의 중성화 및 염해의 방지를 위한표면도장재료 및 그의 도장방법

Info

Publication number: KR20010087807A
Application number: KR1020010032314A
Authority: KR
Inventors: 김성수; 윤정배
Original assignee: 김성수; 윤정배
Priority date: 2001-06-09
Filing date: 2001-06-09
Publication date: 2001-09-26
Also published as: KR100439743B1

Abstract

본 발명은 건축용 콘크리트 구조물의 표면을 코팅하는 공법에 관한 것으로 건축용 콘크리트 구조물을 보호하기 위하여 광촉매, 수용성변성아크릴, 셀룰로우스섬유 및 시멘트계 복합재료를 혼합 사용하여 제조한 광촉매 반응성 탄성 세라믹 코팅재료에 의해 교량, 터널, 복개구조물 및 기타 토목, 건축용 콘크리트 구조물의 표면을 코팅하는 코팅재료 및 그의 공법이다. 콘크리트의 열적 수축팽창성질과 동일한 무기계인 탄성 세라믹 코팅재료에 의하여 콘크리트표면을 코팅함으로써 탄산가스, 아황산가스, 염분 및 염화칼슘 등의 침투를 막아 콘크리트 속의 철근의 부식을 방지할 수 있다. 또한, 광촉매 반응성 코팅재료에 의하여 콘크리트표면을 코팅함으로써 자외선으로부터 광촉매 표면상의 오염물질을 산화시켜 제거하여 환경정화를 도모하고자 하는 새로운 정화기술을 제공할 수 있다. 또한, 성능이 저하된 콘크리트의 모세관 공극 및 미세한 균열 속으로 쉽게 침투하여 콘크리트를 강화시켜주고 상온에서나 저온에서도 탄성이 있기 때문에 균열이 발생하더라도 충분히 균열에 의한 도장막이 파괴되지 않는다.

Description

콘크리트구조물의 중성화 및 염해의 방지를 위한 표면도장재료 및 그의 도장방법{Coating material for the protection from the salt attack and the carbonation of concrete structures and coating method thereof}

본 발명은 건축용 콘크리트 구조물의 표면을 코팅하는 공법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 건축용 콘크리트 구조물을 보호하기 위하여 교량, 터널, 복개구조물 및 기타 토목, 건축용 콘크리트 구조물의 표면을 코팅하는 공법에 관한 것이다.

종래의 콘크리트는 반영구적인 건설재료로 인식되었으나 여러 가지 환경적, 물리적 요인에 의해 콘크리트도 성능이 저하되어 사용수명이 날로 줄어들고 있다.

특히, 콘크리트 구조물이 해양환경과 같은 지역에서 염분에 노출될 경우 콘크리트 속으로 염분이 침투, 확산된다는 것은 주지의 사실이다. 콘크리트 속으로 염분이 침투할 경우 콘크리트 속에 매입되어 있는 철근이 부식을 일으키며, 콘크리트의 균열, 박리 및 강도를 저하시켜 구조물에 치명적인 결과를 초래한다.

또한 자동차의 배기가스에 의한 중성화 현상으로 인해 내부철근의 부식, 균열, 탈락 등이 발생하고 있다.

따라서, 상기의 원인에 의해 콘크리트 속의 철근이 부식되는 것을 방지하기 위하여 미리 콘크리트 표면에 코팅을 함으로써 탄산가스, 염분 및 수분으로부터 차단시키는 방법이 최선의 방법이다.

이와 관련하여 종래에는 철강의 코팅재료에 사용했던 유기계 에폭시수지나 아크릴수지를 콘크리트 코팅재료로 이용하였다. 이와 같은 종래의 기술에 의하면 시공초기에는 큰 접착강도를 나타내지만 장기간 콘크리트의 건조수축과 열팽창 등에 따른 콘크리트와의 이질적인 성능 때문에 장기적인 접착성능이 저하되어 콘크리트의 코팅면에서 탈락이 발생되거나 미세한 변형에도 도장막이 파괴되는 문제점이 있었다. 뿐만 아니라 이들 재료는 함수(含水)의 상태에 있는 콘크리트에 시공할 경우 접착이 되지 않아 콘크리트를 완전히 건조한 후에 시공을 해야 하기 때문에 종종 하자가 발생되는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 콘크리트와 열적 수축팽창성질이 동일한 무기계인 탄성 세라믹 코팅재료에 의하여 콘크리트표면을 코팅함으로써 탄산가스, 아황산가스, 염분 및 염화칼슘 등의 침투를 막아 콘크리트 속의 철근의 부식을 방지하기 위한 공법을 제공하는데 있다.

한편, 본 발명의 다른 목적은 광촉매 반응성 코팅재료에 의하여 콘크리트표면을 코팅함으로써 자외선으로부터 광촉매 표면상의 오염물질을 산화시켜 제거하여 환경정화를 도모하고자 하는 새로운 정화기술을 동시에 제공하는 데 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 목적은 성능이 저하된 콘크리트의 모세관 공극 및 미세한 균열 속으로 쉽게 침투하여 콘크리트를 강화시켜주고 상온에서나 저온에서도 탄성이 있기 때문에 균열이 발생하더라도 충분히 균열에 의한 도장막이 파괴되지 않는 콘크리트의 코팅재료를 제공하는 데 있다.

이하에서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 셀룰로우스섬유와 실리카흄(silica fume)이 함유된 시멘트계 복합재료, 광촉매반응성이 우수한 이산화티타늄(TiO₂) 등, 및 침투성능과 탄성이 우수한 수용성 변성아크릴을 적절한 비율로 혼합하여 적용하기 용이한 액상으로 만들어 콘크리트표면에 코팅함으로써 대기중의 탄산가스, 아황산가스, 염분 및 염화칼슘 등의 침투를 막아 콘크리트 속의 철근의 부식을 방지하도록 한다. 이 때, 셀룰로우스 섬유는 주로 침엽수에서 추출하여 특수 가공된 지름이 0.01∼0.05mm, 길이가 1∼6mm, 인장강도가 3,000∼8,000kgf/cm²정도인 것을 사용하며, 실리카흄은 SiO₂의 함량이 90%이상이고 비표면적이 200,000cm²/g 이상인 것을 사용한다.

한편, 본 발명에 따른 광촉매 반응성 탄성세라믹 코팅재료를 구성하는 조성비는 시멘트 30∼50 중량%, 실리카흄 10∼30 중량%, 셀룰로우스섬유 0.5∼5 중량%, 이산화티탄늄 1∼5 중량%, 혼화제 0.5∼2 중량%, 수용성 변성아크릴 15∼25 중량%,물 20∼35 중량%의 조성비를 갖는다.

본 발명의 코팅재료는 시멘트, 실리카흄, 셀룰로우스섬유 등의 무기질계 코팅재료로 구성되기 때문에 콘크리트의 건조수축과 열팽창 등이 발생될 경우 콘크리트와의 동질적인 성능 때문에 장기적인 접착성능이 우수하여 콘크리트의 코팅면에서 탈락이 발생되기 어려우며 도장막이 잘 파괴되지 않는다. 또한, 콘크리트 구조물의 제작할 때 함수상태에서도 코팅재료를 적용할 수 있어 공정상의 기간 단축과 전술한 하자를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 코팅재료는 이산화티타늄(TiO₂)을 포함하고 있기 때문에 코팅표면에 태양 복사광 중의 자외선(UV-rays)이 조사될 때 공기 중의 산소(O₂)의 존재 하에서 강력한 산화력을 가지게 되어 항균 및 수질정화에도 도움이 된다. 이 때, 광촉매반응에서 질소산화물(NOx)을 산화분해시켜 제거하는데 광촉매제인 이산화티탄늄, 자외선(UV, 320∼400nm) 및 산소(O₂)가 필요한 바, 이중에서 자외선은 태양광선으로 충분하고 산소는 공기 중에 포함돼 있기 때문에 자연환경에서도 충분히 효과를 나타낼 수 있다. 따라서, 광촉매에 의한 대기정화는 자외선으로부터 광촉매 표면 위에서 오염물질을 산화시켜 제거하는 방법으로서 질소화합물(NOx)인 NO, NO₂등의 오염농도가 높은 도로 주변의 콘크리트구조물 표면 등에 시공하여 터널, 지하차도, 콘크리트교량 등의 표면을 정화함으로써 구조물의 환경정화를 도모하고자 하는 새로운 자정작용을 가진 정화기술이다.

본 발명의 또다른 바람직한 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 광촉매 반응성탄성세라믹 코팅재료에 의한 콘크리트구조물의 중성화 및 염해방지 표면도장공법은 먼저 도장범위를 결정하고, 본 발명에 사용된 자재 및 공구를 준비한 후 도장부위를 최고압력 200∼300bar정도의 고압수를 살포하여 콘크리트의 표면에 있는 이물질을 세정한다. 다음, 광촉매 반응성 탄성세라믹 코팅재료를 도장부위에 5∼10bar의 압력으로 스프레이에 의해 도장막의 두께가 70∼80㎛이 되도록 1차 도장한다. 1차 도장 후 도장막이 완전히 건조되기 5시간 전에 2차 도장을 실시한다. 2차 도장은 5∼10bar의 압력으로 스프레이에 의해 도장막의 두께가 200∼400㎛이 되도록 실시하여 도장을 완료한다. 도장을 완료한 후 도장부위에 직사광선이 직접 노출되지 않도록 충분히 양생한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 광촉매 반응성 탄성세라믹 코팅재료에 의한 콘크리트구조물의 표면도장공법은 콘크리트표면에 탄성이 있고, 침투성능이 우수하며, 콘크리트와 거동이 동일한 코팅막을 형성하여 탄산가스, 아황산가스, 염분 및 염화칼슘 등의 침투를 막아 콘크리트 속의 철근의 부식을 방지하기 함으로서 콘크리트 구조물의 내구성을 향상시켜 구조물의 수명을 증대함으로서 사회간접자본을 보호하는 데 큰 효과가 있다.

또한, 광촉매를 사용함으로서 질소화합물(NOx) 오염농도가 높은 도로구조물에 코팅하여 환경정화를 도모하는 새로운 정화기술을 동시에 제공함으로써 구조물의 미관을 보호할 뿐만 아니라 재하자의 발생이 거의 없는 경제적인 효과가 있다.

Claims

콘크리트 표면의 도장재료에 있어서,

셀룰로우스섬유;

실리카흄이 함유된 시멘트계 복합재료;

광촉매반응성이 우수한 이산화티타늄(TiO₂); 및

침투성능과 탄성이 우수한 수용성 변성아크릴을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트구조물의 중성화 및 염해의 방지를 위한 표면도장재료.
제1항에 있어서, 상기 셀룰로우스 섬유는 주로 침엽수에서 추출하여 특수 가공된 지름이 0.01∼0.05mm, 길이가 1∼6mm, 인장강도가 3,000∼8,000kgf/cm²정도인 것을 특징으로 하는 콘크리트구조물의 중성화 및 염해의 방지를 위한 표면도장재료.
제1항에 있어서, 상기 표면도장재료를 구성하는 조성비는 시멘트 30∼50 중량%, 실리카흄 10∼30 중량%, 셀룰로우스섬유 0.5∼5 중량%, 이산화티탄늄 1∼5 중량%, 혼화제 0.5∼2 중량%, 수용성 변성아크릴 15∼25 중량%, 및 물 20∼35 중량%의 조성비를 갖는 것을 특징으로 하는 콘크리트구조물의 중성화 및 염해의 방지를 위한 표면도장재료.
콘크리트구조물의 중성화 및 염해의 방지를 위한 표면도장공법에 있어서,

도장범위를 결정하고, 도장부위에 최고압력 200∼300bar정도의 고압수를 살포하여 콘크리트의 표면에 있는 이물질을 세정하는 단계;

제1항 내지 제3항의 어느 한 항에 따른 표면도장재료를 도장부위에 5∼10bar의 압력으로 스프레이에 의해 도장막의 두께가 70∼80㎛이 되도록 1차 도장을 하는 단계;

1차 도장 후 도장막이 완전히 건조되기 전인 5시간 이전에 5∼10bar의 압력으로 스프레이에 의해 도장막의 두께가 200∼400㎛이 되도록 2차 도장을 하는 단계; 및

도장을 완료한 후 도장부위에 직사광선이 직접 노출되지 않도록 충분히 양생하는 단계를 상기의 순서대로 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트구조물의 중성화 및 염해의 방지를 위한 표면도장방법.