KR20020092931A - 발수성 경량 기포 콘크리트 - Google Patents

발수성 경량 기포 콘크리트 Download PDF

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KR20020092931A
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요시다가즈오
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아사히 가세이 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 경량 기포 콘크리트가 갖는 경량이면서 단열성이 우수한 성능을 손상시키지 않고, 경량 기포 콘크리트 표면부터 내부에 이르기까지 발수성을 갖는 발수성 경량 기포 콘크리트를 제공하는 것이다.
즉, 본 발명은 경량 기포 콘크리트 표면 및 내부 공극 표면에 알킬알콕시실란으로 이루어지는 발수층을 갖는 발수성 경량 기포 콘크리트에 관한 것이다.

Description

발수성 경량 기포 콘크리트{WATER REPELLENT LIGHTWEIGHT CELLULAR CONCRETE}
다공질 무기계 건축재의 하나인 경량 기포 콘크리트는, 경량이면서 단열성이 우수하기 때문에, 빌딩 또는 주택의 외벽재, 바닥재, 칸막이재, 지붕재로서 널리 사용되고 있다. 그러나 한편으로는 그 내수성이 떨어져 물을 흡수하기 쉽다는 문제가 있다. 즉 비중이 0.45∼0.55인 경량 기포 콘크리트는, 체적의 거의 8할이 공극으로, 이 공극에 물이 침투되기 쉬워, 물이 들어가면 단열성이나 강도가 저하될 뿐만 아니라, 탄산화나 동해 (凍害) 의 촉진을 초래하여, 균열 등의 문제를 일으킨다. 또 흡수와 건조의 과정에서 팽윤과 수축을 반복하여, 균열의 원인이 되는 경우도 있다.
일반적으로 경량 기포 콘크리트의 흡수를 방지하는 방법은, 경량 기포 콘크리트 표면을 도장하는 것이다. 그러나 경량 기포 콘크리트의 표면은 절단시에 형성되는 요철이나 기포에 의한 요철이 크기 때문에, 매우 많은 도료를 도포하지 않으면 내투수성능을 얻을 수 없다. 또 현장 도장에서는, 핀홀 등이 생기기 쉬워, 완전히 흡수를 방지하는 것은 매우 곤란하다. 또한 공장 도장에서 미리 경량 기포 콘크리트 표면에 완전한 도장을 실시하고 있어도, 경량 기포 콘크리트는 현장에서 절단 가공하는 경우가 많아, 절단면에서 빗물 등이 들어가 문제가 된다. 이와 같이 도장에서는 경량 기포 콘크리트의 흡수 문제를 충분히 해소하는 것이 곤란하다.
따라서 경량 기포 콘크리트 자체의 흡수속도를 저감하는 방법으로서, 일본 공개특허공보 소58-55359호, 일본 공개특허공보 평3-54175호에 있어서, 경량 기포 콘크리트 제조공정의 원료 슬러리에 폴리디메틸실록산을 첨가하는 방법이 제안되어 있다. 그러나 이와 같은 방법에서는, 경량 기포 콘크리트가 흡수되기 쉽다는 문제를 어느 정도 해결할 수 있지만, 본질적으로 흡수를 방지할 수는 없기 때문에, 경량 기포 콘크리트의 흡수문제를 해결했다고는 할 수 없다.
또 경량 기포 콘크리트의 흡수를 방지하는 방법으로서 일본 공개특허공보 소59-116465호에서, 경량 기포 콘크리트 표면에 알콕시실란 등의 발수제 증기를 접촉시켜 발수성을 부여하는 방법이 제안되어 있다. 그러나 이 방법에서는, 경량 기포 콘크리트에 발수제 증기를 단순하게 접속시키는 것만으로, 발수제는 경량 기포 콘크리트 내부 공극으로 확산에 의해 침투될 뿐이기 때문에, 본 발명의 비교예 2 에 나타낸 바와 같이, 경량 기포 콘크리트의 표면으로부터 3㎜ 정도의 깊이까지는 발수성을 갖지만, 경량 기포 콘크리트 내부까지는 충분한 발수성을 얻을 수 없다.
또 마찬가지로 일본 공개특허공보 평6-271371호에 있어서, 경량 기포 콘크리트를 밀폐용기에 넣고 감압상태로 한 후, 알킬알콕시실란의 증기를 유입시키는 방법이 제안되어 있다. 그러나, 이 방법에서는, 경량 기포 콘크리트를 밀폐용기에 넣어 감압상태로 하고 있지만, 충분한 알킬알콕시실란 증기를 얻을 수 없어, 본 발명에 비교예 3 으로서 기재한 바와 같이, 경량 기포 콘크리트의 내부까지 충분한 발수성을 갖는 발수층이 얻어지고 있지 않다.
본 발명은 경량 기포 콘크리트가 갖는 경량이면서 단열성이 우수한 성능을 손상시키지 않고, 경량 기포 콘크리트 표면부터 내부에 이루기까지 우수한 발수층을 갖는 발수성 경량 기포 콘크리트, 그 제조방법 및 사용방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 발수성을 부여한 경량 기포 콘크리트 및 그 제조방법과 사용방법에 관한 것이다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해 예의검토를 거듭한 결과, 경량 기포 콘크리트를 밀폐용기에 넣어 가열감압 (감압후의 압력을 P1 으로 함) 한 후에, 알킬알콕시실란 증기를 유입시켜, 경량 기포 콘크리트를 넣은 밀폐용기내의 알킬알콕시실란 증기압을 상기 압력 P1 보다 1000㎩ 이상 높게 하면, 이 경량 기포 콘크리트 내부의 중심부 공극 표면에 까지 발수층을 형성시킬 수 있는 것을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉 본 발명은,
1. 경량 기포 콘크리트 표면 및 내부 공극 표면 전체에, 알킬알콕시실란으로 형성되는 발수층을 갖는 경량 기포 콘크리트,
2. 알킬알콕시실란이 탄소수 3∼8의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상으로 이루어지는 상기 1 의 경량 기포 콘크리트,
3. 알킬알콕시실란이 탄소수 1∼2의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상과, 탄소수 3∼8의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상과의 혼합물인 상기 1 의 경량 기포 콘크리트,
4. 알킬알콕시실란이 탄소수 1∼6의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상과, 탄소수 9∼18의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상과의 혼합물인 상기 1 의 경량 기포 콘크리트,
5. 발수층의 물의 접촉각이 100도 이상인 상기 1, 2, 3 또는 4 의 경량 기포 콘크리트,
6. 발수층의 물의 접촉각이 130도 이상인 상기 1, 2, 3 또는 4 의 경량 기포 콘크리트,
7. 경량 기포 콘크리트의 두께가 10∼200㎜인 상기 1, 2, 3, 4, 5 또는 6 의 경량 기포 콘크리트,
8. 경량 기포 콘크리트의 두께가 25∼200㎜인 상기 7 의 경량 기포 콘크리트,
9. 밀폐용기내에 경량 기포 콘크리트를 넣어 가열감압한 후, 알킬알콕시실란의 증기를 상기 밀폐용기내에 유입하고, 이 밀폐용기내의 압력을 상기 감압압력보다 1000∼100000㎩ 높게 하여, 알킬알콕시실란을 경량 기포 콘크리트 표면 및 내부 공극 표면에 부착시키는 것으로 이루어지는 경량 기포 콘크리트의 제조방법,
10. 경량 기포 콘크리트를 넣은 밀폐용기의 가열온도가 80∼300℃ 인 상기 9의 경량 기포 콘크리트의 제조방법,
11. 경량 기포 콘크리트의 표면 및 내부 공극 표면 전체에, 알킬알콕시실란으로 형성되는 발수층을 갖는 경량 기포 콘크리트를 제조하는 방법으로, 탄소수 3∼8의 알킬기를 갖는 알콕시실란의 1종 이상을 사용하는 상기 2 의 경량 기포 콘크리트의 제조방법,
12. 상기 1∼8 중 어느 하나에 기재된 경량 기포 콘크리트를, 외벽재, 바닥재, 칸막이재 또는 지붕재로 사용하는 경량 기포 콘크리트의 사용방법
이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하에 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명에서의 발수성 경량 기포 콘크리트는, 경량 기포 콘크리트 표면 및 내부 공극 표면 전체에, 알킬알콕시실란으로 형성되는 발수층을 갖는 경량 기포 콘크리트이다.
본 발명에 있어서, 경량 기포 콘크리트란, 널리 알려진 방법으로 제조된 것이어도 되고, 예컨대 규석이나 시멘트, 생석회, 석고 등의 규산질 원료와 석회질 원료를 주성분으로 알루미늄 등의 기포제를 혼합하여 생긴 원료 슬러리를, 미리 보강용 철근 또는 철망을 설치한 형틀에 주입하고, 절단에 적합한 경도로 될 때까지 양생한 후, 형틀에서 떼어내 반경화상의 모르타르블록으로 하고, 이것을 긴장시켜 설치한 피아노선 등의 선재로 절단한 것을 오토클레이브 양생함으로써 제조된다. 본 발명에 있어서, 경량 기포 콘크리트의 내부 공극이란, 경량 기포 콘크리트를 발포성형할 때에 도입되는 기포뿐만 아니라, 부분적으로 기포끼리를 연결하는 연통구멍이나 성형시에 발생되는 모세관 공극이나 겔 공극 등도 포함된다.
본 발명에서 사용되는 알킬알콕시실란은 화학식 :
R1 nSi(OR2)4-n
로 나타낼 수 있다. 여기에서 R1은 탄소수 1∼18 의 알킬기이고, R2는 알킬기이면 특별히 한정되지 않지만, 가장 범용적인 메틸기, 에틸기가 바람직하다. n 은 1∼3 의 정수를 나타낸다. n 이 2 이상인 경우, R1는 상호 동일하거나 달라도 된다. n이 1 또는 2인 경우, R2끼리는 동일하거나 달라도 된다.
본 발명에서 사용되는 알킬알콕시실란으로는, 가장 범용적인 알킬트리알콕시실란 (n=1) 이 바람직하고, 탄소수 1∼8의 알킬기를 갖는 대표적인 알킬트리알콕시실란으로는, 예컨대 메틸트리메톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 프로필트리메톡시실란, 부틸트리메톡시실란, 펜틸트리메톡시실란, 헥실트리메톡시실란, 헵틸트리메톡시실란, 옥틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 프로필트리에톡시실란, 부틸트리에톡시실란, 펜틸트리에톡시실란, 헥실트리에톡시실란, 헵틸트리에톡시실란, 옥틸트리에톡시실란 등을 들 수 있다.
또 탄소수 9∼18의 알킬기를 갖는 대표적인 알킬트리알콕시실란으로는, 노닐트리메톡시실란, 데실트리메톡시실란, 운데실트리메톡시실란, 도데실트리메톡시실란, 데실트리메톡시실란, 테트라데실메톡시실란, 펜타데실트리메톡시실란, 헥사데실트리메톡시실란, 헵타데실트리메톡시실란, 옥타데실트리메톡시실란, 노닐트리메톡시실란, 데실트리메톡시실란, 운데실트리메톡시실란, 도데실트리메톡시실란, 노닐트리에톡시실란, 데실트리에톡시실란, 테트라데실트리에톡시실란, 펜타데실트리에톡시실란, 헥사데실트리에톡시실란, 헵타데실트리에톡시실란, 옥타데실트리에톡시실란 등을 들 수 있다.
알킬알콕시실란의 알콕실기는, 가수분해되어 실라놀기로 되고, 또한 경량 기포 콘크리트 표면 및 내부 공극 표면에서 경량 기포 콘크리트를 구성하는 규산칼슘 등이 갖는 실라놀기와 화학결합하여 실록산 결합을 형성한다. 경량 기포 콘크리트와 화학결합된 알킬알콕시실란은, 경량 기포 콘크리트 표면 및 내부 공극 표면에서 단분자∼수분자층으로 이루어지는 막을 형성함으로써 우수한 발수성을 발현하는 것으로 추측된다.
본 발명에서 바람직하게 사용되는 알킬알콕시실란은, 탄소수 1∼2의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상과, 탄소수 3∼8의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상과의 혼합물, 탄소수 3∼8 의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상, 및 탄소수 1∼6 의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상과, 탄소수 9∼18 의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상과의 혼합물이다. 보다 바람직하게 사용되는 것은, 탄소수 3∼8 의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상, 및 탄소수 1∼6 의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상과, 탄소수 9∼18 의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상과의 혼합물이고, 더욱 바람직하게 사용되는 것은, 탄소수 1∼6 의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상과, 탄소수9∼18 의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상과의 혼합물이다. 탄소수 1∼3 의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상과, 탄소수 9∼18 의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상의 혼합물인 것이 특히 바람직하다.
여기에서 탄소수 1∼2 의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상과, 탄소수 3∼8 의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상의 혼합물의 대표적인 예로는, 예컨대 메틸트리메톡시실란과 프로필트리메톡시실란의 혼합물, 메틸트리메톡시실란과 헥실트리메톡시실란의 혼합물, 메틸트리메톡시실란과 옥틸트리메톡시실란의 혼합물, 메틸트리에톡시실란과 프로필트리에톡시실란의 혼합물, 메틸트리에톡시실란과 헥실트리에톡시실란의 혼합물, 메틸트리에톡시실란과 옥틸트리에톡시실란의 혼합물, 에틸트리메톡시실란과 프로필트리메톡시실란의 혼합물, 에틸트리메톡시실란과 헥실트리메톡시실란의 혼합물, 에틸트리메톡시실란과 옥틸트리메톡시실란의 혼합물, 에틸트리에톡시실란과 프로필트리에톡시실란의 혼합물, 에틸트리에톡시실란과 헥실트리에톡시실란의 혼합물, 에틸트리에톡시실란과 옥틸트리에톡시실란의 혼합물을 들 수 있다.
탄소수 3∼8 의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상의 대표적인 것은, 예컨대 프로필트리메톡시실란, 이소부틸트리메톡시실란, 헥실트리메톡시실란, 옥틸트리메톡시실란, 프로필트리에톡시실란, 이소부틸트리에톡시실란, 헥실트리에톡시실란, 옥틸트리에톡시실란, 프로필트리메톡시실란과 헥실트리메톡시실란의 혼합물, 프로필트리메톡시실란과 옥틸트리메톡시실란의 혼합물, 프로필트리에톡시실란과 헥실트리에톡시실란의 혼합물, 프로필트리에톡시실란과 옥틸트리에톡시실란의 혼합물을 들 수 있다.
탄소수 1∼6 의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상과, 탄소수 9∼18 의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상의 혼합물의 대표적인 것은, 예컨대 메틸트리메톡시실란과 데실트리메톡시실란의 혼합물, 메틸트리메톡시실란과 도데실트리메톡시실란의 혼합물, 메틸트리메톡시실란과 옥타데실트리메톡시실란의 혼합물, 에틸트리메톡시실란과 데실트리메톡시실란의 혼합물, 에틸트리메톡시실란과 도데실트리메톡시실란의 혼합물, 에틸트리메톡시실란과 옥타데실트리메톡시실란의 혼합물, 프로필트리메톡시실란과 데실트리메톡시실란의 혼합물, 프로필트리메톡시실란과 도데실트리메톡시실란의 혼합물, 프로필트리메톡시실란과 옥타데실트리메톡시실란의 혼합물, 메틸트리에톡시실란과 데실트리에톡시실란의 혼합물, 메틸트리에톡시실란과 도데실트리에톡시실란의 혼합물, 메틸트리에톡시실란과 옥타데실트리에톡시실란의 혼합물, 에틸트리에톡시실란과 데실트리에톡시실란의 혼합물, 에틸트리에톡시실란과 도데실트리에톡시실란의 혼합물, 에틸트리에톡시실란과 옥타데실트리에톡시실란의 혼합물, 프로필트리에톡시실란과 데실트리에톡시실란의 혼합물, 프로필트리에톡시실란과 도데실트리에톡시실란의 혼합물, 프로필트리에톡시실란과 옥타데실트리에톡시실란의 혼합물을 들 수 있다. 또 이들의 대표적인 예로서 든 알킬알콕시실란 및 혼합물에서 선택되는 2종 이상의 혼합물도 바람직한 구체예이다.
알킬알콕시실란으로서, 탄소수 1∼2 의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상과, 탄소수 3∼8 의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상의 혼합물, 탄소수 3∼8 의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상, 또는 탄소수 1∼6 의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상과 탄소수 9∼18 의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상의 혼합물을 사용하면, 경량 기포 콘크리트의 표면은 물론, 내부 공극 표면 전체에 물에 대한 접촉각 100도 이상의 발수층을 형성하는 것이 가능해진다. 또한 탄소수 3∼8 의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상, 또는 탄소수 1∼6 의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상과 탄소수 9∼18 의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상의 혼합물을 사용하면, 얻어진 발수층은 경량 기포 콘크리트의 표면으로부터 중심부의 내부 공극 표면에 이르기까지 전체에 걸쳐, 물의 접촉각이 130도 이상, 나아가서는 150도 이상의 우수한 발수성을 발현할 수 있게 된다.
또한 알킬알콕시실란으로서, 탄소수 1∼2 의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상과, 탄소수 3∼8 의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상의 혼합물을 사용한 경우도, 알킬알콕시실란을 선택함으로써 접촉각을 130도 이상으로 할 수 있다.
또 프로필트리에톡시실란은, 우수한 발수성을 발현하고, 또한 그다지 고온으로 하지 않아도 높은 증기압을 얻을 수 있는 점에서 사용하기 쉬워, 바람직한 알킬알콕시실란이다.
탄소수가 9 이상의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란을 단독으로 경량 기포 콘크리트의 내부 공극까지 침투시키기에 충분한 증기압을 얻기 위해서는, 200도 이상의 고온으로 하는 것이 필요하게 된다. 따라서, 증기압이 높은 탄소수 1∼6 의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상의 증기와 탄소수 9∼18 의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상의 증기를 혼합한 혼합증기는, 탄소수 9∼18 의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란 증기의 분압이 작지만, 경량 기포 콘크리트의 내부 공극까지 침투시키기에 필요한 증기압을 갖는 혼합증기를 얻을 수 있게 된다. 이 얻어진 혼합증기를 사용하여 형성된 발수층은, 경량 기포 콘크리트의 표면으로부터 중심부의 내부 공극 표면에 이르기까지 전체에 걸쳐, 혼합비율에도 의하지만 150도 이상의 우수한 발수성을 갖는다.
여기에서 탄소수 1∼2 의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상과, 탄소수 3∼8 의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상의 혼합비율은, 기화 전의 용액에서 탄소수 1∼2 의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란이 10∼60 중량% 가 바람직하고, 30∼50 중량% 가 보다 바람직하다. 탄소수 1∼6 의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상과 탄소수 9∼18 의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상의 혼합비율은, 기화 전의 용액에서 탄소수 1∼6 의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란이 60∼98 중량% 가 바람직하고, 70∼95 중량% 가 보다 바람직하며, 75∼95 중량% 가 특히 바람직하다.
본 발명에 있어서는, 사용하는 알킬알콕시실란을 선택함으로써 경량 기포 콘크리트의 표면 및 내부 공극 표면에 물의 접촉각이 100도 이상, 바람직하게는 130도 이상, 보다 바람직하게는 150도 이상의 우수한 발수성을 갖는 발수층을 형성할 수 있다.
또 본 발명에서 사용되는 경량 기포 콘크리트는, 널리 알려진 방법으로 제조된 것이어도 되고, 예컨대 규석이나 시멘트, 생석회, 물을 주원료로 하여 석고나해쇄 찌꺼기, 기포제 등을 사용할 수 있다. 또 보강용 철근 또는 보강용 금망이 매설되어 있어도 상관없다.
본 발명의 우수한 발수성을 갖는 경량 기포 콘크리트의 제조방법을 설명한다,
본 발명에 있어서, 알킬알콕시실란을 경량 기포 콘크리트 표면 및 내부 공극 표면에 이르기까지 침투시켜, 경량 기포 콘크리트 표면 및 내부 공극 표면에 발수층을 형성시키는 방법으로서는, 경량 기포 콘크리트를 넣은 밀폐용기내를 가열감압 (압력 P1) 으로 하고, 이어서 이 밀폐용기와 밸브로 개폐가 가능한 관으로 연결된 다른 밀폐용기에 알킬알콕시실란을 넣고, 이 밀폐용기내도 감압으로 한 후에 가열하여 알킬알콕시실란의 증기를 이 밀폐용기내에 발생시켜, 미리 알킬알콕시실란의 증기압을 압력 P1 보다도 높은 압력 (압력 P2) 으로 한다. 이 상태에서 상기 밸브를 열면 알킬알콕시실란 증기는, 경량 기포 콘크리트가 들어 있는 밀폐용기내로 유입되고, 경량 기포 콘크리트의 표면 및 내부 공극에 이르기까지 신속하게 침투시킬 수 있다.
여기에서 경량 기포 콘크리트를 넣은 밀폐용기를 가열할 때, 경량 기포 콘크리트를 장시간 고온에 노출시키면 건조되어 균열이 발생할 가능성이 있기 때문에, 그와 같은 경우는, 건조를 억제하기 위해 가열수증기에 의해 가열하고, 소정 온도로 된 후에 감압하면 된다. 여기에서 경량 기포 콘크리트를 넣은 밀폐용기의 가열온도는, 유입되는 알킬알콕시실란의 증기가 응축되어 액화되지 않는 것이 중요하고, 유입되는 알킬알콕시실란에 따라 다르지만 80∼300℃ 가 바람직하고,90∼220℃ 가 보다 바람직하며, 100∼210℃ 가 특히 바람직하다. 또 경량 기포 콘크리트를 넣은 밀폐용기의 감압의 정도는, 보다 감압으로 하는 것이 중요하지만, 통상은 1000㎩ 이하로 하는 것이 바람직하고, 500㎩ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.
여기에서 알킬알콕시실란의 증기를 경량 기포 콘크리트 표면 및 내부 공극에 단시간에 침투시키기 위해서는, 알킬알콕시실란의 증기가 냉각되어 응축되지 않는 온도까지, 경량 기포 콘크리트를 넣은 밀폐용기나 밀폐용기를 연결하는 관 뿐만 아니라, 경량 기포 콘크리트 자체도 충분히 가열하는 것과, 알킬알콕시실란을 넣은 밀폐용기를 가열하여, 미리 알킬알콕시실란의 증기를 충분히 발생시키고, 알킬알콕시실란의 증기압 P2 가 경량 기포 콘크리트를 넣은 밀폐용기의 압력 P1 보다 높은 상태로 하는 것이 중요하다. 바람직하게는 알킬알콕시실란의 증기를 발생시키기 전에 밀폐용기내를 가능한 한 감압으로 하여 공기를 제거한 후에 알킬알콕시실란을 기화시키고, 밀폐용기내를 가능한 한, 순수한 알킬알콕시실란의 증기로 채우는 것이다.
즉, 경량 기포 콘크리트를 넣은 밀폐용기내에 알킬알콕시실란의 증기를 유입시키기 전에, 알킬알콕시실란을 넣은 밀폐용기내를 감압으로 하지 않고 공기가 들어 있는 상태에서, 또는 알킬알콕시실란을 충분히 기화시키지 않은 상태에서 상기 밸브를 열어도 경량 기포 콘크리트를 넣은 밀폐용기내에 유입되는 것은 대부분이 공기이다. 양 밀폐용기내의 압력이 균일하게 된 후에 알킬알콕시실란이 들어 있는 밀폐용기내가 감압상태로 됨으로써 기화된 알킬알콕시실란은, 경량 기포 콘크리트가 들어 있는 밀폐용기내에 유입되지만 경량 기포 콘크리트의 내부 공극으로는 확산에 의해서만 침투할 수 있어, 경량 기포 콘크리트의 내부 공극까지 침투시키기 위해서는 매우 긴 처리시간을 필요로 한다.
본 발명에 있어서, 경량 기포 콘크리트 내부로의 알킬알콕시실란의 침투는, 확산이 아니라 압력차가 추진력으로 되기 때문에, 매우 신속하게 경량 기포 콘크리트 표면 및 내부 공극 표면에 침투될 뿐만 아니라, 경량 기포 콘크리트의 표면부터 내부에 이르기까지 우수한 발수층이 형성된다.
상기한 바와 같이, 경량 기포 콘크리트 내부로의 침투는, 압력차가 추진력으로 되기 때문에 감압으로 했을 때의 압력 P1 과 알킬알콕시실란의 증기를 유입한 후의 압력 P2 의 차이 (P2-P1) 로 결정된다. 따라서 필요하게 되는 이 압력차는 경량 기포 콘크리트 두께에 비례하게 되지만, 통상 1000∼100000㎩인 것이 바람직하고, 5000∼90000㎩인 것이 보다 바람직하며, 8000∼80000㎩인 것이 특히 바람직하다. 필요하게 되는 압력차 (P2-P1) 가 경량 기포 콘크리트 두께에 비례하기 때문에, 미리 경량 기포 콘크리트의 시험편을 사용하여 예비시험을 실시하고, 필요하게 되는 압력차 (P2-P1) 를 구하는 방법도 바람직한 태양이다.
또 이들의 압력차를 적절하게 형성하기 위해서는, 사용하는 알킬알콕시실란의 종류나 알킬알콕시실란을 기화시키는 밀폐용기의 체적에 따라서도 다르지만, 온도는 80∼300℃인 것이 바람직하고, 90∼220℃인 것이 보다 바람직하며, 100∼210℃인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에서 2종 이상의 알킬알콕시실란의 혼합증기를 얻는 방법은, 각각의알킬알콕시실란을 따로따로 밀폐용기에 넣어 소정 온도까지 가열하여 기화된 증기를 혼합하거나, 또는 단순하게 동일 밀폐용기내에 각각의 알킬알콕시실란을 따로따로 넣거나, 또는 미리 각각의 알킬알콕시실란을 소정 비율로 혼합한 후 가열하여도 된다.
본 발명에서 사용하는 경량 기포 콘크리트의 두께는 10㎜ 이상으로, 25㎜ 이상이 바람직하고, 35㎜ 이상이 보다 바람직하다. 또 경량 기포 콘크리트 두께는 200㎜ 이하이고, 150㎜ 이하가 바람직하며, 100㎜ 이하가 보다 바람직하다. 경량 기포 콘크리트 두께가 200㎜ 보다 두꺼운 것을 내부까지 발수화시키기 위해서는, 매우 큰 증기압이 필요하게 되어 현실적으로는 곤란해진다.
본 발명에서, 경량 기포 콘크리트 내부에 침투시키기 위해 필요한 처리시간은, 경량 기포 콘크리트를 넣은 밀폐용기와 알킬알콕시실란 증기의 유입량에 따라 다르지만, 통상적으로는 수십초∼2시간 정도로 충분하다.
본 발명의 제조방법에 있어서는, 경량 기포 콘크리트를 넣은 밀폐용기 및 경량 기포 콘크리트 자체가 충분히 가열되어 있기 때문에, 경량 기포 콘크리트 표면 및 내부 공극내에 침투된 알킬알콕시실란 증기는, 신속하게 경량 기포 콘크리트와 화학결합하여, 발수성을 발현시키는 것이 가능해진다.
또 알킬알콕시실란 증기를 침투시키는 처리시간이 짧고, 일부 미반응의 알킬알콕시실란이 존재하여 충분히 발수성이 발현되어 있지 않은 경우에는, 미반응의 알킬알콕시실란과 경량 기포 콘크리트를 반응시켜 발수성을 발현시키기 위해 실온에서 수일∼수주간 방치해 놓는 것만으로도 충분하지만, 60℃∼180℃ 에서 0.5∼5시간 정도 가열하는 것이 바람직하다. 여기에서 가열방법은 특별히 한정되지 않지만 일반적인 열풍가열이나 원적외선가열 또는 수증기가열 등을 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 경량 기포 콘크리트 표면 및 내부 공극 표면에 침투시키는 알킬알콕시실란은, 충분한 발수성을 발현시키기 위해서는, 경량 기포 콘크리트에 대하여 0.1∼5 중량% 정도인 것이 바람직하지만, 고가인 알킬알콕시실란을 많이 사용하는 것은, 비용상승으로 이어지기 때문에 0.5∼3 중량% 정도인 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 방법으로 처리한 경량 기포 콘크리트는, 표면부터 내부에 이르기까지 우수한 발수층을 갖고 있기 때문에, 내투수성이 현저하게 향상되어 있어, 종래와 같은 도정을 하여도 사용할 수 있지만, 지금까지와 같이 경량 기포 콘크리트 표면을 도장하여 흡수를 방지할 필요가 없기 때문에, 화장용 도장만 하거나 또는 도장하지 않은 맨 판으로 사용할 수도 있다. 또 이 경량 기포 콘크리트는, 내동해성능도 현저하게 향상되어 있어, 지금까지 동해를 일으키기 때문에 사용이 제한되었던 한냉지에서의 사용이 가능해진다. 이와 같이 본 발명의 경량 기포 콘크리트는, 종래와 같은 사용은 물론이지만, 도장이나 한냉지의 제한없이 외벽재, 바닥재, 칸막이재 또는 지붕재로 사용할 수 있다.
이하에 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명에서 물의 접촉각, 내동해성, 내투수성은 다음과 같이 측정하였다.
1. 물의 접촉각
길이 160㎜, 폭 40㎜, 두께 40㎜ 의 샘플을 길이 80㎜ 의 위치에서 절단하고, 폭 40㎜, 두께 40㎜ 의 절단면 상을 폭방향 및 두께방향으로 10㎜ 간격으로 각 4점의 합계 16개소를 온도 20℃, 습도 65% 의 조건하에서 교와가이멘가가꾸가부시끼가이샤 제조의 접촉각계 (CA-DT형) 로 측정하였다.
2. 내동해성
가부시까가이샤마루이사 제조의 동결융해시험기 (MIT-1682-A3-특) 로, JIS A-1435 에 준거한 기중동결 수중용해법으로 측정하였다. 여기에서 동결융해 1 사이클에 필요한 온도 및 시간조건은, 기중동결시 -20℃ 에서 2시간, 수중용해시 +10℃ 에서 2시간이다. 또 샘플치수는 길이 160㎜, 폭 40㎜, 두께 40㎜ 로 하였다. 또한 각 샘플의 내동해성은 다음 식으로 나타나는 체적유지율이 95% 이하로 된 사이클수로 정하였다.
체적유지율 = V1/V0 ×100
여기에서 V0 : 시험전의 샘플 체적
V1 : 소정 사이클 종료후의 샘플 체적
3. 내투수성
JIS K-5400 에 준거하여 측정한 방법에서, 24시간에 소정 면적 (구경 75㎜) 중을 샘플에 침투한 물의 투수량으로 하였다. 여기에서 샘플치수는 길이 100㎜, 폭 100㎜, 두께 50㎜ 로 하였다.
<경량 기포 콘크리트의 제조>
샘플로 사용한 경량 기포 콘크리트는, 다음의 방법으로 제작하였다. 규석 53 중량부, 생석회 7.5 중량부, 시멘트 37 중량부, 건조석고 2.5 중량부, 이들 고형분 100 중량부에 대하여 물 68 중량부, 알루미분말 0.06 중량부를 혼합한 모르타르 슬러리를 형틀에 주입한 후, 예비양생하여 생긴 반경화상의 경량 기포 모르타르 블록을 피아노선으로 절단한 것을 오토클레이브 양생하였다.
<<실시예1>>
상기 제조방법으로 얻은 경량 기포 콘크리트로부터 길이 160㎜, 폭 40㎜, 두께 40㎜ 의 시료를 잘라, 이것을 용적 10000㎤ 의 밀폐용기내에 넣고, 이 밀폐용기내 및 부속 배관을 160℃ 로 가열한 후, 300㎩ 로 감압하였다. 이어서 밸브로 개폐가 가능한 관으로 연결된 용적 10000㎤ 의 다른 밀폐용기내에 프로필트리에톡시실란을 70g 넣고, 300㎩ 로 감압한 후에 160℃ 로 가열하여 프로필트리에톡시실란을 기화시켜 33000㎩ 의 증기압을 얻었다. 그리고 상기 밸브를 개방하고, 프로필트리에톡시실란의 증기를 경량 기포 콘크리트를 넣은 밀폐용기내에 약 1분동안 주입하고, 이 밀폐용기내의 압력을 16500㎩로 한 후, 그 상태에서 1시간 방치하였다.
본 실시예에 의해 얻어진 경량 기포 콘크리트는, 표면부터 내부에 이르기까지 우수한 발수성이 발현되어 있고, 모든 장소에서 물의 접촉각이 128∼131도의 발수성을 갖는 것이 확인되었다. 또 이 경량 기포 콘크리트의 내투수성은 2.5㎤ 로, 내동해성은 122 사이클이었다.
<<실시예 2>>
프로필트리에톡시실란을 이소부틸트리메톡시실란으로 변경한 것 이외는 실시예 1 과 동일한 방법으로 발수성을 갖는 경량 기포 콘크리트를 제조하였다.
본 실시예에 의해 얻어진 경량 기포 콘크리트는, 표면부터 내부에 이르기까지 우수한 발수성이 발현되어 있고, 모든 장소에서 물의 접촉각이 135∼138도의 발수성을 갖는 것이 확인되었다. 또 이 경량 기포 콘크리트의 내투수성은 2.3㎤ 로, 내동해성은 140 사이클이었다.
<<실시예 3>>
프로필트리에톡시실란을 헥실트리메톡시실란으로 변경하고, 경량 기포 콘크리트를 넣은 밀폐용기내, 부속 배관 및 헥실트리메톡시실란을 넣은 밀폐용기내를 175℃ 로 가열한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 발수성을 갖는 경량 기포 콘크리트를 제조하였다.
본 실시예에 의해 얻어진 경량 기포 콘크리트는, 표면부터 내부에 이르기까지 우수한 발수성이 발현되어 있고, 모든 장소에서 물의 접촉각이 150도 이상의 발수성을 갖는 것이 확인되었다. 일반적으로 물의 접촉각이 150도를 초과하면 샘플표면에 물방울을 적하시키기 어려워 측정이 곤란해진다. 따라서 본 발명에서 물의 접촉각이 150도 이상으로 한 경우는, 측정한계를 초과하고 있는 것으로 한다. 또 이 경량 기포 콘크리트의 내투수성은 1.2㎤ 로, 내동해성은 205 사이클이었다.
<<실시예 4>>
프로필트리에톡시실란을 옥틸트리메톡시실란으로 변경하고, 경량 기포 콘크리트를 넣은 밀폐용기내, 부속 배관 및 옥틸트리메톡시실란을 넣은 밀폐용기내를200℃ 로 가열한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 발수성을 갖는 경량 기포 콘크리트를 제조하였다.
본 실시예에 의해 얻어진 경량 기포 콘크리트는, 표면부터 내부에 이르기까지 우수한 발수성이 발현되어 있고, 모든 장소에서 물의 접촉각이 150도 이상의 발수성을 갖는 것이 확인되었다. 또 이 경량 기포 콘크리트의 내투수성은 0.9㎤ 로, 내동해성은 220 사이클이었다.
<<실시예 5>>
프로필트리에톡시실란을 에틸트리에톡시실란으로 변경하고, 경량 기포 콘크리트를 넣은 밀폐용기내, 부속 배관 및 옥틸트리메톡시실란을 넣은 밀폐용기내를 130℃ 로 가열한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 발수성을 갖는 경량 기포 콘크리트를 제조하였다.
본 실시예에 의해 얻어진 경량 기포 콘크리트는, 표면부터 내부에 이르기까지 우수한 발수성이 발현되어 있고, 모든 장소에서 물의 접촉각이 88∼91도의 발수성을 갖는 것이 확인되었다. 또 이 경량 기포 콘크리트의 내투수성은 12.0㎤ 로, 내동해성은 38 사이클이었다.
<<실시예 6>>
프로필트리에톡시실란을 에틸트리에톡시실란으로 변경하고, 경량 기포 콘크리트를 넣은 밀폐용기내, 부속 배관 및 옥틸트리메톡시실란을 넣은 밀폐용기내를 145℃ 로 가열한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 발수성을 갖는 경량 기포 콘크리트를 제조하였다.
본 실시예에 의해 얻어진 경량 기포 콘크리트는, 표면부터 내부에 이르기까지 우수한 발수성이 발현되어 있고, 모든 장소에서 물의 접촉각이 90∼92도의 발수성을 갖는 것이 확인되었다. 또 이 경량 기포 콘크리트의 내투수성은 10.0㎤ 로, 내동해성은 41 사이클이었다.
<<실시예 7>>
상기 제조방법으로 얻은 경량 기포 콘크리트를 밀폐용기내에 넣고, 이 밀폐용기내 및 부속 배관을 165℃ 로 가열한 후, 300㎩ 로 감압하였다. 이어서 밸브로 개폐가 가능한 관으로 연결된 다른 밀폐용기내에 메틸트리메톡시실란 25g, 프로필트리에톡시실란 25g, 헥실트리에톡시실란 25g 을 넣고, 300㎩ 로 감압한 후에 165℃ 로 가열하여 이 혼합 알킬알콕시실란을 기화시켜 33000㎩ 의 증기압을 얻었다. 그리고 상기 밸브를 개방하여, 이 혼합 알콕시실란의 증기를 경량 기포 콘크리트를 넣은 밀폐용기내에 약 1분동안 주입하고, 이 밀폐용기내의 압력을 16500㎩로 한 후, 그 상태에서 1시간 방치하였다.
본 실시예에 의해 얻어진 경량 기포 콘크리트는, 표면부터 내부에 이르기까지 우수한 발수성이 발현되어 있고, 모든 장소에서 물의 접촉각이 139∼141도의 발수성을 갖는 것이 확인되었다. 또 이 경량 기포 콘크리트의 내투수성은 1.8㎤ 로, 내동해성은 180 사이클이었다.
<<실시예 8>>
상기 제조방법으로 얻은 경량 기포 콘크리트를 밀폐용기내에 넣고, 이 밀폐용기내 및 부속 배관을 170℃ 로 가열한 후, 300㎩ 로 감압하였다. 이어서 밸브로 개폐가 가능한 관으로 연결된 다른 밀폐용기내에 프로필트리에톡시실란 54g, 헥실트리에톡시실란 18g 을 넣고, 300㎩ 로 감압한 후에 170℃ 로 가열하여 이 혼합 알킬알콕시실란을 기화시켜 33000㎩ 의 증기압을 얻었다. 그리고 상기 밸브를 개방하여, 이 혼합 알콕시실란의 증기를 경량 기포 콘크리트를 넣은 밀폐용기내에 약 1분동안 주입하고, 이 밀폐용기내의 압력을 16500㎩로 한 후, 그 상태에서 1시간 방치하였다.
본 실시예에 의해 얻어진 경량 기포 콘크리트는, 표면부터 내부에 이르기까지 우수한 발수성이 발현되어 있고, 모든 장소에서 물의 접촉각이 140∼143도의 발수성을 갖는 것이 확인되었다. 또 이 경량 기포 콘크리트의 내투수성은 1.8㎤ 로, 내동해성은 180 사이클이었다.
<<실시예 9>>
상기 제조방법으로 얻은 경량 기포 콘크리트를 밀폐용기내에 넣고, 이 밀폐용기내 및 부속 배관을 180℃ 로 가열한 후, 300㎩ 로 감압하였다. 이어서 밸브로 개폐가 가능한 관으로 연결된 다른 밀폐용기내에 메틸트리메톡시실란 56g 과 데실트리메톡시실란 14g 을 넣고, 300㎩ 로 감압한 후에 180℃ 로 가열하여 이 혼합 알킬알콕시실란을 기화시켜 33000㎩ 의 증기압을 얻었다. 그리고 상기 밸브를 개방하여, 이 혼합 알콕시실란의 증기를 경량 기포 콘크리트를 넣은 밀폐용기내에 약 1분동안 주입하고, 이 밀폐용기내의 압력을 16500㎩로 한 후, 그 상태에서 1시간 방치하였다.
본 실시예에 의해 얻어진 경량 기포 콘크리트는, 표면부터 내부에 이르기까지 우수한 발수성이 발현되어 있고, 모든 장소에서 물의 접촉각이 150도 이상의 발수성을 갖는 것이 확인되었다. 또 이 경량 기포 콘크리트의 내투수성은 0.7㎤ 로, 내동해성은 220 사이클이었다.
<<실시예 10>>
데실트리메톡시실란을 도데실트리에톡시실란으로 변경하고, 경량 기포 콘크리트를 넣은 밀폐용기내 및 부속 배관 및 메틸트리에톡시실란 56g 과 도데실트리에톡시실란 14g 을 넣은 밀폐용기내를 가열하는 온도를 190℃ 로 한 것 이외에는 실시예 9 와 동일한 방법으로 발수성을 갖는 경량 기포 콘크리트를 제조하였다.
본 실시예에 의해 얻어진 경량 기포 콘크리트는, 표면부터 내부에 이르기까지 우수한 발수성이 발현되어 있고, 모든 장소에서 물의 접촉각이 150도 이상의 발수성을 갖는 것이 확인되었다. 또 이 경량 기포 콘크리트의 내투수성은 0.7㎤ 로, 내동해성은 220 사이클이었다.
<<실시예 11>>
메틸트리에톡시실란을 메틸트리메톡시실란으로, 데실트리메톡시실란을 옥타데실트리에톡시실란으로 변경하고, 경량 기포 콘크리트를 넣은 밀폐용기내 및 부속 배관 및 메틸트리메톡시실란 56g 과 옥타데실트리에톡시실란 14g 을 넣은 밀폐용기내를 가열하는 온도를 190℃ 로 한 것 이외에는 실시예 9 와 동일한 방법으로 발수성을 갖는 경량 기포 콘크리트를 제조하였다.
본 실시예에 의해 얻어진 경량 기포 콘크리트는, 표면부터 내부에 이르기까지 우수한 발수성이 발현되어 있고, 모든 장소에서 물의 접촉각이 150도 이상의 발수성을 갖는 것이 확인되었다. 또 이 경량 기포 콘크리트의 내투수성은 0.6㎤ 로, 내동해성은 230 사이클이었다.
<<실시예 12>>
메틸트리에톡시실란을 에틸트리메톡시실란으로, 데실트리메톡시실란을 옥타데실트리에톡시실란으로 변경한 것 이외에는 실시예 9 와 동일한 방법으로 발수성을 갖는 경량 기포 콘크리트를 제조하였다.
본 실시예에 의해 얻어진 경량 기포 콘크리트는, 표면부터 내부에 이르기까지 우수한 발수성이 발현되어 있고, 모든 장소에서 물의 접촉각이 150도 이상의 발수성을 갖는 것이 확인되었다. 또 이 경량 기포 콘크리트의 내투수성은 0.6㎤ 로, 내동해성은 250 사이클이었다.
<<실시예 13>>
메틸트리에톡시실란을 프로필트리에톡시실란으로, 데실트리메톡시실란을 옥타데실트리메톡시실란으로 변경하고, 경량 기포 콘크리트를 넣은 밀폐용기내 및 부속 배관 및 프로필트리에톡시실란 56g 과 옥타데실트리메톡시실란 14g 을 넣은 밀폐용기내를 가열하는 온도를 190℃ 로 한 것 이외에는 실시예 9 와 동일한 방법으로 발수성을 갖는 경량 기포 콘크리트를 제조하였다.
본 실시예에 의해 얻어진 경량 기포 콘크리트는, 표면부터 내부에 이르기까지 우수한 발수성이 발현되어 있고, 모든 장소에서 물의 접촉각이 150도 이상의 발수성을 갖는 것이 확인되었다. 또 이 경량 기포 콘크리트의 내투수성은 0.5㎤ 로, 내동해성은 265 사이클이었다.
<<실시예 14>>
옥타데실트리메톡시실란을 옥타데실트리에톡시실란으로 변경하고, 경량 기포 콘크리트를 넣은 밀폐용기내 및 부속 배관 및 프로필트리에톡시실란 56g 과 옥타데실트리에톡시실란 14g 을 넣은 밀폐용기내를 가열하는 온도를 200℃ 로 한 것 이외에는 실시예 13 과 동일한 방법으로 발수성을 갖는 경량 기포 콘크리트를 제조하였다.
본 실시예에 의해 얻어진 경량 기포 콘크리트는, 표면부터 내부에 이르기까지 우수한 발수성이 발현되어 있고, 모든 장소에서 물의 접촉각이 150도 이상의 발수성을 갖는 것이 확인되었다. 또 이 경량 기포 콘크리트의 내투수성은 0.5㎤ 로, 내동해성은 263 사이클이었다.
<<실시예 15>>
상기 제조방법으로 얻은 경량 기포 콘크리트를 밀폐용기내에 넣고, 이 밀폐용기내 및 부속 배관을 180℃ 로 가열한 후, 300㎩ 로 감압하였다. 이어서 밸브로 개폐가 가능한 관으로 연결된 다른 밀폐용기내에 메틸트리에톡시실란 28g, 에틸트리에톡시실란 14g, 프로필트리에톡시실란 14g 과 옥타데실트리에톡시실란 14g 을 넣고, 300㎩ 로 감압한 후에 180℃ 로 가열하여 이 혼합 알콕시실란을 기화시켜 33000㎩ 의 증기압을 얻었다. 그리고 상기 밸브를 개방하여, 이 혼합 알콕시실란의 증기를 경량 기포 콘크리트를 넣은 밀폐용기내에 약 1분동안 주입하고, 이 밀폐용기내의 압력을 16500㎩로 한 후, 그 상태에서 1시간 방치하였다.
본 실시예에 의해 얻어진 경량 기포 콘크리트는, 표면부터 내부에 이르기까지 우수한 발수성이 발현되어 있고, 모든 장소에서 물의 접촉각이 150도 이상의 발수성을 갖는 것이 확인되었다. 또 이 경량 기포 콘크리트의 내투수성은 0.6㎤ 로, 내동해성은 250 사이클이었다.
<<실시예 16>>
상기 제조방법으로 얻은 경량 기포 콘크리트로부터 길이 100㎜, 폭 100㎜, 두께 100㎜ 로 잘라, 밀폐용기내에 넣고, 이 밀폐용기내 및 부속 배관을 180℃ 로 가열한 후, 300㎩ 로 감압하였다. 이어서 밸브로 개폐가 가능한 관으로 연결된 다른 밀폐용기내에 프로필트리에톡시실란을 100g 을 넣고, 300㎩ 로 감압한 후에 180℃ 로 가열하여 프로필트리알콕시실란을 기화시켜 66000㎩ 의 증기압을 얻었다. 그리고 상기 밸브를 개방하고, 이 혼합 알콕시실란의 증기를 경량 기포 콘크리트를 넣은 밀폐용기내에 약 2분동안 주입하고, 이 밀폐용기내의 압력을 33000㎩로 한 후, 그 상태에서 1시간 방치하였다.
본 실시예에 의해 얻어진 경량 기포 콘크리트는, 표면부터 내부에 이르기까지 우수한 발수성이 발현되고 있고, 모든 장소에서 물의 접촉각이 128∼131도 이상의 발수성을 갖는 것이 확인되었다.
<<실시예 17>>
상기 제조방법으로 얻은 경량 기포 콘크리트로부터 길이 200㎜, 폭 200㎜, 두께 200㎜ 로 잘라, 밀폐용기내에 넣고, 이 밀폐용기내 및 부속 배관을 200℃ 로 가열한 후, 300㎩ 로 감압하였다. 이어서 밸브로 개폐가 가능한 관으로 연결된 용적 30000㎤ 의 다른 밀폐용기내에 프로필트리에톡시실란을 300g 을 넣고, 300㎩로 감압한 후에 200℃ 로 가열하여 프로필트리알콕시실란을 기화시켜 80000㎩ 의 증기압을 얻었다. 그리고 상기 밸브를 개방하고, 이 혼합 알콕시실란의 증기를 경량 기포 콘크리트를 넣은 밀폐용기내에 약 3분동안 주입하고, 이 밀폐용기내의 압력을 66000㎩로 한 후, 그 상태에서 1시간 방치하였다.
본 실시예에 의해 얻어진 경량 기포 콘크리트는, 표면부터 내부에 이르기까지 우수한 발수성이 발현되고 있고, 모든 장소에서 물의 접촉각이 128∼131도 이상의 발수성을 갖는 것이 확인되었다.
<<비교예 1>>
상기 제조방법으로 얻은 경량 기포 콘크리트로부터 길이 160㎜, 폭 40㎜, 두께 40㎜ 로 잘라, 그 상태에서 상기의 방법으로 각 성능을 평가한 결과, 물의 접촉각은 샘플에 적하된 물방울이 순식간에 흡수되기 때문에 측정이 불가능하고, 내투수성은 80㎤ 이상, 내동해성은 10 사이클이었다.
<<비교예 2>>
상기 제조방법으로 얻은 경량 기포 콘크리트를 길이 160㎜, 폭 40㎜, 두께 40㎜ 로 잘라, 프로필트리에톡시실란 70g 을 밀폐용기내에 넣고, 이 밀폐용기내 및 부속 배관을 150℃ 에서 1시간 가열하였다.
이 비교예에 의해 얻어진 경량 기포 콘크리트는, 표면부터 내부에 3㎜ 정도만 발수성을 발현하고 있어, 불충분한 발수성 경량 기포 콘크리트인 것이 확인되었다. 이 얻어진 경량 기포 콘크리트 절단면의 접촉각을 측정한 결과, 표면부터 내부로 3㎜ 까지는, 물의 접촉각이 100∼130도로 발수성을 갖고 있지만, 그 이외는적하된 물방울이 순식간에 흡수되어 전혀 발수성을 갖고 있지 않은 것이 확인되었다. 또 경량 기포 콘크리트의 내투수성은 60㎤ 이고, 내동해성은 15 사이클이었다.
이 비교예와 같이 단순하게 알콕시실란의 증기를 접촉시키는 것만으로는, 경량 기포 콘크리트의 표면 근방에서 발수성이 발현되지만, 내부 공극으로 알콕시실란이 침투하지 않고, 내투수성이나 내동해성도 거의 향상되지 않은 것이 확인되었다.
<<비교예 3>>
상기 제조방법으로 얻은 경량 기포 콘크리트를 길이 160㎜, 폭 40㎜, 두께 40㎜ 로 잘라, 밀폐용기내에 넣고, 이 밀폐용기내 및 부속 배관을 60℃ 로 가열한 후, 300㎩ 로 감압하였다. 이어서 밸브로 개폐가 가능한 관으로 연결된 다른 밀폐용기내에 메틸트리에톡시실란을 70g 넣고, 60℃ 로 가열한 후 상기 밸브를 개방하여 그 상태에서 3시간 방치하였다. 그 후, 샘플을 꺼내 120℃ 의 열풍건조기로 1시간 처리하였다.
이 비교예에 의해 얻어진 경량 기포 콘크리트는, 거의 발수성은 발현되지 않고, 경량 기포 콘크리트 표면은 매우 약간 발수성이 부여되어 있지만 그 이외에는 전혀 발수성은 부여되어 있지 않았다. 물의 접촉각은, 경량 기포 콘크리트 표면이 20∼40도이었지만, 내부는 적하된 물방울이 순식간에 흡수되어 전혀 발수성을 갖고 있지 않은 것이 확인되었다. 또 이 경량 기포 콘크리트의 내투수성은 75㎤ 이고, 내동해성은 10 사이클이었다.
본 비교예와 같이 미리 알콕시실란을 기화시켜 충분한 증기압을 얻고 있지 않은 경우, 밸브를 열어도 경량 기포 콘크리트를 넣은 밀폐용기내에는 공기만 들어가고, 그 상태에서 3시간 처리하여도 거의 발수성이 부여되는 일은 없으며, 내투수성이나 내동해성도 거의 향상되지 않는 것이 확인되었다.
<<비교예 4>>
상기 제조방법으로 얻은 경량 기포 콘크리트를 길이 160㎜, 폭 40㎜, 두께 40㎜ 로 잘라, 밀폐용기내에 넣고, 이 밀폐용기내 및 부속 배관을 30℃ 로 가열한 후, 300㎩ 로 감압하였다. 이어서 밸브로 개폐가 가능한 관으로 연결된 다른 밀폐용기내에 프로필트리에톡시실란을 70g 넣고, 300㎩ 로 감압한 후에 160℃ 로 가열하여 프로필트리에톡시실란을 기화시켜 33000㎩ 의 증기압을 얻었다, 그리고 상기 밸브를 개방하여, 프로필트리에톡시실란의 증기를 경량 기포 콘크리트를 넣은 밀폐용기내에 약 1분동안 주입하고, 그 상태에서 1시간 방치하였다.
이 비교예에 의해 얻어진 경량 기포 콘크리트는, 표면부토 내부에 3㎜ 정도만 발수성을 발현하고 있어, 불충분한 발수성 경량 기포 콘크리트인 것이 확인되었다. 이 얻어진 경량 기포 콘크리트 절단면의 접촉각을 측정한 결과, 표면에서 내부로 3㎜ 까지는, 물의 접촉각이 128∼130도로 발수성을 갖고 있지만, 그 이외에는 적하된 물방울이 순식간에 흡수되어 전혀 발수성을 갖고 있지 않은 것이 확인되었다. 또 이 경량 기포 콘크리트의 내투수성은 45㎤ 이고, 내동해성은 15 사이클이었다.
이 비교예와 같이 미리 알콕시실란을 기화시켜 충분한 증기압을 얻고 있는경우에서도, 경량 기포 콘크리트를 넣은 밀폐용기나 배관 및 경량 기포 콘크리트 자체를 충분히 가열하지 않으면, 주입된 알콕시실란은 경량 기포 콘크리트를 넣은 밀폐용기내에서 응축되어 액화되기 때문에, 경량 기포 콘크리트의 내부 공극에는 침투되지 않고, 내부에 발수성이 부여되는 일은 없으며, 내투수성이나 내동해성도 거의 향상되지 않는 것이 확인되었다.
실시예 알킬알콕시실란 혼합비율[중량%] 물의 접촉각[도] 내투수성[㎤] 내동해성[사이클]
1 프로필트리에톡시실란 100 128 ∼ 131 2.5 122
2 이소부틸트리메톡시실란 100 135 ∼ 138 2.3 140
3 헥실트리메톡시실란 100 150 이상 1.2 205
4 옥틸트리메톡시실란 100 150 이상 0.9 220
5 메틸트리에톡시실란 100 88 ∼ 91 12.0 38
6 에틸트리에톡시실란 100 90 ∼ 92 10.0 41
7 메틸트리메톡시실란프로필트리에톡시실란헥실트리에톡시실란 33.333.333.3 139 ∼ 141 1.8 180
8 프로필트리에톡시실란헥실트리메톡시실란 75.025.0 140 ∼ 143 1.8 180
9 메틸트리에톡시실란데실트리메톡시실란 80.020.0 150 이상 0.7 220
10 메틸트리에톡시실란도데실트리에톡시실란 80.020.0 150 이상 0.7 220
11 메틸트리메톡시실란옥타데실트리에톡시실란 80.020.0 150 이상 0.6 230
12 에틸트리에톡시실란옥타데실트리에톡시실란 80.020.0 150 이상 0.6 250
13 프로필트리에톡시실란옥타데실트리메톡시실란 80.020.0 150 이상 0.5 265
14 프로필트리에톡시실란옥타데실트리에톡시실란 80.020.0 150 이상 0.5 263
15 메틸트리에톡시실란에틸트리에톡시실란프로필트리에톡시실란옥타데실트리에톡시실란 40.020.020.020.0 150 이상 0.6 250
본 발명의 경량 기포 콘크리트는, 표면부터 내부 공극 표면에 이르기까지 우수한 발수성을 갖고, 내투수성이나 내동해성이 특히 우수한 경량 기포 콘크리트이다. 또 본 발명의 제조방법에 의하면 경량 기포 콘크리트의 표면부터 내부에 이르기까지 알킬알콕시실란으로 이루어지는 발수층을 단시간에 형성할 수 있기 때문에 산업상 크게 유용하다.

Claims (12)

  1. 경량 기포 콘크리트 표면 및 내부 공극 표면 전체에, 알킬알콕시실란으로 형성되는 발수층을 갖는 경량 기포 콘크리트.
  2. 제 1 항에 있어서, 알킬알콕시실란이 탄소수 3∼8의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상으로 이루어지는 경량 기포 콘크리트.
  3. 제 1 항에 있어서, 알킬알콕시실란이 탄소수 1∼2의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상과, 탄소수 3∼8의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상의 혼합물인 경량 기포 콘크리트.
  4. 제 1 항에 있어서, 알킬알콕시실란이 탄소수 1∼6의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상과, 탄소수 9∼18의 알킬기를 갖는 알킬알콕시실란의 1종 이상의 혼합물인 경량 기포 콘크리트.
  5. 제 1 항, 제 2 항, 3 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 발수층의 물의 접촉각이 100도 이상인 경량 기포 콘크리트.
  6. 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 발수층의물의 접촉각이 130도 이상인 경량 기포 콘크리트.
  7. 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항, 제 4 항, 제 5 항 및 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 경량 기포 콘크리트의 두께가 10∼200㎜인 경량 기포 콘크리트.
  8. 제 7 항에 있어서, 경량 기포 콘크리트의 두께가 25∼200㎜인 경량 기포 콘크리트.
  9. 밀폐용기내에 경량 기포 콘크리트를 넣어 가열감압한 후, 알킬알콕시실란의 증기를 상기 밀폐용기내에 유입하고, 이 밀폐용기내의 압력을 상기 감압압력보다 1000∼100000㎩ 높게 하여, 알킬알콕시실란을 경량 기포 콘크리트 표면 및 내부 공극 표면에 부착시키는 것으로 이루어지는 경량 기포 콘크리트의 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 경량 기포 콘크리트를 넣은 밀폐용기의 가열온도가 80∼300℃ 인 경량 기포 콘크리트의 제조방법.
  11. 경량 기포 콘크리트의 표면 및 내부 공극 표면 전체에, 알킬알콕시실란으로 형성되는 발수층을 갖는 경량 기포 콘크리트를 제조하는 방법으로, 탄소수 3∼8의 알킬기를 갖는 알콕시실란의 1종 이상을 사용하는, 제 2 항에 기재된 경량 기포 콘크리트의 제조방법.
  12. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 경량 기포 콘크리트를 외벽재, 바닥재, 칸막이재 또는 지붕재로 사용하는 경량 기포 콘크리트의 사용방법.
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