KR20020080035A - 건조몰탈의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건조몰탈의 제조방법에 관한 것으로, 도로보수를 포함하는 각종 시공현장에서 직접 건조몰탈에 일정비율로 물만 배합하여 사용할 수 있도록 하는데 그 목적이 있으며, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 수지와 시멘트, 골재 및 기타 혼화제를 통상의 몰탈 제조시의 배합비로 혼합하여 포장하는 건조몰탈의 제조방법에 있어서, 상기 수지로 입자 크기가 80㎛ 이하인 에틸비닐아세테이트 분말수지를 시멘트 100중량부에 대하여 8중량부 내지 15중량부 첨가하는 것을 특징으로 하는 건조몰탈의 제조방법을 제공함으로서 달성할 수 있다.

Description

건조몰탈의 제조방법{A manufacturing method of dry mortar}

본 발명은 건조몰탈의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도로보수를 포함하는 각종 시공현장에서 직접 건조몰탈에 일정비율로 물만 배합하여 사용할 수 있도록 한 건조몰탈의 제조방법에 관한 것이다.

최근 들어 주택을 비롯한 각종 건축 구조물이 양적으로 증대됨과 맞물려 시멘트의 사용량 또한 급증하고 있다. 특히, 종래 시멘트의 경우에는 현장에서 직접 시멘트와 골재 및 기타 혼화제를 배합하고 여기에 물을 첨가 혼합하여 몰탈을 제조한 다음 시공해 왔다.

그러나 도로보수공사를 비롯하여 소단위의 각종 보수공사에서는 제조상의 많은 단점을 나타내고 있다. 예를 들어 시멘트나 골재를 비롯한 각종 몰탈원료를 시공현장까지 운반한 다음 일일이 적정 배합비로 혼합하여 사용하였으므로 시공이 복잡하고 시간이 오래 걸린다는 단점이 있다.

이로 인하여 보다 편리한 현장시공을 위하여 시멘트와 골재 및 기타 혼화제를 사전에 혼합하여 일정량만큼 포장한 건조몰탈이 시판되고 있다. 상기 건조몰탈의 경우 통상적인 배합비로 시멘트와 골재 및 기타 혼합재를 첨가 혼합한 상태로되어 있으므로 시공현장에서 간단히 물만 일정비율로 혼합하면 바로 사용할 수 있어 시공이 간편하고 누구나 쉽게 사용할 수 있다는 이점이 있다.

그러나 종래의 콘크리트는 염화물이나 수분의 침투로 인한 부식, 표면 마모현상 및 동결융해 현상으로 인한 파손 등의 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 개선하기 위하여 시멘트 콘크리트에 라텍스 수지를 첨가하는 것이 널리 활용되고 있다. 상기와 같이 시멘트 콘크리트에 라텍스 수지를 첨가할 경우 시멘트 콘크리트에 불투수성을 높여주어 염화물이나 수분에 의한 부식을 방지하게 되고 특히 동결융해 저항성을 높여주는 이점이 있다.

그러나 상기와 같이 시멘트 콘크리트에 라텍스 수지를 첨가하는 경우의 건조몰탈의 제조가 어렵다는 단점이 있다. 그 이유는 일반적으로 사용되는 스티렌부타디엔 라텍스 수지를 포함한 라텍스 계의 수지가 액상으로 제조되고 있기 때문이다. 따라서 상기 스티렌부타디엔 라텍스 수지는 미리 혼합된 건조몰탈에 물과 함께 혼합하여 사용하여야만 했다.

그러므로 라텍스 수지를 콘크리트 몰탈에 첨가하는 경우에는 시공시 현장에서 라텍스 수지를 물에 충분히 분산시킨 다음 이를 콘크리트 몰탈에 혼합하여 사용하는 것이 일반적이며, 그로 인하여 여전히 각종 소규모의 보수현장에서도 기술자에 의존하여 직접 몰탈 원료를 일일이 배합하여 시공해야 하는 불편한 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 수지가 혼합된 건조몰탈의 제조판매가 가능하도록 함으로서 현장에서 일정비율로 물만 배합하면 누구나 쉽게 사용가능하도록 한 건조몰탈의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은

수지와 시멘트, 골재 및 기타 혼화제를 통상의 몰탈 제조시의 배합비로 혼합하여 포장하는 건조몰탈의 제조방법에 있어서,

상기 수지로 입자 크기가 80㎛ 이하인 에틸비닐아세테이트 분말수지를 시멘트 100중량부에 대하여 8중량부 내지 15중량부 첨가하는 것을 특징으로 하는 건조몰탈의 제조방법을 제공함으로서 달성할 수 있다.

이하 본 발명을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서는 먼저 시멘트와 골재 및 기타 혼화제를 일정비율에 따라 배합하게 된다. 이때 상기 시멘트와 골재의 첨가량은 통상적으로 사용하는 범위 내에서 첨가하였으며, 본 발명에서는 상기 시멘트 100중량부에 대하여 잔골재 180중량부 내지 220중량부, 굵은골재 220중량부 내지 300중량부를 첨가 혼합하였다.

이때 상기 시멘트로는 종래 일반적으로 사용되는 모든 시멘트를 적용할 수 있으며, 특히 경화속도가 빠르고 조기에 실용강도를 발현하여 건축물의 바닥, 교량상판, 활주로, 도로 등의 콘크리트 보수공사에 적용 가능하도록 하기 위해서는 초속경 시멘트를 사용하는 것이 좋다.

본 발명의 특징은 상기와 같이 시멘트와 골재를 혼합하는 과정에서 입자 크기가 80㎛ 이하인 에틸비닐아세테이트 분말수지를 시멘트 100중량부에 대하여 8중량부 내지 15중량부 첨가하는 것에 있다.

이때 상기 에틸비닐아세테이트는 콘크리트의 내구성을 포함하여 종래 라텍스 수지를 첨가하는 경우의 효과를 충분히 얻을 수 있을 뿐만 아니라 특히, 종래 일반적으로 사용되는 스티렌부타디엔 라텍스 수지에 비하여 접착강도가 크고 건조수축율이 작아 동결융해 현상을 효과적으로 방지할 수 있다는 이점이 있다.

특히, 본 발명에 의한 에틸비닐아세테이트 분말은 그 입자 크기를 80㎛ 이하로 할 경우 수분산 특성이 극대화되어 물에 빠르게 분산되게 되고, 그에 따라 제조된 몰탈에 고루게 혼합될 수 있게 된다. 따라서 에틸비닐아세테이트가 포함된 건조몰탈의 제조가 가능하게 된다. 즉, 건조몰탈을 제조하는 과정에서 상기 에틸비닐아세테이트 분말을 첨가하여 혼합하면 시공현장에서는 일정비율로 물만 첨가하여 혼합하면 바로 시공이 가능하게 된다. 따라서 시공상의 시간을 단축함과 동시에 간편하게 시공을 할 수 있다는 이점이 있다.

이때 상기 에틸비닐아세테이트 분말의 입자 크기가 80㎛를 초과할 경우 입자 크기가 커지게 됨에 따라 수분산 특성이 저하되어 그 충분한 효과를 볼 수 없다는 문제점이 발생하게 되므로 에틸비닐아세테이트 분말수지의 입자 크기는 80㎛ 이하인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 상기 에틸비닐아세테이트 분말수지의 입자 크기가 60㎛ 내지 80㎛인 것이 보다 바람직하다.

또한 상기 에틸비닐아세테이트 분말수지의 첨가량이 시멘트 100중량부에 대하여 8중량부 미만으로 첨가될 경우 수지를 첨가하는 충분한 효과를 얻을 수 없으며, 그 첨가량이 15중량부를 초과할 경우 제품단가의 상승, 균열발생, 강도저하 등의 문제점이 발생하게 되므로 에틸비닐아세테이트 분말수지의 첨가량은 8중량부 내지 15중량부 첨가하는 것이 바람직하다.

이와 같이 에틸비닐아세테이트 분말을 첨가된 건조몰탈은 시공하는 과정에서 물을 일정비율로 첨가하게 되면 경화가 진행되는데, 이때 에틸비닐알코올만 첨가한 경우에는 경화시 기포가 발생할 뿐만 아니라 수축이 심화되므로 이를 방지할 목적으로 혼화재로 수축저감제와 소포제를 통상적으로 첨가하는 범위 내에서 첨가하게 된다. 본 발명에서는 시멘트 100중량부에 대하여 소포제 0.5중량부 내지 2중량부, 수축저감제 2중량부 내지 6중량부 첨가하였다.

또한 상기와 같이 에틸비닐아세테이트 분말이 포함된 건조몰탈을 포장시판하는 과정에서 장기보관이 가능하도록 함과 동시에 건조몰탈의 수분함량을 조절하기 위하여 감수제를 0.5중량부 내지 2중량부 첨가하였다.

상술한 바와 같이 건조몰탈의 제조과정에서 에틸비닐아세테이트 분말을 포함하여 혼화제를 첨가혼합하면 본 발명에 의한 건조몰탈이 완성되게 되며, 이를 적정량의 단위로 포장하여 시판하면 된다. 소비자는 판매되는 건조몰탈에 일정량의 물만 첨가하면 시공을 할 수 있어 전문가를 비롯하여 일반인도 보다 쉽고 간편하게 시공을 할 수 있다는 이점이 있다.

이와 같이 건조몰탈 제조시 에틸비닐아세테이트 분말수지를 첨가 혼합하게 되면, 상기 제조된 건조몰탈에 물을 첨가하는 경우 초기에 시멘트의 수화반응이 진행됨에 따라 발생되는 시멘트 겔 사이에서 존재하던 분말수지가 서로 응집하여 폴리머를 형성하게 되어 시멘트 수화물과 수지의 조직이 일체화되면서 경화되게 된다. 이와 같이 경화되면 콘크리트의 불투수성을 높여 콘크리트의 내구성을 높일 수 있게 된다. 뿐만 아니라 시멘트로 초속경 시멘트를 사용할 경우 단시간 내에 원하는 강도를 얻을 수 있다는 이점이 있다.

이하 본 발명을 하기한 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명하기로 하나 이는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

강제식 믹서기에 초속경 시멘트 370kg과 입도 5mm이하의 잔골재 750kg, 입도 5mm 내지 20mm의 굵은골재 990kg, 분말수지로 입자 크기가 60㎛ 내지 80㎛인 에틸비닐아세테이트올 분말 37kg, 수축저감제로 폴리에틸렌 글리콜 14.8kg, 감수제로 멜라민스루본산 분말 3.7kg 및 소포제 3.7kg을 투입하여 건비빔하여 건조몰탈을 제조하였다. 상기 제조된 건조몰탈에 물 126kg을 첨가하여 충분히 비빔하여 몰탈을 제조한 다음 하기한 방법으로 압축강도, 휨강도, 접착강도, 건조수축율, 동결융해성 및 경화시간을 측정하여 그 결과를 하기 표1에 나타내었다.

- 휨강도 -

KS F 2408 (콘크리트의 휨강도 시험방법)에 의하여 공시체의 휨강도를 측정하였다.

- 압축강도 -

KS F 2405 (콘크리트의 압축강도 시험방법)에 의하여 공시체의 휨강도를 측정하였다.

- 접착강도 -

JIS A 6915 (Wall Coatings for Thick Textured Finishes)에 준하여 공시체의 접착강도 시험을 실시하였다.

- 건조수축율 -

수중양생후의 공시체의 기장을 측정한 후 건조양생을 행하여 KS F 2424 (모르타르 및 콘크리트의 길이 변화 시험방법)에 의하여 건조수축을 측정하였다.

- 경화시간 -

KS F 2436 (관입저항침에 의한 콘크리트 응결시간 시험방법)에 의해 공시 콘크리트의 응결 시험을 행하였다. 또, 공시 콘크리트의 저항치가 35 kgf/cm²일 때를 시작으로 280 kgf/cm²일 때 종결하였다.

- 동결융해성 -

ASTM C 666-96 (Standard Test Method for Resistance of Concrete to Rapid Freezing and Thawing)에 준하여 -17.8℃부터 4.4℃의 범위에서 공시체의 동결융해시험을 행하여 공시체의 질량을 측정한 후 JIS A 1127 (공명진도에 의한 콘크리트의 동탄성계수, 동전단탄성계수 및 동포아슨비 시험방법)에 준하여 공명진동수를 측정하였다. 공시체의 동탄성계수 및 상대탄성계수를 하기 수학식 1 및 2에 의하여 산출하였다.

동탄성계수 (N/mm2)=CW{f_O }^2 또는 CW{f_n }^2

단,(s²/mm²)이다. 여기서,W는 공시체의 질량 (kg),f _n 은 동결융해 n 사이클 후의 공시체의 1차공명진동수 (Hz)이고,f _o 는 동결융해 0 사이클의 공시체의 1차공명진동수 (Hz)이다.L: 공시체의 길이(cm)를 나타내며,b는 공시체 단면의 각변의 길이(cm)이며, t는 진동방향의 변의 길이(cm)이고,T는 정계수, 1.38을 나타낸다.

여기서,f _n 은 동결융해 n 사이클 후의 공시체의 1차공명진동수(Hz)이고,f _o 는 동결융해 0 사이클의 공시체의 1차공명진동수(Hz)를 나타낸다.

동결융해 n 사이클에서의 공시체의 질량변화율을 하기 수학식 3에 의해 구한다.

여기서, W_n은 동결융해 n 사이클에서의 공시체의 질량(g)이고, W_0는 동결융해 0사이클에서의 공시체의 질량(g)을 나타낸다.

이때 ASTM C 666-96 에 규정된 급속 수중동결융해시험에 의한 내구성 지수는하기 수학식 4에 의해 구하여 공시체의 내구성을 판정한다.

여기서,P는 동결융해 N 사이클에서의 공시체 상대동탄성계수이고,N은 상기P에 대응하는 동결융해 사이클 수,M은 동결융해시험을 끝냈을 때의 동결융해 사이클 수를 나타낸다.

<실시예 2>

분말수지로 입자 크기가 80㎛ 내지 200㎛인 에틸비닐아세테이트올 분말 37kg을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 건조몰탈을 제조한 다음, 상기 제조된 건조몰탈에 물 126kg을 첨가하여 충분히 비빔하여 몰탈을 제조하고 하기한 방법으로 압축강도, 휨강도, 접착강도, 건조수축율, 동결융해성 및 경화시간을 측정하여 그 결과를 하기 표1에 나타내었다.

<비교예 1>

강제식 믹서기에 초속경 시멘트 370kg과 입도 5mm이하의 잔골재 750kg, 입도 5mm 내지 20mm의 굵은골재 990kg를 투입하여 건비빔한 다음 여기에 스티렌부타디엔 라텍스 수지 37kg, 수축저감제 14.8kg, 감수제 3.7kg, 소포제 3.7kg을 물 126kg에 분산시킨 것을 투입하고 충분히 비빔하여 몰탈을 제조한 다음 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 압축강도, 휨강도, 접착강도, 건조수축율 및 경화시간을 측정하여 그 결과를 하기 표1에 나타내었다.

<비교예 2>

강제식 믹서기에 초속경 시멘트 370kg과 입도 5mm이하의 잔골재 750kg, 입도 5mm 내지 20mm의 굵은골재 990kg를 투입하여 건비빔한 다음 여기에 물 126kg을 투입하고 충분히 비빔하여 몰탈을 제조한 다음 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 압축강도, 휨강도, 접착강도, 건조수축율 및 경화시간을 측정하여 그 결과를 하기 표1에 나타내었다.

구분	압축강도(kgf/cm2)	휨강도(kgf/cm2)	접착강도(kgf/cm2)	건조수축율(×10-4)	경화시간(min)	동결융해성
						질량감소율	내구성지수
실시예 1	500	120	24	1.0	20	5	90
실시예 2	450	100	18	1.5	30	10	85
비교예 1	500	120	15	2.3	55	10	85
비교예 2	500	120	8.5	4.4	43	20	40

상기 표 1에서 보는 바와 같이 본 발명에 따라 건조몰탈을 제조한 여기에 물을 혼합하여 몰탈을 제조한 실시예 1의 경우 압축강도, 휨강도, 접착강도, 건조수축율 및 경화시간 모두 스티렌부타디엔 라텍스 수지를 물에 분산시킨 다음 이를 시멘트와 골재에 혼합하여 제조한 통상적인 몰탈 제조방법인 비교예 1 및 수지를 첨가하지 않고 몰탈을 제조한 비교예 2와 비교하여 볼 때 그 물성이 우수하거나 유사한 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명에 의해 제조된 건조몰탈의 경우 수지를 물에 분산시키지 않고도 몰탈의 제조가 가능하다는 것을 알 수 있다.

또 에틸비닐아세테이트의 입자크기를 본 발명의 범위를 벗어나도록 실시한 실시예 2의 경우 실시예 1에 비하여 건조수축율, 건조시간 및 동결융해성이 크게 저하된 것을 알 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은 분말수지가 혼합된 건조몰탈의 제조판매가 가능하도록 함으로서 현장에서 일정비율로 물만 배합하면 누구나 쉽게 사용가능하도록 한 건조몰탈의 제조방법을 제공하는 유용한 발명이다. 특히, 본 발명에 의한 건조몰탈의 경우 내구성능이 우수하고 시공성 및 사용성이 편리한 제품으로서 보수재료 뿐만 아니라 교량상판 등 콘크리트 포장 재료로도 사용할 수 있다.

Claims (3)

1. 수지와 시멘트, 골재 및 기타 혼화제를 통상의 몰탈 제조시의 배합비로 혼합하여 포장하는 건조몰탈의 제조방법에 있어서,

   상기 수지로 입자 크기가 80㎛ 이하인 에틸비닐아세테이트 분말수지를 시멘트 100중량부에 대하여 8중량부 내지 15중량부 첨가하는 것을 특징으로 하는 건조몰탈의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 시멘트로 초속경시멘트를 사용함을 특징으로 하는 건조 몰탈의 제조방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 에틸비닐아세테이트 분말수지의 입자 크기가 60㎛ 내지 80㎛인 것을 특징으로 하는 건조 몰탈의 제조방법.