KR20030015566A - 고성능 타일 시멘트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 건축 및 토목 구조물의 타일 부착용 재료인 도자기질 타일시멘트에 관한 것으로서, 포틀랜드시멘트 100 중량부, 30∼100mesh 규사 30∼50 중량부 및 100∼200mesh 규사 40∼60 중량부, 탄산칼슘 10∼30 중량부, 재분산성 분말수지 5∼15 중량부 벤토나이트 5∼10 중량부, 증점제 2∼5 중량부, 섬유질 크랙방지제 1∼3 중량부 그리고 다당류 0.1∼2 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 타일시멘트를 제공한다.
본 발명에 의한 타일시멘트는 일반적인 기계적 물성이 매우 뛰어날 뿐만 아니라 압축강도 및 전단접착강도가 매우 뛰어나 건축 토목 구조물의 유동성 변화에도 충분히 견딜 뿐만 아니라 충분한 보수율 확보로 작업성 및 시멘트의 수화반응을 진행시켜 타일시멘트의 성능이 충분히 발휘될 수 있으며, 긴 open time 확보로 타일시공 시 발생되는 겉마름 현상에 의한 타일부착력 저하의 근본원인을 완벽히 해결하여 장기간이 흘러도 타일의 박리 및 흘러내림이 발생되지 않는 완벽한 타일시공을 행할 수 있는 효과가 있다.

Description

고성능 타일 시멘트 {High-powered tile cement}
본 발명은 건축 및 토목 구조물의 타일 부착용 재료인 타일시멘트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유리전이온도(Tg)가 낮은 재분산성 분말수지를 사용하여 인장접착력과 전단접착력 및 내수성을 향상시키고 섬유질의 파우더를 사용하여 크랙에 대한 추종성을 극대화하고 보수성 및 증점성이 매우 뛰어난 전분계 증점제를 사용하여 타일 시멘트의 작업성 및 open time을 향상시켜 부착타일의 박리현상을 근본적으로 방지할 수 있는 타일시멘트 조성물에 관한 것이다.
종래에는 타일시멘트 제조 시, 타일접착력 부족과 타일박리의 근본 하자 원인은 배제한 채 생산원가 절감과 인건비 절감 및 작업의 편의성만을 주목적으로 하고 제품의 물리적, 기계적 성능은 고려하지 않았다. 그리하여, 토목 건축물의 유동성에 따른 물리적 변화와 타일시멘트의 접착력 부족으로 시공 후 시공된 타일의 박리현상이 매우 많았다. 또한 타일의 대형화에 맞추어 타일시멘트의 흐름저항성이 부족하여 시공된 타일의 흘러내림이나 처짐으로 인한 작업의 어려움과 양생 후 충분한 접착력을 발휘하기가 매우 힘들다는 문제점이 있었다. 본 발명은 상기와 같은 종래 타일시멘트의 문제점을 극복하고자, 타일시멘트의 전단접착력, 흐름저항성,점성, 변형율을 증가시키기 위한 타일시멘트 조성물을 고안하여 본 발명에 이른 것이다.
본 발명은 전단접착력을 향상시키고 보다 높은 흐름저항성 및 점성을 부여하여 타일의 대형화에 따른 타일의 흘러내림이나 처짐으로 인한 물성저하를 방지한 타일 시멘트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 타일시멘트의 변형율을 증가시켜 토목건축물의 유동성에 따른 타일박리를 원천적으로 방지하고 보수성 저하 및 짧은 open time 으로 인한 타일접착력 부족현상을 방지할 수 있는 타일 시멘트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 타일시멘트는 포틀랜드시멘트 100 중량부, 30∼100mesh 규사 30∼50 중량부 및 100∼200mesh 규사 40∼60 중량부, 탄산칼슘 10∼30 중량부, 재분산성 분말수지 5∼15 중량부, 벤토나이트 5∼10 중량부, 증점제 2∼5 중량부, 섬유질 크랙방지제 1∼3 중량부 그리고 다당류 0.1∼2 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 중량부는 각 조성성분의 무게비를 표시한 것이다.
본 발명의 포틀랜트 시멘트는 KSL 5201 1종을 만족하는 시멘트로 100 중량부를 사용하는 것을 기본으로 한다.
또한 30∼100mesh 규사와 100∼200mesh규사는 천연사로 분쇄된 골재로서 해사와 같이 염분 등과 같은 이물질이 없는 것을 사용해야 하며 30∼100mesh 규사는30∼50 중량부, 100∼200mesh 규사는 40∼60중량부를 사용하는 것이 바람직하다.
규사의 입도분포를 구분한 이유는 규사입도 분포가 조직의 치밀화와 압축강도에 영향을 주기 때문이다. 규사의 입도분포가 다양해야 제품의 수밀성이 확보되어 안정된 접착강도와 흐름저항성이 확보되고 조직의 치밀화로 충분한 압축강도를 발휘할 수 있다. 30mesh이상의 규사가 많으면 제품이 거칠어지고 타일과의 부착면이 엉성하여 충분한 타일접착강도와 흐름저항성을 발휘할 수 없으며, 200mesh 이하의 미분규사가 많으면 시멘트와의 혼화성이 나쁘고 압축강도가 저하되어 토목 건축물의 미동에도 크랙이나 깨어짐으로 인한 부착타일의 박리를 초래할 수 있다.
탄산칼슘은 400mesh를 갖는 방해석 분말로 10∼30 중량부를 사용하는 것을 기본으로 한다. 탄산칼슘은 조직의 수밀화를 꾀하고 미수화 작용으로 함유된 수분을 포집하여 흐름저항성을 향상시켜 타일의 처짐이나 흘러내림 등을 방지하는 효과가 있다.
탄산칼슘이 10 중량부 이하이면 기대되는 조직의 수밀화를 만족할 만큼 얻지 못하고 흐름저항성이 미비하여 타일의 처짐이나 흘러내림을 방지하는 충분한 효과를 발휘하지 못하며, 30중량부 이상이면 포집되는 수분량이 많아 제품의 작업점도가 너무 높아 작업성 불량 및 open time 단축의 악영향을 초래하게 된다.
재분산성 분말수지는 5∼15 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 재분산성 분말수지를 5 중량부 이하로 사용하면 타일시멘트의 충분한 접착력과 내마모성, 굴곡강도 향상 등을 얻을 수 없고, 15 중량부 이상을 사용하면 타일시멘트의 압축강도가 크게 저하되어 작은 충격에도 깨어지는 현상이 발생할 수 있으며 제조원가의상승에 따른 비용부담이 상당히 크게 된다. 재분산성 분말수지는 바람직하게는 고형분 함량이 98∼100 % 이며, 겉보기 비중은 450 ∼ 550 g/ℓ이고, 입도분포는 0.5∼8㎛이며 유리전이온도(Tg)가 -1℃ ∼ -7℃ 인 것을 특징으로 한다.
벤토나이트는 유동학적 첨가제로 비가공된 자연적인 균일한 입자크기의 점토로서 제품의 농밀화와 유동성을 향상시키는 효과가 있으며, 광범위한 온도에서 안정된 점도와 조직형성을 제공하는 특징이 있고 처짐이나 박리에 대한 저항력을 향상시켜주며 지연제로 작용하여 타일시멘트의 open time을 향상시켜주는 기능도 발휘한다. 뿐만 아니라 박테리아나 효소에 대한 저항력도 가지고 있어서 향균작용의 역할을 수행할 수도 있다.
벤토나이트는 5∼10 중량부를 사용하는 것을 기본으로 한다. 5 중량부 이하이면 위와 같은 성능을 충분히 발휘할 수 없고 10 중량부 이상이면 지난친 지연효과로 타일시멘트의 압축강도 저하와 제품의 고점도화로 인해 작업성이 나빠지게 된다.
상기한 벤토나이트는 바람직하게는 입자크기가 150 ∼ 250 mesh이고 천연 다수의 점토로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
증점제는 히드록시프로필메틸셀룰로이스 (HPMC)를 사용하며 증점성 부여와 작업성 개선 및 접착력을 강화시키고 open time을 개선하는 보수성 역할을 수행하며 처짐이나 흘러내림에 대한 흐름저항성을 향상시킬 수 있다. 증점제는 2∼5 중량부를 사용하며 2 중량부 이하이면 충분한 보수성과 처짐방지효과를 기대할 수 없고, 5 중량부 이상이면 제품의 고점도화로 인해 작업성이 나빠지고 타일시멘트의경화지연을 초래할 수 있다.
그리고 본 발명에서 사용하는 증점제는 바람직하게는 2% 수용액의 점도가 20,000∼30,000cps이고 입자크기가 10 ∼ 110 mesh 인 것을 특징으로 한다.
섬유질 크랙 방지제는 1∼3 중량부를 사용하며 1 중량부 미만일 경우에는 충분한 균열방지효과나 수축률 감소를 기대할 수 없고, 3 중량부 이상이면 흡수되는 수분량이 많아 유동성을 저해할 수 있으며, 타일시멘트 시공 후 수분의 재흡수량이 많아져 타일시멘트의 충분한 수화반응에 필요한 수분량의 부족으로 충분한 경화가 이루어지지 못해 압축강도 저하로 이어질 수 있다.
본 발명에서 사용하는 섬유질 크랙방지제는 바람직하게는 불용성으로 섬유질 길이가 50 ∼ 150 ㎛ 이고, 밀도는 100 ∼ 300 g/㎥ 인 것을 특징으로 한다.
다당류는 0.1∼2 중량부를 사용하는 것을 기본으로 한다. 다당류는 증점보조제의 일종으로 메틸셀룰로오스(MC)와는 달리 측쇄, 연쇄고리사슬형 분자구조를 가지고 있어서 입자포집성이 우수하고 강한 분산성과 수분을 오랫동안 보유하여 보수성을 향상시킬 수 있는 구조를 가지고 있다. 다당류를 0.1 중량부 이하로 사용하면 충분한 보수성과 증점성 부여효과를 기대할 수 없고, 2 중량부 이상을 사용하면 타일시멘트의 경화에 영향을 주어 강도저하와 접착력 저하를 초래할 수 있다.
본 발명에서 사용한 다당류는 바람직하게는 2% 수용액의 점도가 6,000∼10,000cps이고 액성은 pH 3 ∼ pH 7, 입자크기는 0.3∼0.7㎜인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 타일시멘트는 타일시멘트의 기본물성을 변화시키지 않는 범위내에서 습윤제,소포제,분산제, 방부제,백화방지제를 포함할 수 있다.
이하 실시예에 의해 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 내용이 이에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
일반 파우더 혼합기에 100 중량부의 포틀랜드시멘트, 30∼100 mesh 규사 50 중량부, 100∼200 mesh 규사 40 중량부, 탄산칼슘 20 중량부, 재분산성 분말수지 15 중량부 및 벤토나이트 10 중량부, 증점제 2 중량부, 크랙방지제 1 중량부 그리고 다당류 2 중량부를 넣고 충분히 혼합하여 도자기질 타일시멘트를 제조하였다.
<실시예 2>
일반 파우더 혼합기에 100 중량부의 포틀랜드시멘트, 30∼100 mesh 규사 50 중량부, 100∼200 mesh 규사 60 중량부, 탄산칼슘 20 중량부, 재분산성 분말수지 15 중량부 및 벤토나이트 10 중량부, 증점제 2 중량부, 크랙방지제 1 중량부 그리고 다당류 2 중량부를 넣고 충분히 혼합하여 도자기질 타일시멘트를 제조하였다.
<실시예 3>
일반 파우더 혼합기에 100 중량부의 포틀랜드시멘트, 30∼100 mesh 규사 50 중량부, 100∼200 mesh 규사 40 중량부, 탄산칼슘 20 중량부, 재분산성 분말수지 5 중량부 및 벤토나이트 10 중량부, 증점제 2 중량부, 크랙방지제 1 중량부 그리고 다당류 2 중량부를 넣고 충분히 혼합하여 도자기질 타일시멘트를 제조하였다.
<실시예 4>
일반 파우더 혼합기에 100 중량부의 포틀랜드시멘트, 30∼100 mesh 규사 50 중량부, 100∼200 mesh 규사 40 중량부, 탄산칼슘 20 중량부, 재분산성 분말수지 15 중량부 및 벤토나이트 5 중량부, 증점제 2 중량부, 크랙방지제 1 중량부 그리고 다당류 2 중량부를 넣고 충분히 혼합하여 도자기질 타일시멘트를 제조하였다.
<실시예 5>
일반 파우더 혼합기에 100 중량부의 포틀랜드시멘트, 30∼100 mesh 규사 50 중량부, 100∼200 mesh 규사 40 중량부, 탄산칼슘 20 중량부, 재분산성 분말수지 15 중량부 및 벤토나이트 10 중량부, 증점제 5 중량부, 크랙방지제 1 중량부 그리고 다당류 2 중량부를 넣고 충분히 혼합하여 도자기질타일시멘트를 제조하였다.
이상의 각 실시예에서 제조된 타일시멘트의 성능을 평가하기 위해 KS규격, KSF2477, KSL1592, KSL1593의 시험방법과 BS5980(영국표준협회규격)에 의거하여 시험편을 제작하고 물성을 평가하여 그 결과를 다음의 표1에 나타내었다.
<표1>
실시예 시험항목 1 2 3 4 5
압축강도 (kgf/㎠) 139 137 143 141 156
부착강도 (kgf/㎠) 18.2 18.5 17.4 17.7 16.5
전단접착강도 (kgf/㎠) 24.4 23.7 20.9 19.3 18.7
길이변화율 (%) 0.18 0.13 0.15 0.16 0.19
보수율 (%) 91 85 87 86 90
open time (분) 30 35 40 35 40
상기 표 1 에서 알 수 있듯이, 본 발명에 의한 타일시멘트는 일반적인 물리적 성능이 매우 우수함을 보여주고 있으며 특히 부착강도와 압축강도, 전단접착강도가 매우 우수하며 open time이 긴 결과가 나왔다.
상기한 바와 같이 본 발명에 의한 타일시멘트는 일반적인 기계적 물성이 매우 뛰어날 뿐만 아니라 압축강도 및 전단접착강도가 매우 뛰어나 건축 토목 구조물의 유동성 변화에도 충분히 견딜 뿐만 아니라 충분한 보수율 확보로 작업성 및 시멘트의 수화반응을 진행시켜 타일시멘트의 성능이 충분히 발휘될 수 있으며, 긴 open time 확보로 타일시공 시 발생되는 겉마름 현상에 의한 타일부착력 저하의 근본원인을 완벽히 해결하여 장기간이 흘러도 타일의 박리 및 흘러내림이 발생되지 않는 완벽한 타일시공을 행할 수 있는 효과가 있다

Claims (7)

  1. 포틀랜드시멘트 100 중량부, 30∼100mesh 규사 30∼50 중량부 및 100∼200mesh 규사 40∼60 중량부, 탄산칼슘 10∼30 중량부, 재분산성 분말수지 5∼15 중량부 벤토나이트 5∼10 중량부, 증점제 2∼5 중량부, 섬유질 크랙방지제 1∼3 중량부 그리고 다당류 0.1∼2 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 타일시멘트
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 포틀랜드시멘트는 KSL 5201 1종을 만족하는 시멘트인 것을 특징으로 하는 타일시멘트.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 재분산성 분말수지는 고형분함량이 98 ∼ 100 %이고, 겉보기 비중이 450 ∼ 550 g/ℓ이고, 입도분포는 0.5∼8㎛이며 유리전이온도는 -1℃ ∼ -7℃ 인 것을 특징으로 하는 타일시멘트
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 벤토나이트는 입자크기가 150 ∼ 250 mesh 이고 천연 다수의 비가공된 점토로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 타일시멘트
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 증점제는 2% 수용액의 점도가 20,000∼30,000cps 이고 입자크기가 10 ∼ 110 mesh인 히드록시프로필메틸셀룰로오스인 것을 특징으로하는 타일시멘트
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 섬유질 크랙방지제는 불용성으로 섬유질의 길이가 50㎛ ∼ 150㎛ 이고 밀도가 100 ∼ 300 g/㎥인 것을 특징으로 하는 타일시멘트
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 다당류는 2% 수용액의 점도가 6,000 ∼ 10,000cps 이고 액성은 pH 3 ∼ pH 7 이며, 입자크기가 0.3 ∼ 0.7㎜인 것을 특징으로 하는 타일시멘트
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